WO2012011779A2 - 전 방위 기반의 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법 - Google Patents

전 방위 기반의 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법 Download PDF

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    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques

Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to an intra prediction encoding / decoding apparatus and method. More specifically, by using information of some pixels that are not encoded or decoded at the bottom and the right side of the current block as additional information, intra prediction can be performed in all directions with respect to the current block, thereby providing more accurate information.
  • the present invention relates to an omnidirectional intra prediction encoding / decoding apparatus and method capable of predicting and providing high encoding / decoding performance.
  • intra coding is performed in a form of efficiently compressing a residual signal obtained by efficiently removing spatial redundancy in a frame or a block through a transform technique, quantization, and entropy coding process.
  • Typical intra coding methods include JPEG (Joint Photographic coding Experts Group), a block-based Discrete Cosine Transform (DCT) -based compression technique, and JPEG2000, which improves coding efficiency through a wavelet-based arithmetic coding technique. Recently, it is known that the performance of the intra coding scheme through directional based extrapolation prediction of H.264 / AVC is the best.
  • JPEG Joint Photographic coding Experts Group
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • Intra coding through the directional-based prediction of H.264 / AVC uses the left and top pixels A to M which have been encoded / decoded based on nine directional directions including DC prediction (mode 2) as shown in FIG. 1.
  • Extrapolation prediction is performed. That is, extrapolation prediction is performed in a form in which one pixel value in a block takes values of left and top pixels along a prediction direction and fills them. For example, in mode 0, since extrapolation prediction is performed in the vertical direction, the 4x4 block of FIG. 1 has values filled with the values of A, B, C, and D, which are upper pixels, in the direction of the arrow.
  • Embodiments of the present invention have been devised to efficiently solve the limitation of the extrapolation prediction technique, which has a limitation of prediction performance when the pixel in the current block to be encoded is affected by the lower and right pixels of the current block.
  • information of some pixels that are not encoded or decoded at the bottom and the right side of the current block may be selectively used as additional information, so that intra prediction may be performed in all directions with respect to the current block. It aims to enable and to provide high encoding / decoding performance.
  • the intra prediction encoding / decoding apparatus selects at least one uncoded pixel among neighboring pixels of a current block to be encoded, Linearly predict pixel values between the encoded pixels, generate extrapolated prediction values of various intra prediction directions for the current block based on the predicted pixel values and the encoded pixel values around the current block, and among the generated extrapolated prediction values,
  • An intra prediction encoder for performing intra prediction encoding based on an extrapolated prediction value having a minimum encoding cost; And restoring side information of a pixel used for extrapolative prediction coding of a target block to be decoded from a bit string input from an intra prediction encoder, and applying the decoded pixel information to the target block based on the reconstructed pixel side information and the decoded pixel values around the target block.
  • an intra prediction decoder for generating an extrapolated prediction value for the prediction block and performing intra prediction decoding based on the extrapolated prediction value for the generated
  • An intra prediction encoding apparatus selects at least one unencoded pixel among the neighboring pixels of the current block to be encoded, and the coded around the selected pixel and the current block
  • An original pixel selection unit for linearly predicting pixel values between the pixels
  • An extrapolation prediction value generation unit for generating extrapolation prediction values in various intra prediction directions for the current block based on the pixel value predicted by the original pixel selection unit and the encoded pixel value around the current block
  • a residual signal generator for generating a residual signal by calculating a difference between the generated extrapolated prediction value and the pixel value of the current block
  • a transform and quantizer for transforming and quantizing the generated residual signal
  • an entropy coder for entropy encoding the transformed and quantized residual signals.
  • the intra prediction encoding apparatus may further include an intra mode selecting unit that selects an intra prediction direction having a minimum encoding cost based on a value entropy coded by the entropy coding unit among various intra prediction directions of the current block. .
  • the intra prediction encoding apparatus may further include an additional information transmitting unit configured to encode information about the pixel selected by the original pixel selecting unit and to transmit the additional information as additional information.
  • the original pixel selector may select an unencoded pixel among pixels on the left side, the bottom side, and the right side of the current block.
  • the extrapolation prediction value generator may generate an extrapolation prediction value of the intra prediction direction with respect to the entire orientation based on the pixel values predicted by the original pixel selection unit.
  • An intra prediction decoding apparatus for achieving the above object, an entropy decoding unit for recovering the entropy information for the target block to be decoded from the input bit stream; An inverse quantization and inverse transformation unit for inverse quantization and inverse transformation of entropy information reconstructed by the entropy decoding unit; Extrapolation for restoring additional information of pixels used for extrapolative prediction encoding of the target block from the input bit stream, and generating extrapolation prediction values for the target block based on the reconstructed pixel additional information and decoded pixel values around the target block. Prediction value generation unit; And a pixel reconstruction unit configured to reconstruct the pixel value of the target block by adding a value output by the inverse quantization and inverse transform unit to the extrapolated prediction value generated by the extrapolation prediction value generator.
  • the intra prediction encoding / decoding method selects at least one unencoded pixel among neighboring pixels of a current block to be encoded, Linearly predict pixel values between the encoded pixels, generate extrapolated prediction values of various intra prediction directions for the current block based on the predicted pixel values and the encoded pixel values around the current block, and among the generated extrapolated prediction values, Performing intra prediction encoding based on an extrapolated prediction value having a minimum encoding cost; And restoring side information of a pixel used for extrapolative prediction coding of a target block to be decoded from a bit string input from an intra prediction encoder, and applying the decoded pixel information to the target block based on the reconstructed pixel side information and the decoded pixel values around the target block. Generating an extrapolated prediction value for the extrapolated prediction value and performing intra prediction decoding based on the extrapolated prediction value for the generated target block.
  • the intra prediction encoding method may further include selecting an intra prediction direction having a minimum encoding cost based on an entropy encoding value by an entropy encoding step among various intra prediction directions of the current block.
  • the intra prediction encoding method may encode information about the selected pixel and transmit the additional information.
  • an uncoded pixel may be selected among pixels on the left side, the bottom side, and the right side of the current block.
  • the extrapolation prediction value generating step may generate an extrapolation prediction value of the intra prediction direction with respect to the entire orientation based on the predicted pixel values.
  • the additional information of the pixel used in the extrapolative prediction encoding of the target block to be decoded from the input bit stream is restored, and the additional information of the reconstructed pixel Generating an extrapolated prediction value for the target block based on the decoded pixel values around the target block; Parsing entropy information for the target block from the input bit string and performing entropy decoding; Inversely quantizing and inversely transforming a signal on which entropy decoding has been performed to generate a residual signal; And restoring the target block by adding a residual signal to the generated extrapolated prediction value.
  • information of some pixels that are not encoded or decoded at the bottom and the right side of the current block may be selectively used as additional information, so that intra prediction may be performed in all directions with respect to the current block. This enables more accurate prediction and thus provides high encoding / decoding performance.
  • 1 is a diagram illustrating an example of an intra prediction mode according to H.264.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an intra prediction encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a diagram illustrating an example of arbitrary direction-based intra prediction.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating examples of various angle-based intra prediction.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of generating an extrapolated prediction value by using an uncoded / decoded original pixel located in the vicinity of a current block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an intra prediction decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an intra prediction encoding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an intra prediction decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an intra prediction encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the intra prediction encoding apparatus 200 includes an original pixel selector 210, an extrapolated prediction value generator 220, a residual signal generator 230, a transform and quantizer 240, and an entropy code.
  • the unit 250 may include an intra mode selector 260 and an additional information transmitter 270.
  • an extrapolated prediction value is generated using a context as shown in FIG. 3 (dx, dy ) Is a direction-based intra prediction method that transmits only a value as side information, and an intra prediction method using an DC mode and angles of 32 directions for an 8x8 sized current block to be encoded as shown in FIG. 4. And the like can be considered.
  • the present invention proposes a method that enables intra prediction in all directions with respect to the current block to enable more accurate intra prediction.
  • the original pixel selector 210 selects at least one unencoded pixel among the neighboring pixels of the current block to be encoded, and linearly selects pixel values between the selected pixel and the encoded pixels around the current block. Predict. That is, the original pixel selector 210 selects an unencoded pixel among the pixels on the left side, the bottom side, and the right side of the current block to be encoded, and linearly selects pixel values of pixels between the selected pixel and the encoded pixel. To predict. For example, the original pixel selector 210 selects an unencoded lower right pixel 510 for an 8x8 current block as shown in FIG. 5, and selects a pixel value and a current value of the selected pixel 510.
  • the pixel values of the pixels 530 between the selected pixel 510 and the encoded pixel 520 may be linearly predicted using the pixel values of the encoded pixel 520 around the block.
  • the size of the current block is 8x8, and the original pixel selector 310 selects the lower right pixel with respect to the current block.
  • the size of the current block and the position of the selected pixel are shown in FIG. It is not limited to one. 5 illustrates linearly predicting a pixel value between the selected pixel and the encoded pixel in the vertical direction or a pixel value between the selected pixel and the encoded pixel in the horizontal direction, but the prediction direction is illustrated in FIG.
  • the pixel value between the selected pixel and the encoded pixel positioned at a predetermined angle, for example, 45 degrees inclined, may be linearly predicted.
  • FIG. 5 illustrates that the original pixel selector 210 selects one uncoded pixel and predicts a pixel value between the encoded pixels
  • the original pixel selector 210 includes a plurality of uncoded pixels. It is also possible to select and predict pixel values between the encoded pixels at corresponding positions.
  • the original pixel selector 210 may linearly predict the pixel values in consideration of the original pixel value of the selected pixel and the pixel value of the encoded pixel, and the number of pixels between the selected pixel and the encoded pixel.
  • the pixel value of the encoded pixel is 100
  • the pixel value of the selected pixel is 140
  • the number of pixels between the encoded pixel and the selected pixel is three
  • the pixel value between the encoded pixel and the selected pixel is encoded.
  • 110, 120, and 130 may be predicted from the pixel side.
  • the extrapolation prediction value generator 220 generates extrapolation prediction values of various intra prediction directions for the current block based on the pixel values predicted by the original pixel selection unit 210 and the encoded pixel values around the current block.
  • the extrapolation prediction value generator 220 may generate an extrapolation prediction value of the intra prediction direction for the entire orientation of the current block based on the pixel values predicted by the original pixel selection unit 210. For example, as illustrated in FIG. 5, the extrapolation prediction value generator 220 estimates pixel values on the right side and lower pixel values of the current block through the original pixel selector 210, and then selects an original pixel selector.
  • the extrapolated prediction value may be predicted for all directions of the current block by using the DC mode and the angles of the 32 directions with respect to the pixel values of the pixels predicted by 210.
  • the prediction method of the extrapolation prediction value used in the embodiment of the present invention has been described as being based on the various angle-based intra prediction methods of FIG. 3, but the intra prediction method used to predict the extrapolation prediction value of the current block is not limited thereto.
  • various intra prediction techniques may be used.
  • the extrapolation prediction value generator 220 may include pixel values of the pixels adjacent to the left side of the current block and the original pixel selector.
  • An extrapolated prediction value of the current block may be generated as an average value of the pixel values predicted by 210.
  • the intra prediction technique for generating the extrapolated prediction value using the pixel values predicted by the embodiment of the present invention is not limited to the specified method, and various intra prediction techniques may be applied.
  • the residual signal generator 230 calculates a difference between the extrapolated prediction value generated by the extrapolation prediction value generator 220 and the pixel value of the current block to generate a residual signal.
  • the transform and quantization unit 240 is a block-based transformation such as Karhunen-Loeve Transform (KLT), Singular Value Decomposition (SVD), or Discrete Cosine Transform (DCT) on the residual signal generated by the residual signal generator 230. Perform and quantize image-based transformations such as the discrete wavelet transform (DWT).
  • KLT Karhunen-Loeve Transform
  • SVD Singular Value Decomposition
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DWT discrete wavelet transform
  • the entropy coder 250 converts the residual signal transformed and quantized by the transform and quantizer 240 into an exponential Golomb, context-based adaptive variable length coding (CAVLC), and context-based code. Bit streams of 0 and 1 are generated through entropy techniques such as Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the intra mode selector 260 performs an intra prediction having a minimum encoding cost based on a value entropy coded by the entropy coder 250 among various intra prediction directions applied to the extrapolation prediction value generator 220 by the extrapolation prediction value generator 220. Select the direction. In this case, the intra mode selector 260 may generate a bit string by encoding information about the selected intra prediction direction.
  • the additional information transmitter 270 encodes information about the pixel selected by the original pixel selector 210 and transmits the encoded information as additional information through a bit string.
  • the information on the selected pixel may include information such as position information, pixel value, and number of the current block.
  • the intra prediction decoding apparatus 600 includes an entropy decoding unit 610, an inverse quantization and inverse transform unit 620, an extrapolation prediction value generator 630, and a pixel reconstruction unit 640. ) May be included.
  • the entropy decoder 610 decodes entropy information for the target block to be decoded from the bit string input from the intra prediction encoding apparatus 200.
  • the inverse quantization and inverse transform unit 620 inversely quantizes and inverse transforms the entropy information decoded by the entropy decoding unit 610.
  • the extrapolation prediction value generator 630 parses and decodes additional information about a pixel used for extrapolative prediction encoding of a target block from a bit string input from the intra-side encoding apparatus 200, and decodes the additional information and the target block of the decoded pixel.
  • An extrapolation prediction value for the target block is generated based on the neighboring decoded pixel values. Since the method of generating the extrapolated prediction value is the same as the method of generating the extrapolated prediction value by the extrapolation prediction value generating unit 220 of the intra prediction encoding apparatus 200, a description thereof will be omitted.
  • the pixel reconstruction unit 640 reconstructs and reconstructs the pixel value of the target block by adding the extrapolated prediction value generated by the extrapolation prediction value generator 630 to the value output by the inverse quantization and inverse transform unit 620.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an intra prediction encoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the original pixel selector 210 selects at least one uncoded pixel among pixels on the left side, the bottom side, and the right side of the current block to be encoded (S701). In addition, the original pixel selector 210 linearly predicts pixel values between the selected pixel and the encoded pixel around the current block (S703). For example, the original pixel selector 210 selects an unencoded lower right pixel 510 for an 8x8 current block as shown in FIG. 5, and selects a pixel value and a current value of the selected pixel 510. The pixel values of the pixels 530 between the selected pixel 510 and the encoded pixel 520 may be linearly predicted using the pixel values of the encoded pixel 520 around the block.
  • the extrapolation prediction value generator 220 generates an extrapolation prediction value of various intra prediction directions for the current block based on the pixel value predicted by the original pixel selection unit 210 and the encoded pixel value around the current block (S705). ). In addition, the extrapolation prediction value generator 220 may generate an extrapolation prediction value of the intra prediction direction for the entire orientation of the current block based on the pixel values predicted by the original pixel selection unit 210. For example, as illustrated in FIG. 5, the extrapolation prediction value generator 220 estimates pixel values on the right side and lower pixel values of the current block through the original pixel selector 210, and then selects an original pixel selector.
  • the extrapolated prediction value may be predicted for all directions of the current block by using the DC mode and the angles of the 32 directions with respect to the pixel values of the pixels predicted by 210.
  • the prediction method of the extrapolation prediction value used in the embodiment of the present invention has been described as being based on the various angle-based intra prediction methods of FIG. 3, but the intra prediction method used to predict the extrapolation prediction value of the current block is not limited thereto.
  • various intra prediction techniques may be used.
  • the extrapolation prediction value generator 220 may include pixel values of the pixels adjacent to the left side of the current block and the original pixel selector.
  • An extrapolated prediction value of the current block may be generated as an average value of the pixel values predicted by 210.
  • the intra prediction technique for generating the extrapolated prediction value using the pixel values predicted by the embodiment of the present invention is not limited to the specified method, and various intra prediction techniques may be applied.
  • the residual signal generator 230 calculates a difference between the extrapolated prediction value generated by the extrapolation prediction value generator 220 and the pixel value of the current block to generate a residual signal (S707).
  • the transform and quantization unit 240 is a block-based transformation such as Karhunen-Loeve Transform (KLT), Singular Value Decomposition (SVD), or Discrete Cosine Transform (DCT) on the residual signal generated by the residual signal generator 230.
  • KLT Karhunen-Loeve Transform
  • SVD Singular Value Decomposition
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • An image-based transform such as a discrete wavelet transform (DWT) is performed and quantized (S709).
  • the entropy coder 250 converts the residual signal transformed and quantized by the transform and quantizer 240 into an exponential Golomb, context-based adaptive variable length coding (CAVLC), and context-based code. Bit strings of 0 and 1 are generated through entropy techniques such as Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) (S711).
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the intra mode selector 260 performs an intra prediction having a minimum encoding cost based on a value entropy coded by the entropy coder 250 among various intra prediction directions applied to the extrapolation prediction value generator 220 by the extrapolation prediction value generator 220.
  • the direction is selected (S713).
  • the intra mode selector 260 may generate a bit string by encoding information about the selected intra prediction direction.
  • the additional information transmitter 270 encodes information about the pixel selected by the original pixel selector 210 and transmits the encoded information as additional information through a bit string.
  • the information on the selected pixel may include information such as position information, pixel value, and number of the current block.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an intra prediction decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the extrapolation prediction value generator 630 parses and decodes additional information about a pixel used for extrapolative prediction encoding of a target block from a bit string input from the intra-side encoding apparatus 200, and decodes the additional information and the target block of the decoded pixel.
  • An extrapolation prediction value for the target block is generated based on the neighboring decoded pixel values (S801). Since the method of generating the extrapolated prediction value is the same as the method of generating the extrapolated prediction value by the extrapolation prediction value generating unit 220 of the intra prediction encoding apparatus 200, a description thereof will be omitted.
  • the entropy decoder 610 parses and decodes entropy information of a target block to be decoded from a bit string input from the intra prediction encoding apparatus 200 (S803).
  • the inverse quantization and inverse transform unit 620 inversely quantizes and inverse transforms the entropy information decoded by the entropy decoder 610 to generate a residual signal (S805).
  • the pixel reconstruction unit 640 adds the extrapolated prediction value generated by the extrapolation prediction value generator 630 to the value output by the inverse quantization and inverse transform unit 620 to reconstruct and reconstruct the pixel value of the target block (S807). .
  • the generation of the extrapolated prediction value by the extrapolation prediction value generation unit 630 has been described as preceded by the decoding of the entropy information by the entropy decoding unit 610, the generation of the extrapolation prediction value is performed by the entropy information obtained by the steps S803 and S805. It may be performed in parallel with the restoration and generation of the residual signal, or after the decoding of the entropy information in step S803 or the generation of the residual signal in step S805.
  • information of some pixels that are not encoded or decoded at the lower and right sides of the current block may be selectively used as additional information, thereby intra prediction in all directions with respect to the current block. It is a very useful invention that enables to make a more accurate prediction by enabling the to achieve the effect that can provide a high encoding / decoding performance.

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Abstract

전 방위 기반의 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치는, 부호화하고자 하는 현재블록의 주변 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택하고, 선택된 화소와 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측하는 원본화소 선택부; 원본화소 선택부에 의해 예측된 화소값 및 현재블록의 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하는 외삽 예측값 생성부; 생성된 외삽 예측값과 현재블록의 화소값 사이의 차이를 계산하여 잔여신호를 생성하는 잔여신호 생성부; 생성된 상기 잔여신호를 변환 및 양자화하는 변환 및 양자화부; 및 변환 및 양자화된 잔여신호를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전 방위 기반의 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법
본 발명의 실시예는 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 현재블록의 하단 및 우측에 있는 부호화 또는 복호화가 완료되지 않은 일부 화소의 정보를 부가정보로 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 현재블록에 대해 전 방향으로 인트라 예측을 할 수 있도록 하여 보다 정확한 예측을 가능하게 하고 이를 통하여 높은 부호화/복호화 성능을 제공할 수 있는 전 방위 기반의 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법에 관한 것이다.
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(Joint Photographic coding Experts Group), 웨이블릿(Wavelet) 기반의 산술 코딩 기법을 통해 부호화 효율을 높인 JPEG2000 등이 있으며, 최근에는 H.264/AVC의 방향성 기반 외삽 예측(Extrapolation prediction)을 통한 인트라 부호화 기법의 성능이 가장 우수한 것으로 알려져 있다.
H.264/AVC의 방향성 기반 예측을 통한 인트라 부호화는 도 1에 도시한 바와 같이 DC 예측(모드 2)을 포함한 9 가지 방향성 기반으로 부/복호화가 완료된 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. 하지만, 이러한 방법들은 보다 정밀한 텍스쳐(Texture) 방향을 예측에 반영함으로써 인트라 코딩 효율을 향상시킨다. 하지만 이러한 방법들도 상단 및 좌측 화소만을 활용하여 외삽 예측을 하기 때문에 부호화할 현재블록 내의 화소가 하단 및 우측 화소부터 보다 큰 영향을 받을 경우에는 이를 제대로 반영할 수 없어 예측 성능의 향상에 제약 요소를 가지고 있다.
본 발명의 실시예는 전술한 문제점인 부호화할 현재블록 내의 화소가 현재블록의 하단 및 우측 화소의 영향을 받는 경우에 예측 성능의 제약 요소를 가지고 있는 외삽 예측 기법의 한계를 효율적으로 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 현재블록의 하단 및 우측에 있는 부호화 또는 복호화가 완료되지 않은 일부 화소의 정보를 부가정보로 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 현재블록에 대해 전 방향으로 인트라 예측을 할 수 있도록 하여 보다 정확한 예측을 가능하게 하고 이를 통하여 높은 부호화/복호화 성능을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화/복호화 장치는, 부호화하고자 하는 현재블록의 주변 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택하고, 선택된 화소와 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측하며, 예측된 화소값 및 현재블록 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하고, 생성된 외삽 예측값 중 부호화 비용이 최소인 외삽 예측값에 기초하여 인트라 예측 부호화를 수행하는 인트라 예측 부호기; 및 인트라 예측 부호기로부터 입력되는 비트열로부터 복호화할 대상블록의 외삽 예측 부호화에 이용된 화소의 부가정보를 복원하며, 복원된 화소의 부가정보 및 대상블록 주변의 복호화된 화소값에 기초하여 대상블록에 대한 외삽 예측값을 생성하고, 생성된 대상블록에 대한 외삽 예측값에 기초하여 인트라 예측 복호화를 수행하는 인트라 예측 복호기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치는, 부호화하고자 하는 현재블록의 주변 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택하고, 선택된 화소와 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측하는 원본화소 선택부; 원본화소 선택부에 의해 예측된 화소값 및 현재블록의 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하는 외삽 예측값 생성부; 생성된 외삽 예측값과 현재블록의 화소값 사이의 차이를 계산하여 잔여신호를 생성하는 잔여신호 생성부; 생성된 잔여신호를 변환 및 양자화하는 변환 및 양자화부; 및 변환 및 양자화된 잔여신호를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 인트라 예측 부호화 장치는, 현재블록의 다양한 인트라 예측 방향 중 엔트로피 부호부에 의해 엔트로피 부호화된 값에 기초하여 부호화 비용이 최소인 인트라 예측 방향을 선택하는 인트라모드 선택부를 더 포함할 수 있다.
또한, 인트라 예측 부호화 장치는, 원본화소 선택부에 의해 선택된 화소에 대한 정보를 부호화하여 부가정보로 전송하는 부가정보 전송부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 원본화소 선택부는, 현재블록의 좌측, 하단, 우측의 화소들 중 부호화되지 않은 화소를 선택할 수 있다.
또한, 외삽 예측값 생성부는, 원본화소 선택부에 의해 예측된 화소값들에 기초하여 전 방위에 대한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치는, 입력되는 비트열로부터 복호화하고자 하는 대상블록에 대한 엔트로피 정보를 복원하는 엔트로피 복호화부; 엔트로피 복호화부에 의해 복원된 엔트로피 정보를 역양자화 및 역변환하는 역양자화 및 역변환부; 입력되는 비트열로부터 대상블록의 외삽 예측 부호화에 이용된 화소의 부가정보를 복원하며, 복원된 화소의 부가정보 및 대상블록 주변의 복호화된 화소값에 기초하여 대상블록에 대한 외삽 예측값을 생성하는 외삽 예측값 생성부; 및 외삽 예측값 생성부에 의해 생성된 외삽 예측값에 역양자화 및 역변환부에 의해 출력되는 값을 가산하여 대상블록의 화소값을 재구성하는 화소 재구성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화/복호화 방법은, 부호화하고자 하는 현재블록의 주변 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택하고, 선택된 화소와 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측하며, 예측된 화소값 및 현재블록 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하고, 생성된 외삽 예측값 중 부호화 비용이 최소인 외삽 예측값에 기초하여 인트라 예측 부호화를 수행하는 단계; 및 인트라 예측 부호기로부터 입력되는 비트열로부터 복호화할 대상블록의 외삽 예측 부호화에 이용된 화소의 부가정보를 복원하며, 복원된 화소의 부가정보 및 대상블록 주변의 복호화된 화소값에 기초하여 대상블록에 대한 외삽 예측값을 생성하고, 생성된 대상블록에 대한 외삽 예측값에 기초하여 인트라 예측 복호화를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법은, 부호화하고자 하는 현재블록의 주변 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택하는 단계; 선택된 화소와 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측하는 단계; 예측된 화소값 및 현재블록의 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하는 단계; 생성된 외삽 예측값과 현재블록의 화소값 사이의 차이를 계산하여 잔여신호를 생성하는 단계; 생성된 잔여신호를 변환 및 양자화하는 단계; 및 변환 및 양자화된 잔여신호를 엔트로피 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 인트라 예측 부호화 방법은, 현재블록의 다양한 인트라 예측 방향 중 엔트로피 부호화 단계에 의해 엔트로피 부호화된 값에 기초하여 부호화 비용이 최소인 인트라 예측 방향을 선택하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 인트라 예측 부호화 방법은 선택된 화소에 대한 정보를 부호화하여 부가정보로 전송할 수 있다.
또한, 화소 선택단계는, 현재블록의 좌측, 하단, 우측의 화소들 중 부호화되지 않은 화소를 선택할 수 있다.
또한, 외삽 예측값 생성단계는, 예측된 화소값들에 기초하여 전 방위에 대한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법은, 입력되는 비트열로부터 복호화할 대상블록의 외삽 예측 부호화에 이용된 화소의 부가정보를 복원하며, 복원된 화소의 부가정보 및 대상블록 주변의 복호화된 화소값에 기초하여 대상블록에 대한 외삽 예측값을 생성하는 단계; 입력되는 비트열로부터 대상블록에 대한 엔트로피 정보를 파싱하여 엔트로피 복호화를 수행하는 단계; 엔트로피 복호화가 수행된 신호를 역양자화 및 역변환하여 잔여신호를 생성하는 단계; 및 생성된 외삽 예측값에 잔여신호를 가산하여 상기 대상블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 현재블록의 하단 및 우측에 있는 부호화 또는 복호화가 완료되지 않은 일부 화소의 정보를 부가정보로 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 현재블록에 대해 전 방향으로 인트라 예측을 할 수 있도록 하여 보다 정확한 예측을 가능하게 하고 이를 통하여 높은 부호화/복호화 성능을 제공할 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 본 발명의 실시예에 따라 현재블록의 주변에 있는 부호화/복호화되지 않은 원본 화소를 이용하여 외삽 예측값을 생성하는 경우의 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 장치(200)는, 원본화소 선택부(210), 외삽 예측값 생성부(220), 잔여신호 생성부(230), 변환 및 양자화부(240), 엔트로피 부호부(250), 인트라 모드 선택부(260) 및 부가정보 전송부(270)를 포함할 수 있다.
인트라 예측 부호화의 성능 향상을 위하여 도 1에 도시한 바와 같은 H.264의 규정에 따른 인트라 예측 모드 외에, 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 등이 고려될 수 있다. 이에 대하여 본 발명의 실시예에서는 부호화할 현재블록의 부호화가 완료된 화소들 뿐만 아니라, 주변의 현재블록의 하단 및 우측에 있는 부호화 또는 복호화가 완료되지 않은 일부 화소의 정보를 부가정보로 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 현재블록에 대하여 전 방향으로 인트라 예측을 할 수 있도록 하여 보다 정확한 인트라 예측을 가능하도록 하는 방법을 제안한다.
이를 위하여, 원본화소 선택부(210)는 부호화하고자 하는 현재블록의 주변 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택하고, 선택된 화소와 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측한다. 즉, 원본화소 선택부(210)는 부호화할 현재블록의 좌측, 하단, 우측의 화소들 중 부호화되지 않은 화소를 선택하고, 선택된 화소와 부호화가 완료된 화소 사이의 화소들에 대한 화소값들을 선형적으로 예측한다. 예를 들어, 원본화소 선택부(210)는 도 5에 도시한 바와 같이 8x8 크기의 현재블록에 대하여 부호화되지 않은 우측 하단의 화소(510)를 선택하고, 선택된 화소(510)의 화소값과 현재블록 주변의 부호화가 완료된 화소(520)의 화소값을 이용하여 선택된 화소(510)와 부호화된 화소(520) 사이의 화소들(530)에 대한 화소값들을 선형적으로 예측할 수 있다. 이때, 도 5에는 현재블록의 크기를 8x8 블록으로 하고, 원본화소 선택부(310)는 현재블록에 대하여 우측 하단의 화소를 선택하는 것으로 도시하였지만, 현재블록의 크기 및 선택되는 화소의 위치는 도시한 것에 한정되지 않는다. 또한, 도 5에는 선택된 화소와 수직 방향에 있는 부호화된 화소 사이의 화소값 또는 선택된 화소와 수평 방향에 있는 부호화된 화소 사이의 화소값을 선형적으로 예측하는 것으로 도시하였지만, 예측 방향은 도시한 것에 한정되지 않으며 선택된 화소와 소정각도 예를 들면, 45도 기울어진 각도에 위치한 부호화된 화소 사이의 화소값을 선형적으로 예측할 수도 있다. 또한, 도 5에는 원본화소 선택부(210)가 부호화되지 않은 하나의 화소를 선택하고 부호화된 화소 사이의 화소값을 예측하는 것으로 도시하였지만, 원본화소 선택부(210)는 부호화되지 않은 복수 개의 화소를 선택하고 대응되는 위치에 있는 부호화된 화소들 사이의 화소값을 예측할 수도 있다. 또한, 원본화소 선택부(210)는 선택된 화소의 원본 화소값과 부호화된 화소의 화소값, 및 선택된 화소와 부호화된 화소 사이의 화소 수를 고려하여 화소값들을 선형적으로 예측할 수 있다. 예를 들어, 부호화된 화소의 화소값이 100 이며 선택된 화소의 화소값이 140 이고, 부호화된 화소와 선택된 화소 사이의 화소의 개수가 3 개이면, 부호화된 화소와 선택된 화소 사이의 화소값은 부호화된 화소측으로부터 각각 110, 120, 130으로 예측될 수 있다.
외삽 예측값 생성부(220)는 원본화소 선택부(210)에 의해 예측된 화소값 및 현재블록의 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성한다. 또한, 외삽 예측값 생성부(220)는 원본화소 선택부(210)에 의해 예측된 화소값들에 기초하여 현재블록의 전 방위에 대한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성할 수도 있다. 예를 들어, 외삽 예측값 생성부(220)는 도 5에 도시한 바와 같이, 원본화소 선택부(210)를 통해 현재블록의 우측의 화소값들 및 하단의 화소값들을 예측하고, 원본화소 선택부(210)에 의해 예측된 화소들의 화소값에 대해서 DC 모드와 32 개의 방향에 대한 각도를 이용하여 현재블록의 전 방향에 대해서 외삽 예측값을 예측할 수 있다. 여기서 본 발명의 실시예에 이용되는 외삽 예측값의 예측 기법은 도 3의 다양한 각도 기반의 인트라 예측 방법에 의한 것으로 설명하였지만, 현재블록의 외삽 예측값을 예측에 이용되는 인트라 예측 방법은 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 인트라 예측 기법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 원본화소 선택부(210)에 의해 예측된 화소들이 현재블록의 우측에 인접한 화소들인 경우, 외삽 예측값 생성부(220)는 현재블록의 좌측에 인접한 화소들의 화소값과 원본화소 선택부(210)에 의해 예측된 화소값들의 평균값으로 현재블록의 외삽 예측값을 생성할 수도 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 의해 예측된 화소값들을 이용하여 외삽 예측값을 생성하는 인트라 예측 기법은 특정된 방법에 한정되지 않으며, 다양한 인트라 예측 기법이 적용될 수 있다.
잔여신호 생성부(230)는 외삽 예측값 생성부(220)에 의해 생성된 외삽 예측값과 현재블록의 화소값 사이의 차이를 계산하여 잔여신호를 생성한다.
변환 및 양자화부(240)는 잔여신호 생성부(230)에 의해 생성된 잔여신호에 대해 KLT(Karhunen-Loeve Transform), SVD(Singular Value Decomposition), DCT(Discrete Cosine Transform) 등의 블록 기반 변환 또는 DWT(Discrete Wavelet Transform)와 같은 이미지 기반 변환을 수행하고 양자화한다.
엔트로피 부호부(250)는 변환 및 양자화부(240)에 의해 변환 및 양자화된 잔여신호를 지수 골롬(Exponential Golomb), 문맥기반 적응적 가변길이 부호화(CAVLC: Context-Adaptive Variable Length Coding), 문맥기반 적응적 이진산술 부호화(CABAC: Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) 등의 엔트로피 기법을 통해 0과 1의 비트열을 생성한다.
인트라 모드 선택부(260)는 외삽 예측값 생성부(220)에 의해 외삽 예측값의 생성에 적용된 다양한 인트라 예측 방향 중 엔트로피 부호부(250)에 의해 엔트로피 부호화된 값에 기초하여 부호화 비용이 최소인 인트라 예측 방향을 선택한다. 이때, 인트라 모드 선택부(260)는 선택된 인트라 예측 방향에 대한 정보를 부호화하여 비트열을 생성할 수 있다.
부가정보 전송부(270)는 원본화소 선택부(210)에 의해 선택된 화소에 대한 정보를 부호화하여 비트열을 통해 부가정보로 전송한다. 이때, 선택된 화소에 대한 정보는 현재블록에 대한 상대적인 위치정보, 화소값, 개수 등의 정보가 포함될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 장치(600)는, 엔트로피 복호화부(610), 역양자화 및 역변환부(620), 외삽 예측값 생성부(630) 및 화소 재구성부(640)를 포함할 수 있다.
엔트로피 복호화부(610)는 인트라 예측 부호화 장치(200)로부터 입력되는 비트열로부터 복호화하고자 하는 대상블록에 대한 엔트로피 정보를 복호화한다.
역양자화 및 역변환부(620)는 엔트로피 복호화부(610)에 의해 복호화된 엔트로피 정보를 역양자화 및 역변환한다.
외삽 예측값 생성부(630)는 인트라 에측 부호화 장치(200)로부터 입력되는 비트열로부터 대상블록의 외삽 예측 부호화에 이용된 화소에 대한 부가정보를 파싱하여 복호화하며, 복호화된 화소의 부가정보 및 대상블록 주변의 복호화된 화소값에 기초하여 대상블록에 대한 외삽 예측값을 생성한다. 외삽 예측값의 생성방법은 인트라 예측 부호화 장치(200)의 외삽 예측값 생성부(220)에 의한 외삽 예측값의 생성방법과 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
화소 재구성부(640)는 역양자화 및 역변환부(620)에 의해 출력되는 값에 외삽 예측값 생성부(630)에 의해 생성된 외삽 예측값을 가산하여 대상블록의 화소값을 재구성하여 복원한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 부호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
원본화소 선택부(210)는 부호화하고자 하는 현재블록의 좌측, 하단, 우측의 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택한다(S701). 또한, 원본화소 선택부(210)는 선택된 화소와 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측한다(S703). 예를 들어, 원본화소 선택부(210)는 도 5에 도시한 바와 같이 8x8 크기의 현재블록에 대하여 부호화되지 않은 우측 하단의 화소(510)를 선택하고, 선택된 화소(510)의 화소값과 현재블록 주변의 부호화가 완료된 화소(520)의 화소값을 이용하여 선택된 화소(510)와 부호화된 화소(520) 사이의 화소들(530)에 대한 화소값들을 선형적으로 예측할 수 있다.
외삽 예측값 생성부(220)는 원본화소 선택부(210)에 의해 예측된 화소값 및 현재블록의 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성한다(S705). 또한, 외삽 예측값 생성부(220)는 원본화소 선택부(210)에 의해 예측된 화소값들에 기초하여 현재블록의 전 방위에 대한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성할 수도 있다. 예를 들어, 외삽 예측값 생성부(220)는 도 5에 도시한 바와 같이, 원본화소 선택부(210)를 통해 현재블록의 우측의 화소값들 및 하단의 화소값들을 예측하고, 원본화소 선택부(210)에 의해 예측된 화소들의 화소값에 대해서 DC 모드와 32 개의 방향에 대한 각도를 이용하여 현재블록의 전 방향에 대해서 외삽 예측값을 예측할 수 있다. 여기서 본 발명의 실시예에 이용되는 외삽 예측값의 예측 기법은 도 3의 다양한 각도 기반의 인트라 예측 방법에 의한 것으로 설명하였지만, 현재블록의 외삽 예측값을 예측에 이용되는 인트라 예측 방법은 이에 한정되는 것이 아니며, 다양한 인트라 예측 기법이 이용될 수 있다. 예를 들어, 원본화소 선택부(210)에 의해 예측된 화소들이 현재블록의 우측에 인접한 화소들인 경우, 외삽 예측값 생성부(220)는 현재블록의 좌측에 인접한 화소들의 화소값과 원본화소 선택부(210)에 의해 예측된 화소값들의 평균값으로 현재블록의 외삽 예측값을 생성할 수도 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 의해 예측된 화소값들을 이용하여 외삽 예측값을 생성하는 인트라 예측 기법은 특정된 방법에 한정되지 않으며, 다양한 인트라 예측 기법이 적용될 수 있다.
잔여신호 생성부(230)는 외삽 예측값 생성부(220)에 의해 생성된 외삽 예측값과 현재블록의 화소값 사이의 차이를 계산하여 잔여신호를 생성한다(S707).
변환 및 양자화부(240)는 잔여신호 생성부(230)에 의해 생성된 잔여신호에 대해 KLT(Karhunen-Loeve Transform), SVD(Singular Value Decomposition), DCT(Discrete Cosine Transform) 등의 블록 기반 변환 또는 DWT(Discrete Wavelet Transform)와 같은 이미지 기반 변환을 수행하고 양자화한다(S709).
엔트로피 부호부(250)는 변환 및 양자화부(240)에 의해 변환 및 양자화된 잔여신호를 지수 골롬(Exponential Golomb), 문맥기반 적응적 가변길이 부호화(CAVLC: Context-Adaptive Variable Length Coding), 문맥기반 적응적 이진산술 부호화(CABAC: Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) 등의 엔트로피 기법을 통해 0과 1의 비트열을 생성한다(S711).
인트라 모드 선택부(260)는 외삽 예측값 생성부(220)에 의해 외삽 예측값의 생성에 적용된 다양한 인트라 예측 방향 중 엔트로피 부호부(250)에 의해 엔트로피 부호화된 값에 기초하여 부호화 비용이 최소인 인트라 예측 방향을 선택한다(S713). 이때, 인트라 모드 선택부(260)는 선택된 인트라 예측 방향에 대한 정보를 부호화하여 비트열을 생성할 수 있다.
부가정보 전송부(270)는 원본화소 선택부(210)에 의해 선택된 화소에 대한 정보를 부호화하여 비트열을 통해 부가정보로 전송한다. 이때, 선택된 화소에 대한 정보는 현재블록에 대한 상대적인 위치정보, 화소값, 개수 등의 정보가 포함될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 복호화 방법을 나타낸 흐름도이다.
외삽 예측값 생성부(630)는 인트라 에측 부호화 장치(200)로부터 입력되는 비트열로부터 대상블록의 외삽 예측 부호화에 이용된 화소에 대한 부가정보를 파싱하여 복호화하며, 복호화된 화소의 부가정보 및 대상블록 주변의 복호화된 화소값에 기초하여 대상블록에 대한 외삽 예측값을 생성한다(S801). 외삽 예측값의 생성방법은 인트라 예측 부호화 장치(200)의 외삽 예측값 생성부(220)에 의한 외삽 예측값의 생성방법과 동일하므로 그에 대한 설명은 생략한다.
엔트로피 복호화부(610)는 인트라 예측 부호화 장치(200)로부터 입력되는 비트열로부터 복호화하고자 하는 대상블록에 대한 엔트로피 정보를 파싱하여 복호화한다(S803).
역양자화 및 역변환부(620)는 엔트로피 복호화부(610)에 의해 복호화된 엔트로피 정보를 역양자화 및 역변환하여 잔여신호를 생성한다(S805).
화소 재구성부(640)는 역양자화 및 역변환부(620)에 의해 출력되는 값에 외삽 예측값 생성부(630)에 의해 생성된 외삽 예측값을 가산하여 대상블록의 화소값을 재구성하여 복원한다(S807).
여기서, 외삽 예측값 생성부(630)에 의한 외삽 예측값의 생성은 엔트로피 복호화부(610)에 의한 엔트로피 정보의 복호화에 선행하는 것으로 설명하였지만, 외삽 예측값의 생성은 단계 S803 및 단계 S805에 의한 엔트로피 정보의 복원 및 잔여신호의 생성에 병행하거나, 단계 S803의 엔트로피 정보의 복호화 또는 단계 S805의 잔여신호의 생성 이후에 수행될 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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. 따라서, 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. 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, 현재블록의 하단 및 우측에 있는 부호화 또는 복호화가 완료되지 않은 일부 화소의 정보를 부가정보로 선택적으로 사용할 수 있도록 함으로써 현재블록에 대해 전 방향으로 인트라 예측을 할 수 있도록 하여 보다 정확한 예측을 가능하게 하고 이를 통하여 높은 부호화/복호화 성능을 제공할 수 있는 효과를 발생하는 매우 유용한 발명이다.
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Claims (14)

  1. 인트라 예측 부호화/복호화 장치에 있어서,
    부호화하고자 하는 현재블록의 주변 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택하고, 상기 선택된 화소와 상기 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측하며, 예측된 화소값 및 상기 현재블록 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 상기 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하고, 생성된 상기 외삽 예측값 중 부호화 비용이 최소인 외삽 예측값에 기초하여 인트라 예측 부호화를 수행하는 인트라 예측 부호기; 및
    상기 인트라 예측 부호기로부터 입력되는 비트열로부터 복호화할 대상블록의 외삽 예측 부호화에 이용된 화소의 부가정보를 복원하며, 복원된 상기 화소의 부가정보 및 상기 대상블록 주변의 복호화된 화소값에 기초하여 상기 대상블록에 대한 외삽 예측값을 생성하고, 생성된 상기 대상블록에 대한 외삽 예측값에 기초하여 인트라 예측 복호화를 수행하는 인트라 예측 복호기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화/복호화 장치.
  2. 인트라 예측 부호화 장치에 있어서,
    부호화하고자 하는 현재블록의 주변 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택하고, 상기 선택된 화소와 상기 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측하는 원본화소 선택부;
    상기 원본화소 선택부에 의해 예측된 화소값 및 상기 현재블록의 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 상기 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하는 외삽 예측값 생성부;
    생성된 상기 외삽 예측값과 상기 현재블록의 화소값 사이의 차이를 계산하여 잔여신호를 생성하는 잔여신호 생성부;
    생성된 상기 잔여신호를 변환 및 양자화하는 변환 및 양자화부; 및
    변환 및 양자화된 상기 잔여신호를 엔트로피 부호화하는 엔트로피 부호부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 현재블록의 다양한 인트라 예측 방향 중 상기 엔트로피 부호부에 의해 엔트로피 부호화된 값에 기초하여 부호화 비용이 최소인 인트라 예측 방향을 선택하는 인트라모드 선택부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 원본화소 선택부에 의해 선택된 화소에 대한 정보를 부호화하여 부가정보로 전송하는 부가정보 전송부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 원본화소 선택부는,
    상기 현재블록의 좌측, 하단, 우측의 화소들 중 부호화되지 않은 화소를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 외삽 예측값 생성부는,
    상기 원본화소 선택부에 의해 예측된 화소값들에 기초하여 전 방위에 대한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 장치.
  7. 인트라 예측 복호화 장치에 있어서,
    입력되는 비트열로부터 복호화하고자 하는 대상블록에 대한 엔트로피 정보를 복원하는 엔트로피 복호화부;
    상기 엔트로피 복호화부에 의해 복원된 엔트로피 정보를 역양자화 및 역변환하는 역양자화 및 역변환부;
    입력되는 상기 비트열로부터 상기 대상블록의 외삽 예측 부호화에 이용된 화소의 부가정보를 복원하며, 복원된 상기 화소의 부가정보 및 상기 대상블록 주변의 복호화된 화소값에 기초하여 상기 대상블록에 대한 외삽 예측값을 생성하는 외삽 예측값 생성부; 및
    상기 외삽 예측값 생성부에 의해 생성된 상기 외삽 예측값에 상기 역양자화 및 역변환부에 의해 출력되는 값을 가산하여 상기 대상블록의 화소값을 재구성하는 화소 재구성부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 장치.
  8. 인트라 예측 부호화/복호화 방법에 있어서,
    부호화하고자 하는 현재블록의 주변 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택하고, 상기 선택된 화소와 상기 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측하며, 예측된 화소값 및 상기 현재블록 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 상기 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하고, 생성된 상기 외삽 예측값 중 부호화 비용이 최소인 외삽 예측값에 기초하여 인트라 예측 부호화를 수행하는 단계; 및
    인트라 예측 부호기로부터 입력되는 비트열로부터 복호화할 대상블록의 외삽 예측 부호화에 이용된 화소의 부가정보를 복원하며, 복원된 상기 화소의 부가정보 및 상기 대상블록 주변의 복호화된 화소값에 기초하여 상기 대상블록에 대한 외삽 예측값을 생성하고, 생성된 상기 대상블록에 대한 외삽 예측값에 기초하여 인트라 예측 복호화를 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화/복호화 방법.
  9. 인트라 예측 부호화 방법에 있어서,
    부호화하고자 하는 현재블록의 주변 화소들 중 부호화되지 않은 적어도 하나의 화소를 선택하는 단계;
    상기 선택된 화소와 상기 현재블록 주변의 부호화된 화소 사이의 화소값들을 선형적으로 예측하는 단계;
    상기 예측된 화소값 및 상기 현재블록의 주변의 부호화된 화소값에 기초하여 상기 현재블록에 대한 다양한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하는 단계;
    생성된 상기 외삽 예측값과 상기 현재블록의 화소값 사이의 차이를 계산하여 잔여신호를 생성하는 단계;
    생성된 상기 잔여신호를 변환 및 양자화하는 단계; 및
    변환 및 양자화된 상기 잔여신호를 엔트로피 부호화하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 현재블록의 다양한 인트라 예측 방향 중 상기 엔트로피 부호화 단계에 의해 엔트로피 부호화된 값에 기초하여 부호화 비용이 최소인 인트라 예측 방향을 선택하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 선택된 화소에 대한 정보를 부호화하여 부가정보로 전송하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 화소 선택단계는,
    상기 현재블록의 좌측, 하단, 우측의 화소들 중 부호화되지 않은 화소를 선택하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  13. 제 2항에 있어서,
    상기 외삽 예측값 생성단계는,
    상기 예측된 화소값들에 기초하여 전 방위에 대한 인트라 예측 방향의 외삽 예측값을 생성하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 부호화 방법.
  14. 인트라 예측 복호화 방법에 있어서,
    입력되는 비트열로부터 복호화할 대상블록의 외삽 예측 부호화에 이용된 화소의 부가정보를 복원하며, 복원된 상기 화소의 부가정보 및 상기 대상블록 주변의 복호화된 화소값에 기초하여 상기 대상블록에 대한 외삽 예측값을 생성하는 단계;
    입력되는 상기 비트열로부터 상기 대상블록에 대한 엔트로피 정보를 파싱하여 엔트로피 복호화를 수행하는 단계;
    상기 엔트로피 복호화가 수행된 신호를 역양자화 및 역변환하여 잔여신호를 생성하는 단계; 및
    생성된 상기 외삽 예측값에 상기 잔여신호를 가산하여 상기 대상블록을 복원하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인트라 예측 복호화 방법.
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