KR20120079561A - 선택적 다중 예측을 통한 적응적 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법 - Google Patents
선택적 다중 예측을 통한 적응적 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120079561A KR20120079561A KR1020110000802A KR20110000802A KR20120079561A KR 20120079561 A KR20120079561 A KR 20120079561A KR 1020110000802 A KR1020110000802 A KR 1020110000802A KR 20110000802 A KR20110000802 A KR 20110000802A KR 20120079561 A KR20120079561 A KR 20120079561A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- prediction
- block
- intra prediction
- encoding
- unit
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
- H04N19/11—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of spatial predictive coding modes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
- H04N19/105—Selection of the reference unit for prediction within a chosen coding or prediction mode, e.g. adaptive choice of position and number of pixels used for prediction
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/124—Quantisation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/13—Adaptive entropy coding, e.g. adaptive variable length coding [AVLC] or context adaptive binary arithmetic coding [CABAC]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
- H04N19/136—Incoming video signal characteristics or properties
- H04N19/137—Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques
Abstract
선택적 다중 예측을 통한 적응적 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법 가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치는, 인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 방향성 예측블록을 생성하여 인트라 예측을 실행하는 일차 인트라 예측부; 현재블록에 대한 인트라 예측의 오차가 설정된 값 이상인 경우, 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 가장 유사한 유사블록을 탐색하여 움직임 정도를 예측하는 움직임 정도 예측부; 및 탐색된 유사블록에 기초하여 잔여블록을 생성하여 변환 및 양자화하고 엔트로피 부호화하며, 움직임 정도에 기초한 부가정보와 함께 복호기로 전송하는 인트라 예측 부호부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명의 실시예는 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 비디오 데이터의 압축 장치에 있어서 기존 인트라 예측기법으로 예측하기 어려운 복잡한 영상과 불규칙한 바탕영상을 선택적인 다중 예측을 통하여 인트라 예측(Intra Prediction)의 정확도와 인트라 프레임 또는 인트라 블록의 압축 효율을 개선하며, 비디오 데이터 압축 복잡도는 최소하면서도 기존 인트라 압축효율을 극대화함으로써 같은 비트 율에서 보다 우수한 복원 화질을 얻을 수 있는 선택적 다중 예측을 통한 적응적 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
비디오 데이터 압축 장치에서 인트라 부호화는, 프레임 내 또는 블록 내의 공간적 상관도(Spatial Redundancy)를 효율적으로 제거하여 얻어지는 잔여 신호를 변환 기법 및 양자화, 엔트로피 코딩 과정을 거쳐 효율적으로 압축하는 형태로 이루어진다.
대표적인 인트라 부호화 방법으로는 블록 단위 이산 여현 변환(DCT, Discrete Cosine Transform) 기반 압축 기법인 JPEG, Wavelet 기반의 산술 코딩 기법을 통해 부호화 효율을 높인 JPEG2000 등이 있으며, 최근에는 H.264/AVC[문헌 1]의 방향성 기반 외삽 예측(Extrapolation prediction)을 통한 인트라 부호화 기법의 성능이 가장 우수한 것으로 알려져 있다[문헌 2].
H.264/AVC의 방향성 기반 예측을 통한 인트라 부호화는 도 1과 같이 DC 예측(모드 2)을 포함한 9 가지 방향성 기반으로 기 부/복호화된 좌측 및 상단 화소 (A~M)를 이용하여 외삽 예측을 수행한다. 즉, 블록 내에 한 화소 값은 예측 방향을 따라 좌측 및 상단 화소의 값을 가져다가 채우는 형태로 외삽 예측이 이루어진다. 예를 들어 0 번 모드의 경우, 수직 방향(vertical)으로 외삽 예측을 수행하기 때문에, 도 1의 4x4 블록은 상단 화소인 A, B, C, D의 값을 화살표 방향으로 채운 값을 갖게 된다.
최근엔 초고해상도를 지원하기 위하여 보다 다양한 방향의 그리고 다양한 블록크기의 인트라 예측 방법이 제안되었다[문헌 3, 4]. 하지만 이러한 방법도 인근 화소의 값을 특정 방향으로 복사하여 사용함으로써 불규칙한 텍스쳐(texture)나 복잡한 영상을 예측 부호화하기에는 한계를 갖고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 움직임 평가(motion estimation)을 통한 인트라 예측 기법도 제안되었다[문헌 5]. 이 기법은 인터프레임 예측과 유사하나 타 영상 프레임을 사용하는 대신에 동일 영상 하에서 인터프레임의 움직임 평가와 같은 방식으로 유사 영상을 찾아 영상 예측을 하도록 하고 있다. 이 경우 인트라프레임 영상 압축 부호화 복잡도가 급격히 커지며 또한 찾고자 하는 영상이 동일 프레임안에 없을 경우 압축효율의 저하가 발생하게 된다.
[문헌 1] ITU-T Recommendation H.264 and ISO/IEC 14496-10 AVC, "Advanced Video Coding for Generic Audiovisual Services", version 3: 2005.
[문헌 2] P. Topiwala, "Comparative study of JPEG2000 and H.264/AVC FRExt I-frame coding on high-definition video sequences," Proceedings of SPIE, Vol. 5909, pp. 284-292, Aug. 2005.
[문헌 3] K. McCann, et. al., "Video coding technology proposal by Samsung," JCTVC-A124, Dresden, Apr. 2010.
[문헌 4] K.Ugur, et. al., "Video coding technology proposal by Tandberg, Nokia, and Ericsson," JCTVC-A119, Dresden, Apr. 2010.
[문헌 5] Chun-su Park, et. al., "Estimation-based intra prediction algorithm for H.264/AVC," Optical Engineering, Vol.48, 2009.
본 발명의 실시예는 전술한 문제을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 비디오 데이터의 압축 장치에 있어서 기존 인트라 예측기법으로 예측하기 어려운 복잡한 영상과 불규칙한 바탕영상을 선택적인 다중 예측을 통하여 인트라 예측(Intra Prediction)의 정확도와 인트라 프레임 또는 인트라 블록의 압축 효율을 개선하며, 비디오 데이터 압축 복잡도는 최소하면서도 기존 인트라 압축효율을 극대화함으로써 같은 비트 율에서 보다 우수한 복원 화질을 얻을 수 있는 선택적 다중 예측을 통한 적응적 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화/복호화 장치는, 인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 인트라 예측을 실행하고, 인트라 예측의 오차가 설정된 값 이상인 경우 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 유사블록을 탐색하여 이차 예측을 실행하며, 유사블록에 대한 움직임 정보가 포함된 부가정보와 함께 엔트로피 부호화하는 인트라 예측 부호화기; 및 비트스트림을 통해 수신한 부가정보에 기초하여 이차예측 여부를 결정하며, 움직임 정보에 기초하여 예측블록의 화소를 재구성하여 대상블록을 복호화하는 인트라 예측 복호화기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치는, 인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 방향성 예측블록을 생성하여 인트라 예측을 실행하는 일차 인트라 예측부; 현재블록에 대한 인트라 예측의 오차가 설정된 값 이상인 경우, 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 가장 유사한 유사블록을 탐색하여 움직임 정도를 예측하는 움직임 정도 예측부; 및 탐색된 유사블록에 기초하여 잔여블록을 생성하여 변환 및 양자화하고 엔트로피 부호화하며, 움직임 정도에 기초한 부가정보와 함께 복호기로 전송하는 인트라 예측 부호부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 인트라 예측 부호화 장치는, 생성된 방향성 예측블록에 대한 예측 정확도를 계산하는 예측정확도 계산부; 및 계산된 예측정확도를 주변의 예측정확도에 따라 적응적으로 결정되는 임계값과 비교하여 이차예측 여부를 결정하는 이차예측 결정부를 더 포함할 수 있다.
전술한 인트라 예측 부호화 장치는, 유사블록에 대한 현재블록의 부호화 비용을 연산하며, 연산된 부호화 비용을 일차 인트라 예측부에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용과 비교하는 부호화비용 연산 및 비교부를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 인트라 예측 부호부는 연산된 부호화 비용이 일차 인트라 예측부에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용보다 작은 경우에 유사블록에 기초하는 잔여블록을 생성할 수 있다.
예측정확도 계산부는 RD(Rate Distortion) 비용, SAD(Sum of Absolute Difference), SATD(Sum of Absolute Transformed Difference) 중의 적어도 하나에 기초하여 예측 정확도를 계산할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치는, 비트스트림으로부터 엔트로피 신호를 추출하여 엔트로피 복호화를 수행하는 엔트로피 복호부; 엔트로피 복호부에 의해 엔트로피 복호된 신호를 역양자화 및 역변환하여 잔여신호를 생성하는 역양자화 및 역변환부; 비트스트림을 통해 수신된 부가정보에 기초하여 복호할 대상블록에 대한 이차예측 여부를 결정하는 이차예측여부 확인부; 및 이차예측여부 확인부에 의해 이차예측이 결정된 경우, 부가정보에 포함된 움직임 정도에 대한 정보에 기초하여 대상블록에 대한 예측블록의 화소를 재구성하는 화소 재구성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화/복호화 방법은, 인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 인트라 예측을 실행하고, 인트라 예측의 오차가 설정된 값 이상인 경우 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 유사블록을 탐색하여 이차 예측을 실행하며, 유사블록에 대한 움직임 정보가 포함된 부가정보와 함께 엔트로피 부호화하는 인트라 예측 부호화 단계; 및 비트스트림을 통해 수신한 부가정보에 기초하여 이차예측 여부를 결정하며, 움직임 정보에 기초하여 예측블록의 화소를 재구성하여 대상블록을 복호화하는 인트라 예측 복호화 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법은, 인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 방향성 예측블록을 생성하여 인트라 예측을 실행하는 단계; 현재블록에 대한 인트라 예측의 오차가 설정된 값 이상인 경우, 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 가장 유사한 유사블록을 탐색하여 움직임 정도를 예측하는 단계; 및 탐색된 유사블록에 기초하여 잔여블록을 생성하며, 생성된 잔여블록에 대한 부호화를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 인트라 예측 부호화 방법은, 생성된 방향성 예측블록에 대한 예측 정확도를 계산하는 단계; 및 계산된 예측정확도를 주변의 예측정확도에 따라 적응적으로 결정되는 임계값과 비교하여 이차예측 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 인트라 예측 부호화 방법은, 유사블록에 대한 현재블록의 부호화 비용을 연산하며, 연산된 부호화 비용을 일차 인트라 예측부에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용과 비교하는 단계를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 부호화 수행단계는 연산된 부호화 비용이 인트라 예측 실행단계에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용보다 작은 경우에 유사블록에 기초하는 잔여블록을 생성할 수 있다.
예측정확도 계산단계는 RD(Rate Distortion) 비용, SAD(Sum of Absolute Difference), SATD(Sum of Absolute Transformed Difference) 중의 적어도 하나에 기초하여 예측 정확도를 계산할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법은, 비트스트림으로부터 엔트로피 신호를 추출하여 엔트로피 복호화하는 단계; 엔트로피 복호화 단계에 의해 엔트로피 복호된 신호를 역양자화 및 역변환하여 잔여신호를 생성하는 단계; 비트스트림을 통해 수신된 부가정보에 기초하여 복호할 대상블록에 대한 이차예측 여부를 결정하는 단계; 및 이차예측여부 확인부에 의해 이차예측이 결정된 경우, 부가정보에 포함된 움직임 정도에 대한 정보에 기초하여 대상블록에 대한 예측블록의 화소를 재구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 종래기술의 문제점인 불규칙한 텍스쳐 및 복잡한 영상에 대한 인트라 예측의 한계를 효율적으로 해결할 수 있으며, 이를 위하여 일차로 기존 인트라 예측, 즉 인접 블록 일부 화소를 특정 방향으로 외삽하여 예측 영을 만들어 현 블록 영상의 중복성을 줄여 부호화하고 이렇게 부호화된 영상 블록 중 영상 예측이 어려워 압축이 잘 되지 않는 블록에 대하여 적응적, 선택적으로 이차 영상예측을 하게 함으로써 보다 높은 부호화 성능을 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 복잡한 영상과 불규칙한 바탕영상을 선택적인 다중 예측을 통하여 인트라 예측(Intra Prediction)의 정확도와 인트라 프레임 또는 인트라 블록의 압축 효율을 개선할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 비디오 데이터 압축 복잡도는 최소하면서도 기존 인트라 압축효율을 극대화함으로써 같은 비트 율에서 보다 우수한 복원 화질을 얻을 수 있게 된다.
도 1은 H.264에 따른 인트라 예측 모드의 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 임의의 방향기반 인트라 예측의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 다양한 각도 기반의 인트라 예측의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 이차예측을 위한 탐색작업의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 임의의 방향기반 인트라 예측의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 다양한 각도 기반의 인트라 예측의 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 이차예측을 위한 탐색작업의 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 선택적 다중 예측을 통한 적응적 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치(200)는 일차 인트라 예측부(210), 예측 정확도 계산부(220), 이차예측 결정부(230), 움직임정도 예측부(240), 부호화 비용 연산 및 비교부(250) 및 인트라 예측 부호부(260)를 포함할 수 있다.
일차 인트라 예측부(210)는 인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 방향성 예측블록을 생성하여 인트라 예측을 실행한다. 이때, 일차 인트라 예측부(210)는 인트라 예측 부호화의 성능 향상을 위하여 도 1에 도시한 바와 같은 H.264의 규정에 따른 인트라 예측 모드에 따라 각각의 방향성 예측블록을 생성할 뿐만 아니라, 도 3에 도시한 바와 같은 컨텍스트(Context)를 이용하여 외삽 예측값을 생성하고 (dx, dy) 값만을 부가정보로 전송하는 임의의 방향기반의 인트라 예측 방법, 도 4에 도시한 바와 같이 부호화할 8x8 크기의 현재블록에 대하여 DC 모드와 32 개의 방향에 대한 각도를 이용하여 인트라 예측을 하는 방법 등을 이용하여 방향성 예측블록을 생성할 수도 있다. 여기서, 임의의 방향기반의 인트라 예측 방법 및 DC 모드와 32 개의 방향에 대한 각도를 이용하여 인트라 예측을 하는 방법은 이미 공지된 기술이므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
일차 인트라 예측부(210)는 생성된 각각의 방향성 예측블록과 원본 블록과의 차를 구하여 부호화 비용을 계산하고, 이렇게 계산된 부호화 비용 중 가장 작은 값을 갖는 방향성 예측블록의 모드와 그에 대한 잔여블록, 및 부호화 비용을 출력한다.
예측 정확도 계산부(220)는 생성된 방향성 예측블록에 대한 예측 정확도를 계산한다. 이때, 예측 정확도 계산부(220)는 예측정확도 계산부는 RD(Rate Distortion) 비용, SAD(Sum of Absolute Difference), SATD(Sum of Absolute Transformed Difference) 중의 적어도 하나에 기초하여 예측 정확도를 계산할 수도 있다. 여기서, RD 비용은 비트율-왜곡 최적화 기법에 의한 부호화 비용이며, SAD는 원 영상과 예측영상 간의 차분치에 절대값을 취하여 모두 더한 값이고, SATD는 잔여블록을 변환 수행한 후 그 값에 절대값을 취하여 모두 더한 값이다.
예측 정확도 계산부(220)는 이전 블록에 대한 예측 정확도를 각 블록의 부호화 완료 시에 생성 및 저장하고 이를 일차 인트라 예측부(210)에 의한 일차 인트라 예측 후 이차 예측여부를 결정하는데 사용할 수 있다. 예를 들어 예측 정확도를 RD 비용으로 가정할 경우, 주변블록들의 최선 예측모드의 RD 비용의 분산값을 사용하는 것을 한 예로 할 수 있다. 다시 말해 이 임계값보다 예측 정확도가 떨어질 경우 본 블록은 일차 예측으로 충분한 압축효율을 얻을 수 없음을 의미한다.
이차예측 결정부(230)는 예측 정확도 계산부(220)에 의해 계산된 예측정확도를 주변의 예측정확도에 따라 적응적으로 결정되는 임계값과 비교하여 이차예측 여부를 결정한다. 여기서, 임계값은 이전 블록에 대한 부호화 비용의 분산값과 같이, 부호화가 완료된 블록들에 따라 결정되는 값일 수 있다. 그러나 임계값의 종류는 이에 한정된 것이 아니며, 다양한 종류의 임계값이 사용될 수 있다.
움직임 정도 예측부(240)는 현재블록에 대한 인트라 예측의 오차가 설정된 값 이상으로 크거나, 또는 예측 정확도 계산부(220)에 의해 계산된 예측정확도가 주변의 예측정확도에 따라 적응적으로 결정되는 임계값보다 작은 경우, 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 가장 유사한 유사블록을 탐색한다. 이때, 탐색영역의 크기는 N x M 화소블록과 같이 임의의 크기로 설정될 수 있다. 움직임 정도 예측부(240)는 도 5에 도시한 바와 같이, 탐색영역 내의 부호화가 완료된 영역에서 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초한 유사블록을 탐색한다. 이때, 움직임 정도 예측부(240)는 현재블록의 화소값 또는 잔여 에러값에 대하여 현재 블록과 가장 잘 일치하는 유사블록의 움직임정도(움직임벡터)인 ΔX와 ΔY을 구하고 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값들과의 차로 만들어진 이차 에러 블록값을 출력한다.
부호화 비용 연산 및 비교부(250)는 유사블록에 대한 현재블록의 부호화 비용을 연산하며, 연산된 부호화 비용을 일차 인트라 예측부(210)에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용과 비교한다. 즉, 움직임 정도 예측부(240)에 의해 탐색된 유사블록에 기초하여 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값들과의 차로 만들어진 이차 에러 블록으로 인트라 예측 부호화를 실행하는 경우의 부호화 비용을 연산하고, 그 부호화 비용을 일차 인트라 예측부(210)에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용과 비교한다.
인트라 예측 부호부(260)는 일차 인트라 예측부(210)에 의해 실행된 인트라 예측블록 또는 움직임 정도 예측부(240)에 의해 탐색된 유사블록에 기초하여 잔여블록을 생성하여 변환 및 양자화하고 엔트로피 부호화하며, 움직임 정도에 기초한 부가정보와 함께 복호기로 전송한다. 이때, 인트라 예측 부호부(260)는 부호화비용 연산 및 비교부(250)에 의해 연산된 부호화 비용이 일차 인트라 예측부(210)에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용보다 작은 경우에 움직임 정도 예측부(240)에 의해 탐색된 유사블록에 기초하여 잔여블록을 생성하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 일차 인트라 예측부(210)는 인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 방향성 예측블록을 생성하여 인트라 예측을 실행한다(S601). 일차 인트라 예측부(210)는 생성된 각각의 방향성 예측블록과 원본 블록과의 차를 구하여 부호화 비용을 계산하고, 이렇게 계산된 부호화 비용 중 가장 작은 값을 갖는 방향성 예측블록의 모드와 그에 대한 잔여블록, 및 부호화 비용을 출력한다.
예측 정확도 계산부(220)는 생성된 방향성 예측블록에 대한 예측 정확도를 계산한다(S603). 이때, 예측 정확도 계산부(220)는 예측정확도 계산부는 RD(Rate Distortion) 비용, SAD(Sum of Absolute Difference), SATD(Sum of Absolute Transformed Difference) 중의 적어도 하나에 기초하여 예측 정확도를 계산할 수도 있다. 또한, 예측 정확도 계산부(220)는 이전 블록에 대한 예측 정확도를 각 블록의 부호화 완료 시에 생성 및 저장하고 이를 일차 인트라 예측부(210)에 의한 일차 인트라 예측 후 이차 예측여부를 결정하는데 사용할 수 있다.
예측 정확도 계산부(220)에 의해 계산된 예측정확도가 주변의 예측정확도에 따라 적응적으로 결정되는 임계값보다 작은 경우(S605), 이차예측 결정부(230)는 현재블록의 주변의 탐색영역에 대하여 이차예측을 하도록 결정할 수 있다(S607). 이 경우, 움직임 정도 예측부(240)는 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 가장 유사한 유사블록을 탐색하여 유사블록에 대한 현재블록의 움직임을 예측한다(S609). 이때, 유사블록에 대한 현재블록의 움직임 예측 방법은 인터 예측에서의 움직임 예측 방법을 이용할 수 있다.
부호화 비용 연산 및 비교부(250)는 유사블록에 대한 현재블록의 부호화 비용을 연산하며(S611), 연산된 부호화 비용을 일차 인트라 예측부(210)에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용과 비교한다(S613). 즉, 움직임 정도 예측부(240)에 의해 탐색된 유사블록에 기초하여 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값들과의 차로 만들어진 이차 에러 블록으로 인트라 예측 부호화를 실행하는 경우의 부호화 비용을 연산하고, 그 부호화 비용을 일차 인트라 예측부(210)에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용과 비교한다.
부호화비용 연산 및 비교부(250)에 의해 연산된 부호화 비용이 일차 인트라 예측부(210)에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용보다 작은 경우, 인트라 예측 부호부(260)는 움직임 정도 예측부(240)에 의해 탐색된 유사블록에 기초하여 잔여블록을 생성하고, 생성된 잔여블록에 기초하여 변환 및 양자화를 실행하며 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다(S615). 이 경우, 유사블록에 대한 현재블록의 움직임 정도에 기초한 부가정보가 함께 부호화되어 복호기로 전송되는 것이 바람직하다.
만일, 예측 정확도 계산부(220)에 의해 계산된 예측 정확도가 임계값보다 크거나, 유사블록에 대한 부호화 비용이 일차 인트라 예측부(210)에 의해 실행된 인트라 예측의 부호화 비용보다 큰 경우, 인트라 예측 부호부(260)는 일차 인트라 예측부(210)에 의해 실행된 인트라 예측에 기초하여 잔여블록을 생성하고, 그에 대한 변환 및 양자화를 실행하며 엔트로피 부호화를 수행하는 것이 바람직하다(S617).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치(700)는 엔트로피 복호부(710), 역양자화 및 역변환부(720), 이차예측 여부 확인부(730) 및 화소 재구성부(740)를 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 엔트로피 복호부(710)는 비트스트림으로부터 엔트로피 신호를 추출하여 엔트로피 복호화를 수행한다(S801).
역양자화 및 역변환부(720)는 엔트로피 복호부(710)에 의해 엔트로피 복호된 신호를 역양자화 및 역변환하여 잔여신호를 생성한다(S803).
이차예측 여부 확인부(730)는 비트스트림을 통해 수신된 부가정보에 기초하여 복호할 대상블록에 대한 이차예측 여부를 결정한다(S805). 이때, 이차예측 여부 확인부(730)는 부가정보에 포함된 움직임 정도의 정보에 기초하여 복호할 대상블록 주변의 유사블록을 찾을 수 있다.
화소 재구성부(740)는 이차예측여부 확인부(730)에 의해 이차예측이 결정된 경우(S807), 부가정보에 포함된 움직임 정도에 대한 정보에 기초하여 대상블록에 대한 예측블록의 화소를 재구성하고, 역양자화 및 역변환부(720)에 의해 생성된 잔여신호에 기초하여 복호할 대상블록을 복원할 수 있다(S809). 이때, 이차예측에 의한 잔여신호와 움직임정보를 통해 동일한 영상 프레임으로부터 얻어진 유사블록의 화소값을 더하고, 여기에 일차 인트라 예측신호를 더하여 대상블록을 복원할 수 있다.
만일, 부가정보에 이차예측에 대한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, 기존의 인트라 예측에 따른 복호화 방법으로 잔여신호와 일차 인트라 예측신호를 가산하여 대상블록을 복원할 수 있다(S811).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 또한, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예는, 비디오 데이터의 압축 장치에 있어서 기존 인트라 예측기법으로 예측하기 어려운 복잡한 영상과 불규칙한 바탕영상을 선택적인 다중 예측을 통하여 인트라 예측(Intra Prediction)의 정확도와 인트라 프레임 또는 인트라 블록의 압축 효율을 개선하며, 비디오 데이터 압축 복잡도는 최소하면서도 기존 인트라 압축효율을 극대화함으로써 같은 비트 율에서 보다 우수한 복원 화질을 얻을 수 있는 효과를 발생하는 매우 유용한 발명이다.
200: 인트라 예측 부호화 장치
210: 일차 인트라 예측부 220: 예측 정확도 계산부
230: 이차예측 결정부 240: 움직임 정도 예측부
250: 부호화 비용 연산 및 비교부 260: 인트라 예측 부호부
700: 인트라 예측 복호화 장치
710: 엔트로피 복호부 720: 역양자화 및 역변환부
730: 이차예측 여부 확인부 740: 화소 재구성부
210: 일차 인트라 예측부 220: 예측 정확도 계산부
230: 이차예측 결정부 240: 움직임 정도 예측부
250: 부호화 비용 연산 및 비교부 260: 인트라 예측 부호부
700: 인트라 예측 복호화 장치
710: 엔트로피 복호부 720: 역양자화 및 역변환부
730: 이차예측 여부 확인부 740: 화소 재구성부
Claims (12)
- 인트라 예측 부호화/복호화 장치에 있어서,
인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 인트라 예측을 실행하고, 상기 인트라 예측의 오차가 설정된 값 이상인 경우 상기 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 상기 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 유사블록을 탐색하여 이차 예측을 실행하며, 상기 유사블록에 대한 움직임 정보가 포함된 부가정보와 함께 엔트로피 부호화하는 인트라 예측 부호화기; 및
비트스트림을 통해 수신한 상기 부가정보에 기초하여 이차예측 여부를 결정하며, 상기 움직임 정보에 기초하여 예측블록의 화소를 재구성하여 대상블록을 복호화하는 인트라 예측 복호화기
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화/복호화 장치. - 인트라 예측 부호화 장치에 있어서,
인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 방향성 예측블록을 생성하여 인트라 예측을 실행하는 일차 인트라 예측부;
상기 현재블록에 대한 인트라 예측의 오차가 설정된 값 이상인 경우, 상기 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 상기 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 가장 유사한 유사블록을 탐색하여 움직임 정도를 예측하는 움직임 정도 예측부; 및
탐색된 상기 유사블록에 기초하여 잔여블록을 생성하여 변환 및 양자화하고 엔트로피 부호화하며, 상기 움직임 정도에 기초한 부가정보와 함께 복호기로 전송하는 인트라 예측 부호부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치. - 제 2항에 있어서,
생성된 상기 방향성 예측블록에 대한 예측 정확도를 계산하는 예측정확도 계산부; 및
계산된 상기 예측정확도를 주변의 예측정확도에 따라 적응적으로 결정되는 임계값과 비교하여 이차예측 여부를 결정하는 이차예측 결정부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 유사블록에 대한 상기 현재블록의 부호화 비용을 연산하며, 연산된 상기 부호화 비용을 상기 일차 인트라 예측부에 의해 실행된 상기 인트라 예측의 부호화 비용과 비교하는 부호화비용 연산 및 비교부
를 더 포함하며,
상기 인트라 예측 부호부는 연산된 상기 부호화 비용이 상기 일차 인트라 예측부에 의해 실행된 상기 인트라 예측의 부호화 비용보다 작은 경우에 상기 유사블록에 기초하는 잔여블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치. - 제 2항에 있어서,
상기 예측정확도 계산부는 RD(Rate Distortion) 비용, SAD(Sum of Absolute Difference), SATD(Sum of Absolute Transformed Difference) 중의 적어도 하나에 기초하여 상기 예측 정확도를 계산하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치. - 인트라 예측 복호화 장치에 있어서,
비트스트림으로부터 엔트로피 신호를 추출하여 엔트로피 복호화를 수행하는 엔트로피 복호부;
상기 엔트로피 복호부에 의해 엔트로피 복호된 신호를 역양자화 및 역변환하여 잔여신호를 생성하는 역양자화 및 역변환부;
상기 비트스트림을 통해 수신된 부가정보에 기초하여 복호할 대상블록에 대한 이차예측 여부를 결정하는 이차예측여부 확인부; 및
상기 이차예측여부 확인부에 의해 이차예측이 결정된 경우, 상기 부가정보에 포함된 움직임 정도에 대한 정보에 기초하여 상기 대상블록에 대한 예측블록의 화소를 재구성하는 화소 재구성부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치. - 인트라 예측 부호화/복호화 방법에 있어서,
인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 인트라 예측을 실행하고, 상기 인트라 예측의 오차가 설정된 값 이상인 경우 상기 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 상기 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 유사블록을 탐색하여 이차 예측을 실행하며, 상기 유사블록에 대한 움직임 정보가 포함된 부가정보와 함께 엔트로피 부호화하는 인트라 예측 부호화 단계; 및
비트스트림을 통해 수신한 상기 부가정보에 기초하여 이차예측 여부를 결정하며, 상기 움직임 정보에 기초하여 예측블록의 화소를 재구성하여 대상블록을 복호화하는 인트라 예측 복호화 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화/복호화 방법. - 인트라 예측 부호화 방법에 있어서,
인접블록의 화소를 기반으로 현재블록에 대한 방향성 예측블록을 생성하여 인트라 예측을 실행하는 단계;
상기 현재블록에 대한 인트라 예측의 오차가 설정된 값 이상인 경우, 상기 현재블록의 화소값 및 잔여 에러값에 기초하여 상기 현재블록 주변의 설정된 탐색영역으로부터 가장 유사한 유사블록을 탐색하여 움직임 정도를 예측하는 단계; 및
탐색된 상기 유사블록에 기초하여 잔여블록을 생성하며, 생성된 상기 잔여블록에 대한 부호화를 수행하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법. - 제 8항에 있어서,
생성된 상기 방향성 예측블록에 대한 예측 정확도를 계산하는 단계; 및
계산된 상기 예측정확도를 주변의 예측정확도에 따라 적응적으로 결정되는 임계값과 비교하여 이차예측 여부를 결정하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 유사블록에 대한 상기 현재블록의 부호화 비용을 연산하며, 연산된 상기 부호화 비용을 상기 일차 인트라 예측부에 의해 실행된 상기 인트라 예측의 부호화 비용과 비교하는 단계
를 더 포함하며,
상기 부호화 수행단계는 연산된 상기 부호화 비용이 상기 인트라 예측 실행단계에 의해 실행된 상기 인트라 예측의 부호화 비용보다 작은 경우에 상기 유사블록에 기초하는 잔여블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법. - 제 8항에 있어서,
상기 예측정확도 계산단계는 RD(Rate Distortion) 비용, SAD(Sum of Absolute Difference), SATD(Sum of Absolute Transformed Difference) 중의 적어도 하나에 기초하여 상기 예측 정확도를 계산하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법. - 인트라 예측 복호화 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 엔트로피 신호를 추출하여 엔트로피 복호화하는 단계;
상기 엔트로피 복호화 단계에 의해 엔트로피 복호된 신호를 역양자화 및 역변환하여 잔여신호를 생성하는 단계;
상기 비트스트림을 통해 수신된 부가정보에 기초하여 복호할 대상블록에 대한 이차예측 여부를 결정하는 단계; 및
상기 이차예측여부 확인부에 의해 이차예측이 결정된 경우, 상기 부가정보에 포함된 움직임 정도에 대한 정보에 기초하여 상기 대상블록에 대한 예측블록의 화소를 재구성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110000802A KR20120079561A (ko) | 2011-01-05 | 2011-01-05 | 선택적 다중 예측을 통한 적응적 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110000802A KR20120079561A (ko) | 2011-01-05 | 2011-01-05 | 선택적 다중 예측을 통한 적응적 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20120079561A true KR20120079561A (ko) | 2012-07-13 |
Family
ID=46712456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110000802A KR20120079561A (ko) | 2011-01-05 | 2011-01-05 | 선택적 다중 예측을 통한 적응적 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20120079561A (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110636293A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 视频编码、解码方法和装置、存储介质及电子装置 |
-
2011
- 2011-01-05 KR KR1020110000802A patent/KR20120079561A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110636293A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 视频编码、解码方法和装置、存储介质及电子装置 |
| CN110636293B (zh) * | 2019-09-27 | 2024-03-15 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 视频编码、解码方法和装置、存储介质及电子装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8625670B2 (en) | Method and apparatus for encoding and decoding image | |
| US8098731B2 (en) | Intraprediction method and apparatus using video symmetry and video encoding and decoding method and apparatus | |
| JP5061179B2 (ja) | 照明変化補償動き予測符号化および復号化方法とその装置 | |
| KR101366093B1 (ko) | 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치 | |
| KR101590511B1 (ko) | 움직임 벡터 부호화/복호화 장치 및 방법과 그를 이용한 영상 부호화/복호화 장치 및 방법 | |
| KR101947142B1 (ko) | 스킵 모드를 이용한 영상 복호화 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치 | |
| KR100750136B1 (ko) | 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치 | |
| KR101365567B1 (ko) | 영상의 예측 부호화 방법 및 장치, 그 복호화 방법 및 장치 | |
| KR20090095012A (ko) | 연속적인 움직임 추정을 이용한 영상 부호화, 복호화 방법및 장치 | |
| US20070171970A1 (en) | Method and apparatus for video encoding/decoding based on orthogonal transform and vector quantization | |
| CA2727149C (en) | Method and device for video encoding using predicted residuals | |
| US20090016443A1 (en) | Inter mode determination method for video encoding | |
| WO2008056934A1 (en) | Method of and apparatus for video encoding and decoding based on motion estimation | |
| KR101768865B1 (ko) | 가중치예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 | |
| KR100856392B1 (ko) | 현재 영상의 복원영역을 참조하는 동영상 부호화/복호화장치 및 그 방법 | |
| KR100809603B1 (ko) | 화소 단위 기반 영상 부호화 및 복호화 장치 및 방법 | |
| KR20230110459A (ko) | 초고해상도 영상을 부호화하는 장치 및 방법, 그리고 복호화 장치 및 방법 | |
| CA2726973C (en) | Method and device for motion vector estimation in video transcoding using union of search areas | |
| JP6528635B2 (ja) | 動画像符号化装置、動画像符号化方法及び動画像符号化用コンピュータプログラム | |
| KR20120079561A (ko) | 선택적 다중 예측을 통한 적응적 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법 | |
| KR101543301B1 (ko) | 동영상 부호화/복호화 장치 및 그를 위한 하이브리드 블록 움직임 보상/중첩 블록 움직임 보상 방법 및 장치 | |
| KR101582495B1 (ko) | 움직임 벡터 부호화/복호화 장치 및 방법과 그를 이용한 영상 부호화/복호화 장치 및 방법 | |
| KR101582493B1 (ko) | 움직임 벡터 부호화/복호화 장치 및 방법과 그를 이용한 영상 부호화/복호화 장치 및 방법 | |
| KR101422058B1 (ko) | 움직임 벡터 부호화/복호화 장치 및 방법과 그를 이용한 영상 부호화/복호화 장치 및 방법 | |
| KR101390194B1 (ko) | 움직임 추정을 이용한 영상의 부호화, 복호화 방법 및 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |