WO2012043989A2 - 블록 분할 방법 및 복호화 장치 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a block division method and a decoding apparatus, and more particularly, to a decoding method and apparatus.
  • High efficiency image compression techniques can be used to solve these problems caused by high resolution and high quality image data.
  • An inter-screen prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from a picture before or after the current picture using an image compression technique an intra prediction technique for predicting pixel values included in a current picture using pixel information in the current picture
  • a first object of the present invention is to provide an image decoding method for performing intra prediction on the basis of a plurality of transformation units in order to increase image encoding efficiency.
  • a second object of the present invention is to provide a method of differently setting a prediction unit for performing prediction according to the size of a coding unit in order to perform decoding of a low complexity.
  • the dividing of one prediction unit into which the intra prediction is performed in the predetermined intra prediction mode into a plurality of transformation units is performed when the size of the prediction unit is 2N ⁇ 2N. Can be divided with.
  • the performing of the intra prediction on each of the plurality of transformation units based on the predetermined intra prediction mode may include reconstructing after predicting a first transformation unit based on the predetermined intra prediction mode.
  • Predicting and restoring a second transform unit based on a result of restoring one transform unit and the predetermined intra prediction mode, a result of restoring the first transform unit and the second transform unit, and the predetermined screen Predicting and restoring a third transform unit based on a prediction mode, and a result of restoring the first transform unit, the second transform unit, and the third transform unit, and based on the predetermined intra prediction mode
  • the method may further include restoring after predicting the fourth transform unit.
  • the method may include determining whether the prediction unit is divided into prediction units.
  • determining whether the coding unit is divided into a plurality of prediction units may include syntax element information indicating whether the coding unit is divided into a plurality of prediction units. Based on whether the coding unit is divided or not may be provided.
  • the syntax element information may be defined with different index values when the size of the coding unit is larger than the minimum coding unit and when the size of the coding unit is the same as the minimum coding unit.
  • determining whether the coding unit is divided into a plurality of prediction units includes NxN size in which the size of the coding unit is 2Nx2N and the coding unit performs intra prediction. It may be determined whether or not the prediction unit is divided into prediction units.
  • determining whether the coding unit is divided into a plurality of prediction units includes whether a prediction unit having an NxN size is used when performing inter prediction in a coding unit having a size of 2Nx2N. It can be determined. Determining whether to use the NxN size prediction unit when performing the inter prediction in the 2Nx2N size coding unit is to perform the screen prediction at a predetermined coding unit size when performing the inter prediction based on predetermined flag information. It may be determined whether a prediction unit of size NxN is used.
  • Determining whether to use the NxN size prediction unit when performing the inter prediction in the 2Nx2N size coding unit may determine whether to use the 4x4 size prediction unit in the inter prediction.
  • the coding unit may set the size of the largest coding unit for performing intra prediction and the size of the maximum coding unit for performing inter prediction based on a syntax element defining the size of the coding unit.
  • the coding unit may be set as a transformation unit and inversely transformed.
  • the coding unit may be set as a prediction unit, and prediction may be performed by differently setting the size of a coding unit for performing intra prediction and the size of a coding unit for performing inter prediction.
  • the entropy encoding mode is changed according to the property of the coefficient, and the entropy encoding mode is based on the newly defined entropy encoding mode.
  • Entropy decoding can be performed, and entropy encoding and decoding can be performed by adaptively changing an index mapping table that maps syntax element values and code numbers.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoder according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a method of generating a reference pixel used when performing intra prediction according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a partition structure of a block according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a reference pixel according to a prediction unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a reference pixel according to a prediction unit according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an intra prediction method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an intra prediction method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating intra prediction using a near intra prediction according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an intra prediction method, according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a splitting method of coding units according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a block partitioning method for performing intra prediction and inter prediction according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a method of dividing a block for performing prediction into a predetermined category according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding apparatus 100 may include a picture splitter 105, a predictor 110, a transformer 115, a quantizer 120, a realigner 125, and an entropy encoder 130. , An inverse quantization unit 135, an inverse transform unit 140, a filter unit 145, and a memory 155.
  • each of the components shown in FIG. 1 is independently shown to represent different characteristic functions in the image encoding apparatus, and does not mean that each of the components is made of separate hardware or one software component unit.
  • each component is included in each component for convenience of description, and at least two of the components may be combined into one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function.
  • the integrated and separated embodiments of the components are also included in the scope of the present invention, without departing from the spirit of the invention.
  • the components may not be essential components for performing essential functions in the present invention, but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented including only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving performance. Also included in the scope of the present invention.
  • the picture dividing unit 105 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be a prediction unit, a transform unit (TU), or a coding unit (CU).
  • the picture division unit 105 divides one picture into a combination of a plurality of coding units, prediction units, and transformation units, and combines one coding unit, prediction unit, and transformation unit on a predetermined basis (for example, a cost function). You can select to encode the picture.
  • one picture may be divided into a plurality of coding units.
  • a recursive tree structure such as a quad tree structure may be used.
  • a coding unit that is split into another coding unit based on one image or a maximum size coding unit as a root may be divided. It can be split with as many child nodes as there are units. Coding units that are no longer split according to certain restrictions become leaf nodes. That is, when it is assumed that only square division is possible for one coding unit, one coding unit may be split into at most four other coding units.
  • a coding unit may be used not only as a coding unit but also as a decoding unit.
  • the prediction unit is divided in the form of at least one square or rectangle of the same size in one coding unit, or the shape of one prediction unit among the prediction units split in one coding unit is different from that of another prediction unit. It can be divided into forms.
  • the intra prediction may be performed without splitting the prediction unit into NxN.
  • the prediction unit 110 may include an inter prediction unit for performing inter prediction and an intra prediction unit for performing intra prediction. Whether to use inter prediction or intra prediction may be determined for the prediction unit, and specific information (eg, intra prediction mode, motion vector, reference picture, etc.) according to each prediction method may be determined. In this case, the processing unit in which the prediction is performed may differ from the processing unit in which the prediction method and the details are determined. For example, the method of prediction and the prediction mode may be determined in the prediction unit, and the prediction may be performed in the transform unit. The residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the transformer 115.
  • specific information eg, intra prediction mode, motion vector, reference picture, etc.
  • prediction mode information and motion vector information used for prediction may be encoded by the entropy coding unit 130 together with the residual value and transmitted to the decoder.
  • the original block may be encoded as it is and transmitted to the decoder without generating the prediction block through the prediction unit 110.
  • the inter prediction unit may predict the prediction unit based on the information of at least one of the previous picture or the subsequent picture of the current picture.
  • the inter prediction unit may include a reference picture interpolator, a motion predictor, and a motion compensator.
  • the reference picture interpolator may receive reference picture information from the memory 155 and generate pixel information of an integer pixel or less in the reference picture.
  • a DCT based 8-tap interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of integer pixels or less in units of 1/4 pixels.
  • a DCT-based interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of an integer pixel or less in units of 1/8 pixels.
  • the motion predictor may perform motion prediction based on the reference picture interpolated by the reference picture interpolator.
  • various methods such as a full search-based block matching algorithm (FBMA), a three step search (TSS), and a new three-step search algorithm (NTS) may be used.
  • the motion vector may have a motion vector value in units of 1/2 or 1/4 pixels based on the interpolated pixels.
  • the motion prediction unit may predict the current prediction unit by using a different motion prediction method.
  • various methods such as a skip method, a merge method, and an advanced motion vector prediction (AMVP) method, may be used.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the intra prediction unit may generate a prediction unit based on reference pixel information around a current block that is pixel information in a current picture. If the neighboring block of the current prediction unit is a block for which inter prediction is performed, and the reference pixel is a pixel for performing inter prediction, the intra prediction is performed for a reference pixel included in the block for performing inter prediction. It can be used in place of the reference pixel information of the block. That is, when the reference pixel is not available, the unavailable reference pixel information may be replaced with at least one reference pixel among the available reference pixels.
  • a prediction mode may have a directional prediction mode using reference pixel information according to a prediction direction, and a non-directional mode using no directional information when performing prediction.
  • the mode for predicting the luminance information and the mode for predicting the color difference information may be different, and the intra prediction mode information or the predicted luminance signal information predicting the luminance information may be used to predict the color difference information.
  • the intra prediction screen is based on the pixels on the left side of the prediction unit, the pixels on the upper left side, and the pixels on the top side.
  • the intra prediction may be performed using a reference pixel based on the transform unit.
  • intra prediction using NxN division may be used only for a minimum coding unit.
  • the prediction may be performed based on a coding unit instead of a prediction unit in which the prediction is performed.
  • the prediction may be performed by setting the size of the largest coding unit for which prediction is performed differently when performing intra prediction and inter prediction.
  • the prediction unit used for segmentation may be different from each other by performing prediction by setting different combinations of blocks for performing inter prediction and intra prediction.
  • the intra prediction method may generate a prediction block after applying an adaptive intra smoothing (AIS) filter to a reference pixel according to a prediction mode.
  • AIS adaptive intra smoothing
  • the intra prediction mode of the current prediction unit may be predicted from the intra prediction mode of the prediction unit existing around the current prediction unit.
  • the prediction mode of the current prediction unit is predicted by using the mode information predicted from the neighboring prediction unit
  • the prediction mode of the screen of the current prediction unit and the neighboring prediction unit is the same
  • the current prediction unit is determined by using predetermined flag information.
  • Information that the prediction modes of the neighboring prediction units are the same may be transmitted. If the prediction modes of the current prediction unit and the neighboring prediction unit are different, entropy encoding may be performed to encode the prediction mode information of the current block.
  • a residual block may include a prediction unit that performs prediction based on the prediction unit generated by the prediction unit 110, and a residual block that includes residual information that is a difference from an original block of the prediction unit.
  • the generated residual block may be input to the converter 115.
  • the transform unit 115 converts the residual block including residual information of the original block and the prediction unit generated by the prediction unit 110 such as a discrete cosine transform (DCT) or a discrete sine transform (DST). Can be converted using Whether to apply DCT or DST to transform the residual block may be determined based on intra prediction mode information of the prediction unit used to generate the residual block.
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • the transformation may be performed based on the coding unit rather than the transformation unit.
  • the quantization unit 120 may quantize the values converted by the transformer 115 into the frequency domain.
  • the quantization coefficient may change depending on the block or the importance of the image.
  • the value calculated by the quantization unit 120 may be provided to the inverse quantization unit 135 and the reordering unit 125.
  • the reordering unit 125 may reorder coefficient values with respect to the quantized residual value.
  • the reordering unit 125 may change the two-dimensional block shape coefficients into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method. For example, the reordering unit 125 may scan from a DC coefficient to a coefficient of a high frequency region by using a Zig-Zag Scan method and change it into a one-dimensional vector form.
  • a vertical scan method for scanning two-dimensional block shape coefficients in a column direction, not a zig zag scan method, and a horizontal scan method for scanning two-dimensional block shape coefficients in a row direction will be used. Can be. That is, according to the size of the transform unit and the intra prediction mode, it is possible to determine which scan method among zigzag scan, vertical scan and horizontal scan is used.
  • the entropy encoder 130 may perform entropy encoding based on the values calculated by the reordering unit 125.
  • Entropy coding may use various coding methods such as, for example, Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • Exponential Golomb Context-Adaptive Variable Length Coding
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the entropy encoder 130 receives residual coefficient coefficient information, block type information, prediction mode information, partition unit information, prediction unit information, transmission unit information, and motion vector information of the coding unit from the reordering unit 125 and the prediction unit 110.
  • Various information such as reference frame information, interpolation information of a block, and filtering information may be encoded.
  • the entropy encoder 130 may entropy encode a coefficient value of a coding unit input from the reordering unit 125.
  • the entropy encoder 130 may store a table for performing entropy coding, such as a variable length coding table, and perform entropy coding using the stored variable length coding table.
  • some codewords included in a table can be changed by using a counter or a direct swapping method to change the codeword allocation for the code number of the corresponding information. have. For example, for the top few code numbers assigned a small number of code words in a table that maps code numbers to code words, use a counter to add the shortest length to the code number with the highest number of occurrences. You can adaptively change the mapping order of the tables that map code words to code numbers so that you can assign code words. When the number of counts counted in the counter reaches a predetermined threshold, counting may be performed again by dividing the count count recorded in the counter in half.
  • the code number in the table that does not perform counting is the bit assigned to the code number by converting the code number and digit immediately above when the information corresponding to the code number is generated by using the direct swapping method. Entropy coding can be performed with a small number.
  • the inverse quantizer 135 and the inverse transformer 140 inverse quantize the quantized values in the quantizer 120 and inversely transform the transformed values in the transformer 115.
  • the residual value generated by the inverse quantizer 135 and the inverse transformer 140 is combined with the prediction unit predicted by the motion estimator, the motion compensator, and the intra predictor included in the predictor 110 to restore the block. Create a Reconstructed Block).
  • the filter unit 145 may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • ALF adaptive loop filter
  • the deblocking filter 145 may remove block distortion caused by boundaries between blocks in the reconstructed picture. In order to determine whether to perform deblocking, it may be determined whether to apply a deblocking filter to the current block based on the pixels included in several columns or rows included in the block. When the deblocking filter is applied to the block, a strong filter or a weak filter may be applied according to the required deblocking filtering strength. In addition, in applying the deblocking filter, horizontal filtering and vertical filtering may be performed in parallel when vertical filtering and horizontal filtering are performed.
  • the offset correction unit may correct the offset with respect to the original image on a pixel-by-pixel basis for the deblocking image.
  • the pixels included in the image are divided into a predetermined number of areas, and then, an area to be offset is determined, an offset is applied to the corresponding area, or offset considering the edge information of each pixel. You can use this method.
  • the adaptive loop filter may perform filtering based on a value obtained by comparing the filtered reconstructed image with the original image. After dividing the pixels included in the image into a predetermined group, one filter to be applied to the group may be determined and filtering may be performed for each group. For information on whether to apply the ALF, the luminance signal may be transmitted for each coding unit (CU), and the size and coefficient of the ALF to be applied may vary according to each block.
  • the ALF may have various forms, and the number of coefficients included in the filter may also vary.
  • Such filtering related information filter coefficient information, ALF On / Off information, filter type information
  • Such filtering related information filter coefficient information, ALF On / Off information, filter type information
  • Such filtering related information filter coefficient information, ALF On / Off information, filter type information
  • the memory 155 may store the reconstructed block or picture calculated by the filter unit 145, and the stored reconstructed block or picture may be provided to the predictor 110 when performing inter prediction.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoder according to another embodiment of the present invention.
  • the image decoder 200 includes an entropy decoder 2110, a reordering unit 215, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 225, a prediction unit 230, and a filter unit 235.
  • the memory 245 may be included.
  • the input bitstream may be decoded by a procedure opposite to that of the image encoder.
  • the entropy decoder 210 may perform entropy decoding in a procedure opposite to that of the entropy encoding performed by the entropy encoder of the image encoder.
  • the VLC table used to perform entropy encoding in the image encoder may be implemented in the same variable length encoding table in the entropy decoder to perform entropy decoding.
  • Information for generating the prediction block among the information decoded by the entropy decoder 210 may be provided to the predictor 230, and a residual value obtained by entropy decoding by the entropy decoder may be input to the reordering unit 215.
  • the entropy decoder 210 may change a code word assignment table using a counter or direct swapping method, and may perform entropy decoding based on the changed code word assignment table. have.
  • Information related to intra prediction and inter prediction may be decoded. As described above, when there is a predetermined constraint in performing the intra prediction and the inter prediction in the image encoder, entropy decoding is performed based on the constraint to provide information related to the intra prediction and the inter prediction for the current block. I can receive it.
  • the reordering unit 215 may reorder the entropy decoded bitstream by the entropy decoding unit 210 based on a method of rearranging the bitstream. Coefficients expressed in the form of a one-dimensional vector may be reconstructed by reconstructing the coefficients in a two-dimensional block form.
  • the reordering unit may be realigned by receiving information related to coefficient scanning performed by the encoder and performing reverse scanning based on the scanning order performed by the encoder.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoder and the coefficient values of the rearranged block.
  • the inverse transformer 225 may perform inverse DCT and inverse DST on the DCT and the DST performed by the transformer with respect to the quantization result performed by the image encoder. Inverse transformation may be performed based on a transmission unit determined by the image encoder.
  • the DCT and the DST may be selectively performed by the transform unit of the image encoder according to a plurality of pieces of information, such as a prediction method, a size and a prediction direction of the current block, and the inverse transform unit 225 of the image decoder may be performed by the transform unit of the image encoder.
  • the inverse transformation may be performed based on the converted transformation information.
  • the transformation may be performed based on the coding unit rather than the transformation unit.
  • the prediction unit 230 may generate the prediction block based on the prediction block generation related information provided by the entropy decoder 210 and previously decoded blocks or picture information provided by the memory 2145.
  • the prediction may be performed based on a coding unit instead of a prediction unit in which the prediction is performed.
  • the prediction may be performed by setting the size of the largest coding unit for which prediction is performed differently when performing intra prediction and inter prediction.
  • the prediction unit used for segmentation may be different from each other by performing prediction by setting different combinations of blocks for performing inter prediction and intra prediction.
  • the prediction unit 230 may include a prediction unit determiner, an inter prediction unit, and an intra prediction unit.
  • the prediction unit determination unit receives various information such as prediction unit information input from the entropy decoder, prediction mode information of the intra prediction method, and motion prediction related information of the inter prediction method, and distinguishes the prediction unit from the current coding unit. It is possible to determine whether to perform inter prediction or intra prediction.
  • the inter prediction unit uses information required for inter prediction of the current prediction unit provided by the image encoder to determine the current prediction unit based on information included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture including the current prediction unit. Inter prediction can be performed.
  • Whether the motion prediction method of the prediction unit included in the coding unit based on the coding unit to perform inter prediction is skip mode, merge mode, or AMVP mode. Can be determined.
  • the intra prediction unit may generate a prediction block based on pixel information in the current picture.
  • the intra prediction may be performed based on the intra prediction mode information of the prediction unit provided by the image encoder.
  • the intra prediction unit may include an AIS filter, a reference pixel interpolator, and a DC filter.
  • the AIS filter is a part of filtering the reference pixel of the current block and determines whether to apply the filter according to the prediction mode of the current prediction unit.
  • AIS filtering may be performed on the reference pixel of the current block by using the prediction mode and the AIS filter information of the prediction unit provided by the image encoder. If the prediction mode of the current block is a mode that does not perform AIS filtering, the AIS filter may not be applied.
  • the reference pixel interpolator may generate a reference pixel having an integer value or less by interpolating the reference pixel. If the prediction mode of the current prediction unit is a prediction mode for generating a prediction block without interpolating the reference pixel, the reference pixel may not be interpolated.
  • the DC filter may generate the prediction block through filtering when the prediction mode of the current block is the DC mode.
  • the reconstructed block or picture may be provided to the filter unit 235.
  • the filter unit 235 may include a deblocking filter, an offset correction unit, and an ALF.
  • Information about whether a deblocking filter is applied to a corresponding block or picture, and when the deblocking filter is applied to the corresponding block or picture, may be provided with information about whether a strong filter or a weak filter is applied.
  • the deblocking filter related information provided by the image encoder may be provided and the deblocking filtering of the corresponding block may be performed in the image decoder.
  • vertical deblocking filtering and horizontal deblocking filtering may be performed, but at least one of vertical deblocking and horizontal deblocking may be performed in an overlapping portion.
  • Vertical deblocking filtering or horizontal deblocking filtering which has not been previously performed, may be performed at a portion where vertical deblocking filtering and horizontal deblocking filtering overlap. Through this deblocking filtering process, parallel processing of deblocking filtering is possible.
  • the offset correction unit may perform offset correction on the reconstructed image based on the type of offset correction and offset value information applied to the image during encoding.
  • the ALF may perform filtering based on a value obtained by comparing the restored image with the original image after performing the filtering.
  • the ALF may be applied to the coding unit based on the ALF application information, the ALF coefficient information, etc. provided from the encoder. Such ALF information may be provided included in a specific parameter set.
  • the memory 245 may store the reconstructed picture or block to use as a reference picture or reference block, and may provide the reconstructed picture to the output unit.
  • the coding unit is used as a coding unit for convenience of description, but may also be a unit for performing decoding as well as encoding.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a method of generating a reference pixel used when performing intra prediction according to another embodiment of the present invention.
  • the prediction unit is located at the boundary of the slice and there is no reference pixel, or if the prediction of the prediction unit including the reference pixel of the current prediction unit is predicted by inter prediction by performing Contraint Intra Prediction (CIP), If a reference pixel is not available for intra prediction, the value of the reference pixel may be changed to a value of another reference pixel and used as a reference pixel value available for intra prediction.
  • CIP Contraint Intra Prediction
  • the unavailable reference pixel may be calculated through the value of the surrounding available reference pixel or the average value of the surrounding available reference pixels. For example, if the block located at the top of the current prediction unit performs inter prediction, and the reference pixel is not available, the left available using the available left reference pixel 300 and the available right reference pixel 305 are available. Intra-prediction may be performed by calculating an average value of the pixel value of the reference pixel 300 and the available pixel value of the right reference pixel 305 as the pixel value of the unavailable reference pixel.
  • intra prediction is performed by using the available reference pixel 310 as the pixel value of the unavailable reference pixel. can do.
  • reference pixels not available for intra prediction may be generated as reference pixels available for intra prediction.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a partition structure of a block according to another embodiment of the present invention.
  • one coding unit may be divided into at least one coding unit, prediction unit, and transformation unit.
  • the first coding unit 400 may be divided into a plurality of second coding units 410 using a quad tree structure.
  • the split second coding unit 410 may be divided into a plurality of prediction units 420, and one prediction unit of the plurality of split prediction units 420 may be further divided into a plurality of transformation units 430. .
  • reference pixel information for performing the intra-prediction may include information about whether the prediction unit is divided into one transform unit or a plurality of prediction units. It can change depending on whether it is divided into transformation units.
  • FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a reference pixel according to a prediction unit according to another embodiment of the present invention.
  • Intra-prediction of the prediction unit may be performed.
  • the unavailable reference pixel may generate a pixel value based on the available reference pixel.
  • a reference pixel having a range as shown in the upper part of FIG. 5 may be used, but according to the prediction mode, a range of reference pixels used for prediction as shown in the lower part of FIG. 5 may be extended. That is, the range of the reference pixel may vary depending on the prediction mode, and in the following description, it is assumed that the reference pixel is used as shown in the lower part of FIG. 5.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a reference pixel according to a prediction unit according to another embodiment of the present invention.
  • the intra prediction may be performed using a reference pixel based on the transform unit.
  • One prediction unit 600 is divided into a plurality of transformation units 605, 610, 615, and 620, and an intra prediction is performed based on reference pixels according to the divided transformation units 605, 610, 615, and 620. can do.
  • the transformation unit 620 may predict in-screen with respect to the transformation unit based on the pixel value of the reference pixel present on the left side, the reference pixel present on the upper left side, and the reference pixel present on the top side of the transformation unit 620. Can be performed.
  • the order of prediction is transform unit 605, transform unit 610, and transform using z-scan order.
  • the intra prediction may be performed in the order of the unit 615 and the transformation unit 620.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an intra prediction method according to another embodiment of the present invention.
  • each transform unit may have the same prediction mode and perform intra prediction by changing information of a reference pixel.
  • the first transform unit 700 is based on the pixel values of the reference pixel present on the left side, the reference pixel present on the upper left side, and the reference pixel present on the upper side of the first transform unit 700 that are first in the z-scan order. Perform intra prediction on the transform unit.
  • the first transform unit 700 converts the pixel values included in the reconstructed block to the second transform unit 710.
  • Intra-prediction of the second transform unit 710 may be performed using as a reference pixel for intra-prediction.
  • Intra-prediction may be performed on the second transformation unit 710 based on.
  • the reference pixel included in the reconstruction block generated based on the result of performing the intra prediction of the first transform unit 700 and the second transform unit 710 as the reference pixel of the third transform unit 720.
  • Intra-prediction of the third transform unit 720 may be performed.
  • the fourth transform unit 730 is a transform unit that performs intra-picture prediction last in the z-scan order, and includes the first transform unit 700, the second transform unit 710, and the third transform unit 720. Intra-prediction may be performed based on reference pixels included in the reconstruction block generated as a result of the prediction.
  • a scan order for scanning a transform unit may use a scan method other than a z-scan order, unless it departs from the essence of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an intra prediction method according to another embodiment of the present invention.
  • one prediction unit is one transform unit. 800 or a plurality of transformation units 810, 820, 830, and 840.
  • the transformation for performing the transformation on a block having the same size as one prediction unit (4x16, 16x4, 2x8, or 8x2) to perform the transformation If the size of the prediction unit is 4x16 or 16x4, the transformation may be performed by dividing the transform unit into 4x4 transform units, and when the prediction unit is 2x8 or 8x2, the transform unit may be divided into a plurality of 2x2 transform units.
  • intra prediction of the prediction unit is performed by using neighboring reference pixels of the prediction unit. can do.
  • intra prediction may be performed based on neighboring pixel information of the transformation unit.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating intra prediction using a near intra prediction according to another embodiment of the present invention.
  • an intra prediction of a transform unit is based on a pixel value of a reference pixel existing on the left side, a reference pixel existing on the upper left side, and a reference pixel present on the upper side of the first transform unit 900. Do this.
  • the pixel information included in the reconstruction block generated based on the result of performing the intra prediction of the first transform unit 900 may be used as the upper reference pixel of the second transform unit 910 to determine the second transform unit 910.
  • Intra-prediction can be performed.
  • a screen for the second transform unit 910 based on the pixel values of the reference pixel present at the top of the second transform unit 910, the reference pixel present at the upper left, and the reference pixel present at the left of the second transform unit.
  • Intra-prediction of the third transform unit 920 may be performed.
  • the fourth transformation unit 930 may perform intra prediction based on a result of performing intra prediction in the third transformation unit 920.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an intra prediction method, according to another exemplary embodiment.
  • a prediction unit is divided into a plurality of transformation units in order to perform intra prediction.
  • the current prediction unit is a plurality of division units. It is determined whether the current prediction unit is divided into a plurality of transformation units by using the partition information display flag indicating whether the partition is divided into multiple transform units.
  • determining whether the prediction unit is divided into transformation units may be omitted.
  • the intra prediction is performed based on the neighboring reference pixels of the prediction unit (step S1010).
  • intra prediction of the prediction unit may be performed based on reference pixel information that exists around the current prediction unit.
  • intra prediction is performed based on the neighboring reference pixels of the transformation unit (step S1020).
  • intra prediction may be performed using different reference pixel information for each transformation unit in a predetermined order.
  • reconstructed pixel information of a transform unit that performs intra prediction on the screen in order of performing intra prediction may be used as reference pixel information of a transformation unit performing the next intra prediction.
  • the decoder may include location information indicating where a prediction unit is located in a picture, size information of a prediction unit, information related to whether a prediction unit is divided into a plurality of transformation units, and an intra prediction mode of a prediction unit.
  • Information related to various intra prediction may be input, such as information about whether the intra prediction of the prediction unit is performed on the luminance information or the color difference information.
  • Information related to whether the prediction unit is divided into a plurality of transformation units may be calculated based on information such as transformation unit split flag information (eg, split_transform_flag) that may determine whether the prediction unit is split into a transformation unit.
  • transformation unit split flag information eg, split_transform_flag
  • the transform unit split flag information is 1, one prediction unit is split into a plurality of transform units, the size of the transform unit (log2TrafoSize) is reduced to half of the prediction unit, and the transform depth (trafoDepth) is 1 Can increase.
  • Each of the divided transform units may perform intra prediction based on the same intra prediction mode information.
  • each transformation unit is divided into a plurality of squares based on the transformation unit split flag information.
  • Each transform unit may be split, and the prediction block may be generated by performing intra prediction using peripheral reference pixel information of each transformation unit based on the same intra prediction mode.
  • the transform unit split flag information is information indicating whether a prediction unit is split into a plurality of transform units, and expresses whether or not the prediction unit is split into a plurality of transform units with other flag information unless it is out of the essence of the present invention. It is possible.
  • FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a splitting method of coding units according to another embodiment of the present invention.
  • a plurality of segmentation possibilities may occur when performing intra prediction according to a size of a coding unit.
  • FIG. 11 illustrates a combination that may be split into coding units
  • the right side of FIG. 11 illustrates a combination that may be split into prediction units.
  • coding unit of a specific size For convenience of description, only a coding unit of a specific size will be briefly disclosed.
  • a method of generating a prediction unit for a 16x16 coding unit First, an intra prediction is performed using a 16x16 prediction unit that is a prediction unit having the same size as a coding unit, and is divided into a plurality of 8x8 prediction units. There is a method 1100 to perform my prediction.
  • a method of performing intra prediction using a prediction unit equal to the size of each coding unit based on a block obtained by dividing a 16x16 coding unit into four 8x8 coding units may be present, such as a method of performing intra prediction by dividing into prediction units.
  • the method 1100 for predicting using a plurality of prediction units for a 16x16 coding unit and a 16x16 coding unit are divided into a plurality of coding units, and prediction of the same size as a coding unit for a plurality of coding units.
  • a method 1110 for performing intra prediction using a unit 2N ⁇ 2N is a block having the same prediction unit. That is, if the smallest coding unit is not used and the coding unit is split into NxN prediction units to perform intra prediction, two identical splitting procedures are used for the same prediction unit. In order to prevent such an unnecessary same procedure, the intra prediction may be split into a plurality of prediction units only when the minimum coding unit size is used.
  • the size of the minimum coding unit may be defined in a predetermined parameter set. For example, using the flag information including the size information of the smallest coding unit and the flag information including the difference information between the smallest coding unit and the largest coding unit, the size information of the smallest coding unit and the size information of the largest coding unit It can be seen.
  • the prediction using NxN division may be performed only in the coding unit having the minimum size.
  • a flag providing split information may be encoded and decoded only when the size of the coding unit is a minimum size.
  • the size of a coding unit used for intra prediction may be defined by various syntax elements as shown in Tables 12 to 16 below.
  • Table 1 is a syntax illustrating an intra prediction method according to a size of a coding unit, according to an embodiment of the present invention.
  • prev_intra_luma_pred_flag rem_intra_luma_pred_mode ⁇ else ⁇ prev_intra_luma_pred_flag if (! prev_intra_luma_pred_flag) rem_intra_luma_pred_mode ⁇ ...
  • a syntax element (currCodingUnitSize, hereinafter referred to as current coding unit size information) indicating the size information of the current coding unit and a syntax element (MinCodingUnitSize, hereinafter, minimum coding unit) indicating the size information of the smallest coding unit Referred to as size information).
  • the current coding unit size information and the minimum coding unit size information are the same, information indicating whether the current coding unit is divided into a plurality of prediction units for performing intra prediction and the screen of the split prediction unit
  • (combined_intra_pred_flag) indicating the prediction mode information it may be determined whether the current coding unit is divided into a plurality of prediction units only when the current coding unit is the size of the minimum coding unit.
  • intra prediction mode information of neighboring prediction units may be derived.
  • An intra prediction mode of one or a plurality of prediction units may be calculated based on whether the unit is divided into a plurality of prediction units. If the coding unit size information and the minimum coding unit size information are not the same, prediction mode information of the coding unit may be calculated without determining whether the coding unit is divided.
  • intra prediction when intra prediction is performed by comparing the current coding unit size information (currCodingUnitSize) and the minimum coding unit size information (MinCodingUnitSize), the coding unit is divided into a plurality of prediction units.
  • the coding unit is divided into a plurality of prediction units.
  • intra_split_flag or combined_intra_pred_flag which is used when a coding unit is divided into a plurality of prediction units, is exemplary flag information and uses other flag information or a flag having a form combined with other information unless it is out of the essence of the present invention. It is also possible.
  • Table 2 is a syntax illustrating a method of performing intra prediction according to the size of a coding unit according to an embodiment of the present invention.
  • Table 2 shows a syntax structure in the case where the size of the minimum coding unit is 8x8.
  • Intra_spilt_flag information indicating whether the current coding unit having the coding unit of 8x8 is divided into a plurality of prediction units for performing the intra prediction and the screen of the divided prediction unit
  • Combined_intra_pred_flag information indicating my prediction mode information
  • the intra prediction when the intra prediction is performed by comparing the current coding unit size information (currCodingUnitSize) and the minimum coding unit size information (8), it is divided into a plurality of prediction units unless the coding unit is the minimum.
  • the coding unit is the minimum.
  • 8x8 is not the size of the minimum coding unit
  • another syntax structure may be used, as well as other syntax on structure and definition of new syntax elements as long as they do not emerge from the essence of the present invention.
  • the size is larger than the minimum coding unit, a method of not dividing into a plurality of prediction units may be implemented.
  • Tables 3 to 7 are syntaxes illustrating an intra prediction prediction method according to a coding unit size according to another embodiment of the present invention.
  • Tables 3 to 7 are syntax elements for performing intra prediction by dividing into a plurality of prediction units only when the coding units disclosed in Tables 1 and 2 are minimum coding units.
  • a coding unit is used as a plurality of prediction units only when a size of a coding unit is distinguished using a predetermined syntax element and is not the size of the minimum coding unit. Information regarding whether or not the partition has been provided may be provided.
  • entropy encoding is performed using CAVLC (Context Adaptive Variable Length Coding), and when the current slice type is I slice, the cue-split_pred_part_mode can be decoded to decode the prediction related information of the current coding unit. have.
  • CAVLC Context Adaptive Variable Length Coding
  • cu_split_pred_part_mode is flag information (split_coding_unit_flag) indicating whether the current coding unit is split, flag information (skip_flag) indicating whether the current coding unit performs inter-screen prediction using skip mode, and the current coding unit uses merge mode. It is a syntax element that combines flag information (merge_flag) indicating whether to perform inter prediction, information indicating a prediction mode of a current coding unit (PredMode), and information indicating a split type information of a current coding unit (PartMode). According to the size of the current coding unit, prediction related information of the current coding unit may be displayed using the mapping table of Table 4 or Table 5.
  • a coding unit is a minimum coding unit. If the size of the coding unit is larger than the minimum coding unit, Table 4 is used. If the size of the coding unit is the minimum coding unit, Table 5 is used.
  • the coding unit is split into a plurality of prediction units to perform intra prediction only when the size of the coding unit is a minimum coding unit using the method. That is, when the size of the coding unit is larger than the minimum coding unit and when the size of the coding unit is the same as the minimum coding unit, it may be defined with different index values.
  • NxN is divided into a plurality of prediction units in any cu_split_pred_part_mode to perform intra prediction. Not used.
  • a syntax element called intra_part_mode is used, and CABAC (Context-Adaptive Binary) is used as a binary coding method.
  • Arithmetic Coding) and slice type P slice or B slice, or the coding unit size is the minimum coding unit size
  • NxN splitting is performed only when the coding unit size is the minimum coding unit using a syntax element called pred_type.
  • a coding unit is split into a plurality of prediction units.
  • intra_part_mode is a syntax element indicating whether the current coding unit is split into 2Nx2N or NxN, and indicates whether to split the coding unit into a plurality of prediction units when the size of the current coding unit is minimum.
  • the syntax element pred_type may include a split flag indication flag (IntraSplitFlag), prediction mode information (PredMode), and split mode information (PartMode) information for each slice type.
  • SplitFlag IntraSplitFlag
  • PredMode prediction mode information
  • PartMode split mode information
  • the syntax element pred_type is limited when the size of the current coding unit is larger than the size of the minimum coding unit, and restricts the value of pred_type to not use 3 or 5 so that the size of the current coding unit is the minimum coding unit size.
  • NxN splitting can be used.
  • the current prediction mode may be estimated as an intra prediction mode, the split type is 2N ⁇ 2N, and the split display information is 0.
  • NxN is not used as partition type information (PartMode) for splitting into a plurality of prediction units and performing intra prediction.
  • PartMode partition type information
  • the intra prediction may be performed only when the size of the coding unit is the minimum coding unit based on a predetermined syntax element indicating whether the coding unit is divided into a plurality of prediction units as described above in Tables 3 to 7.
  • a predetermined syntax element indicating whether the coding unit is divided into a plurality of prediction units as described above in Tables 3 to 7.
  • Tables 8 to 10 are syntaxes showing an intra prediction method according to a coding unit size according to another embodiment of the present invention.
  • the size of the minimum coding unit for performing intra prediction may be set to 4 ⁇ 4. Since the minimum size of the prediction unit for the intra prediction and the minimum size of the transformation unit for the transformation is 4x4, when the size of the coding unit for performing the intra prediction is 4x4, one coding unit is a plurality of transformation units and the prediction unit. Without splitting, the coding unit has the same size as the transform unit and the prediction unit.
  • prediction unit split information related to whether to split one coding unit into a plurality of prediction units and whether to split one coding unit into a plurality of transformation units Since the associated transform unit segmentation information becomes unnecessary information, the prediction unit segmentation information and the transform unit segmentation information need to be confirmed only when they are not a 4x4 sized coding unit performing intra prediction.
  • the minimum coding unit size (MinCodingUnitSize Intra) for performing intra prediction and the minimum coding unit size (MinCodingUnitSize Inter) for performing inter prediction may be set in the information indicating the minimum coding unit size (MinCodingUnitSize). . Only when the size of the current coding unit is larger than the size of the minimum coding unit, information about whether the coding unit is split into a plurality of coding units is determined through information (split_coding_unit_flag) indicating whether the coding unit is divided into a plurality of coding units. Can be provided.
  • the current coding unit is 4x4, which is the minimum unit for performing intra prediction, and a plurality of coding units are used to perform intra prediction only when the size of the current coding unit is not 4x4.
  • Information related to whether the current coding unit is divided into a plurality of prediction units may be provided using information (intra_split_flag) indicating whether the information is divided into prediction units.
  • the current coding unit is 4x4, which is a minimum unit for performing intra prediction, and whether the current coding unit is divided into a plurality of transformation units only when the size of the current block is not 4x4. Information may be provided.
  • the information indicating whether to split one coding unit into a plurality of coding units (split_coding_unit_flag), one
  • the current coding block immediately performs prediction without obtaining information indicating whether to split a coding unit into a plurality of prediction units (intra_split_ flag) and information indicating whether to split one coding unit into a plurality of coding units (split_transform_unit_flag).
  • the prediction unit to perform and transform unit information to be transformed can be obtained.
  • inter prediction and intra prediction may be performed based on coding units. That is, it is possible to determine whether to perform inter-screen prediction and intra-screen prediction in the coding unit by using the divided coding unit as a unit for performing prediction without separately generating a prediction unit in the picture.
  • the prediction method based on the coding unit when the coding unit performs prediction based on a rectangular block rather than a square (short distance intra prediction, SDAM (Asymetric Motion Partitioning, etc.) Through the transmission method, inter prediction and intra prediction may be performed.
  • the size of a block for performing intra prediction and a block for performing inter prediction may be different from each other.
  • the overall coding efficiency may be increased by a method of differently changing the minimum coding unit capable of performing inter prediction and the minimum coding unit capable of performing intra prediction.
  • Table 11 shows how the minimum size of the coding unit used in the intra prediction and the inter prediction is differently set.
  • Table 11 index Minimum coding unit to perform inter prediction Minimum coding unit to perform intra prediction 0 8x8 4x4 One 16 x 16 8x8 2 32 x 32 16 x 16 3 64 x 64 32 x 32 4 128 x 128 64 x 64
  • the size of the coding unit that performs the intra prediction is set to be one step smaller than the size of the coding unit which performs the inter prediction, so that when performing the inter prediction when performing the intra prediction.
  • Image quality can be improved overall by performing prediction in smaller coding units.
  • the size of the minimum coding unit for performing the inter prediction may be calculated based on log2_min_coding_unit_size_minus3, which is a syntax element representing the size information of the minimum coding unit, as shown in Equation 1 below, and the size of the minimum coding unit for performing the intra prediction. May be determined to be one step smaller than the size of the minimum coding unit as shown in Equation 1 below.
  • Table 12 shows syntax for determining whether to split a coding unit.
  • split_coding_unit_flag is a syntax element that determines whether the current coding unit is split only when it is not the minimum coding unit. Can be.
  • Table 13 shows syntax when an intra prediction is performed based on coding units.
  • the prediction method based on the coding unit according to another embodiment of the present invention encodes and decodes by performing intra prediction and inter screen prediction by using the coding unit as a block for performing prediction as described above. Can be used in implementations requiring low latency and low latency.
  • the size of the coding unit and the size of the transform unit may be set to be the same. Encoding and decoding can be performed with low complexity by a method of making the size of the transform unit the same as the size of the coding unit.
  • Table 14 below shows a case where the size of the coding unit and the size of the transformation unit are the same.
  • the size of the coding unit and the transformation unit are the same, so that the size information of the transformation unit can be obtained without requiring split_transform_flag information indicating whether the transformation unit is split or not, and the inverse transformation can be performed based on the size of the coding unit. Can be.
  • the size information and the split information of the transformation unit may be obtained based on syntax element information such as cuDepth, cu_split_pred_part_mode, pred_type, or split_coding_unit_flag, which are syntax elements indicating whether the coding unit is divided in size.
  • syntax element information such as cuDepth, cu_split_pred_part_mode, pred_type, or split_coding_unit_flag, which are syntax elements indicating whether the coding unit is divided in size.
  • a method of using the divided coding unit as the transformation unit without defining the transformation unit may also be used.
  • encoding and decoding may be performed with low complexity when encoding and decoding are performed. Since the sizes of the coding unit and the transformation unit are the same, the size of the transformation unit may be independently determined without being dependent on the split information of the prediction unit, and thus the transformation unit split information may be obtained from the current picture regardless of the prediction unit.
  • the size of the largest coding unit for performing prediction may vary according to a prediction method.
  • a method of limiting the size of the largest coding unit in which prediction is performed may be defined based on a specific parameter set.
  • Table 15 shows sizes of coding units according to prediction methods defined in a sequence parameter set (SPS).
  • SPS sequence parameter set
  • max_coding_unit_width_inter representing the width of the largest coding unit among prediction units performing inter prediction
  • max_coding_unit_height_inter representing the height of the largest coding unit among prediction units performing inter prediction
  • the size of the largest coding unit in which intra prediction may be performed may be different from that of.
  • the size of the largest coding unit that performs each prediction may be defined using syntax elements as shown in Table 16 below.
  • a syntax element representing the width of the largest coding unit for performing inter prediction may be defined as max_coding_unit_width_inter, and the height of the largest coding unit for performing inter prediction may be defined as max_coding_unit_height_inter.
  • the information indicating the difference between the width of the coding unit performing inter prediction and the width of the coding unit performing intra prediction to indicate the width of the largest coding unit performing intra prediction.
  • difference_between_inter_intra_height and difference_between_inter_intra_height which is information indicating the difference between the height of the coding unit performing inter prediction and the height of the coding unit performing intra prediction to indicate the height of the largest coding unit performing intra prediction.
  • the width of the maximum coding unit and the height of the maximum coding unit of the coding unit for performing the intra prediction may be indicated.
  • difference_between_inter_intra_width and difference_between_inter_intra_height may be calculated as in Equation 2 below.
  • the size of a coding unit that performs each prediction may be defined using syntax elements as shown in Table 17 below.
  • Max_coding_unit_width_intra representing the width of the largest coding unit among prediction units performing intra prediction
  • max_coding_unit_height_intra representing the height of the largest coding unit among prediction units performing intra prediction
  • the size of a coding unit that performs each prediction may be defined using syntax elements as shown in Table 18 below.
  • the max_coding_unit_size defining the size of the largest coding unit is defined, and the maximum coding unit width for performing intra-picture prediction and inter-screen prediction is max_coding_unit_width for performing intra-picture prediction and inter-screen prediction.
  • the value set in max_coding_unit_size can be used as the value of max_coding_unit_width and max_coding_unit_height. That is, the size of the largest coding unit for performing intra prediction and inter prediction may be set to be the same.
  • the size of a coding unit that performs each prediction may be defined using syntax elements as shown in Table 19 below.
  • the size of a coding unit that performs each prediction may be defined using syntax elements as shown in Table 20 below.
  • Embodiments of Table 15 to Table 20 are embodiments for obtaining information related to the width and height of the largest coding unit for performing inter prediction and the width and height of the maximum coding unit to perform intra prediction. Other implementation methods and embodiments are possible unless otherwise noted.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a block partitioning method for performing intra prediction and inter prediction according to another embodiment of the present invention.
  • a block for performing intra prediction includes a prediction unit 1205 obtained by dividing a coding unit of 2N ⁇ 2N into a prediction unit 1200 of 2N ⁇ 2N using the same size as a coding unit and a coding unit of 2N ⁇ 2N into N ⁇ N. Can be divided into
  • the block for performing inter-screen prediction includes a prediction unit 1210 of 2Nx2N that uses the same size as the coding unit of 2Nx2N, a prediction unit 1215 that divides the coding unit of 2Nx2N into NxN, and a coding unit of 2Nx2N. Can be used by dividing the prediction unit 1220 into 2NxN and the prediction unit 1225 by dividing the coding unit of 2Nx2N into Nx2N.
  • prediction may be performed by dividing the intra prediction and the inter prediction into predetermined categories according to a block division method.
  • Table 21 below divides the intra prediction method into predetermined categories according to the divided prediction unit types.
  • categories of block divisions for performing intra prediction may be divided into one type division method and two type division method.
  • the intra prediction is performed using only a 2N ⁇ 2N block 1200 having the same size of the coding unit and the size of the prediction unit.
  • the size of the coding unit and the prediction unit This is a method of performing intra prediction using a 2Nx2N block 1200 having the same size and an NxN block 1205 obtained by dividing a 2Nx2N size coding unit into four NxN size prediction units.
  • an intra prediction may be performed by dividing a coding unit having a size of 2Nx2N into four coding units having a size of NxN, and may be performed when the size of the coding unit is the smallest coding unit as described above.
  • the size of the unit may be set to various sizes, for example, 128x128, 64x64, 32x32, 16x16, 8x8.
  • Table 22 below divides the inter prediction method into predetermined categories according to the divided prediction unit types.
  • a category of block divisions for performing intra prediction may be divided into three type division methods and four type division methods.
  • the three-shape division method divides a coding unit having a size of 2Nx2N into prediction units of 2Nx2N (1210), 2NxN (1220), and Nx2N (1225). 1215), and the Nx2N 1220 and NxN 1225 are divided into prediction units.
  • the division of the NxN size 1225 may be used only when the size of the coding unit is the minimum coding unit, and the size of the smallest coding unit may be variously set as described above.
  • flag information may be used to set no NxN prediction.
  • the 4x4 prediction unit may be used by using a flag (disable_inter_4x4_flag) that prevents 4x4 prediction or the 4x4 prediction (inter_4x4_enabled_flag) when the size of the minimum coding unit is 8x8. Inter prediction may not be performed.
  • flag information may be defined and used in a predetermined parameter set such as an SPS. Since the above two flags have the same role, the following description will be given based on inter_4x4_enabled_flag in an embodiment of the present invention.
  • the intra-prediction method using the 4x4 prediction unit may be used for the 8x8 sized coding block.
  • the three-shape splitting method cannot use the intra prediction method using the 4x4 prediction unit for the 8x8 coding block. You can use the method.
  • allowInterNxN when the size of the minimum coding unit is 8x8, a flag called allowInterNxN is newly defined to allow inter-screen prediction by dividing into a plurality of 4x4 sized prediction blocks, and thus the size of the coding unit is greater than 8. If it is large or inter_4x4_enabled_flag is 1, allowInterNxN is set to true, and if the size of the coding unit is 8 and inter_4x4_enabled_flag is 0, allowInterNxN can be set to false to implement a 3-type division method or a 4-type division method.
  • Table 23 below is a table that defines the index of cu_split_pred_part_mode, which is a syntax element containing split information when the value of allowInterNxN is true, and Table 24 is an index of cu_split_pred_part_mode, which is a syntax element containing split information when the value of allowInterNxN is false. Table that defines.
  • NxN block is used when performing inter-screen prediction when the index value of cu_spilt_pred_part_mode is 5, but if the value of allowInterNxN is false, the index value of cu_spilt_pred_part_mode is 5 , NxN blocks are not used when performing inter prediction. That is, if the value of allowInterNxN is true, a three-part partitioning method is used. If the value of allowInterNxN is false, a four-part partitioning method is used.
  • inter_4x4_enabled_flag a flag indicating whether inter-screen prediction is possible using a 4x4 block as a prediction unit in inter-screen prediction
  • a flag indicating whether splitting is possible in a plurality of prediction units in a minimum coding unit may be used.
  • the intra prediction method it may be determined whether to use one type split or two type split according to whether the size of the coding unit is equal to the minimum coding unit.
  • a form 1 partitioning method and a form 2 partitioning method which is a partition type of a block used when performing intra prediction
  • a form 3 partitioning method which is a partition type of a block used when performing inter prediction.
  • the combination of the form division method is shown. That is, the categories of the block divisions used in the intra prediction methods and the inter prediction methods described in Tables 21 and 22 may be used in various combinations to determine the block division methods used for the prediction of the pictures.
  • I-slices that contain only coding units that include prediction units that use intra-picture prediction, use the 1-part partitioning method and 2-part partitioning using the method shown in Table 23 below. Related information can be transmitted.
  • Table 25 Partition mode Transformation unit size signal One form of division method 2Nx2N Two form division method 2Nx2N 0 for minimum coding unit NxN 1 for minimum coding unit
  • partitioning information may be expressed without additional bits representing the partitioning method.
  • 2Nx2N is used as the prediction unit for performing the intra prediction
  • the prediction for performing the intra prediction In order to indicate whether a unit is 2Nx2N or NxN, a partition type may be expressed using specific bit information.
  • the coding unit is the minimum coding unit and the size of the prediction unit for performing the intra prediction is equal to the size of the coding unit (2Nx2N)
  • information about whether the current coding unit is split may be represented by 0.
  • the coding unit is a minimum coding unit and the size of the prediction unit for performing intra prediction is set to a size obtained by dividing the coding unit into four (NxN)
  • information on whether the current coding unit is split may be expressed as one.
  • the binary encoding method and binary bits for expressing the predetermined information described above may vary according to the binary encoding method as an embodiment, and such modifications are included in the scope of the present invention.
  • a combination of one type splitting method and two shape splitting method for performing intra prediction and a three shape splitting method and a four shape splitting method for performing inter prediction are used. Can be.
  • Table 26 is a table showing signal bits for transmitting information of a prediction unit used in a coding unit using intra picture prediction and a prediction unit used in a coding unit using inter screen prediction according to an embodiment of the present invention.
  • Table 26 Forecast method Partition mode Transformation unit size signal In-screen prediction method 1 mode division method 2Nx2N 000 How to predict between screens 3 mode division method 2Nx2N One 2NxN 01 Nx2N 001
  • the split information of the current inter prediction may be expressed using inter_4x4_enabled_flag.
  • the coding unit uses intra prediction
  • the signal is 000
  • the specific coding unit uses inter prediction
  • the prediction unit of 2Nx2N is used
  • the prediction unit of 1, 2NxN is 01
  • the prediction is Nx2N.
  • it may be represented by 001
  • the prediction unit used in the current coding unit may be expressed by using the binary code.
  • the decoder may be provided with the prediction method and the method of splitting the coding unit used in the coding unit of the current frame based on the binary code information.
  • Table 27 is a table showing signal bits for transmitting information of a prediction unit used in a coding unit using intra picture prediction and a prediction unit used in a coding unit using inter screen prediction according to another embodiment of the present invention. to be.
  • Table 27 Forecast method Partition mode Transformation unit size signal In-screen prediction method 1 mode division method 2Nx2N 000 0000 for the minimum coding unit How to predict between screens 4 mode division method 2Nx2N One 2NxN 01 Nx2N 001 NxN 0001 for the minimum coding unit
  • the specific coding unit uses intra prediction at the minimum coding unit size, it is not 0000 minimum coding unit size, but if the intra coding is used, 000 is the prediction unit of 2Nx2N. 1, 2NxN prediction unit, 01, Nx2N prediction unit, 001, NxN prediction unit, and NxN prediction unit, 0001.
  • split information of the current coding unit can be expressed.
  • the split information of the current inter prediction may be expressed using inter_4x4_enabled_flag.
  • the decoder may be provided with the prediction method used in the coding unit of the current frame and the splitting method information of the coding unit based on the binary code information.
  • the partition used for the intra prediction Binary code to indicate the type of may not be used.
  • Table 28 is a table illustrating signal bits for transmitting information of a prediction unit used in a coding unit using intra picture prediction and a prediction unit used in a coding unit using inter screen prediction according to an embodiment of the present invention.
  • Table 28 Forecast method Partition mode Transformation unit size signal In-screen prediction method 2 mode division method 2Nx2N 000 0000 for the minimum coding unit NxN 0001 for the minimum coding unit How to predict between screens 4 mode division method 2Nx2N One 2NxN 01 Nx2N 001
  • a particular coding unit uses intra prediction, how to divide the current coding unit into prediction units by allocating binary codes differently depending on which division method of two-shape splitting is used and whether the current coding unit is a minimum coding unit. Can be encoded.
  • the intra coding is not the minimum coding unit, only 2Nx2N splitting is used, and in the case of the minimum coding unit, 2Nx2N and NxN splitting are used, and thus, when the minimum coding unit is used, it indicates which division method was used in the coding unit that performs the intra prediction.
  • the binary coding bits that can be set differently may be expressed to express the method of splitting the current coding unit.
  • the allocation of the binary coded bits may be different.
  • the size information of the coding unit can be determined in advance, when the 2N ⁇ 2N size division is performed, the size of the current coding unit is the minimum coding unit. It is also possible to assign the same bits regardless of whether or not.
  • the split information may not be binary encoded separately, or the minimum coding unit may be NxN. Only when splitting is performed, splitting information for intra prediction of the current coding unit may be expressed by transmitting binary information based on a specific binary code.
  • Table 29 is a table illustrating signal bits for transmitting information of a prediction unit used in a coding unit using intra picture prediction and a prediction unit used in a coding unit using inter screen prediction according to an embodiment of the present invention.
  • a particular coding unit uses intra prediction, how to divide the current coding unit into prediction units by allocating binary codes differently depending on which division method of two-shape splitting is used and whether the current coding unit is a minimum coding unit. Can be encoded.
  • any splitting method in the coding unit performing intra prediction in the minimum coding unit is used.
  • a different binary code that can indicate whether or not to be used can be expressed the method of splitting information of the current coding unit.
  • the time used to encode an image and the time used to decode the image can be reduced by dividing blocks used for intra-picture prediction and inter-screen prediction of an image into specific categories.
  • the binary encoding method for indicating the specific partition type information in Tables 25 to 29 may be used in various ways, and is not limited to the binary encoding method shown in Tables 25 to 29.
  • a partitioning method used in a mapping table including mapping information between the partitioning method and the binary code may be used to allocate a binary code having fewer bits.
  • a specific partitioning method is used to implement this method, the binary encoding bits of the partitioning method to which the relatively smaller binary encoding bits located immediately above the mapping table order are allocated and the binary encoding bits assigned to the partitioning method currently used. By changing each other, it is possible to assign a small number of bits to a division method that is used frequently.
  • a method of changing the allocation of binary coding on the mapping table by using the counter may be used.
  • split information of coding units may be represented as independent information as shown in Tables 25 to 29, for example, when a prediction unit performs inter prediction, among prediction methods (eg, Merge, AMVP, SKIP, etc.) It is also possible to define new flag information as shown in Tables 23 and 24 in combination with additional information such as information relating to which method was used.
  • prediction methods eg, Merge, AMVP, SKIP, etc.
  • the binary signals used in Tables 25 to 29 are arbitrary and additional information can be obtained from other syntax structures, the binary signals for expressing the splitting method of the current coding unit may be changed or specified binary. A method of estimating without using a signal may be used to express a method of dividing a current coding unit.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a method of dividing a block for performing prediction into a predetermined category according to another embodiment of the present invention.
  • a near intra prediction may be additionally used as an intra prediction.
  • the intra-prediction method is additionally used as the intra-prediction method
  • 2Nxh (1300) and hx2N (1305) may be added as a division unit that may be used to perform the intra prediction, and a combination of additional division methods of the coding unit may be Can be generated.
  • symmetric motion partitioning (AMP) is also used in the same sense.
  • Method can be used additionally.
  • 2NxnU 1310, 2NxnD 1315, hLx2N 1320, and nRx2N 1325 may be used as a division unit that may be used when performing inter prediction. That is, the short range intra prediction method and the asymmetric motion division method may be generated in various combinations as shown in Tables 25 to 29 above and used for prediction in a given slice.
  • the image encoding and image decoding method described above may be implemented in each component of each of the image encoder and the image decoder apparatus described above with reference to FIGS. 1 and 2.

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Abstract

블록 분할 방법 및 복호화 장치가 개시되어 있다. 영상 복호화 방법은 소정의 화면 내 예측 모드로 화면 내 예측이 수행되는 하나의 예측 단위를 복수의 변환 단위로 분할하는 단계와 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 상기 복수의 변환 단위 각각에 대해 화면 내 예측이 수행되는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 영상 부호화 효율을 높일 수 있다.

Description

블록 분할 방법 및 복호화 장치
본 발명은 블록 분할 방법 및 복호화 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
본 발명의 제1 목적은 영상 부호화 효율을 증가시키기 위해 복수의 변환 단위를 기초로 화면 내 예측을 수행하는 영상 복호화 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 낮은 복잡도의 복호화를 수행하기 위해 부호화 단위의 크기에 따라 예측을 수행하는 예측 단위를 다르게 설정하는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 복호화 방법은 소정의 화면 내 예측 모드로 화면 내 예측이 수행되는 하나의 예측 단위를 복수의 변환 단위로 분할하는 단계와 상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 상기 복수의 변환 단위 각각에 대해 화면 내 예측이 수행되는 단계를 포함할 수 있다. 상기 소정의 화면 내 예측 모드로 화면 내 예측이 수행되는 하나의 예측 단위를 복수의 변환 단위로 분할하는 단계는 상기 예측 단위의 크기가 2Nx2N일 경우, 상기 복수의 변환 단위의 크기는 NxN의 크기를 가지고 분할될 수 있다. 상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 상기 복수의 변환 단위 각각에 대해 화면 내 예측이 수행되는 단계는 상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 제1 변환 단위를 예측한 후 복원하는 단계, 상기 제1 변환 단위를 복원한 결과 및 상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 제2 변환 단위를 예측한 후 복원하는 단계, 상기 제1 변환 단위 및 상기 제2 변환 단위를 복원한 결과 및 상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 제3 변환 단위를 예측한 후 복원하는 단계 및 상기 제1 변환 단위, 상기 제2 변환 단위 및 상기 제3 변환 단위를 복원한 결과 및 상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 제4 변환 단위를 예측한 후 복원하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 상술한 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 복호화 방법은 부호화 단위의 크기를 판단하는 단계와 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우, 상기 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우, 상기 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하는 단계는 상기 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 표시하는 구문 요소 정보를 기초로 상기 부호화 단위의 분할 여부 정보를 제공받을 수 있다. 상기 구문 요소 정보는 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위보다 큰 경우와 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위와 동일한 경우에 다른 인덱스 값을 가지고 정의될 수 있다. 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우, 상기 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하는 단계는 상기 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이고 상기 부호화 단위가 화면 내 예측을 수행하는 NxN 크기의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우, 상기 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하는 단계는 2Nx2N 크기의 부호화 단위에서 화면 간 예측을 수행시 NxN 크기의 예측 단위를 사용하는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 2Nx2N 크기의 부호화 단위에서 화면 간 예측을 수행시 NxN 크기의 예측 단위를 사용하는지 여부를 판단하는 것은 소정의 플래그 정보를 기초로 화면 간 예측을 수행시 소정의 부호화 단위 크기에서 화면 간 예측을 수행시 NxN 크기의 예측 단위를 사용하는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 2Nx2N 크기의 부호화 단위에서 화면 간 예측을 수행시 NxN 크기의 예측 단위를 사용하는지 여부를 판단하는 것은 화면 간 예측에서 4x4 크기의 예측 단위를 사용할지 여부를 판단할 수 있다. 상기 영상 복호화 방법은 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 2Nx2N 단위의 부호화 단위가 NxN 크기의 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하지 않는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 2Nx2N 단위의 부호화 단위가 NxN 크기의 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하지 않는 단계는 소정의 구문 요소의 정의를 기초로 한 인덱스 값을 기초로 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 2Nx2N 단위의 부호화 단위가 NxN 크기의 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하지 않을 수 있다. 상기 부호화 단위는 부호화 단위의 크기를 정의하는 구문 요소를 기초로 화면 내 예측을 수행하는 최대 부호화 단위의 크기와 화면 간 예측을 수행하는 최대 부호화 단위의 크기를 설정할 수 있다. 상기 부호화 단위는 변환 단위로 설정되어 역변환될 수 있다. 상기 부호화 단위는 예측 단위로 설정되고, 화면 내 예측을 수행하는 부호화 단위의 크기와 화면 간 예측을 수행하는 부호화 단위의 크기를 상이하게 설정하여 예측을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 블록 분할 방법 및 복호화 장치 에 따르면, 계수에 대한 엔트로피 부호화를 수행 시 계수의 성질에 따라 엔트로피 부호화 모드를 다르게 하여 엔트로피 부호화하고 새롭게 정의된 엔트로피 부호화 모드를 기초로 엔트로피 복호화를 수행하고, 구문 요소값과 코드 번호를 매핑하는 인덱스 매핑 테이블을 적응적으로 변화시켜 엔트로피 부호화 및 복호화를 수행할 수 있다.
따라서, 영상 부호화에 필요한 비트수가 감소하여 영상 부호화 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화기를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행시 사용되는 참조 픽셀을 생성하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블록의 분할 구조를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예측 단위에 따른 참조 픽셀을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예측 단위에 따른 참조 픽셀을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측 방법을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 근거리 화면 내 예측 방법을 이용한 화면 내 예측을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부호화 단위의 분할 방법을 나타낸 개념도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측 및 화면 간 예측을 수행하기 위한 블록 분할 방법을 나타낸 개념도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예측을 수행하는 블록을 소정의 범주로 구분하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 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 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 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. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(105), 예측부(110), 변환부(115), 양자화부(120), 재정렬부(125), 엔트로피 부호화부(130), 역양자화부(135), 역변환부(140), 필터부(145) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성 단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
픽쳐 분할부(105)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(105)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위의 의미를 부호화를 하는 단위라는 의미뿐만 아니라 복호화를 하는 단위의 의미로 사용할 수 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할되거나 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 하나의 예측 단위의 형태가 다른 예측 단위의 형태와 다른 형태를 가지고 분할될 수 있다.
부호화 단위를 기초로 화면 내 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위(NxN)으로 분할하지 않고 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
예측부(110)는 화면 간 예측을 수행하는 화면 간 예측부와 화면 내 예측을 수행하는 화면 내 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 화면 간 예측을 사용할 것인지 또는 화면 내 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 화면 내 예측 모드, 움직임 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(115)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 코딩부(130)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(110)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다
화면 간 예측부는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수 있다. 화면 간 예측부는 참조 픽쳐 보간부, 움직임 예측부, 움직임 보상부가 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
움직임 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 움직임 예측을 수행할 수 있다. 움직임 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 움직임 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 움직임 벡터값을 가질 수 있다. 움직임 예측부에서는 움직임 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 움직임 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction)방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
화면 내 예측부는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 화면 간 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 화면 간 예측을 수행한 픽셀일 경우, 면 간 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 화면 내 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
화면 내 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보을 사용하지 않는 비 방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측한 화면 내 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 화면 내 예측을 수행하지만, 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 화면 내 예측을 사용할 수 있다.
화면 내 예측 및 화면 간 예측을 수행시 예측이 수행되는 예측 단위가 아닌부호화 단위를 기준으로 수행될 수 있다. 또한 예측을 수행되는 최대 부호화 단위의 크기를 화면 내 예측을 수행하는 경우와 화면 간 예측을 수행하는 경우에 있어서 다르게 설정하여 예측을 수행할 수 있다. 또한, 화면 간 예측을 수행하는 블록 및 화면 내 예측을 수행하는 조합을 서로 다르게 설정하여 예측을 수행함으로써 분할에 사용되는 예측 단위의 형태를 서로 다르게 할 수 있다.
화면 내 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 화면 내 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 화면 내 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 화면 내 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 화면 내 예측 모드가 동일할 경우, 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이할 경우, 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(110)에서 생성된 예측 단위을 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(115)로 입력될 수 있다. 변환부(115)에서는 원본 블록과 예측부(110)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual) 정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Transform)와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지 DST를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
변환을 수행시 변환 단위가 아닌 부호화 단위를 기준으로 변환을 수행할 수 있다.
양자화부(120)는 변환부(115)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(120)에서 산출된 값은 역양자화부(135)와 재정렬부(125)에 제공될 수 있다.
재정렬부(125)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(125)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(125)에서는 지그재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 지그 재그 스캔 방법이 아닌 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔 방법, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔 방법이 사용될 수 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 지그재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(130)는 재정렬부(125)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(130)는 재정렬부(125) 및 예측부(110)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 움직임 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(130)에서는 재정렬부(125)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(130)에서는 가변 길이 부호화 테이블(Variable Length Coding Table)과 같은 엔트로피 부호화를 수행하기 위한 테이블이 저장될 수 있고 저장된 가변 길이 부호화 테이블을 사용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화를 수행함에 있어서 테이블에 포함된 일부의 코드 워드(Codeword)에 카운터(Counter)를 이용한 방법 또는 직접 변환(Direct Swapping)방법을 사용하여 해당 정보의 코드 번호에 대한 코드 워드 할당을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 코드 번호와 코드 워드를 매핑하는 테이블에서 적은 비트수의 코드 워드가 할당된 상위 몇 개의 코드 번호의 경우, 카운터를 사용해 코드 번호의 합산된 발생 횟수가 가장 많은 코드 번호에 짧은 길이의 코드 워드를 할당할 수 있도록 적응적으로 코드 워드와 코드 번호를 매핑하는 테이블의 매핑 순서를 바꿀 수 있다. 카운터에서 카운팅된 횟수가 소정의 임계값에 이른 경우, 카운터에 기록된 카운팅 횟수를 반으로 나누어 다시 카운팅을 수행할 수 있다.
카운팅을 수행하지 않는 테이블 내의 코드 번호는 직접 변환(Direct Swapping) 방법을 사용하여 코드 번호에 해당하는 정보가 발생할 경우, 바로 위의 코드 번호와 자리를 변환하는 방법을 통해 해당 코드 번호에 할당되는 비트 수를 적게하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다.
역양자화부(135) 및 역변환부(140)에서는 양자화부(120)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(115)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(135) 및 역변환부(140)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(110)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(145)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터(145)는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링을 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF (Adaptive Loop Filter)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF의 크기 및 계수는 달라질 수 있다. ALF는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 필터에 그에 따라 포함되는 계수의 갯수도 달라질 수 있다. 이러한 ALF의 필터링 관련 정보(필터 계수 정보, ALF On/Off 정보, 필터 형태 정보)는 비트스트림에서 소정의 파라메터 셋에 포함되어 전송될 수 있다.
메모리(155)는 필터부(145)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 화면 간 예측을 수행 시 예측부(110)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화기를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(2110), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 엔트로피 부호화를 수행하기 위해 사용된 VLC 테이블은 엔트로피 복호화부에서도 동일한 가변 길이 부호화 테이블로 구현되어 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 복호화부(210)에서 복호화된 정보 중 예측 블록을 생성하기 위한 정보는 예측부(230)로 제공되고 엔트로피 복호화부에서 엔트로피 복호화를 수행한 잔차값은 재정렬부(215)로 입력될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서도 엔트로피 부호화부와 마찬가지로 카운터(Counter) 또는 직접 변환(Direct Swapping) 방법을 이용해 코드 워드 할당 테이블을 변화시킬 수 있고, 변화된 코드 워드 할당 테이블에 기초하여 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다.
부호화기에서 수행된 화면 내 예측 및 화면 간 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다. 전술한 바와 같이 영상 부호화기에서 화면 내 예측 및 화면 간 예측을 수행시 소정의 제약이 있는 경우, 이러한 제약을 기초로 한 엔트로피 복호화를 수행해 현재 블록에 대한 화면 내 예측 및 화면 간 예측에 관련된 정보를 제공받을 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 DCT 및 DST에 대해 역DCT 및 역 DST를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 부호화기의 변환부에서는 DCT와 DST는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 선택적으로 수행될 수 있고, 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 영상 부호화기의 변환부에서 수행된 변환 정보를 기초로 역변환을 수행할 수 있다.
변환을 수행시 변환 단위가 아닌 부호화 단위를 기준으로 변환을 수행할 수 있다.
예측부(230)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(2145)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 화면 내 예측을 수행하지만, 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 화면 내 예측을 사용할 수 있다.
화면 내 예측 및 화면 간 예측을 수행시 예측이 수행되는 예측 단위가 아닌부호화 단위를 기준으로 수행될 수 있다. 또한 예측을 수행되는 최대 부호화 단위의 크기를 화면 내 예측을 수행하는 경우와 화면 간 예측을 수행하는 경우에 있어서 다르게 설정하여 예측을 수행할 수 있다. 또한, 화면 간 예측을 수행하는 블록 및 화면 내 예측을 수행하는 조합을 서로 다르게 설정하여 예측을 수행함으로써 분할에 사용되는 예측 단위의 형태를 서로 다르게 할 수 있다.
예측부(230)는 예측 단위 판별부, 화면 간 예측부 및 화면 내 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부에서 입력되는 예측 단위 정보, 화면 내 예측 방법의 예측 모드 정보, 화면 간 예측 방법의 움직임 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 화면 간 예측을 수행하는지 아니면 화면 내 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 화면 간 예측부는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 화면 간 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 화면 간 예측을 수행할 수 있다.
화면 간 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 움직임 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode) 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
화면 내 예측부는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 화면 내 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 화면 내 예측부에는 AIS 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 화면 내 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소을 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(235)로 제공될 수 있다. 필터부(235)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다. 영상 부호화기에서와 마찬가지로 우선 수직 디블록킹 필터링 및 수평 디블록킹 필터링을 수행하되, 겹치는 부분에 있어서는 수직 디블록킹 및 수평 디블록킹 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 수직 디블록킹 필터링 및 수평 디블록킹 필터링이 겹치는 부분에서 이전에 수행되지 못한 수직 디블록킹 필터링 또는 수평 디블록킹 필터링이 수행될 수 있다. 이러한 디블록킹 필터링 과정을 통해서 디블록킹 필터링의 병행 처리(Parallel Processing)이 가능하다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 필터링을 수행 후 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 ALF를 적용할 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 Coding Unit을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화 뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행시 사용되는 참조 픽셀을 생성하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 화면 내 예측을 수행시 참조 픽셀은 현재 블록의 좌측 상단 픽셀의 좌표를 (xB, yB) 라고 할 경우, (xB-1, yB-1), (xB-1+x, yB-1), (xB-1, yB-1+y)에 위치한 픽셀이 될 수 있다(여기서, x는 0에서 2nS-1까지의 정수, y는 0에서 2nS-1까지의 정수).
만약 예측 단위가 슬라이스의 경계에 위치하여 참조 픽셀이 존재하지 않는 경우 또는 CIP(Constraint Intra Prediction)을 수행하여 현재 예측 단위의 참조 픽셀을 포함하는 예측 단위의 예측이 화면 간 예측으로 예측된 경우와 같이 화면 내 예측에 참조 픽셀이 가용하지 않은 경우, 해당 참조 픽셀의 값을 다른 참조 픽셀의 값으로 변경하여 화면 내 예측에 가용한 참조 픽셀값으로 사용할 수 있다.
가용하지 않은 참조 픽셀은 주변의 가용한 참조 픽셀의 값 또는 주변의 가용한 참조 픽셀들의 평균값을 통해 산출될 수 있다. 예를 들어, 현재 예측 단위의 상단에 위치한 블록이 화면 간 예측을 수행하여 참조 픽셀이 가용하지 않은 경우, 가용한 좌측 참조 픽셀(300)과 가용한 우측 참조 픽셀(305)을 사용하여 가용한 좌측 참조 픽셀(300)의 화소값과 가용한 우측 참조 픽셀(305)의 화소값의 평균값을 산출하여 가용하지 않은 참조 픽셀의 화소값으로 사용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
또 다른 예로, 가용하지 않은 참조 픽셀의 값 주변에 가용한 참조 픽셀(310)이 하나만 존재하는 경우, 가용한 참조 픽셀(310)을 가용하지 않은 참조 픽셀의 픽셀값으로 사용함으로써 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 모든 참조 픽셀의 픽셀값이 가용하다고 가정하나, 본 발명의 권리 범위가 반드시 모든 참조 픽셀이 가용한 경우에 한정되지 않고, 위와 같은 추가적인 참조 픽셀 생성 과정을 거쳐 화면 내 예측에 가용하지 않은 참조 픽셀을 화면 내 예측에 가용한 참조 픽셀로 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 블록의 분할 구조를 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 하나의 부호화 단위는 적어도 하나의 부호화 단위, 예측 단위, 변환 단위로 분할될 수 있다. 예를 들어, 제1 부호화 단위(400)은 쿼드 트리 구조를 이용해 복수개의 제2 부호화 단위(410)으로 분할될 수 있다. 분할된 제2 부호화 단위(410)는 복수의 예측 단위(420)로 분할될 수 있고 분할된 복수의 예측 단위(420) 중 하나의 예측 단위는 다시 복수의 변환 단위(430)로 분할될 수 있다.
화면 내 예측 또는 화면 간 예측은 예측 단위에서 수행되는데, 예측 단위에서 화면 내 예측 부호화를 수행하는 경우, 화면 내 예측을 수행하기 위한 참조 픽셀 정보는 예측 단위가 하나의 변환 단위로 분할되었는지 아니면 복수의 변환 단위로 분할되었는지 여부에 따라 변할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예측 단위에 따른 참조 픽셀을 나타낸 개념도이다.
도 5를 참조하면, 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 도 3에서 전술한 바와 같이 가용하지 않은 참조 픽셀은 가용한 참조 픽셀을 기초로 픽셀값을 생성할 수 있다. 예측 모드에 따라 도 5의 상단과 같은 범위의 참조 픽셀이 사용될 수 있으나, 예측 모드에 따라 도 5의 하단과 같이 예측에 사용되는 참조 픽셀의 범위가 확장될 수 있다. 즉, 참조 픽셀의 범위는 예측 모드에 따라 달라질 수 있고 이하, 본 발명의 실시예에서는 도 5의 하단과 같이 참조 픽셀을 사용하는 것으로 가정하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예측 단위에 따른 참조 픽셀을 나타낸 개념도이다.
도 6을 참조하면, 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
하나의 예측 단위(600)가 복수개의 변환 단위(605, 610, 615, 620)로 분할되고, 분할된 변환 단위(605, 610, 615, 620)에 따른 참조 픽셀을 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 변환 단위(620)는 변환 단위(620)의 좌측에 존재하는 참조 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 참조 픽셀, 상단에 존재하는 참조 픽셀의 픽셀값을 기초로 변환 단위에 대해 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
하나의 예측 단위(600)가 복수개의 변환 단위(605, 610, 615, 620)로 분할된 경우, 예측의 순서는 z-스캔 순서를 사용하여 변환 단위(605), 변환 단위(610), 변환 단위(615), 변환 단위(620)의 순서로 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7을 참조하면, 하나의 예측 단위가 화면 내 예측을 수행하고 복수의 변환 단위로 분할되었다고 가정할 수 있고 복수의 변환 단위에 대해서 z-스캔 순서를 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이 각각의 변환 단위는 동일한 예측 모드를 가지고 참조 픽셀의 정보를 달리하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
제1 변환 단위(700)은 z-스캔 순서상 첫번째인 제1 변환 단위(700)의 좌측에 존재하는 참조 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 참조 픽셀, 상단에 존재하는 참조 픽셀의 픽셀값을 기초로 변환 단위에 대해 화면 내 예측을 수행한다. 제1 변환 단위(700)에 대해 화면 내 예측을 수행하여 제1 변환 단위(700)가 복원 되면 제1 변환 단위(700)가 복원된 복원 블록에 포함된 픽셀값을 제2 변환 단위(710)를 화면 내 예측하기 위한 참조 픽셀로 사용하여 제2 변환 단위(710)의 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 제1 변환 단위(700)의 화면 내 예측 후, 복원 결과로 생성된 제2 변환 단위(710)의 좌측에 존재하는 참조 픽셀 및 좌측 상단에 존재하는 참조 픽셀, 상단에 존재하는 참조 픽셀의 픽셀값을 기초로 제2 변환 단위(710)에 대해 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 동일한 방법으로 제1 변환 단위(700)와 제2 변환 단위(710)의 화면 내 예측을 수행한 결과를 기초로 생성된 복원 블록에 포함된 참조 픽셀을 제3 변환 단위(720)의 참조 픽셀로 하여 제3 변환 단위(720)에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 제4 변환 단위(730)는 z-스캔 순서상 마지막으로 화면 내 예측을 수행하는 변환 단위로써 제1 변환 단위(700), 제2 변환 단위(710) 및 제3 변환 단위(720)의 화면 내 예측을 수행한 결과로 생성된 복원 블록에 포함된 참조 픽셀을 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 방법에서는 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 변환 단위를 스캔하는 스캔 순서는 z-스캔 순서가 아닌 다른 스캔 방법을 사용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8을 참조하면, SDIP(Short Distance Intra Prediction, 이하, 근거리 화면 내 예측이라는 용어도 SDIP와 동일한 의미로 사용함.)를 사용하여 화면 내 예측을 수행하는 경우, 하나의 예측 단위는 하나의 변환 단위(800) 또는 복수개의 변환 단위(810, 820, 830, 840)로 분할될 수 있다.
예를 들어, 4x16, 16x4, 2x8 또는 8x2와 같은 예측 단위를 사용할 경우, 변환을 수행하기 위해서는 하나의 예측 단위(4x16, 16x4, 2x8 또는 8x2)와 동일한 크기를 가진 블록을 변환을 수행하기 위한 변환 단위로 삼거나, 예측 단위의 크기가 4x16, 16x4인 경우는 4x4 크기의 변환 단위, 예측 단위가 2x8 또는 8x2 크기인 경우는 2x2 크기의 복수개의 변환 단위로 분할하여 변환을 수행할 수 있다.
근거리 화면 내 예측을 이용한 화면 내 예측에서 변환을 수행하기 위해서 하나의 예측 단위를 변환 단위로 사용할 경우, 도 3에서 전술한 바와 같이 예측 단위의 주변 참조 픽셀을 이용하여 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
근거리 화면 내 예측을 이용한 화면 내 예측에서 변환을 수행하기 위해서 하나의 예측 단위를 변환 단위로 사용할 경우는 변환 단위의 주변 픽셀 정보를 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 근거리 화면 내 예측 방법을 이용한 화면 내 예측을 나타낸 개념도이다.
도 9를 참조하면, 첫번째인 제1 변환 단위(900)의 좌측에 존재하는 참조 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 참조 픽셀, 상단에 존재하는 참조 픽셀의 픽셀값을 기초로 변환 단위에 대해 화면 내 예측을 수행한다. 제1 변환 단위(900)의 화면 내 예측을 수행한 결과를 기초로 생성된 복원 블록에 포함된 픽셀 정보를 제2 변환 단위(910)의 상단 참조 픽셀로 활용하여 제2 변환 단위(910)의 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 제2 변환 단위(910)의 상단에 존재하는 참조 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 참조 픽셀과 제2 변환 단위의 좌측에 존재하는 참조 픽셀의 픽셀값을 기초로 제2 변환 단위(910)에 대해 화면 내 예측을 수행하고, 제2 변환 단위(910)의 화면 내 예측을 수행한 결과를 기초로 생성된 복원 블록을 기초로 제2 변환 단위(910)에 대해 화면 내 예측을 수행한 방법과 동일한 방법으로 제3 변환 단위(920)에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 제4 변환 단위(930)는 제3 변환 단위(920)에서 화면 내 예측을 수행한 결과를 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, 화면 내 예측을 수행하기 위해 예측 단위가 복수의 변환 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단한다(단계 S1000).
전술한 바와 같이 하나의 예측 단위가 하나의 변환 단위로 분할되었는지 아니면, 복수의 변환 단위로 분할되었는지 여부에 따라 화면 내 예측을 수행하기 위한 참조 픽셀이 달라질 수 있으므로, 현재 예측 단위가 복수의 분할 단위로 분할되어있는지 여부를 나타내는 분할 정보 표시 플래그를 이용하여 현재 예측 단위가 복수의 변환 단위로 분할되었는지 여부를 판단한다.
예측 단위가 더 이상의 변환 단위로 분할될 수 없는 특정한 예측 단위의 크기에서는 예측 단위가 변환 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하는 단계가 생략될 수 있다.
예측 단위가 복수로 분할되지 않은 경우, 예측 단위의 주변 참조 픽셀을 기초로 화면 내 예측을 수행한다(단계 S1010).
도 5와 같이 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일한 경우, 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
예측 단위가 복수의 변환 단위로 분할된 경우, 변환 단위의 주변 참조 픽셀을 기초로 화면 내 예측을 수행한다(단계 S1020).
예측 단위가 복수인 경우, 도 7 또는 도 9에서 전술한 바와 같이 소정의 순서로 변환 단위별로 다른 참조 픽셀 정보를 사용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 변환 단위별 화면 내 예측을 수행할 경우, 화면 내 예측을 수행하는 순서상 화면 내 예측을 먼저 수행한 변환 단위의 복원된 화소 정보는 다음 화면 내 예측을 수행하는 변환 단위의 참조 픽셀 정보로 사용될 수 있다.
복호화부에서 화면 내 예측을 수행하기 위해서는 픽쳐에서 예측 단위가 어디에 위치하는지를 지시하는 위치 정보, 예측 단위의 크기 정보, 예측 단위가 복수개의 변환 단위로 분할되었는지 여부에 관련된 정보, 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보, 예측 단위의 화면 내 예측이 휘도 정보에 대해 수행된 것인지 아니면 색차 정보에 대해 수행된 것인지에 관한 정보 등 다양한 화면 내 예측과 관련된 정보를 입력 받을 수 있다.
예측 단위가 복수개의 변환 단위로 분할되었는지 여부에 관련된 정보는 변환 단위로의 분할 여부를 판단할 수 있는 변환 단위 분할 플래그 정보(예를 들어, split_transform_flag)와 같은 정보를 기초로 산출될 수 있다.
예를 들어, 변환 단위 분할 플래그 정보가 1인 경우, 하나의 예측 단위는 복수의 변환 단위로 분할되고, 변환 단위의 크기(log2TrafoSize)가 예측 단위의 반으로 줄어 들고 변환 깊이(trafoDepth)는 1이 증가할 수 있다. 분할된 각각의 변환 단위는 동일한 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
도 8에서와 같이 만약 현재 예측 단위가 복수개의 변환 단위로 분할되고 현재 예측 단위가 근거리 화면 내 예측 방법을 사용하는 직사각형 형태인 경우, 변환 단위 분할 플래그 정보를 기초로 각 변환 단위는 복수개의 정사각형으로 분할될 수 있고 각 변환 단위는 동일한 화면 내 예측 모드를 기초로 각각의 변환 단위의 주변 참조 픽셀 정보를 이용해 화면 내 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
변환 단위 분할 플래그 정보는 예측 단위가 복수의 변환 단위로 분할되는지 여부를 나타내는 정보로 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 다른 플래그 정보로 예측 단위가 복수의 변환 단위로 분할되어 있는지 여부를 표현하는것도 가능하다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부호화 단위의 분할 방법을 나타낸 개념도이다.
도 11을 참조하면, 부호화 단위의 크기에 따른 화면 내 예측을 수행시 복수개의 분할 가능성이 생길 수 있다.
도 11의 좌측은 부호화 단위로 분할될 수 있는 조합을 나타내고, 도 11의 우측은 좌측의 부호화 단위가 예측 단위로 분할될 수 있는 조합을 나타낸 것이다. 설명의 편의상 특정 크기의 부호화 단위에 대해서만 간략하게 개시한다.
16x16 크기의 부호화 단위에 대하여 예측 단위를 생성하는 방법으로 첫번째로 부호화 단위와 동일한 크기의예측 단위인 16x16 크기의 예측 단위를 사용하여 화면 내 예측을 하는 방법과 복수의 8x8 크기의 예측 단위로 나누어서 화면 내 예측을 수행하는 방법(1100)이 있다.
다음으로 16x16 크기의 부호화 단위를 4개의 8x8 크기의 부호화 단위로 분할한 블록을 기초로 각각의 부호화 단위의 크기와 동일한 예측 단위을 사용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법, 좌측 상단에 위치한 부호화 블록을 복수의 예측 단위로 분할하여 화면 내 예측을 수행하는 방법 등, 화면 내 예측을 수행하기 위한 다양한 방법이 존재할 수 있다.
도 11을 다시 참조하면, 16x16 부호화 단위에 대해 복수의 예측 단위를 사용하여 예측하는 방법(1100)과 16x16 부호화 단위가 복수의 부호화 단위로 분할되고 복수의 부호화 단위에 대해 부호화 단위와 동일한 크기의 예측 단위(2Nx2N)를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법(1110)이 동일한 예측 단위를 가진 블록임을 알 수 있다. 즉, 가장 작은 부호화 단위가 아니면 부호화 단위를 NxN의 예측 단위로 분할하여 화면 내 예측을 수행하면 동일한 예측 단위에 대해 두번의 동일한 분할 절차를 사용하게 된다. 이러한 불필요한 동일 절차를 방지하기 위해 화면 내 예측에서는 최소의 부호화 단위 크기일 경우에만 복수의 예측 단위로 분할될 수 있다.
최소 부호화 단위의 크기는 소정의 파라메터 집합에서 정의될 수 있다. 예를 들어, 가장 작은 부호화 단위의 크기 정보를 포함한 플래그 정보와 가장 작은 부호화 단위와 가장 큰 부호화 단위의 차이 정보를 포함한 플래그 정보를 이용하여 가장 작은 부호화 단위의 크기 정보와 가장 큰 부호화 단위의 크기 정보를 알 수 있다. 파라메터 집합에서 제공받은 부호화 단위의 크기 정보를 기초로 화면 내 예측을 수행시 최소 크기를 가진 부호화 단위에서만 NxN 분할을 이용한 예측을 수행알 수 있다. 최소 크기를 가진 부호화 단위에서만 NxN 분할을 이용한 예측을 수행하는 경우, 분할 여부 정보를 제공하는 플래그는 부호화 단위의 크기가 최소 크기일 경우에만 부호화 복호화될 수 있다. 화면 내 예측에 사용되는 부호화 단위의 크기는 이하, 표 12에서 표 16까지와 같이 다양한 구문 요소로 정의되는 것도 가능하다.
표 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부호화 단위의 크기에 따른 화면 내 예측 방법을 나타낸 구문(Syntax)이다.
표 1
Prediction unit(x0, y0, curPredUnitSize){
…
if(entropy coding mode flag)
if(currCodingUnitSize==MinCodingUnitSize)
intra_split_flag
combined_intra_pred_flag
if(currCodingUnitSize==MinCodingUnitSize){
for(i=0;i<(intra_split_flag?4:1);i++){
prev_intra_luma_pred_flag
if(!prev_intra_luma_pred_flag)
rem_intra_luma_pred_mode
}
else{
prev_intra_luma_pred_flag
if(!prev_intra_luma_pred_flag)
rem_intra_luma_pred_mode
}
…
표 1을 참조하면, 현재 부호화 단위의 크기 정보를 나타내는 구문요소(currCodingUnitSize, 이하, 현재 부호화 단위 크기 정보라고 함.)와 가장 작은 부호화 단위의 크기 정보를 나타내는 구문 요소(MinCodingUnitSize, 이하, 최소 부호화 단위 크기 정보라고 함.)을 비교할 수 있다. 만약 현재 부호화 단위 크기 정보와 최소 부호화 단위 크기 정보가 동일한 경우, 현재 부호화 단위가 화면 내 예측을 수행하기 위한 복수의 예측 단위로 분할되어있는지 여부를 표시하는 정보(intra_spilt_flag)와 분할된 예측 단위의 화면 내 예측 모드 정보를 나타내는 (combined_intra_pred_flag)를 이용하여 현재의 부호화 단위가 최소 부호화 단위의 크기일 경우에만 현재 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지를 판단할 수 있다. 또한, 부호화 단위 크기 정보와 최소 부호화 단위 크기 정보가 동일한 경우와 동일하지 않은 경우를 구분하여, 주변의 예측 단위의 화면 내 예측 모드 정보를 유도할 수 있다.
즉, 부호화 단위 크기 정보와 최소 부호화 단위 크기 정보가 동일한 경우와 부호화 단위 크기 정보와 최소 부호화 단위 크기 정보가 동일하지 않은 경우를 구분하여, 부호화 단위 크기 정보와 최소 부호화 단위 크기 정보가 동일한 경우는 부호화 단위가 복수개의 예측 단위로 분할되었는지 여부 정보를 기초로 하나 또는 복수개의 예측 단위의 화면 내 예측 모드를 산출할 수 있다. 부호화 단위 크기 정보와 최소 부호화 단위 크기 정보가 동일하지 않은 경우는 부호화 단위가 분할되었는지 여부를 판단하지 않고 부호화 단위의 예측 모드 정보를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부호화 단위 분할 방법에서는 현재 부호화 단위 크기 정보(currCodingUnitSize)와 최소 부호화 단위 크기 정보(MinCodingUnitSize)를 비교하여 화면 내 예측을 수행시 최소의 부호화 단위가 아니면 복수개의 예측 단위로 분할하지 않는 것은 하나의 예시로써 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 다른 신택스 상 구조 및 새로운 구문 요소의 정의를 통해 구현될 수 있다. 또한, 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할된 경우 사용되는 intra_split_flag 또는 combined_intra_pred_flag는 예시적인 플래그 정보로써 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 다른 플래그 정보를 사용하거나 다른 정보와 결합된 형태의 플래그를 사용하는 것도 가능하다.
표 2는 본 발명의 일실시예에 따른 부호화 단위의 크기에 따른 화면 내 예측 수행 방법을 나타낸 구문(Syntax)이다.
표 2
Prediction unit(x0, y0, curPredUnitSize){
…
if(entropy coding mode flag)
if(currCodingUnitSize==8)
intra_split_flag
combined_intra_pred_flag
if(currCodingUnitSize==8){
for(i=0;i<(intra_split_flag?4:1);i++){
prev_intra_luma_pred_flag
if(!prev_intra_luma_pred_flag)
rem_intra_luma_pred_mode
}
else{
prev_intra_luma_pred_flag
if(!prev_intra_luma_pred_flag)
rem_intra_luma_pred_mode
}
…
표 2는 최소 부호화 단위의 크기가 8x8인 경우를 가정한 경우의 구문 구조를 나타낸 것이다.
부호화 단위의 크기가 8x8인지 여부를 판단하여 부호화 단위가 8x8인 현재 부호화 단위가 화면 내 예측을 수행하기 위한 복수의 예측 단위로 분할되어있는지 여부를 표시하는 정보(intra_spilt_flag)와 분할된 예측 단위의 화면 내 예측 모드 정보를 나타내는 (combined_intra_pred_flag)를 얻을 수 있다. 또한, 전술한 바와 마찬가지로, 부호화 단위 크기 정보와 최소 부호화 단위 크기 정보가 동일한 경우와 동일하지 않은 경우를 구분하여, 부호화 단위의 화면 내 예측 모드 정보를 유도할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부호화 단위 분할 방법에서 현재 부호화 단위 크기 정보 (currCodingUnitSize)와 최소 부호화 단위 크기 정보(8)를 비교하여 화면 내 예측을 수행시 최소의 부호화 단위가 아니면 복수개의 예측 단위로 분할하지 않는 것은 하나의 예시로써 8x8이 최소 부호화 단위의 크기가 아닐 경우 다른 신택스 구조를 사용할 수 있고, 이뿐만 아니라, 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 다른 신택스 상 구조 및 새로운 구문 요소의 정의를 통해 최소 부호화 단위의 크기보다 클 경우 복수개의 예측 단위로 분할하지 않는 방법이 구현될 수 있다.
표 3 내지 표 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부호화 단위의 크기에 따른 화면 내 예측 수행 방법을 나타낸 구문이다.
표 3 내지 표 7은 표 1 및 표 2에서 개시한 부호화 단위가 최소 부호화 단위일 경우에만 복수의 예측 단위로 분할하여 화면 내 예측을 수행하기 위한 구문 요소이다.
우선, 표 3 내지 표 5를 참조하면, 코딩 트리 구문에서는 소정의 구문 요소를 사용하여 부호화 단위의 크기가 최소인지를 구분하여 최소의 부호화 단위의 크기가 아닐 경우에만 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되었는지 여부에 관련된 정보를 제공받을 수 있다.
표 3
coding_tree( x0, y0, log2CUSize ) {
if( x0 + ( 1 << log2CUSize ) <= PicWidthInSamplesL && y0 + ( 1 << log2CUSize ) <= PicHeightInSamplesL && cuAddress( x0, y0 ) >= SliceAddress ) {
if( !entropy_coding_mode_flag && slice_type != I )
cu_split_pred_part_mode[ x0 ][ y0 ]
else if( log2CUSize > Log2MinCUSize )
split_coding_unit_flag[ x0 ][ y0 ]
}
표 4
cu_split_pred_part_mode split_coding_unit_flag skip_flag merge_flag PredMode PartMode
0 1 - - - -
1 0 1 - MODE_SKIP PART_2Nx2N
2 0 0 1 MODE_INTER PART_2Nx2N
3 0 0 0 MODE_INTER PART_2Nx2N
4 0 - - MODE_INTER PART_2NxN
5 0 - - MODE_INTER PART_Nx2N
6 0 - - MODE_INTRA PART_2Nx2N
표 5
Figure PCTKR2011006515-appb-T000001
즉, 표 3 내지 표 5를 참조하면 CAVLC(Context Adaptive Variable Length Coding)를 사용하여 엔트로피 부호화를 하고, 현재 슬라이스 타입이 I 슬라이스인 경우, cu_split_pred_part_mode를 복호화하여 현재 부호화 단위의 예측 관련 정보를 복호화 할 수 있다.
cu_split_pred_part_mode는 현재 부호화 단위가 분할되는지 여부를 표시하는 플래그 정보(split_coding_unit_flag), 현재 부호화 단위가 스킵 모드를 사용하여 화면 간 예측을 수행하는지를 표시하는 플래그 정보(skip_flag), 현재 부호화 단위가 머지 모드를 사용하여 화면 간 예측을 수행하는지를 표시하는 플래그 정보(merge_flag), 현재 부호화 단위의 예측 모드가 무엇인지를 표시하는 정보(PredMode), 현재 부호화 단위의 분할 타입 정보를 표시하는(PartMode) 정보를 결합한 구문 요소로써 현재 부호화 단위의 크기에 따라 표 4 또는 표 5의 매핑 테이블을 사용하여 현재 부호화 단위의 예측 관련 정보를 표시할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 cu_split_pred_part_mode를 사용할 때 부호화 단위가 최소 부호화 단위인지 여부를 판단하여 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위보다 크면 표 4를 사용하고 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위이면 표 5를 사용하는 방법을 사용하여 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우에만 화면 내 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 복수의 예측 단위로 분할한다. 즉, 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위보다 큰 경우와 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위와 동일한 경우에 다른 인덱스 값을 가지고 정의될 수 있다.
표 4를 참조하면, 부호화 단위의 크기(log2CUSize)가 최소 부호화 단위의 크기(Log2MinCUSize)보다 크면 어떠한 cu_split_pred_part_mode에서도 복수의 예측 단위로 분할되어 화면 내 예측을 수행하기 위한 분할 타입 정보(PartMode)로 NxN이 사용되지 않는다.
표 5를 참조하면, 부호화 단위의 크기(log2CUSize)가 최소 부호화 단위의 크기(Log2MinCUSize)와 동일하면 cu_split_pred_part_mode가 5인 경우 분할 타입 정보(PartMode)로 NxN을 사용하여 화면 내 예측을 수행시 복수의 예측 단위로 분할할 수 있다.
표 3 내지 표 5를 사용할 조건이 아닌 경우, 아래의 표 6 및 표 7을 사용하여 부호화 단위의 크기에 따른 화면 내 예측 수행 방법을 나타낸 구문이다.
표 6
coding_unit( x0, y0, log2CUSize ) {
if( entropy_coding_mode_flag && slice_type != I )
skip_flag[ x0 ][ y0 ]
if( skip_flag[ x0 ][ y0 ] )
prediction_unit( x0, y0, log2CUSize, log2CUSize, 0 , 0 )
else {
if( !entropy_coding_mode_flag ) {
if( slice_type == I && log2CUSize == Log2MinCUSize )
intra_part_mode
} else if( slice_type != I | | log2CUSize = = Log2MinCUSize )
pred_type
…
표 6을 참조하면, 이진 부호화 방법으로 CAVLC를 사용하고 슬라이스의 타입이 I 슬라이스이면서 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우, intra_part_mode라는 구문 요소를 사용하고, 이진 부호화 방법으로 CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)을 사용하고 슬라이스 타입 P 슬라이스 또는 B 슬라이스이거나 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위 크기인 경우, pred_type이라는 구문 요소를 사용하여 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위일때만 NxN 분할을 수행하여 하나의 부호화 단위를 복수의 예측 단위로 분할한다.
intra_part_mode는 현재 부호화 단위가 2Nx2N으로 분할되는지 아니면, NxN으로 분할되는지를 나타내는 구문 요소로써 현재 부호화 단위의 크기가 최소일 경우, 부호화 단위를 복수개의 예측 단위로 분할할지 여부를 나타낸다.
아래의 표 7은 pred_type을 나타낸 것으로 구문 요소 pred_type은 슬라이스 종류별로 분할 여부 표시 플래그(IntraSplitFlag), 예측 모드 정보(PredMode), 분할 모드 정보(PartMode)정보를 포함할 수 있다.
표 7
slice_type pred_type IntraSplitFlag PredMode PartMode
I 0 0 MODE_INTRA PART_2Nx2N
1 1 MODE_INTRA PART_NxN
P or B 0 - MODE_INTER PART_2Nx2N
1 - MODE_INTER PART_2NxN
2 - MODE_INTER PART_Nx2N
3 - MODE_INTER PART_NxN
4 0 MODE_INTRA PART_2Nx2N
5 1 MODE_INTRA PART_NxN
inferred - MODE_SKIP PART_2Nx2N
표 7에서 구문 요소 pred_type은 현재 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위의 크기보다 큰 경우, pred_type의 값이 3 또는 5를 사용하지 않도록 제한을 둠으로써 현재 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위 크기일 경우에만, 분할 모드로 NxN 분할을 사용하도록 할 수 있다. 또한, 추가적으로 슬라이스 타입이 I 슬라이스이고 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위의 크기보다 큰 경우, 현재 예측 모드는 화면 내 예측 모드이고 분할 타입은 2Nx2N이고 분할 표시 정보는 0인 것으로 추정하여 사용할 수 있다.
복수의 예측 단위로 분할되어 화면 내 예측을 수행하기 위한 분할 타입 정보(PartMode)로 NxN이 사용되지 않는다.
즉, 표 3에서 표 7까지 전술한 바와 같이 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 표시하는 소정의 구문 요소를 기초로 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우에만, 화면 내 예측을 수행시 NxN 분할을 사용하도록 함으로써 표 1 및 표 2에서 전술한 것과 동일한 예측 단위 분할 절차를 구현할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 부호화 단위 크기에 따른 화면 내 예측 수행 방법에 있어서, 다양한 구현 방법이 있을 수 있으며, 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 이러한 다양한 구현 방법이 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
표 8 내지 표 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부호화 단위의 크기에 따른 화면 내 예측 수행 방법을 나타낸 구문(syntax)이다.
화면 내 예측을 수행되는 최소 부호화 단위의 크기를 4x4로 설정할 수 있다. 화면 내 예측을 위한 예측 단위의 최소 크기 및 변환을 위한 변환 단위의 최소 크기가 4x4이므로 화면 내 예측을 수행되는 부호화 단위의 크기가 4x4인 경우에는 하나의 부호화 단위가 복수개의 변환 단위와 예측 단위로 분할되지 않고 부호화 단위의 크기와 변환 단위 및 예측 단위의 크기가 동일하다. 따라서, 화면 내 예측을 수행함에 있어 부호화 단위의 크기가 4x4인 경우, 하나의 부호화 단위를 복수개의 예측 단위로 분할할 것인지에 관련된 예측 단위 분할 정보와 하나의 부호화 단위를 복수개의 변환 단위로 분할할 것인지에 관련된 변환 단위 분할 정보는 불필요한 정보가 되므로 예측 단위 분할 정보와 변환 단위 분할 정보는 화면 내 예측을 수행하는 4x4 크기의 부호화 단위가 아닌 경우에만 확인할 필요가 있다.
표 8
coding_unit( x0, y0, currCodingUnitSize) {
if( PredMode==Mode Intra ) MincodingUnitSize==MinCoingUnitSize Intra;
else MinCodingUnitSize=MinCodingUnitSize Inter;
if( x0+currCodingUnitSize<PicWidthInSampleL&& y0+currCodingUnitSize< PicHeightInSampleL&&
currCodingUnitSize>MinCodingUnitSize)
split_coding_unit_flag
…
표 8을 참조하면, 최소 부호화 단위 사이즈(MinCodingUnitSize)를 나타내는 정보에 화면 내 예측을 수행하는 최소 부호화 단위 사이즈(MinCodingUnitSize Intra), 화면 간 예측을 수행하는 최소 부호화 단위 사이즈(MinCodingUnitSize Inter)를 설정할 수 있다. 현재 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위의 크기보다 큰 경우에만, 부호화 단위가 복수개의 부호화 단위로 분할되어 있는지 여부를 나타내는 정보(split_coding_unit_flag)를 통해 부호화 단위가 복수의 부호화 단위로 분할되는지에 관한 정보를 제공받을 수 있다.
표 9
prediction_unit( x0, y0, log2CUSize ) {
…
if(PredMode==MODE INTRA)
…
if(currCodingUnitSize!=4){
if(entropy_coding_mode_flag)
intra_split_flag
}
combined_intra_pred_flag
for(i=0;i<(intra_split_flag?4:1);i++){
prev_intra_luma_pred_flag
if(!pred_intra_luma_pred_flag)
rem_intra_luma_pred_mode
}
}
…
}
표 9을 참조하면, 현재 부호화 단위가 화면 내 예측을 수행하는 최소 단위인 4x4인지 여부를 판단하여 현재 부호화 단위의 크기가 4x4가 아닌 경우에만 하나의 부호화 단위가 화면 내 예측을 수행하기 위한 복수개의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 나타내는 정보(intra_split_flag)를 사용하여 현재 부호화 단위가 복수개의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부에 관련된 정보를 제공받을 수 있다.
표 10
transform_unit( x0, y0, currTransformUnitSize) {
if(currTransformUnitSize>MinTransformUnitSize&&currTransformUnitSize<=MaxTransformUnitSize)
if( CurrCodingUnitSize!=4 )
split_transform_unit_flag
표 10을 참조하면, 현재 부호화 단위가 화면 내 예측을 수행하는 최소 단위인 4x4인지 여부를 판단하여 현재 블록의 크기가 4x4가 아닌 경우에만 현재 부호화 단위가 복수개의 변환 단위로 분할되어 있는지 여부에 관련된 정보를 제공받을 수 있다.
즉, 화면 내 예측을 수행시 4x4 크기를 부호화 단위의 최소 크기로 제한하는 경우, 4x4 크기의 부호화 단위에서는 하나의 부호화 단위를 복수개의 부호화 단위로 분할할지 여부를 표시하는 정보(split_coding_unit_flag), 하나의 부호화 단위를 복수개의 예측 단위로 분할할지 여부를 표시하는 정보(intra_split_ flag), 하나의 부호화 단위를 복수개의 부호화 단위로 분할할지 여부를 표시하는 정보(split_transform_unit_flag)를 얻지 않고 바로 현재 부호화 블록이 예측을 수행하는 예측 단위 및 변환되는 변환 단위 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부호화 단위 크기 결정 방법에서는 부호화 단위를 기초로 화면 간 예측 및 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 즉, 픽쳐에서 예측 단위를 따로 생성하지 않고 분할된 부호화 단위를 예측을 수행하는 단위로 사용하여 부호화 단위에서 화면 간 예측 및 화면 내 예측을 수행할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 부호화 단위에 기초한 예측 방법을 사용할 경우, 부호화 단위에서 정사각형이 아닌 직사각형 형태의 블록을 기초로 한 예측(SDIP(Short distance Intra Prediction, AMP(Asymetric Motion Partitioning 등)을 수행할 경우, 추가의 분할 정보를 전송하는 방법을 통해서 화면 간 예측 및 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 예측 방법에서는 부호화 단위의 분할에 기초하여 예측을 수행하는 경우, 화면 내 예측을 수행하는 블록과 화면 간 예측을 수행하는 블록의 크기를 서로 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 화면 간 예측을 수행될 수 있는 최소 부호화 단위와 화면 내 예측을 수행할 수 있는 최소 부호화 단위의 크기를 다르게 하는 방법을 통해 전체적인 부호화 효율을 높힐 수 있다.
아래의 표 11은 화면 내 예측 및 화면 간 예측에서 사용되는 부호화 단위의 최소 사이즈가 상이하게 설정되는 방법을 나타낸 것이다.
표 11
인덱스 화면 간 예측을 수행하는 최소 부호화 단위 화면 내 예측을 수행하는 최소 부호화 단위
0 8x8 4x4
1 16x16 8x8
2 32x32 16x16
3 64x64 32x32
4 128x128 64x64
표 11을 참조하면, 화면 내 예측을 수행하는 부호화 단위의 크기가 화면 간 예측을 수행하는 부호화 단위의 크기보다 한 단계 작은 크기로 설정됨으로써 화면 내 예측을 수행시 화면 간 예측을 수행할 때 보다 좀 더 작은 단위의 부호화 단위에서 예측을 수행하는 방법을 통해 화질을 전체적으로 향상 시킬 수 있다.
화면 간 예측을 수행하는 최소 부호화 단위의 크기는 아래의 수학식 1과 같이 최소 부호화 단위의 크기 정보를 나타내는 구문 요소인 log2_min_coding_unit_size_minus3을 기초로 산출될 수 있고, 화면 내 예측을 수행하는 최소 부호화 단위의 크기는 아래의 수학식 1과 같이 최소 부호화 단위의 크기보다 한 단계 작은 크기로 결정될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2011006515-appb-M000001
표 12는 부호화 단위를 분할할지 여부를 판단하는 구문을 나타낸 것이다.
화면 내 예측을 수행하는 최소 부호화 단위의 크기와 화면 간 예측을 수행하는 최소 부호화 단위의 크기를 기초로 최소 부호화 단위가 아닐 경우에만 현재 부호화 단위가 분할될지 여부를 판단하는 구문 요소인 split_coding_unit_flag를 판단할 수 있다.
표 12
coding_unit( x0, y0, currCodingUnitSize){
if(PredMode==MODE INTRA) MinCodingUnitSize=MinCodingUnitSizeIntra;
else MinCodingUnitSize=MinCodingUnitSizeInter;
if(x0+currCodingUnitSize<PicWidthInSampleL&&
y0+currCodingUnitSize<PicHeightInSampleL&&
currCodingUnitSize>MinCodingUnitSize)
split_coding_unit_flag
…
표 13에서는 부호화 단위를 기초로 화면 내 예측이 수행될 경우를 나타낸 구문이다.
표 13
prediction_unit( x0, y0, currPredUnitSize ){
…
if(PredMode==MODE INTRA){
…
combined_intra_pred_flag
{
prev_intra_luma_pred_flag
if(!pred_intra_luma_pred_flag)
rem_intra_luma_pred_mode
}
}
…
}
표 13에서는 화면 내 예측이 수행된 부호화 단위는 예측 단위로 분할되지 않으므로 부호화 단위가 예측 단위로 분할되는지 여부를 표시하는 구문 요소인 intra_split_flag를 사용하지 않고 화면 내 예측이 수행된 부호화 단위에 대해 combined_intra_pred_flag를 통해 부호화 단위의 예측 모드 정보를 얻을 수 있다.
표 11 내지 표 13에서 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 예측 방법에서는 전술한 바와 같이 부호화 단위를 예측을 수행하는 블록으로 사용하여 화면 내 예측 및 화면 간 예측을 수행함으로써 부호화 및 복호화의 복잡도를 낮출 수 있고 낮은 지연을 요구하는 구현에서 활용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 변환 단위 크기 설정 방법에서는 부호화 단위의 크기와 변환 단위의 크기를 동일하게 설정할 수 있다. 변환 단위의 크기를 부호화 단위의 크기와 동일하게 하는 방법을 통해서 낮은 복잡도로 부호화 및 복호화를 수행할 수 있다.
아래의 표 14는 부호화 단위의 크기와 변환 단위의 크기를 동일하게 하는 경우를 나타낸 표이다.
표 14
부호화 단위 크기 변환 단위 크기 split_transform_unit_flag
2Nx2N 2Nx2N 0
표 14를 참조하면 부호화 단위와 변환 단위의 크기를 동일하게 함으로써 변환 단위의 분할 여부 정보를 표시하는 split_transform_flag 정보가 필요없이도 변환 단위의 크기 정보를 얻을 수 있고 부호화 단위의 크기를 기초로 역변환을 수행할 수 있다.
예를 들어, 전술한 바와 같은 부호화 단위의 크기 분할 여부를 나타내는 구문 요소인 cuDepth, cu_split_pred_part_mode, pred_type 또는 split_coding_unit_flag와 같은 구문 요소 정보를 기초로 변환 단위의 크기 정보 및 분할 정보를 얻어낼 수 있다. 또한, 변환 단위를 따로 정의하지 않고 분할된 부호화 단위를 변환 단위로 사용하는 방법도 사용할 수 있다.
부호화 단위와 변환 단위의 크기를 동일하게 사용할 경우 부호화 및 복호화를 수행시 낮은 복잡도로 부호화 복호화를 수행할 수 있다. 부호화 단위와 변환 단위의 크기가 동일하므로 예측 단위의 분할 정보에 종속하지 않고 독립적으로 변환 단위의 크기를 결정할 수 있으므로 예측 단위와 관계 없이 현재 픽쳐에서 변환 단위 분할 정보를 얻을 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 부호화 단위 크기 설정 방법에서는 예측 방법에 따라 예측을 수행하는 최대 부호화 단위의 사이즈를 다르게 할 수 있다.
예측이 수행되는 최대 부호화 단위의 크기를 제한하는 방법은 특정 파라메터 셋을 기초로 정의될 수 있다.
아래의 표 15는 SPS(Sequence Parameter Set)에서 정의된 예측 방법에 따른 부호화 단위의 크기를 나타낸 것이다.
표 15
seq_parameter_set_rbsp(){
…
max_coding_unit_width_inter 0 ue(v)
max_coding_unit_height_inter 0 ue(v)
max_coding_unit_width_intra 0 ue(v)
max_coding_unit_height_intra 0 ue(v)
…
}
표 15를 참조하면, 화면 간 예측을 수행하는 예측 단위 중 가장 큰 부호화 단위의 너비를 나타내는 max_coding_unit_width_inter, 화면 간 예측을 수행하는 예측 단위 중 가장 큰 부호화 단위의 높이를 나타내는 max_coding_unit_height_inter, 화면 내 예측을 수행하는 예측 단위 중 가장 큰 부호화 단위의 너비를 나타내는 max_coding_unit_width_intra, 화면 내 예측을 수행하는 예측 단위 중 가장 큰 부호화 단위의 높이를 나타내는 max_coding_unit_height_intra를 구문 요소로 정의하여 해당값을 기초로 화면 간 예측이 수행되는 부호화 단위와 화면 내 예측이 수행되는 최대 부호화 단위의 크기를 다르게 할 수 있다.
또 다른 방법으로 아래의 표 16과 같은 구문 요소를 이용하여 각각의 예측을 수행하는 최대 부호화 단위의 크기를 정의할 수도 있다.
표 16
seq_parameter_set_rbsp(){
…
max_coding_unit_width_inter 0 ue(v)
max_coding_unit_height_inter 0 ue(v)
difference_between_inter_intra_width 0 ue(v)
difference_between_inter_intra_height 0 ue(v)
…
}
표 16을 참조하면, 표 15와 마찬가지로 화면 간 예측을 수행하는 가장 큰 부호화 단위의 너비를 나타내는 구문 요소를 max_coding_unit_width_inter로 정의하고 화면 간 예측을 수행하는 가장 큰 부호화 단위의 높이를 max_coding_unit_height_inter로 정의할 수 있다. 하지만, 표 15와는 다르게 화면 내 예측을 수행하는 가장 큰 부호화 단위의 너비를 나타내기 위해 화면 간 예측을 수행하는 부호화 단위의 너비와 화면 내 예측을 수행하는 부호화 단위의 너비 사이의 차를 나타내는 정보인 difference_between_inter_intra_width와 화면 내 예측을 수행하는 가장 큰 부호화 단위의 높이를 나타내기 위해 화면 간 예측을 수행하는 부호화 단위의 높이와 화면 내 예측을 수행하는 부호화 단위의 높이 사이의 차를 나타내는 정보인 difference_between_inter_intra_height를 기초로 화면 내 예측을 수행하는 부호화 단위의 최대 부호화 단위의 너비와 최대 부호화 단위의 높이를 나타낼 수 있다.
difference_between_inter_intra_width와difference_between_inter_intra_height는 아래의 수학식 2와 같이 산출될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2011006515-appb-M000002
또 다른 방법으로 아래의 표 17과 같은 구문 요소를 이용하여 각각의 예측을 수행하는 부호화 단위의 크기를 정의할 수도 있다.
표 17
seq_parameter_set_rbsp(){
…
max_coding_unit_width_inter 0 ue(v)
max_coding_unit_height_inter 0 ue(v)
…
}
표 17을 참조하면, 화면 간 예측을 수행하는 가장 큰 부호화 단위의 너비를 나타내는 max_coding_unit_width_inter와 화면 간 예측을 수행하는 가장 큰 부호화 단위의 높이를 나타내는 max_coding_unit_height_inter만을 파라메터 셋에 정의할 수 있다.
화면 내 예측을 수행하는 예측 단위 중 가장 큰 부호화 단위의 너비를 나타내는 max_coding_unit_width_intra, 화면 내 예측을 수행하는 예측 단위 중 가장 큰 부호화 단위의 높이를 나타내는 max_coding_unit_height_intra는 정의된 max_coding_unit_width_inter와 max_coding_unit_height_inter로부터 아래의 수학식 3에 의해 도출될 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2011006515-appb-M000003
또 다른 방법으로 아래의 표 18과 같은 구문 요소를 이용하여 각각의 예측을 수행하는 부호화 단위의 크기를 정의할 수 있다.
표 18
seq_parameter_set_rbsp(){
…
max_coding_unit_size 0 ue(v)
…
}
표 18을 참조하면, 가장 큰 부호화 단위의 크기를 정의하는 max_coding_unit_size를 정의하고 화면 내 예측 및 화면 간 예측을 수행하기 위한 최대 부호화 단위의 너비를 max_coding_unit_width로 화면 내 예측 및 화면 간 예측을 수행하기 위한 최대 부호화 단위의 높이를 max_coding_unit_height로 정의한 후 max_coding_unit_size에서 설정된 값을 max_coding_unit_width와 max_coding_unit_height의 값으로 사용할 수 있다. 즉, 화면 내 예측과 화면 간 예측을 수행하는 최대 부호화 단위의 크기는 동일하게 설정될 수 있다.
또 다른 방법으로 아래의 표 19와 같은 구문 요소를 이용하여 각각의 예측을 수행하는 부호화 단위의 크기를 정의할 수 있다.
표 19
seq_parameter_set_rbsp(){
…
max_coding_unit_size 0 ue(v)
difference_between_inter_intra 0 ue(v)
…
}
표 19를 참조하면, 가장 큰 부호화 단위의 크기를 나타내는 max_coding_unit_size와 화면 간 예측을 수행하는 가장 큰 부호화 단위와 화면 내 예측을 수행하는 가장 큰 부호화 단위의 크기의 차이를 나타내는 difference_between_inter_intra를 기초로 아래의 수학식 4를 통해 표 15에서 정의한 구문 요소(max_coding_unit_width_inter, max_coding_unit_height_inter, max_coding_unit_width_intra, max_coding_unit_height_intra)를 산출해낼 수 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2011006515-appb-M000004
또 다른 방법으로 아래의 표 20과 같은 구문 요소를 이용하여 각각의 예측을 수행하는 부호화 단위의 크기를 정의할 수 있다.
표 20
seq_parameter_set_rbsp(){
…
max_coding_unit_size 0 ue(v)
…
}
가장 큰 부호화 단위의 크기를 나타내는 구문 요소인 max_coding_unit_size를 기초로 아래의 수학식 5를 통해 표 15에서 정의한 구문 요소(max_coding_unit_width_inter, max_coding_unit_height_inter, max_coding_unit_width_intra, max_coding_unit_height_intra)를 산출할 수 있다.
수학식 5
Figure PCTKR2011006515-appb-M000005
이상의 표 15에서 표 20의 실시예들은 화면 간 예측을 수행하는 최대 부호화 단위의 너비 및 높이, 화면 내 예측을 수행하는 최대 부호화 단위의 너비 및 높이에 관련된 정보를 얻기 위한 실시예들로써 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 다른 구현 방법 및 실시예들도 가능하다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측 및 화면 간 예측을 수행하기 위한 블록 분할 방법을 나타낸 개념도이다.
도 12를 참조하면, 화면 내 예측을 수행하는 블록은 2Nx2N의 부호화 단위를 부호화 단위와 동일한 크기를 사용하는 2Nx2N의 예측 단위(1200)와 2Nx2N 단위의 부호화 단위를 NxN으로 분할한 예측 단위(1205)로 분할할 수 있다.
화면 간 예측을 수행하는 블록은 2Nx2N의 부호화 단위를 부호화 단위와 동일한 크기를 사용하는 2Nx2N의 예측 단위(1210), 2Nx2N 단위의 부호화 단위를 NxN으로 분할한 예측 단위(1215), 2Nx2N 단위의 부호화 단위를 2NxN으로 분할한 예측 단위(1220), 2Nx2N 단위의 부호화 단위를 Nx2N으로 분할한 예측 단위(1225)로 분할하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 화면 내 예측 및 화면 간 예측에 대하여 블록분할 방법에 따라 소정의 범주로 나누어 예측을 수행할 수 있다.
아래의 표 21은 화면 내 예측 방법을 분할된 예측 단위 형태에 따라 소정의 범주로 구분한 것이다.
표 21을 참조하면, 화면 내 예측을 수행하기 위한 블록 분할의 범주로 1 형태 분할 방법과 2 형태 분할 방법으로 구분할 수 있다.
표 21
분할 형태 분할 타입
1 형태 분할 방법 - 2Nx2N
2 형태 분할 방법 - 2Nx2N
- NxN(최소 부호화 단위일 경우 분할 형태)
1 형태 분할 방법의 경우, 부호화 단위의 크기와 예측 단위의 크기가 동일한 2Nx2N 블록(1200)만을 사용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법이고, 2 형태 분할 방법의 경우, 부호화 단위의 크기와 예측 단위의 크기가 동일한 2Nx2N 블록(1200)과 2Nx2N 크기의 부호화 단위를 4개의 NxN 크기의 예측 단위로 분할한 NxN 블록(1205)을 사용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법이다.
2 형태 분할 방법에서 2Nx2N 크기의 부호화 단위를 4개의 NxN 크기의 부호화 단위로 분할하여 화면 내 예측을 수행하는 방법은 전술한 바와 같이 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위일때 수행될 수 있고, 가장 작은 부호화 단위의 사이즈는 예를 들어, 128x128, 64x64, 32x32, 16x16, 8x8 등 다양한 크기로 설정될 수 있다.
아래의 표 22는 화면 간 예측 방법을 분할된 예측 단위 형태에 따라 소정의 범주로 구분한 것이다.
표 22를 참조하면, 화면 내 예측을 수행하기 위한 블록 분할의 범주로 3 형태 분할 방법과 4 형태 분할 방법으로 구분할 수 있다.
표 22
분할 형태 분할 타입
3 형태 분할 방법 - 2Nx2N
- 2NxN
- Nx2N
4 형태 분할 방법 - 2Nx2N
- 2NxN
- Nx2N
- NxN(최소 부호화 단위일 경우 분할 형태)
3 형태 분할 방법은 2Nx2N 크기의 부호화 단위를 2Nx2N(1210), 2NxN(1220), Nx2N(1225)의 예측 단위로 분할하는 것이고 4 형태 분할 방법은 2Nx2N 크기의 부호화 단위를 2Nx2N(1210), 2NxN(1215), Nx2N(1220), NxN(1225)의 예측 단위로 분할하는 것이다.
4 형태 분할 방법에서 NxN 크기(1225)의 분할은 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위일 때만 사용할 수 있고 가장 작은 부호화 단위의 사이즈는 전술한 바와 같이 다양하게 설정될 수 있다.
최소 부호화 단위의 사이즈가 8x8 인 경우, NxN 분할을 사용하지 않는 3 형태 분할 방법을 사용할 것인지 아니면, NxN 분할을 사용하는 4형태 분할 방법을 사용할 것인지에 대한 정보를 전송하기 위한 하나의 실시예로 화면 간 예측을 수행시 NxN 예측을 하지 않도록 설정하는 플래그 정보를 사용할 수 있다. 예를 들어, 최소 부호화 단위의 사이즈가 8x8인 경우 4x4 예측을 하지 못하도록 하는 플래그(disable_inter_4x4_flag)또는 최소 부호화 단위의 사이즈가 8x8인 경우 4x4 예측을 하도록 하는 플래그(inter_4x4_enabled_flag)를 사용하여 4x4 예측 단위에 화면 간 예측을 수행하지 않을 수 있다. 이러한 플래그 정보는 SPS와 같은 소정의 파라메터 셋에 정의되어 사용될 수 있다. 위의 두 플래그는 동일한 역할을 가진 플래그이므로 이하, 본 발명의 실시예에서는 inter_4x4_enabled_flag를 기준으로 설명한다
본 발명의 실시예에 따른 화면 간 예측 방법에서는 최소 부호화 단위의 크기인 8x8을 기준으로 inter_4x4_enabled_flag는 1일 경우, 8x8 크기의 부호화 블록에 대해 4x4 크기의 예측 단위를 사용한 화면 내 예측 방법을 사용할 수 있도록 하여 4 형태 분할 방법을 사용할 수 있도록 하고, inter_4x4_enabled_flag는 0이고 부호화 단위의 크기가 8x8일 경우, 8x8 크기의 부호화 블록에 대해 4x4 크기의 예측 단위를 사용한 화면 내 예측 방법을 사용할 수 없도록 하여 3형태 분할 방법을 사용하도록 할 수 있다. 이하의 본 발명의 실시예에서는 최소 부호화 단위의 크기가 8x8인 경우, 복수개의 4x4 크기의 예측 블록으로 나누어서 화면 간 예측을 수행하는 것을 허용하는 allowInterNxN이라는 플래그를 새롭게 정의하여 부호화 단위의 크기가 8보다 크거나, inter_4x4_enabled_flag가 1인 경우, allowInterNxN을 참으로 설정하고, 부호화 단위의 크기가 8이고 inter_4x4_enabled_flag가 0인 경우, allowInterNxN을 거짓으로 설정하여 3 형태 분할 방법 또는 4 형태 분할 방법을 구현할 수 있다.
아래의 표 23은 allowInterNxN의 값이 참인 경우, 분할 정보를 포함하는 구문 요소인 cu_split_pred_part_mode의 인덱스를 정의한 표이고, 표 24는 allowInterNxN의 값이 거짓인 경우, 분할 정보를 포함하는 구문 요소인 cu_split_pred_part_mode의 인덱스를 정의한 표이다.
표 23
cu_split_pred_part_mode split_coding_unit_flag skip_flag merge_flag PredMode PartMode
0 0 1 - MODE_SKIP PART_2Nx2N
1 0 0 0 MODE_INTER PART_2Nx2N
2 0 0 1 MODE_INTER PART_2Nx2N
3 0 - - MODE_INTER PART_2NxN
4 0 - - MODE_INTER PART_Nx2N
5(escape symbol) 0 - - MODE_INTRA PART_2Nx2N
MODE_INTRA PART_NxN
MODE_INTER PART_NxN
표 24
cu_split_pred_part_mode split_coding_unit_flag skip_flag merge_flag PredMode PartMode
0 0 1 - MODE_SKIP PART_2Nx2N
1 0 0 0 MODE_INTER PART_2Nx2N
2 0 0 1 MODE_INTER PART_2Nx2N
3 0 - - MODE_INTER PART_2NxN
4 0 - - MODE_INTER PART_Nx2N
5(escape symbol) 0 - - MODE_INTRA PART_2Nx2N
MODE_INTRA PART_NxN
표 23 및 표 24를 참조하면, allowInterNxN의 값이 참인 경우, cu_spilt_pred_part_mode의 인덱스값이 5일 때 화면 간 예측을 수행시 NxN블록을 사용하지만, allowInterNxN의 값이 거짓인 경우, cu_spilt_pred_part_mode의 인덱스값이 5일 때 화면 간 예측을 수행시 NxN블록을 사용하지 않는다. 즉, allowInterNxN의 값이 참인 경우, 3 형태 분할 방법을 사용하고, allowInterNxN의 값이 거짓인 경우, 4 형태 분할 방법을 사용한다.
전술한 화면 간 예측을 수행시 소정의 플래그를 사용하여 예측을 수행하는데사용되사용되는 블록을 구분하는 방법은 하나의 실시예로써 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 다른 방법을 사용할 수 있고 이러한 방법 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다. 예를 들어, 화면 간 예측에서 4x4 블록을 예측 단위로 사용하여 화면 간 예측이 가능한지 여부를 표시하는 플래그인 inter_4x4_enabled_flag는 하나의 예시로서 최소 부호화 단위의 크기가 8x8가 아닐 경우, 다른 플래그 정보를 사용하여 최소 부호화 단위에서 복수의 예측 단위로 분할이 가능한지 여부를 나타내는 플래그를 사용할 수 있다.
화면 내 예측 방법의 경우, 표 21에서 전술한 바와 같이 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위와 같은지 여부에 따라 1 형태 분할을 사용할 것인지 아니면 2 형태 분할을 사용할 것인지에 대해 결정할 수 있다. 이하의 본 발명의 실시예에서는 화면 내 예측을 수행시 사용되는 블록의 분할 형태인 1 형태 분할 방법과 2 형태 분할 방법과 화면 간 예측을 수행시 사용되는 블록의 분할 형태인 3 형태 분할 방법과 4 형태 분할 방법의 조합을 나타낸다. 즉, 표 21 및 표 22에서 기술된 화면 내 예측 방법 및 화면 간 예측 방법에 사용되는 블록 분할의 범주는 여러가지 조합으로 사용되어 픽쳐의 예측에 사용되는 블록 분할 방법을 결정할 수 있다.
화면 내 예측을 사용하는 예측 단위를 포함하는 부호화 단위만을 포함하는 I슬라이스에 대하여 1 형태 분할 방법을 사용하는 경우와 2 형태 분할을 사용하는 경우에 대해 아래의 표 23과 같은 방법을 사용해 분할 타입에 관련된 정보를 전송할 수 있다.
표 25
분할 형태 변환 단위 크기 신호
1형태 분할 방법 2Nx2N
2형태 분할 방법 2Nx2N 최소 부호화 단위일 경우, 0
NxN 최소 부호화 단위일 경우, 1
표 25을 참조하면, I 슬라이스에서 1 형태 분할 방법을 사용하는 경우는 예측 단위로 분할하는 방법이 하나이기 때문에 분할 방법을 표현하기 위한 추가의 비트가 없이도 분할 정보를 표현할 수 있다. 하지만, I 슬라이스에서 2 형태 분할 방법을 사용하는 경우는 부호화 단위가 최소 부호화 단위이면 2Nx2N을 화면 내 예측을 수행하기 위한 예측 단위로 사용하지만 부호화 단위가 최소 부호화 단위이면 화면 내 예측을 수행하기 위한 예측 단위가 2Nx2N인지 아니면 NxN인지를 표시하기 위해 특정한 비트 정보를 이용하여 분할 타입을 표현할 수 있다. 예를 들어, 부호화 단위가 최소 부호화 단위이고 화면 내 예측을 수행하기 위한 예측 단위의 크기를 부호화 단위의 크기와 동일하게 설정하면(2Nx2N), 0으로 현재 부호화 단위의 분할 여부 정보를 표현할 수 있고, 부호화 단위가 최소 부호화 단위이고 화면 내 예측을 수행하기 위한 예측 단위의 크기를 부호화 단위를 4 분할한 크기로 설정하면(NxN), 1로써 현재 부호화 단위의 분할 여부 정보를 표현할 수 있다.
전술한 소정의 정보를 표현하기 위한 이진 부호화 방법 및 이진 비트는 하나의 실시예로써 이진 부호화 방법에 따라 달라질 수 있고, 이러한 변형도 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
I 슬라이스가 아닌 P 슬라이스 또는 B 슬라이스에서는 화면 내 예측을 수행하기 위한 분할 방법인 1 형태 분할 방법 및 2 형태 분할 방법과 화면 간 예측을 수행하기 위한 3 형태 분할 방법과 4 형태 분할 방법이 조합되어 사용될 수 있다.
표 26은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측이 사용된 부호화 단위에서 사용되는 예측 단위와 화면 간 예측이 사용된 부호화 단위에서 사용되는 예측 단위의 정보를 전송하기 위한 신호 비트를 나타낸 표이다.
표 26
예측 방법 분할 형태 변환 단위 크기 신호
화면 내 예측 방법 1 형태 분할 방법 2Nx2N 000
화면 간 예측 방법 3 형태 분할 방법 2Nx2N 1
2NxN 01
Nx2N 001
표 26를 참조하면, 화면 내 예측의 경우, 1 형태 분할, 화면 간 예측의 경우, 3 형태 분할이 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이 inter_4x4_enabled_flag를 사용하여 현재 화면 간 예측의 분할 정보를 표현할 수 있다.
부호화 단위가 화면 내 예측을 사용하였을 경우의 신호는 000, 특정 부호화 단위가 화면 간 예측을 사용하였을 경우로써 2Nx2N의 예측 단위를 사용할 경우는 1, 2NxN의 예측 단위를 사용할 경우는 01, Nx2N의 예측 단위를 사용할 경우는 001로 표현될 수 있고 이러한 이진 부호를 통해 현재 부호화 단위에서 사용된 예측 단위를 구분하여 표현할 수 있다.
복호화기에서는 이러한 이진 부호 정보를 기초로 현재 프레임의 부호화 단위에서 사용된 예측 방법 및 부호화 단위의 분할 방법 정보를 제공받을 수 있다.
표 27은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측이 사용된 부호화 단위에서 사용되는 예측 단위와 화면 간 예측이 사용된 부호화 단위에서 사용되는 예측 단위의 정보를 전송하기 위한 신호 비트를 나타낸 표이다.
표 27
예측 방법 분할 형태 변환 단위 크기 신호
화면 내 예측 방법 1 형태 분할 방법 2Nx2N 000
최소 부호화 단위일 경우, 0000
화면 간 예측 방법 4 형태 분할 방법 2Nx2N 1
2NxN 01
Nx2N 001
NxN 최소 부호화 단위일 경우, 0001
표 27을 참조하면, 화면 내 예측의 경우, 1 형태 분할, 화면 간 예측의 경우, 4 형태 분할이 사용될 수 있다.
특정 부호화 단위가 최소 부호화 단위 크기에서 화면 내 예측을 사용하였을 경우는 0000최소 부호화 단위 크기가 아니고 화면 내 예측을 사용하였을 경우는 000, 특정 부호화 단위가 화면 간 예측을 사용하였을 경우로써 2Nx2N의 예측 단위를 사용할 경우는 1, 2NxN의 예측 단위를 사용할 경우는 01, Nx2N의 예측 단위를 사용할 경우는 001, 최소 부호화 단위의 크기에서는 NxN의 예측 단위를 사용할 수 있고 NxN 예측 단위를 사용할 경우는 0001을 사용하여 현재 부호화 단위의 분할 정보를 표현할 수 있다. 전술한 바와 같이 inter_4x4_enabled_flag를 사용하여 현재 화면 간 예측의 분할 정보를 표현할 수 있다.
마찬가지로 복호화기에서는 이러한 이진 부호 정보를 기초로 현재 프레임의 부호화 단위에서 사용된 예측 방법 및 부호화 단위의 분할 방법 정보를 제공받을 수 있다.
표 25 및 표 27와 같이 화면 내 예측 방법으로 한가지 방법이 사용되고 화면 내 예측 부호화 단위에서 화면 내 예측을 사용하였는지 또는 화면 간 예측을 사용하였는지 여부를 판단할 수 있는 경우, 화면 내 예측에 사용된 분할의 종류를 나타내기 위한 이진 부호는 사용되지 않을 수 있다.
표 28은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측이 사용된 부호화 단위에서 사용되는 예측 단위와 화면 간 예측이 사용된 부호화 단위에서 사용되는 예측 단위의 정보를 전송하기 위한 신호 비트를 나타낸 표이다.
표 28
예측 방법 분할 형태 변환 단위 크기 신호
화면 내 예측 방법 2 형태 분할 방법 2Nx2N 000
최소 부호화 단위일 경우, 0000
NxN 최소 부호화 단위일 경우, 0001
화면 간 예측 방법 4 형태 분할 방법 2Nx2N 1
2NxN 01
Nx2N 001
표 28을 참조하면, 화면 내 예측의 경우, 2 형태 분할, 화면 간 예측의 경우, 3 형태 분할이 사용될 수 있다.
특정 부호화 단위가 화면 내 예측을 사용하였을 경우, 2 형태 분할 중 어떠한 분할 방법을 사용하였는지 여부 및 현재 부호화 단위가 최소 부호화 단위인지 여부에 따라 이진 부호를 다르게 할당하여 현재 부호화 단위가 예측 단위로 어떻게 분할되었는지를 부호화할 수 있다.
화면 내 예측에서 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 2Nx2N 분할만을 사용하고 최소 부호화 단위인 경우, 2Nx2N과 NxN 분할을 사용하므로 최소 부호화 단위일 경우 화면 내 예측을 수행하는 부호화 단위에서 어떠한 분할 방법을 사용하였는지를 표시할 수 있는 이진 부호화 비트를 다르게 설정하여 현재 부호화 단위의 분할 방법 정보를 표현할 수 있다.
최소 부호화 단위일 경우, 2진 부호화 비트의 할당을 다르게 하는 것도 가능하지만, 부호화 단위의 크기 정보를 미리 판단할 수 있다면 2Nx2N 크기의 분할을 수행한 경우에 있어서, 현재 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인지 여부에 상관없이 동일한 비트를 할당하는 것도 가능하다.
또한, 전술한 바와 같이 현재 부호화 단위가 화면 내 예측인지를 미리 판단할 수 있고 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위보다 큰 경우 분할 정보를 따로 이진 부호화하지 않을 수도 있고, 최소 부호화 단위이고 부호화 단위를 NxN으로 분할할 경우에 한해서 특정한 이진 부호를 기초로 한 이진 정보를 전송함으로써 현재 부호화 단위의 화면 내 예측을 위한 분할 정보를 표현할 수 있다.
특정 부호화 단위가 화면 간 예측을 사용하였을 경우, 3 형태 분할을 사용하므로 부호화 단위에서 화면 간 예측을 수행하기 위해 2Nx2N, 2NxN, NxN 중 어떠한 분할 방법을 사용하였는지를 나타내기 위해 표 28에서와 같은 이진 부호를 사용할 수 있다.
표 29는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측이 사용된 부호화 단위에서 사용되는 예측 단위와 화면 간 예측이 사용된 부호화 단위에서 사용되는 예측 단위의 정보를 전송하기 위한 신호 비트를 나타낸 표이다.
표 29
예측 방법 분할 형태 변환 단위 크기 신호
화면 내 예측 방법 2 형태 분할 방법 2Nx2N 000
최소 부호화 단위일 경우, 0000
NxN 최소 부호화 단위일 경우, 0001
화면 간 예측 방법 4 형태 분할 방법 2Nx2N 1
2NxN 01
Nx2N 001
2NxN 최소 부호화 단위일경우, 0001
표 29를 참조하면, 화면 내 예측의 경우, 2 형태 분할, 화면 간 예측의 경우, 4 형태 분할이 사용될 수 있다.
특정 부호화 단위가 화면 내 예측을 사용하였을 경우, 2 형태 분할 중 어떠한 분할 방법을 사용하였는지 여부 및 현재 부호화 단위가 최소 부호화 단위인지 여부에 따라 이진 부호를 다르게 할당하여 현재 부호화 단위가 예측 단위로 어떻게 분할되었는지를 부호화할 수 있다.
표 29와 같이 화면 내 예측에서 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 2Nx2N 분할만을 사용하고 최소 부호화 단위인 경우, 2Nx2N과 NxN 분할을 사용하므로 최소 부호화 단위일 경우 화면 내 예측을 수행하는 부호화 단위에서 어떠한 분할 방법을 사용하였는지를 표시할 수 있는 이진 부호를 다르게 설정하여 현재 부호화 단위의 분할 방법 정보를 표현할 수 있다.
표 25 내지 표 29와 같이 영상의 화면 내 예측 및 화면 간 예측에 사용되는 블록을 특정한 범주로 구분함으로써 영상의 부호화에 필요한 시간 및 영상의 복호화에 사용되는 시간을 감소시킬 수 있다.
표 25 내지 표 29에서 특정한 분할 타입 정보를 표시하기 위한 이진 부호화 방법은 다양하게 사용될 수 있고, 표 25 내지 표 29에서 표시된 이진 부호화 방법에 한정되지 않는다.
또한 특정한 분할 방법이 많이 사용되는 경우, 분할 방법과 이진 부호 사이의 매핑 정보가 포함되어 있는 매핑 테이블에서 많이 사용되는 분할 방법일수록 적은 수의 비트를 가지는 이진 부호를 할당하는 방법을 사용할 수 있다. 이러한 방법을 구현하기 위해 특정한 분할 방법을 사용할 경우, 매핑 테이블 순서상 바로 위에 위치한 상대적으로 더 작은 이진 부호화 비트가 할당되어 있는 분할 방법의 이진 부호화 비트와 현재 사용된 분할 방법에 할당된 이진 부호화 비트를 서로 변경함으로써 많이 사용되는 분할 방법에 적은 비트수를 할당할 수 있다. 또 다른 방법으로 카운터를 이용하여 특정한 임계값 이상이 되면 매핑 테이블상 이진 부호화의 할당을 변화시키는 방법도 사용될 수 있다.
부호화 단위의 분할 정보는 표 25 내지 표 29와 같이 독립된 정보로 표현되는 것도 가능하지만, 예를 들어, 예측 단위가 화면 간 예측을 수행시 예측 방법(예를 들어, Merge, AMVP, SKIP 등) 중 어떠한 방법을 사용했는지에 관련된 정보와 같은 부가적인 정보와 결합되어 표23 및 24와 같이 새로운 플래그 정보로 정의되는 것도 가능하다.
또한, 전술한 바와 같이 표 25 내지 표 29에서 사용된 이진 신호는 임의적인것으로써 다른 구문 구조에서 추가의 정보를 얻을 수 있다면, 현재 부호화 단위의 분할 방법을 표현하기 위한 이진 신호는 변화되거나 특정한 이진 신호를 사용하지 않고도 추정하는 방법을 사용하여 현재 부호화 단위의 분할 방법을 표현할 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 예측을 수행하는 블록을 소정의 범주로 구분하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 13의 상단을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측을 수행하기 위한 블록을 소정의 범주 구분하는 방법에서는 화면 내 예측 방법으로 근거리 화면 내 예측 방법(SDIP)을 추가적으로 사용될 수 있다. 근거리 화면 내 예측 방법을 화면 내 예측 방법으로 추가적으로 사용할 경우, 화면 내 예측을 수행시 사용할 수 있는 분할 단위로써 2Nxh(1300), hx2N(1305)이 추가될 수 있고 부호화 단위의 추가적인 분할 방법의 조합이 생성될 수 있다.
도 13의 하단을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 간 예측을 수행하기 위한 블록을 소정의 범주 구분하는 방법에서는 AMP(Asymmetric Motion Partitioning, 이하, 비대칭 블록 분할 방법도 동일한 의미로 사용함) 방법을 추가적으로 사용할 수 있다. AMP 방법을 추가적으로 사용할 경우, 화면 간 예측을 수행시 사용할 수 있는 분할 단위로써 2NxnU(1310), 2NxnD(1315), hLx2N(1320), nRx2N(1325)을 사용할 수 있다. 즉, 근거리 화면 내 예측 방법 및 비대칭 움직임 분할 방법도 위의 표 25 내지 표 29에서 처럼 다양한 조합으로 생성되어 소정의 슬라이스에서 예측에 사용될 수 있다.
이상에서 설명한 영상 부호화 및 영상 복호화 방법은 도 1 및 도 2에서 전술한 각 영상 부호화기 및 영상 복호화기 장치의 각 구성부에서 구현될 수 있다.
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.

Claims (15)

  1. 소정의 화면 내 예측 모드로 화면 내 예측이 수행되는 하나의 예측 단위를 복수의 변환 단위로 분할하는 단계; 및
    상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 상기 복수의 변환 단위 각각에 대해 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 화면 내 예측 모드로 화면 내 예측이 수행되는 하나의 예측 단위를 복수의 변환 단위로 분할하는 단계는,
    상기 예측 단위의 크기가 2Nx2N일 경우, 상기 복수의 변환 단위의 크기는 NxN의 크기를 가지고 분할되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 상기 복수의 변환 단위 각각에 대해 화면 내 예측이 수행되는 단계는,
    상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 제1 변환 단위를 예측한 후 복원하는 단계;
    상기 제1 변환 단위를 복원한 결과 및 상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 제2 변환 단위를 예측한 후 복원하는 단계;
    상기 제1 변환 단위 및 상기 제2 변환 단위를 복원한 결과 및 상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 제3 변환 단위를 예측한 후 복원하는 단계; 및
    상기 제1 변환 단위, 상기 제2 변환 단위 및 상기 제3 변환 단위를 복원한 결과 및 상기 소정의 화면 내 예측 모드를 기초로 제4 변환 단위를 예측한 후 복원하는 단계를 더 포함하는 영상 복호화 방법.
  4. 부호화 단위의 크기를 판단하는 단계;
    상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우, 상기 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우, 상기 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 표시하는 구문 요소 정보를 기초로 상기 부호화 단위의 분할 여부 정보를 제공받는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 구문 요소 정보는,
    상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위보다 큰 경우와 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위와 동일한 경우에 다른 인덱스 값을 가지고 정의되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우, 상기 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이고 상기 부호화 단위가 화면 내 예측을 수행하는 NxN 크기의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위인 경우, 상기 부호화 단위가 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하는 단계는,
    2Nx2N 크기의 부호화 단위에서 화면 간 예측을 수행시 NxN 크기의 예측 단위를 사용하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 2Nx2N 크기의 부호화 단위에서 화면 간 예측을 수행시 NxN 크기의 예측 단위를 사용하는지 여부를 판단하는 것은,
    소정의 플래그 정보를 기초로 화면 간 예측을 수행시 소정의 부호화 단위 크기에서 화면 간 예측을 수행시 NxN 크기의 예측 단위를 사용하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 2Nx2N 크기의 부호화 단위에서 화면 간 예측을 수행시 NxN 크기의 예측 단위를 사용하는지 여부를 판단하는 것은,
    소정의 프래그 정보를 기초로 화면 간 예측에서 4x4 크기의 예측 단위를 사용할지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  11. 제4항에 있어서, 상기 영상 복호화 방법은,
    상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 2Nx2N 단위의 부호화 단위가 NxN 크기의 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하지 않는 단계를 더 포함하는 영상 복호화 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 2Nx2N 단위의 부호화 단위가 NxN 크기의 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하지 않는 단계는,
    소정의 구문 요소의 정의를 기초로 한 인덱스 값을 기초로 상기 부호화 단위의 크기가 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 2Nx2N 단위의 부호화 단위가 NxN 크기의 복수의 예측 단위로 분할되어 있는지 여부를 판단하지 않는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  13. 제4항에 있어서, 상기 부호화 단위는,
    부호화 단위의 크기를 정의하는 구문 요소를 기초로 화면 내 예측을 수행하는 최대 부호화 단위의 크기와 화면 간 예측을 수행하는 최대 부호화 단위의 크기를 설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  14. 제4항에 있어서, 상기 부호화 단위는,
    변환 단위로 설정되어 역변환 되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  15. 제4항에 있어서, 상기 부호화 단위는,
    예측 단위로 설정되고, 화면 내 예측을 수행하는 부호화 단위의 크기와 화면 간 예측을 수행하는 부호화 단위의 크기를 상이하게 설정하여 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
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