KR20140074347A - 영상 복호화 장치 - Google Patents

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KR20140074347A
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오수미
양문옥
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인포브릿지 피티이 엘티디
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Abstract

예측 모드 그룹 지시자, 예측 모드 인덱스 및 3개의 인트라 예측모드들을 포함하는 MPM 그룹을 이용하여 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드를 복원하여 예측블록을 생성하고, 역스캔 패턴에 따라 양자화 계수 성분들을 역스캔하여 양자화 블록을 생성하고, 양자화 파라미터를 이용하여 상기 양자화 블록을 역양자화하고, 변환 블록을 역변환하여 잔차 블록을 생성하는 방법이 개시된다. 현재 코딩 유닛의 좌측, 상측 및 이전 양자화 파라미터들 중에서 미리 정해진 순서에 따라 결정되는 이용 가능한 2개를 이용하여 양자화 파라미터를 복원한다. 따라서, 인접 인트라 예측 모드들에 따라서 MPM 그룹을 적응적으로 생성함에 따라 시그널링 비트량이 감소하게 된다. 또한, 인접 양자화 파라미들을 이용함으로써 양자화 파라미터의 부호화 비트량이 감소하게 된다.

Description

영상 복호화 장치{IMAGE DECODING APPARATUS}
본 발명은 영상 복호화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3개의 인트라 예측모드들을 포함하는 MPM 그룹을 이용하여 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드를 복원하여 예측 블록을 생성하고, 역스캔 패턴에 따라 양자화 계수 성분들을 역스캔하고, 양자화 파라미터를 이용하여 양자화 블록을 역양자화하고, 변환 블록을 역변환하여 잔차 블록을 생성하는 방법에 관한 것이다.
H.264/MPEG-4 AVC에서는 하나의 픽쳐가 복수개의 매크로블록으로 분할되고, 인트라 예측 또는 인터 예측을 이용하여 예측 블록을 생성함으로써 각각의 매크로블록을 부호화한다. 원본 블록과 예측 블록의 차분값이 변환되어 변환블록이 생성되고, 양자화 파라미터 및 복수개의 양자화 매트릭스 중 하나를 이용하여 상기 변환 블록이 양자화된다. 상기 양자화 블록의 양자화 계수들은 미리 정해진 스캔 타입에 따라 스캔되고 엔트로피 부호화된다. 양자화 파라미터는 매크로블록마다 조정되고, 양자화 파라미터 예측자로서 이전 양자화 파라미터를 이용하여 부호화된다.
한편, 부호화 효율을 향상시키기 위해 다양한 사이즈의 코딩 유닛과 변환 유닛을 사용들이 기술들이 소개되고 있다. 또한, 원본 블록에 보다 유사한 예측 블록을 생성하기 위해 인트라 예측모드의 수를 증가시키는 기술들도 소개되고 있다.
그러나, 다양한 사이즈의 코딩 유닛과 변환 유닛들의 등장은 큰 변환 블록을 스캔할때 잔차 신호의 부호화 비트량이 증가시키게 된다. 또한, 인트라 예측 모드 수의 증가로 인해 잔차 블록의 부호화량을 줄기이 위한 보다 효과적인 스캐닝 방법이 요구된다.
본 발명이 이루고자 하는 목적은 예측 모드 그룹 지시자, 예측 모드 인덱스 및 3개의 인트라 예측모드들을 포함하는 MPM 그룹을 이용하여 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드를 복원하여 예측블록을 생성하고, 역스캔 패턴에 따라 양자화 계수 성분들을 역스캔하여 양자화 블록을 생성하고, 양자화 파라미터를 이용하여 상기 양자화 블록을 역양자화하고, 변환 블록을 역변환하여 잔차 블록을 생성하는 장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 잔차 블록을 생성하는 방법은 예측 모드 그룹 지시자, 예측 모드 인덱스 및 3개의 인트라 예측모드들을 포함하는 MPM 그룹을 이용하여 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드를 복원하여 예측블록을 생성하고, 역스캔 패턴에 따라 양자화 계수 성분들을 역스캔하여 양자화 블록을 생성하고, 양자화 파라미터를 이용하여 상기 양자화 블록을 역양자화하고, 변환 블록을 역변환하여 잔차 블록을 생성한다.
본 발명에 따른 방법에서는 예측 모드 그룹 지시자, 예측 모드 인덱스 및 3개의 인트라 예측모드들을 포함하는 MPM 그룹을 이용하여 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드를 복원하여 예측블록을 생성하고, 역스캔 패턴에 따라 양자화 계수 성분들을 역스캔하여 양자화 블록을 생성하고, 양자화 파라미터를 이용하여 상기 양자화 블록을 역양자화하고, 변환 블록을 역변환하여 잔차 블록을 생성한다. 현재 코딩 유닛의 좌측, 상측 및 이전 양자화 파라미터들 중에서 미리 정해진 순서에 따라 결정되는 이용 가능한 2개를 이용하여 양자화 파라미터를 복원한다. 따라서, 인접 인트라 예측 모드들에 따라서 MPM 그룹을 적응적으로 생성함에 따라 시그널링 비트량이 감소하게 된다. 또한, 인접 양자화 파라미들을 이용함으로써 양자화 파라미터의 부호화 비트량이 감소하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 부호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인트라 예측 모드들을 설명하는 개념도이다.
도 3은 본 발명에 따른 스캔 패턴을 설명하는 개념도이다.
도 4는 본 발명에 따른 대각선 스캔 패턴을 설명하는 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 인트라 예측 모드와 변환 유닛의 사이즈에 따라 결정되는 스캔 패턴을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6는 본 발명에 따른 영상 복호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른 예측 블록을 생성하는 방법을 설명하는 순서도이다.
이하, 본 발명의 여러가지 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
도 1은 본 발명에 따른 영상 부호화 장치(100)를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(101), 변환부(103), 양자화부(104), 스캐닝부(105), 엔트로피 부호화부(106), 역양자화부(107), 역변환부(108), 후처리부(110), 픽쳐 저장부(111), 인트라 예측부(112), 인터 예측부(113),감산부(102) 및 가산부(109)를 포함한다.
픽쳐 분할부(101)는 픽쳐 또는 슬라이스를 복수개의 LCU(Largest Coding Unit)들로 분할하고, 상기 각각의 LCU를 하나 이상의 코딩 유닛으로 분할한다. 픽쳐 분할부(101)는 각 코딩 유닛의 예측 모드, 예측 유닛의 사이즈 및 변환 유닛의 사이즈를 결정한다.
하나의 LCU는 하나 또는 복수개의 코딩 유닛(coidng unit)을 포함한다. 상기 LCU는 분할 구조를 나타내기 위해 재귀적 쿼드 트리 구조(recursive quadtree structure)를 갖는다. 코딩 유닛의 최대 사이즈 및 최소 사이즈를 나타내는 정보가 시퀀스 파라미터 셋(sequence parameter set)에 포함된다. 상기 분할 구조는 하나 또는 복수개의 분할 코딩 유닛 플래그(split_cu_flag)들을 이용하여 표현된다. 코딩 유닛은 2Nx2N의 사이즈를 갖는다.
코딩 유닛은 하나 또는 복수개의 예측 유닛(prediction unit)을 포함한다. 인트라 예측에서는 상기 예측 유닛의 사이즈는 2Nx2N 또는 NxN이다. 인터 예측에서는 상기 예측 유닛의 사이즈는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 또는 NxN이다. 인터 예측에서 예측 유닛이 비대칭 파티션(asymmetric partition)이면, 상기 예측 유닛의 사이즈는 hNx2N, (2-h)Nx2N, 2NxhN 및 2Nx(2-h)N 중의 하나일 수 있다. 여기서 h는 1/2이다.
코딩 유닛은 하나 또는 복수개의 변환 유닛(transform unit)을 포함한다. 변환 유닛은 분할 구조를 나타내기 위해 재귀적 쿼드 트리 구조(recursive quadtree structure)를 갖는다. 분할 구조는 하나 또는 복수개의 분할 변환 유닛 플래그(split_tu_flag)들에 의해 표현된다. 변환 유닛의 최대 사이즈 및 최소 사이즈를 나타내는 정보가 시퀀스 파라미터 셋에 포함된다.
인트라 예측부(112)는 현재 예측 유닛의 인트라 예측모드를 결정하고, 상기 인트라 예측 모드를 이용하여 하나 또는 복수개의 예측 블록을 생성한다. 예측 블록은 변환 유닛과 동일한 사이즈를 갖는다.
도 2는 본 발명에 따른 인트라 예측 모드들을 설명하는 개념적 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 인트라 예측 모드들의 수는 35개이다. DC 모드와 플래너(Planar) 모드는 비방향성 인트라 예측모드들이고, 나머지들은 방향성 모드들이다.
인터 예측부(113)는 픽쳐 저장부(111)에 저장되어 있는 하나 이상의 참조 픽쳐들을 이용하여 현재 예측 유닛의 움직임 정보들을 결정하고, 상기 예측 유닛의 예측 블록을 생성한다. 상기 움직임 정보들은 하나 이상의 참조 픽쳐 인덱스들과 하나 이상의 움직임 벡터들을 포함한다.
변환부(103)는 원본 블록과 예측 블록을 이용하여 생성되는 잔차 신호들을 변환하여 변환 블록을 생성한다. 잔차 신호들은 변환 유닛 단위로 변환된다. 변환 타입은 예측 모드 및 변환 유닛의 사이즈에 따라 결정된다. 변환 타입은 DCT 기반 정수 변환 또는 DST 기반 정수 변환이다.
양자화부(104)는 상기 변환 블록을 양자화하기 위한 양자화 파라미터를 결정한다. 양자화 파라미터는 양자화 스텝 사이즈이다. 양자화 파라미터는 양자화 유닛마다 결정된다. 상기 양자화 유닛의 사이즈는 코딩 유닛의 허용 가능한 사이즈들 중 하나이다. 코딩 유닛의 사이즈가 양자화 유닛의 최소 사이즈보다 크거나 같으면, 상기 코딩 유닛이 양자화 유닛으로 설정된다. 복수개의 코딩 유닛이 하나의 양자화 유닛에 포함될 수도 있다. 상기 양자화 유닛의 최소 사이즈는 픽쳐마다 결정되고, 상기 양자화 유닛의 최소 사이즈를 특정하기 위해 하나의 파라미터가 사용된다. 상기 파라미터는 픽쳐 파라미터 셋(picture parameter set)에 포함된다.
양자화부(104)는 양자화 파라미터 예측자를 생성하고, 양자화 파라미터로부터 양자화 파라미터 예측자를 빼서 차분 양자화 파라미터를 생성한다. 상기 차분 양자화 파라미터는 부호화되어 복호기로 전송된다. 코딩 유닛 내에 전송될 잔차 신호가 존재하지 않으면, 상기 코딩 유닛의 차분 양자화 파라미터는 전송되지 않을 수 있다.
상기 양자화 파라미터 예측자는 인접 코딩 유닛들의 양자화 파라미터들과 이전 코딩 유닛의 양자화 파라미터를 이용하여 다음과 같이 생성된다.
좌측 양자화 파라미터, 상측 양자화 파라미터 및 이전 양자화 파라미터를 상기 순서대로 검색된다. 2개 이상의 양자화 파라미터들이 이용가능한 경우, 상기 순서로 검색되는 처음 2개의 이용 가능한 양자화 파라미터의 평균값이 양자화 파라미터 예측자로 설정되고, 하나의 양자화 파라미터만이 이용 가능한 경우에는 상기 이용 가능한 양자화 파라미터가 양자화 파라미터 예측자로 설정된다. 즉, 상기 좌측 양자화 파라미터 및 상기 상측 양자화 파라미터가 이용 가능하면, 상기 좌측 및 상측 양자화 파라미터들의 평균값이 상기 양자화 파라미터 예측자로 설정된다. 상기 좌측 양자화 파라미터 및 상기 상측 양자화 파라미터 중에서 하나만이 이용 가능하면, 상기 이용 가능한 양자화 파라미터와 상기 이전 양자화 파라미터의 평균값이 상기 양자화 파라미터 예측자로 설정된다. 상기 좌측 및 상측 양자화 파라미터들이 모두 이용 가능하지 않으면, 상기 이전 양자화 파라미터가 상기 양자화 파라미터 예측자로 설정된다. 상기 평균값은 반올림한 평균값이다.
상기 차분 양자화 파라미터는 상기 차분 양자화 파라미터의 절대값과 상기 차분 양자화 파라미터의 부호를 나타내는 부호 플래그로 변환된다. 상기 차분 양자화 파라미터의 절대값은 트렁케이티드 유너리(truncated unary)로 이진화된다. 그리고나서 상기 절대값과 상기 부호 플래그가 산술부호화된다. 상기 절대값이 0이면 부호 플래그는 존재하지 않는다.
양자화부(104)는 양자화 매트릭스 및 양자화 파라미터를 이용하여 변환 블록을 양자화한다. 양자화 블록은 역양자화부(107)와 스캐닝부(105)로 제공된다.
스캐닝부(105)는 스캔 패턴을 결정하고, 상기 스캔 패턴을 상기 양자화 블록에 적용한다.
인트라 예측에서는, 양자화된 변환 계수들의 분포가 인트라 예측 모드 및 변환 유닛의 사이즈에 의해 변한다. 따라서, 스캔 패턴은 상기 인트라 예측 모드 및 상기 변환 유닛의 사이즈에 의해 결정된다.
도 3은 본 발명에 따른 스캔 패턴들을 설명하는 개념도이다. 도 4는 본 발명에 따른 대각선 스캔을 설명하는 개념도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 스캔 패턴은 지그재그 스캔이고, 제2 스캔 패턴은 수평 스캔이고, 제3 스캔은 수직 스캔이다.
CAVLC(Context adaptive variable length coding)가 엔트로피 코딩에 사용되면, 지그재그 스캔, 수평 스캔 및 수직 스캔 중 하나가 선택된다. 그러나, CABAC(Context adaptive binary arithmetic coding)이 엔트로피 코딩에 사용되면 대각선 스캔, 수평 스캔 및 수직 스캔 중 하나가 선택되고, 상기 선택된 스캔 패턴이 양자화 블록의 중요 플래그들, 계수 부호들 및 계수 레벨들에 각각 적용된다. 상기 중요 플래그는 대응하는 양자화 변환 계수가 0인지 아닌지를 나타낸다. 상기 계수 부호는 0이 아닌 양자화 변환 계수의 부호를 나타낸다. 상기 계수 레벨은 0이 아닌 양자화 변환 계수의 절대값을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 인트라 예측 모드와 변환 유닛의 사이즈에 의해 결정되는 예시적 스캔 패턴을 설명하는 개념도이다. CABAC이 엔트로피 코딩에 사용되면, 스캔 패턴은 다음과 같이 결정된다.
변환 유닛의 사이즈가 4x4이면, 수직 모드(모드 1)와 상기 수직 모드에 인접한 제1 개수의 인트라 예측 모드들에서 수평 스캔이 적용되고, 수평 모드(모드 2)와 상기 수평 모드에 인접한 제1 개수의 인트라 예측 모드들에서 수직 스캔이 적용되고, 나머지 모든 인트라 예측 모드에서 대각선 스캔이 적용된다. 즉,4x4 변환 유닛에 대해 허용 가능한 인트라 예측 모드들이 모드 0~17이면, 모드 5, 모드 6 및 모드 5와 모드 6 사이의 허용 가능한 모드들에서 수평 스캔이 적용되고, 모드 8, 모드 9 및 모드 8과 모드 9 사이의 허용 가능한 모드들에서 수직 스캔이 적용된다. 4x4 변환 유닛에 모드 0~34가 허용되면, 적용되는 스캔 패턴은 다음의 8x8 변환 유닛의 스캔 패턴과 동일한다.
변환 유닛의 사이즈가 8x8이면, 수직 모드(모드 1)와 상기 수직 모드에 인접한 제2 개수의 인트라 예측 모드들에서 수평 스캔이 적용되고, 수평 모드(모드 2)와 상기 수평 모드에 인접한 제2 개수의 인트라 예측 모드들에서 수직 스캔이 적용되고, 나머지 모든 인트라 예측 모드에서 대각선 스캔이 적용된다. 즉, 모드 5, 모드 6 및 모드 5와 모드 6 사이의 허용 가능한 모드들에서 수평 스캔이 적용되고, 모드 8, 모드 9 및 모드 8과 모드 9 사이의 허용 가능한 모드들에서 수직 스캔이 적용되고, 나머지 인트라 예측모드들에서 대각선 스캔이 적용된다. 모드 5와 모드 6 사이의 허용 가능한 인트라 예측 모드들은 모드 21, 모드 12, 모드 22, 모드 1, 모드 23, 모드 13 및 모드 24이다. 모드 8과 모드 9 사이의 허용 가능한 모드들은 모드 29, 모드 16, 모드 30, 모드 2, 모드 31, 모드 17, 모드 32 및 모드 9이다.
인터 예측에서는 변환 유닛의 사이즈에 관계없이 미리 정해진 스캔이 사용된다. CABAC이 엔트로피 코딩에 사용되면 상기 미리 정해진 스캔 패턴은 대각선 스캔이다.
변환 유닛의 사이즈가 제2 사이즈보다 크면, 상기 양자화 블록은 메인 서브셋과 복수개의 잔여 서브셋들로 분할되고, 상기 결정된 스캔 패턴이 각 서브셋에 적용된다. 각 서브셋의 중요 플래그들, 계수 부호들 및 계수 레벨들이 각각 상기 결정된 스캔 패턴에 따라 스캔된다. 양자화된 변환 계수들은 중요 플래그들, 계수 부호들 및 계수 레벨들로 분리된다.
메인 서브셋은 DC 계수를 포함하고, 잔여 서브셋들은 상기 메인 서브셋이 커버하는 영역 이외의 영역을 커버한다. 상기 제2 사이즈는 4x4이다. 서브셋의 사이즈는 4x4 블록일수도 있고, 스캔 패턴에 따라 결정되는 비정방형 블록일 수도 있다. 상기 비정방형 블록은 16개의 변환 계수들을 포함한다. 예를 들어, 상기 서브셋의 사이즈는 수평스캔시 8x2, 수직 스캔시 2x8, 대각선 스캔시 4x4이다.
서브셋들을 스캔하기 위한 스캔 패턴은 상기 각 서브셋의 양자화된 변환 계수들을 스캔하기 위한 스캔 패턴과 동일하다. 각 서브셋의 양자화된 변환 계수들은 역방향으로 스캔된다. 상기 서브셋들도 역방향으로 스캔된다.
0이 아닌 마지막 계수 위치(last non-zero coefficient position)가 부호화되어 복호기로 전송된다. 0이 아닌 마지막 계수 위치는 변환 유닛 내에서의 0이 아닌 마지막 양자화된 변환 계수의 위치를 나타낸다. 상기 0이 아닌 마지막 계수 위치는 복호기가 시그널링되는 서브셋의 수를 결정하는데 사용된다. 넌제로 서브셋 플래그(non-zero subset flag)가 메인 서브셋과 마지막 서브셋 이외의 각 서브셋에 대해 설정된다. 상기 마지막 서브셋은 0이 아닌 마지막 계수를 커버한다. 넌제로 서브셋 플래그는 서브셋이 0이 아닌 계수들을 포함하는지 여부를 나타낸다.
역양자화부(107)는 양자화 블록의 양자화된 변환 계수들을 역양자화한다.
역변환부(108)는 역양자화 블록을 역변환하여 공간 영역이 잔차 신호들을 생성한다.
가산부(109)는 잔차 블록과 예측 블록을 더하여 복원 블록을 생성한다.
후처리부(110)는 복원된 픽쳐에서 발생하는 블록킹 아티펙트를 제거하기 위한 디블록킹 필터링 과정을 수행한다.
픽쳐 저장부(111)는 후처리부(110)로부터 후처리된 영상을 수신하고, 픽쳐 단위로 상기 영상을 저장한다. 픽쳐는 프레임 또는 필드일 수 있다.
엔트로피 부호화부(106)는 스캐닝부(105)로부터 수신되는 1차원 계수 정보, 인트라 예측부(112)로부터 수신되는 인트라 예측 정보, 인터 예측부(113)로부터 수신되는 움직임 정보 등을 엔트로피 부호화한다.
도 6은 본 발명에 따른 영상 복호화 장치(200)를 나타내는 블록도이다.
본 발명에 따른 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(201), 역스캐닝부(202), 역양자화부(203), 역변환부(204), 가산부(205), 후처리부(206), 픽쳐 저장부(207), 인트라 예측부(208) 및 인터 예측부(209)를 포함한다.
엔트로피 복호화부(201)는 수신된 비트 스트림에서 인트라 예측 정보, 인터 예측 정보 및 1차원 계수 정보를 추출한다. 엔트로피 복호화부(201)는 인터 예측 정보를 인터 예측부(209)로 전송하고, 인트라 예측 정보를 인트라 예측부(208)로 전송하고, 상기 계수 정보를 역스캐닝부(202)로 전송한다.
역스캐닝부(202)는 역스캔 패턴을 사용하여 양자화 블록을 생성한다. CABAC이 엔트로피 부호화 방법으로 사용되면, 스캔 패턴은 다음과 같이 결정된다.
역스캔 패턴은 대각선 스캔, 수직 스캔 및 수평 스캔 중에서 선택된다.
인트라 예측에서는, 인트라 예측 모드 및 변환 유닛의 사이즈에 의해 역스캔 패턴이 결정된다. 역스캔 패턴은 대각선 스캔, 수직 스캔 및 수평 스캔 중에서 선택된다. 상기 선택된 역스캔 패턴이 중요 플래그들, 계수 부호들 및 계수 레벨들에 각각 적용되어 양자화 블록을 생성한다.
변환 유닛의 사이즈가 상기 제1 사이즈보다 작거나 같으면, 수직 모드 및 상기 수직 모드에 인접한 미리 정해진 개수의 인트라 예측 모드들에서는 수평 스캔이 선택되고, 수평 모드 및 상기 수평 모드에 인접한 미리 정해진 개수의 인트라 예측 모드들에서는 수직 스캔이 선택되고, 나머지의 인트라 예측 모드들에서는 대각선 스캔이 선택된다. 변환 유닛의 사이즈가 상기 제1 사이즈보다 크면, 모든 인트라 예측 모드들에 대각선 스캔이 적용된다. 상기 제1 사이즈는 8x8이다.
변환 유닛의 사이즈가 4x4이면, 수직 모드(모드 1)와 상기 수직 모드에 인접한 제1 개수의 인트라 예측 모드들에서 수평 스캔이 적용되고, 수평 모드(모드 2)와 상기 수평 모드에 인접한 제1 개수의 인트라 예측 모드들에서 수직 스캔이 적용되고, 나머지 모든 인트라 예측 모드에서 대각선 스캔이 적용된다. 즉,4x4 변환 유닛에 대해 허용 가능한 인트라 예측 모드들이 모드 0~17이면, 모드 5, 모드 6 및 모드 5와 모드 6 사이의 허용 가능한 모드들에서 수평 스캔이 적용되고, 모드 8, 모드 9 및 모드 8과 모드 9 사이의 허용 가능한 모드들에서 수직 스캔이 적용된다. 4x4 변환 유닛에 모드 0~34가 허용되면, 적용되는 스캔 패턴은 다음의 8x8 변환 유닛의 스캔 패턴과 동일한다.
변환 유닛의 사이즈가 8x8이면, 수직 모드(모드 1)와 상기 수직 모드에 인접한 제2 개수의 인트라 예측 모드들에서 수평 스캔이 적용되고, 수평 모드(모드 2)와 상기 수평 모드에 인접한 제2 개수의 인트라 예측 모드들에서 수직 스캔이 적용되고, 나머지 모든 인트라 예측 모드에서 대각선 스캔이 적용된다. 즉, 모드 5, 모드 6 및 모드 5와 모드 6 사이의 허용 가능한 모드들에서 수평 스캔이 적용되고, 모드 8, 모드 9 및 모드 8과 모드 9 사이의 허용 가능한 모드들에서 수직 스캔이 적용되고, 나머지 인트라 예측모드들에서 대각선 스캔이 적용된다. 모드 5와 모드 6 사이의 허용 가능한 인트라 예측 모드들은 모드 21, 모드 12, 모드 22, 모드 1, 모드 23, 모드 13 및 모드 24이다. 모드 8과 모드 9 사이의 허용 가능한 모드들은 모드 29, 모드 16, 모드 30, 모드 2, 모드 31, 모드 17, 모드 32 및 모드 9이다.
인터 예측에서는 대각선 스캔이 사용된다.
변환 유닛의 사이즈가 제2 사이즈보다 크면, 중요 플래그들, 계수 부호들 및 계수 레벨들(levels)이 상기 결정된 역스캔 패턴에 따라 서브셋 단위로 역스캔되어 서브셋들을 생성하고, 상기 서브셋들은 역스캔되어 양자화 블록을 생성한다. 상기 제2 사이즈는 4x4이다. 서브셋이 사이즈는 4x4일수도 있고 스캔 패턴에 따라 결정되는 비정방형 블록일 수도 있다. 상기 비정방형 블록은 16개의 변환 계수들을 포함한다. 예를 들어, 수평 스캔에서는 서브셋의 사이즈가 8x2, 수직 스캔에서는 서브셋의 사이즈가 2x8, 대각선 스캔에서는 서브셋의 사이즈가 4x4이다.
각 서브셋을 생성하기 위해 사용되는 역스캔 패턴은 양자화 블록을 생성하기 위해 사용되는 역스캔 패턴과 동일한다. 중요 플래그들, 계수 부호들 및 계수 레벨들은 역방향으로 역스캔된다. 서브셋들도 역방향으로 역스캔된다.
0이 아닌 마지막 계수 위치 및 넌제로 서브셋 플래그들이 부호화기로부터 수신된다. 0이 아닌 마지막 계수 위치 및 역스캔 패턴에 따라서 부호화된 서브셋의 수가 결정된다. 넌제로 서브셋 플래그는 생성될 서브셋을 선택하기 위해 사용된다. 메인 서브셋과 마지막 서브셋은 상기 역스캔 패턴을 이용하여 생성된다.
역양자화부(203)는 엔트로피 복호화부(201)로부터 차분 양자화 파라미터를 수신하고, 양자화 파라미터 예측자를 생성한다. 양자화 파라미터 예측자는 도 1의 양자화부(104)에 의한 동작과 동일한 과정을 통해 생성된다. 그리고나서, 역양자화부(203)는 상기 차분 양자화 파라미터와 상기 양자화 파라미터 예측자를 더하여 현재 코딩 유닛의 양자화 파라미터를 생성한다. 현재 코딩 유닛이 최소 양자화 유닛보다 크거나 같고, 현재 코딩 유닛의 차분 양자화 파라미터가 부호기로부터 수신되지 않으면, 상기 차분 양자화 파라미터는 0으로 설정된다.
역양자화 파라미터는 양자화 유닛마다 생성된다. 코딩 유닛의 사이즈가 양자화 유닛의 최소 사이즈보다 크거나 같으면, 상기 코딩 유닛에 대한 양자화 파라미터가 생성된다. 복수개의 코딩 유닛들이 하나의 양자화 유닛에 포함되면, 0이 아닌 계수를 포함하는 복호화 순서상 첫번째 코딩 유닛에 대한 양자화 파라미터가 생성된다. 상기 첫번째 코딩 유닛 이후의 상기 양자화 유닛 내에 존재하는 코딩 유닛들은 상기 첫번째 코딩 유닛과 동일한 양자화 파라미터를 갖는다.
양자화 유닛의 최소 사이즈는 픽쳐 파라미터 셋에 포함되어 있는 하나의 파라미터와 최대 코딩 유닛의 사이즈를 이용하여 픽쳐마다 유도된다.
차분 양자화 파라미터가 양자화 유닛마다 복원된다. 부호화된 차분 양자화 파라미터를 산술복호화하여 차분 양자화 파라미터의 절대값과 상기 차분 양자화 파라미터의 부호를 나타내는 부호 플래그를 생성한다 상기 차분 양자화 파라미터의 절대값은 트렁케이티드 유너리(truncated unary) 형태의 빈 스트링이다. 상기 차분 양자화 파라미터는 상기 절대값과 부호 플래그를 이용하여 복원된다. 상기 절대값이 0이면, 상기 부호 플래그는 존재하지 않는다.
역양자화부(203)는 양자화 블록을 역양자화한다.
역변환부(204)는 상기 역양자된 블록을 역변환하여 잔차 블록을 복원한다. 역변환 타입은 예측 모드 및 변환 유닛이 사이즈에 따라 결정된다. 역 변환 타입은 DCT 기반 정수 변환 또는 DST 기반 정수 변환이다.
인트라 예측부(208)는 수신된 인트라 예측 정보를 이용하여 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드를 복원하고, 상기 복원된 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성한다.
인터 예측부(209)는 수신된 인터 예측 정보를 이용하여 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 복원하고, 상기 움직임 정보를 이용하여 예측 블록을 생성한다.
후처리부(206)는 도 1의 후처리부(110)와 동일하게 동작한다.
픽쳐 저장부(207)는 후처리부(206)로부터 후처리된 영상을 수신하고, 픽쳐 단위로 상기 영상을 저장한다. 픽쳐는 프레임 또는 필드일 수 있다.
가산부(205)는 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 더하여 복원 블록을 생성한다.
도 7은 본 발명에 따른 예측 블록을 생성하는 방법을 설명하는 순서도이다.
현재 예측 유닛의 인트라 예측 정보가 엔트로피 복호화된다(S110).
상기 인트라 예측 정보는 모드 그룹 지시자 및 예측 모드 인덱스를 포함한다. 상기 모드 그룹 지시자는 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드가 MPM 그룹(most probable mode group)에 속하는지를 나타내는 플래그이다. 상기 플래그가 1이면, 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드가 MPM 그룹에 속한다. 상기 플래그가 0이면, 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드가 잔여 모드 그룹(residual mode group)에 속한다. 상기 잔여 모드 그룹은 상기 MPM 그룹에 속하는 인트라 예측 모드들 이외의 모드 인트라 예측 모드들을 포함한다. 상기 예측 모드 인덱스는 상기 모드 그룹 지시자에 의해 특정되는 그룹 내에서의 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드를 특정한다.
인접 예측 유닛들의 인트라 예측 모드들을 이용하여 MPM 그룹이 구성된다(S120).
상기 MPM 그룹의 인트라 예측 모드들은 좌측 인트라 예측 모드 및 상측 인트라 예측 모드들에 의해 적응적으로 결정된다. 상기 좌측 인트라 예측 모드는 좌측에 인접한 예측 유닛의 인트라 예측 모드이고, 상기 상측 인트라 예측 모드는 상측에 인접한 예측 유닛의 인트라 예측 모드이다. 상기 MPM 그룹은 3개의 인트라 예측 모드들로 구성된다.
상기 좌측 또는 상측에 인접한 예측 유닛이 존재하지 않으면, 상기 좌측 또는 상측의 인접 예측 유닛들의 인트라 예측 모드는 이용 가능하지 않은 것으로 설정된다. 예를 들어, 현재 예측 유닛이 픽쳐의 좌측 또는 상측 경계에 위치하면, 좌측 또는 상측에 인접한 예측 유닛이 존재하지 않는다. 좌측 또는 상측에 인접한 예측 유닛이 다른 슬라이스 또는 다른 타일에 속하면, 좌측 또는 상측에 인접한 예측 유닛의 인트라 예측 모드들은 이용 가능하지 않은 것으로 설정된다. 좌측 또는 상측에 인접한 예측 유닛이 인터 부호화되면, 좌측 또는 상측에 인접한 예측 유닛의 인트라 예측 모드가 이용 가능하지 않은 것으로 설정된다. 상측 예측 유닛이 다른 LCU에 속하면, 상기 상측 예측에 인접한 예측 유닛의 인트라 예측 모드가 이용 가능하지 않은 것으로 설정된다.
좌측 인트라 예측 모드 및 상측 인트라 예측 모드가 모두 이용 가능하고 서로 다른 경우에는, 상기 좌측 인트라 예측 모드 및 상기 상측 인트라 예측 모드가 상기 MPM 그룹에 포함되고 1개의 추가 인트라 예측 모드가 상기 MPM 그룹에 추가된다. 둘 중 모드 번호가 작은 인트라 예측 모드에 인덱스 0이 할당하고, 나머지 하나에 인덱스 1이 할당된다. 또는, 좌측 인트라 예측 모드에 인덱스 0이 할당되고 상측 인트라 예측 모드에 인덱스 1이 할당될 수도 있다. 상기 추가 인트라 예측 모드는 상기 좌측 및 상측 인트라 예측 모드들에 의해 다음과 같이 결정된다.
좌측 및 상측 인트라 예측 모드들 중 하나가 비방향성 모드(non-directional mode)이고 다른 하나가 방향성 모드(directional mode)이면, 나머지 하나의 비방향성 모드가 상기 MPM 그룹에 추가된다. 예를 들어, 상기 좌측 및 상측 인트라 예측 모드들 중 하나가 DC 모드이면, 플래너 모드가 상기 MPM 그룹에 추가되고, 상기 좌측 및 상측 인트라 예측 모드들 중 하나가 플래너 모드이면, DC 모드가 상기 MPM 그룹에 추가된다. 좌측 및 상측 인트라 예측 모드들이 모두 비방향성 모드들이면, 수직 모드가 상기 MPM 그룹에 추가된다. 좌측 및 상측 인트라 예측 모드들이 모두 방향성 모드들이면, DC 모드 또는 플래너 모드가 상기 MPM 그룹에 추가된다.
좌측 인트라 예측 모드 및 상측 인트라 예측 모드들 중 하나만 이용 가능한 경우에는, 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 상기 MPM 그룹에 포함되고, 2개의 추가 인트라 예측 모드들이 상기 MPM 그룹에 추가된다. 상기 2개의 추가 인트라 예측 모드들은 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드에 의해 다음과 같이 결정된다.
상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 비방향성 모드이면, 나머지 하나의 비방향성 모드와 수직 모드가 상기 MPM 그룹에 추가된다. 예를 들어, 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 DC 모드이면, 플래너 모드와 수직 모드가 상기 MPM 그룹에 추가된다. 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 플래너 모드이면, DC 모드와 수직 모드가 상기 MPM 그룹에 추가된다. 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 방향성 모드이면, 2개의 비방향성 모드(DC 모드 및 플래너 모드)가 상기 MPM 그룹에 추가된다.
좌측 인트라 예측 모드 및 상측 인트라 예측 모드가 모두 이용 가능하고 서로 같으면, 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 MPM 그룹에 포함되고, 2개의 추가 인트라 예측 모드들이 상기 MPM 그룹에 추가된다. 상기 추가되는 2개의 인트라 예측 모드는 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드에 의해 다음과 같이 결정된다.
상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 방향성 모드이면, 2개의 인접 방향성 모드들이 상기 MPM 그룹에 추가된다. 예를 들어, 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 모드 23이면, 좌측 인접 모드(모드 1)와 우측 인접 모드(모드 13)이 상기 MPM 그룹에 추가된다. 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 모드 30이면, 2개의 인접 모드들(모드 2와 모드 16)이 상기 MPM 그룹에 추가된다. 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 비방향성 모드이면, 나머지 하나의 비방향성 모드와 수직 모드가 상기 MPM 그룹에 추가된다. 예를 들어, 상기 이용 가능한 인트라 예측 모드가 DC 모드이면, 플래너 모드와 수직 모드가 상기 MPM 그룹에 추가된다.
좌측 인트라 예측 모드 및 상측 인트라 예측 모드가 모두 이용가능하지 않는 경우에는, 3개의 추가 인트라 예측 모드들이 상기 MPM 그룹에 추가된다. 상기 3개의 인트라 예측 모드들은 DC 모드, 플래너 모드 및 수직 모드이다. DC 모드, 플래너 모드 및 수직 모드의 순서 또는 플래너 모드, DC 모드 및 수직 모드의 순서로 인덱스 0, 1 및 2가 상기 3개의 인트라 예측 모드에 할당된다.
상기 모드 그룹 지시자가 MPM 그룹을 지시하는지를 결정한다(S130).
상기 모드 그룹 지시자가 상기 MPM 그룹을 나타내면, 상기 예측 모드 인덱스에 의해 특정되는 MPM 그룹 내의 인트라 예측 모드가 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드로 설정된다(S140).
상기 모드 그룹 지시자가 상기 MPM 그룹을 나타내지 않으면, 인트라 예측 모드는 상기 예측 모드 인덱스 및 상기 MPM 그룹의 인트라 예측 모드들을 비교하여 다음의 순서로 유도된다(S150).
1) MPM 그룹 내의 3개의 인트라 예측 모드들 중에서, 가장 작은 모드 번호를 갖는 인트라 예측 모드가 첫번째 후보자로 설정되고, 중간 모드 번호를 갖는 인트라 예측 모드가 두번째 후보자로 설정되고, 가장 큰 모드 번호를 갖는 인트라 예측 모드가 세번째 후보자로 설정된다.
2) 상기 예측 모드 인덱스를 첫번째 후보자와 비교한다. 상기 예측 모드 인덱스가 상기 MPM그룹 내의 첫번째 후보자의 모드번호보다 크거나 같으면, 상기 예측 모드 인덱스의 값이 1만큼 증가한다. 그렇지 않으면, 상기 예측 모드 인덱스의 값은 유지된다.
3) 상기 예측 모드 인덱스를 두번째 후보자와 비교한다. 상기 예측 모드 인덱스가 상기 MPM그룹 내의 두번째 후보자의 모드번호보다 크거나 같으면, 상기 예측 모드 인덱스의 값이 1만큼 증가한다. 그렇지 않으면, 상기 예측 모드 인덱스의 값은 유지된다.
4) 상기 예측 모드 인덱스를 세번째 후보자와 비교한다. 상기 예측 모드 인덱스가 상기 MPM그룹 내의 세번째 후보자의 모드번호보다 크거나 같으면, 상기 예측 모드 인덱스의 값이 1만큼 증가한다. 그렇지 않으면, 상기 예측 모드 인덱스의 값은 유지된다.
5) 상기 최종 예측 모드 인덱스가 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드의 모드 번호로 설정된다.
상기 예측 블록의 사이즈는 상기 변환 유닛의 사이즈를 나타내는 변환 사이즈 지시자에 기초하여 결정된다(S160). 변환 사이즈 지시자는 상기 변환 유닛의 사이즈를 특정하기 위한 하나의 분할 변환 플래그(split_transform_flag)들일 수 있다.
변환 유닛의 사이즈가 현재 예측 유닛이 사이즈와 같으면, 예측 블록은 다음의 단계들(S170~S190)을 통해 생성된다.
변환 유닛의 사이즈가 현재 예측 유닛의 사이즈보다 작으면, 현재 예측 유닛의 첫번째 서브블록의 예측 블록은 단계들 S170 내지 S190을 통해 생성되고, 상기 첫번째 서브블록의 잔차 블록이 생성되고, 상기 예측 블록과 잔차 블록을 더하여 상기 첫번째 서브블록의 복원블록이 생성된다. 그리고나서, 복호화 순서상 다음의 서브블록의 복원 블록이 생성된다. 동일 인트라 예측 모드가 모든 서브블록들에 이용된다. 상기 서브블록은 변환 유닛의 사이즈이다.
현재 블록의 참조 화소들이 모두 이용가능한지를 판단하고, 하나 이상의 참조화소들이 이용가능하지 않으면 참조화소들을 생성한다(S170). 현재 블록은 현재 예측 유닛 또는 서브블록이다. 상기 현재 블록의 사이즈는 변환 유닛의 사이즈이다.
상기 인트라 예측 모드 및 현재 블록의 사이즈에 기초하여 상기 참조화소들이 적응적으로 필터링된다(S180). 현재 블록의 사이즈는 변환 블록의 사이즈이다.
DC 모드, 수직 모드 및 수평 모드에서도 참조화소들이 필터링되지 않는다. 상기 수직 모드 및 수평 모드 이외의 방향성 모드들에서는 참조화소들이 상기 현재 블록의 사이즈에 따라 적응적으로 필터링된다.
현재 블록의 사이즈가 4x4이면, 모든 인트라 예측 모드들에서 상기 참조화소들이 필터링되지 않는다. 8x8, 16x16 및 32x32의 사이즈에서는, 참조화소가 필터링되어야 하는 인트라 예측 모드의 수가 현재 블록의 사이즈가 커질수록 증가한다. 예를 들어, 수직 모드 및 상기 수직모드에 인접하는 미리 정해진 개수의 인트라 예측 모드들에서는 참조화소들이 필터링되지 않는다. 수평 모드 및 상기 수평 모드에 인접한 상기 미리 정해진 개수의 인트라 예측모드드에서는 참조화소들이 필터링되지 않는다. 상기 미리 정해진 개수는 현재 블록의 사이즈가 커질수록 감소한다.
상기 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드와 참조 화소들을 이용하여 현재 블록의 예측 블록이 생성된다(S190).
수직 모드에서는 수직 참조 화소의 값을 복사하여 예측 화소들을 생성된다. 좌측 참조화소에 접하는 예측 화소들은 상기 좌측 인접 참조화소와 코너 참조 화소를 이용하여 필터링된다.
수평 모드에서는, 수평 참조 화소의 값을 복사하여 예측 화소들을 생성한다. 상측 참조화소에 접하는 예측 화소들은 상기 상측 인접 참조화소와 코너 참조화소를 이용하여 필터링된다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
105 : 스캐닝부

Claims (2)

  1. 영상 복호화 장치에 있어서,
    예측 모드 그룹 지시자, 예측 모드 인덱스 및 3개의 인트라 예측모드들을 포함하는 MPM 그룹을 이용하여 현재 예측 유닛의 인트라 예측 모드를 복원하고, 상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성하는 인트라 예측부;
    역스캔 패턴에 따라 양자화 계수 성분들을 역스캔하여 양자화 블록을 생성하는 역스캐닝부;
    양자화 파라미터 및 양자화 매트릭스를 이용하여 상기 양자화 블록을 역양자화하여 변환 블록을 생성하는 역양자화부;
    상기 변환 블록을 역변환하여 잔차 블록을 생성하는 역변환부; 및
    상기 예측 블록과 상기 잔차 블록을 이용하여 복원블록을 생성하는 가산부;를 포함하고,
    상기 역스캔 패턴은 대각선 스캔, 수직 스캔 및 수평 스캔 중에서 선택되고,
    상기 양자화 파라미터는 양자화 파라미터 예측자 및 차분 양자화 파라미터를 이용하여 복원되고,
    현재 코딩 유닛의 좌측 양자화 파라미터, 상측 양자화 파라미터 및 이전 양자화 파라미터 중에서 미리 정해진 순서에 따라 결정되는 이용 가능한 2개의 양자화 파라미터들의 평균값이 상기 양자화 파라미터 예측자로 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변환 유닛의 사이즈가 8x8이면, 상기 인트라 예측 모드에 따라 역스캔 패턴이 결정되고, 상기 역스캔 패턴에 따라 상기 양자화 계수 성분들을 서브셋 단위로 역스캔하여 서브셋들을 생성되고, 상기 역스캔 패턴에 따라 상기 서브셋들을 역스캔하여 양자화 블록이 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
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