KR20160007131A - Hevc 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝 기법에 관한 컴퓨터 프로그램 및 이를 위한 장치 - Google Patents

Hevc 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝 기법에 관한 컴퓨터 프로그램 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

HEVC(High Efficiency Video Coding) 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝(Bottom-up Pruning) 기법에 관한 컴퓨터 프로그램으로서, (a) CTU(Coding Tree Unit)의 계층적 구조에 따라 제1 심도(depth level)의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제2 심도의 파티션 블록들이 리프 노드(Leaf node)에 해당하는지 또는 트리 노드(Tree node)에 해당하는지를 결정하는 단계; 및 (b) 상기 리프 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트(Rate Distortion Cost)의 평균 값인 리프 노드 평균 값과, 상기 트리 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값인 트리 노드 평균 값 간의 차이 정보에 기초하여, 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측(Intra Prediction)의 수행 여부를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

HEVC 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝 기법에 관한 컴퓨터 프로그램 및 이를 위한 장치{COMPUTER PROGRAM FOR BOTTOM-UP PRUNING METHOD APPLIING TO HIGH EFFICIENCY VIDEO CODING AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 차세대 영상 압축 표준 기술인 HEVC의 인트라 예측(Intra prediction)에 관한 기술로서, 보다 구체적으로는 HEVC 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝 기법에 관한 컴퓨터 프로그램 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
최근 디지털 방송기술과 디스플레이 기기 등의 발전으로 초고해상도 비디오의 보급이 확산됨에 따라, MPEG과 ISO에서는 2010년 1월 JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)을 설립하여 차세대 비디오 부호화 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)에 대한 개발에 착수하였고, 2013년 4월 ITU-T에 의해 최종 승인되었다.
HEVC는 이전의 동영상 압축 표준 기술인 H.264와 비교하여 동일 화질 대비 최대 약 2배까지의 높은 압축률을 보여줌으로써 초고화질 영상의 효율적인 관리가 가능해졌다. 그러나 HEVC 개발 초기에는 압축률을 극대화하기 위하여 복잡하고 정밀한 기법이 많이 포함하였기 때문에 부호화 연산의 시간 복잡도가 상당히 증가하였다. 그 이유는 예측 모드를 결정하기 위하여 계산하는 예측 모드의 수가 H.264에 비해 많아졌기 때문이며, 또한, H.264에 비해 부호화를 수행하는 파티션 사이즈의 종류도 많아졌기 때문이다.
좀 더 구체적으로 설명하면, HEVC의 인트라 예측 모드 결정 방법과 H.264의 인트라 예측 모드 결정 방법을 비교했을 때, 가장 큰 차이점은 PU (Prediction Unit)의 크기와 예측 방향의 수이다. H.264의 PU 크기는 최대 16x16이었으나 HEVC의 PU 크기는 최대 64x64로서 그 크기가 이전보다 커지게 되었고, PU의 단위도 다양해졌다. 또한 H.264의 예측 모드는 최대 9가지를 지원하지만 HEVC는 최대 35가지를 지원함으로써 좀 더 다양한 방향을 계산할 수 있게 되었다. 그 결과, HEVC는 H.264보다 유연하면서도 보다 정밀한 예측이 가능하게 되었지만, 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 RDO(Rate Distortion Optimization) 연산 실행 횟수가 급격하게 많아져 매우 높은 시간 복잡도를 갖게 되었다.
따라서 HEVC에서의 압축 효율과 화질을 유지하되, 시간 복잡도 및 고도한 연산량을 줄이기 위한 알고리즘의 개발이 필요하다.
본 발명은 HEVC 인트라 예측을 수행함에 있어서, 특정 조건을 만족하는 경우 큰 파티션에 관한 인트라 예측을 하지 않도록 함으로써, HEVC 인트라 예측의 연산량을 줄일 수 있는 기술을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, HEVC(High Efficiency Video Coding) 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝(Bottom-up Pruning) 기법에 관한 컴퓨터 프로그램으로서,
(a) CTU(Coding Tree Unit)의 계층적 구조에 따라 제1 심도(depth level)의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제2 심도의 파티션 블록들이 리프 노드(Leaf node)에 해당하는지 또는 트리 노드(Tree node)에 해당하는지를 결정하는 단계-여기서, 트리 노드는 상기 제2 심도의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제3 심도의 파티션 블록들이 존재하는 노드이며, 리프 노드는 상기 제2 심도의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 상기 제3 심도의 파티션 블록이 부존재하는 노드임; 및
(b) 상기 리프 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트(Rate Distortion Cost)의 평균 값인 리프 노드 평균 값과, 상기 트리 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값인 트리 노드 평균 값 간의 차이 정보에 기초하여, 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측(Intra Prediction)의 수행 여부를 결정하는 단계를 포함하는 컴퓨터 프로그램이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 (b) 단계는,
상기 리프 노드 평균 값에서 상기 트리 노드 평균 값을 뺀 값을 상기 리프 노드 평균 값으로 나눈 비율에 상기 트리 노드의 수를 곱한 값이, 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측을 수행하지 않고, 상기 임계치 이하인 경우 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측의 수행을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 트리 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트는, 해당 트리 노드의 하위 노드들인 상기 제3 심도의 파티션 블록들의 레이트-디스토션 코스트의 총합으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 인트라 예측의 수행이 결정된 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관하여, 해당 파티션 블록을 포함하는 상위 파티션 블록이 존재하는 경우,
해당 파티션 블록을 포함하는 상기 상위 파티션 블록에 관한 인트라 예측의 수행 여부를 결정하기 위해, 해당 파티션 블록을 상기 제2 심도의 노드로 재규정한 후 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계를 반복적으로 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, HEVC(High Efficiency Video Coding) 인트라 예측 여부를 결정하기 위한 HEVC 인트라 예측 결정 장치에 있어서,
CTU(Coding Tree Unit)의 계층적 구조에 따라 제1 심도(depth level)의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제2 심도의 파티션 블록들이 리프 노드(Leaf node)에 해당하는지 또는 트리 노드(Tree node)에 해당하는지를 결정하는 노드 결정부-여기서, 트리 노드는 상기 제2 심도의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제3 심도의 파티션 블록들이 존재하는 노드이며, 리프 노드는 상기 제2 심도의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 상기 제3 심도의 파티션 블록이 부존재하는 노드임; 및
상기 리프 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트(Rate Distortion Cost)의 평균 값인 리프 노드 평균 값과, 상기 트리 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값인 트리 노드 평균 값 간의 차이 정보에 기초하여, 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측(Intra Prediction)의 수행 여부를 결정하는 인트라 예측 결정부를 포함하는 인트라 예측 결정 장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 리프 노드 평균 값에서 상기 트리 노드 평균 값을 뺀 값을 상기 리프 노드 평균 값으로 나눈 비율에 상기 트리 노드의 수를 곱한 값을 연산하는 연산부를 더 포함하고,
상기 인트라 예측 결정부는, 상기 곱한 값, 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측을 수행하지 않고, 상기 임계치 이하인 경우 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측의 수행을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 연산부는,
상기 트리 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트를, 해당 트리 노드의 하위 노드들인 상기 제3 심도의 파티션 블록들의 레이트-디스토션 코스트의 총합으로 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 인트라 예측 결정부는,
인트라 예측의 수행이 결정된 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관하여, 해당 파티션 블록을 포함하는 상위 파티션 블록이 존재하는 경우, 해당 파티션 블록을 상기 제2 심도의 노드로 재규정한 후, 해당 파티션 블록을 포함하는 상기 상위 파티션 블록에 관한 인트라 예측의 수행 여부를 재결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면 HEVC 인트라 예측을 수행함에 있어서, HEVC 인트라 예측에 따른 연산량을 크게 줄일 수 있으며, 이를 통해 해당 연산을 위한 하드웨어 사이즈 및 연산시간을 대폭 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 HEVC의 인트라 예측 모드를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 HEVC 인트라 예측 여부를 결정하기 위한 인트라 예측 결정 장치의 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 HEVC 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝(Bottom-up Pruning) 기법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 도 3의 바텀 업 프루닝 기법의 예를 설명하기 위한 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하나 이상의 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있음을 의미한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 HEVC의 인트라 예측 모드를 설명하기 위한 도면이다.
HEVC에서의 화면 내 부호화는 도 1과 같이 밝기 값의 경우 총 35가지 모드를 지원한다. 35번은 Chroma에서 지원하는 모드이다. 2가지의 모드는 비방향성 모드로 H.264에서의 Planar 모드와 DC 모드와 유사하며, 나머지 33가지 모드는 방향성 모드로 주변 참조 화소와의 방향별로 다양한 예측 방법을 허용한다. 이는 기존 H.264의 9가지 모드에 비하여 모드의 개수가 약 4배 늘어난 것이다. 그 결과, HEVC의 화면내 예측은 기존 H.264의 화면내 예측과 비교하여 다양한 방향성을 지원함으로써 보다 정확하게 예측하는 것이 가능하다. 그러나 비약적으로 늘어난 모드의 개수로 인하여 최적 모드를 선택하기 위한 RDO(rate distortion optimization) 연산에 따른 과도한 부호화 복잡도가 요구된다.
HEVC의 주요 기술 중 하나는 계층적 재귀 구조를 갖는 코딩 트리 블록(coding tree block ; CTB)이다. 과거 비디오 부호화 표준들에 서 기본블록 단위로 사용되었던 16x16 고정 크기의 매크로블록을 대신하여, HEVC는 CTB를 통해 가변적 블록 크기를 허용한다. CTB에는 CU(coding unit) 및 PU(prediction unit)를 정의하고 있다.
CU는 쿼드트리(quard-tree)구조를 사용하여 계층에 따라 재귀적으로 더 작은 유닛으로 분할을 허용함으로써 64x64~8x8의 다양한 크기의 부호화 블록을 지원한다. 이때, 화면 내(Intra) 부호화의 경우, 64x64 블록의 CU에 관해서는 64x64 블록의 예측 단위(PU)가, 32x32 블록의 CU에 관해서는 32x32 블록의 PU가, 16x16 블록의 CU에 관해서는 16x16 블록의 PU가, 8x8 블록의 CU에 관해서는 8x8 블록 및 4x4 블록의 PU가 이용된다.
상술한 HEVC 인트라 예측에 관한 기본 개념에 바탕하여, 이하 본 발명의 실시예에 따른 바텀 업 프루닝(Bottom-up Pruning) 기법 및 이를 구현한 HEVC 인트라 예측 결정 장치에 관하여 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 HEVC 인트라 예측 여부를 결정하기 위한 인트라 예측 결정 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 HEVC 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝(Bottom-up Pruning) 기법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 4는 도 3의 바텀 업 프루닝 기법의 예를 설명하기 위한 도면이다.
일 구현례에서, 본 발명의 실시예에 따른 HEVC 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝(Bottom-up Pruning) 기법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 리프/트리 노드 결정부(310), 연산부(320), 및 인트라 예측 결정부(330)를 포함하는 HEVC 인트라 예측 결정 장치(300)의 형태로 구현될 수 있다.
또한 다른 구현례에서, 본 발명의 실시예에 따른 HEVC 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝(Bottom-up Pruning) 기법은, 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 코드로 구현될 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 HEVC 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝 기법에 관한 컴퓨터 프로그램은, 사용자의 컴퓨터에 설치되거나 온라인 상에서 다운로드 되는 방식으로, 독립된 또는 다른 프로그램과 병합된 형태로 제품화(즉, 소프트웨어 프로덕트)될 수 있다.
또 다른 구현례에서, 본 발명의 실시예에 따른 HEVC 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝(Bottom-up Pruning) 기법은, 상기 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 여기서, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.
상술한 바와 같이 다양한 구현례를 갖는, 본 발명의 실시예에 따른 HEVC 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝(Bottom-up Pruning) 기법에 관하여 도 3의 순서도를 중심으로 도 4의 예시 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 3의 단계 S410을 참조할 때, CTU(Coding Tree Unit)의 계층적 구조에 따라 제1 심도(depth level)의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제2 심도의 파티션 블록들이 리프 노드(Leaf node)에 해당하는지 또는 트리 노드(Tree node)에 해당하는지를 결정한다. 본 발명의 실시예를 독립된 장치에서 구현하는 경우, 단계 S410의 기능은 리프/트리 노드 결정부(310)에 의해 실행될 것이다.
여기서, 트리 노드는 상기 제2 심도의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제3 심도의 파티션 블록들이 존재하는 노드이며, 리프 노드는 상기 제2 심도의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 상기 제3 심도의 파티션 블록이 부존재하는 노드를 의미한다. 여기서, 심도(depth)란 부호화 단위(CU)가 계층적으로 분할되는 단계를 의미한다.
이에 관하여 도 4의 (A)와 대비하여 설명하면, 16x16 블록이 제1 심도(도 4의 예시에서는 depth level 0임)의 파티션 블록에 해당하고, 8x8 블록들이 제2 심도(도 4의 예시에서는 depth level 1임)의 파티션 블록에 해당하며, 4x4 블록들이 제3 심도(도 4의 예시에서는 depth level 2임)의 파티션 블록에 해당한다. 8x8 블록들 중 B1,2는 하위 노드를 구성하는 총 4개의 4x4 파티션 블록들을 포함하므로 트리 노드에 해당하며, B1,2를 제외한 나머지 8x8 블록들은 하위 노드를 포함하지 않으므로 리프 노드에 해당한다.
도 4에서, Bij는 각 파티션 블록을 의미하며, i는 CTU에서의 심도(depth level)를 의미하고, j는 해당 심도에서 몇 번째 파티션인지를 의미한다. 그리고 도 4에서 해당 노드 각각에 부여된 수치는 해당 노드에 관한 레이트-디스토션 코스트(Rate-Distortion Cost : RDcost)를 의미한다.
따라서, 리프 노드를 CL로, 트리 노드를 CT로 나타내면, 각 노드는 아래의 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001

상술한 바와 같이, 리프 노드 및 트리 노드가 결정되면, 본 발명의 실시예에 따른 바텀 업 프루닝 기법에서는 하기 수학식 2에 따라 프루닝(Pruning)을 진행한다.
[수학식 2]
Figure pat00002

여기서, nL은 리프 노드의 개수이며, nT는 트리 노드의 개수이고, λ는 프루닝을 위해 미리 결정된 임계치이다.
상술한 수학식에 따라 프루닝을 진행하기 위해, 위 수학식(부등식)의 좌측 Term의 연산을 수행한다[도 3의 단계 S420 참조]. 즉, 앞선 단계 S410을 통해 리프 노드로 결정된 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값인 리프 노드 평균 값과, 트리 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값인 트리 노드 평균 값의 차이를 계산한다. 그리고 계산된 차이 값을 상기 리프 노드 평균 값을 나눈 비율에 트리 노드의 개수를 곱한 값(이하, 이를 설명의 편의를 위해 프루닝 기초 값이라 명명함)을 계산한다. 이는 본 발명의 실시예를 독립된 장치에서 구현하는 경우, 연산부(320)에 의해 실행될 것이다.
이때, 트리 노드로 결정된 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트는, 해당 트리 노드의 하위 노드들인 파티션 블록들의 레이트-디스토션 코스트의 총합으로 결정된다. 도 4의 예시 도면과 대비하여 설명하면, B1,2의 레이트-디스토션 코스트는, 그 하위 노드인 총 4개의 4X4 파티션 블록들의 레이트-디스토션 코스트의 총합임을 확인할 수 있다.
단계 S420에 따라 계산된 프루닝 기초 값에 근거하여, 해당 프루닝 기초 값이 미리 결정된 임계치(λ)를 초과하는 경우 그 상위 심도의 파티션 블록(도 4의 예시 도면에서는 16x16 블록임)에 관한 인트라 예측을 수행하지 않고, 상기 임계치 이하인 경우 그 상위 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측의 수행을 결정한다[도 3의 단계 S430 참조]. 상술한 단계 S430은, 본 발명의 실시예를 독립된 장치에서 구현하는 경우, 인트라 예측 결정부(330)에 의해 실행될 것이다.
단계 S430을 도 4의 예시 도면과 대비하여 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 4의 (A)를 참조하면, 8x8 블록에서 리프 노드들(즉, B1,0, B1,1, B1,3)의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값은 100이며, 트리 노드(즉, B1,2)의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값은 89이다. 이 둘의 차이는 11이고, 이를 위 리프 노드 평균 값(즉, 100)으로 나눈 값은 0.11이 되며, 트리 노드의 개수는 1개 이므로, 위 수학식 1에 의할 때, 도 4의 (A) 케이스에서 프루닝 기초 값은 0.11(즉, 0.11*1)이 된다. 만일 임계치(λ)가 0.1로 셋팅되어 있는 경우라면, 상기 프루닝 기초 값이 임계치를 초과하므로, 그 상위 심도의 파티션 블록(즉, 본 예에서는 16x16 블록인 B0,0 블록)에 관한 인트라 예측을 수행하지 않는다.
반면 도 4의 (B)를 참조하면, 리프 노드들(즉, B1,4, B1,6)의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값은 100이며, 트리 노드(즉, B1,5, B1,7)의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값은 98이다. 이 둘의 차이는 2이고, 이를 위 리프 노드 평균 값(즉, 100)으로 나눈 값은 0.02이 되며, 트리 노드의 개수는 2개 이므로, 위 수학식 1에 의할 때, 도 4의 (B) 케이스에서 프루닝 기초 값은 0.04(즉, 0.02*2)이 된다. 만일 임계치(λ)가 0.1로 셋팅되어 있는 경우라면, 상기 프루닝 기초 값이 임계치 이하이므로, 그 상위 심도의 파티션 블록(즉, 본 예에서는 16x16 블록인 B0,1 블록)에 관한 인트라 예측의 진행을 결정한다.
앞선 단계 S430에 따라 특정 파티션 블록(즉, 도 4의 (B)에서는 16x16 블록인 B0,1 블록)에 관하여 인트라 예측의 진행이 결정되면, 해당 파티션 블록을 포함하는 상위 파티션 블록이 존재하는 경우, 그 상위 파티션 블록(즉, 도 4의 (B)의 예시를 더 확장하여 볼 때, 16x16 블록인 B0,1 블록을 하위 노드로 하고 있는 32x32 블록이 여기에 해당할 것임)에 관한 인트라 예측의 진행 여부를 재결정한다. 이는 해당 파티션 블록(즉, B0,1 블록)을 제2 심도의 노드로 재규정한 후 상기 단계 S410 ~ 단계 S430을 반복적(재귀적)으로 수행하는 방식에 의한다[도 3의 S440 참조].
상술한 바와 같은 HEVC 인트라 예측을 위한 바텀 업 프루닝 기법에 의하면, 제2 심도의 파티션 블록과 제3 심도의 파티션 블록을 대상으로, 제2 심도의 상위 제1 심도의 파티션 블록의 인트라 예측의 진행 여부를 결정하며, 이를 재귀적으로 반복하는 방법에 의한다. 즉, 연산된 프루닝 기초 값이 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우에는 그 상위 심도인 파티션 블록(즉, 더 큰 사이즈의 파티션 블록)에 관한 인트라 예측을 수행하지 않음으로써, 인트라 예측의 수행을 위한 연산도를 크게 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 바텀 업 프루닝 기법에 의하면, RMD(rough mode decision)의 결과가 RDO( rate distortion optimization)의 결과와 일치할 가능성이 더 작은 사이즈의 블록일 수록 더 크기 때문에, RMD의 수를 아래와 같이 수정할 수 있다.
[표 1]
Figure pat00003

여기서, [Y. Piao]는 "Encoder improvement of unified intra prediction," JCTVC-C207, Guangzhou, Oct. 2010. 논문(Yinji Piao, Junghye Min, Jianle Chen,)에 제안된 RMD 수이며, HM 11.0은 HEVC 참조 소프트웨어에서 제안된 RMD 수이다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. HEVC(High Efficiency Video Coding) 인트라 예측에 적용되는 바텀 업 프루닝(Bottom-up Pruning) 기법에 관한 컴퓨터 프로그램으로서,
    (a) CTU(Coding Tree Unit)의 계층적 구조에 따라 제1 심도(depth level)의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제2 심도의 파티션 블록들이 리프 노드(Leaf node)에 해당하는지 또는 트리 노드(Tree node)에 해당하는지를 결정하는 단계-여기서, 트리 노드는 상기 제2 심도의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제3 심도의 파티션 블록들이 존재하는 노드이며, 리프 노드는 상기 제2 심도의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 상기 제3 심도의 파티션 블록이 부존재하는 노드임; 및
    (b) 상기 리프 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트(Rate Distortion Cost)의 평균 값인 리프 노드 평균 값과, 상기 트리 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값인 트리 노드 평균 값 간의 차이 정보에 기초하여, 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측(Intra Prediction)의 수행 여부를 결정하는 단계
    를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 리프 노드 평균 값에서 상기 트리 노드 평균 값을 뺀 값을 상기 리프 노드 평균 값으로 나눈 비율에 상기 트리 노드의 수를 곱한 값이, 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측을 수행하지 않고, 상기 임계치 이하인 경우 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측의 수행을 결정하는 단계를 포함하는, 컴퓨터 프로그램.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 트리 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트는, 해당 트리 노드의 하위 노드들인 상기 제3 심도의 파티션 블록들의 레이트-디스토션 코스트의 총합으로 결정되는, 컴퓨터 프로그램.
  4. 제2항에 있어서,
    인트라 예측의 수행이 결정된 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관하여, 해당 파티션 블록을 포함하는 상위 파티션 블록이 존재하는 경우,
    해당 파티션 블록을 포함하는 상기 상위 파티션 블록에 관한 인트라 예측의 수행 여부를 결정하기 위해, 해당 파티션 블록을 상기 제2 심도의 노드로 재규정한 후 상기 (a) 단계 및 상기 (b) 단계를 반복적으로 수행하는, 컴퓨터 프로그램.
  5. HEVC(High Efficiency Video Coding) 인트라 예측 여부를 결정하기 위한 HEVC 인트라 예측 결정 장치에 있어서,
    CTU(Coding Tree Unit)의 계층적 구조에 따라 제1 심도(depth level)의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제2 심도의 파티션 블록들이 리프 노드(Leaf node)에 해당하는지 또는 트리 노드(Tree node)에 해당하는지를 결정하는 노드 결정부-여기서, 트리 노드는 상기 제2 심도의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 제3 심도의 파티션 블록들이 존재하는 노드이며, 리프 노드는 상기 제2 심도의 파티션 블록의 하위 노드를 구성하는 상기 제3 심도의 파티션 블록이 부존재하는 노드임; 및
    상기 리프 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트(Rate Distortion Cost)의 평균 값인 리프 노드 평균 값과, 상기 트리 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트의 평균 값인 트리 노드 평균 값 간의 차이 정보에 기초하여, 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측(Intra Prediction)의 수행 여부를 결정하는 인트라 예측 결정부
    를 포함하는 인트라 예측 결정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 리프 노드 평균 값에서 상기 트리 노드 평균 값을 뺀 값을 상기 리프 노드 평균 값으로 나눈 비율에 상기 트리 노드의 수를 곱한 값을 연산하는 연산부를 더 포함하고,
    상기 인트라 예측 결정부는, 상기 곱한 값, 미리 결정된 임계치를 초과하는 경우 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측을 수행하지 않고, 상기 임계치 이하인 경우 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관한 인트라 예측의 수행을 결정하는, 인트라 예측 결정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 트리 노드로 결정된 상기 제2 심도의 파티션 블록의 레이트-디스토션 코스트를, 해당 트리 노드의 하위 노드들인 상기 제3 심도의 파티션 블록들의 레이트-디스토션 코스트의 총합으로 결정하는, 인트라 예측 결정 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 인트라 예측 결정부는,
    인트라 예측의 수행이 결정된 상기 제1 심도의 파티션 블록에 관하여, 해당 파티션 블록을 포함하는 상위 파티션 블록이 존재하는 경우, 해당 파티션 블록을 상기 제2 심도의 노드로 재규정한 후, 해당 파티션 블록을 포함하는 상기 상위 파티션 블록에 관한 인트라 예측의 수행 여부를 재결정하는, 인트라 예측 결정 장치.
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