KR20170122351A - 화면 내 예측 방향성에 따른 적응적 부호화 순서를 사용하는 비디오 코딩 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 비디오 압축 기술 중 화면 내 예측을 수행함에 있어, 화면 내 예측 방향성에 따라 적응적인 부호화 순서를 이용하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 영상 처리기술에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 비디오압축 기술에서 화면 내 예측 (intra prediction)을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 고해상도, 고화질 비디오에 대한 요구가 증가함에 따라 차세대 비디오 서비스를 위한 고효율 비디오 압축 기술에 대한 필요성이 대두되었다. 이러한 필요성에 기반하여 H.264/AVC 비디오 압축 표준을 공동으로 표준화 했던 MPEG과 VCEG은 JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding)을 결성하여 2013년 1월 최신 국제 비디오 압축 표준인 HEVC에 대한 표준화를 완료하였다.
비디오 압축 기술에서 화면 내 예측 (intra prediction)은 H.264/AVC, HEVC와 같은 비디오 압축에서 사용되는 알고리즘으로 동일한 픽쳐 내의 이미 복원된 화소 정보를 이용하여 예측을 수행하는 방법이다. 화면 내 예측의 성능은 화면 내 예측을 수행하는 예측 방향성, 예측 모드의 갯수, 참조 화소의 생성 등에 따라 부호화 성능이 좌우된다. H.264/AVC는 최대 9개의 화면 내 예측 모드 및 8개의 방향성을 이용하여 화면 내 예측을 수행하며, HEVC에서는 최대 35개의 화면 내 예측 모드 및 33개의 방향성을 이용하여 화면 내 예측을 수행한다. 화면 내 예측 모드 갯수의 증가 및 화면 내 예측 모드의 방향성 증가를 통하여 HEVC는 H.264/AVC 대비 높은 화면 내 예측 성능 향상을 보인다. 즉, 화면 내 예측에 사용되는 예측 방향성 및 참조 화소 생성 방법 및 장치는 화면 내 예측 부호화 성능을 향상시키는데 주요한 영향을 미친다.
본 발명은 고정된 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 방향성 결정 및 화면 내 예측 모드 결정을 수행하는 기존의 비디오 압축 기술 대비 부호화 효율을 향상시키는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 방법, 그리고 복호화 장치 및 방법은 화면 내 예측 모드 파싱부, 적응적 부호화 순서 사용 판단부, 화면 내 예측 모드 카테고리 선택부, 복호화 순서 결정부, 화면 내 예측 복호화부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 방법, 그리고 복호화 장치 및 방법은 화면 내 예측 모드 카테고리 선택부, 하위 변환 블록 수행 순서 결정부, 하위 변환 블록 단위 화면 내 예측 샘플 생성부, 하위 변환 블록 단위 역 양자화부, 하위 변환 블록 단위 역 변환부, 하위 변환 블록 단위 복원부, 현재 부호화 단 위내 모든 하위 변환 블록 단위에 대한 반복 수행부를 포함한다.
본 발명은 부호화 효율 향상을 위하여 기존의 비디오 압축 기술에서 사용하는 고정 부호화 순서에 따른 화면 내 예측과 더불어 화면 내 예측 방향성에 따른 적응적 부호화 순서를 사용하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기존의 고정 부호화 순서에 따른 화면 내 예측에서 참조 불가능한 예측 샘플들을 화면 내 예측 방향성에 따라 부호화 순서를 변경함으로써 참조 가능하도록 함으로써 화면 내 예측 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 화면 내 예측 모드로 선택된 CU 내의 sub-TU들을 부호화하는 순서를 현재 CU의 화면 내 예측 방향성에 따라 변경함으로써 쿼드트리 구조를 갖는 RQT (residual quad tree)에서 잔차 신호를 감소시킴으로써 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 Z-scan의 고정 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 복호화 순서 사용에 따른 화면 내 예측 복호화 과정을 나타내는 순서도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 방향성에 따른 복호화 순서를 위한 카테고리의 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 복호화 순서 사용에 따른 화면 내 예측 복호화의 sub-TU 수행 순서를 나타내는 순서도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 순서 및 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 Left rotated Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 순서 및 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 Right rotated Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 순서 및 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오복호화 장치의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 Z-scan의 고정 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 복호화 순서 사용에 따른 화면 내 예측 복호화 과정을 나타내는 순서도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 방향성에 따른 복호화 순서를 위한 카테고리의 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 복호화 순서 사용에 따른 화면 내 예측 복호화의 sub-TU 수행 순서를 나타내는 순서도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 순서 및 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 Left rotated Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 순서 및 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 Right rotated Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 순서 및 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
하기는 본 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다.
또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 ~(하는) 단계 또는 ~의 단계는 ~를 위한 단계를 의미하지 않는다.
또한, 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
덧붙여, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 기술되고, 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다.이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
이하 본 명세서에 기재된 본 발명의 다양한 실시예들에서, 부호화 순서는 비디오 부호화 및 복호화 단계에서 하나의 부호화 단위 및 이를 분할한 하위 부호화 단위를 지칭하며,하나의 부호화 단위를 분할하는 다수개의 부호화 단위, 및 부호화, 예측, 변환을 위한 단위를 모두 포함하여 포괄적으로 지칭할 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따라 제안하는 화면 내 예측 방향성에 따른 적응적 부호화 순서를 사용하는 비디오 코딩 방법 및 장치에 대하여 도 4를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 장치의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 장치는 화면 간 예측부(120), 화면 내 예측부(125), 감산부(130), 변환부(140), 양자화부(150), 엔트로피 부호화부(160), 역변환부(145), 역양자화부(155), 가산부(135), 인루프 필터부(180), 복원 픽쳐 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
화면 간 예측부(120)는 입력 영상(110)과 복원 픽쳐 버퍼(190)에 저장되어 있는 복원 영상을 이용하여 움직임 예측을 수행하여 예측 신호를 생성한다.
화면 내 예측부(125)는 부호화되는 현재 블록과 인접하는 기-복원된 주변 블록의 화소 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 신호를 생성한다.
감산부(130)는 입력 영상과 화면 간 예측부(120) 혹은 화면 내 예측부(125)를 통해 생성된 예측 신호를 이용하여 잔차 신호(residual signal)를 생성한다.
변환부(140) 및 양자화부(150)는 감산부(130)을 통해 생성된 잔차 신호에 대하여 변환 및 양자화를 수행하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 생성한다.
엔트로피 부호화부(160)는 비디오 부호화기에 정의된 신택스 요소(syntax elements) 및 양자화된 계수 등과 같은 부호화 정보에 대하여 엔트로피 부호화를 수행하여 비트스트림을 출력한다.
역변환부(145) 및 역양자화부(155)는 양자화 계수를 수신하여 역양자화 및 역변환을 차례대로 수행하고, 복원된 잔차 신호를 생성한다.
가산부(135)는 화면 간 예측부(120) 혹은 화면 내 예측부(125)를 통해 생성된 예측 신호와 복원된 잔차 신호를 이용하여 복원 신호를 생성한다.
복원 신호는 인루프 필터부(180)로 전달된다. 필터링이 적용된 복원 픽쳐는 복원 픽쳐 버퍼(190)에 저장되며, 화면 간 예측부(120)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치및 방법의 구성을 나타내는 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치 및 방법은 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 화면 내 예측부(240), 화면 간 예측부(250), 가산부(260), 인루프 필터부(270), 복원 픽쳐 버퍼(280)를 포함할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 입력된 비트스트림(200)을 복호화하여 신택스 요소(syntax elements) 및 양자화된 계수 등과 같은 복호화 정보를 출력한다.
역양자화부(220) 및 역변환부 (230)는 양자화 계수를 수신하여 역양자화 및 역변환을 차례대로 수행하고, 잔차 신호(residual signal)를 출력한다.
화면 내 예측부(240)는 복호화되는 현재 블록과 인접하는 기-복호화된 주변 블록의 화소 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 신호를 생성한다.
화면 간 예측부(250)는 비트스트림으로부터 추출된 움직임 벡터와 복원 픽쳐 버퍼(280)에 저장되어 있는 복원 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행하여 예측 신호를 생성한다.
화면 내 예측부(240)와 화면 내 예측부(250)로부터 출력된 예측 신호는 가산부(260)를 통해 잔차 신호와 합해지고, 그에 따라 블록 단위로 생성된 복원 신호는 복원된 영상을 포함한다.
복원된 영상은 인루프 필터부(270)로 전달된다. 필터링이 적용된 복원 픽쳐는 복원 픽쳐 버퍼(280)에 저장되며, 화면 간 예측부(250)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 Z-scan의 고정 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
일 실시예에 따른 기존 비디오 코딩 방법 및 장치에서 사용되는 Z-scan의 고정 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정은 제 1 하위 부호화 단위 (310), 제 2 하위 부호화 단위 (320), 제 3 하위 부호화 단위 (330), 제 4 하위 부호화 단위 (340)의 순서에 따라 수행하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따른 Z-scan의 고정 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정을 설명함에 있어, 좌측 하단의 225도 방향에서 예측을 수행하는 모드를 사용하는 경우를 일 예로 참조 가능한 화소와 참조 불가능한 혹은 참조 샘플 생성 과정을 거쳐 임의로 생성된 샘플을 참조하는 경우에 대하여 설명한다.
일 실시예에 따른 제 1 하위 부호화 단위 (310)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (311)의 집함들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 1 하위 부호화 단위 (310) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 2 하위 부호화 단위 (320)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (321)의 집합들을 포함한다. 반면, 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플은 점들로 채워진 샘플 (322)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 2 하위 부호화 단위 (320) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다. 반면, 현재 복호화를 수행하는 제 2 하위 부호화 단위 (320) 블록 내에서 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 회색 음영으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 2 하위 부호화 단위 (320)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 전술한 바와 같이 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 참조하는 샘플과 현재 부호화하고자하는 샘플 간의 공간적 상관도가 떨어지므로 예측 성능을 감소시키는 원인으로 작용할 수 있다.
일 실시예에 따른 제 3 하위 부호화 단위 (330)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원 과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (331)의 집합들을 포함한다. 반면, 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플은 점들로 채워진 샘플 (332)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 3 하위 부호화 단위 (330) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다. 반면, 현재 복호화를 수행하는 제 3 하위 부호화 단위 (330) 블록 내에서 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 회색 음영으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 3 하위 부호화 단위 (330)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 전술한 제 2 하위 부호화 단위 (320)에 대한 부호화 과정과 동일하게 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들을 포함하므로 화면 내 예측 성능이 감소될 수 있음을 나타낸다.
일 실시예에 따른 제 4 하위 부호화 단위 (340)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원 과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (341)의 집합들을 포함한다. 반면, 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플은 점들로 채워진 샘플 (342)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 4 하위 부호화 단위 (340) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다. 반면, 현재 복호화를 수행하는 제 4 하위 부호화 단위 (340) 블록 내에서 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 회색 음영으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 4 하위 부호화 단위 (340)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 전술한 제 2 하위 부호화 단위 (320) 및 제 3 하위 부호화 단위 (330)에 대한 부호화 과정과 동일하게 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들을 포함하므로 화면 내 예측 성능이 감소될 수 있음을 나타낸다.
일 실시예에 따른 제 2 하위 부호화 단위 (320), 제 3 하위 부호화 단위 (330), 및 제 4 하위 부호화 단위 (340)에 대한 화면 내 예측 복호화를 수행함에 있어, 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들을 다수 포함할수록 화면 내 예측 성능이 감소하고, 예측을 통해 발생하는 잔차 신호가 커짐에 따른 부호화 성능이 감소될 수 있음을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 복호화 순서 사용에 따른 화면 내 예측 복호화 과정을 나타내는 순서도를 도시한다.
일 실시예에 따른 적응적 부호화 순서를 사용하는 화면 내 예측 복호화 과정은 화면 내 예측 모드 파싱부 (410), 적응적 부호화 순서 사용 판단부 (420), 화면 내 예측 모드 카테고리 선택부 (430), 복호화 순서 결정부 (435), Z-scan 복호화 순서 선택부 (440), 및 화면 내 예측 복호화부 (450)을 포함한다.
일 실시예에 따른 적응적 부호화 순서를 사용하는 화면 내 예측 복호화 과정은 화면 내 예측 모드 파싱부 (410)에서 화면 내 예측 모드 파싱을 수행하고, 적응적 부호화 순서 사용 판단부 (420)에서 하이레벨 신택스를 통해 파싱된 적응적 부호화 순서 사용 여부에 따라 기존 화면 내 예측 복호화를 그대로 수행하거나 적응적 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 복호화를 수행한다. 적응적 부호화 순서 사용의 판단 여부는 전술한 바와 같이, 하이레벨 신택스를 통해 복호화기로 전송되어지거나, 혹은 생략될 수 있다. 적응적 부호화 순서를 사용하는 화면 내 예측인 경우, 화면 내 예측 모드 파싱부 (410)을 통해 획득한 화면 내 예측 모드의 방향성을 기준으로 화면 내 예측 모드 카테고리 선택부 (420)에서 화면 내 예측 방향성을 구분하여 하나의 카테고리로 결정되고, 결정된 카테고리를 기준으로 복호화 순서 결정부 (435)에서 복호화 순서를 결정하여 화면 내 예측 복호화를 수행하는 것을 포함한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 방향성에 따른 복호화 순서를 위한 카테고리의 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
일 실시예에 따른 화면 내 예측 방향성에 따라 적응적 복호화 순서를 사용하는 경우, 화면 내 예측 방향성을 기준으로 어떠한 화면 내 예측 모드를 복호화함에 있어 복호화 순서가 변경될 수 있음을 의미한다.
일 실시예에 따른 적응적 복호화 순서를 사용하는 화면 내 예측에서 사용될 수 있는 일 예를 도 5에서 도시하고 있으며, 도 5에서는 세가지 카테고리로 분류한 일 예를 기준으로 설명한다. 도 5에서와 같이 화면 내 예측 모드의 방향성에 따라 세가지 카테고리뿐만 아니라, 하나 혹은 그 이상의 카테고리로 분류하여 다양한 복호화 순서를 위한 카테고리를 분류할 수 있다. 또한, 카테고리를 분류함에 있어, 해당 방향에 속하는 화면 내 예측 모드를 수행하였을 때, 참조 가능한 픽셀의 수와 부호화 성능 등을 기준으로 분류할 수 있다. 분류된 카테고리에 따라 적용 가능한 복호화 순서로는 기존의 Z-scan 복호화 순서를 그대로 사용하거나,좌측-반 시계방향으로 90도 회전된 형태의 Z-scan 복호화 순서, 우측-시계방향으로 90도 회전된 형태의 Z-scan 복호화 순서 등 다양한 형태의 복호화 순서의 적용이 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 적응적 복호화 순서 사용에 따른 화면 내 예측 복호화의 sub-TU 수행 순서를 나타내는 순서도를 도시한다.
일 실시예에 따른 적응적 복호화 순서 사용에 따른 화면 내 예측 복호화의 sub-TU 수행은 화면 내 예측 모드 (610)을 입력받아 화면 내 예측 모드 카테고리 선택부 (620), Sub-TU 수행 순서 결정부 (630), Sub-TU 단위 화면 내 예측 샘플 생성부 (640), Sub-TU 단위 역 양자화부 (650), Sub-TU 단위 역 변환부 (660), 및 Sub-TU 단위 복원부 (670)을 포함한다.
일 실시예에 따른 적응적 복호화 순서 사용에 따른 화면 내 예측 복호화의 Sub-TU 수행과정에서는 화면 내 예측 모드를 입력받고, 해당 화면 내 예측 모드의 방향성을 통해 화면 내 예측 모드 카테고리 선택부 (620)에서 하나의 복호화 순서 카테고리를 선택하고, Sub-TU 수행 순서 결정부 (630)을 통해 Sub-TU 수행 순서를 결정한다. 이후, 결정된 Sub-TU 수행 순서를 기준으로 Sub-TU에 대한 복호화 과정을 순차적으로 진행한다. Sub-TU의 복호화 과정은 역 양자화 및 역 변환을 거친 복원된 잔차 신호와 생성된 화면 내 예측 신호를 합산하여 복원 신호를 만들어내며, CU내의 마지막 Sub-CU까지 반복적으로 수행한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 순서 및 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정은 제 1 하위 부호화 단위 (710), 제 2 하위 부호화 단위 (720), 제 3 하위 부호화 단위 (730), 제 4 하위 부호화 단위 (740)의 순서에 따라 수행하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따른 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정을 설명함에 있어, 좌측 상단의 135도 방향에서 예측을 수행하는 모드를 사용하는 경우를 일 예로 참조 가능한 화소와 참조 불가능한 혹은 참조 샘플 생성 과정을 거쳐 임의로 생성된 샘플을 참조하는 경우에 대하여 설명한다.
일 실시예에 따른 제 1 하위 부호화 단위 (710)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원 과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (711)의 집함들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 1 하위 부호화 단위 (710) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 2 하위 부호화 단위 (720)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (721)의 집합들을 포함한다. 반면, 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플은 점들로 채워진 샘플 (722)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 2 하위 부호화 단위 (720) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 3 하위 부호화 단위 (730)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원 과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (731)의 집합들을 포함한다. 반면, 복원 과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플은 점들로 채워진 샘플 (732)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 3 하위 부호화 단위 (730) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 4 하위 부호화 단위 (740)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (741)의 집합들을 포함한다. 반면, 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플은 점들로 채워진 샘플 (742)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 4 하위 부호화 단위 (740) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 좌측-반 시계방향으로 90도 회전된 형태의 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 순서 및 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 좌측-반 시계방향으로 90도 회전된 형태의 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정은 제 1 하위 부호화 단위 (810), 제 2 하위 부호화 단위 (820), 제 3 하위 부호화 단위 (830), 제 4 하위 부호화 단위 (840)의 순서에 따라 수행하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따른 좌측-반 시계방향으로 회전된 형태의 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정을 설명함에 있어, 좌측 하단의 225도 방향에서 예측을 수행하는 모드를 사용하는 경우를 일 예로 참조 가능한 화소와 참조 불가능한 혹은 참조 샘플 생성 과정을 거쳐 임의로 생성된 샘플을 참조하는 경우에 대하여 설명한다.
일 실시예에 따른 제 1 하위 부호화 단위 (810)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (811)의 집함들을 포함한다. 반면, 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플은 점들로 채워진 샘플 (812)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 1 하위 부호화 단위 (810) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다. 반면, 현재 복호화를 수행하는 제 1 하위 부호화 단위 (810) 블록 내에서 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 회색 음영으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 1 하위 부호화 단위 (810)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 전술한 바와 같이 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 참조하는 샘플과 현재 복호화하고자하는 샘플간의 공간적 상관도가 떨어지므로 예측 성능을 감소시키는 원인으로 작용할 수 있다.
일 실시예에 따른 제 2 하위 부호화 단위 (820)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (821)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 2 하위 부호화 단위 (820) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 3 하위 부호화 단위 (830)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (831)의 집합들을 포함한다. 반면, 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플은 점들로 채워진 샘플 (832)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 3 하위 부호화 단위 (830) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다. 반면, 현재 복호화를 수행하는 제 3 하위 부호화 단위 (830) 블록 내에서 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 회색 음영으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 4 하위 부호화 단위 (840)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (841)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 4 하위 부호화 단위 (840) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서를 사용하여 화면 내 예측 복호화를 수행하는 경우, 제 1 하위 부호화 단위 (810)과 제 3 하위 부호화 단위 (830)에서는 기존의 고정 복호화 순서를 사용하여 화면 내 예측 복호화를 수행하는 경우와 동일하게 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들이 발생한다. 반면, 제 2 하위 부호화 단위 (820)과 제 4 하위 부호화 단위 (840)에서는 기존의 고정 복호화 순서를 사용하였을 때 발생하는 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘?V을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들이 발생하지 않으므로 현재 복호화하고자하는 샘플간의 공간적 상관도를 높이므로 예측 성능을 향상시킬 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 우측-시계방향으로 90도 회전된 형태의 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 순서 및 복호화 과정을 순차적으로 나타낸 일 예를 나타내는 개념도를 도시한다.
일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 방향성에 따른 적응적 복호화 순서 중 우측-시계방향으로 90도 회전된 형태의 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정은 제 1 하위 부호화 단위 (910), 제 2 하위 부호화 단위 (920), 제 3 하위 부호화 단위 (930), 제 4 하위 부호화 단위 (940)의 순서에 따라 수행하는 것을 포함한다.
일 실시예에 따른 우측-시계방향으로 회전된 형태의 Z-scan의 부호화 순서에 따른 화면 내 예측 모드의 복호화 과정을 설명함에 있어, 우측 상단의 45도 방향에서 예측을 수행하는 모드를 사용하는 경우를 일 예로 참조 가능한 화소와 참조 불가능한 혹은 참조 샘플 생성 과정을 거쳐 임의로 생성된 샘플을 참조하는 경우에 대하여 설명한다.
일 실시예에 따른 제 1 하위 부호화 단위 (910)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (911)의 집함들을 포함한다. 반면, 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플은 점들로 채워진 샘플 (912)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 1 하위 부호화 단위 (910) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 2 하위 부호화 단위 (920)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (921)의 집합들을 포함한다. 반면, 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플들은 점들로 채워진 샘플 (922)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 2 하위 부호화 단위 (920) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다. 반면, 현재 복호화를 수행하는 제 2 하위 부호화 단위 (920) 블록 내에서 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플들을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 회색 음영으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 2 하위 부호화 단위 (920)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 전술한 바와 같이 복원과정을 완료하지 못한 혹은 참조 불가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 참조하는 샘플과 현재 복호화하고자하는 샘플 간의 공간적 상관도가 떨어지므로 예측 성능을 감소시키는 원인으로 작용할 수 있다.
일 실시예에 따른 제 3 하위 부호화 단위 (930)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (931)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 3 하위 부호화 단위 (930) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다.
일 실시예에 따른 제 4 하위 부호화 단위 (940)을 화면 내 예측 부호화함에 있어, 이미 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플은 사선으로 표시된 샘플 (941)의 집합들을 포함한다. 현재 복호화를 수행하는 제 4 하위 부호화 단위 (940) 블록 내에서 복원과정을 완료한 예측 가능한 샘플을 참조하여 예측을 수행하는 샘플들은 흰색으로 표시된 샘플들을 포함한다.
Claims (4)
- 비디오 복호화 방법에 있어서,
화면 내 예측 모드를 파싱하는 단계;
적응적 부호화 순서 사용을 판단하는 단계;
상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 화면 내 예측 모드의 방향성을 판단하고 적응적 부호화 순서 사용을 위한 카테고리를 선택하는 단계;
상기 선택된 카테고리를 이용하여 적응적 복호화 순서를 결정하는 단계; 및
상기 획득한 적응적 복호화 순서를 이용하여 화면 내 예측 복호화를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 비디오 복호화 방법. - 비디오 복호화 방법에 있어서,
현재 복호화하는 부호화 단위에 대한 화면 내 예측 모드를 획득하는 단계;
상기 획득한 화면 내 예측 모드의 방향성을 고려하여 적응적 복호화 순서 사용을 위한 카테고리를 선택하는 단계,
상기 선택된 카테고리를 이용하여 하위 변환 블록의 적응적 복호화 수행 순서를 결정하는 단계,
상기 선택된 적응적 복호화 순서를 이용하여 하위 변환 블록 단위 화면 내 예측 샘플을 생성하는 단계,
하위 변환 블록 단위 역 양자화를 수행하는 단계,
상기 하위 변환 블록 단위 역 양자화된 변환 계수에 대하여 역 변환을 수행하는 단계,
상기 역 변환된 차분신호와 상기 예측신호를 합산하여 하위 변환 블록 단위 복원을 수행하는 단계; 및
상기 하위 변환 블록 단위 수행을 현재 복호화하는 부호화 단위 내의 마지막 하위 변환 블록까지 반복적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법. - 비디오 복호화 장치에 있어서,
화면 내 예측 모드를 파싱하는 단계;
적응적 부호화 순서 사용을 판단하는 단계;
상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 화면 내 예측 모드의 방향성을 판단하고 적응적 부호화 순서 사용을 위한 카테고리를 선택하는 단계;
상기 선택된 카테고리를 이용하여 적응적 복호화 순서를 결정하는 단계; 및
상기 획득한 적응적 복호화 순서를 이용하여 화면 내 예측 복호화를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 비디오 복호화 장치. - 비디오 복호화 장치에 있어서,
현재 복호화하는 부호화 단위에 대한 화면 내 예측 모드를 획득하는 단계;
상기 획득한 화면 내 예측 모드의 방향성을 고려하여 적응적 복호화 순서 사용을 위한 카테고리를 선택하는 단계,
상기 선택된 카테고리를 이용하여 하위 변환 블록의 적응적 복호화 수행 순서를 결정하는 단계,
상기 선택된 적응적 복호화 순서를 이용하여 하위 변환 블록 단위 화면 내 예측 샘플을 생성하는 단계,
하위 변환 블록 단위 역 양자화를 수행하는 단계,
상기 하위 변환 블록 단위 역 양자화된 변환 계수에 대하여 역 변환을 수행하는 단계,
상기 역 변환된 차분신호와 상기 예측신호를 합산하여 하위 변환 블록 단위 복원을 수행하는 단계; 및
상기 하위 변환 블록 단위 수행을 현재 복호화하는 부호화 단위 내의 마지막 하위 변환 블록까지 반복적으로 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
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