WO2013169049A1 - 인터 레이어 예측 방법 및 이를 이용하는 장치 - Google Patents

인터 레이어 예측 방법 및 이를 이용하는 장치 Download PDF

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WO2013169049A1
WO2013169049A1 PCT/KR2013/004114 KR2013004114W WO2013169049A1 WO 2013169049 A1 WO2013169049 A1 WO 2013169049A1 KR 2013004114 W KR2013004114 W KR 2013004114W WO 2013169049 A1 WO2013169049 A1 WO 2013169049A1
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WO
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block
prediction
current
mode
intra prediction
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/004114
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English (en)
French (fr)
Inventor
박준영
김철근
헨드리헨드리
전병문
김정선
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/30—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using hierarchical techniques, e.g. scalability

Definitions

  • the present invention relates to video compression techniques, and more particularly, to a method and apparatus for performing scalable video coding.
  • video quality of the terminal device can be supported and the network environment is diversified, in general, video of general quality may be used in one environment, but higher quality video may be used in another environment. .
  • a consumer who purchases video content on a mobile terminal can view the same video content on a larger screen and at a higher resolution through a large display in the home.
  • UHD Ultra High Definition
  • the quality of the image for example, the image quality, the resolution of the image, the size of the image. It is necessary to provide scalability in the frame rate of video and the like. In addition, various image processing methods associated with such scalability should be discussed.
  • An object of the present invention is to provide a method for performing prediction of a luma block and a chrominance block for a current picture using information of a reference picture, and an apparatus using the same.
  • Another object of the present invention is to provide a method for decoupling a luma block and a chrominance block prediction method of a current picture, and an apparatus using the same.
  • Another object of the present invention is to provide a method for signaling information and an apparatus using the same when information of a reference picture is used when predicting a luma block and a chrominance block of a current picture.
  • an interlayer prediction method of a bitstream including a current picture and a reference picture uses a first prediction method using information of the reference picture and information of the current picture without excluding information of the reference picture.
  • Intra prediction on the luma component is performed using the second prediction method, and intra prediction on the chrominance component is performed on a reference block in the reference picture corresponding to a current chrominance block composed of the chrominance components of the current block.
  • the intra BL may be performed using an upsampled value of a reconstruction value of a reference color difference block composed of color difference components as a prediction block for the current color difference block.
  • the performing of the intra prediction on the color difference component may include receiving flag information indicating whether the first prediction method is applied to the current color difference block.
  • intra prediction may be performed by applying the intra BL to the current color difference block.
  • the intra prediction mode information of the current color difference block having a preset mapping relationship with the intra prediction mode of the current luma block including the luma component of the current block is received, and the received intra prediction is performed.
  • Intra prediction of the current color difference block may be performed according to mode information.
  • Intra prediction on the luma component is performed by using the second prediction method, and intra prediction on the chrominance component is performed on the reference block in the reference picture in the reconstructed image of the current chrominance block composed of the chrominance components of the current block. It may be performed using an inter-layer difference mode for performing intra prediction in the differential image domain obtained by subtracting a reconstructed image of a reference chrominance block composed of chrominance components.
  • the performing of the intra prediction on the color difference component may include receiving flag information indicating whether the first prediction method is applied to the current color difference block.
  • intra prediction is performed by applying the inter-layer difference mode to the current color difference block.
  • intra prediction mode of the current luma block including the luma component of the current block is determined.
  • Intra prediction mode information of the current color difference block having a preset mapping relationship may be received, and intra prediction of the current color difference block may be performed according to the received intra prediction mode information.
  • intra prediction on the luma component is performed by using the second prediction method, and intra prediction on the color difference component is an intra prediction mode of the current luma block composed of the luma component of the current block. And receive intra prediction mode information of a current color difference block including the color difference component of the current block having a preset mapping relationship, and perform intra prediction of the current color difference block according to the received intra prediction mode information.
  • the first prediction method includes an intra BL using an upsampled value of a reconstruction value of a reference luma block composed of luma components of a reference block in the reference picture corresponding to the current luma block as a prediction block for the current luma block. Can be performed using.
  • the first prediction method uses an inter-layer difference mode that performs intra prediction in a differential image domain obtained by subtracting a reconstructed image of a reference luma block including a luma component of a reference block in the reference picture from a reconstructed image of the current luma block. Can be performed.
  • a method of performing a prediction of a luma block and a chrominance block for a current picture using information of a reference picture, and an apparatus using the same are provided.
  • a method of decoupling a luma block and a chrominance block prediction method of a current picture, and an apparatus using the same are provided.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a video encoding apparatus supporting scalability according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a video decoding apparatus supporting scalability according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a current block and a reference block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a method of performing intra prediction when an inter-layer difference mode is applied according to the present invention.
  • 5 is a diagram illustrating an intra prediction mode.
  • FIG. 6 is a control flowchart illustrating an interlayer prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a control flowchart illustrating an interlayer prediction method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a control block diagram illustrating a method of signaling a first prediction method applied to a color difference component in the inter-layer prediction method of FIG. 7.
  • FIG. 9 is a control flowchart illustrating an interlayer prediction method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a control block diagram illustrating a method of signaling prediction mode information applied to a color difference component in the inter-layer prediction method of FIG. 9.
  • each of the components in the drawings described in the present invention are shown independently for the convenience of description of the different characteristic functions in the video encoding apparatus / decoding apparatus, each component is a separate hardware or separate software It does not mean that it is implemented.
  • two or more of each configuration may be combined to form one configuration, or one configuration may be divided into a plurality of configurations.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and / or separated are also included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
  • input signals may be processed for each layer.
  • the input signals may differ in at least one of resolution, frame rate, bit-depth, color format, and aspect ratio. Can be.
  • scalable coding includes scalable encoding and scalable decoding.
  • prediction between layers is performed by using differences between layers, that is, based on scalability, thereby reducing overlapping transmission / processing of information and increasing compression efficiency.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a video encoding apparatus supporting scalability according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 100 includes an encoder 105 for layer 1 and an encoder 135 for layer 0.
  • Layer 0 may be a base layer, a reference layer, or a lower layer
  • layer 1 may be an enhancement layer, a current layer, or an upper layer.
  • the encoding unit 105 of the layer 1 includes a prediction unit 110, a transform / quantization unit 115, a filtering unit 120, a memory 125, an entropy coding unit 130, and a MUX (Multiplexer, 165). do.
  • the encoding unit 135 of the layer 0 includes a prediction unit 140, a transform / quantization unit 145, a filtering unit 150, a memory 155, and an entropy coding unit 160.
  • the prediction units 110 and 140 may perform inter prediction and intra prediction on the input image.
  • the prediction units 110 and 140 may perform prediction in predetermined processing units.
  • the performing unit of prediction may be a coding unit (CU), a prediction unit (PU), or a transform unit (TU).
  • the prediction units 110 and 140 may determine whether to apply inter prediction or intra prediction in a CU unit, determine a mode of prediction in a PU unit, and perform prediction in a PU unit or a TU unit. have. Prediction performed includes generation of a prediction block and generation of a residual block (residual signal).
  • a prediction block may be generated by performing prediction based on information of at least one picture of a previous picture and / or a subsequent picture of the current picture.
  • prediction blocks may be generated by performing prediction based on pixel information in a current picture.
  • inter prediction there are a skip mode, a merge mode, a motion vector predictor (MVP) mode method, and the like.
  • a reference picture may be selected with respect to the current PU that is a prediction target, and a reference block corresponding to the current PU may be selected within the reference picture.
  • the prediction units 110 and 140 may generate a prediction block based on the reference block.
  • the prediction block may be generated in integer sample units or may be generated in integer or less pixel units.
  • the motion vector may also be expressed in units of integer pixels or units of integer pixels or less.
  • motion information that is, information such as an index of a reference picture, a motion vector, and a residual signal
  • residuals may not be generated, transformed, quantized, or transmitted.
  • the prediction mode may have 33 directional prediction modes and at least two non-directional modes.
  • the non-directional mode may include a DC prediction mode and a planner mode (Planar mode).
  • a prediction block may be generated after applying a filter to a reference sample.
  • the PU may be a block of various sizes / types, for example, in the case of inter prediction, the PU may be a 2N ⁇ 2N block, a 2N ⁇ N block, an N ⁇ 2N block, an N ⁇ N block (N is an integer), or the like.
  • the PU In the case of intra prediction, the PU may be a 2N ⁇ 2N block or an N ⁇ N block (where N is an integer).
  • the PU of the N ⁇ N block size may be set to apply only in a specific case.
  • the NxN block size PU may be used only for the minimum size CU or only for intra prediction.
  • PUs such as N ⁇ mN blocks, mN ⁇ N blocks, 2N ⁇ mN blocks, or mN ⁇ 2N blocks (m ⁇ 1) may be further defined and used.
  • the prediction unit 110 may perform prediction for layer 1 using the information of the layer 0.
  • a method of predicting information of a current layer using information of another layer is referred to as inter-layer prediction for convenience of description.
  • Information of the current layer that is predicted using information of another layer may include texture, motion information, unit information, predetermined parameters (eg, filtering parameters, etc.).
  • information of another layer used for prediction for the current layer may include texture, motion information, unit information, and predetermined parameters (eg, filtering parameters).
  • inter-layer motion prediction is also referred to as inter-layer inter prediction.
  • prediction of a current block of layer 1 may be performed using motion information of layer 0 (reference layer or base layer).
  • motion information of a reference layer may be scaled.
  • inter-layer texture prediction is also called inter-layer intra prediction or intra base layer (BL) prediction.
  • Inter layer texture prediction may be applied when a reference block in a reference layer is reconstructed by intra prediction.
  • the texture of the reference block in the reference layer may be used as a prediction value for the current block of the enhancement layer.
  • the texture of the reference block may be scaled by upsampling.
  • inter-layer unit parameter prediction derives unit (CU, PU, and / or TU) information of a base layer and uses it as unit information of an enhancement layer, or based on unit information of a base layer. Unit information may be determined.
  • the unit information may include information at each unit level.
  • information about a partition (CU, PU and / or TU) may include information on transform, information on prediction, and information on coding.
  • information on a PU partition and information on prediction (eg, motion information, information on a prediction mode, etc.) may be included.
  • the information about the TU may include information about a TU partition, information on transform (transform coefficient, transform method, etc.).
  • the unit information may include only the partition information of the processing unit (eg, CU, PU, TU, etc.).
  • inter-layer parameter prediction may derive a parameter used in the base layer to reuse it in the enhancement layer or predict a parameter for the enhancement layer based on the parameter used in the base layer.
  • interlayer prediction As an example of interlayer prediction, interlayer texture prediction, interlayer motion prediction, interlayer unit information prediction, and interlayer parameter prediction have been described. However, the interlayer prediction applicable to the present invention is not limited thereto.
  • the prediction unit 110 may use interlayer residual prediction, which predicts the residual of the current layer using the residual information of another layer as interlayer prediction, and performs prediction on the current block in the current layer based on the prediction. It may be.
  • the prediction unit 110 may predict the current block in the current layer by using a difference (differential image) image between the reconstructed picture of the current layer and the resampled picture of another layer as the inter-layer prediction. Inter-layer difference prediction may be performed.
  • the prediction unit 110 may use interlayer syntax prediction that predicts or generates a texture of a current block using syntax information of another layer as interlayer prediction.
  • the syntax information of the reference layer used for prediction of the current block may be information about an intra prediction mode, motion information, and the like.
  • inter-layer syntax prediction may be performed by referring to the intra prediction mode from a block to which the intra prediction mode is applied in the reference layer and referring to motion information from the block MV to which the inter prediction mode is applied.
  • the reference layer is a P slice or a B slice
  • the reference block in the slice may be a block to which an intra prediction mode is applied.
  • inter-layer prediction may be performed to generate / predict a texture for the current block by using an intra prediction mode of the reference block among syntax information of the reference layer.
  • the transform / quantization units 115 and 145 may perform transform on the residual block in transform block units to generate transform coefficients and quantize the transform coefficients.
  • the transform block is a block of samples and is a block to which the same transform is applied.
  • the transform block can be a transform unit (TU) and can have a quad tree structure.
  • the transform / quantization units 115 and 145 may generate a 2D array of transform coefficients by performing transform according to the prediction mode applied to the residual block and the size of the block. For example, if intra prediction is applied to a residual block and the block is a 4x4 residual array, the residual block is transformed using a discrete sine transform (DST), otherwise the residual block is transformed into a discrete cosine transform (DCT). Can be converted using.
  • DST discrete sine transform
  • DCT discrete cosine transform
  • the transform / quantization unit 115 and 145 may quantize the transform coefficients to generate quantized transform coefficients.
  • the transform / quantization units 115 and 145 may transfer the quantized transform coefficients to the entropy coding units 130 and 180.
  • the transform / quantization unit 145 may rearrange the two-dimensional array of quantized transform coefficients into one-dimensional arrays according to a predetermined scan order and transfer them to the entropy coding units 130 and 180.
  • the transform / quantizers 115 and 145 may transfer the reconstructed block generated based on the residual and the predictive block to the filtering units 120 and 150 for inter prediction.
  • the transform / quantization units 115 and 145 may skip transform and perform quantization only or omit both transform and quantization as necessary.
  • the transform / quantization unit 115 or 165 may omit the transform for a block having a specific prediction method or a specific size block, or a block of a specific size to which a specific prediction block is applied.
  • the entropy coding units 130 and 160 may perform entropy encoding on the quantized transform coefficients.
  • Entropy encoding may use, for example, an encoding method such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC), or the like.
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the filtering units 120 and 150 may apply a deblocking filter, an adaptive loop filter (ALF), and a sample adaptive offset (SAO) to the reconstructed picture.
  • ALF adaptive loop filter
  • SAO sample adaptive offset
  • the deblocking filter may remove distortion generated at the boundary between blocks in the reconstructed picture.
  • the adaptive loop filter may perform filtering based on a value obtained by comparing the reconstructed image with the original image after the block is filtered through the deblocking filter.
  • the SAO restores the offset difference from the original image on a pixel-by-pixel basis to the residual block to which the deblocking filter is applied, and is applied in the form of a band offset and an edge offset.
  • the filtering units 120 and 150 may apply only the deblocking filter, only the deblocking filter and the ALF, or may apply only the deblocking filter and the SAO without applying all of the deblocking filter, ALF, and SAO.
  • the memory 125 and 155 may be implemented as a decoded picture buffer (DPB), and may receive and store a reconstructed block or a reconstructed picture from the filtering units 120 and 150.
  • the memories 125 and 155 may provide the reconstructed blocks or pictures to the predictors 110 and 140 that perform inter prediction.
  • Information output from the entropy coding unit 160 of layer 0 and information output from the entropy coding unit 130 of layer 1 may be multiplexed by the MUX 185 and output as a bitstream.
  • the encoding unit 105 of the layer 1 has been described as including the MUX 165.
  • the MUX is separate from the encoding unit 105 of the layer 1 and the encoding unit 135 of the layer 0. It may be a device or a module of.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of interlayer prediction in an encoding apparatus that performs scalable coding according to the present invention.
  • the decoding apparatus 200 includes a decoder 210 of layer 1 and a decoder 250 of layer 0.
  • Layer 0 may be a base layer, a reference layer, or a lower layer
  • layer 1 may be an enhancement layer, a current layer, or an upper layer.
  • the decoding unit 210 of the layer 1 includes an entropy decoding unit 215, a reordering unit 220, an inverse quantization unit 225, an inverse transform unit 230, a prediction unit 235, a filtering unit 240, and a memory. can do.
  • the decoding unit 250 of the layer 0 includes an entropy decoding unit 255, a reordering unit 260, an inverse quantization unit 265, an inverse transform unit 270, a prediction unit 275, a filtering unit 280, and a memory 285. ) May be included.
  • the DEMUX 205 may demultiplex the information for each layer and deliver the information to the decoding device for each layer.
  • the entropy decoding units 215 and 255 may perform entropy decoding corresponding to the entropy coding scheme used in the encoding apparatus. For example, when CABAC is used in the encoding apparatus, the entropy decoding units 215 and 255 may also perform entropy decoding using CABAC.
  • Information for generating a prediction block among the information decoded by the entropy decoding units 215 and 255 is provided to the prediction units 235 and 275, and a residual value of which entropy decoding is performed by the entropy decoding units 215 and 255. That is, the quantized transform coefficients may be input to the reordering units 220 and 260.
  • the reordering units 220 and 260 may rearrange the information of the bitstreams entropy decoded by the entropy decoding units 215 and 255, that is, the quantized transform coefficients, based on the reordering method in the encoding apparatus.
  • the reordering units 220 and 260 may rearrange the quantized transform coefficients of the one-dimensional array into the coefficients of the two-dimensional array.
  • the reordering units 220 and 260 may generate a two-dimensional array of coefficients (quantized transform coefficients) by performing scanning based on the prediction mode applied to the current block (transform block) and / or the size of the transform block.
  • the inverse quantizers 225 and 265 may generate transform coefficients by performing inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoding apparatus and the coefficient values of the rearranged block.
  • the inverse transform units 230 and 270 may perform inverse transform on the transform performed by the transform unit of the encoding apparatus.
  • the inverse transform units 230 and 270 may perform inverse DCT and / or inverse DST on a discrete cosine transform (DCT) and a discrete sine transform (DST) performed by an encoding apparatus.
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • the DCT and / or DST in the encoding apparatus may be selectively performed according to a plurality of pieces of information, such as a prediction method, a size of a current block, and a prediction direction, and the inverse transformers 230 and 270 of the decoding apparatus may perform transform information performed in the encoding apparatus. Inverse transformation may be performed based on.
  • the inverse transform units 230 and 270 may apply inverse DCT and inverse DST according to a prediction mode / block size.
  • the inverse transformers 230 and 270 may apply an inverse DST to a 4x4 luma block to which intra prediction is applied.
  • the inverse transform units 230 and 270 may fixedly use a specific inverse transform method regardless of the prediction mode / block size.
  • the inverse transform units 330 and 370 may apply only inverse DST to all transform blocks.
  • the inverse transform units 330 and 370 may apply only inverse DCT to all transform blocks.
  • the inverse transform units 230 and 270 may generate a residual or residual block by inversely transforming the transform coefficients or the block of the transform coefficients.
  • the inverse transformers 230 and 270 may also skip the transformation as needed or in accordance with the manner encoded in the encoding apparatus. For example, the inverse transforms 230 and 270 may omit the transform for a block having a specific prediction method or a specific size or a block of a specific size to which a specific prediction block is applied.
  • the prediction units 235 and 275 may perform prediction on the current block based on prediction block generation related information transmitted from the entropy decoding units 215 and 255 and previously decoded blocks and / or picture information provided by the memories 245 and 285.
  • a prediction block can be generated.
  • the prediction units 235 and 275 may perform intra prediction on the current block based on pixel information in the current picture.
  • the prediction units 235 and 275 may perform information on the current block based on information included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture. Inter prediction may be performed. Some or all of the motion information required for inter prediction may be derived from the information received from the encoding apparatus and correspondingly.
  • the prediction block may be a reconstruction block.
  • the prediction unit 235 of layer 1 may perform inter prediction or intra prediction using only information in layer 1, or may perform inter layer prediction using information of another layer (layer 0).
  • the prediction unit 235 of the layer 1 may perform prediction on the current block by using one of the motion information of the layer 1, the texture information of the layer 1, the unit information of the layer 1, and the parameter information of the layer 1.
  • the predictor 235 of the layer 1 may receive motion information of the layer 1 from the predictor 275 of the layer 0 to perform motion prediction.
  • Inter-layer motion prediction is also called inter-layer inter prediction.
  • inter-layer motion prediction prediction of a current block of a current layer (enhanced layer) may be performed using motion information of a reference layer (base layer).
  • the prediction unit 335 may scale and use motion information of the reference layer when necessary.
  • the predictor 235 of the layer 1 may receive texture information of the layer 0 from the predictor 275 of the layer 0 to perform texture prediction.
  • Texture prediction is also called inter layer intra prediction or intra base layer (BL) prediction. Texture prediction may be applied when the reference block of the reference layer is reconstructed by intra prediction.
  • inter-layer intra prediction the texture of the reference block in the reference layer may be used as a prediction value for the current block of the enhancement layer. In this case, the texture of the reference block may be scaled by upsampling.
  • the predictor 235 of the layer 1 may receive unit parameter information of the layer 0 from the predictor 275 of the layer 0 to perform unit parameter prediction.
  • unit parameter prediction unit (CU, PU, and / or TU) information of the base layer may be used as unit information of the enhancement layer, or unit information of the enhancement layer may be determined based on unit information of the base layer.
  • the predictor 235 of the layer 1 may perform parameter prediction by receiving parameter information regarding the filtering of the layer 0 from the predictor 275 of the layer 0.
  • parameter prediction the parameters used in the base layer can be derived and reused in the enhancement layer, or the parameters for the enhancement layer can be predicted based on the parameters used in the base layer.
  • the adders 290 and 295 may generate a reconstruction block using the prediction blocks generated by the predictors 235 and 275 and the residual blocks generated by the inverse transformers 230 and 270.
  • the adders 290 and 295 can be viewed as separate units (restore block generation unit) for generating the reconstruction block.
  • Blocks and / or pictures reconstructed by the adders 290 and 295 may be provided to the filtering units 240 and 280.
  • the filtering unit 240 of the layer 1 filters the reconstructed picture by using parameter information transmitted from the predicting unit 235 of the layer 1 and / or the filtering unit 280 of the layer 0. You can also do
  • the filtering unit 240 may apply filtering to or between layers using the parameters predicted from the parameters of the filtering applied in the layer 0.
  • the memories 245 and 285 may store the reconstructed picture or block to use as a reference picture or reference block.
  • the memories 245 and 285 may output the stored reconstructed picture through a predetermined output unit (not shown) or a display (not shown).
  • the description is divided into a reordering unit, an inverse quantization unit, an inverse transform unit, and the like.
  • a decoding device to perform reordering, inverse quantization, and inverse transformation in order in one module of the inverse quantization / inverse transformation unit It can also be configured.
  • the prediction unit of layer 1 may be different from the interlayer prediction unit that performs prediction using information of another layer (layer 0). It may also be regarded as including an inter / intra predictor for performing prediction without using the information of).
  • the information of the current picture is predicted by using the information of the reference picture.
  • Inter-layer prediction may be performed.
  • prediction of the current block may be performed by using reconstruction value information of a reference picture.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a current block and a reference block according to an embodiment of the present invention.
  • a corresponding part of the reference picture 301 corresponding to the current block 310 of the current picture 300 is shown as a reference block 311.
  • the reference block 311 may be positioned according to the resolution ratio of the current picture 300 and the reference picture 301. That is, the coordinates specifying the position of the current block 310 may correspond to the specific coordinates of the reference picture 301 according to the resolution ratio.
  • Such a reference block 311 may include one prediction unit or may include a plurality of prediction units.
  • the prediction units 110 and 235 of the layer 1 may use the reconstruction value of the reference block 311 to generate a prediction value for the current block 310.
  • the prediction units 110 and 235 may scale the reconstruction value of the reference block 311 by upsampling.
  • intra BL prediction a prediction method using an upsampled value of the reconstruction value of the reference block 311 as a prediction block for the current block 310 is referred to as intra BL prediction.
  • the prediction units 110 and 235 of the layer 1 may perform a difference (difference image) between the reconstructed image of the current picture and the resampled image of the reference picture when the prediction of the current block is performed.
  • the prediction may be performed on the current block in the current picture using.
  • a reconstructed picture of a reference picture is referred to as an RBL, and a picture of upsampled RBL according to the resolution of a current picture is called a URBL.
  • the reconstructed video of the current picture is called REL.
  • the reconstructed image may be an image before applying the in-loop filtering. Also, the reconstructed image may be an image after applying some of a deblocking filter, a sample adaptive offset filter, and / or an adaptive loop filter. Furthermore, the reconstructed image may be an image after applying all of the in-loop filters.
  • inter-layer differential picture coding or inter-layer differential mode (IL-Diff mode).
  • interlayer differential prediction a prediction method using an interlayer differential mode is referred to as interlayer differential prediction.
  • the inter-layer difference mode may be applied in a sequence unit, picture unit, slice unit, LCU (Largest CU) unit, coding unit (CU) unit, or prediction unit (PU) unit.
  • a flag indicating whether to use the interlayer differential mode may be transmitted from the encoding apparatus to the decoding apparatus.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a method of performing intra prediction by applying an inter-layer difference mode according to the present invention.
  • the current picture 400 includes a reconstruction area 405 and an unrestored area 410 before and after the current block 415.
  • the reconstructed image R EL can be obtained from the reconstructed region 405.
  • a reconstructed image R EL is performed.
  • the image UR BL 425 upsampled the reconstructed image R B L 420 of the reference picture includes a block P BL 430 corresponding to the current block 415.
  • the prediction unit (the prediction unit of the encoding apparatus) may derive the difference D between the reconstructed image of the reference picture and the reconstructed image of the current picture as shown in Equation 1.
  • R EL may use an image in which an in-loop filter such as a deblocking filter, SAO, or ALF is not applied due to the existence of the region 410 that is not yet restored.
  • an in-loop filter such as a deblocking filter, SAO, or ALF
  • the R BL may be a reconstructed image in which the in-loop filter is applied, or a reconstructed image in which a part of the in-loop filter is applied.
  • the reconstructed image may be a state in which the loop filter is not applied.
  • the predictor performs intra prediction on the current block 455 in the differential image D 440 by referring to the pixel values of the reconstructed region 445 except for the unrestored region 450 in the differential image D 440. can do.
  • the prediction unit (the prediction unit of the decoding apparatus) may reconstruct the current block by using the block value P BL in the UR BL existing at the same position as the current block.
  • Equation 2 P D is a prediction block generated by performing intra prediction from the reconstructed region of the differential image D, and RES is a residual block.
  • Intra prediction generates a prediction block for the current block to be predicted based on the reconstructed pixels in the current layer.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an intra prediction mode.
  • the intra prediction mode may be largely divided into a directional mode and a non-directional mode according to the direction in which the reference pixels used for pixel value prediction are located and a prediction method.
  • 5 illustrates intra prediction modes for 33 directional prediction modes and at least two non-directional modes.
  • the non-directional mode may include a DC mode and a planer mode.
  • the DC mode one fixed value, for example, an average value of surrounding reconstructed pixel values may be used as a prediction value.
  • Planer mode vertical interpolation and horizontal interpolation may be performed using vertically adjacent pixel values of the current block and horizontally adjacent pixel values, and their average values may be used as prediction values.
  • the directional mode is an angular mode and refers to modes indicating a corresponding direction by an angle between a reference pixel located in a predetermined direction and a current pixel, and may include a horizontal mode and a vertical mode.
  • a horizontal mode vertically adjacent pixel values of the current block are used as prediction values of the current block
  • horizontally adjacent pixel values are used as prediction values of the current block.
  • this prediction mode may be specified using a predetermined angle and mode number.
  • Table 1 shows an intra prediction mode number mapped to an intra prediction mode and an intra prediction mode according to an embodiment of the present invention.
  • the current block may perform intra prediction using intra prediction modes 0 to 34.
  • Intra prediction mode 0 is a planar mode
  • intra prediction mode 1 is a DC mode
  • Intra prediction modes 2 through 34 are directional intra prediction modes. Intra prediction may be performed as a basis.
  • the luma component and the chrominance component of the current block may have various chroma formats according to sampling rates and sampling positions of the luma sample and the chrominance sample.
  • the luma component may mean a luma sample or a luma array constituting a picture
  • the chrominance component may mean a chrominance sample or a color difference array constituting a picture.
  • the current luma block is a current luma coding block, a current luma prediction block, and a current luma transform block.
  • the current color difference block may be a current color difference coding block, a current color difference prediction block, and a current color difference conversion block.
  • the size of the sample array of the current color difference block may vary. For example, if the color difference format 4: 2: 0 YUV format, then the current color difference block may have a sample array corresponding to 1/2 of the height and width of the current luma block, and if the color difference format is 4: 2: 2 YUV format
  • the current chrominance block may have a sample array that is the same height as the current luma block but is half the width.
  • both the directional intra prediction modes of FIG. 4 and Table 1 are used, but when performing intra prediction on the chrominance component of the current block, the directional intra prediction mode is not used. Some directional intra prediction modes may be used.
  • Intra prediction modes for the chrominance component of the current block include oblique direction mode (intra prediction mode 34), vertical mode (intra prediction mode 26), horizontal mode (intra prediction mode 10), and DC mode (intra 1). Prediction mode) and planar mode (0 intra prediction mode) may be used.
  • DM Lia Directed Mode
  • intra prediction mode which is the same intra prediction mode as the luminance component, can be used for intra prediction of the color difference component.
  • Table 2 shows the intra prediction mode (IntraPredModeY) for the luminance component and the intra prediction mode (intra_chroma_pred_mode) number for the luminance component when using the planar mode, vertical mode, horizontal mode, DC mode, and DM as the intra prediction mode of the chrominance component.
  • Table shows the mapping relationship between the tables.
  • the intra prediction mode of the luminance component is the planar mode, the vertical mode, the horizontal mode, or the DC mode
  • the intra prediction mode of the chrominance component can be represented by the DM.
  • Intra prediction mode 34 may be used as an additional intra prediction mode when performing intra prediction of a chrominance component.
  • the unnecessary intra prediction mode is set to 34 intra prediction mode.
  • other intra prediction modes may be used instead of the intra prediction mode 34, for example, the intra prediction mode 18 or the intra prediction mode 2, and such embodiments are also included in the scope of the present invention.
  • intra prediction may be performed by applying a LM (Luma Estimated Mode) that predicts a chrominance component based on a reconstructed luminance component that is an intra prediction mode different from the luminance component of the current block, and the LM may be added to Table 2.
  • LM Large Estimated Mode
  • the decoding apparatus and the encoding apparatus may perform intra prediction by applying different methods to the luma component of the current block and the color difference component of the current block when performing the intra prediction of the current block in the current picture. have.
  • FIG. 6 is a control flowchart illustrating an interlayer prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • the prediction unit that performs prediction on the current picture is currently using either the first prediction method using the reference picture information or the second prediction method using the information of the current picture without the reference picture information.
  • Intra prediction may be performed on the luma component of the current block in the picture (S601).
  • the first prediction method may be intra BL prediction or inter layer differential prediction.
  • Intra BL prediction uses the upsampled value of the sample value of the reference block in the reference picture as the prediction block of the current block, and inter-layer difference prediction calculates the difference between the reconstruction value of the reference block in the reference picture and the reconstruction value of the current block. This is a method of performing prediction for the current block by using.
  • the second prediction method may be a prediction method that uses information about a neighboring block adjacent to the current block without using information about the reference picture. Since the second prediction method uses information on the neighboring block adjacent to the current block, the second prediction method may be represented as spatial intra prediction. Alternatively, the second prediction method may be interpreted as a concept opposite to the first prediction method using the reference picture, that is, a prediction method not using information of the reference picture.
  • the prediction unit may perform intra prediction on the color difference component of the current block by using any one of methods other than the prediction method used for intra prediction on the luma component (S602).
  • the prediction unit may use a first prediction method using reference picture information when performing intra prediction on a luma component, and use a second prediction method when performing intra prediction on a chrominance component.
  • the prediction unit may, on the contrary, use a first prediction method using reference picture information when performing intra prediction on a chrominance component, and use the current block without using information on the reference picture when performing intra prediction on a luma component.
  • a second prediction method using only information on neighboring blocks adjacent to and may be used.
  • FIG. 7 is a control flowchart illustrating an interlayer prediction method according to another embodiment of the present invention.
  • the prediction unit performs intra prediction on the luma component of the current block by using the second prediction method (S701).
  • the prediction unit may derive two intra prediction modes from the current luma block and a neighboring luma block and additionally derive one or more intra prediction modes to derive three candidate intra prediction modes.
  • the intra prediction mode for the current luma block may be encoded and decoded with information about any one of the three candidate intra prediction modes.
  • the intra prediction mode for the current luma block cannot be inferred from three candidate intra prediction modes, the information about the intra prediction mode of the current luma block may be separately encoded and decoded.
  • the prediction unit performs intra BL prediction on the current color difference block to generate a prediction block (S702).
  • a prediction block (S702)
  • a block composed of the color difference components of the reference block is expressed as a reference color difference block.
  • the prediction unit upsamples the reference chrominance block corresponding to the same position of the reference picture according to the size of the current block, and uses the upsampled value as a prediction block of the chrominance component of the current block.
  • the sampling rate of the chrominance component is lower than the sampling rate of the luma component, for example, when the chrominance format is 4: 2: 2 YUV format or 4: 2: 0 YUV format, etc. An improved effect can be obtained in terms of efficiency.
  • intra BL prediction inevitably loses high frequency components during upsampling, coding efficiency may be increased when predicting a signal having a small amount of high frequency components. Therefore, even if the second prediction method is applied to the luma component having a high sampling rate, it is more effective to apply the intra BL prediction to the color difference component having a low sampling rate due to the low sampling rate.
  • 8 is a control block diagram illustrating a method of signaling a first prediction method applied to a chrominance component according to an embodiment of the present invention. 8 exemplarily illustrates receiving a signal and performing prediction in a decoding apparatus.
  • the decoding apparatus receives and decodes information on a second prediction method applied to a current luma block (S801). Intra prediction for the current luma block may be performed based on the decoded information.
  • the intra prediction mode of the current luma block is transmitted as information on any one of the three candidate intra prediction modes derived from adjacent neighboring blocks as described above, or encoded into remining mode information indicating the intra prediction mode of the current luma block. Can be sent.
  • the decoding apparatus may receive and decode flag information indicating whether the first prediction method is applied to the current chrominance block.
  • the prediction unit may perform intra prediction by applying an intra BL to the current color difference block (S803).
  • the prediction unit uses the upsampled value of the reconstruction value of the reference color difference block as the prediction block of the current color difference block.
  • the prediction unit performs intra prediction by applying an existing second prediction method to the current chrominance block instead of intra BL. (S804).
  • the prediction mode information (intra_chroma_pred_mode) of the color difference component of the current block of Table 2 may be transmitted to the decoding apparatus, and the prediction unit may include an intra prediction mode (IntraPredModeY) for the luminance component and an intra prediction mode (intra_chroma_pred_mode) of the color difference component.
  • Intra prediction mode information of the current chrominance block is derived based on a lookup table representing a mapping relationship between numbers.
  • the encoding apparatus may encode and transmit information on the second prediction method applied to the current luma block and flag information indicating whether the first prediction method is applied to the current chrominance block to the decoding device.
  • the encoding apparatus does not need to transmit prediction mode information about the color difference component. If the flag information is 0, the encoding apparatus encodes the intra prediction mode number information of the color difference component and transmits the information to the decoding apparatus.
  • intra prediction mode number information of the color difference component based on a predetermined lookup table may be signaled.
  • Table 3 shows the mapping between the intra prediction mode (IntraPredModeY) for the luminance component and the intra prediction mode (intra_chroma_pred_mode) number of the color difference component.
  • the intra BL mode applied to the current color difference block may be used as one of the intra prediction modes of the current color difference block, and is mapped to the intra prediction mode for the luminance component instead of the horizontal direction mode of Table 2.
  • the encoding apparatus may encode the intra_chroma_pred_mode as 3 and transmit it to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may receive and decode information about intra_chroma_pred_mode to derive a prediction mode for the current color difference block. If the intra prediction mode of the current chrominance block is intra BL, the prediction unit of the decoding apparatus uses a value that upsamples the reconstruction value of the reference chrominance block as the prediction block of the current chrominance block.
  • Intra BL mode may be replaced with a prediction mode other than the horizontal mode in Table 2.
  • the intra BL mode may be replaced with the vertical mode or the DC mode.
  • the intra prediction mode of the luminance component is the planar mode, the vertical mode, or the DC mode
  • the intra prediction mode of the chrominance component can be expressed by the DM.
  • Intra prediction mode may be used as an additional intra prediction mode when performing intra prediction of a color difference component.
  • the unnecessary intra prediction mode is set to 34 intra prediction mode.
  • other intra prediction modes may be used instead of the intra prediction mode 34, for example, the intra prediction mode 18 or the intra prediction mode 2, and such embodiments are also included in the scope of the present invention.
  • mapping table including the intra BL prediction mode may be as shown in Table 4.
  • intra_chroma_pred_mode if intra_chroma_pred_mode is 0, Planar mode is 0, intra_chroma_pred_mode is 1, vertical direction mode (Intra prediction mode 26), intra_chroma_pred_mode is 2, horizontal direction mode (Intra prediction mode 10), and DC mode (intra_chroma_pred_mode is 3). Intra prediction mode 1), intra_chroma_pred_mode is 4, intra BL mode BL, and intra_chroma_pred_mode 5 is mapped to DM.
  • the intra BL mode applied to the current chrominance block may be used as one of the intra prediction modes of the current chrominance block and added as a new intra prediction mode in the mapping relationship of Table 2.
  • the encoding apparatus may encode intra_chroma_pred_mode as 4 and transmit it to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may receive and decode information about intra_chroma_pred_mode to derive a prediction mode for the current color difference block. If the intra prediction mode of the current chrominance block is intra BL, the prediction unit of the decoding apparatus uses a value that upsamples the reconstruction value of the reference chrominance block as the prediction block of the current chrominance block.
  • the prediction unit may perform intra prediction on the color difference component by applying the inter-layer difference prediction of FIG. 4 as the first prediction method.
  • the intra prediction mode for the color difference component of the current block may be signaled as flag information or as a signal for the intra prediction mode number of the color difference component.
  • the encoding apparatus may perform intra prediction in the differential image domain obtained by subtracting the reconstructed image of the reference chrominance block from the reconstructed image of the current chrominance block, and encode the prediction information according to the intra prediction and the residual information of the differential image.
  • the encoding apparatus may encode flag information, prediction information on the differential image, and residual information and transmit the encoded information to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus determines whether to apply inter-layer difference prediction to intra prediction of the current color difference block by decoding flag information. If the flag information is 1, the prediction unit of the decoding apparatus may perform prediction on the differential image using the prediction information on the differential image. The differential image is reconstructed based on the prediction block and the residual information of the differential image, and the current chrominance block may be reconstructed by adding the reconstructed differential image and the reconstructed image of the reference chrominance block.
  • the encoding apparatus may encode the intra prediction mode numbers of the chrominance components based on the mapping relationship of Table 5 or Table 6, and transmit the encoded intra prediction mode numbers to the decoding apparatus.
  • the inter-layer difference mode (IL-D) applied to the current chrominance block may be used as one of the intra prediction modes of the current chrominance block, and is mapped to the intra prediction mode for the luminance component instead of the horizontal direction mode of Table 2.
  • the inter layer differential mode may be replaced with a prediction mode other than the horizontal direction mode in Table 2.
  • the inter layer differential mode IL-D may be replaced with a vertical mode or with a DC mode.
  • the decoding apparatus may decode the intra prediction mode numbers of the chrominance components and perform intra prediction on the current chrominance components using the mapping relations of Table 5 or Table 6.
  • the prediction unit may perform prediction on the differential image by using prediction information on the differential image.
  • FIG. 9 is a control flowchart illustrating an interlayer prediction method according to another embodiment of the present invention.
  • the prediction unit performs intra prediction on a luma component of a current block by using a first prediction method, specifically, an intra BL (S901).
  • a first prediction method specifically, an intra BL (S901).
  • a block composed of the luma component of the reference block is expressed as a reference luma block.
  • the prediction unit upsamples the reference luma block corresponding to the same position of the reference picture with respect to the luma component of the current block according to the size of the current block, and uses the upsampled value as a prediction block of the luma component of the current block.
  • the prediction unit performs prediction on the current color difference block using the second prediction method (S902).
  • the second prediction method is a prediction method of generating a prediction block for the current block using information derived from the current picture without using the reference picture.
  • the encoding apparatus encodes the information about the intra prediction mode (intra_chroma_pred_mode) of the color difference component based on the mapping relationship of Table 2 and transmits the information to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may decode intra_chroma_pred_mode information of the received color difference component, and may also perform prediction on the current color difference block based on the mapping relationship of Table 2.
  • the prediction unit may perform prediction on the current chrominance block by using the LM for generating the prediction block from the reconstruction value of the current luma block that has been reconstructed.
  • the encoding apparatus may encode and transmit a flag signal indicating whether to perform prediction for the current color difference block by applying the LM, or independently encode and transmit information about the LM to the decoding apparatus.
  • the LM may be treated as one of the intra prediction modes for the color difference component to encode intra prediction mode number information for the color difference component and transmitted to the decoding apparatus.
  • FIG. 10 is a control block diagram illustrating a method of signaling prediction information about a color difference component according to an embodiment of the present invention. 10 exemplarily illustrates receiving a signal and performing prediction in a decoding apparatus.
  • the decoding apparatus receives and decodes information on a first prediction method applied to a current luma block (S1001). Intra prediction for the current luma block may be performed based on the decoded information.
  • the prediction unit When intra BL is used as the first prediction method, the prediction unit upsamples the reference luma block corresponding to the same position of the reference picture with respect to the size of the current block with respect to the luma component of the current block, and uses the upsampled value in the current block. It can be used as a prediction block of the color difference component of.
  • the decoding apparatus may receive and decode flag information indicating whether the first prediction method or the second prediction method is applied to the current chrominance block.
  • the decoding apparatus If the flag information is 1, the first prediction method, that is, the information of the reference picture is used to predict the current chrominance block, and if the flag information is 0, the second prediction method, ie, the reference picture, is used to predict the current chrominance block. The information may be excluded and may indicate that information of the current picture is used. If the flag information is 0, the decoding apparatus additionally receives information about an intra prediction mode (intra_chroma_pred_mode) of the color difference component.
  • intra_chroma_pred_mode an intra prediction mode of the color difference component.
  • the prediction unit of the decoding apparatus applies an intra BL to perform prediction on the current color difference block (S1003).
  • the prediction unit performs intra prediction by applying an existing second prediction method other than intra BL to the current color difference block (S1004).
  • the prediction unit decodes information on the intra prediction mode (intra_chroma_pred_mode) of the received color difference component to perform prediction on the current color difference block.
  • the prediction mode information (intra_chroma_pred_mode) of the color difference component of the current block of Table 2 may be transmitted to the decoding apparatus, and the prediction unit may include an intra prediction mode (IntraPredModeY) for the luminance component and an intra prediction mode (intra_chroma_pred_mode) number of the color difference component.
  • Intra prediction mode information of the current color difference block may be derived based on a lookup table indicating a mapping relationship therebetween.
  • the encoding apparatus may encode information on the first prediction method applied to the current luma block and flag information indicating whether the first prediction method or the second prediction method is applied to the current chrominance block and transmit the encoded information to the decoding device.
  • the encoding apparatus does not need to additionally transmit prediction mode information about the color difference component. If the flag information is 0, the encoding apparatus encodes the intra prediction mode number information of the color difference component and transmits the information to the decoding apparatus.
  • intra prediction mode number information of the color difference component based on a predetermined lookup table may be signaled.
  • Table 7 shows the mapping between the intra prediction mode (IntraPredModeY) and the intra prediction mode (intra_chroma_pred_mode) numbers of the chrominance components for the luminance component.
  • the intra BL mode applied to the current chrominance block may be used as one of the intra prediction modes of the current chrominance block, and an LM that generates a prediction block from the reconstructed value of the reconstructed current luma block may also be used as one of the intra prediction modes. Can be.
  • the intra prediction mode of the luminance component is the planar mode, the vertical mode, or the DC mode
  • the intra prediction mode of the chrominance component can be represented by the DM. Therefore, the intra prediction mode of the intra_chroma_pred_mode instead of the intra prediction mode represented by the DM (intra prediction 34) Mode) may be used as an additional intra prediction mode when performing intra prediction of a color difference component.
  • the unnecessary intra prediction mode is set to 34 intra prediction mode.
  • other intra prediction modes may be used instead of the intra prediction mode 34, for example, the intra prediction mode 18 or the intra prediction mode 2, and such embodiments are also included in the scope of the present invention.
  • DM uses the prediction mode used for the luma component prediction as it is for the chrominance component prediction. If the interlayer prediction is applied to the luma component prediction like the intra BL as in the present embodiment, the intra prediction mode number is specified. It's hard to be. Therefore, in this case, the DM may be set to indicate the intra prediction mode of the luma component of the reference block, instead of the intra prediction mode of the current luma block. Alternatively, the DM may be set to indicate an intra prediction mode of the color difference component of the reference block.
  • inter-layer prediction may be applied to the luma component of the current block, and spatial intra prediction may be applied to the chrominance component.
  • intra_chroma_pred_mode of Table 7 6
  • intra prediction of the current color difference component may be performed by applying an intra prediction mode to the luma component of the reference block or the color difference component of the reference block.
  • interlayer prediction may be applied to the current color difference block, and the DM may be replaced with an interlayer prediction mode.
  • the color difference component is predicted according to the present embodiment, there is an advantage that a parsing structure of the existing color difference component prediction mode may be used as it is.
  • the prediction mode applied to the color difference component of the current block may be only some of the intra prediction modes included in Table 7.
  • the prediction unit may perform intra prediction on the current color difference block using only LM and planar modes, or may perform intra prediction using only a predetermined number of prediction modes having the highest frequency.
  • the intra BL mode for intra prediction of the current color difference block may not be included in Table 7.
  • Table 8 below shows the mapping between the intra prediction mode (IntraPredModeY) and the intra prediction mode (intra_chroma_pred_mode) number of the chrominance component for the luminance component not including the intra BL mode.
  • intra_chroma_pred_mode Planar mode is 0
  • intra_chroma_pred_mode is 1
  • vertical direction mode Intra prediction mode No. 26
  • intra_chroma_pred_mode is 2
  • horizontal direction mode Intra prediction mode 10
  • DC mode Intra_chroma_pred_mode is 3
  • Intra prediction mode 1) LM if intra_chroma_pred_mode is 4, and LM if intra_chroma_pred_mode is 5, and may be mapped to DM.
  • the prediction mode applied to the color difference component of the current block may be only some of the intra prediction modes included in Table 8.
  • the prediction unit may perform intra prediction on the current color difference block using only LM and planar modes, or may perform intra prediction using only a predetermined number of prediction modes having the highest frequency.
  • an index BL may be replaced with an inter-layer difference mode.
  • Table 9 shows the mapping between the intra prediction mode (IntraPredModeY) and the intra prediction mode (intra_chroma_pred_mode) number of the chrominance component for the luminance component including the inter-layer difference mode.
  • the prediction mode applied to the color difference component of the current block may be only some of the intra prediction modes included in Table 9.
  • the prediction unit may perform intra prediction on the current color difference block using only LM and planar modes, or may perform intra prediction using only a predetermined number of prediction modes having the highest frequency.
  • intra prediction mode 34 may be signaled as an independent intra prediction mode number such as a planar mode, a vertical direction mode, a horizontal direction mode, and a DC mode.
  • the overlapped intra prediction mode due to the DM may be replaced with the intra prediction mode 18 or the intra prediction mode 2.
  • the prediction unit may perform intra prediction on the luma component of the current block by applying the inter-layer difference prediction of FIG. 4 as a first prediction method.
  • the encoding apparatus may perform intra prediction in the differential image domain obtained by subtracting the reconstructed image of the reference luma block from the reconstructed image of the current luma block, and encode the prediction information according to the intra prediction and the residual information of the differential image.
  • the encoding apparatus When the first prediction method is applied to the intra prediction on the current luma block, the encoding apparatus encodes the prediction information and the residual information on the differential image and transmits the encoded information to the decoding apparatus.
  • the intra prediction mode for the color difference component of the current block may be signaled as flag information or as a signal for the intra prediction mode number of the color difference component.
  • the prediction unit of the decoding apparatus may perform prediction on the differential image of the current luma block by using prediction information on the differential image.
  • the differential luma image of the current luma block is reconstructed based on the prediction block and the residual information of the differential image, and the reconstructed image of the reconstructed differential image and the reference luma block may be added to reconstruct the current luma block.
  • the decoding apparatus may perform intra prediction on the current color difference block through the process as shown in FIG. 10.
  • the encoding apparatus encodes the intra prediction mode numbers of the chrominance components based on the mapping relations of Tables 7 to 9, and when the encoded intra prediction mode numbers are transmitted to the decoding apparatus, the decoding apparatus decodes the intra prediction mode numbers of the chrominance components.
  • intra prediction may be performed on an intra prediction mode number with respect to a current color difference block based on the mapping relationship of Tables 7 to 9.
  • a 'picture an array of samples reconstructed at a specific time point (for example, a picture order count (POC) or an access unit (AU)) for each layer in a multi-layer structure in which scalable video coding is supported is referred to as a 'picture.
  • POC picture order count
  • AU access unit
  • the entire sample array reconstructed or reconstructed at a specific time in the decoded and output layer may be called a picture and may be distinguished from the reconstructed or reconstructed sample array of the referenced layer.
  • the sample array reconstructed or reconstructed at a specific time point in the referenced layer may be referred to as a representation, a reference layer picture, a reference layer sample array, a reference layer texture, or the like.
  • one decoded picture reconstructed in the current layer may be output for one AU.

Abstract

본 발명은 현재 픽처와 참조 픽처를 포함하는 비트스트림의 인터 레이어 예측 방법에 관한 것으로, 인터 레이어 예측 방법은 상기 참조 픽처의 정보를 이용하는 제1 예측 방법과 상기 참조 픽처의 정보를 배제하고 상기 현재 픽처의 정보를 이용하는 제2 예측 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 현재 픽처 내 현재 블록의 루마 성분에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계와, 나머지 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 현재 블록의 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 이로 인하여, 서로 다른 레이어의 정보를 이용하여 현재 블록의 루마 성분 및 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.

Description

인터 레이어 예측 방법 및 이를 이용하는 장치
본 발명은 비디오 압축 기술에 관한 것으로서 더 구체적으로는 스케일러블 비디오 코딩을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 고해상도, 고품질의 영상에 대한 요구가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상이 고해상도를 가지고 고품질이 될수록 해당 영상에 관한 정보량도 함께 증가하고 있다.
정보량의 증가로 인해 다양한 성능의 장치와 다양한 환경의 네트워크가 등장하고 있다. 다양한 성능의 장치와 다양한 환경의 네트워크가 등장함에 따라서, 동일한 콘텐츠를 다양한 품질로 이용할 수 있게 되었다.
구체적으로, 단말 장치가 지원할 수 있는 품질의 영상이 다양해지고, 구축된 네트워크 환경이 다양해짐으로써, 어떤 환경에서는 일반적인 품질의 영상을 이용하지만, 또 다른 환경에서는 더 높은 품질의 영상을 이용할 수 있게 된다.
예를 들어, 휴대 단말에서 비디오 콘텐츠를 구매한 소비자가 가정 내 대화면의 디스플레이를 통해 동일한 비디오 콘텐츠를 더 큰 화면과 더 높은 해상도로 감상할 수 있게 되는 것이다.
최근에는 HD(High Definition) 해상도를 가지는 방송이 서비스되면서 많은 사용자들은 이미 고해상도, 고화질의 영상에 익숙해지고 있고, 서비스 제공자와 사용자들은 HDTV와 더불어 HDTV의 4배 이상의 해상도를 갖는 UHD(Ultra High Definition)의 서비스에도 관심을 기울이고 있다.
따라서, 다양한 환경에서 사용자가 요구하는 영상 서비스를 품질에 따라서 다양하게 제공하기 위해 고용량 비디오에 대한 고효율의 인코딩/디코딩 방법을 기반으로 영상의 품질, 예컨대 영상의 화질, 영상의 해상도, 영상의 크기, 비디오의 프레임 레이트 등에 스케일러빌러티를 제공하는 것이 필요하다. 또한, 이러한 스케일러빌러티에 수반되는 다양한 영상 처리 방법이 논의되어야 한다.
본 발명은 참조 픽처의 정보를 이용하여 현재 픽처에 대한 루마 블록 및 색차 블록의 예측을 수행하는 방법 및 이를 이용하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 현재 픽처의 루마 블록 및 색차 블록의 예측 방법을 디커플링하는 방법 및 이를 이용하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 현재 픽처의 루마 블록 및 색차 블록의 예측 시 참조 픽처의 정보를 이용하는 경우, 이를 시그널링 하는 방법 및 이를 이용하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시형태는 현재 픽처와 참조 픽처를 포함하는 비트스트림의 인터 레이어 예측 방법은 상기 참조 픽처의 정보를 이용하는 제1 예측 방법과 상기 참조 픽처의 정보를 배제하고 상기 현재 픽처의 정보를 이용하는 제2 예측 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 현재 픽처 내 현재 블록의 루마 성분에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계와, 나머지 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 현재 블록의 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 루마 성분에 대한 인트라 예측은 상기 제2 예측 방법을 이용하여 수행되고, 상기 색차 성분에 대한 인트라 예측은, 상기 현재 블록의 상기 색차 성분으로 구성된 현재 색차 블록에 대응하는 상기 참조 픽처 내 참조 블록의 색차 성분으로 구성된 참조 색차 블록의 복원 값을 업샘플링한 값을 상기 현재 색차 블록에 대한 예측 블록으로 사용하는 인트라 BL을 이용하여 수행될 수 있다.
상기 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계는, 상기 현재 색차 블록에 상기 제1예측 방법이 적용되었는지 여부를 지시하는 플래그 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 플래그 정보가 1이면, 상기 현재 색차 블록에 상기 인트라 BL을 적용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다.
한편, 상기 플래그 정보가 0이면, 상기 현재 블록의 상기 루마 성분으로 구성된 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드와 기설정된 매핑 관계를 갖는 상기 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드 정보를 수신하고, 상기 수신된 인트라 예측 모드 정보에 따라 상기 현재 색차 블록의 인트라 예측을 수행할 수 있다.
상기 루마 성분에 대한 인트라 예측은 상기 제2 예측 방법을 이용하여 수행되고, 상기 색차 성분에 대한 인트라 예측은, 상기 현재 블록의 상기 색차 성분으로 구성된 현재 색차 블록의 복원 영상에서 상기 참조 픽처 내 참조 블록의 색차 성분으로 구성된 참조 색차 블록의 복원 영상을 뺀 차분 영상 도메인에서 인트라 예측을 수행하는 인터 레이어 차분 모드를 이용하여 수행될 수 있다.
이때, 상기 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계는, 상기 현재 색차 블록에 상기 제1예측 방법이 적용되었는지 여부를 지시하는 플래그 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 플래그 정보가 1이면, 상기 현재 색차 블록에 상기 인터 레이어 차분 모드를 적용하여 인트라 예측을 수행하고, 상기 플래그 정보가 0이면, 상기 현재 블록의 상기 루마 성분으로 구성된 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드와 기설정된 매핑 관계를 갖는 상기 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드 정보를 수신하고, 상기 수신된 인트라 예측 모드 정보에 따라 상기 현재 색차 블록의 인트라 예측을 수행할 수 있다.
한편, 다른 실시예에 따르면 상기 루마 성분에 대한 인트라 예측은 상기 제2 예측 방법을 이용하여 수행되고, 상기 색차 성분에 대한 인트라 예측은 상기 현재 블록의 상기 루마 성분으로 구성된 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드와 기설정된 매핑 관계를 갖는 상기 현재 블록의 상기 색차 성분으로 구성된 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드 정보를 수신하고, 상기 수신된 인트라 예측 모드 정보에 따라 상기 현재 색차 블록의 인트라 예측을 수행할 수 있다.
상기 제1예측 방법은 상기 현재 루마 블록에 대응하는 상기 참조 픽처 내 참조 블록의 루마 성분으로 구성된 참조 루마 블록의 복원 값을 업샘플링한 값을 상기 현재 루마 블록에 대한 예측 블록으로 사용하는 인트라 BL을 이용하여 수행될 수 있다.
또는, 상기 제1예측 방법은 상기 현재 루마 블록의 복원 영상에서 상기 참조 픽처 내 참조 블록의 루마 성분으로 구성된 참조 루마 블록의 복원 영상을 뺀 차분 영상 도메인에서 인트라 예측을 수행하는 인터 레이어 차분 모드를 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 참조 픽처의 정보를 이용하여 현재 픽처에 대한 루마 블록 및 색차 블록의 예측을 수행하는 방법 및 이를 이용하는 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 현재 픽처의 루마 블록 및 색차 블록의 예측 방법을 디커플링하는 방법 및 이를 이용하는 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 픽처의 루마 블록 및 색차 블록의 예측 시 참조 픽처의 정보를 이용하는 경우, 이를 시그널링 하는 방법 및 이를 이용하는 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 스케일러빌러티를 지원하는 비디오 인코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 스케일러빌러티를 지원하는 비디오 디코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 현재 블록과 참조 블록을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라서 인터 레이어 차분 모드를 적용하는 경우에, 인트라 예측을 수행하는 방법을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 5는 인트라 예측 모드를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 레이어 예측 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터 레이어 예측 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
도 8은 도 7의 인터 레이어 예측 방법에서 색차 성분에 적용되는 제1 예측 방법을 시그널링 하는 방법을 설명하기 위한 제어 블록도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인터 레이어 예측 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
도 10은 도 9의 인터 레이어 예측 방법에서 색차 성분에 적용되는 예측 모드 정보를 시그널링 하는 방법을 설명하기 위한 제어 블록도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 비디오 인코딩 장치/디코딩 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
스케일러빌러티를 지원하는 비디오 코딩 방법(이하, ‘스케일러블 코딩’이라 함)에서는 입력 신호들을 레이어 별로 처리할 수 있다. 레이어에 따라서 입력 신호(입력 영상)들은 해상도(resolution), 프레임 레이트(frame rate), 비트 뎁스(bit-depth), 컬러 포맷(color format), 애스팩트 율(aspect ratio) 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
본 명세서에서, 스케일러블 코딩이라 함은 스케일러블 인코딩과 스케일러블 디코딩을 포함한다.
스케일러블 인코딩/디코딩에서는 레이어 간의 차이를 이용하여, 즉 스케일러빌러티에 기반하여, 레이어 간의 예측을 수행함으로써 정보의 중복 전송/처리를 줄이고 압축 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 스케일러빌러티를 지원하는 비디오 인코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 인코딩 장치(100)는 레이어 1에 대한 인코딩부(105)와 레이어 0에 대한 인코딩부(135)를 포함한다.
레이어 0은 베이스 레이어, 참조 레이어 혹은 하위 레이어일 수 있으며, 레이어 1은 인핸스먼트 레이어, 현재 레이어 혹은 상위 레이어일 수 있다.
레이어 1의 인코딩부(105)는 예측부(110), 변환/양자화부(115), 필터링부(120), 메모리(125), 엔트로피 코딩부(130), 및 MUX(Multiplexer, 165)를 포함한다.
레이어 0의 인코딩부(135)는 예측부(140), 변환/양자화부(145), 필터링부(150), 메모리(155) 및 엔트로피 코딩부(160)를 포함한다.
예측부(110, 140)는 입력된 영상에 대하여 인터 예측과 인트라 예측을 수행할 수 있다. 예측부(110, 140)는 소정의 처리 단위로 예측을 수행할 수 있다. 예측의 수행 단위는 코딩 유닛(Coding Unit: CU)일 수도 있고, 예측 유닛(Prediction Unit: PU)일 수도 있으며, 변환 유닛(Transform Unit: TU)일 수도 있다.
예컨대, 예측부(110, 140)는 CU 단위로 인터 예측을 적용할 것인지 인트라 예측을 적용할 것인지를 결정하고, PU 단위로 예측의 모드를 결정하며, PU 단위 혹은 TU 단위로 예측을 수행할 수도 있다. 수행되는 예측은 예측 블록의 생성과 레지듀얼 블록(레지듀얼 신호)의 생성을 포함한다.
인터 예측을 통해서는 현재 픽처의 이전 픽처 및/또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처의 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 인트라 예측을 통해서는 현재 픽처 내의 픽셀 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 예측의 모드 또는 방법으로서, 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, MVP(Motion Vector Predictor) 모드 방법 등이 있다. 인터 예측에서는 예측 대상인 현재 PU에 대하여 참조 픽처를 선택하고, 참조 픽처 내에서 현재 PU에 대응하는 참조 블록을 선택할 수 있다. 예측부(110, 140)는 참조 블록을 기반으로 예측 블록을 생성할 수 있다.
예측 블록은 정수 샘플 단위로 생성될 수도 있고, 정수 이하 픽셀 단위로 생성될 수도 있다. 이때, 움직임 벡터 역시 정수 픽셀 단위 혹은 정수 픽셀 이하의 단위로 표현될 수 있다.
인터 예측에 있어서 움직임 정보 즉, 참조 픽처의 인덱스, 움직임 벡터, 레지듀얼 신호 등의 정보는 엔트로피 인코딩되어 디코딩 장치에 전달된다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는 레지듀얼을 생성, 변환, 양자화, 전송하지 않을 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 두 개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비향성성 모드는 DC 예측 모드 및 플래이너 모드(Planar 모드)을 포함할 수 있다. 인트라 예측에서는 참조 샘플에 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수도 있다.
PU는 다양한 사이즈/형태의 블록일 수 있으며, 예컨대 인터 예측의 경우에 PU는 2N×2N 블록, 2N×N 블록, N×2N 블록, 또는 N×N 블록 (N은 정수) 등일 수 있다. 인트라 예측의 경우에 PU는 2N×2N 블록 또는 N×N 블록 (N은 정수) 등일 수 있다. 이때, N×N 블록 크기의 PU는 특정한 경우에만 적용하도록 설정할 수 있다. 예컨대 최소 크기 CU에 대해서만 NxN 블록 크기의 PU를 이용하도록 정하거나 인트라 예측에 대해서만 이용하도록 정할 수도 있다. 또한, 상술한 크기의 PU 외에, N×mN 블록, mN×N 블록, 2N×mN 블록 또는 mN×2N 블록 (m<1) 등의 PU를 더 정의하여 사용할 수도 있다.
또한, 예측부(110)는 레이어 0의 정보를 이용하여 레이어 1에 대한 예측을 수행할 수 있다. 본 명세서에서는 다른 레이어의 정보를 이용하여 현재 레이어의 정보를 예측하는 방법을, 설명의 편의를 위해, 인터 레이어 예측이라고 한다.
다른 레이어의 정보를 이용하여 예측되는 (즉, 인터 레이어 예측에 의해 예측되는) 현재 레이어의 정보로는 텍스처, 움직임 정보, 유닛 정보, 소정의 파라미터(예컨대, 필터링 파라미터 등) 등이 있을 수 있다.
또한, 현재 레이어에 대한 예측에 이용되는 (즉, 인터 레이어 예측에 이용되는) 다른 레이어의 정보로는 텍스처, 움직임 정보, 유닛 정보, 소정의 파라미터(예컨대, 필터링 파라미터 등)이 있을 수 있다.
인터 레이어 예측의 일 예로서, 인터 레이어 움직임 예측은 인터 레이어 인터 예측이라고도 한다. 인터 레이어 인터 예측에 의하면, 레이어 0 (참조 레이어 혹은 베이스 레이어)의 움직임 정보를 이용하여 레이어 1 (현재 레이어 혹은 인핸스먼트 레이어)의 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
인터 레이어 인터 예측을 적용하는 경우에는, 참조 레이어의 움직임 정보를 스케일링 할 수도 있다.
인터 레이어 예측의 또 다른 예로서 인터 레이어 텍스쳐 예측은 인터 레이어 인트라 예측 혹은 인트라 BL(Base Layer) 예측이라고도 불린다. 인터 레이어 텍스처 예측은 참조 레이어 내 참조 블록이 인트라 예측에 의해 복원된 경우에 적용될 수 있다.
인터 레이어 인트라 예측에서는 참조 레이어 내 참조 블록의 텍스처를 인핸스먼트 레이어의 현재 블록에 대한 예측 값으로 사용할 수 있다. 이때, 참조 블록의 텍스처는 업샘플링에 의해 스케일링될 수 있다.
인터 레이어 예측의 다른 예인 인터 레이어 유닛 파라미터 예측에서는 베이스 레이어의 유닛(CU, PU 및/또는 TU) 정보를 유도하여 인핸스먼트 레이어의 유닛 정보로 사용하거나, 베이스 레이어의 유닛 정보를 기반으로 인핸스먼트 레이어의 유닛 정보를 결정할 수 있다.
또한, 유닛 정보는 각 유닛 레벨에서의 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, CU 정보의 경우, 파티션(CU, PU 및 또는 TU)에 관한 정보, 변환에 관한 정보, 예측에 대한 정보, 코딩에 대한 정보를 포함할 수 있다. PU 정보의 경우, PU 파티션에 관한 정보, 예측에 관한 정보(예컨대, 움직임 정보, 예측 모드에 관한 정보 등) 등을 포함할 수 있다. TU에 관한 정보는 TU 파티션에 관한 정보, 변환에 관한 정보(변환 계수, 변환 방법 등) 등을 포함할 수 있다.
또한, 유닛 정보는 처리 단위(예컨대, CU, PU, TU 등)의 분할 정보만을 포함할 수도 있다.
인터 레이어 예측의 또 다른 예인 인터 레이어 파라미터 예측에서는 베이스 레이어에서 사용한 파라미터를 유도하여 인핸스먼트 레이어에서 재사용하도록 하거나 베이스 레이어에서 사용한 파라미터를 기반으로 인핸스먼트 레이어에 대한 파라미터를 예측할 수 있다.
여기서는 인터 레이어 예측의 예로서, 인터 레이어 텍스처 예측, 인터 레이어 움직임 예측, 인터 레이어 유닛 정보 예측, 인터 레이어 파라미터 예측을 설명하였으나, 본 발명에서 적용할 수 있는 인터 레이어 예측은 이에 한정되지 않는다.
예컨대, 예측부(110)는 인터 레이어 예측으로서 다른 레이어의 레지듀얼 정보를 이용하여 현재 레이어의 레지듀얼을 예측하고 이를 기반으로 현재 레이어 내 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 인터 레이어 레지듀얼 예측을 이용할 수도 있다.
또한, 예측부(110)는 인터 레이어 예측으로서 현재 레이어의 복원 픽처와 다른 레이어의 복원 픽처를 업샘플링 혹은 다운샘플링한 영상 간의 차분 (차분 영상) 영상을 이용하여 현재 레이어 내 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 인터 레이어 차분 예측을 수행할 수도 있다.
또한, 예측부(110)는 인터 레이어 예측으로, 다른 레이어의 신택스 정보를 이용하여 현재 블록의 텍스처를 예측하거나 생성하는 인터 레이어 신택스 예측을 이용할 수도 있다. 이때, 현재 블록의 예측에 이용하는 참조 레이어의 신택스 정보는 인트라 예측 모드에 관한 정보, 움직임 정보 등일 수 있다.
이 때, 참조 레이어에서 인트라 예측 모드가 적용된 블록(intra)으로부터는 인트라 예측 모드를 참조하고, 인터 예측 모드가 적용된 블록(MV)으로부터는 움직임 정보를 참조하여 인터 레이어 신택스 예측을 수행할 수 있다.
예를 들면, 참조 레이어가 P 슬라이스나 B 슬라이스이지만, 슬라이스 내에 참조 블록은 인트라 예측 모드가 적용된 블록일 수 있다. 이런 경우 인터 레이어 신택스 예측을 적용하면, 참조 레이어의 신택스 정보 중 참조 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 대한 텍스처를 생성/ 예측하는 인터 레이어 예측을 수행할 수 있다.
변환/양자화부(115, 145)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 블록에 대한 변환을 수행하여 변환 계수를 생성하고, 변환 계수를 양자화 할 수 있다.
변환 블록은 샘플들의 사각형 블록으로서 동일한 변환이 적용되는 블록이다. 변환 블록은 변환 유닛(TU)일 수 있으며, 쿼드 트리(quad tree) 구조를 가질 수 있다.
변환/양자화부(115, 145)는 레지듀얼 블록에 적용된 예측 모드와 블록의 크기에 따라서 변환을 수행해서 변환 계수들의 2차원 어레이를 생성할 수 있다. 예컨대, 레지듀얼 블록에 인트라 예측이 적용되었고 블록이 4x4의 레지듀얼 배열이라면, 레지듀얼 블록을 DST(Discrete Sine Transform)를 이용하여 변환하고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform)를 이용하여 변환할 수 있다.
변환/양자화부(115, 145)는 변환 계수들을 양자화하여 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다.
변환/양자화부(115, 145)는 양자화된 변환 계수를 엔트로피 코딩부(130, 180)로 전달할 수 있다. 이때, 변환/양자화부(145)는 양자화된 변환 계수의 2차원 어레이를 소정의 스캔 순서에 따라 1차원 어레이로 재정렬하여 엔트로피 코딩부(130, 180)로 전달할 수도 있다. 또한, 변환/양자화부(115, 145)는 인터 예측을 위해, 레지듀얼과 예측 블록을 기반으로 생성된 복원 블록을 변환/양자화하지 않고, 필터링부(120, 150)에 전달할 수 있다.
한편, 변환/양자화부(115, 145)는 필요에 따라서, 변환을 생략(skip)하고 양자화만 수행하거나 변환과 양자화를 모두 생략할 수도 있다. 예컨대, 변환/양자화부(115, 165)는 특정한 예측 방법이 적용되거나 특정 크기를 갖는 블록, 혹은 특정 예측 블록이 적용된 특정한 크기의 블록에 대하여 변환을 생략할 수도 있다.
엔트로피 코딩부(130, 160)는 양자화된 변환 계수들에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩에는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) 등과 같은 인코딩 방법을 사용할 수 있다.
필터링부(120, 150)는 디블록킹 필터, ALF(Adaptive Loop Filter), SAO(Sample Adaptive Offset)를 복원된 픽처에 적용할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽처에서 블록 간의 경계에 생긴 왜곡을 제거할 수 있다. ALF(Adaptive Loop Filter)는 디블록킹 필터를 통해 블록이 필터링된 후 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. SAO는 디블록킹 필터가 적용된 레지듀얼 블록에 대하여, 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋 차이를 복원하며, 밴드 오프셋(Band Offset), 에지 오프셋(Edge Offset) 등의 형태로 적용된다.
필터링부(120, 150)는 디블록킹 필터, ALF, SAO를 모두 적용하지 않고 디블록킹 필터만 적용하거나 디블록킹 필터와 ALF만 적용하거나 디블록킹 필터와 SAO만을 적용할 수도 있다.
메모리(125, 155)는 DPB(decoded picture buffer)로 구현될 수 있으며, 필터링부(120, 150)로부터 복원 블록 또는 복원 픽처를 전달받아 저장할 수 있다. 메모리(125, 155)는 복원 블록 또는 픽처를 인터 예측을 수행하는 예측부(110, 140)에 제공할 수 있다.
레이어 0의 엔트로피 코딩부(160)에서 출력되는 정보와 레이어 1의 엔트로피 코딩부(130)에서 출력되는 정보는 MUX(185)에서 멀티플렉싱되어 비트스트림으로 출력될 수 있다.
한편, 여기서는 설명의 편의를 위해, 레이어 1의 인코딩부(105)가 MUX(165)를 포함하는 것으로 설명하였으나, MUX는 레이어 1의 인코딩부(105) 및 레이어 0의 인코딩부(135)와는 별도의 장치 혹은 모듈일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라서 스케일러블 코딩을 수행하는 인코딩 장치에서의 인터 레이어 예측에 관한 일 예를 설명하는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 디코딩 장치(200)는 레이어 1의 디코딩부(210)와 레이어 0의 디코딩부(250)를 포함한다.
레이어 0은 베이스 레이어, 참조 레이어 혹은 하위 레이어일 수 있으며, 레이어 1은 인핸스먼트 레이어, 현재 레이어 혹은 상위 레이어일 수 있다.
레이어 1의 디코딩부(210)는 엔트로피 디코딩부(215), 재정렬부(220), 역양자화부(225), 역변환부(230), 예측부(235), 필터링부(240), 메모리를 포함할 수 있다.
레이어 0의 디코딩부(250)는 엔트로피 디코딩부(255), 재정렬부(260), 역양자화부(265), 역변환부(270), 예측부(275), 필터링부(280), 메모리(285)를 포함할 수 있다.
인코딩 장치로부터 영상 정보를 포함하는 비트스트림이 전송되면, DEMUX(205)는 레이어별로 정보를 디멀티플렉싱하여 각 레이어별 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(215, 255)는 인코딩 장치에서 사용한 엔트로피 코딩 방식에 대응하여 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다. 예컨대, 인코딩 장치에서 CABAC이 사용된 경우에, 엔트로피 디코딩부(215, 255)도 CABAC을 이용하여 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(215, 255)에서 디코딩된 정보 중 예측 블록을 생성하기 위한 정보는 예측부(235, 275)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(215, 255)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(220, 260)로 입력될 수 있다.
재정렬부(220, 260)는 엔트로피 디코딩부(215, 255)에서 엔트로피 디코딩된 비트스트림의 정보, 즉 양자화된 변환 계수를 인코딩 장치에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬할 수 있다.
예컨대, 재정렬부(220, 260)는 1차원 어레이의 양자화된 변환 계수들을 다시 2차원 어레이의 계수들로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(220, 260)는 현재 블록(변환 블록)에 적용된 예측 모드 및/또는 변환 블록의 크기를 기반으로 스캐닝을 수행하여 계수(양자화된 변환 계수)들의 2차원 어레이를 생성할 수 있다.
역양자화부(225, 265)는 인코딩 장치에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 생성할 수 있다.
역변환부(230, 270)는 변환 계수들에 대하여 인코딩 장치의 변환부가 수행한 변환에 대한 역변환을 수행할 수 있다. 역변환부(230, 270)는 인코딩 장치에서 수행된 DCT(Discrete Cosine Transform) 및 DST(Discrete Sine Transform)에 대해 역DCT 및/또는 역DST를 수행할 수 있다.
인코딩 장치에서 DCT 및/또는 DST는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 선택적으로 수행될 수 있고, 디코딩 장치의 역변환부(230, 270)는 인코딩 장치에서 수행된 변환 정보를 기초로 역변환을 수행할 수 있다.
예컨대, 역변환부(230, 270)은 예측 모드/블록 크기에 따라서 역DCT와 역DST를 적용할 수 있다. 가령, 역변환부(230, 270)은 인트라 예측이 적용된 4x4 루마 블록에 대해서 역DST를 적용할 수도 있다.
또한, 역변환부(230, 270)는 예측 모드/블록 크기에 상관 없이, 특정 역변환 방법을 고정적으로 사용할 수도 있다. 예컨대, 역변환부(330, 370)는 모든 변환 블록에 역DST만을 적용할 수 있다. 또한, 역변환부(330, 370)는 모든 변환 블록에 역DCT만을 적용할 수도 있다.
역변환부(230, 270)는 변환 계수들 혹은 변환 계수의 블록을 역변환하여 레지듀얼 혹은 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.
역변환부(230, 270)는 또한, 필요에 따라서 혹은 인코딩 장치에서 인코딩된 방식에 따라서, 변환을 생략(skip) 할 수도 있다. 예컨대, 역변환(230, 270)는 특정한 예측 방법이 적용되거나 특정 크기를 갖는 블록, 혹은 특정 예측 블록이 적용된 특정한 크기의 블록에 대하여 변환을 생략할 수도 있다.
예측부(235, 275)는 엔트로피 디코딩부(215, 255)로부터 전달된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245, 285)에서 제공된 이전에 디코딩된 블록 및/또는 픽처 정보를 기초로 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
현재 블록에 대한 예측 모드가 인트라 예측(intra prediction) 모드인 경우에, 예측부(235, 275)는 현재 픽처 내의 픽셀 정보를 기초로 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
현재 블록에 대한 예측 모드가 인터 예측(inter prediction) 모드인 경우에, 예측부(235, 275)는 현재 픽처의 이전 픽처 또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처에 포함된 정보를 기초로 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 인터 예측에 필요한 움직임 정보의 일부 또는 전부는 인코딩 장치로부터 수신한 정보를 확인하고, 이에 대응하여 유도될 수 있다.
인터 예측의 모드로서 스킵 모드가 적용되는 경우에는 인코딩 장치로부터 레지듀얼이 전송되지 않으며 예측 블록을 복원 블록으로 할 수 있다.
한편, 레이어 1의 예측부(235)는 레이어 1 내의 정보만을 이용하여 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행할 수도 있고, 다른 레이어(레이어 0)의 정보를 이용하여 인터 레이어 예측을 수행할 수도 있다.
예컨대, 레이어 1의 예측부(235)는 레이어 1의 움직임 정보, 레이어 1의 텍스처 정보, 레이어 1의 유닛 정보, 레이어 1의 파라미터 정보 중 하나를 이용하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
레이어 1의 예측부(235)는 레이어 0의 예측부(275)로부터 레이어 1의 움직임 정보를 전달받아서 움직임 예측을 수행할 수 있다. 인터 레이어 움직임 예측을 인터 레이어 인터 예측이라고도 한다. 인터 레이어 움직임 예측에 의해, 참조 레이어(베이스 레이어)의 움직임 정보를 이용하여 현재 레이어(인핸스먼트 레이어)의 현재 블록에 대한 예측이 수행될 수 있다. 예측부(335)는 필요한 경우에, 참조 레이어의 움직임 정보를 스케일링 하여 이용할 수도 있다.
레이어 1의 예측부(235)는 레이어 0의 예측부(275)로부터 레이어 0의 텍스처 정보를 전달받아서 텍스처 예측을 수행할 수 있다. 텍스처 예측은 인터 레이어 인트라 예측 혹은 인트라 BL(Base Layer) 예측이라고도 불린다. 텍스처 예측은 참조 레이어의 참조 블록이 인트라 예측에 의해 복원된 경우에 적용될 수 있다. 인터 레이어 인트라 예측에서는 참조 레이어 내 참조 블록의 텍스처를 인핸스먼트 레이어의 현재 블록에 대한 예측 값으로 사용할 수 있다. 이때, 참조 블록의 텍스처는 업샘플링에 의해 스케일링될 수 있다.
레이어 1의 예측부(235)는 레이어 0의 예측부(275)로부터 레이어 0의 유닛 파라미터 정보를 전달받아서 유닛 파라미터 예측을 수행할 수 있다. 유닛 파라미터 예측에 의해, 베이스 레이어의 유닛(CU, PU 및/또는 TU) 정보가 인핸스먼트 레이어의 유닛 정보로 사용되거나, 베이스 레이어의 유닛 정보를 기반으로 인핸스먼트 레이어의 유닛 정보가 결정될 수 있다.
레이어 1의 예측부(235)는 레이어 0의 예측부(275)로부터 레이어 0의 필터링에 관한 파라미터 정보를 전달받아서 파라미터 예측을 수행할 수도 있다. 파라미터 예측에 의해, 베이스 레이어에서 사용한 파라미터를 유도하여 인핸스먼트 레이어에서 재사용하거나, 베이스 레이어에서 사용한 파라미터를 기반으로 인핸스먼트 레이어에 대한 파라미터를 예측할 수 있다.
가산기(290, 295)는 예측부(235, 275)에서 생성된 예측 블록과 역변환부(230, 270)에서 생성된 레지듀얼 블록을 이용해 복원 블록을 생성할 수 있다. 이 경우, 가산기(290, 295)를 복원 블록을 생성하는 별도의 유닛(복원 블록 생성부)로 볼 수 있다.
가산기(290, 295)에서 복원된 블록 및/또는 픽처는 필터링부(240, 280)로 제공될 수 있다.
도 2의 예를 참조하면, 레이어 1의 필터링부(240)는 레이어 1의 예측부(235) 및/또는 레이어 0의 필터링부(280)으로부터 전달되는 파라미터 정보를 이용하여 복원된 픽처에 대한 필터링을 수행할 수도 있다. 예컨대, 레이어 1에서 필터링부(240)는 레이어 0에서 적용된 필터링의 파라미터로부터 예측된 파라미터를 이용하여 레이어 1에 대한 혹은 레이어 간의 필터링을 적용할 수 있다.
메모리(245, 285)는 복원된 픽처 또는 블록을 저장하여 참조 픽처 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있다. 메모리(245, 285)는 저장된 복원 픽처를 소정의 출력부(미도시) 혹은 디스플레이(미도시)를 통해 출력할 수도 있다.
도 2의 예에서는 재정렬부, 역양자화부, 역변환부 등으로 나누어 설명하였으나, 도 1의 인코딩 장치에서와 같이, 역양자화/역변환부의 한 모듈에서 재정렬, 역양자화, 역변환을 순서대로 수행하도록 디코딩 장치를 구성할 수도 있다.
도 1 및 도 2의 예에서는 예측부로 설명하였으나, 발명의 이해를 돕기 위해, 레이어 1의 예측부는 다른 레이어(레이어 0)의 정보를 이용하여 예측을 수행하는 인터 레이어 예측부와 다른 레이어(레이어 0)의 정보를 이용하지 않고 예측을 수행하는 인터/인트라 예측부를 포함하는 것으로 볼 수도 있다.
복수의 레이어를 포함하는 영상의 특성 상, 참조 픽처와 현재 픽처 간에는 강한 연관성(correlation)이 존재하고, 이러한 연관성을 이용하여 스케일러블 비디오 코딩에서는 참조 픽처의 정보를 이용하여 현재 픽처의 정보를 예측하는 인터 레이어 예측이 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 참조 픽처의 복원값 정보를 이용하여 현재 블록의 예측을 수행 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 현재 블록과 참조 블록을 도시한 도면이다. 설명의 편의를 위하여 현재 픽처(300)의 현재 블록(310)에 대응하는 참조 픽처(301)의 해당 부분을 참조 블록(311)으로 나타낸다.
참조 블록(311)은 현재 픽처(300)와 참조 픽처(301)의 해상도 비율에 따라 그 위치가 정해질 수 있다. 즉, 현재 블록(310)의 위치를 특정하는 좌표는 해상도 비율에 따라 참조 픽처(301)의 특정 좌표에 대응할 수 있다. 이런 참조 블록(311)은 하나의 예측 단위를 포함할 수도 있고, 복수의 예측 단위를 포함할 수도 있다.
인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 레이어 1의 예측부(110, 235)는 참조 블록(311)의 복원 값을 현재 블록(310)에 대한 예측 값을 생성하는데 사용할 수 있다. 이때, 예측부(110, 235)는 참조 블록(311)의 복원 값을 업샘플링에 의해 스케일링할 수 있다.
이하에서는 참조 블록(311)의 복원 값을 업샘플링한 값을 현재 블록(310)에 대한 예측 블록으로 사용하는 예측 방식을 인트라 BL 예측이라고 표현한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 레이어 1의 예측부(110, 235)는 현재 블록에 대한 예측 시 현재 픽처의 복원 영상과 참조 픽처의 복원 영상을 업샘플링 또는 다운 샘플링한 영상 간의 차분(차분 영상)을 이용하여 현재 픽처 내 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
참조 픽처의 복원 영상(reconstructed picture)을 RBL이라 하고, RBL을 현재 픽처의 해상도(resolution)에 맞추어 업샘플링 시킨 영상을 URBL이라 하자. 그리고, 현재 픽처의 복원 영상을 REL이라 하자.
복원 영상은 인루프 필터링을 적용하기 전의 영상일 수 있다. 또한, 복원 영상은 인루프 필터(deblocking filter, sample adaptive offset filter 및/또는 adaptive loop filter) 중 일부를 적용한 후의 영상일 수도 있다. 더 나아가, 복원 영상은 인루프 필터 전부를 적용한 후의 영상일 수도 있다.
여기서, REL로부터 URBL의 값을 뺀 차분 영상을 D라고 하면, D영상들의 도메인(domain)에서 독립적인 부호화/복호화를 수행할 수 있다. 이 방법을 본 명세서에서는 인터 레이어 차분 영상 코딩(Inter-layer differential picture coding) 혹은 인터 레이어 차분 모드(inter-layer differential mode: IL-Diff mode)라고 한다. 이하에서는 인터 레이어 차분 모드를 이용하는 예측 방식을 인터 레이어 차분 예측이라고 표현한다.
인터 레이어 차분 모드는 시퀀스 단위, 픽쳐 단위, 슬라이스 단위, LCU(Largest CU) 단위, 코딩 유닛(CU) 단위 혹은 예측 유닛(PU) 단위에서 적용될 수 있다. 인터 레이어 차분 모드를 적용하고자 하는 처리 단위에서, 인터 레이어 차분 모드를 사용할지를 알려주는 플래그가 인코딩 장치로부터 디코딩 장치로 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따라서 인터 레이어 차분 모드를 적용하여 인트라 예측을 수행하는 방법을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면 현재 픽처(400)는 현재 블록(415) 전후의 복원 영역(405)과 미복원 영역(410)을 포함한다. 복원 영역(405)으로부터 복원 영상 REL을 얻을 수 있다. 현재 픽처(400)에 대한 복원이 완료되면, 복원 영상 REL 된다.
한편, 참조 픽처의 복원 영상 RBL(420)을 업샘플링한 영상 URBL(425)는 현재 블록(415)에 대응하는 블록 PBL(430)을 포함한다.
인코딩 과정에서 예측부(인코딩 장치의 예측부)는 수식 1과 같이 참조 픽처의 복원 영상과 현재 픽처의 복원 영상 사이의 차분 D를 유도할 수 있다.
<수식 1>
D = REL - URBL
수식 1에선 REL은 아직 복원되지 않은 영역(410)의 존재로 인해서, 디블록킹 필터, SAO 혹은 ALF 등과 같은 인루프 필터가 적용되지 않은 상태의 영상을 사용할 수도 있다.
참조 픽처의 복원 영상(420)은 모든 영역이 복원된 상태이기 때문에, RBL은 인루프 필터가 적용된 상태의 복원 영상일 수도 있고, 인루프 필터의 일부가 적용된 상태의 복원 영상일 수도 있으며, 인루프 필터가 적용되지 않은 상태의 복원 영상일 수도 있다.
예측부는 차분 영상 D(440)에서, 미복원 영역(450)을 제외하고, 복원 영역(445)의 픽셀값들을 참조하여, 차분 영상 D(440) 내 현재 블록(455)에 대하여 인트라 예측을 수행할 수 있다.
디코딩 과정에서 예측부(디코딩 장치의 예측부)는 현재 블록과 동일 위치에 존재하는 URBL 내의 블록값 PBL을 이용하여 수식 2와 같이 현재 블록을 복원할 수 있다.
<수식 2>
REL = PD + PBL + RES
수식 2에서 PD는 차분 영상 D의 복원된 영역으로부터 인트라 예측을 수행함에 따라서 생성된 예측 블록이며, RES는 레지듀얼 블록이다.
이하에서는 레이어 1, 즉 현재 레이어에서 수행될 수 있는 인트라 예측에 대하여 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
인트라 예측을 통해서는 현재 레이어 내 복원된 픽셀을 기초로 예측의 대상이 되는 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성한다.
도 5는 인트라 예측 모드의 일 예를 도시한 도면이다.
인트라 예측 모드는 픽셀값 예측에 사용되는 참조 픽셀들이 위치한 방향 및 예측 방식에 따라 크게 방향성 모드와 비방향성 모드로 구분할 수 있다. 도 5에는 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 두 개 이상의 비방향성 모드에 대한 인트라 예측 모드가 도시되어 있다.
비방향성 모드는 DC 모드와 Planer 모드를 포함할 수 있다. DC 모드에서는 고정된 하나의 값, 예를 들어 주위의 복원된 픽셀값의 평균값이 예측값으로 이용될 수 있다. Planer 모드에서는 현재 블록의 수직으로 인접한 픽셀값와 수평으로 인접한 픽셀값들을 이용하여 수직 방향 보간 및 수평 방향 보간이 수행되고, 이들의 평균값이 예측값으로 이용될 수 있다.
방향성 모드는 Angular 모드로써 기설정된 방향에 위치한 참조 픽셀과 현재 픽셀 간의 각도로 해당 방향을 나타내는 모드들을 의미하며, 수평 모드 및 수직 모드를 포함할 수 있다. 수직 모드는 현재 블록의 수직으로 인접한 픽셀값을 현재 블록의 예측값으로, 수평 모드는 수평으로 인접한 픽셀값을 현재 블록의 예측값으로 이용한다.
설명의 편의를 위하여, 이러한 예측 모드는 정해진 각도 및 모드 번호를 사용하여 특정할 수 있다. 표 1은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 모드와 인트라 예측 모드에 매핑되는 인트라 예측 모드 번호를 나타낸 것이다.
<표 1>
Figure PCTKR2013004114-appb-I000001
표 1을 참조하면, 인트라 예측을 수행함에 있어 현재 블록은 0 번부터 34번까지의 인트라 예측 모드를 사용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 0번 인트라 예측 모드는 Planar 모드, 1번 인트라 예측 모드는 DC 모드로서 비방향성 인트라 예측 모드이고 나머지 2번 인트라 예측 모드부터 34번 인트라 예측 모드는 방향성 인트라 예측 모드로서 번호 별로 서로 다른 예측 방향 각도를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다.
한편, 현재 블록의 구성하는 루마 성분 및 색차 성분은 루마 샘플과 색차 샘플의 샘플링 비율과 샘플링 위치에 따라 다양한 색차 포맷(chroma format)을 가질 수 있다. 본 명세서에서는 루마 성분은 픽처를 구성하는 루마 샘플 또는 루마 어레이를 의미하고, 색차 성분은 픽처를 구성하는 색차 샘플 또는 색차 어레이를 의미할 수 있다.
현재 블록의 루마 성분으로 구성된 블록을 현재 루마 블록이라고 하고, 현재 블록의 색차 성분으로 구성된 블록을 현재 크로마 블록이라고 하는 경우, 현재 루마 블록은 현재 루마 코딩 블록, 현재 루마 예측 블록 및 현재 루마 변환 블록일 수 있고, 현재 색차 블록은 현재 색차 코딩 블록, 현재 색차 예측 블록 및 현재 색차 변환 블록일 수 있다.
색차 포맷에 따라 현재 색차 블록의 샘플 어레이 크기는 달라 질 수 있다. 예를 들어, 색차 포맷 4:2:0 YUV 포맷이면 현재 색차 블록은 현재 루마 블록의 높이와 폭의 1/2에 대응하는 샘플 어레이를 가질 수 있고, 색차 포맷이 4:2:2 YUV 포맷이면 현재 색차 블록은 현재 루마 블록과 높이는 동일하지만, 폭은 1/2이 되는 샘플 어레이를 가질 수 있다.
현재 블록의 루마 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 때는 도 4 및 표 1의 방향성 인트라 예측 모드를 모두 사용하지만, 현재 블록의 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 때는 방향성 인트라 예측 모드를 모두 사용하지 않고 일부의 방향성 인트라 예측 모드를 사용할 수 있다.
현재 블록의 색차 성분에 대한 인트라 예측 모드는 사선 방향 모드(34번 인트라 예측 모드), 수직 방향 모드(26번 인트라 예측 모드), 수평 방향 모드(10번 인트라 예측 모드), DC 모드(1번 인트라 예측 모드) 및 Planar 모드(0번 인트라 예측 모드)를 사용할 수 있다. 또한, 휘도 성분과 동일한 인트라 예측 모드인 DM(Luma Directed Mode)을 색차 성분의 인트라 예측에 사용할 수 있다.
표 2는 Planar 모드, 수직 방향 모드, 수평 방향 모드, DC 모드 및 DM 을 색차 성분의 인트라 예측 모드로 사용하는 경우 휘도 성분에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeY)와 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode) 번호 사이의 매핑 관계를 나타낸 표이다.
<표 2>
Figure PCTKR2013004114-appb-I000002
표 2를 참조하면, intra_chroma_pred_mode가 0이면 Planar 모드, intra_chroma_pred_mode가 1이면 수직 방향 모드(26번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 2이면 수평 방향 모드(10번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 3이면 DC 모드(1번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 4이면 DM으로 매핑 될 수 있다.
휘도 성분의 인트라 예측 모드가 Planar 모드, 수직 모드, 수평 모드, DC 모드인 경우 DM으로 색차 성분의 인트라 예측 모드로 표현할 수 있기 때문에 intra_chroma_pred_mode 중 DM으로 표현된 화면 내 예측 모드에 대신 사선 방향 예측 모드(34번 인트라 예측 모드)를 포함시켜 색차 성분의 인트라 예측을 수행 시 추가적인 인트라 예측 모드로 사용할 수 있다.
DM으로 인해 불필요한 인트라 예측 모드의 경우 34번 인트라 예측 모드로 설정이 되었다. 하지만, 34번 인트라 예측 모드 대신 다른 인트라 예측 모드, 예를 들어, 18번 인트라 예측 모드 또는 2번 인트라 예측 모드도 사용될 수 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
또한, 추가적으로 현재 블록의 휘도 성분과 다른 인트라 예측 모드인 복원된 휘도 성분을 기초로 색차 성분을 예측하는 LM(Luma Estimated Mode)을 적용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있고, LM은 표 2에 추가될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 현재 픽처 내 현재 블록의 인트라 예측을 수행할 때 현재 블록의 루마 성분과 현재 블록의 색차 성분에 대하여 상이한 방법을 적용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 레이어 예측 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 현재 픽처에 대한 예측을 수행하는 예측부는 참조 픽처의 정보를 이용하는 제1 예측 방법과 참조 픽처의 정보를 배제하고 현재 픽처의 정보를 이용하는 제2 예측 방법 중 어느 하나를 이용하여 현재 픽처 내 현재 블록의 루마 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다(S601).
제1 예측 방법은 인트라 BL 예측 또는 인터 레이어 차분 예측일 수 있다. 인트라 BL 예측은 참조 픽처 내 참조 블록의 샘플값을 업샘플링한 값을 현재 블록의 예측 블록으로 이용하며, 인터 레이어 차분 예측은 참조 픽처 내 참조 블록의 복원 값과 현재 블록의 복원 값 사이의 차분을 이용하여 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 방법이다.
제2 예측 방법은 참조 픽처에 대한 정보를 이용하지 않고 현재 블록과 인접한 주변 블록에 대한 정보를 이용하는 예측 방법일 수 있다. 제2 예측 방법은 현재 블록과 인접한 주변 블록에 대한 정보를 이용하므로 공간적 인트라 예측(spatial intra prediction)으로 표현될 수도 있다. 또는, 제2 예측 방법은 참조 픽처를 이용하는 제1 예측 방법에 반대되는 개념, 즉 참조 픽처의 정보를 이용하지 않는 예측 방법으로 해석될 수도 있다.
예측부는 루마 성분에 대한 인트라 예측에 사용된 예측 방법 이외의 나머지 어느 하나의 방법을 이용하여 현재 블록의 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다(S602).
예를 들어, 예측부는 루마 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 때는 참조 픽처 정보를 이용하는 제1 예측 방법을 이용하고, 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 때는 제2 예측 방법을 이용할 수 있다.
또는, 예측부는 반대로, 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 때는 참조 픽처 정보를 이용하는 제1 예측 방법을 이용하고, 루마 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 때는 참조 픽처에 대한 정보를 이용하지 않고 현재 블록과 인접한 주변 블록에 대한 정보만을 이용하는 제2 예측 방법을 이용할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인터 레이어 예측 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 예측부는 제2 예측 방법을 이용하여 현재 블록의 루마 성분에 대한 인트라 예측을 수행한다(S701).
예측부는 현재 루마 블록과 인접한 주변 루마 블록으로부터 두 개의 인트라 예측 모드를 유도하고, 추가적으로 하나 이상의 인트라 예측 모드를 더 유도하여 세 개의 후보 인트라 예측 모드를 유도할 수 있다.
현재 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드가 세 개의 후보 인트라 예측 모드 중 어느 하나와 일치한다면, 현재 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드는 세 개의 후보 인트라 예측 모드 중 어느 하나에 대한 정보로 부호화 및 복호화 될 수 있다. 반면, 현재 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드가 세 개의 후보 인트라 예측 모드로부터 유추될 수 없다면 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드에 대한 정보는 별도로 부호화 및 복호화 될 수 있다.
예측부는 현재 색차 블록에 대하여 인트라 BL 예측을 수행하여 예측 블록을 생성한다(S702). 설명의 편의 상, 이하에서는 참조 블록의 색차 성분으로 구성된 블록을 참조 색차 블록으로 표현한다.
예측부는 참조 픽처의 동일 위치에 해당하는 참조 색차 블록을 현재 블록의 크기에 맞추어 업샘플링 시키고, 업샘플링된 값을 현재 블록의 색차 성분의 예측 블록으로 사용한다.
색차 성분의 샘플링 비율이 루마 성분의 샘플링 비율보다 낮은 경우, 예를 들어 색차 포맷이4:2:2 YUV 포맷 혹은 4:2:0 YUV 포맷 등인 경우, 본 실시예에 따라 인트라 예측을 수행하면 비트 효율 면에서 향상된 효과를 얻을 수 있다.
인트라 BL 예측은 업샘플링 과정에서 고주파 성분의 손실이 불가피하므로, 고주파 성분의 양이 적은 신호를 예측할 때 코딩 효율이 증가될 수 있다. 따라서 샘플링 비율이 높은 루마 성분에 제2 예측 방법을 적용하더라도, 샘플링 비율이 낮아서 고주파 성분의 양이 적은 색차 성분에는 인트라 BL 예측을 적용하는 것이 더 효과적이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 색차 성분에 적용되는 제1 예측 방법을 시그널링 하는 방법을 설명하기 위한 제어 블록도이다. 도 8에서는 디코딩 장치에서 신호를 수신하여 예측을 수행하는 것을 예시적으로 설명한다.
우선, 디코딩 장치는 현재 루마 블록에 적용된 제2 예측 방법에 대한 정보를 수신하여 디코딩 한다(S801). 디코딩된 정보에 기초하여 현재 루마 블록에 대한 인트라 예측이 수행될 수 있다.
현재 루마 블록의 인트라 예측 모드는 상술한 바와 같이 인접한 주변 블록으로부터 유도된 세 개의 후보 인트라 예측 모드 중 어느 하나에 대한 정보로 전송되거나 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드를 지시하는 리마이닝 모드 정보로 인코딩 되어 전송될 수 있다.
현재 루마 블록에 제2 예측 방법이 적용된 경우, 디코딩 장치는 현재 색차 블록에 제1 예측 방법이 적용되었는지 여부를 지시하는 플래그 정보를 수신하여 디코딩 할 수 있다.
현재 색차 블록에 제1 예측 방법이 적용되었는지 여부를 지시하는 플래그 정보가 1이면(S802), 예측부는 현재 색차 블록에 인트라 BL을 적용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다(S803). 예측부는 참조 색차 블록의 복원 값을 업샘플링한 값을 현재 색차 블록의 예측 블록으로 이용한다.
반면, 현재 색차 블록에 제1 예측 방법이 적용되었는지 여부를 지시하는 플래그 정보가 0이면(S802), 예측부는 현재 색차 블록에 인트라 BL이 아닌 기존의 제2 예측 방법을 적용하여 인트라 예측을 수행한다(S804).
이 경우, 표 2의 현재 블록의 색차 성분에 대한 예측 모드 정보(intra_chroma_pred_mode)가 디코딩 장치로 전송될 수 있고, 예측부는 휘도 성분에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeY)와 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode) 번호 사이의 매핑 관계를 나타내는 룩업 테이블을 기초로 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드 정보를 유도한다.
역으로, 인코딩 장치는 현재 루마 블록에 적용된 제2 예측 방법에 대한 정보 및 현재 색차 블록에 제1 예측 방법이 적용되었는지 여부를 지시하는 플래그 정보를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송할 수 있다.
플래그 정보가 1이면, 인코딩 장치는 색차 성분에 대한 예측 모드 정보를 전송할 필요는 없으나, 플래그 정보가 0이면 인코딩 장치는 색차 성분의 인트라 예측 모드 번호 정보를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 현재 블록의 색차 성분에 적용되는 제1 예측 방법을 시그널링 하기 위하여 소정의 룩업 테이블에 기초하는 색차 성분의 인트라 예측 모드 번호 정보를 시그널링 할 수 있다.
표 3은 휘도 성분에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeY)와 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode) 번호를 매핑한 것을 나타낸 것이다.
<표 3>
Figure PCTKR2013004114-appb-I000003
표 3을 참조하면, intra_chroma_pred_mode가 0이면 Planar 모드, intra_chroma_pred_mode가 1이면 수직 방향 모드(26번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 2이면 DC 모드(1번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 3이면 인트라 BL 모드(BL), intra_chroma_pred_mode가 4이면 DM으로 매핑 될 수 있다.
표 3과 같이, 현재 색차 블록에 적용되는 인트라 BL 모드는 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드의 하나로 사용될 수 있으며, 표 2의 수평 방향 모드를 대신하여 휘도 성분에 대한 인트라 예측 모드와 매핑 되고 있다.
인코딩 장치는 현재 색차 블록의 예측에 인트라 BL 모드가 적용되는 경우, intra_chroma_pred_mode를 3으로 인코딩하여 이를 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 디코딩 장치는 intra_chroma_pred_mode에 대한 정보를 수신 및 디코딩하여 현재 색차 블록에 대한 예측 모드를 유도할 수 있다. 디코딩 장치의 예측부는 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드가 인트라 BL이면, 참조 색차 블록의 복원값을 업샘플링한 값을 현재 색차 블록의 예측 블록으로 이용한다.
인트라 BL 모드는 표 2에서 수평 방향 모드가 아닌 다른 예측 모드와 교체될 수도 있다. 예를 들어, 인트라 BL 모드는 수직 방향 모드로 교체되거나 DC 모드와 교체될 수도 있다.
휘도 성분의 인트라 예측 모드가 Planar 모드, 수직 모드, DC 모드인 경우, DM으로 색차 성분의 인트라 예측 모드로 표현할 수 있기 때문에 intra_chroma_pred_mode 중 DM으로 표현된 화면 내 예측 모드에 대신 사선 방향 예측 모드(34번 인트라 예측 모드)를 포함시켜 색차 성분의 인트라 예측을 수행 시 추가적인 인트라 예측 모드로 사용할 수 있다.
DM으로 인해 불필요한 인트라 예측 모드의 경우 34번 인트라 예측 모드로 설정이 되었다. 하지만, 34번 인트라 예측 모드 대신 다른 인트라 예측 모드, 예를 들어, 18번 인트라 예측 모드 또는 2번 인트라 예측 모드도 사용될 수 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
또는 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 인트라 BL 예측 모드를 포함하는 매핑 테이블은 표 4와 같을 수 있다.
<표 4>
Figure PCTKR2013004114-appb-I000004
표 4를 참조하면, intra_chroma_pred_mode가 0이면 Planar 모드, intra_chroma_pred_mode가 1이면 수직 방향 모드(26번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 2이면 수평 방향 모드(10번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 3이면 DC 모드(1번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 4이면 인트라 BL 모드(BL), intra_chroma_pred_mode가 5이면 DM으로 매핑 될 수 있다.
표 4와 같이, 현재 색차 블록에 적용되는 인트라 BL 모드는 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드의 하나로 사용될 수 있으며, 표 2의 매핑 관계에서 새로운 인트라 예측 모드로 추가되었다.
인코딩 장치는 현재 색차 블록의 예측에 인트라 BL 모드가 적용되는 경우, intra_chroma_pred_mode를 4으로 인코딩하여 이를 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 디코딩 장치는 intra_chroma_pred_mode에 대한 정보를 수신 및 디코딩하여 현재 색차 블록에 대한 예측 모드를 유도할 수 있다. 디코딩 장치의 예측부는 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드가 인트라 BL이면, 참조 색차 블록의 복원값을 업샘플링한 값을 현재 색차 블록의 예측 블록으로 이용한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 예측부는 제1 예측 방법으로 도 4의 인터 레이어 차분 예측을 적용하여 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
이 경우에도, 현재 블록의 색차 성분에 대한 인트라 예측 모드는 플래그 정보로 시그널링 되거나 색차 성분의 인트라 예측 모드 번호에 대한 신호로 시그널링 될 수 있다.
인코딩 장치는 현재 색차 블록의 복원 영상에서 참조 색차 블록의 복원 영상을 뺀 차분 영상 도메인에서 인트라 예측을 수행하고, 인트라 예측에 따른 예측 정보와 차분 영상에 대한 레지듀얼 정보를 인코딩 할 수 있다.
현재 색차 블록에 대한 인트라 예측에 제1 예측 방법이 적용되면, 인코딩 장치는 플래그 정보, 차분 영상에 대한 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송할 수 있다.
디코딩 장치는 플래그 정보를 디코딩하여 현재 색차 블록의 인트라 예측에 인터 레이어 차분 예측을 적용하는지 여부를 판단한다. 플래그 정보가 1이면 디코딩 장치의 예측부는 차분 영상에 대한 예측 정보를 이용하여 차분 영상에 대한 예측을 수행할 수 있다. 차분 영상에 대한 예측 블록과 레지듀얼 정보에 기초하여 차분 영상이 복원되고, 복원된 차분 영상과 참조 색차 블록의 복원 영상이 더해짐으로써 현재 색차 블록이 복원될 수 있다.
또는, 인코딩 장치는 표 5 또는 표 6의 매핑 관계에 기초하여 색차 성분의 인트라 예측 모드 번호를 인코딩 하고, 인코딩된 인트라 예측 모드 번호를 디코딩 장치로 전송할 수 있다.
<표 5>
Figure PCTKR2013004114-appb-I000005
표 5를 참조하면, intra_chroma_pred_mode가 0이면 Planar 모드, intra_chroma_pred_mode가 1이면 수직 방향 모드(26번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 2이면 DC 모드(1번 인트라 예측 모드),, intra_chroma_pred_mode가 3이면 인터 레이어 차분 모드(IL-D), intra_chroma_pred_mode가 4이면 DM으로 매핑 될 수 있다.
현재 색차 블록에 적용되는 인터 레이어 차분 모드(IL-D)는 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드의 하나로 사용될 수 있으며, 표 2의 수평 방향 모드를 대신하여 휘도 성분에 대한 인트라 예측 모드와 매핑 되고 있다.
인터 레이어 차분 모드는 표 2에서 수평 방향 모드가 아닌 다른 예측 모드와 교체될 수도 있다. 예를 들어, 인터 레이어 차분 모드(IL-D)는 수직 방향 모드로 교체되거나 DC 모드와 교체될 수도 있다.
<표 6>
Figure PCTKR2013004114-appb-I000006
표 6을 참조하면, intra_chroma_pred_mode가 0이면 Planar 모드, intra_chroma_pred_mode가 1이면 수직 방향 모드(26번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 2이면 수평 방향 모드(10번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 3이면 DC 모드(1번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 4이면 인터 레이어 차분 모드(IL-D), intra_chroma_pred_mode가 5이면 DM으로 매핑 될 수 있다.
디코딩 장치는 색차 성분의 인트라 예측 모드 번호를 디코딩하고, 표 5 또는 표 6의 매핑 관계를 이용하여 현재 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 색차 성분의 인트라 예측 모드가 인터 레이어 차분 모드를 지시하는 경우, 예측부는 차분 영상에 대한 예측 정보를 이용하여 차분 영상에 대한 예측을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인터 레이어 예측 방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 예측부는 제1 예측 방법, 구체적으로 인트라 BL을 이용하여 현재 블록의 루마 성분에 대한 인트라 예측을 수행한다(S901). 설명의 편의 상, 이하에서는 참조 블록의 루마 성분으로 구성된 블록을 참조 루마 블록으로 표현한다.
예측부는 현재 블록의 루마 성분에 대하여 참조 픽처의 동일 위치에 해당하는 참조 루마 블록을 현재 블록의 크기에 맞추어 업샘플링 시키고, 업샘플링된 값을 현재 블록의 루마 성분의 예측 블록으로 사용한다.
예측부는 제2 예측 방법을 이용하여 현재 색차 블록에 대한 예측을 수행한다(S902). 제 2 예측 방법은 상술된 바와 같이, 참조 픽처를 이용하지 않고 현재 픽처로부터 유도한 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 예측 방법이다.
인코딩 장치는 표 2의 매핑 관계에 기초하여 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode)에 대한 정보를 인코딩 하여 디코딩 장치로 전송한다. 디코딩 장치는 수신된 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode) 정보를 디코딩하고, 역시 표 2의 매핑 관계에 기초하여 현재 색차 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
또는, 예측부는 이미 복원된 현재 루마 블록의 복원값으로부터 예측 블록을 생성하는 LM를 이용하여 현재 색차 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치는 LM를 적용하여 현재 색차 블록에 대한 예측을 수행하는 지에 대한 플래그 신호를 인코딩하여 전송할 수도 있고, 독립적으로 LM에 대한 정보를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송할 수도 있다. 또는 LM을 색차 성분에 대한 인트라 예측 모드 중 하나로 취급하여 색차 성분에 대한 인트라 예측 모드 번호 정보를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 색차 성분에 대한 예측 정보를 시그널링 하는 방법을 설명하기 위한 제어 블록도이다. 도 10에서는 디코딩 장치에서 신호를 수신하여 예측을 수행하는 것을 예시적으로 설명한다.
우선, 디코딩 장치는 현재 루마 블록에 적용된 제1 예측 방법에 대한 정보를 수신하여 디코딩 한다(S1001). 디코딩된 정보에 기초하여 현재 루마 블록에 대한 인트라 예측이 수행될 수 있다.
제1 예측 방법으로 인트라 BL이 사용된 경우, 예측부는 현재 블록의 루마 성분에 대하여 참조 픽처의 동일 위치에 해당하는 참조 루마 블록을 현재 블록의 크기에 맞추어 업샘플링 시키고, 업샘플링된 값을 현재 블록의 색차 성분의 예측 블록으로 사용할 수 있다.
현재 루마 블록에 제1 예측 방법이 적용된 경우, 디코딩 장치는 현재 색차 블록에 제1 예측 방법이 적용되었는지 또는 제2 예측 방법이 적용되었는지 여부를 지시하는 플래그 정보를 수신하여 디코딩 할 수 있다.
플래그 정보가 1이면 현재 색차 블록을 예측하기 위하여 제1 예측 방법, 즉 참조 픽처의 정보가 이용된 것을 지시하고, 플래그 정보가 0이면 현재 색차 블록을 예측하기 위하여 제2 예측 방법, 즉 참조 픽처의 정보가 배제되고 현재 픽처의 정보가 이용된 것을 지시할 수 있다. 플래그 정보가 0이면 디코딩 장치는 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode)에 대한 정보를 추가적으로 수신한다.
플래그 정보가 1이면(S1002), 디코딩 장치의 예측부는 인트라 BL을 적용하여 현재 색차 블록에 대한 예측을 수행한다(S1003).
반면, 플래그 정보가 0이면(S1002), 예측부는 현재 색차 블록에 인트라 BL이 아닌 기존의 제2 예측 방법을 적용하여 인트라 예측을 수행한다(S1004). 예측부는 수신된 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode)에 대한 정보를 디코딩 하여 현재 색차 블록에 대한 예측을 수행한다.
예컨대, 표 2의 현재 블록의 색차 성분에 대한 예측 모드 정보(intra_chroma_pred_mode)가 디코딩 장치로 전송될 수 있고, 예측부는 휘도 성분에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeY)와 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode) 번호 사이의 매핑 관계를 나타내는 룩업 테이블을 기초로 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드 정보를 유도할 수 있다.
역으로, 인코딩 장치는 현재 루마 블록에 적용된 제1 예측 방법에 대한 정보 및 현재 색차 블록에 제1 예측 방법 또는 제2 예측 방법이 적용되었는지를 나타내는 플래그 정보를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송할 수 있다.
플래그 정보가 1이면, 인코딩 장치는 추가적으로 색차 성분에 대한 예측 모드 정보를 전송할 필요는 없으나, 플래그 정보가 0이면 인코딩 장치는 색차 성분의 인트라 예측 모드 번호 정보를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 현재 블록의 색차 성분에 적용되는 예측 모드를 시그널링 하기 위하여 소정의 룩업 테이블에 기초하는 색차 성분의 인트라 예측 모드 번호 정보를 시그널링 할 수 있다.
표 7은 휘도 성분에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeY)와 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode) 번호를 매핑한 것을 나타낸 것이다.
<표 7>
Figure PCTKR2013004114-appb-I000007
표 7을 참조하면, intra_chroma_pred_mode가 0이면 Planar 모드, intra_chroma_pred_mode가 1이면 수직 방향 모드(26번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 2이면 수평 방향 모드(10번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 3이면 DC 모드(1번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 4이면 LM, intra_chroma_pred_mode가 5이면 인트라 BL 모드(BL), intra_chroma_pred_mode가 6이면 DM으로 매핑 될 수 있다.
표 7과 같이, 현재 색차 블록에 적용되는 인트라 BL 모드는 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드의 하나로 사용될 수 있으며, 복원된 현재 루마 블록의 복원값으로부터 예측 블록을 생성하는 LM 역시 인트라 예측 모드의 하나로 사용될 수 있다.
휘도 성분의 인트라 예측 모드가 Planar 모드, 수직 모드, DC 모드인 경우 DM으로 색차 성분의 인트라 예측 모드로 표현할 수 있기 때문에 intra_chroma_pred_mode 중 DM으로 표현된 인트라 예측 모드에 대신 사선 방향 예측 모드(34번 인트라 예측 모드)를 포함시켜 색차 성분의 인트라 예측을 수행 시 추가적인 인트라 예측 모드로 사용할 수 있다.
DM으로 인해 불필요한 인트라 예측 모드의 경우 34번 인트라 예측 모드로 설정이 되었다. 하지만, 34번 인트라 예측 모드 대신 다른 인트라 예측 모드, 예를 들어, 18번 인트라 예측 모드 또는 2번 인트라 예측 모드도 사용될 수 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
한편, DM은 루마 성분의 예측에 사용한 예측 모드를 색차 성분의 예측에 그대로 사용하는 것인데, 본 실시예와 같이 루마 성분의 예측에 인트라 BL과 같이 인터 레이어 예측이 적용되면, 인트라 예측 모드 번호가 특정되기 어렵다. 따라서, 이 경우, DM은 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드를 대신하여, 참조 블록의 루마 성분의 인트라 예측 모드를 지시하는 것으로 설정될 수 있다. 또는 DM은 참조 블록의 색차 성분의 인트라 예측 모드를 지시하는 것으로 설정될 수 있다.
예컨대, 현재 블록의 루마 성분에 인터 레이어 예측을 적용하고, 색차 성분에는 공간적 인트라 예측을 적용할 수 있다. 다만, 표 7의 intra_chroma_pred_mode가 6이면 참조 블록의 루마 성분 또는 참조 블록의 색차 성분에 대한 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 색차 성분의 인트라 예측을 수행할 수도 있다. 이 경우, 현재 색차 블록에도 인터 레이어 예측을 적용할 수 있으며, DM을 인터 레이어 예측 모드로 대체할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 실시예에 따라 색차 성분을 예측할 경우, 기존의 색차 성분 예측 모드의 파싱 구조를 그대로 이용할 수 있는 이점이 있다.
현재 블록의 루마 성분의 인트라 예측 시 제1 예측 방법을 사용하는 경우, 현재 블록의 색차 성분에 적용되는 예측 모드는 표 7에 포함되어 있는 인트라 예측 모드 중 일부만일 수 있다. 예를 들어, 예측부는 LM과 Planar 모드만을 이용하여 현재 색차 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수도 있고, 기설정된 개수의 가장 빈도수가 높은 예측 모드 만을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다.
한편, 현재 색차 블록의 인트라 예측을 위한 인트라 BL 모드는 표 7에 포함되지 않을 수도 있다. 아래 표 8은 인트라 BL 모드를 포함하지 않는 휘도 성분에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeY)와 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode) 번호를 매핑한 것을 나타낸 것이다.
<표 8>
Figure PCTKR2013004114-appb-I000008
표 8을 참조하면, intra_chroma_pred_mode가 0이면 Planar 모드, intra_chroma_pred_mode가 1이면 수직 방향 모드(26번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 2이면 수평 방향 모드(10번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 3이면 DC 모드(1번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 4이면 LM, intra_chroma_pred_mode가 5이면 DM으로 매핑 될 수 있다.
현재 블록의 색차 성분에 적용되는 예측 모드는 표 8에 포함되어 있는 인트라 예측 모드 중 일부만일 수 있다. 예를 들어, 예측부는 LM과 Planar 모드만을 이용하여 현재 색차 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수도 있고, 기설정된 개수의 가장 빈도수가 높은 예측 모드 만을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다.
또한, 표 7에서 인트가 BL는 인터 레이어 차분 모드로 교체될 수도 있다. 표 9은 인터 레이어 차분 모드를 포함하는 휘도 성분에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeY)와 색차 성분의 인트라 예측 모드(intra_chroma_pred_mode) 번호를 매핑한 것을 나타낸 것이다.
<표 9>
Figure PCTKR2013004114-appb-I000009
표 9를 참조하면, intra_chroma_pred_mode가 0이면 Planar 모드, intra_chroma_pred_mode가 1이면 수직 방향 모드(26번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 2이면 수평 방향 모드(10번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 3이면 DC 모드(1번 인트라 예측 모드), intra_chroma_pred_mode가 4이면 LM, intra_chroma_pred_mode가 5이면 인터 레이어 차분 모드(IL-D), intra_chroma_pred_mode가 6이면 DM으로 매핑 될 수 있다.
현재 블록의 색차 성분에 적용되는 예측 모드는 표 9에 포함되어 있는 인트라 예측 모드 중 일부만일 수 있다. 예를 들어, 예측부는 LM과 Planar 모드만을 이용하여 현재 색차 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수도 있고, 기설정된 개수의 가장 빈도수가 높은 예측 모드 만을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다.
또한, 표 7 내지 표 9에서, 34번 인트라 예측 모드는 Planar 모드, 수직 방향 모드, 수평 방향 모드 및 DC 모드와 같이 독립된 인트라 예측 모드 번호로 시그널링 될 수도 있다. 이 경우, DM으로 인하여 중복되는 인트라 예측 모드는 18번 인트라 예측 모드 또는 2번 인트라 예측 모드로 대체될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 예측부는 제1 예측 방법으로 도 4의 인터 레이어 차분 예측을 적용하여 현재 블록의 루마 성분에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
인코딩 장치는 현재 루마 블록의 복원 영상에서 참조 루마 블록의 복원 영상을 뺀 차분 영상 도메인에서 인트라 예측을 수행하고, 인트라 예측에 따른 예측 정보와 차분 영상에 대한 레지듀얼 정보를 인코딩 할 수 있다.
현재 루마 블록에 대한 인트라 예측에 제1 예측 방법이 적용되면, 인코딩 장치는 차분 영상에 대한 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송한다.
이 때, 현재 블록의 색차 성분에 대한 인트라 예측 모드는 플래그 정보로 시그널링 되거나 색차 성분의 인트라 예측 모드 번호에 대한 신호로 시그널링 될 수 있다.
디코딩 장치의 예측부는 차분 영상에 대한 예측 정보를 이용하여 현재 루마 블록의 차분 영상에 대한 예측을 수행할 수 있다. 차분 영상에 대한 예측 블록과 레지듀얼 정보에 기초하여 현재 루마 블록의 차분 영상이 복원되고, 복원된 차분 영상과 참조 루마 블록의 복원 영상이 더해짐으로써 현재 루마 블록이 복원될 수 있다.
현재 블록의 색차 성분에 대한 인트라 예측 모드가 플래그 정보로 시그널링 되면 디코딩 장치는 도 10과 같이 과정을 통하여 현재 색차 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
인코딩 장치는 표 7 내지 표 9의 매핑 관계에 기초하여 색차 성분의 인트라 예측 모드 번호를 인코딩 하고, 인코딩된 인트라 예측 모드 번호를 디코딩 장치로 전송하면, 디코딩 장치는 색차 성분의 인트라 예측 모드 번호를 디코딩 하고, 표 7 내지 표 9의 매핑 관계에 기초하여 인트라 예측 모드 번호를 현재 색차 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 스케일러블 비디오 코딩이 지원되는 멀티 레이어 구조에서 각 레이어 별로 특정 시점(예컨대, POC(Picture Order Count) 혹은 AU(Access Unit))에 복원되는 샘플들의 어레이를 ‘픽처’라고 표현하였다.
이와 관련하여, 디코딩 되어 출력되는 레이어(현재 레이어)에서 특정 시점에 복원된 혹은 복원되는 전체 샘플 어레이를 픽처라고 하여, 참조되는 레이어의 복원된 혹은 복원되는 샘플 어레이와 구분할 수도 있다. 참조되는 레이어에서 특정 시점에 복원된 혹은 복원되는 샘플 어레이는 리프리젠테이션(representation), 참조 레이어 픽처, 참조 레이어 샘플 어레이, 참조 레이어 텍스처 등으로 칭할 수도 있다. 이 경우, 하나의 AU에 대해서는 현재 레이어에서 복원된 하나의 디코딩(인코딩)된 픽처가 출력될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함할 수 있으므로 각 실시예의 조합 역시 본 발명의 일 실시예로서 이해되어야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 현재 픽처와 참조 픽처를 포함하는 비트스트림의 인터 레이어 예측 방법에 있어서,
    상기 참조 픽처의 정보를 이용하는 제1 예측 방법과 상기 참조 픽처의 정보를 배제하고 상기 현재 픽처의 정보를 이용하는 제2 예측 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 현재 픽처 내 현재 블록의 루마 성분에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계와;
    나머지 어느 하나의 방법을 이용하여 상기 현재 블록의 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 루마 성분에 대한 인트라 예측은 상기 제2 예측 방법을 이용하여 수행되고,
    상기 색차 성분에 대한 인트라 예측은, 상기 현재 블록의 상기 색차 성분으로 구성된 현재 색차 블록에 대응하는 상기 참조 픽처 내 참조 블록의 색차 성분으로 구성된 참조 색차 블록의 복원 값을 업샘플링한 값을 상기 현재 색차 블록에 대한 예측 블록으로 사용하는 인트라 BL을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계는,
    상기 현재 색차 블록에 상기 제1예측 방법이 적용되었는지 여부를 지시하는 플래그 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 플래그 정보가 1이면, 상기 현재 색차 블록에 상기 인트라 BL을 적용하여 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 플래그 정보가 0이면, 상기 현재 블록의 상기 루마 성분으로 구성된 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드와 기설정된 매핑 관계를 갖는 상기 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드 정보를 수신하고, 상기 수신된 인트라 예측 모드 정보에 따라 상기 현재 색차 블록의 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 루마 성분에 대한 인트라 예측은 상기 제2 예측 방법을 이용하여 수행되고,
    상기 색차 성분에 대한 인트라 예측은, 상기 현재 블록의 상기 색차 성분으로 구성된 현재 색차 블록의 복원 영상에서 상기 참조 픽처 내 참조 블록의 색차 성분으로 구성된 참조 색차 블록의 복원 영상을 뺀 차분 영상 도메인에서 인트라 예측을 수행하는 인터 레이어 차분 모드를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 색차 성분에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계는,
    상기 현재 색차 블록에 상기 제1예측 방법이 적용되었는지 여부를 지시하는 플래그 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플래그 정보가 1이면, 상기 현재 색차 블록에 상기 인터 레이어 차분 모드를 적용하여 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 플래그 정보가 0이면, 상기 현재 블록의 상기 루마 성분으로 구성된 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드와 기설정된 매핑 관계를 갖는 상기 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드 정보를 수신하고, 상기 수신된 인트라 예측 모드 정보에 따라 상기 현재 색차 블록의 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 루마 성분에 대한 인트라 예측은 상기 제2 예측 방법을 이용하여 수행되고,
    상기 색차 성분에 대한 인트라 예측은 상기 현재 블록의 상기 루마 성분으로 구성된 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드와 기설정된 매핑 관계를 갖는 상기 현재 블록의 상기 색차 성분으로 구성된 현재 색차 블록의 인트라 예측 모드 정보를 수신하고, 상기 수신된 인트라 예측 모드 정보에 따라 상기 현재 색차 블록의 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1예측 방법은 상기 현재 루마 블록에 대응하는 상기 참조 픽처 내 참조 블록의 루마 성분으로 구성된 참조 루마 블록의 복원 값을 업샘플링한 값을 상기 현재 루마 블록에 대한 예측 블록으로 사용하는 인트라 BL을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1예측 방법은 상기 현재 루마 블록의 복원 영상에서 상기 참조 픽처 내 참조 블록의 루마 성분으로 구성된 참조 루마 블록의 복원 영상을 뺀 차분 영상 도메인에서 인트라 예측을 수행하는 인터 레이어 차분 모드를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 인터 레이어 예측 방법.
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