WO2016072777A1 - Combined intra prediction encoding/decoding method and device - Google Patents

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WO2016072777A1
WO2016072777A1 PCT/KR2015/011882 KR2015011882W WO2016072777A1 WO 2016072777 A1 WO2016072777 A1 WO 2016072777A1 KR 2015011882 W KR2015011882 W KR 2015011882W WO 2016072777 A1 WO2016072777 A1 WO 2016072777A1
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prediction
luminance
mode
color difference
unit
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박찬율
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삼성전자 주식회사
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/107Selection of coding mode or of prediction mode between spatial and temporal predictive coding, e.g. picture refresh
    • HELECTRICITY
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    • H04N19/10Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
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    • H04N19/17Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock

Definitions

  • the present invention relates to a method of encoding and decoding an image, and more particularly, to a method and an apparatus for intra prediction encoding and decoding of an image for improving compression efficiency of an image by applying a plurality of intra prediction modes.
  • a picture is divided into macro blocks to encode an image.
  • Each macro block is encoded using inter prediction and intra prediction.
  • the optimal encoding mode is selected in consideration of the data size of the encoded macroblock and the distortion degree of the original macroblock, and the macroblock is encoded.
  • HEVC the most recent video standard, has a quadtree partitioning coding unit having a hierarchical recursion structure instead of a macroblock having a fixed size used in the existing video standard. CU) was introduced.
  • HEVC significantly improves the compression efficiency by adopting the quadtree structure compared with the existing image standard, but the computational complexity is greatly increased.
  • Intra prediction does not refer to a reference picture in order to encode a block of a current picture, but encodes using a pixel value spatially adjacent to a block to be encoded.
  • a prediction value for a block to be encoded is calculated by using adjacent pixel values.
  • Intra prediction modes are classified into 4 ⁇ 4 intra prediction modes of luminance components, 8 ⁇ 8 intra prediction modes, 16 ⁇ 16 intra prediction modes, and intra prediction modes of chrominance components.
  • the intra prediction encoding apparatus performs all intra prediction in 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4 intra prediction modes, and then selects an optimal intra prediction mode among three cases.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to improve the compression efficiency of the overall image by increasing the accuracy of intra prediction by applying a plurality of intra prediction modes.
  • An image decoding method includes parsing joint prediction information indicating whether a prediction value of a current block is obtained from a bitstream by applying a plurality of intra prediction modes; Determining whether to perform joint prediction on a current block based on the joint prediction information; When performing the joint prediction: obtaining a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to the luminance component of the current block; Weighting the plurality of luminance prediction values to determine a final luminance prediction value; Obtaining a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block; And weighting the plurality of color difference prediction values to determine a final color difference prediction value.
  • the obtaining of the plurality of brightness prediction values may include classifying a plurality of available brightness prediction modes into candidate groups of the plurality of brightness prediction modes; And obtaining the plurality of luminance prediction values by applying a luminance prediction mode selected from a candidate group of each luminance prediction mode to the luminance components of the current block, wherein the obtaining of the plurality of color difference prediction values comprises: Classifying the plurality of available color difference prediction modes into candidate groups of the plurality of color difference prediction modes; And applying the color difference prediction mode selected from the candidate group of each color difference prediction mode to the color difference components of the current block, to obtain the plurality of color difference prediction values.
  • the luminance prediction mode available in the candidate group of each luminance prediction mode is determined by the information of neighboring blocks or the correlation between each luminance prediction mode and the respective color difference prediction
  • the color difference prediction mode available in the candidate group of the mode may be determined by the information of the neighboring blocks or the correlation between each color difference prediction mode.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes all available luminance prediction modes, and the candidate group of the remaining luminance prediction modes It may preferentially include a prediction mode that does not include an interpolation process.
  • the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode may be excluded from the candidate group of the remaining luminance prediction modes.
  • the selected luminance prediction mode may be replaced with another luminance prediction mode in the candidate group of the remaining luminance prediction modes.
  • the candidate group of the plurality of color difference prediction modes may include a prediction mode selected from the candidate group of the plurality of luminance prediction modes.
  • the luminance prediction mode included in the candidate group of the first luminance prediction mode is the luminance prediction included in the candidate group of the remaining luminance prediction modes. It may be different from the mode.
  • each of the candidate groups of the luminance prediction mode is a candidate group of a prediction mode having no direction, a candidate group of a prediction mode having horizontal direction or a candidate of a prediction mode having vertical direction. May correspond to one of the groups.
  • an apparatus for decoding an image may include: a receiver configured to apply a plurality of intra prediction modes to parse combined prediction information indicating whether a prediction value of a current block is obtained from a bitstream; Based on the joint prediction information, it is determined whether to perform joint prediction on the current block, obtain a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to the luminance component of the current block, and A final luminance prediction value is determined by weighting the luminance prediction values, a plurality of color difference prediction values are obtained by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block, and the final color difference is weighted by adding the plurality of color difference prediction values. It includes a decoder for determining the prediction value.
  • an image encoding method includes: obtaining a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to luminance components of a current block; Weighting the plurality of luminance prediction values to determine a final luminance prediction value; Obtaining a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block; Determining a final color difference prediction value by weighting the plurality of color difference prediction values; Determining joint prediction information indicating whether to perform joint prediction on the current block; And transmitting a bitstream including the combined prediction information.
  • the obtaining of the plurality of luminance prediction values may include classifying a plurality of available luminance prediction modes into candidate groups of the plurality of luminance prediction modes; And obtaining the plurality of luminance prediction values by applying a luminance prediction mode selected from a candidate group of each luminance prediction mode to the luminance components of the current block, wherein the obtaining of the plurality of color difference prediction values comprises: Classifying the plurality of available color difference prediction modes into candidate groups of the plurality of color difference prediction modes; And applying the color difference prediction mode selected from the candidate group of each color difference prediction mode to the color difference components of the current block, to obtain the plurality of color difference prediction values.
  • the luminance prediction modes available in the candidate group of the respective luminance prediction modes are determined by the information of neighboring blocks or the correlation between the luminance prediction modes, and the respective color difference predictions.
  • the color difference prediction mode available in the candidate group of the mode may be determined by the information of the neighboring blocks or the correlation between each color difference prediction mode.
  • An image encoding apparatus obtains a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to luminance components of a current block, weights up the plurality of luminance prediction values, and determines a final luminance prediction value, Obtain a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block, determine a final color difference prediction value by weighting the plurality of color difference prediction values, and perform joint prediction on the current block.
  • An encoding unit to determine joint prediction information indicating whether to perform; And a transmitter for transmitting a bitstream including the combined prediction information.
  • FIG. 1 is a diagram for describing a method of performing intra prediction by applying intra modes in different directions.
  • FIG. 2A is a schematic block diagram of an image encoding apparatus 20 according to an embodiment.
  • 2B is a flowchart illustrating an image encoding method, according to an exemplary embodiment.
  • 3A is a schematic block diagram of an image decoding apparatus 30 according to an embodiment.
  • 3B is a flowchart illustrating an image decoding method, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a reference diagram for describing a process of obtaining a prediction value of a current block by applying a plurality of intra prediction modes according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an intra prediction method using a plurality of intra prediction modes, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an intra prediction method using a plurality of intra prediction modes according to various embodiments.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a syntax parsing process for joint intra prediction according to an embodiment.
  • FIG. 8 illustrates a method of setting a candidate group of a prediction mode according to an embodiment.
  • FIG. 9 illustrates a method of setting a candidate group of a prediction mode according to various embodiments.
  • FIG. 10 is a block diagram of an image encoding apparatus, according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram of an image decoding apparatus, according to an embodiment.
  • FIG. 12 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to an embodiment.
  • 15 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment.
  • 16 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment.
  • 17 is a diagram of deeper encoding information, according to an embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an exemplary embodiment.
  • 19, 20, and 21 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a frequency transformation unit, according to an embodiment.
  • FIG. 22 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • FIG. 23 illustrates the number of intra prediction modes according to the size of a prediction unit, according to an embodiment.
  • 24 is a reference diagram for describing intra prediction modes having various directionalities, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram for describing a relationship between a neighboring pixel located on an extension line having a directionality of (dx, dy) and a current pixel, according to an exemplary embodiment.
  • 26 and 27 are diagrams illustrating an intra prediction mode direction, according to an embodiment.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a direction of intra prediction modes having 33 orientations according to an embodiment.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a direction of intra prediction modes having 33 orientations according to an embodiment.
  • ... unit refers to a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • one embodiment or “an embodiment” refers to a particular feature, structure, feature, etc. described with an embodiment included in at least one embodiment.
  • the appearances of the phrases “in one embodiment” or “in an embodiment” appearing in various places throughout this specification are not necessarily all referring to the same embodiment.
  • an intra prediction direction is determined for each unit block, and thus a prediction block is obtained, and a residue subtracted from the original block is encoded.
  • the residue is transformed by DCT (discrete consine transform), quantized to generate a bitstream, and information about an intra prediction direction of each unit block is inserted into the bitstream.
  • DCT discrete consine transform
  • the criteria for selecting an optimal intra prediction mode in consideration of residue and distortion among the intra prediction modes may be different for each type of data to be encoded and the encoding apparatus.
  • FIG. 1 is a diagram for describing a method of performing intra prediction by applying intra modes in different directions.
  • intra prediction 1010 and 1020 are performed in two prediction modes with respect to a block to be encoded, and each prediction result is combined 1030.
  • FIGS. 2A to 9 an encoding method and a decoding method of an image for performing intra prediction by applying a plurality of intra prediction modes according to various embodiments will be described.
  • an image encoding technique and an image decoding technique based on coding units having a tree structure are disclosed.
  • the 'image' may be a still image of the image or a video, that is, the image itself.
  • FIG. 2A is a schematic block diagram of an image encoding apparatus 20 according to an embodiment.
  • the image encoding apparatus 20 includes an encoder 21 and a transmitter 22.
  • the image encoding apparatus 20 receives images in units of slices, pictures, and the like, divides each image into blocks, and encodes each block.
  • the type of block may be square or rectangular, and may be any geometric shape. It is not limited to data units of a certain size.
  • a block according to an embodiment may include a largest coding unit (LCU), a coding unit (CU), a prediction unit, or a transform unit among coding units having a tree structure. ) And the like.
  • LCU largest coding unit
  • CU coding unit
  • prediction unit or a transform unit among coding units having a tree structure.
  • Video encoding and decoding methods based on coding units having a tree structure will be described later with reference to FIGS. 10 to 22.
  • the encoder 21 performs intra prediction to find a predicted value of a current block within a current picture.
  • the encoder 21 may perform intra prediction using an intra prediction mode according to the prior art, and may also obtain a prediction value of the current block by applying a plurality of intra prediction modes.
  • the encoder 21 obtains a plurality of brightness prediction values by applying a plurality of brightness prediction modes to the brightness components of the current block, and weights the obtained plurality of brightness prediction values to obtain a final brightness prediction value.
  • the encoder 21 obtains a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block, and weights the obtained plurality of color difference prediction values to determine a final color difference prediction value.
  • the encoder 21 may determine joint prediction information indicating whether to perform joint prediction on the current block.
  • the intra prediction operation performed by the encoder 21 includes performing intra prediction on the current block two or more times, and reconstructing the intra prediction result into one prediction result.
  • the encoder 21 performs n intra predictions (n is an integer) on the luminance component of the current block to obtain the first to n th luminance prediction values and obtains them based on the weight information.
  • the final luminance prediction value may be determined by weighting the first to n th luminance prediction values.
  • the encoder 21 performs k intra predictions (k is an integer) on the color difference components of the current block, obtains first to k th color difference prediction values, and obtains the first based on the weight information.
  • the final color difference prediction value may be determined by weighting the first color difference prediction value to the k th color difference prediction value.
  • the weight information may be determined through training, or may be determined by information of neighboring blocks or correlation between the prediction modes.
  • the transmitter 22 transmits the joint prediction information determined by the encoder 21 in the form of a bitstream.
  • the transmitter 22 may insert and transmit information regarding n luminance prediction modes and k color difference prediction modes into a bitstream in the form of a flag or an index to transmit the information to the image decoding apparatus. .
  • the candidate coding unit for prediction may be configured using various combinations of prediction modes, so that the intra prediction may be performed. By increasing the accuracy of the overall image compression efficiency can be improved.
  • 2B is a flowchart illustrating an image encoding method, according to an exemplary embodiment.
  • the image encoding method performed by the image encoding apparatus 20 may include obtaining a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to luminance components of a current block (S2001). Determining a final luminance prediction value by weighting the luminance prediction values (S2002), obtaining a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block (S2003), and a plurality of color difference predictions Determining a final chrominance prediction value by weighting the values (S2004), determining joint prediction information indicating whether to perform joint prediction on the current block (S2005), and transmitting a bitstream including the joint prediction information It includes the step (S2006).
  • the plurality of luminance prediction values may be obtained as follows.
  • the image encoding apparatus 20 may classify a plurality of available luminance prediction modes into candidate groups of the plurality of luminance prediction modes.
  • the luminance prediction mode available in the candidate group of the plurality of luminance prediction modes may be determined by the information of neighboring blocks or the correlation between the luminance prediction modes.
  • the candidate group of each luminance prediction mode may be set differently, and the entropy encoding method may also be set differently.
  • the candidate group of the luminance prediction mode may be classified into k candidate groups.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes all available luminance prediction modes (eg, prediction modes 0 to 34 in the case of HEVC), and candidates of the second luminance prediction mode.
  • the group may include prediction modes that do not include an interpolation process (eg, planner (0), DC (1), horizontal (10), and vertical (26) prediction modes for HEVC). Can be.
  • the candidate group of each luminance prediction mode may be encoded through an arithmetic coding method, a 2-bit fixed length coding method, or the like.
  • the image encoding apparatus 20 may obtain a plurality of luminance prediction values by applying the luminance prediction mode selected from the candidate group of each luminance prediction mode to the luminance component of the current block.
  • the process of obtaining a plurality of color difference prediction values is also similar to the process of obtaining a plurality of luminance prediction values.
  • the image encoding apparatus 20 may classify a plurality of available color difference prediction modes into candidate groups of the plurality of color difference prediction modes.
  • the color difference prediction mode available in the candidate group of the plurality of color difference prediction modes may be determined by information of neighboring blocks or correlation between each color difference prediction mode.
  • the candidate group of each color difference prediction mode may be set differently, and the entropy encoding method may also be set differently. For example, the candidate group of the color difference prediction mode may be classified into n candidate groups.
  • the candidate group of the first color difference prediction mode among the candidate groups of the plurality of color difference prediction modes includes all available color difference prediction modes (for example, prediction modes 0 to 34 for HEVC) and candidates for the second color difference prediction mode.
  • the group may include prediction modes that do not include an interpolation process (eg, planner (0), DC (1), horizontal (10), and vertical (26) prediction modes for HEVC). Can be.
  • the candidate group of each color difference prediction mode may be encoded through an arithmetic coding method, a 2-bit fixed length coding method, or the like.
  • the image encoding apparatus 20 may obtain a plurality of color difference prediction values by applying a color difference prediction mode selected from candidate groups of each color difference prediction mode to the color difference components of the current block.
  • 3A is a schematic block diagram of an image decoding apparatus 30 according to an embodiment.
  • an image decoding apparatus 30 includes a receiver 31 and a decoder 32.
  • the image decoding apparatus 30 may perform an image decoding operation by operating in conjunction with an internal image decoding processor or an external image decoding processor to reconstruct an image through image decoding.
  • the internal video decoding processor of the video decoding apparatus 30 may implement a basic video decoding operation as a separate processor.
  • the image decoding apparatus 30, the central processing unit, or the graphic processing unit may include a case of implementing a basic image decoding operation by including an image decoding processing module.
  • the video decoding apparatus 30 obtains a residual regarding the current block by decoding the bitstream.
  • the type of block may be square or rectangular, and may be any geometric shape. It is not limited to data units of a certain size.
  • the receiver 31 applies a plurality of intra prediction modes to parse combined prediction information indicating whether a prediction value of a current block is obtained from a bitstream.
  • the receiver 31 may parse information about the plurality of luminance prediction modes and the plurality of color difference prediction modes from the bitstream.
  • the decoder 32 performs intra prediction that finds the prediction value of the current block within the current picture.
  • the decoder 32 may perform intra prediction using an intra prediction mode according to the prior art, and may also obtain a prediction value of a current block by applying a plurality of intra prediction modes.
  • the decoder 32 determines whether to perform joint prediction on the current block based on the joint prediction information parsed from the bitstream. In addition, the decoder 32 obtains a plurality of brightness prediction values by applying a plurality of brightness prediction modes to the brightness components of the current block, and weights the obtained plurality of brightness prediction values to determine a final brightness prediction value. The decoder 32 obtains a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block, and weights the obtained plurality of color difference prediction values to determine a final color difference prediction value.
  • the intra prediction operation performed by the decoder 32 includes performing intra prediction on the current block two or more times, and reconstructing the intra prediction result into one prediction result.
  • the decoder 32 performs intra prediction on the luminance component of the current block n times (n is an integer) to obtain the first to n th luminance prediction values, and the flag or index of the bitstream.
  • the final luminance prediction value may be determined by weighting the first luminance prediction value to the nth luminance prediction value based on the weight information obtained from the.
  • the decoder 32 performs intra prediction on the color difference component of the current block k times (k is an integer) to obtain a first color difference prediction value to a kth color difference prediction value, and obtains it from a flag or index of the bitstream.
  • the final color difference prediction value may be determined by weighting the first to k th color difference prediction values based on the weighted information.
  • the intra prediction may be formed by using various combinations of prediction modes. By increasing the accuracy of the overall image compression efficiency can be improved.
  • 3B is a flowchart illustrating an image encoding method, according to an exemplary embodiment.
  • the plurality of luminance prediction values may be obtained as follows.
  • the image decoding apparatus 30 may classify a plurality of available luminance prediction modes into candidate groups of the plurality of luminance prediction modes.
  • the luminance prediction mode available in the candidate group of the plurality of luminance prediction modes may be determined by the information of neighboring blocks or the correlation between the luminance prediction modes.
  • the candidate group of each luminance prediction mode may be set differently, and the entropy encoding method may also be set differently.
  • the candidate group of the luminance prediction mode may be classified into k candidate groups.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes all available luminance prediction modes (eg, prediction modes 0 to 34 in the case of HEVC), and candidates of the second luminance prediction mode.
  • the group may include prediction modes that do not include an interpolation process (eg, planner (0), DC (1), horizontal (10), and vertical (26) prediction modes for HEVC). Can be.
  • the candidate group of each luminance prediction mode may be decoded through an arithmetic decoding method, a 2-bit fixed length decoding method, or the like.
  • the image decoding apparatus 30 may obtain a plurality of luminance prediction values by applying the luminance prediction mode selected from the candidate group of each luminance prediction mode to the luminance component of the current block.
  • the process of obtaining a plurality of color difference prediction values is also similar to the process of obtaining a plurality of luminance prediction values.
  • the image decoding apparatus 30 may classify a plurality of available color difference prediction modes into candidate groups of the plurality of color difference prediction modes.
  • the color difference prediction mode available in the candidate group of the plurality of color difference prediction modes may be determined by information of neighboring blocks or correlation between each color difference prediction mode.
  • the candidate group of each color difference prediction mode may be set differently, and the entropy encoding method may also be set differently. For example, the candidate group of the color difference prediction mode may be classified into n candidate groups.
  • the candidate group of the first color difference prediction mode among the candidate groups of the plurality of color difference prediction modes includes all available color difference prediction modes (for example, prediction modes 0 to 34 for HEVC) and candidates for the second color difference prediction mode.
  • the group may include prediction modes that do not include an interpolation process (eg, planner (0), DC (1), horizontal (10), and vertical (26) prediction modes for HEVC). Can be.
  • the candidate group of each color difference prediction mode may be decoded through an arithmetic decoding method, a 2-bit fixed length decoding method, or the like.
  • the image decoding apparatus 30 may obtain a plurality of color difference prediction values by applying a color difference prediction mode selected from candidate groups of each color difference prediction mode to the color difference components of the current block.
  • the basic prediction method is the same.
  • FIG. 4 is a reference diagram for describing a process of obtaining a prediction value of a current block by applying a plurality of intra prediction modes according to an embodiment.
  • the image decoding apparatus 30 When the image decoding apparatus 30 performs joint prediction, the image decoding apparatus 30 performs a first luminance intra prediction 4010 on the luminance component of the current block to obtain a first luminance prediction value X1.
  • the prediction mode applied in the first luminance intra prediction 4010 may be a prediction mode selected from a candidate group of the first luminance prediction mode.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode may include arbitrary prediction modes.
  • the image decoding apparatus 30 obtains the first luminance prediction value X1 and then performs the second luminance intra prediction 4020 on the luminance component of the current block to obtain the second luminance prediction value X2.
  • the prediction mode applied in the second luminance intra prediction 4020 may be a prediction mode selected from a candidate group of the second luminance prediction mode.
  • the candidate group of the second luminance prediction mode may include arbitrary prediction modes, and may include prediction modes different from those of the prediction mode included in the candidate group of the first luminance prediction mode.
  • the image decoding apparatus 30 determines a final luminance prediction value X by weighting the obtained first luminance prediction value X1 and the second luminance prediction value X2.
  • each sample value has a weighting factor defined in advance, and the first luminance prediction value X1 is multiplied by the weighting factor WL, the second luminance prediction value X2 has a weight of (1-WL). The factor is multiplied to derive the final luminance prediction value X.
  • the image decoding apparatus 30 obtains the prediction value with respect to the color difference component of the current block in a similar manner to the luminance component.
  • the image decoding apparatus 30 obtains a first color difference prediction value Y1 by performing first color difference intra prediction 4030 on the color difference component of the current block.
  • the prediction mode applied in the first color difference intra prediction 4030 may be a prediction mode selected from a candidate group of the first color difference prediction mode.
  • the candidate group of the first color difference prediction mode may include arbitrary prediction modes.
  • the image decoding apparatus 30 obtains the first color difference prediction value Y1 and then performs a second color difference intra prediction 4040 on the color difference component of the current block to obtain a second color difference prediction value Y2.
  • the prediction mode applied in the second color difference intra prediction 4040 may be a prediction mode selected from a candidate group of the second color difference prediction mode.
  • the candidate group of the second chrominance prediction mode may include arbitrary prediction modes, and may include different prediction modes from the prediction mode included in the candidate group of the first chrominance prediction mode.
  • the image decoding apparatus 30 determines a final color difference prediction value Y by weighting the obtained first color difference prediction value Y1 and the second color difference prediction value Y2.
  • each weighting factor is previously defined in each prediction value, and the first color difference prediction value Y1 is multiplied by the weighting factor WC, the second color difference prediction value Y2 has a weight of (1-WC). The factor is multiplied to derive the final color difference prediction value Y.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an intra prediction method using a plurality of intra prediction modes, according to an exemplary embodiment.
  • the image decoding apparatus 30 determines whether to perform prediction by applying an intra mode (5001). When the intra mode is not applied, the image decoding apparatus 30 performs prediction through the inter mode (5005). If an intra mode is applied, the image decoding apparatus 30 may determine whether to perform intra prediction using a plurality of intra prediction modes (that is, joint intra prediction or duplicate intra prediction). The on / off flag of the prediction is decoded (5010). The image decoding apparatus 30 determines whether to perform joint intra prediction based on a result of decoding the joint intra prediction flag (5015). When joint intra prediction is not performed, the image decoding apparatus 30 performs intra prediction once on the luminance component and the chrominance component of the current block, respectively, according to a conventional scheme.
  • an intra mode that is, joint intra prediction or duplicate intra prediction.
  • the on / off flag of the prediction is decoded (5010).
  • the image decoding apparatus 30 determines whether to perform joint intra prediction based on a result of decoding the joint intra prediction flag (5015). When joint intra prediction is
  • the image decoding apparatus 30 performs a first luminance intra prediction mode to obtain a luminance prediction value (5020), and performs a first chrominance intra prediction mode to obtain a color difference prediction value (5025).
  • the image decoding apparatus 30 obtains N luminance prediction values by applying N luminance prediction modes 5030, 5035, and 5040, and obtains K color difference prediction modes 5050, 5055.
  • N luminance prediction modes are each selected from the candidate group of N luminance prediction modes
  • K color difference prediction modes are each selected from the candidate group of K color difference prediction modes.
  • K and N are integers, K may be less than or equal to N.
  • the candidate group of the plurality of luminance / color difference prediction modes may include various combinations of prediction modes, thereby compressing the entire image by increasing the accuracy of intra prediction in decoding the image. The efficiency can be improved.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an intra prediction method using a plurality of intra prediction modes according to various embodiments.
  • the image decoding apparatus 30 may not perform joint intra prediction on the color difference component of the current block.
  • the overall operation of intra prediction is as follows.
  • the image decoding apparatus 30 determines whether to perform prediction by applying an intra mode (6001). When the intra mode is not applied, the image decoding apparatus 30 performs prediction through the inter mode (6005). If an intra mode is applied, the image decoding apparatus 30 may determine whether to perform intra prediction using a plurality of intra prediction modes (that is, joint intra prediction or duplicate intra prediction). The on / off flag of the prediction is decoded (6010). The image decoding apparatus 30 determines whether to perform joint intra prediction based on a result of decoding the joint intra prediction flag (6015).
  • the image decoding apparatus 30 When joint intra prediction is not performed, the image decoding apparatus 30 performs intra prediction once on the luminance component and the chrominance component of the current block, respectively, according to a conventional scheme. That is, the image decoding apparatus 30 performs a first luminance intra prediction mode to obtain a luminance prediction value (6020), and performs a first chrominance intra prediction mode to obtain a color difference prediction value (6025). However, when performing joint intra prediction, the image decoding apparatus 30 obtains N luminance prediction values by applying N luminance prediction modes 6030, 6035, and 6040. The image decoding apparatus 30 obtains one color difference prediction value by applying one color difference prediction mode 6045 after obtaining N brightness prediction values. N luminance prediction modes are each selected from the candidate group of N luminance prediction modes, and one chrominance prediction mode is each selected from the candidate group of one chrominance prediction mode.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a syntax parsing process for joint intra prediction according to an embodiment.
  • the video decoding apparatus 30 decodes whether the slice type is 7001, and determines whether the decoding target slice is an intra slice (7005). If the decoding target slice is not an intra slice, the image decoding apparatus 30 decodes whether the block within the slice is an intra / inter type (7010), and determines whether the decoding target block is an intra block (7015). ). If the decoding target block is not an intra block, the image decoding apparatus 30 performs inter block decoding (7020). However, when the decoding target slice is an intra slice or the decoding target block is an intra block, the image decoding apparatus 30 decodes an on / off flag of joint intra prediction to determine whether to perform joint intra prediction (7025). .
  • the image decoding apparatus 30 determines whether to perform joint intra prediction based on a result of decoding the joint intra prediction flag (7030). When joint intra prediction is not performed, the image decoding apparatus 30 performs intra prediction once on the luminance component and the chrominance component of the current block, respectively, in a conventional manner (7035). When performing joint intra prediction, the image decoding apparatus 30 performs joint intra prediction using a plurality of intra prediction modes on the luminance component and the chrominance component of the current block (7040).
  • the candidate group of the plurality of luminance / color difference prediction modes may include various combinations of prediction modes.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes
  • the candidate group of the second luminance prediction mode is a DC mode (Mode 1) and a planar mode (Mode 0). It may include.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes, and the candidate group of the second luminance prediction mode is a horizontal mode (Mode 10) and a vertical mode (Mode 26). ) May be included.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes
  • the candidate group of the second luminance prediction mode includes the bottom left mode (Mode 2) and the upper right (Above Right). It may include a mode (Mode 34).
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes
  • the candidate group of the second luminance prediction mode includes a planner mode (Mode 0), a DC mode (Mode 1), and a horizontal mode (Mode). 10) and vertical mode (Mode 26).
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes
  • the candidate group of the second luminance prediction mode includes a prediction mode (eg, horizontal, Vertical and diagonal prediction modes) may be included first.
  • the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode in HEVC may be excluded from the candidate group of the second luminance prediction mode.
  • the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode in the HEVC is also included in the candidate group of the second luminance prediction mode
  • the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode is the second luminance prediction. It may be replaced by another luminance prediction mode in the candidate group of modes.
  • FIG. 8 illustrates a method of setting a candidate group of a prediction mode according to an embodiment.
  • the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode is Mode 10 (8010), except for Mode 10 in the candidate group 8020 of the second luminance prediction mode, instead of Mode 34 Mode 8050 may be added. That is, the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode may influence the configuration of the candidate group of the second luminance prediction mode.
  • the candidate group of the second luminance prediction mode is Mode 0 in the candidate group 8020 including Mode 0, 1, 10, and 26. Shown as being changed to a candidate group 8040, which includes 1, 26, and 34.
  • the candidate group of the plurality of luminance / color difference prediction modes may include more various combinations of prediction modes.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes
  • the candidate group of the second luminance prediction mode includes planner mode (Mode 0), DC mode (Mode 1), and horizontal mode.
  • Mode 10 planner mode
  • vertical mode Mode 26
  • upper right mode Mode 34
  • lower left mode Mode 2
  • upper left mode Mode 18
  • Mode 6 can be replaced with one of the other modes.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes, and the candidate group of the second luminance prediction mode is 34 intra except for the prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode. It can include all prediction modes.
  • the candidate group of the first and second luminance prediction modes may limit the number of available prediction modes to 19, including a planner mode, a DC mode, and an even mode.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode
  • the candidate group of the second luminance prediction mode is a DC mode (Mode 1) and a planner.
  • Mode 0 may be included.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode in HEVC includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode, and the candidate group of the second luminance prediction mode is a horizontal mode (Mode 10) and a vertical. Mode 26 may be included.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode
  • the candidate group of the second luminance prediction mode is a DC mode (Mode 1), a planner. It may include a mode (Mode 0), a horizontal mode (Mode 10) and a vertical mode (Mode 26).
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode
  • the candidate group of the second luminance prediction mode is a planner mode (Mode 0), DC.
  • Mode (Mode 1), horizontal mode (Mode 10), vertical mode (Mode 26), upper right mode (Mode 34), lower left mode (Mode 2), upper left mode (Mode 18), and Mode 6 have.
  • Mode 6 can be replaced with one of the other modes.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode
  • the candidate group of the second luminance prediction mode is a candidate group of the first luminance prediction mode. All 34 intra prediction modes may be included except the prediction mode selected in FIG.
  • the candidate group of the first luminance prediction mode includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode
  • the candidate group of the second luminance prediction mode is a candidate group of the first luminance prediction mode. It may include the remaining 16 intra prediction modes except the prediction mode available in.
  • the candidate group of the chrominance prediction mode in HEVC may include all intra prediction modes available in the candidate group of the first and second luminance prediction modes.
  • the candidate group of the chrominance prediction mode in HEVC may include intra prediction modes selected from candidate groups of the first and second luminance prediction modes.
  • FIG. 9 illustrates a method of setting a candidate group of a prediction mode according to various embodiments.
  • the chrominance prediction mode is determined.
  • the candidate group 9020 except for Mode 1 and Mode 10
  • an alternative candidate mode 9050 of Mode 34 and Mode 2 may be added instead.
  • Mode 34 may have a higher priority than Mode 2 and may be replaced first.
  • the luminance prediction modes selected from the candidate groups of the first and second luminance prediction modes may influence the configuration of the candidate group of the chrominance prediction mode.
  • the candidate group of the color difference prediction mode includes Mode 0, 1, 10, and 26 (9020). Is changed to a candidate group 9040 including Modes 0, 2, 26, and 34.
  • the intra prediction mode included in the candidate group of the first luminance prediction mode in HEVC may be different from the intra prediction mode included in the candidate group of the second luminance prediction mode.
  • each candidate group may be grouped so as not to include the same prediction mode.
  • the candidate group of each luminance prediction mode is a candidate group of prediction mode without direction (eg, planner, DC mode), and a candidate group of prediction mode having horizontal direction (eg, Mode 2 ⁇ ). 18) or a candidate group of prediction modes having vertical directionality (for example, Modes 18 to 34).
  • Mode 18 may belong to a candidate group having a horizontal orientation and may also belong to a candidate group having a vertical orientation.
  • the context models of candidate groups of the plurality of luminance / color difference prediction modes may be individually set.
  • the context model of the intra prediction mode in the current block may be obtained using the intra prediction mode of the neighboring block (eg, upper left, upper, upper right, left, lower left blocks).
  • the luminance component prediction mode of the upper block among the neighboring blocks and the luminance component prediction mode of the left block may be used for context modeling.
  • the first luminance prediction mode for the current block determines the context model using the first luminance prediction mode of the neighboring block
  • the second luminance prediction mode for the current block uses the second luminance prediction mode of the neighboring block.
  • the luminance and chrominance prediction mode of the intra block predicted by the general intra prediction method may be regarded as the first luminance and chrominance prediction mode.
  • the image encoding apparatus 20 may obtain a prediction value of the current block by applying a plurality of intra prediction modes.
  • an embodiment of an image encoding method and an image decoding method based on coding units having a tree structure according to various embodiments will be described with reference to FIGS. 10 to 22.
  • an embodiment of an intra prediction mode scheme according to various embodiments is described with reference to FIGS. 23 through 28.
  • FIG. 10 is a block diagram of an image encoding apparatus, according to an embodiment.
  • the image encoding apparatus 100 illustrated in FIG. 10 may correspond to the image encoding apparatus 20 of FIG. 2A described above, and determine the maximum coding unit splitter 110 and the coding unit included in the image encoding apparatus 100.
  • the unit 120 may be included as a part of the encoder 21 to perform a function thereof.
  • the image encoding apparatus 100 includes a maximum coding unit splitter 110, a coding unit determiner 120, and an outputter 130.
  • the maximum coding unit splitter 110 may partition the current picture based on the maximum coding unit that is a coding unit of the maximum size for the current picture of the image. If the current picture is larger than the maximum coding unit, image data of the current picture may be split into at least one maximum coding unit.
  • the maximum coding unit may be a data unit having a size of 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, etc., and may be a square data unit having a square power of 2 with a horizontal and vertical size greater than eight.
  • the image data may be output to the coding unit determiner 120 for at least one maximum coding unit.
  • the coding unit according to an embodiment may be characterized by a maximum size and depth.
  • the depth indicates the number of times the coding unit is spatially divided from the maximum coding unit, and as the depth increases, the coding unit for each depth may be split from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the depth of the largest coding unit is the highest depth and the minimum coding unit may be defined as the lowest coding unit.
  • the maximum coding unit decreases as the depth increases, the size of the coding unit for each depth decreases, and thus, the coding unit of the higher depth may include coding units of a plurality of lower depths.
  • the image data of the current picture may be divided into maximum coding units according to the maximum size of the coding unit, and each maximum coding unit may include coding units divided by depths. Since the maximum coding unit is divided according to depths, image data of a spatial domain included in the maximum coding unit may be hierarchically classified according to depths.
  • the maximum depth and the maximum size of the coding unit that limit the total number of times of hierarchically dividing the height and the width of the maximum coding unit may be preset.
  • the coding unit determiner 120 encodes at least one divided region obtained by dividing the region of the largest coding unit for each depth, and determines a depth at which the final encoding result is output for each of the at least one divided region. That is, the coding unit determiner 120 encodes the image data in coding units according to depths for each maximum coding unit of the current picture, and selects a depth at which the smallest coding error occurs to determine the coding depth. The determined coded depth and the image data for each maximum coding unit are output to the outputter 130.
  • Image data in the largest coding unit is encoded based on coding units according to depths according to at least one depth less than or equal to the maximum depth, and encoding results based on the coding units for each depth are compared. As a result of comparing the encoding error of the coding units according to depths, a depth having the smallest encoding error may be selected. At least one coding depth may be determined for each maximum coding unit.
  • the coding unit is divided into hierarchically and the number of coding units increases.
  • a coding error of each data is measured, and whether or not division into a lower depth is determined. Therefore, even in the data included in one largest coding unit, since the encoding error for each depth is different according to the position, the coding depth may be differently determined according to the position. Accordingly, one or more coding depths may be set for one maximum coding unit, and data of the maximum coding unit may be partitioned according to coding units of one or more coding depths.
  • the coding unit determiner 120 may determine coding units having a tree structure included in the current maximum coding unit.
  • the coding units having a tree structure according to an embodiment include coding units having a depth determined as a coding depth among all deeper coding units included in the maximum coding unit.
  • the coding unit of the coding depth may be hierarchically determined according to the depth in the same region within the maximum coding unit, and may be independently determined for the other regions.
  • the coded depth for the current region may be determined independently of the coded depth for the other region.
  • the maximum depth according to an embodiment is an index related to the number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the first maximum depth according to an embodiment may represent the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the second maximum depth according to an embodiment may represent the total number of depth levels from the maximum coding unit to the minimum coding unit. For example, when the depth of the largest coding unit is 0, the depth of the coding unit obtained by dividing the largest coding unit once may be set to 1, and the depth of the coding unit divided twice may be set to 2. In this case, if the coding unit divided four times from the maximum coding unit is the minimum coding unit, since depth levels of 0, 1, 2, 3, and 4 exist, the first maximum depth is set to 4 and the second maximum depth is set to 5. Can be.
  • Predictive coding and frequency transform of the largest coding unit may be performed. Similarly, the prediction encoding and the frequency transformation are performed based on depth-wise coding units for each maximum coding unit and for each depth below the maximum depth.
  • encoding including prediction coding and frequency transformation should be performed on all the coding units for each depth generated as the depth deepens.
  • the prediction encoding and the frequency transformation will be described based on the coding unit of the current depth among at least one maximum coding unit.
  • the image encoding apparatus 100 may variously select a size or shape of a data unit for encoding image data.
  • the encoding of the image data is performed through prediction encoding, frequency conversion, entropy encoding, and the like.
  • the same data unit may be used in every step, or the data unit may be changed in steps.
  • the image encoding apparatus 100 may select not only a coding unit for encoding the image data, but also a data unit different from the coding unit in order to perform predictive encoding of the image data in the coding unit.
  • prediction encoding may be performed based on a coding unit of a coding depth, that is, a more strange undivided coding unit, according to an embodiment.
  • a more strange undivided coding unit that is the basis of prediction coding is referred to as a 'prediction unit'.
  • the partition in which the prediction unit is divided may include a data unit in which at least one of the prediction unit and the height and the width of the prediction unit are divided.
  • the partition type includes not only symmetric partitions in which the height or width of the prediction unit is divided by a symmetrical ratio, but also partitions divided in an asymmetrical ratio, such as 1: n or n: 1, by a geometric form. It may optionally include partitioned partitions, arbitrary types of partitions, and the like.
  • the prediction mode of the prediction unit may be at least one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • the intra mode and the inter mode may be performed on partitions having sizes of 2N ⁇ 2N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, and N ⁇ N.
  • the skip mode may be performed only for partitions having a size of 2N ⁇ 2N.
  • the encoding may be performed independently for each prediction unit within the coding unit to select a prediction mode having the smallest encoding error.
  • the image encoding apparatus 100 may perform frequency conversion of image data of a coding unit based on not only a coding unit for encoding the image data but also a data unit different from the coding unit.
  • frequency conversion may be performed based on a data unit having a size smaller than or equal to the coding unit.
  • the data unit for frequency conversion may include a data unit for an intra mode and a data unit for an inter mode.
  • the data unit on which the frequency conversion is based may be referred to as a 'conversion unit'.
  • the residual data of the coding unit may be partitioned according to the transform unit having a tree structure according to the transform depth.
  • a transform depth indicating a number of divisions between the height and the width of the coding unit divided to the transform unit may be set. For example, if the size of the transform unit of the current coding unit of size 2Nx2N is 2Nx2N, the transform depth is 0, the transform depth 1 if the size of the transform unit is NxN, and the transform depth 2 if the size of the transform unit is N / 2xN / 2. Can be. That is, the transformation unit having a tree structure may also be set for the transformation unit according to the transformation depth.
  • the encoded information for each coded depth requires not only the coded depth but also prediction related information and frequency transform related information. Accordingly, the coding unit determiner 120 may determine not only a coding depth that generates a minimum coding error, but also a partition type obtained by dividing a prediction unit into partitions, a prediction mode for each prediction unit, and a size of a transformation unit for frequency transformation. .
  • a method of determining a coding unit and a partition according to a tree structure of a maximum coding unit according to an embodiment will be described later in detail with reference to FIGS. 12 to 21.
  • the coding unit determiner 120 may measure a coding error of coding units according to depths using a Lagrangian Multiplier-based rate-distortion optimization technique.
  • the output unit 130 outputs the image data of the maximum coding unit encoded based on the at least one coded depth determined by the coding unit determiner 120 and the information about the encoding modes according to depths in the form of a bit stream.
  • the encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
  • the information about the encoding modes according to depths may include encoding depth information, partition type information of a prediction unit, prediction mode information, size information of a transformation unit, and the like.
  • the coded depth information may be defined using depth-specific segmentation information indicating whether to encode to a coding unit of a lower depth without encoding to the current depth. If the current depth of the current coding unit is a coding depth, since the current coding unit is encoded in a coding unit of the current depth, split information of the current depth may be defined so that it is no longer divided into lower depths. On the contrary, if the current depth of the current coding unit is not the coding depth, encoding should be attempted using the coding unit of the lower depth, and thus split information of the current depth may be defined to be divided into coding units of the lower depth.
  • encoding is performed on the coding unit divided into the coding units of the lower depth. Since at least one coding unit of a lower depth exists in the coding unit of the current depth, encoding may be repeatedly performed for each coding unit of each lower depth, and recursive coding may be performed for each coding unit of the same depth.
  • coding units having a tree structure are determined in one largest coding unit and information about at least one coding mode should be determined for each coding unit of a coding depth, information about at least one coding mode may be determined for one maximum coding unit. Can be.
  • the coding depth may be different for each location, and thus information about the coded depth and the coding mode may be set for the data.
  • the output unit 130 may allocate encoding information about a corresponding coding depth and an encoding mode to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit included in the maximum coding unit. .
  • a minimum unit is a square data unit having a minimum coding unit, which is a lowest coding depth, divided into four pieces, and has a maximum size that may be included in all coding units, prediction units, and transformation units included in the maximum coding unit. It may be a square data unit.
  • the encoding information output through the output unit 130 may be classified into encoding information according to depth coding units and encoding information according to prediction units.
  • the encoding information for each coding unit according to depth may include prediction mode information and partition size information.
  • the encoding information transmitted for each prediction unit includes information about an estimation direction of the inter mode, information about a reference image index of the inter mode, information about a motion vector, information about a chroma component of an intra mode, and information about an inter mode of an intra mode. And the like.
  • information about a maximum size and information about a maximum depth of a coding unit defined for each picture, slice, or GOP may be inserted in a header of a bitstream.
  • a coding unit according to depths is a coding unit having a size in which a height and a width of a coding unit of one layer higher depth are divided by half. That is, if the size of the coding unit of the current depth is 2Nx2N, the size of the coding unit of the lower depth is NxN.
  • the current coding unit having a size of 2N ⁇ 2N may include up to four lower depth coding units having a size of N ⁇ N.
  • the image encoding apparatus 100 determines a coding unit having an optimal shape and size for each maximum coding unit based on the size and the maximum depth of the maximum coding unit determined in consideration of characteristics of the current picture.
  • coding units having a tree structure may be configured.
  • an optimal coding mode may be determined in consideration of image characteristics of coding units having various image sizes.
  • the image encoding apparatus may adjust the coding unit in consideration of the image characteristics while increasing the maximum size of the coding unit in consideration of the size of the image, thereby increasing image compression efficiency.
  • FIG. 11 is a block diagram of an image decoding apparatus, according to an embodiment.
  • the image decoding apparatus 200 illustrated in FIG. 11 may correspond to the image decoding apparatus 30 of FIG. 3A, and the image data and decoding information extracting unit 220 and the image included in the image decoding apparatus 200.
  • the data decoder 230 may be included as a part of the decoder 32 to perform a function thereof.
  • the image decoding apparatus 200 includes a receiver 210, image data and encoding information extractor 220, and image data decoder 230. Definitions of various terms such as coding units, depths, prediction units, transformation units, and information about various encoding modes for various processings of the image decoding apparatus 200 according to an exemplary embodiment may be described with reference to FIG. 10 and the image encoding apparatus 100. Same as described above with reference.
  • the receiver 205 receives and parses a bitstream of an encoded video.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts image data encoded for each coding unit from the parsed bitstream according to coding units having a tree structure for each maximum coding unit, and outputs the encoded image data to the image data decoder 230.
  • the image data and encoding information extractor 220 may extract information about a maximum size of a coding unit of the current picture from a header for the current picture.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts information about a coded depth and an encoding mode for the coding units having a tree structure for each maximum coding unit, from the parsed bitstream.
  • the extracted information about the coded depth and the coding mode is output to the image data decoder 230. That is, the image data of the bit string may be divided into maximum coding units so that the image data decoder 230 may decode the image data for each maximum coding unit.
  • the information about the coded depth and the encoding mode for each largest coding unit may be set with respect to one or more coded depth information, and the information about the coding mode according to the coded depths may include partition type information, prediction mode information, and transformation unit of the corresponding coding unit. May include size information and the like.
  • split information for each depth may be extracted as the coded depth information.
  • the information about the coded depth and the encoding mode according to the maximum coding units extracted by the image data and the encoding information extractor 220 may be encoded according to the depth according to the maximum coding unit, as in the image encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment.
  • the image data and the encoding information extractor 220 may determine the predetermined data.
  • Information about a coded depth and an encoding mode may be extracted for each unit. If the information about the coded depth and the coding mode of the maximum coding unit is recorded for each of the predetermined data units, the predetermined data units having the information about the same coded depth and the coding mode are inferred as data units included in the same maximum coding unit. Can be.
  • the image data decoder 230 reconstructs the current picture by decoding image data of each maximum coding unit based on the information about the coded depth and the encoding mode for each maximum coding unit. That is, the image data decoder 230 may decode the encoded image data based on the read partition type, the prediction mode, and the transformation unit for each coding unit among the coding units having the tree structure included in the maximum coding unit. Can be.
  • the decoding process may include a prediction process including intra prediction and motion compensation, and a frequency inverse transform process.
  • the image data decoder 230 may perform intra prediction or motion compensation according to each partition and prediction mode for each coding unit based on partition type information and prediction mode information of the prediction unit of the coding unit for each coding depth. .
  • the image data decoder 230 may perform frequency inverse transformation according to each transformation unit for each coding unit based on size information of the transformation unit of the coding unit for each coding depth, for a frequency inverse transformation for each maximum coding unit. have.
  • the image data decoder 230 may determine the coded depth of the current maximum coding unit by using the split information for each depth. If the split information indicates that the split information is no longer split at the current depth, the current depth is the coded depth. Therefore, the image data decoder 230 may decode the coding unit of the current depth using the partition type, the prediction mode, and the transformation unit size information of the prediction unit with respect to the image data of the current maximum coding unit.
  • the image data decoder 230 It may be regarded as one data unit to be decoded in the same encoding mode.
  • the image decoding apparatus 200 may obtain information about a coding unit that generates a minimum coding error by recursively encoding each maximum coding unit in an encoding process, and use the same to decode the current picture. have. That is, decoding of encoded image data of coding units having a tree structure determined as an optimal coding unit for each maximum coding unit can be performed.
  • the image data can be efficiently used according to the coding unit size and the encoding mode that are adaptively determined according to the characteristics of the image by using the information about the optimum encoding mode transmitted from the encoding end. Can be decoded and restored.
  • a size of a coding unit may be expressed by a width x height, and may include 32x32, 16x16, and 8x8 from a coding unit having a size of 64x64.
  • Coding units of size 64x64 may be partitioned into partitions of size 64x64, 64x32, 32x64, and 32x32, coding units of size 32x32 are partitions of size 32x32, 32x16, 16x32, and 16x16, and coding units of size 16x16 are 16x16.
  • Coding units of size 8x8 may be divided into partitions of size 8x8, 8x4, 4x8, and 4x4, into partitions of 16x8, 8x16, and 8x8.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 2.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 3.
  • the resolution is set to 352x288, the maximum size of the coding unit is 16, and the maximum depth is 1.
  • the maximum depth illustrated in FIG. 12 represents the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the maximum size of the coding size is relatively large not only to improve the coding efficiency but also to accurately shape the image characteristics. Accordingly, the video data 310 or 320 having a higher resolution than the video data 330 may be selected to have a maximum size of 64.
  • the coding unit 315 of the video data 310 is divided twice from a maximum coding unit having a long axis size of 64, and the depth is deepened by two layers, so that the long axis size is 32, 16. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 335 of the video data 330 is divided once from coding units having a long axis size of 16, and the depth is deepened by one layer to increase the long axis size to 8. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 325 of the video data 320 is divided three times from the largest coding unit having a long axis size of 64, and the depth is three layers deep, so that the long axis size is 32, 16. , Up to 8 coding units may be included. As the depth increases, the expressive power of the detailed information may be improved.
  • FIG. 13 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to an embodiment.
  • the image encoder 400 illustrated in FIG. 13 may correspond to the encoder 21 of FIG. 2A described above.
  • the image encoder 400 includes operations performed by the encoding unit determiner 120 of the image encoding apparatus 100 to encode image data. That is, the intra predictor 410 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode among the current frame 405, and the motion estimator 420 and the motion compensator 425 are the current frame 405 of the inter mode. And the inter frame estimation and motion compensation using the reference frame 495.
  • Data output from the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 is output as a quantized transform coefficient through the frequency converter 430 and the quantizer 440.
  • the quantized transform coefficients are restored to the data of the spatial domain through the inverse quantizer 460 and the frequency inverse transformer 470, and the recovered data of the spatial domain is passed through the deblocking block 480 and the loop filtering unit 490. It is post-processed and output to the reference frame 495.
  • the quantized transform coefficients may be output to the bitstream 455 via the entropy encoder 450.
  • an intra predictor 410, a motion estimator 420, a motion compensator 425, and a frequency converter that are components of the image encoder 400 may be used.
  • 430, quantization unit 440, entropy encoding unit 450, inverse quantization unit 460, frequency inverse transform unit 470, deblocking unit 480, and loop filtering unit 490 are all the maximum coding units. In each case, a task based on each coding unit among coding units having a tree structure should be performed in consideration of the maximum depth.
  • the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 partition each coding unit among coding units having a tree structure in consideration of the maximum size and the maximum depth of the current maximum coding unit.
  • a prediction mode, and the frequency converter 430 should determine the size of a transform unit in each coding unit among the coding units having a tree structure.
  • FIG. 14 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to an embodiment.
  • the image decoder 500 illustrated in FIG. 14 may correspond to the decoder 32 of FIG. 3A.
  • the bitstream 505 is parsed through the parsing unit 510, and the encoded image data to be decoded and information about encoding necessary for decoding are parsed.
  • the encoded image data is output as inverse quantized data through the entropy decoder 520 and the inverse quantizer 530, and the image data of the spatial domain is restored through the frequency inverse transformer 540.
  • the intra prediction unit 550 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode, and the motion compensator 560 uses the reference frame 585 together to apply the coding unit of the inter mode. Perform motion compensation for the
  • Data in the spatial domain that has passed through the intra predictor 550 and the motion compensator 560 may be post-processed through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 to be output to the reconstructed frame 595.
  • the post-processed data through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 may be output as the reference frame 585.
  • step-by-step operations after the parser 510 of the image decoder 500 may be performed.
  • the components of the image decoder 500 include a parser 510, an entropy decoder 520, an inverse quantizer 530, and a frequency inverse transform unit ( 540, the intra predictor 550, the motion compensator 560, the deblocking unit 570, and the loop filtering unit 580 all perform operations based on coding units having a tree structure for each largest coding unit. shall.
  • the intra predictor 550 and the motion compensator 560 determine partitions and prediction modes for each coding unit having a tree structure, and the frequency inverse transform unit 540 must determine the size of the transform unit for each coding unit. do.
  • 15 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment.
  • the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus 200 use hierarchical coding units to consider image characteristics.
  • the maximum height, width, and maximum depth of the coding unit may be adaptively determined according to the characteristics of the image, and may be variously set according to a user's request. According to the maximum size of the preset coding unit, the size of the coding unit for each depth may be determined.
  • the hierarchical structure 600 of a coding unit illustrates a case in which a maximum height and a width of a coding unit are 64 and a maximum depth is four. Since the depth deepens along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit according to an embodiment, the height and the width of the coding unit for each depth are divided. In addition, a prediction unit and a partition on which the prediction encoding of each depth-based coding unit is shown along the horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit are illustrated.
  • the coding unit 610 has a depth of 0 as the largest coding unit of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and the size, ie, the height and width, of the coding unit is 64x64.
  • the depth is deeper along the vertical axis, the coding unit 620 of depth 1 having a size of 32x32, the coding unit 630 of depth 2 having a size of 16x16, the coding unit 640 of depth 3 having a size of 8x8, and the depth 4 of depth 4x4.
  • the coding unit 650 exists.
  • a coding unit 650 having a depth of 4 having a size of 4 ⁇ 4 is a minimum coding unit.
  • Prediction units and partitions of the coding unit are arranged along the horizontal axis for each depth. That is, if the coding unit 610 of size 64x64 having a depth of zero is a prediction unit, the prediction unit may include a partition 610 of size 64x64, partitions 612 of size 64x32, and size included in the coding unit 610 of size 64x64. 32x64 partitions 614, 32x32 partitions 616.
  • the prediction unit of the coding unit 620 having a size of 32x32 having a depth of 1 includes a partition 620 of size 32x32, partitions 622 of size 32x16 and a partition of size 16x32 included in the coding unit 620 of size 32x32. 624, partitions 626 of size 16x16.
  • the prediction unit of the coding unit 630 of size 16x16 having a depth of 2 includes a partition 630 of size 16x16, partitions 632 of size 16x8, and a partition of size 8x16 included in the coding unit 630 of size 16x16. 634, partitions 636 of size 8x8.
  • the prediction unit of the coding unit 640 of size 8x8 having a depth of 3 includes a partition 640 of size 8x8, partitions 642 of size 8x4 and a partition of size 4x8 included in the coding unit 640 of size 8x8. 644, partitions 646 of size 4x4.
  • the coding unit 650 of size 4x4 having a depth of 4 is the minimum coding unit and the coding unit of the lowest depth, and the corresponding prediction unit may also be set only as the partition 650 having a size of 4x4.
  • the coding unit determiner 120 of the image encoding apparatus 100 may determine a coding depth of the maximum coding unit 610.
  • the number of deeper coding units according to depths for including data having the same range and size increases as the depth increases. For example, four coding units of depth 2 are required for data included in one coding unit of depth 1. Therefore, in order to compare the encoding results of the same data for each depth, each of the coding units having one depth 1 and four coding units having four depths 2 should be encoded.
  • encoding may be performed for each prediction unit of a coding unit according to depths along a horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and a representative coding error, which is the smallest coding error at a corresponding depth, may be selected. .
  • a depth deeper along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit the encoding may be performed for each depth, and the minimum coding error may be searched by comparing the representative coding error for each depth.
  • the depth and the partition in which the minimum coding error occurs in the maximum coding unit 610 may be selected as the coding depth and the partition type of the maximum coding unit 610.
  • 16 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment.
  • the image encoding apparatus 100 encodes or decodes an image in coding units having a size smaller than or equal to the maximum coding unit for each maximum coding unit.
  • the size of a transform unit for frequency transformation during the encoding process may be selected based on a data unit that is not larger than each coding unit.
  • the 32x32 transform unit 720 may be selected. Frequency conversion can be performed using the above.
  • the data of the 64x64 coding unit 710 is encoded by performing frequency transformation on the 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 transform units having a size of 64x64 or less, and the transform unit having the least error with the original is obtained. Can be selected.
  • 17 is a diagram of deeper encoding information, according to an embodiment.
  • the output unit 130 of the image encoding apparatus 100 is information about an encoding mode.
  • Information 800 regarding partition types and information 810 about prediction modes for each coding unit of each coding depth may be used.
  • the information 820 about the size of the transformation unit may be encoded and transmitted.
  • the information about the partition type 800 is a data unit for predictive encoding of the current coding unit and indicates information about a partition type in which the prediction unit of the current coding unit is divided.
  • the current coding unit CU_0 of size 2Nx2N may be any one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It can be divided and used.
  • the information 800 about the partition type of the current coding unit represents one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It is set to.
  • Information 810 relating to the prediction mode indicates the prediction mode of each partition. For example, through the information 810 about the prediction mode, whether the partition indicated by the information 800 about the partition type is performed in one of the intra mode 812, the inter mode 814, and the skip mode 816 is performed. Whether or not can be set.
  • the information about the transform unit size 820 indicates whether to transform the current coding unit based on the transform unit.
  • the transform unit may be one of a first intra transform unit size 822, a second intra transform unit size 824, a first inter transform unit size 826, and a second intra transform unit size 828. have.
  • the image data and encoding information extractor 210 of the image decoding apparatus 200 may include information about a partition type 800, information 810 about a prediction mode, and transformation for each depth-based coding unit. Information 820 about the unit size may be extracted and used for decoding.
  • FIG. 18 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an exemplary embodiment.
  • Segmentation information may be used to indicate a change in depth.
  • the split information indicates whether a coding unit of a current depth is split into coding units of a lower depth.
  • the prediction unit 910 for predictive encoding of the coding unit 900 having depth 0 and 2N_0x2N_0 size includes a partition type 912 having a size of 2N_0x2N_0, a partition type 914 having a size of 2N_0xN_0, a partition type 916 having a size of N_0x2N_0, and a N_0xN_0 It may include a partition type 918 of size. Although only partitions 912, 914, 916, and 918 in which the prediction unit is divided by a symmetrical ratio are illustrated, as described above, the partition type is not limited thereto, and asymmetric partitions, arbitrary partitions, geometric partitions, and the like. It may include.
  • prediction coding For each partition type, prediction coding must be performed repeatedly for one 2N_0x2N_0 partition, two 2N_0xN_0 partitions, two N_0x2N_0 partitions, and four N_0xN_0 partitions.
  • prediction encoding For partitions having a size 2N_0x2N_0, a size N_0x2N_0, a size 2N_0xN_0, and a size N_0xN_0, prediction encoding may be performed in an intra mode and an inter mode. The skip mode may be performed only for prediction encoding on partitions having a size of 2N_0x2N_0.
  • the depth 0 is changed to 1 and split (920), and the encoding is repeatedly performed on the depth 2 and the coding units 930 of the partition type having the size N_0xN_0.
  • the prediction unit 940 for predictive encoding of the coding unit 930 having a depth of 1 and a size of 2N_1x2N_1 includes a partition type 942 having a size of 2N_1x2N_1, a partition type 944 having a size of 2N_1xN_1, and a partition type having a size of N_1x2N_1.
  • 946, a partition type 948 of size N_1 ⁇ N_1 may be included.
  • the depth 1 is changed to the depth 2 and divided (950), and repeatedly for the depth 2 and the coding units 960 of the size N_2xN_2.
  • the encoding may be performed to search for a minimum encoding error.
  • the split information for each depth may be set until the depth d-1, and the split information may be set up to the depth d-2. That is, when encoding is performed from the depth d-2 to the depth d-1 to the depth d-1, the prediction encoding of the coding unit 980 of the depth d-1 and the size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1)
  • the prediction unit for 990 is a partition type 992 of size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), partition type 994 of size 2N_ (d-1) xN_ (d-1), size A partition type 996 of N_ (d-1) x2N_ (d-1) and a partition type 998 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) may be included.
  • one partition 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), two partitions 2N_ (d-1) xN_ (d-1), two sizes N_ (d-1) x2N_ Prediction encoding is repeatedly performed for each partition of (d-1) and four partitions of size N_ (d-1) xN_ (d-1), so that a partition type having a minimum encoding error may be searched. .
  • the coding unit CU_ (d-1) of the depth d-1 is no longer
  • the encoding depth of the current maximum coding unit 900 may be determined as the depth d-1, and the partition type may be determined as N_ (d-1) xN_ (d-1) without going through a division process into lower depths.
  • split information is not set for the coding unit 952 having the depth d-1.
  • the data unit 999 may be referred to as a 'minimum unit' for the current maximum coding unit.
  • the minimum unit may be a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the lowest coding depth, into four divisions.
  • the image encoding apparatus 100 compares the encoding errors for each depth of the coding unit 900, selects the depth at which the smallest encoding error occurs, and determines the encoding depth.
  • the partition type and the prediction mode may be set to the encoding mode of the coded depth.
  • the depth with the smallest error can be determined by comparing the minimum coding errors for all depths of depths 0, 1, ..., d-1, d, and can be determined as the coding depth.
  • the coded depth, the partition type of the prediction unit, and the prediction mode may be encoded and transmitted as information about an encoding mode.
  • the coding unit since the coding unit must be split from the depth 0 to the coded depth, only the split information of the coded depth is set to '0', and the split information for each depth except the coded depth should be set to '1'.
  • the image data and encoding information extractor 220 of the image decoding apparatus 200 may extract information about a coding depth and a prediction unit for the coding unit 900 and use the same to decode the coding unit 912. Can be.
  • the image decoding apparatus 200 may identify a depth having split information of '0' as a coding depth using split information according to depths, and may use the decoding depth by using information about an encoding mode for a corresponding depth. have.
  • 19, 20, and 21 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a frequency transformation unit, according to an embodiment.
  • the coding units 1010 are coding units according to coding depths determined by the image encoding apparatus 100 according to an embodiment with respect to the maximum coding unit.
  • the prediction unit 1060 is partitions of prediction units of each coding depth of each coding depth among the coding units 1010, and the transformation unit 1070 is transformation units of each coding depth for each coding depth.
  • the depth-based coding units 1010 have a depth of 0
  • the coding units 1012 and 1054 have a depth of 1
  • the coding units 1014, 1016, 1018, 1028, 1050, and 1052 have depths.
  • coding units 1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, and 1048 have a depth of three
  • coding units 1040, 1042, 1044, and 1046 have a depth of four.
  • partitions 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 of the prediction units 1060 are obtained by splitting coding units. That is, partitions 1014, 1022, 1050, and 1054 are partition types of 2NxN, partitions 1016, 1048, and 1052 are partition types of Nx2N, and partitions 1032 are partition types of NxN. Prediction units and partitions of the coding units 1010 according to depths are smaller than or equal to each coding unit.
  • the image data of the part 1052 of the transformation units 1070 may be frequency transformed or inversely transformed in a data unit having a smaller size than the coding unit.
  • the transformation units 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 are data units having different sizes or shapes when compared to corresponding prediction units and partitions among the prediction units 1060. That is, the image encoding apparatus 100 according to an embodiment and the image decoding apparatus 200 according to the embodiment may be intra prediction / motion estimation / motion compensation operations and frequency conversion / inverse transformation operations for the same coding unit. Each can be performed based on separate data units.
  • encoding is performed recursively for each coding unit having a hierarchical structure for each largest coding unit, and thus, an optimal coding unit is determined.
  • coding units having a recursive tree structure may be configured.
  • Partition information, partition type information, prediction mode information, and transformation unit size information about a unit may be included. Table 1 below shows an example that can be set in the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus 200 according to an embodiment.
  • the output unit 130 of the image encoding apparatus 100 outputs encoding information about coding units having a tree structure
  • the encoding information extraction unit of the image decoding apparatus 200 according to an embodiment 220 may extract encoding information about coding units having a tree structure from the received bitstream.
  • the split information indicates whether the current coding unit is split into coding units of a lower depth. If the split information of the current depth d is 0, partition type information, prediction mode, and transform unit size information are defined for the coded depth because the depth in which the current coding unit is no longer divided into the lower coding units is a coded depth. Can be. If it is to be further split by the split information, encoding should be performed independently for each coding unit of the divided four lower depths.
  • the prediction mode may be represented by one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • Intra mode and inter mode can be defined in all partition types, and skip mode can be defined only in partition type 2Nx2N.
  • the partition type information indicates the symmetric partition types 2Nx2N, 2NxN, Nx2N and NxN, in which the height or width of the prediction unit is divided by the symmetrical ratio, and the asymmetric partition types 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N, which are divided by the asymmetrical ratio.
  • the asymmetric partition types 2NxnU and 2NxnD are divided into heights 1: 3 and 3: 1, respectively, and the asymmetric partition types nLx2N and nRx2N are divided into 1: 3 and 3: 1 widths, respectively.
  • the conversion unit size may be set to two kinds of sizes in the intra mode and two kinds of sizes in the inter mode. That is, if the transformation unit split information is 0, the size of the transformation unit is set to the size 2Nx2N of the current coding unit. If the transform unit split information is 1, a transform unit having a size obtained by dividing the current coding unit may be set. In addition, if the partition type for the current coding unit having a size of 2Nx2N is a symmetric partition type, the size of the transform unit may be set to NxN, and if the asymmetric partition type is N / 2xN / 2.
  • Encoding information of coding units having a tree structure may be allocated to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit unit of a coding depth.
  • the coding unit of the coding depth may include at least one prediction unit and at least one minimum unit having the same encoding information.
  • the encoding information held by each adjacent data unit is checked, it may be determined whether the adjacent data units are included in the coding unit having the same coding depth.
  • the coding unit of the corresponding coding depth may be identified by using the encoding information held by the data unit, the distribution of the coded depths within the maximum coding unit may be inferred.
  • the encoding information of the data unit in the depth-specific coding unit adjacent to the current coding unit may be directly referenced and used.
  • the prediction coding when the prediction coding is performed by referring to the neighboring coding unit, the data adjacent to the current coding unit in the coding unit according to depths is encoded by using the encoding information of the adjacent coding units according to depths.
  • the neighboring coding unit may be referred to by searching.
  • FIG. 22 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • the maximum coding unit 1300 includes coding units 1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, and 1318 of a coded depth. Since one coding unit 1318 is a coding unit of a coded depth, split information may be set to zero.
  • the partition type information of the coding unit 1318 having a size of 2Nx2N is partition type 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, NxN 1328, 2NxnU 1332, 2NxnD 1334, nLx2N (1336). And nRx2N 1338.
  • partition type information is set to one of symmetric partition types 2Nx2N (1322), 2NxN (1324), Nx2N (1326), and NxN (1328)
  • the conversion unit of size 2Nx2N when the conversion unit partition information (TU size flag) is 0 1134 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1344 of size NxN may be set.
  • the partition type information is set to one of the asymmetric partition types 2NxnU (1332), 2NxnD (1334), nLx2N (1336), and nRx2N (1338), if the conversion unit partition information (TU size flag) is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1352 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1354 of size N / 2 ⁇ N / 2 may be set.
  • the conversion unit splitting information (TU size flag) described above with reference to FIG. 15 is a flag having a value of 0 or 1, but the conversion unit splitting information according to an embodiment is not limited to a 1-bit flag and is set to 0 according to a setting. , 1, 2, 3., etc., and may be divided hierarchically.
  • the transformation unit partition information may be used as an embodiment of the transformation index.
  • the size of the transformation unit actually used may be expressed.
  • the image encoding apparatus 100 may encode maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information.
  • the encoded maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information may be inserted into the SPS.
  • the image decoding apparatus 200 may use the maximum transformation unit size information, the minimum transformation unit size information, and the maximum transformation unit split information to use for image decoding.
  • the maximum transform unit split information is defined as 'MaxTransformSizeIndex'
  • the minimum transform unit size is 'MinTransformSize'
  • the transform unit split information is 0,
  • the minimum transform unit possible in the current coding unit is defined as 'RootTuSize'.
  • the size 'CurrMinTuSize' can be defined as in relation (1) below.
  • CurrMinTuSize max (MinTransformSize, RootTuSize / (2 ⁇ MaxTransformSizeIndex)) ... (1)
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may indicate a maximum transform unit size that can be adopted in the system. That is, according to relation (1), 'RootTuSize / (2 ⁇ MaxTransformSizeIndex)' is a transformation obtained by dividing 'RootTuSize', which is the size of the transformation unit when the transformation unit division information is 0, by the number of times corresponding to the maximum transformation unit division information. Since the unit size is 'MinTransformSize' is the minimum transform unit size, a smaller value among them may be the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit.
  • the maximum transform unit size RootTuSize may vary depending on a prediction mode.
  • RootTuSize may be determined according to the following relation (2).
  • 'MaxTransformSize' represents the maximum transform unit size
  • 'PUSize' represents the current prediction unit size.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may be set to a smaller value among the maximum transform unit size and the current prediction unit size.
  • 'RootTuSize' may be determined according to Equation (3) below.
  • 'PartitionSize' represents the size of the current partition unit.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PartitionSize) ........... (3)
  • the conversion unit size 'RootTuSize' when the conversion unit split information is 0 may be set to a smaller value among the maximum conversion unit size and the current partition unit size.
  • the current maximum conversion unit size 'RootTuSize' according to an embodiment that changes according to the prediction mode of the partition unit is only an embodiment, and a factor determining the current maximum conversion unit size is not limited thereto.
  • the intra prediction unit 410 of the image encoding apparatus 100 and the intra prediction unit 550 of the image decoding apparatus 200 of FIG. 14 may perform intra prediction on the prediction unit. It demonstrates concretely.
  • the intra prediction units 410 and 550 perform intra prediction that obtains the prediction value of the current prediction unit by using the neighboring pixels of the current prediction unit.
  • Intra prediction units 410 and 550 consider that the prediction unit has a large size of 16 ⁇ 16 or more, and the intra prediction units having various directions using the (dx, dy) parameter in addition to the intra prediction mode having limited directionality according to the prior art may be used. Perform the prediction mode additionally. An intra prediction mode having various directions according to an embodiment will be described later.
  • the intra predictors 410 and 550 may generate the predictor P1 through linear interpolation in the horizontal direction of the current pixel, and obtain the predictor P1 in order to obtain a predictor of the current pixel.
  • a predictor P2 may be generated through interpolation to use the average values of the predictors P1 and P2 as predictors of the current pixel.
  • An intra prediction mode that combines the predictors obtained through the linear interpolation in the horizontal direction and the linear interpolation in the vertical direction to generate the predictor of the current pixel is defined as a planar mode.
  • the intra predictors 410 and 550 generate virtual pixels used for horizontal linear interpolation using at least one or more peripheral pixels positioned on the upper right side of the current prediction unit in planner mode, and lower left side At least one peripheral pixel located at is used to generate a virtual pixel used for linear interpolation in the vertical direction.
  • FIG. 23 illustrates the number of intra prediction modes according to the size of a prediction unit, according to an embodiment.
  • the intra prediction units 410 and 550 may variously set the number of intra prediction modes to be applied to the prediction unit according to the size of the prediction unit. For example, referring to FIG. 23, when the size of the intra prediction unit is NxN, the number of intra prediction modes that are actually performed for each of the prediction units having 2x2, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, and 128x128 size is respectively. 5, 9, 9, 17, 33, 5, 5 (in the case of Example 2) can be set. The reason for differentiating the number of intra prediction modes that are actually performed according to the size of the prediction unit is that overhead for encoding prediction mode information varies according to the size of the prediction unit.
  • the prediction unit although the portion of the entire image is small, the overhead for transmitting additional information such as the prediction mode of the small prediction unit may increase. Therefore, in the case of encoding a small prediction unit in too many prediction modes, the bit amount may increase, thereby reducing the compression efficiency.
  • a prediction unit having a large size for example, a prediction unit having a size of 64x64 or more is generally selected as a prediction unit for a flat region of an image, a large size that is largely selected to encode such a flat region is often selected. Encoding the prediction unit in too many prediction modes may also be inefficient in terms of compression efficiency.
  • the number of intra prediction modes applied according to the size of the prediction unit is not limited to FIG. 23 and may be variously set.
  • the number of prediction modes applied according to the size of each prediction unit illustrated in FIG. 23 is only an example, and the number of prediction modes according to the size of each prediction unit may be changed.
  • the number of intra prediction modes applied to each prediction unit may be constantly set regardless of the size of the prediction unit.
  • the intra predictor 410 or 550 is an intra prediction mode applied to a prediction unit to determine a peripheral reference pixel by using a line having a predetermined slope with respect to the pixel in the prediction unit, and determine the determined peripheral reference pixel of the pixel.
  • Intra prediction modes used as predictors may be included. The slope of this line may be set using the (dx, dy) parameter (dx, dy is an integer).
  • mode N is an integer from 0 to 32
  • mode 0 is a vertical mode
  • mode 1 is a horizontal mode
  • mode 2 is a DC mode
  • mode 3 is a plane mode
  • mode 32 is set to planar mode
  • modes 4 to mode31 are each represented by (1, -1), (1,1), (1,2), and (2,1) as shown in Table 1 below.
  • the number of intra prediction modes used by the intra prediction units 410 and 550 is not limited to Table 2, and is variously set based on information such as whether the current prediction unit is a chrominance component or a luminance component and the size of the current prediction unit.
  • whether or not each mode N indicates which intra prediction mode may be variously set.
  • the total number of intra prediction modes is set to 36
  • mode 0 is a planar mode
  • mode 1 is a DC mode
  • modes 2 to 34 are intra prediction modes having 33 directionalities, as in the example described below.
  • the mode 35 may be defined as a mode In_FromLuma using the prediction unit of the luminance component corresponding to the prediction unit of the chrominance component.
  • the intra prediction mode In_FromLuma which performs the prediction unit of the corresponding color difference component from the prediction unit of the luminance component of Mode 35, is applied only to the prediction unit of the color difference component, and is not used in the intra prediction of the prediction unit of the luminance component.
  • 24 is a reference diagram for describing intra prediction modes having various directionalities, according to an exemplary embodiment.
  • the intra predictor 410 or 550 uses a line having a slope of tan ⁇ 1 (dy / dx) determined using a plurality of (dx, dy) parameters to select a peripheral reference pixel.
  • the prediction may be performed using the determined peripheral reference pixels.
  • an angle of tan ⁇ 1 (dy / dx) determined according to the mode-specific (dx, dy) values shown in Table 2 around the current pixel P to be predicted in the current prediction unit is determined.
  • Peripheral pixels A and B positioned on the extension line 150 may be used as predictors of the current pixel P.
  • the peripheral pixel used as the predictor is preferably the pixel of the previous prediction unit of the upper side, the left side, the upper right side, and the lower left side of the current prediction unit, previously encoded and reconstructed.
  • prediction encoding is performed according to intra prediction modes having various directionalities, thereby enabling more efficient compression according to characteristics of an image.
  • the extension line 150 when generating the predictor of the current pixel P using neighboring pixels located at or close to the extension line 150, the extension line 150 actually has a directionality of tan ⁇ 1 (dy / dx). Since the dividing operation of (dy / dx) is required to determine the neighboring pixel using the extension line 150, it may include a decimal point operation when implemented in hardware or software, thereby increasing the amount of computation. . Therefore, when setting the prediction direction for selecting the reference pixel using the dx and dy parameters, it is necessary to set dx and dy so as to reduce the amount of computation.
  • FIG. 25 is a diagram for describing a relationship between a neighboring pixel located on an extension line having a directionality of (dx, dy) and a current pixel, according to an exemplary embodiment.
  • the current pixel located at (j, i) is P 1610 and an upper periphery located on an extension line having a direction, ie, slope, tan ⁇ 1 (dy / dx) passing through the current pixel P 1610.
  • a pixel is defined as A 1611 and a left peripheral pixel is referred to as B 1612.
  • the size of the prediction unit including the current pixel P 1610 is nSxnS (nS is a positive integer), and the position of each pixel in the prediction unit is one of (0,0) to (nS-1, nS-1).
  • the position of the upper peripheral pixel on the x-axis is (m, -1) (m is an integer) and the position of the left peripheral pixel on the y-axis is (-1, n) (n is an integer).
  • the position of the upper peripheral pixel A 1611 that meets the extension line passing through the current pixel P 1610 is (j + i * dx / dy, -1), and the position of the left peripheral pixel B 1612 is (-1, i + j * dy / dx).
  • a division operation such as dx / dy or dy / dx is required to determine the upper peripheral pixel A 1611 or the left peripheral pixel B 1612 for prediction of the current pixel P 1610.
  • the division operation since the division operation has high computational complexity, it may cause a decrease in computational speed in software or hardware implementation. Therefore, at least one of dx and dy indicating the direction of the prediction mode for determining the neighboring pixels may be determined by an exponential power of 2. That is, when n and m are integers, dx and dy may be 2 ⁇ n and 2 ⁇ m, respectively.
  • the left peripheral pixel B 1612 When the left peripheral pixel B 1612 is used as the predictor of the current pixel P 1610 and dx has a value of 2 ⁇ n, the position of the left peripheral pixel B 1612 (-1, i + j * dy) The j * dy / dx operation required to determine / dx) is (i * dy) / (2 ⁇ n), and the operation to divide by this power of 2 is (i * dy) >> n. Since it can be implemented through shift operation, the amount of calculation is reduced.
  • the upper peripheral pixel A 1611 is used as the predictor of the current pixel P 1610 and dy has a value of 2 ⁇ m
  • the position of the upper peripheral pixel A (j + i * dx / dy,
  • the i * dx / dy operation required to determine -1) is (i * dx) / (2 ⁇ m)
  • the operation to divide by this power of 2 is (i * dx) >> m. It can be implemented through a shift operation.
  • 26 and 27 are diagrams illustrating an intra prediction mode direction, according to an embodiment.
  • the absolute value of dx is set such that the interval between prediction directions closer to the vertical direction is narrower, and the interval between prediction modes is closer to the prediction direction closer to the horizontal direction. Can be set to be wider.
  • the value of dx is 2,5,9,13,17,21,26,32, -2, -5.
  • the interval between prediction directions closer to the vertical direction is set to be relatively narrow, and the interval between prediction modes is closer to the prediction direction closer to the horizontal direction. This can be set to be relatively wider.
  • the absolute value of dy is set so that the interval between prediction directions close to the horizontal direction is narrow, and the interval between prediction modes is closer to the prediction direction closer to the vertical direction. It can be set to be wider.
  • dx has a value of 2 ⁇ 5, that is, 32
  • a value of dy is 2,5,9,13,17,21,26,32, -2, -5
  • the interval between the prediction directions close to the horizontal direction is set to be narrow, and the interval between the prediction modes is wider for the prediction direction closer to the vertical direction. Can be set to lose.
  • the remaining non-fixed value may be set to increase for each prediction mode.
  • the interval between dx may be set to increase by a predetermined value.
  • the increment may be divided by a predetermined unit to the angle between the horizontal direction and the vertical direction, it may be set for each divided angle. For example, if dy is fixed, the value of dx has an increase of a in the section within 15 degrees of the vertical axis, and an increase of b between 15 and 30 degrees, and c at 30 degrees or more. It can be set to have an increment.
  • prediction modes having a directionality of tan ⁇ 1 (dy / dx) using (dx, dy) may define (dx, dy) parameters shown in Tables 3 to 5 below.
  • each of the intra prediction modes using the (dx, dy) parameters is the predictor of the pixel located at (j, i) and the left peripheral pixel (-1, i + j * dy / dx) or the upper peripheral pixel. (j + i * dx / dy, -1).
  • the position of -1) can be obtained by only multiplication and shift operations without division operations.
  • the division operation using dx can be replaced by a right shift operation, so that the left peripheral pixel The position of may be obtained without a division operation based on the value of (i * dy) >> n.
  • the division operation using dy can be replaced by the right shift operation, so that the upper periphery The position of the pixel can be obtained without division operation based on the value of (i * dx) >> m.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a direction of intra prediction modes having 33 orientations according to an embodiment.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a direction of intra prediction modes having 33 orientations according to an embodiment.
  • the intra predictors 410 and 550 may determine a neighboring pixel to be used as a predictor of the current pixel according to the intra prediction modes having 33 directionalities as shown.
  • the distance between the prediction modes is set to be narrower as the direction according to each intra prediction mode is closer to the horizontal direction or the vertical direction, and the distance between the prediction modes is wider as the distance is closer to the vertical direction or the horizontal direction. Can be.
  • the invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like.
  • the computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.

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Abstract

Disclosed is a combined intra prediction encoding/decoding method and device. A disclosed method and device for decoding a video according to one embodiment parses, from a bitstream, combination prediction information indicating whether a predicted value of a current block is acquired, by applying a plurality of intra prediction modes; determines whether to perform combination prediction for the current block, on the basis of the combination prediction information; when performing the combination prediction, acquires a plurality of predicted luminance values by applying a plurality of luminance prediction modes to a luminance component of the current block; determines a predicted final luminance value by weighted-summing the plurality of the predicted luminance values; acquires a plurality of predicted chrominance values by applying a plurality of chrominance prediction modes to a chrominance component of the current block; and determines a predicted final chrominance value by weighted-summing the plurality of the predicted chrominance values.

Description

인트라 결합 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치Intra joint predictive coding, decoding method and apparatus
영상의 부호화 및 복호화 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 영상의 압축 효율을 향상시키는 영상의 인트라 예측 부호화, 복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of encoding and decoding an image, and more particularly, to a method and an apparatus for intra prediction encoding and decoding of an image for improving compression efficiency of an image by applying a plurality of intra prediction modes.
MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 H.264/MPEG-4 AVC(Advanced Video coding)와 같은 영상 압축 방식에서는 영상을 부호화하기 위해서 하나의 픽처를 매크로 블록으로 나눈다. 그리고, 인터 예측(inter prediction) 및 인트라 예측(intra prediction)을 이용해 각각의 매크로 블록을 부호화한다. 그런 다음, 부호화된 매크로 블록의 데이터 크기 및 원본 매크로 블록의 왜곡 정도를 고려하여 최적의 부호화 모드를 선택하고 매크로 블록을 부호화한다. 한편, 가장 최근의 영상 표준인 HEVC는 기존의 영상 표준에서 사용되었던 고정된 크기를 가지는 매크로 블록(macroblock)을 대신하여 계층적 재귀 구조를 가지는 쿼드트리(quadtree) 분할 방식의 코딩 단위(coding unit: CU)를 도입하였다. HEVC는 기존의 영상 표준과 비교하여 쿼드트리 구조를 채택함으로써 압축 효율(compression efficiency)을 현저히 향상시켰으나, 계산 복잡도가 매우 증가되었다.In video compression schemes such as MPEG-1, MPEG-2 and MPEG-4 H.264 / MPEG-4 AVC (Advanced Video coding), a picture is divided into macro blocks to encode an image. Each macro block is encoded using inter prediction and intra prediction. Then, the optimal encoding mode is selected in consideration of the data size of the encoded macroblock and the distortion degree of the original macroblock, and the macroblock is encoded. Meanwhile, HEVC, the most recent video standard, has a quadtree partitioning coding unit having a hierarchical recursion structure instead of a macroblock having a fixed size used in the existing video standard. CU) was introduced. HEVC significantly improves the compression efficiency by adopting the quadtree structure compared with the existing image standard, but the computational complexity is greatly increased.
인트라 예측은 현재 픽처(picture)의 블록을 부호화하기 위해서 참조 픽처를 참조하는 것이 아니라, 부호화하려는 블록과 공간적으로 인접한 화소값을 이용하여 부호화를 수행한다. 우선, 인접한 화소값을 이용하여 부호화하려는 블록에 대한 예측값을 계산한다. 다음으로 예측값과 실제 블록의 화소값의 차만을 부호화한다. 여기서, 인트라 예측 모드들은 크게 휘도 성분의 4×4 인트라 예측 모드, 8×8 인트라 예측모드, 16×16 인트라 예측 모드 및 색차 성분의 인트라 예측 모드로 나뉜다. 인트라 예측 부호화 장치는 16×16, 8×8 및 4×4 인트라 예측 모드로 전부 인트라 예측을 수행한 다음에 세 가지 경우 중에서 최적의 인트라 예측 모드를 선택한다.Intra prediction does not refer to a reference picture in order to encode a block of a current picture, but encodes using a pixel value spatially adjacent to a block to be encoded. First, a prediction value for a block to be encoded is calculated by using adjacent pixel values. Next, only the difference between the predicted value and the pixel value of the actual block is encoded. Intra prediction modes are classified into 4 × 4 intra prediction modes of luminance components, 8 × 8 intra prediction modes, 16 × 16 intra prediction modes, and intra prediction modes of chrominance components. The intra prediction encoding apparatus performs all intra prediction in 16 × 16, 8 × 8, and 4 × 4 intra prediction modes, and then selects an optimal intra prediction mode among three cases.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용함으로써, 화면 내 예측의 정확도를 높여 전체적인 영상의 압축 효율을 향상시키기 위한 것이다.The technical problem to be solved by the present invention is to improve the compression efficiency of the overall image by increasing the accuracy of intra prediction by applying a plurality of intra prediction modes.
일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값이 획득되는지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 비트스트림으로부터 파싱하는 단계; 상기 결합 예측 정보에 기초하여, 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 결정하는 단계; 상기 결합 예측을 수행하는 경우: 상기 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득 하는 단계; 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정하는 단계; 상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득 하는 단계; 상기 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정하는 단계를 포함한다.An image decoding method according to an embodiment includes parsing joint prediction information indicating whether a prediction value of a current block is obtained from a bitstream by applying a plurality of intra prediction modes; Determining whether to perform joint prediction on a current block based on the joint prediction information; When performing the joint prediction: obtaining a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to the luminance component of the current block; Weighting the plurality of luminance prediction values to determine a final luminance prediction value; Obtaining a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block; And weighting the plurality of color difference prediction values to determine a final color difference prediction value.
또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법에서, 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계는, 이용가능한 복수 개의 휘도 예측 모드를 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 으로 분류하는 단계; 및 상기 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드를 적용하여 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계는, 이용가능한 복수 개의 색차 예측 모드를 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군으로 분류하는 단계; 및 상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 각각의 색차 예측 모드의 후보 군에서 선택된 색차 예측 모드를 적용하여 상기 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Further, in the image decoding method according to an embodiment, the obtaining of the plurality of brightness prediction values may include classifying a plurality of available brightness prediction modes into candidate groups of the plurality of brightness prediction modes; And obtaining the plurality of luminance prediction values by applying a luminance prediction mode selected from a candidate group of each luminance prediction mode to the luminance components of the current block, wherein the obtaining of the plurality of color difference prediction values comprises: Classifying the plurality of available color difference prediction modes into candidate groups of the plurality of color difference prediction modes; And applying the color difference prediction mode selected from the candidate group of each color difference prediction mode to the color difference components of the current block, to obtain the plurality of color difference prediction values.
또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법에서, 상기 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 휘도 예측 모드는 주변 블록들의 정보 또는 각 휘도 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정되고, 상기 각각의 색차 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 색차 예측 모드는 상기 주변 블록들의 정보 또는 각 색차 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정될 수 있다.Further, in the image decoding method according to an embodiment, the luminance prediction mode available in the candidate group of each luminance prediction mode is determined by the information of neighboring blocks or the correlation between each luminance prediction mode and the respective color difference prediction The color difference prediction mode available in the candidate group of the mode may be determined by the information of the neighboring blocks or the correlation between each color difference prediction mode.
또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법에서, 상기 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 중에서, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 이용가능한 모든 휘도 예측 모드를 포함하고, 나머지 휘도 예측 모드의 후보 군은 보간(interpolation) 과정이 포함되지 않은 예측 모드를 우선적으로 포함할 수 있다.Further, in the image decoding method according to an embodiment, of the candidate groups of the plurality of luminance prediction modes, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all available luminance prediction modes, and the candidate group of the remaining luminance prediction modes It may preferentially include a prediction mode that does not include an interpolation process.
또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법에서, 상기 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 중에서, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드는 나머지 휘도 예측 모드의 후보 군에서 제외될 수 있다.Also, in the image decoding method according to an embodiment, among the candidate groups of the plurality of luminance prediction modes, the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode may be excluded from the candidate group of the remaining luminance prediction modes.
또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법에서, 상기 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 중에서, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드가 나머지 휘도 예측 모드의 후보 군에도 포함되어 있는 경우, 상기 나머지 휘도 예측 모드의 후보 군에서 상기 선택된 휘도 예측 모드가 다른 휘도 예측 모드로 대체될 수 있다.Further, in the image decoding method according to an embodiment, when the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode among the candidate groups of the plurality of luminance prediction modes is also included in the candidate group of the remaining luminance prediction modes, The selected luminance prediction mode may be replaced with another luminance prediction mode in the candidate group of the remaining luminance prediction modes.
또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법에서, 상기 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군은, 상기 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 예측 모드를 포함할 수 있다.Further, in the image decoding method according to an embodiment, the candidate group of the plurality of color difference prediction modes may include a prediction mode selected from the candidate group of the plurality of luminance prediction modes.
또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법에서, 상기 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 중에서, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에 포함된 휘도 예측 모드는 나머지 휘도 예측 모드의 후보 군에 포함된 휘도 예측 모드와 상이할 수 있다.In the image decoding method according to an embodiment, among the candidate groups of the plurality of luminance prediction modes, the luminance prediction mode included in the candidate group of the first luminance prediction mode is the luminance prediction included in the candidate group of the remaining luminance prediction modes. It may be different from the mode.
또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법에서, 상기 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군은, 방향성이 없는 예측 모드의 후보 군, 수평 방향성을 갖는 예측 모드의 후보 군 또는 수직 방향성을 갖는 예측 모드의 후보 군 중 하나에 대응할 수 있다.Further, in the image decoding method according to an embodiment, each of the candidate groups of the luminance prediction mode is a candidate group of a prediction mode having no direction, a candidate group of a prediction mode having horizontal direction or a candidate of a prediction mode having vertical direction. May correspond to one of the groups.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값이 획득되는지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 비트스트림으로부터 파싱하는 수신부; 상기 결합 예측 정보에 기초하여, 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 결정하고, 상기 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하고, 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정하고, 상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득하고, 상기 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정하는 복호화부를 포함한다.According to an embodiment, an apparatus for decoding an image may include: a receiver configured to apply a plurality of intra prediction modes to parse combined prediction information indicating whether a prediction value of a current block is obtained from a bitstream; Based on the joint prediction information, it is determined whether to perform joint prediction on the current block, obtain a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to the luminance component of the current block, and A final luminance prediction value is determined by weighting the luminance prediction values, a plurality of color difference prediction values are obtained by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block, and the final color difference is weighted by adding the plurality of color difference prediction values. It includes a decoder for determining the prediction value.
일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계; 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정하는 단계; 상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계; 상기 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정하는 단계; 상기 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 결정하는 단계; 및 상기 결합 예측 정보를 포함하는 비트스트림을 전송하는 단계를 포함한다.According to an exemplary embodiment, an image encoding method includes: obtaining a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to luminance components of a current block; Weighting the plurality of luminance prediction values to determine a final luminance prediction value; Obtaining a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block; Determining a final color difference prediction value by weighting the plurality of color difference prediction values; Determining joint prediction information indicating whether to perform joint prediction on the current block; And transmitting a bitstream including the combined prediction information.
또한, 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법에서, 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계는, 이용가능한 복수 개의 휘도 예측 모드를 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군으로 분류하는 단계; 및 상기 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드를 적용하여 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계는, 이용가능한 복수 개의 색차 예측 모드를 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군으로 분류하는 단계; 및 상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 각각의 색차 예측 모드의 후보 군에서 선택된 색차 예측 모드를 적용하여 상기 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.Also, in the image encoding method, the obtaining of the plurality of luminance prediction values may include classifying a plurality of available luminance prediction modes into candidate groups of the plurality of luminance prediction modes; And obtaining the plurality of luminance prediction values by applying a luminance prediction mode selected from a candidate group of each luminance prediction mode to the luminance components of the current block, wherein the obtaining of the plurality of color difference prediction values comprises: Classifying the plurality of available color difference prediction modes into candidate groups of the plurality of color difference prediction modes; And applying the color difference prediction mode selected from the candidate group of each color difference prediction mode to the color difference components of the current block, to obtain the plurality of color difference prediction values.
또한, 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법에서, 상기 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 휘도 예측 모드는 주변 블록들의 정보 또는 각 휘도 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정되고, 상기 각각의 색차 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 색차 예측 모드는 상기 주변 블록들의 정보 또는 각 색차 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정될 수 있다.Further, in the image encoding method according to an embodiment, the luminance prediction modes available in the candidate group of the respective luminance prediction modes are determined by the information of neighboring blocks or the correlation between the luminance prediction modes, and the respective color difference predictions. The color difference prediction mode available in the candidate group of the mode may be determined by the information of the neighboring blocks or the correlation between each color difference prediction mode.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하고, 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정하고, 상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득하고, 상기 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정하고, 상기 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 결정하는 부호화부; 및 상기 결합 예측 정보를 포함하는 비트스트림을 전송하는 전송부를 포함한다.An image encoding apparatus according to an embodiment obtains a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to luminance components of a current block, weights up the plurality of luminance prediction values, and determines a final luminance prediction value, Obtain a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block, determine a final color difference prediction value by weighting the plurality of color difference prediction values, and perform joint prediction on the current block. An encoding unit to determine joint prediction information indicating whether to perform; And a transmitter for transmitting a bitstream including the combined prediction information.
도 1은 각각 다른 방향의 인트라 모드를 적용하여 인트라 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for describing a method of performing intra prediction by applying intra modes in different directions.
도 2a는 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(20)의 개략적인 블록도이다.2A is a schematic block diagram of an image encoding apparatus 20 according to an embodiment.
도 2b는 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2B is a flowchart illustrating an image encoding method, according to an exemplary embodiment.
도 3a는 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)의 개략적인 블록도이다.3A is a schematic block diagram of an image decoding apparatus 30 according to an embodiment.
도 3b는 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3B is a flowchart illustrating an image decoding method, according to an exemplary embodiment.
도 4는 일 실시예에 따라 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값을 획득하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.4 is a reference diagram for describing a process of obtaining a prediction value of a current block by applying a plurality of intra prediction modes according to an embodiment.
도 5는 일 실시예에 따른 복수 개의 인트라 예측 모드를 이용한 인트라 예측 방법을 나타낸 플로우 차트이다.5 is a flowchart illustrating an intra prediction method using a plurality of intra prediction modes, according to an exemplary embodiment.
도 6은 다양한 실시예에 따른 복수 개의 인트라 예측 모드를 이용한 인트라 예측 방법을 나타낸 플로우 차트이다.6 is a flowchart illustrating an intra prediction method using a plurality of intra prediction modes according to various embodiments.
도 7은 일 실시예에 따른 결합 인트라 예측을 위한 신택스 파싱 과정을 나타낸 플로우 차트이다.7 is a flowchart illustrating a syntax parsing process for joint intra prediction according to an embodiment.
도 8은 일 실시예에 따른 예측 모드의 후보 군을 설정하는 방법을 도시한다.8 illustrates a method of setting a candidate group of a prediction mode according to an embodiment.
도 9는 다양한 실시예에 따른 예측 모드의 후보 군을 설정하는 방법을 도시한다.9 illustrates a method of setting a candidate group of a prediction mode according to various embodiments.
도 10은 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 블록도를 도시한다.10 is a block diagram of an image encoding apparatus, according to an embodiment.
도 11은 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 블록도를 도시한다.11 is a block diagram of an image decoding apparatus, according to an embodiment.
도 12는 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.12 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment.
도 13은 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.13 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to an embodiment.
도 14는 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.14 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to an embodiment.
도 15는 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.15 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment.
도 16은 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다. 16 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment.
도 17은 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.17 is a diagram of deeper encoding information, according to an embodiment.
도 18은 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다. 18 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an exemplary embodiment.
도 19, 20 및 21은 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.19, 20, and 21 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a frequency transformation unit, according to an embodiment.
도 22는 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.FIG. 22 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1. FIG.
도 23은 일 실시예에 따른 예측 단위의 크기에 따른 인트라 예측 모드들의 개수를 도시한다.23 illustrates the number of intra prediction modes according to the size of a prediction unit, according to an embodiment.
도 24는 일 실시예에 따른 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들을 설명하기 위한 참조도이다.24 is a reference diagram for describing intra prediction modes having various directionalities, according to an exemplary embodiment.
도 25는 일 실시예에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀과 현재 픽셀과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 25 is a diagram for describing a relationship between a neighboring pixel located on an extension line having a directionality of (dx, dy) and a current pixel, according to an exemplary embodiment.
도 26 및 27은 일 실시예에 따라서 인트라 예측 모드 방향을 나타낸 도면이다.26 and 27 are diagrams illustrating an intra prediction mode direction, according to an embodiment.
도 28은 일 실시예에 따른 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드의 방향을 나타낸 도면이다.FIG. 28 is a diagram illustrating a direction of intra prediction modes having 33 orientations according to an embodiment. FIG.
본 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.The terms "... unit", "module", and the like described herein refer to a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented in hardware or software, or a combination of hardware and software.
본 명세서에서 "일 실시예" 또는 "실시예"라는 것은 적어도 하나의 실시 예에 포함되는 실시예와 함께 설명된 특별한 특성, 구조, 특징 등을 의미하는 것이다. 그러므로, 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 곳에 등장하는 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 어구의 등장은 반드시 모두 동일한 실시예를 가리키는 것은 아니다.As used herein, the term "one embodiment" or "an embodiment" refers to a particular feature, structure, feature, etc. described with an embodiment included in at least one embodiment. Thus, the appearances of the phrases “in one embodiment” or “in an embodiment” appearing in various places throughout this specification are not necessarily all referring to the same embodiment.
인트라 예측의 수행에서는 먼저 각각의 단위 블록들에 대하여 인트라 예측 방향을 결정하고, 이에 따라 예측 블록을 구하여 원본 블록에서 뺀 레지듀(residue)를 부호화한다. 레지듀를 DCT(discrete consine transform) 변환하고, 양자화하여 비트스트림을 생성하고, 비트스트림에 각각의 단위 블록의 인트라 예측 방향에 대한 정보를 삽입한다. 또한, 인트라 예측 모드들 중에서 레지듀(residue) 및 왜곡(distortion)을 고려하여 최적의 인트라 예측 모드를 선택하는데 선택하는 기준은 부호화되는 데이터의 종류 및 부호화 장치마다 상이할 수 있다.In performing intra prediction, first, an intra prediction direction is determined for each unit block, and thus a prediction block is obtained, and a residue subtracted from the original block is encoded. The residue is transformed by DCT (discrete consine transform), quantized to generate a bitstream, and information about an intra prediction direction of each unit block is inserted into the bitstream. Further, the criteria for selecting an optimal intra prediction mode in consideration of residue and distortion among the intra prediction modes may be different for each type of data to be encoded and the encoding apparatus.
도 1은 각각 다른 방향의 인트라 모드를 적용하여 인트라 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for describing a method of performing intra prediction by applying intra modes in different directions.
도 1에서 부호화 대상이 되는 블록에 대해 두 가지 예측 모드로 인트라 예측(1010, 1020)을 수행하고, 각각의 예측 결과를 결합(1030)한다. In FIG. 1, intra prediction 1010 and 1020 are performed in two prediction modes with respect to a block to be encoded, and each prediction result is combined 1030.
이하, 도 2a 내지 도 9를 참조하여, 다양한 실시예에 따른 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 인트라 예측을 수행하는 영상의 부호화 기법 및 복호화 기법을 설명한다. Hereinafter, referring to FIGS. 2A to 9, an encoding method and a decoding method of an image for performing intra prediction by applying a plurality of intra prediction modes according to various embodiments will be described.
또한, 도 10 내지 도 22를 참조하여, 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 영상 부호화 기법 및 영상 복호화 기법이 개시된다. 이하, '영상'은 영상의 정지영상이거나 동영상, 즉 영상 그 자체를 나타낼 수 있다.Also, with reference to FIGS. 10 to 22, an image encoding technique and an image decoding technique based on coding units having a tree structure according to various embodiments are disclosed. Hereinafter, the 'image' may be a still image of the image or a video, that is, the image itself.
나아가, 도 23 내지 도 28을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 설명한다.In addition, the intra prediction mode according to various embodiments will be described with reference to FIGS. 23 to 28.
도 2a는 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(20)의 개략적인 블록도이다.2A is a schematic block diagram of an image encoding apparatus 20 according to an embodiment.
도 2a를 참조하면, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(20)는 부호화부(21) 및 전송부(22)를 포함한다.Referring to FIG. 2A, the image encoding apparatus 20 according to an embodiment includes an encoder 21 and a transmitter 22.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(20)는 슬라이스, 픽쳐 등의 단위로 영상들을 입력 받아, 각각의 영상을 블록들로 구획하여 블록별로 부호화한다. 블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형일 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수도 있다. 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에 따른 블록은, 트리구조에 따른 부호화단위들 중에서는, 최대부호화단위(Largest Coding Unit; LCU), 부호화 단위(Coding Unit; CU), 예측 단위(Prediction Unit) 또는 변환 단위(Transform Unit) 등일 수 있다. 트리구조에 따른 부호화단위들에 기초한 비디오 부복호화 방식은, 도 10 내지 도 22를 참조하여 후술한다.The image encoding apparatus 20 according to an embodiment receives images in units of slices, pictures, and the like, divides each image into blocks, and encodes each block. The type of block may be square or rectangular, and may be any geometric shape. It is not limited to data units of a certain size. A block according to an embodiment may include a largest coding unit (LCU), a coding unit (CU), a prediction unit, or a transform unit among coding units having a tree structure. ) And the like. Video encoding and decoding methods based on coding units having a tree structure will be described later with reference to FIGS. 10 to 22.
일 실시예에 따른 부호화부(21)는 현재 블록의 예측치를 현재 픽처 내에서 찾는 인트라 예측을 수행한다. 부호화부(21)는 예측을 수행함에 있어서, 종래 기술에 따른 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있고, 나아가 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값을 획득할 수도 있다.The encoder 21 according to an embodiment performs intra prediction to find a predicted value of a current block within a current picture. In performing the prediction, the encoder 21 may perform intra prediction using an intra prediction mode according to the prior art, and may also obtain a prediction value of the current block by applying a plurality of intra prediction modes.
일 실시예에 따른 부호화부(21)는 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하고, 획득된 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정한다. 또한, 부호화부(21)는 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득하고, 획득된 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정한다. 그리고, 부호화부(21)는 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 결정할 수 있다. The encoder 21 according to an embodiment obtains a plurality of brightness prediction values by applying a plurality of brightness prediction modes to the brightness components of the current block, and weights the obtained plurality of brightness prediction values to obtain a final brightness prediction value. Decide In addition, the encoder 21 obtains a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block, and weights the obtained plurality of color difference prediction values to determine a final color difference prediction value. The encoder 21 may determine joint prediction information indicating whether to perform joint prediction on the current block.
이처럼, 부호화부(21)에서 수행하는 인트라 예측 동작은 현재 블록에 대해 두 차례 이상 인트라 예측을 수행하고, 인트라 예측된 결과를 조합하여 하나의 예측 결과로 재구성하는 과정을 포함한다. 예를 들어, 부호화부(21)는 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 인트라 예측을 n 회(n은 정수) 수행하여 제 1 휘도 예측 값 내지 제 n 휘도 예측 값을 획득하고, 가중치 정보에 기초하여 획득된 제 1 휘도 예측 값 내지 제 n 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정할 수 있다. 또한, 부호화부(21)는 현재 블록의 색차 성분에 대하여 인트라 예측을 k 회(k는 정수) 수행하여 제 1 색차 예측 값 내지 제 k 색차 예측 값을 획득하고, 가중치 정보에 기초하여 획득된 제 1 색차 예측 값 내지 제 k 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정할 수 있다. 여기서, 가중치 정보는 트레이닝(training)을 통해 정해질 수도 있으며, 주변 블록들의 정보 또는 각 예측 모드들 간의 상관관계에 의해 정해질 수도 있다.As such, the intra prediction operation performed by the encoder 21 includes performing intra prediction on the current block two or more times, and reconstructing the intra prediction result into one prediction result. For example, the encoder 21 performs n intra predictions (n is an integer) on the luminance component of the current block to obtain the first to n th luminance prediction values and obtains them based on the weight information. The final luminance prediction value may be determined by weighting the first to n th luminance prediction values. In addition, the encoder 21 performs k intra predictions (k is an integer) on the color difference components of the current block, obtains first to k th color difference prediction values, and obtains the first based on the weight information. The final color difference prediction value may be determined by weighting the first color difference prediction value to the k th color difference prediction value. In this case, the weight information may be determined through training, or may be determined by information of neighboring blocks or correlation between the prediction modes.
일 실시예에 따른, 전송부(22)는 부호화부(21)에서 결정된 결합 예측 정보를 비트스트림의 형태로 전송한다. 또한, 전송부(22)는 n 개의 휘도 예측 모드 및 k 개의 색차 예측 모드에 관한 정보를 영상 복호화 장치에 전송하기 위해 플래그(flag) 또는 인덱스(index)의 형태로 비트스트림에 삽입하여 전송할 수 있다.According to an embodiment, the transmitter 22 transmits the joint prediction information determined by the encoder 21 in the form of a bitstream. In addition, the transmitter 22 may insert and transmit information regarding n luminance prediction modes and k color difference prediction modes into a bitstream in the form of a flag or an index to transmit the information to the image decoding apparatus. .
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(20)는, HEVC 와 같이 인트라 예측 모드의 수가 많은 부호화 기법을 사용하는 경우, 예측 모드의 다양한 조합을 이용하여 예측을 위한 후보 군을 구성할 수 있으므로 화면 내 예측의 정확도를 높여 전체적인 영상의 압축 효율을 향상시킬 수 있다.When the image encoding apparatus 20 according to an embodiment uses an encoding method having a large number of intra prediction modes such as HEVC, the candidate coding unit for prediction may be configured using various combinations of prediction modes, so that the intra prediction may be performed. By increasing the accuracy of the overall image compression efficiency can be improved.
도 2b는 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2B is a flowchart illustrating an image encoding method, according to an exemplary embodiment.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(20)에 의해 수행되는 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계(S2001), 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정하는 단계(S2002), 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계(S2003), 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정하는 단계(S2004), 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 결정하는 단계(S2005), 및 결합 예측 정보를 포함하는 비트스트림을 전송하는 단계(S2006)를 포함한다.The image encoding method performed by the image encoding apparatus 20 according to an embodiment may include obtaining a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to luminance components of a current block (S2001). Determining a final luminance prediction value by weighting the luminance prediction values (S2002), obtaining a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block (S2003), and a plurality of color difference predictions Determining a final chrominance prediction value by weighting the values (S2004), determining joint prediction information indicating whether to perform joint prediction on the current block (S2005), and transmitting a bitstream including the joint prediction information It includes the step (S2006).
구체적으로, 복수 개의 휘도 예측 값은 다음과 같이 획득될 수 있다. 먼저, 영상 부호화 장치(20)는 이용가능한 복수 개의 휘도 예측 모드를 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군으로 분류할 수 있다. 이 때, 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 휘도 예측 모드는 주변 블록들의 정보 또는 각 휘도 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정될 수 있다. 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군은 다르게 설정될 수 있으며 엔트로피 부호화 방법도 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 휘도 예측 모드의 후보 군은 k 개의 후보 군으로 분류될 수 있다. 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 중에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 이용가능한 모든 휘도 예측 모드(예를 들어, HEVC의 경우 0~34 번 예측 모드)를 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 보간(interpolation) 과정이 포함되지 않은 예측 모드(예를 들어, HEVC의 경우 플래너(0번), DC(1번), 수평(10번), 수직(26 번) 예측 모드)를 포함할 수 있다. 그리고, 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군은 산술 부호화(arithmetic coding) 방법, 2-비트 고정 길이 부호화(2-bit fixed length coding) 방법 등을 통해 부호화 될 수 있다. 영상 부호화 장치(20)는 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득할 수 있다. In detail, the plurality of luminance prediction values may be obtained as follows. First, the image encoding apparatus 20 may classify a plurality of available luminance prediction modes into candidate groups of the plurality of luminance prediction modes. In this case, the luminance prediction mode available in the candidate group of the plurality of luminance prediction modes may be determined by the information of neighboring blocks or the correlation between the luminance prediction modes. The candidate group of each luminance prediction mode may be set differently, and the entropy encoding method may also be set differently. For example, the candidate group of the luminance prediction mode may be classified into k candidate groups. Of the candidate groups of the plurality of luminance prediction modes, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all available luminance prediction modes (eg, prediction modes 0 to 34 in the case of HEVC), and candidates of the second luminance prediction mode. The group may include prediction modes that do not include an interpolation process (eg, planner (0), DC (1), horizontal (10), and vertical (26) prediction modes for HEVC). Can be. In addition, the candidate group of each luminance prediction mode may be encoded through an arithmetic coding method, a 2-bit fixed length coding method, or the like. The image encoding apparatus 20 may obtain a plurality of luminance prediction values by applying the luminance prediction mode selected from the candidate group of each luminance prediction mode to the luminance component of the current block.
복수 개의 색차 예측 값이 획득되는 과정도 복수 개의 휘도 예측 값이 획득되는 과정과 유사하다. 먼저, 영상 부호화 장치(20)는 이용가능한 복수 개의 색차 예측 모드를 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군으로 분류할 수 있다. 이 때, 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 색차 예측 모드는 주변 블록들의 정보 또는 각 색차 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정될 수 있다. 각각의 색차 예측 모드의 후보 군은 다르게 설정될 수 있으며 엔트로피 부호화 방법도 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 색차 예측 모드의 후보 군은 n 개의 후보 군으로 분류될 수 있다. 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군 중에서 제 1 색차 예측 모드의 후보 군은 이용가능한 모든 색차 예측 모드(예를 들어, HEVC의 경우 0~34 번 예측 모드)를 포함하고, 제 2 색차 예측 모드의 후보 군은 보간(interpolation) 과정이 포함되지 않은 예측 모드(예를 들어, HEVC의 경우 플래너(0번), DC(1번), 수평(10번), 수직(26 번) 예측 모드)를 포함할 수 있다. 그리고, 각각의 색차 예측 모드의 후보 군은 산술 부호화(arithmetic coding) 방법, 2-비트 고정 길이 부호화(2-bit fixed length coding) 방법 등을 통해 부호화 될 수 있다. 영상 부호화 장치(20)는 현재 블록의 색차 성분에 대하여 각각의 색차 예측 모드의 후보 군에서 선택된 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득할 수 있다.The process of obtaining a plurality of color difference prediction values is also similar to the process of obtaining a plurality of luminance prediction values. First, the image encoding apparatus 20 may classify a plurality of available color difference prediction modes into candidate groups of the plurality of color difference prediction modes. In this case, the color difference prediction mode available in the candidate group of the plurality of color difference prediction modes may be determined by information of neighboring blocks or correlation between each color difference prediction mode. The candidate group of each color difference prediction mode may be set differently, and the entropy encoding method may also be set differently. For example, the candidate group of the color difference prediction mode may be classified into n candidate groups. The candidate group of the first color difference prediction mode among the candidate groups of the plurality of color difference prediction modes includes all available color difference prediction modes (for example, prediction modes 0 to 34 for HEVC) and candidates for the second color difference prediction mode. The group may include prediction modes that do not include an interpolation process (eg, planner (0), DC (1), horizontal (10), and vertical (26) prediction modes for HEVC). Can be. The candidate group of each color difference prediction mode may be encoded through an arithmetic coding method, a 2-bit fixed length coding method, or the like. The image encoding apparatus 20 may obtain a plurality of color difference prediction values by applying a color difference prediction mode selected from candidate groups of each color difference prediction mode to the color difference components of the current block.
도 3a는 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)의 개략적인 블록도이다.3A is a schematic block diagram of an image decoding apparatus 30 according to an embodiment.
도 3a를 참조하면, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는 수신부(31) 및 복호화부(32)를 포함한다.Referring to FIG. 3A, an image decoding apparatus 30 according to an embodiment includes a receiver 31 and a decoder 32.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는, 영상 복호화를 통해 영상을 복원하기 위해, 내부에 탑재된 영상 디코딩 프로세서 또는 외부 영상 디코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 영상 복호화 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)의 내부 영상 디코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 기본적인 영상 복호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치(30) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 영상 디코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 영상 복호화 동작을 구현하는 경우도 포함할 수도 있다. 영상 복호화 장치(30)는 비트스트림을 복호화하여 현재 블록에 관한 레지듀얼을 획득한다. 블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형일 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수도 있다. 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되는 것은 아니다.The image decoding apparatus 30 according to an embodiment may perform an image decoding operation by operating in conjunction with an internal image decoding processor or an external image decoding processor to reconstruct an image through image decoding. The internal video decoding processor of the video decoding apparatus 30 according to an embodiment may implement a basic video decoding operation as a separate processor. In addition, the image decoding apparatus 30, the central processing unit, or the graphic processing unit may include a case of implementing a basic image decoding operation by including an image decoding processing module. The video decoding apparatus 30 obtains a residual regarding the current block by decoding the bitstream. The type of block may be square or rectangular, and may be any geometric shape. It is not limited to data units of a certain size.
일 실시예에 따른 수신부(31)는 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값이 획득되는지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 비트스트림으로부터 파싱한다. 또한, 수신부(31)는 비트스트림으로부터 복수 개의 휘도 예측 모드 및 복수 개의 색차 예측 모드에 관한 정보를 파싱할 수 있다.The receiver 31 according to an embodiment applies a plurality of intra prediction modes to parse combined prediction information indicating whether a prediction value of a current block is obtained from a bitstream. In addition, the receiver 31 may parse information about the plurality of luminance prediction modes and the plurality of color difference prediction modes from the bitstream.
일 실시예에 따른 복호화부(32)는 현재 블록의 예측치를 현재 픽처 내에서 찾는 인트라 예측을 수행한다. 복호화부(32)는 예측을 수행함에 있어서, 종래 기술에 따른 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있고, 나아가 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값을 획득할 수도 있다.The decoder 32 according to an embodiment performs intra prediction that finds the prediction value of the current block within the current picture. In performing prediction, the decoder 32 may perform intra prediction using an intra prediction mode according to the prior art, and may also obtain a prediction value of a current block by applying a plurality of intra prediction modes.
일 실시예에 따른 복호화부(32)는 비트스트림으로부터 파싱된 결합 예측 정보에 기초하여, 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 결정한다. 또한, 복호화부(32)는 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하고, 획득된 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정한다. 그리고, 복호화부(32)는 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득하고, 획득된 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정한다.The decoder 32 according to an embodiment determines whether to perform joint prediction on the current block based on the joint prediction information parsed from the bitstream. In addition, the decoder 32 obtains a plurality of brightness prediction values by applying a plurality of brightness prediction modes to the brightness components of the current block, and weights the obtained plurality of brightness prediction values to determine a final brightness prediction value. The decoder 32 obtains a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block, and weights the obtained plurality of color difference prediction values to determine a final color difference prediction value.
이처럼, 복호화부(32)에서 수행하는 인트라 예측 동작은 현재 블록에 대해 두 차례 이상 인트라 예측을 수행하고, 인트라 예측된 결과를 조합하여 하나의 예측 결과로 재구성하는 과정을 포함한다. 예를 들어, 복호화부(32)는 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 인트라 예측을 n 회(n은 정수) 수행하여 제 1 휘도 예측 값 내지 제 n 휘도 예측 값을 획득하고, 비트스트림의 플래그 또는 인덱스로부터 획득된 가중치 정보에 기초하여 제 1 휘도 예측 값 내지 제 n 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정할 수 있다. 또한, 복호화부(32)는 현재 블록의 색차 성분에 대하여 인트라 예측을 k 회(k는 정수) 수행하여 제 1 색차 예측 값 내지 제 k 색차 예측 값을 획득하고, 비트스트림의 플래그 또는 인덱스로부터 획득된 가중치 정보에 기초하여 제 1 색차 예측 값 내지 제 k 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정할 수 있다. As such, the intra prediction operation performed by the decoder 32 includes performing intra prediction on the current block two or more times, and reconstructing the intra prediction result into one prediction result. For example, the decoder 32 performs intra prediction on the luminance component of the current block n times (n is an integer) to obtain the first to n th luminance prediction values, and the flag or index of the bitstream. The final luminance prediction value may be determined by weighting the first luminance prediction value to the nth luminance prediction value based on the weight information obtained from the. In addition, the decoder 32 performs intra prediction on the color difference component of the current block k times (k is an integer) to obtain a first color difference prediction value to a kth color difference prediction value, and obtains it from a flag or index of the bitstream. The final color difference prediction value may be determined by weighting the first to k th color difference prediction values based on the weighted information.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는, HEVC 와 같이 인트라 예측 모드의 수가 많은 부호화 기법을 사용하는 경우, 예측 모드의 다양한 조합을 이용하여 예측을 위한 후보 군을 구성할 수 있으므로 화면 내 예측의 정확도를 높여 전체적인 영상의 압축 효율을 향상시킬 수 있다.When the image decoding apparatus 30 according to an embodiment uses an encoding method having a large number of intra prediction modes such as HEVC, the intra prediction may be formed by using various combinations of prediction modes. By increasing the accuracy of the overall image compression efficiency can be improved.
도 3b는 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.3B is a flowchart illustrating an image encoding method, according to an exemplary embodiment.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은, 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값이 획득되는지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 비트스트림으로부터 파싱하는 단계(S3001), 결합 예측 정보에 기초하여, 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 결정하는 단계(S3002), 결합 예측을 수행하는 경우: 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득 하는 단계(S3003), 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정하는 단계(S3004), 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득 하는 단계(S3005), 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정하는 단계(S3006)를 포함한다.In an image decoding method performed by the image decoding apparatus 30 according to an embodiment, parsing joint prediction information indicating whether a prediction value of a current block is obtained by applying a plurality of intra prediction modes ( S3001), based on the joint prediction information, determining whether to perform joint prediction on the current block (S3002), when performing joint prediction: by applying a plurality of luminance prediction modes to the luminance components of the current block Obtaining a plurality of luminance prediction values (S3003), determining a final luminance prediction value by weighting the plurality of luminance prediction values (S3004), and applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block Obtaining a color difference prediction value (S3005), and determining a final color difference prediction value by weighting a plurality of color difference prediction values (S3006) is included.
구체적으로, 복수 개의 휘도 예측 값은 다음과 같이 획득될 수 있다. 먼저, 영상 복호화 장치(30)는 이용가능한 복수 개의 휘도 예측 모드를 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군으로 분류할 수 있다. 이 때, 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 휘도 예측 모드는 주변 블록들의 정보 또는 각 휘도 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정될 수 있다. 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군은 다르게 설정될 수 있으며 엔트로피 부호화 방법도 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 휘도 예측 모드의 후보 군은 k 개의 후보 군으로 분류될 수 있다. 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 중에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 이용가능한 모든 휘도 예측 모드(예를 들어, HEVC의 경우 0~34 번 예측 모드)를 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 보간(interpolation) 과정이 포함되지 않은 예측 모드(예를 들어, HEVC의 경우 플래너(0번), DC(1번), 수평(10번), 수직(26 번) 예측 모드)를 포함할 수 있다. 그리고, 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군은 산술 복호화(arithmetic decoding) 방법, 2-비트 고정 길이 복호화(2-bit fixed length decoding) 방법 등을 통해 복호화 될 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득할 수 있다. In detail, the plurality of luminance prediction values may be obtained as follows. First, the image decoding apparatus 30 may classify a plurality of available luminance prediction modes into candidate groups of the plurality of luminance prediction modes. In this case, the luminance prediction mode available in the candidate group of the plurality of luminance prediction modes may be determined by the information of neighboring blocks or the correlation between the luminance prediction modes. The candidate group of each luminance prediction mode may be set differently, and the entropy encoding method may also be set differently. For example, the candidate group of the luminance prediction mode may be classified into k candidate groups. Of the candidate groups of the plurality of luminance prediction modes, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all available luminance prediction modes (eg, prediction modes 0 to 34 in the case of HEVC), and candidates of the second luminance prediction mode. The group may include prediction modes that do not include an interpolation process (eg, planner (0), DC (1), horizontal (10), and vertical (26) prediction modes for HEVC). Can be. The candidate group of each luminance prediction mode may be decoded through an arithmetic decoding method, a 2-bit fixed length decoding method, or the like. The image decoding apparatus 30 may obtain a plurality of luminance prediction values by applying the luminance prediction mode selected from the candidate group of each luminance prediction mode to the luminance component of the current block.
복수 개의 색차 예측 값이 획득되는 과정도 복수 개의 휘도 예측 값이 획득되는 과정과 유사하다. 먼저, 영상 복호화 장치(30)는 이용가능한 복수 개의 색차 예측 모드를 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군으로 분류할 수 있다. 이 때, 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 색차 예측 모드는 주변 블록들의 정보 또는 각 색차 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정될 수 있다. 각각의 색차 예측 모드의 후보 군은 다르게 설정될 수 있으며 엔트로피 부호화 방법도 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 색차 예측 모드의 후보 군은 n 개의 후보 군으로 분류될 수 있다. 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군 중에서 제 1 색차 예측 모드의 후보 군은 이용가능한 모든 색차 예측 모드(예를 들어, HEVC의 경우 0~34 번 예측 모드)를 포함하고, 제 2 색차 예측 모드의 후보 군은 보간(interpolation) 과정이 포함되지 않은 예측 모드(예를 들어, HEVC의 경우 플래너(0번), DC(1번), 수평(10번), 수직(26 번) 예측 모드)를 포함할 수 있다. 그리고, 각각의 색차 예측 모드의 후보 군은 산술 복호화(arithmetic decoding) 방법, 2-비트 고정 길이 복호화(2-bit fixed length decoding) 방법 등을 통해 복호화 될 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 현재 블록의 색차 성분에 대하여 각각의 색차 예측 모드의 후보 군에서 선택된 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득할 수 있다.The process of obtaining a plurality of color difference prediction values is also similar to the process of obtaining a plurality of luminance prediction values. First, the image decoding apparatus 30 may classify a plurality of available color difference prediction modes into candidate groups of the plurality of color difference prediction modes. In this case, the color difference prediction mode available in the candidate group of the plurality of color difference prediction modes may be determined by information of neighboring blocks or correlation between each color difference prediction mode. The candidate group of each color difference prediction mode may be set differently, and the entropy encoding method may also be set differently. For example, the candidate group of the color difference prediction mode may be classified into n candidate groups. The candidate group of the first color difference prediction mode among the candidate groups of the plurality of color difference prediction modes includes all available color difference prediction modes (for example, prediction modes 0 to 34 for HEVC) and candidates for the second color difference prediction mode. The group may include prediction modes that do not include an interpolation process (eg, planner (0), DC (1), horizontal (10), and vertical (26) prediction modes for HEVC). Can be. The candidate group of each color difference prediction mode may be decoded through an arithmetic decoding method, a 2-bit fixed length decoding method, or the like. The image decoding apparatus 30 may obtain a plurality of color difference prediction values by applying a color difference prediction mode selected from candidate groups of each color difference prediction mode to the color difference components of the current block.
영상 부호화 장치(20) 및 영상 복호화 장치(30)에서 예측 모드의 후보 군을 설정하는 방법과 엔트로피 부호화/복호화 방법은 다르지만 기본적인 예측 방법은 동일하다.Although the method for setting the candidate group of the prediction mode and the entropy encoding / decoding method are different in the image encoding apparatus 20 and the image decoding apparatus 30, the basic prediction method is the same.
도 4는 일 실시예에 따라 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값을 획득하는 과정을 설명하기 위한 참조도이다.4 is a reference diagram for describing a process of obtaining a prediction value of a current block by applying a plurality of intra prediction modes according to an embodiment.
영상 복호화 장치(30)가 결합 예측을 수행하는 경우, 영상 복호화 장치(30)는 현재 블록의 휘도 성분에 대해 제 1 휘도 인트라 예측(4010)을 수행하여 제 1 휘도 예측 값(X1)을 획득한다. 여기서, 제 1 휘도 인트라 예측(4010)에서 적용된 예측 모드는 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 예측 모드일 수 있다. 그리고, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 임의의 예측 모드들을 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 제 1 휘도 예측 값(X1)을 획득한 후, 현재 블록의 휘도 성분에 대해 제 2 휘도 인트라 예측(4020)을 수행하여 제 2 휘도 예측 값(X2)를 획득한다. 여기서, 제 2 휘도 인트라 예측(4020)에서 적용된 예측 모드는 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 예측 모드일 수 있다. 그리고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 임의의 예측 모드들을 포함할 수 있으며, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에 포함된 예측 모드와는 상이한 예측 모드들을 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 획득한 제 1 휘도 예측 값(X1) 및 제 2 휘도 예측 값(X2)을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값(X)를 결정한다. 여기서 각각의 샘플 값에 가중치 인자(weighting factor)가 사전에 정의되어 있어서, 제 1 휘도 예측 값(X1)에 가중치 인자 WL 이 곱해진다면 제 2 휘도 예측 값(X2)에는 (1-WL) 의 가중치 인자가 곱해져서 최종 휘도 예측 값(X)이 도출된다.When the image decoding apparatus 30 performs joint prediction, the image decoding apparatus 30 performs a first luminance intra prediction 4010 on the luminance component of the current block to obtain a first luminance prediction value X1. . Here, the prediction mode applied in the first luminance intra prediction 4010 may be a prediction mode selected from a candidate group of the first luminance prediction mode. In addition, the candidate group of the first luminance prediction mode may include arbitrary prediction modes. The image decoding apparatus 30 obtains the first luminance prediction value X1 and then performs the second luminance intra prediction 4020 on the luminance component of the current block to obtain the second luminance prediction value X2. Here, the prediction mode applied in the second luminance intra prediction 4020 may be a prediction mode selected from a candidate group of the second luminance prediction mode. In addition, the candidate group of the second luminance prediction mode may include arbitrary prediction modes, and may include prediction modes different from those of the prediction mode included in the candidate group of the first luminance prediction mode. The image decoding apparatus 30 determines a final luminance prediction value X by weighting the obtained first luminance prediction value X1 and the second luminance prediction value X2. Here, if each sample value has a weighting factor defined in advance, and the first luminance prediction value X1 is multiplied by the weighting factor WL, the second luminance prediction value X2 has a weight of (1-WL). The factor is multiplied to derive the final luminance prediction value X.
영상 복호화 장치(30)는 현재 블록의 색차 성분에 대해서도 휘도 성분의 경우와 유사한 방식으로 예측 값을 획득한다. 영상 복호화 장치(30)는 현재 블록의 색차 성분에 대해 제 1 색차 인트라 예측(4030)을 수행하여 제 1 색차 예측 값(Y1)을 획득한다. 여기서, 제 1 색차 인트라 예측(4030)에서 적용된 예측 모드는 제 1 색차 예측 모드의 후보 군에서 선택된 예측 모드일 수 있다. 그리고, 제 1 색차 예측 모드의 후보 군은 임의의 예측 모드들을 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 제 1 색차 예측 값(Y1)을 획득한 후, 현재 블록의 색차 성분에 대해 제 2 색차 인트라 예측(4040)을 수행하여 제 2 색차 예측 값(Y2)를 획득한다. 여기서, 제 2 색차 인트라 예측(4040)에서 적용된 예측 모드는 제 2 색차 예측 모드의 후보 군에서 선택된 예측 모드일 수 있다. 그리고, 제 2 색차 예측 모드의 후보 군은 임의의 예측 모드들을 포함할 수 있으며, 제 1 색차 예측 모드의 후보 군에 포함된 예측 모드와는 상이한 예측 모드들을 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 획득한 제 1 색차 예측 값(Y1) 및 제 2 색차 예측 값(Y2)을 가중 합하여 최종 색차 예측 값(Y)를 결정한다. 여기서 각각의 예측 값에 가중치 인자(weighting factor)가 사전에 정의되어 있어서, 제 1 색차 예측 값(Y1)에 가중치 인자 WC 가 곱해진다면 제 2 색차 예측 값(Y2)에는 (1-WC) 의 가중치 인자가 곱해져서 최종 색차 예측 값(Y)이 도출된다.The image decoding apparatus 30 obtains the prediction value with respect to the color difference component of the current block in a similar manner to the luminance component. The image decoding apparatus 30 obtains a first color difference prediction value Y1 by performing first color difference intra prediction 4030 on the color difference component of the current block. Here, the prediction mode applied in the first color difference intra prediction 4030 may be a prediction mode selected from a candidate group of the first color difference prediction mode. The candidate group of the first color difference prediction mode may include arbitrary prediction modes. The image decoding apparatus 30 obtains the first color difference prediction value Y1 and then performs a second color difference intra prediction 4040 on the color difference component of the current block to obtain a second color difference prediction value Y2. Here, the prediction mode applied in the second color difference intra prediction 4040 may be a prediction mode selected from a candidate group of the second color difference prediction mode. The candidate group of the second chrominance prediction mode may include arbitrary prediction modes, and may include different prediction modes from the prediction mode included in the candidate group of the first chrominance prediction mode. The image decoding apparatus 30 determines a final color difference prediction value Y by weighting the obtained first color difference prediction value Y1 and the second color difference prediction value Y2. Here, if each weighting factor is previously defined in each prediction value, and the first color difference prediction value Y1 is multiplied by the weighting factor WC, the second color difference prediction value Y2 has a weight of (1-WC). The factor is multiplied to derive the final color difference prediction value Y.
제 1 및 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군 사이의 상관관계, 그리고, 제 1 및 제 2 색차 예측 모드의 후보 군 사이의 상관관계에 대하여는 도 8 내지 도 9를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.The correlation between the candidate groups of the first and second luminance prediction modes and the candidate groups of the first and second color difference prediction modes will be described in more detail with reference to FIGS. 8 to 9.
도 5는 일 실시예에 따른 복수 개의 인트라 예측 모드를 이용한 인트라 예측 방법을 나타낸 플로우 차트이다.5 is a flowchart illustrating an intra prediction method using a plurality of intra prediction modes, according to an exemplary embodiment.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는 인트라 모드를 적용하여 예측을 수행할지 여부를 결정한다(5001). 인트라 모드가 적용되지 않는 경우 영상 복호화 장치(30)는 인터 모드를 통한 예측을 수행한다(5005). 만약, 인트라 모드가 적용되는 경우, 영상 복호화 장치(30)는 복수 개의 인트라 예측 모드를 이용한 인트라 예측(즉, ‘결합 인트라 예측’ 또는 ‘중복 인트라 예측’)을 수행할지 여부를 결정하기 위해 결합 인트라 예측의 on/off 플래그를 복호화한다(5010). 영상 복호화 장치(30)는 결합 인트라 예측 플래그를 복호화한 결과에 기초하여, 결합 인트라 예측을 수행할지 여부를 결정한다(5015). 결합 인트라 예측이 수행되지 않는 경우, 영상 복호화 장치(30)는 통상적인 방식에 따라 현재 블록의 휘도 성분 및 색차 성분에 대해 각각 한 번씩 인트라 예측을 수행한다. 즉, 영상 복호화 장치(30)는 제 1 휘도 인트라 예측 모드를 수행하여 휘도 예측 값을 획득하고(5020), 제 1 색차 인트라 예측 모드를 수행하여 색차 예측 값을 획득한다(5025). 그러나, 결합 인트라 예측을 수행하는 경우, 영상 복호화 장치(30)는 N개의 휘도 예측 모드(5030, 5035, 5040)를 적용하여 N개의 휘도 예측 값을 획득하고, K개의 색차 예측 모드(5050, 5055)를 적용하여 K개의 색차 예측 값을 획득한다. N개의 휘도 예측 모드는 N개의 휘도 예측 모드의 후보 군으로부터 각각 선택되고, K개의 색차 예측 모드는 K개의 색차 예측 모드의 후보 군으로부터 각각 선택된다. 이 때, K 및 N은 정수이며, K는 N보다 작거나 같을 수 있다. 이처럼, 결합 인트라 예측을 수행하는 경우, 복수 개의 휘도/색차 예측 모드의 후보 군은 다양한 조합의 예측 모드들을 포함할 수 있으므로, 영상의 복호화를 수행함에 있어 화면 내 예측의 정확도를 높여 전체적인 영상의 압축 효율을 향상시킬 수 있다.The image decoding apparatus 30 according to an embodiment determines whether to perform prediction by applying an intra mode (5001). When the intra mode is not applied, the image decoding apparatus 30 performs prediction through the inter mode (5005). If an intra mode is applied, the image decoding apparatus 30 may determine whether to perform intra prediction using a plurality of intra prediction modes (that is, joint intra prediction or duplicate intra prediction). The on / off flag of the prediction is decoded (5010). The image decoding apparatus 30 determines whether to perform joint intra prediction based on a result of decoding the joint intra prediction flag (5015). When joint intra prediction is not performed, the image decoding apparatus 30 performs intra prediction once on the luminance component and the chrominance component of the current block, respectively, according to a conventional scheme. That is, the image decoding apparatus 30 performs a first luminance intra prediction mode to obtain a luminance prediction value (5020), and performs a first chrominance intra prediction mode to obtain a color difference prediction value (5025). However, when performing joint intra prediction, the image decoding apparatus 30 obtains N luminance prediction values by applying N luminance prediction modes 5030, 5035, and 5040, and obtains K color difference prediction modes 5050, 5055. ) To obtain K color difference prediction values. N luminance prediction modes are each selected from the candidate group of N luminance prediction modes, and K color difference prediction modes are each selected from the candidate group of K color difference prediction modes. In this case, K and N are integers, K may be less than or equal to N. As described above, in the case of performing joint intra prediction, the candidate group of the plurality of luminance / color difference prediction modes may include various combinations of prediction modes, thereby compressing the entire image by increasing the accuracy of intra prediction in decoding the image. The efficiency can be improved.
도 6은 다양한 실시예에 따른 복수 개의 인트라 예측 모드를 이용한 인트라 예측 방법을 나타낸 플로우 차트이다.6 is a flowchart illustrating an intra prediction method using a plurality of intra prediction modes according to various embodiments.
다양한 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는 현재 블록의 색차 성분에 대해 결합 인트라 예측을 수행하지 않을 수도 있다. 이 경우, 인트라 예측의 전체 동작은 다음과 같다. 다양한 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는 인트라 모드를 적용하여 예측을 수행할지 여부를 결정한다(6001). 인트라 모드가 적용되지 않는 경우 영상 복호화 장치(30)는 인터 모드를 통한 예측을 수행한다(6005). 만약, 인트라 모드가 적용되는 경우, 영상 복호화 장치(30)는 복수 개의 인트라 예측 모드를 이용한 인트라 예측(즉, ‘결합 인트라 예측’ 또는 ‘중복 인트라 예측’)을 수행할지 여부를 결정하기 위해 결합 인트라 예측의 on/off 플래그를 복호화한다(6010). 영상 복호화 장치(30)는 결합 인트라 예측 플래그를 복호화한 결과에 기초하여, 결합 인트라 예측을 수행할지 여부를 결정한다(6015). 결합 인트라 예측이 수행되지 않는 경우, 영상 복호화 장치(30)는 통상적인 방식에 따라 현재 블록의 휘도 성분 및 색차 성분에 대해 각각 한 번씩 인트라 예측을 수행한다. 즉, 영상 복호화 장치(30)는 제 1 휘도 인트라 예측 모드를 수행하여 휘도 예측 값을 획득하고(6020), 제 1 색차 인트라 예측 모드를 수행하여 색차 예측 값을 획득한다(6025). 그러나, 결합 인트라 예측을 수행하는 경우, 영상 복호화 장치(30)는 N개의 휘도 예측 모드(6030, 6035, 6040)를 적용하여 N개의 휘도 예측 값을 획득한다. 영상 복호화 장치(30)는 N개의 휘도 예측 값을 획득한 이후, 1개의 색차 예측 모드(6045)를 적용하여 1개의 색차 예측 값을 획득한다. N개의 휘도 예측 모드는 N개의 휘도 예측 모드의 후보 군으로부터 각각 선택되고, 1개의 색차 예측 모드는 1개의 색차 예측 모드의 후보 군으로부터 각각 선택된다. The image decoding apparatus 30 according to various embodiments may not perform joint intra prediction on the color difference component of the current block. In this case, the overall operation of intra prediction is as follows. The image decoding apparatus 30 according to various embodiments determines whether to perform prediction by applying an intra mode (6001). When the intra mode is not applied, the image decoding apparatus 30 performs prediction through the inter mode (6005). If an intra mode is applied, the image decoding apparatus 30 may determine whether to perform intra prediction using a plurality of intra prediction modes (that is, joint intra prediction or duplicate intra prediction). The on / off flag of the prediction is decoded (6010). The image decoding apparatus 30 determines whether to perform joint intra prediction based on a result of decoding the joint intra prediction flag (6015). When joint intra prediction is not performed, the image decoding apparatus 30 performs intra prediction once on the luminance component and the chrominance component of the current block, respectively, according to a conventional scheme. That is, the image decoding apparatus 30 performs a first luminance intra prediction mode to obtain a luminance prediction value (6020), and performs a first chrominance intra prediction mode to obtain a color difference prediction value (6025). However, when performing joint intra prediction, the image decoding apparatus 30 obtains N luminance prediction values by applying N luminance prediction modes 6030, 6035, and 6040. The image decoding apparatus 30 obtains one color difference prediction value by applying one color difference prediction mode 6045 after obtaining N brightness prediction values. N luminance prediction modes are each selected from the candidate group of N luminance prediction modes, and one chrominance prediction mode is each selected from the candidate group of one chrominance prediction mode.
도 7은 일 실시예에 따른 결합 인트라 예측을 위한 신택스 파싱 과정을 나타낸 플로우 차트이다.7 is a flowchart illustrating a syntax parsing process for joint intra prediction according to an embodiment.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는 슬라이스 타입인지 여부를 복호화하여(7001), 복호화 대상 슬라이스가 인트라 슬라이스인지 여부를 결정한다(7005). 만약, 복호화 대상 슬라이스가 인트라 슬라이스가 아닌 경우, 영상 복호화 장치(30)는 슬라이스 내의 블록에 대해 인트라/인터 타입인지 여부를 복호화하여(7010), 복호화 대상 블록이 인트라 블록인지 여부를 결정한다(7015). 만약, 복호화 대상 블록이 인트라 블록이 아닌 경우 영상 복호화 장치(30)는 인터 블록 복호화를 수행한다(7020). 그러나, 복호화 대상 슬라이스가 인트라 슬라이스이거나 복호화 대상 블록이 인트라 블록인 경우, 영상 복호화 장치(30)는 결합 인트라 예측을 수행할지 여부를 결정하기 위해 결합 인트라 예측의 on/off 플래그를 복호화한다(7025). 영상 복호화 장치(30)는 결합 인트라 예측 플래그를 복호화한 결과에 기초하여, 결합 인트라 예측을 수행할지 여부를 결정한다(7030). 결합 인트라 예측이 수행되지 않는 경우, 영상 복호화 장치(30)는 통상적인 방식에 따라 현재 블록의 휘도 성분 및 색차 성분에 대해 각각 한 번씩 인트라 예측을 수행한다(7035). 결합 인트라 예측을 수행하는 경우, 영상 복호화 장치(30)는 현재 블록의 휘도 성분 및 색차 성분에 대해 복수 개의 인트라 예측 모드를 이용한 결합 인트라 예측을 수행한다(7040).The video decoding apparatus 30 according to an embodiment decodes whether the slice type is 7001, and determines whether the decoding target slice is an intra slice (7005). If the decoding target slice is not an intra slice, the image decoding apparatus 30 decodes whether the block within the slice is an intra / inter type (7010), and determines whether the decoding target block is an intra block (7015). ). If the decoding target block is not an intra block, the image decoding apparatus 30 performs inter block decoding (7020). However, when the decoding target slice is an intra slice or the decoding target block is an intra block, the image decoding apparatus 30 decodes an on / off flag of joint intra prediction to determine whether to perform joint intra prediction (7025). . The image decoding apparatus 30 determines whether to perform joint intra prediction based on a result of decoding the joint intra prediction flag (7030). When joint intra prediction is not performed, the image decoding apparatus 30 performs intra prediction once on the luminance component and the chrominance component of the current block, respectively, in a conventional manner (7035). When performing joint intra prediction, the image decoding apparatus 30 performs joint intra prediction using a plurality of intra prediction modes on the luminance component and the chrominance component of the current block (7040).
일 실시예에 따른 복수 개의 휘도/색차 예측 모드의 후보 군은 다양한 조합의 예측 모드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 35개의 인트라 예측 모드들을 모두 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 DC 모드(Mode 1) 및 플래너(Planar) 모드(Mode 0)를 포함할 수 있다.The candidate group of the plurality of luminance / color difference prediction modes according to an embodiment may include various combinations of prediction modes. For example, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes, and the candidate group of the second luminance prediction mode is a DC mode (Mode 1) and a planar mode (Mode 0). It may include.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 35개의 인트라 예측 모드들을 모두 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 수평(Horizontal) 모드(Mode 10) 및 수직(Vertical) 모드(Mode 26)를 포함할 수 있다.In addition, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes, and the candidate group of the second luminance prediction mode is a horizontal mode (Mode 10) and a vertical mode (Mode 26). ) May be included.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 35개의 인트라 예측 모드들을 모두 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 좌측 하단(Bottom Left) 모드(Mode 2) 및 우측 상단(Above Right) 모드(Mode 34)를 포함할 수 있다.Further, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes, and the candidate group of the second luminance prediction mode includes the bottom left mode (Mode 2) and the upper right (Above Right). It may include a mode (Mode 34).
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 35개의 인트라 예측 모드들을 모두 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 플래너 모드(Mode 0), DC 모드(Mode 1), 수평 모드(Mode 10) 및 수직 모드(Mode 26)을 포함할 수 있다.In addition, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes, and the candidate group of the second luminance prediction mode includes a planner mode (Mode 0), a DC mode (Mode 1), and a horizontal mode (Mode). 10) and vertical mode (Mode 26).
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 35개의 인트라 예측 모드들을 모두 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 보간(interpolation) 과정이 포함되지 않은 예측 모드(예를 들어, 수평, 수직, 대각선 방향의 예측 모드)를 우선적으로 포함할 수 있다.In addition, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes, and the candidate group of the second luminance prediction mode includes a prediction mode (eg, horizontal, Vertical and diagonal prediction modes) may be included first.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드는 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군에서 제외될 수 있다.In addition, the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode in HEVC may be excluded from the candidate group of the second luminance prediction mode.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드가 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군에도 포함되어 있는 경우, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드는 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군에서 다른 휘도 예측 모드로 대체될 수 있다.In addition, when the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode in the HEVC is also included in the candidate group of the second luminance prediction mode, the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode is the second luminance prediction. It may be replaced by another luminance prediction mode in the candidate group of modes.
도 8은 일 실시예에 따른 예측 모드의 후보 군을 설정하는 방법을 도시한다.8 illustrates a method of setting a candidate group of a prediction mode according to an embodiment.
도 8을 참조하면, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드가 Mode 10 인 경우(8010), 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군(8020)에서 Mode 10 을 제외하고 대신 Mode 34 의 대체 모드(8050)를 추가할 수 있다. 즉, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드는 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군을 구성하는데 영향을 줄 수 있다. 도 8을 참조하면, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 Mode 10 이 선택됨으로 인해, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군이 Mode 0, 1, 10 및 26 을 포함하는 후보 군(8020)에서 Mode 0, 1, 26 및 34 를 포함하는 후보 군(8040)으로 변경됨이 도시된다.Referring to FIG. 8, when the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode is Mode 10 (8010), except for Mode 10 in the candidate group 8020 of the second luminance prediction mode, instead of Mode 34 Mode 8050 may be added. That is, the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode may influence the configuration of the candidate group of the second luminance prediction mode. Referring to FIG. 8, since Mode 10 is selected from the candidate group of the first luminance prediction mode, the candidate group of the second luminance prediction mode is Mode 0 in the candidate group 8020 including Mode 0, 1, 10, and 26. Shown as being changed to a candidate group 8040, which includes 1, 26, and 34.
일 실시예에 따른 복수 개의 휘도/색차 예측 모드의 후보 군은 더 다양한 조합의 예측 모드들을 포함할 수 있다.The candidate group of the plurality of luminance / color difference prediction modes according to an embodiment may include more various combinations of prediction modes.
예를 들어, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 35개의 인트라 예측 모드들을 모두 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 플래너 모드(Mode 0), DC 모드(Mode 1), 수평 모드(Mode 10), 수직 모드(Mode 26), 우측 상단 모드(Mode 34), 좌측 하단 모드(Mode 2), 좌측 상단 모드(Mode 18) 및 Mode 6을 포함할 수 있다. 여기서 Mode 6은 다른 모드 중 하나로 대체될 수 있다.For example, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes, and the candidate group of the second luminance prediction mode includes planner mode (Mode 0), DC mode (Mode 1), and horizontal mode. (Mode 10), vertical mode (Mode 26), upper right mode (Mode 34), lower left mode (Mode 2), upper left mode (Mode 18), and Mode 6. Here Mode 6 can be replaced with one of the other modes.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 35개의 인트라 예측 모드들을 모두 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 예측 모드를 제외한 나머지 34개의 인트라 예측 모드들을 모두 포함할 수 있다.Further, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all 35 intra prediction modes, and the candidate group of the second luminance prediction mode is 34 intra except for the prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode. It can include all prediction modes.
또한, HEVC에서 제 1 및 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 플래너 모드, DC 모드, 그리고 짝수 모드를 포함하여 이용가능한 예측 모드의 개수를 19개로 제한할 수 있다.In addition, in HEVC, the candidate group of the first and second luminance prediction modes may limit the number of available prediction modes to 19, including a planner mode, a DC mode, and an even mode.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 플래너 모드, DC 모드, 그리고 짝수 모드를 포함한 19개의 인트라 예측 모드들을 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 DC 모드(Mode 1) 및 플래너 모드(Mode 0)을 포함할 수 있다.Further, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode, and the candidate group of the second luminance prediction mode is a DC mode (Mode 1) and a planner. Mode 0 may be included.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 플래너 모드, DC 모드, 그리고 짝수 모드를 포함한 19개의 인트라 예측 모드들을 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 수평 모드(Mode 10) 및 수직 모드(Mode 26)을 포함할 수 있다.In addition, the candidate group of the first luminance prediction mode in HEVC includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode, and the candidate group of the second luminance prediction mode is a horizontal mode (Mode 10) and a vertical. Mode 26 may be included.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 플래너 모드, DC 모드, 그리고 짝수 모드를 포함한 19개의 인트라 예측 모드들을 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 DC 모드(Mode 1), 플래너 모드(Mode 0), 수평 모드(Mode 10) 및 수직 모드(Mode 26)를 포함할 수 있다.Further, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode, and the candidate group of the second luminance prediction mode is a DC mode (Mode 1), a planner. It may include a mode (Mode 0), a horizontal mode (Mode 10) and a vertical mode (Mode 26).
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 플래너 모드, DC 모드, 그리고 짝수 모드를 포함한 19개의 인트라 예측 모드들을 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 플래너 모드(Mode 0), DC 모드(Mode 1), 수평 모드(Mode 10), 수직 모드(Mode 26), 우측 상단 모드(Mode 34), 좌측 하단 모드(Mode 2), 좌측 상단 모드(Mode 18) 및 Mode 6을 포함할 수 있다. 여기서 Mode 6은 다른 모드 중 하나로 대체될 수 있다.Further, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode, and the candidate group of the second luminance prediction mode is a planner mode (Mode 0), DC. Mode (Mode 1), horizontal mode (Mode 10), vertical mode (Mode 26), upper right mode (Mode 34), lower left mode (Mode 2), upper left mode (Mode 18), and Mode 6 have. Here Mode 6 can be replaced with one of the other modes.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 플래너 모드, DC 모드, 그리고 짝수 모드를 포함한 19개의 인트라 예측 모드들을 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 예측 모드를 제외한 나머지 34개의 인트라 예측 모드들을 모두 포함할 수 있다.Further, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode, and the candidate group of the second luminance prediction mode is a candidate group of the first luminance prediction mode. All 34 intra prediction modes may be included except the prediction mode selected in FIG.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 플래너 모드, DC 모드, 그리고 짝수 모드를 포함한 19개의 인트라 예측 모드들을 포함하고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군은 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 예측 모드를 제외한 나머지 16개의 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.Further, in HEVC, the candidate group of the first luminance prediction mode includes 19 intra prediction modes including a planner mode, a DC mode, and an even mode, and the candidate group of the second luminance prediction mode is a candidate group of the first luminance prediction mode. It may include the remaining 16 intra prediction modes except the prediction mode available in.
또한, HEVC에서 색차 예측 모드의 후보 군은 제 1 및 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 모든 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.In addition, the candidate group of the chrominance prediction mode in HEVC may include all intra prediction modes available in the candidate group of the first and second luminance prediction modes.
또한, HEVC에서 색차 예측 모드의 후보 군은 제 1 및 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.In addition, the candidate group of the chrominance prediction mode in HEVC may include intra prediction modes selected from candidate groups of the first and second luminance prediction modes.
도 9는 다양한 실시예에 따른 예측 모드의 후보 군을 설정하는 방법을 도시한다.9 illustrates a method of setting a candidate group of a prediction mode according to various embodiments.
도 9를 참조하면, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드가 Mode 1 이고, 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드가 Mode 10 인 경우(9010), 색차 예측 모드의 후보 군(9020)에서 Mode 1 및 Mode 10 을 제외하고 대신 Mode 34 및 Mode 2 의 대체 후보 모드(9050)를 추가할 수 있다. 여기서, 대체되는 후보 모드들 간의 우선순위가 존재할 수 있다. 예를 들어, Mode 34 가 Mode 2 보다 높은 우선순위를 가져서 먼저 대체될 수 있다. 도 9의 실시예에서와 같이, 제 1 및 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드들은 색차 예측 모드의 후보 군을 구성하는데 영향을 줄 수 있다. 도 9를 참조하면, 제 1 및 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군에서 Mode 1 및 Mode 10 이 선택됨으로 인해, 색차 예측 모드의 후보 군이 Mode 0, 1, 10 및 26 을 포함하는 후보 군(9020)에서 Mode 0, 2, 26 및 34 를 포함하는 후보 군(9040)으로 변경됨이 도시된다.Referring to FIG. 9, when the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode is Mode 1 and the luminance prediction mode selected from the candidate group of the second luminance prediction mode is Mode 10 (9010), the chrominance prediction mode is determined. In the candidate group 9020, except for Mode 1 and Mode 10, an alternative candidate mode 9050 of Mode 34 and Mode 2 may be added instead. Here, there may be a priority between candidate modes to be replaced. For example, Mode 34 may have a higher priority than Mode 2 and may be replaced first. As in the embodiment of FIG. 9, the luminance prediction modes selected from the candidate groups of the first and second luminance prediction modes may influence the configuration of the candidate group of the chrominance prediction mode. 9, since Mode 1 and Mode 10 are selected from candidate groups of the first and second luminance prediction modes, the candidate group of the color difference prediction mode includes Mode 0, 1, 10, and 26 (9020). Is changed to a candidate group 9040 including Modes 0, 2, 26, and 34.
또한, HEVC에서 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에 포함된 인트라 예측 모드는 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군에 포함된 인트라 예측 모드와 상이할 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 휘도 예측 모드의 후보 군을 분류할 때, 각 후보 군이 서로 동일한 예측 모드를 포함하지 않도록 그룹화될 수 있다.In addition, the intra prediction mode included in the candidate group of the first luminance prediction mode in HEVC may be different from the intra prediction mode included in the candidate group of the second luminance prediction mode. For example, when classifying candidate groups of the first and second luminance prediction modes, each candidate group may be grouped so as not to include the same prediction mode.
또한, HEVC에서 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군은, 방향성이 없는 예측 모드의 후보 군(예를 들어, 플래너, DC 모드), 수평 방향성을 갖는 예측 모드의 후보 군(예를 들어, Mode 2~18) 또는 수직 방향성을 갖는 예측 모드의 후보 군(예를 들어, Mode 18~34) 중 어느 하나에 대응할 수 있다. 여기서, Mode 18 은 수평 방향성을 갖는 후보 군에도 속할 수 있고 수직 방향성을 갖는 후보 군에도 속할 수 있다.Further, in HEVC, the candidate group of each luminance prediction mode is a candidate group of prediction mode without direction (eg, planner, DC mode), and a candidate group of prediction mode having horizontal direction (eg, Mode 2 ~). 18) or a candidate group of prediction modes having vertical directionality (for example, Modes 18 to 34). Here, Mode 18 may belong to a candidate group having a horizontal orientation and may also belong to a candidate group having a vertical orientation.
또한, 복수 개의 휘도/색차 예측 모드의 후보 군의 컨텍스트 모델은 개별적으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에서 인트라 예측 모드의 컨텍스트 모델은 주변 블록(예를 들어, 좌측 상단, 상단, 우측 상단, 좌측, 좌측 하단 블록)의 인트라 예측 모드를 이용해서 구해질 수 있다.In addition, the context models of candidate groups of the plurality of luminance / color difference prediction modes may be individually set. For example, the context model of the intra prediction mode in the current block may be obtained using the intra prediction mode of the neighboring block (eg, upper left, upper, upper right, left, lower left blocks).
또한, HEVC에서 현재 블록에 대한 휘도 성분을 예측함에 있어서, 주변 블록 중 상단 블록에 대한 휘도 성분 예측 모드와 좌측 블록에 대한 휘도 성분 예측 모드를 컨텍스트 모델화에 이용할 수 있다. 현재 블록에 대한 제 1 휘도 예측 모드는 주변 블록의 제 1 휘도 예측 모드를 이용해서 컨텍스트 모델을 결정하고, 현재 블록에 대한 제 2 휘도 예측 모드는 주변 블록의 제 2 휘도 예측 모드를 이용하여 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다. 일반적인 인트라 예측 방법으로 예측된 인트라 블록의 휘도 및 색차 예측 모드는 제 1 휘도 및 색차 예측 모드로 간주될 수 있다.In addition, in predicting the luminance component of the current block in HEVC, the luminance component prediction mode of the upper block among the neighboring blocks and the luminance component prediction mode of the left block may be used for context modeling. The first luminance prediction mode for the current block determines the context model using the first luminance prediction mode of the neighboring block, and the second luminance prediction mode for the current block uses the second luminance prediction mode of the neighboring block. Can be determined. The luminance and chrominance prediction mode of the intra block predicted by the general intra prediction method may be regarded as the first luminance and chrominance prediction mode.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(20) 및 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)에서, 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값을 획득할 수 있음은 전술한 바와 같다. 이하 도 10 내지 도 22를 참조하여, 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 영상 부호화 기법 및 영상 복호화 기법의 실시예가 개시된다. 또한, 이하 도 23 내지 도 28을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 인트라 예측 모드 기법의 실시예가 개시된다.As described above, the image encoding apparatus 20 according to an embodiment and the image decoding apparatus 30 according to an embodiment may obtain a prediction value of the current block by applying a plurality of intra prediction modes. Hereinafter, an embodiment of an image encoding method and an image decoding method based on coding units having a tree structure according to various embodiments will be described with reference to FIGS. 10 to 22. Also, an embodiment of an intra prediction mode scheme according to various embodiments is described with reference to FIGS. 23 through 28.
도 10은 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 블록도를 도시한다. 도 10에 도시된 영상 부호화 장치(100)는 전술한 도 2a의 영상 부호화 장치(20)과 대응될 수 있으며, 영상 부호화 장치(100)에 포함된 최대 부호화 단위 분할부(110) 및 부호화 단위 결정부(120)는 부호화부(21) 내에 일부로서 포함되어 그 기능을 수행할 수 있다.10 is a block diagram of an image encoding apparatus, according to an embodiment. The image encoding apparatus 100 illustrated in FIG. 10 may correspond to the image encoding apparatus 20 of FIG. 2A described above, and determine the maximum coding unit splitter 110 and the coding unit included in the image encoding apparatus 100. The unit 120 may be included as a part of the encoder 21 to perform a function thereof.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다.The image encoding apparatus 100 according to an embodiment includes a maximum coding unit splitter 110, a coding unit determiner 120, and an outputter 130.
최대 부호화 단위 분할부(110)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 8보다 큰 2의 제곱승인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위별로 부호화 단위 결정부(120)로 출력될 수 있다.The maximum coding unit splitter 110 may partition the current picture based on the maximum coding unit that is a coding unit of the maximum size for the current picture of the image. If the current picture is larger than the maximum coding unit, image data of the current picture may be split into at least one maximum coding unit. The maximum coding unit according to an embodiment may be a data unit having a size of 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, etc., and may be a square data unit having a square power of 2 with a horizontal and vertical size greater than eight. The image data may be output to the coding unit determiner 120 for at least one maximum coding unit.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.The coding unit according to an embodiment may be characterized by a maximum size and depth. The depth indicates the number of times the coding unit is spatially divided from the maximum coding unit, and as the depth increases, the coding unit for each depth may be split from the maximum coding unit to the minimum coding unit. The depth of the largest coding unit is the highest depth and the minimum coding unit may be defined as the lowest coding unit. As the maximum coding unit decreases as the depth increases, the size of the coding unit for each depth decreases, and thus, the coding unit of the higher depth may include coding units of a plurality of lower depths.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다. As described above, the image data of the current picture may be divided into maximum coding units according to the maximum size of the coding unit, and each maximum coding unit may include coding units divided by depths. Since the maximum coding unit is divided according to depths, image data of a spatial domain included in the maximum coding unit may be hierarchically classified according to depths.
최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.The maximum depth and the maximum size of the coding unit that limit the total number of times of hierarchically dividing the height and the width of the maximum coding unit may be preset.
부호화 단위 결정부(120)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정한다. 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.The coding unit determiner 120 encodes at least one divided region obtained by dividing the region of the largest coding unit for each depth, and determines a depth at which the final encoding result is output for each of the at least one divided region. That is, the coding unit determiner 120 encodes the image data in coding units according to depths for each maximum coding unit of the current picture, and selects a depth at which the smallest coding error occurs to determine the coding depth. The determined coded depth and the image data for each maximum coding unit are output to the outputter 130.
최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 심도가 결정될 수 있다. Image data in the largest coding unit is encoded based on coding units according to depths according to at least one depth less than or equal to the maximum depth, and encoding results based on the coding units for each depth are compared. As a result of comparing the encoding error of the coding units according to depths, a depth having the smallest encoding error may be selected. At least one coding depth may be determined for each maximum coding unit.
최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 부호화 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 부호화 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 부호화 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.As the depth of the maximum coding unit increases, the coding unit is divided into hierarchically and the number of coding units increases. In addition, even in the case of coding units having the same depth included in one largest coding unit, a coding error of each data is measured, and whether or not division into a lower depth is determined. Therefore, even in the data included in one largest coding unit, since the encoding error for each depth is different according to the position, the coding depth may be differently determined according to the position. Accordingly, one or more coding depths may be set for one maximum coding unit, and data of the maximum coding unit may be partitioned according to coding units of one or more coding depths.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 부호화 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 부호화 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 부호화 심도는, 다른 영역에 대한 부호화 심도와 독립적으로 결정될 수 있다. Accordingly, the coding unit determiner 120 according to an embodiment may determine coding units having a tree structure included in the current maximum coding unit. The coding units having a tree structure according to an embodiment include coding units having a depth determined as a coding depth among all deeper coding units included in the maximum coding unit. The coding unit of the coding depth may be hierarchically determined according to the depth in the same region within the maximum coding unit, and may be independently determined for the other regions. Similarly, the coded depth for the current region may be determined independently of the coded depth for the other region.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.The maximum depth according to an embodiment is an index related to the number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit. The first maximum depth according to an embodiment may represent the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit. The second maximum depth according to an embodiment may represent the total number of depth levels from the maximum coding unit to the minimum coding unit. For example, when the depth of the largest coding unit is 0, the depth of the coding unit obtained by dividing the largest coding unit once may be set to 1, and the depth of the coding unit divided twice may be set to 2. In this case, if the coding unit divided four times from the maximum coding unit is the minimum coding unit, since depth levels of 0, 1, 2, 3, and 4 exist, the first maximum depth is set to 4 and the second maximum depth is set to 5. Can be.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 주파수 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다. Predictive coding and frequency transform of the largest coding unit may be performed. Similarly, the prediction encoding and the frequency transformation are performed based on depth-wise coding units for each maximum coding unit and for each depth below the maximum depth.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 주파수 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 주파수 변환을 설명하겠다.Since the number of coding units for each depth increases each time the maximum coding unit is divided for each depth, encoding including prediction coding and frequency transformation should be performed on all the coding units for each depth generated as the depth deepens. For convenience of explanation, the prediction encoding and the frequency transformation will be described based on the coding unit of the current depth among at least one maximum coding unit.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 주파수 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.The image encoding apparatus 100 according to an embodiment may variously select a size or shape of a data unit for encoding image data. The encoding of the image data is performed through prediction encoding, frequency conversion, entropy encoding, and the like. The same data unit may be used in every step, or the data unit may be changed in steps.
예를 들어 영상 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다. For example, the image encoding apparatus 100 may select not only a coding unit for encoding the image data, but also a data unit different from the coding unit in order to perform predictive encoding of the image data in the coding unit.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 부호화 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다. For prediction encoding of the largest coding unit, prediction encoding may be performed based on a coding unit of a coding depth, that is, a more strange undivided coding unit, according to an embodiment. Hereinafter, a more strange undivided coding unit that is the basis of prediction coding is referred to as a 'prediction unit'. The partition in which the prediction unit is divided may include a data unit in which at least one of the prediction unit and the height and the width of the prediction unit are divided.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 타입은 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.For example, when a coding unit having a size of 2Nx2N (where N is a positive integer) is no longer split, it becomes a prediction unit of size 2Nx2N, and the size of a partition may be 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN, or the like. According to an embodiment, the partition type includes not only symmetric partitions in which the height or width of the prediction unit is divided by a symmetrical ratio, but also partitions divided in an asymmetrical ratio, such as 1: n or n: 1, by a geometric form. It may optionally include partitioned partitions, arbitrary types of partitions, and the like.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.The prediction mode of the prediction unit may be at least one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode. For example, the intra mode and the inter mode may be performed on partitions having sizes of 2N × 2N, 2N × N, N × 2N, and N × N. In addition, the skip mode may be performed only for partitions having a size of 2N × 2N. The encoding may be performed independently for each prediction unit within the coding unit to select a prediction mode having the smallest encoding error.
또한, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 주파수 변환을 수행할 수 있다.Also, the image encoding apparatus 100 according to an embodiment may perform frequency conversion of image data of a coding unit based on not only a coding unit for encoding the image data but also a data unit different from the coding unit.
부호화 단위의 주파수 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 데이터 단위를 기반으로 주파수 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어, 주파수 변환을 위한 데이터 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 데이터 단위를 포함할 수 있다. For frequency conversion of a coding unit, frequency conversion may be performed based on a data unit having a size smaller than or equal to the coding unit. For example, the data unit for frequency conversion may include a data unit for an intra mode and a data unit for an inter mode.
이하, 주파수 변환의 기반이 되는 데이터 단위는 '변환 단위'라고 지칭될 수 있다. 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다. Hereinafter, the data unit on which the frequency conversion is based may be referred to as a 'conversion unit'. In a manner similar to the coding unit, while the transform unit in the coding unit is recursively divided into smaller transform units, the residual data of the coding unit may be partitioned according to the transform unit having a tree structure according to the transform depth.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.For a transform unit according to an embodiment, a transform depth indicating a number of divisions between the height and the width of the coding unit divided to the transform unit may be set. For example, if the size of the transform unit of the current coding unit of size 2Nx2N is 2Nx2N, the transform depth is 0, the transform depth 1 if the size of the transform unit is NxN, and the transform depth 2 if the size of the transform unit is N / 2xN / 2. Can be. That is, the transformation unit having a tree structure may also be set for the transformation unit according to the transformation depth.
부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 주파수 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 타입, 예측 단위별 예측 모드, 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.The encoded information for each coded depth requires not only the coded depth but also prediction related information and frequency transform related information. Accordingly, the coding unit determiner 120 may determine not only a coding depth that generates a minimum coding error, but also a partition type obtained by dividing a prediction unit into partitions, a prediction mode for each prediction unit, and a size of a transformation unit for frequency transformation. .
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 파티션의 결정 방식에 대해서는, 도 12 내지 21을 참조하여 상세히 후술한다.A method of determining a coding unit and a partition according to a tree structure of a maximum coding unit according to an embodiment will be described later in detail with reference to FIGS. 12 to 21.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.The coding unit determiner 120 may measure a coding error of coding units according to depths using a Lagrangian Multiplier-based rate-distortion optimization technique.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다. The output unit 130 outputs the image data of the maximum coding unit encoded based on the at least one coded depth determined by the coding unit determiner 120 and the information about the encoding modes according to depths in the form of a bit stream.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.The encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.The information about the encoding modes according to depths may include encoding depth information, partition type information of a prediction unit, prediction mode information, size information of a transformation unit, and the like.
부호화 심도 정보는, 현재 심도로 부호화하지 않고 하위 심도의 부호화 단위로 부호화할지 여부를 나타내는 심도별 분할 정보를 이용하여 정의될 수 있다. 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도라면, 현재 부호화 단위는 현재 심도의 부호화 단위로 부호화되므로 현재 심도의 분할 정보는 더 이상 하위 심도로 분할되지 않도록 정의될 수 있다. 반대로, 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.The coded depth information may be defined using depth-specific segmentation information indicating whether to encode to a coding unit of a lower depth without encoding to the current depth. If the current depth of the current coding unit is a coding depth, since the current coding unit is encoded in a coding unit of the current depth, split information of the current depth may be defined so that it is no longer divided into lower depths. On the contrary, if the current depth of the current coding unit is not the coding depth, encoding should be attempted using the coding unit of the lower depth, and thus split information of the current depth may be defined to be divided into coding units of the lower depth.
현재 심도가 부호화 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.If the current depth is not the coded depth, encoding is performed on the coding unit divided into the coding units of the lower depth. Since at least one coding unit of a lower depth exists in the coding unit of the current depth, encoding may be repeatedly performed for each coding unit of each lower depth, and recursive coding may be performed for each coding unit of the same depth.
하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 부호화 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 부호화 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 설정될 수 있다.Since coding units having a tree structure are determined in one largest coding unit and information about at least one coding mode should be determined for each coding unit of a coding depth, information about at least one coding mode may be determined for one maximum coding unit. Can be. In addition, since the data of the largest coding unit is divided hierarchically according to the depth, the coding depth may be different for each location, and thus information about the coded depth and the coding mode may be set for the data.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다. Accordingly, the output unit 130 according to an embodiment may allocate encoding information about a corresponding coding depth and an encoding mode to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit included in the maximum coding unit. .
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이며, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.According to an embodiment, a minimum unit is a square data unit having a minimum coding unit, which is a lowest coding depth, divided into four pieces, and has a maximum size that may be included in all coding units, prediction units, and transformation units included in the maximum coding unit. It may be a square data unit.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더에 삽입될 수 있다.For example, the encoding information output through the output unit 130 may be classified into encoding information according to depth coding units and encoding information according to prediction units. The encoding information for each coding unit according to depth may include prediction mode information and partition size information. The encoding information transmitted for each prediction unit includes information about an estimation direction of the inter mode, information about a reference image index of the inter mode, information about a motion vector, information about a chroma component of an intra mode, and information about an inter mode of an intra mode. And the like. In addition, information about a maximum size and information about a maximum depth of a coding unit defined for each picture, slice, or GOP may be inserted in a header of a bitstream.
영상 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.According to an embodiment of the simplest form of the image encoding apparatus 100, a coding unit according to depths is a coding unit having a size in which a height and a width of a coding unit of one layer higher depth are divided by half. That is, if the size of the coding unit of the current depth is 2Nx2N, the size of the coding unit of the lower depth is NxN. In addition, the current coding unit having a size of 2N × 2N may include up to four lower depth coding units having a size of N × N.
따라서, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 주파수 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.Accordingly, the image encoding apparatus 100 according to an embodiment determines a coding unit having an optimal shape and size for each maximum coding unit based on the size and the maximum depth of the maximum coding unit determined in consideration of characteristics of the current picture. In this case, coding units having a tree structure may be configured. In addition, since each of the maximum coding units may be encoded in various prediction modes, frequency transform schemes, or the like, an optimal coding mode may be determined in consideration of image characteristics of coding units having various image sizes.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.Therefore, if an image having a very high resolution or a very large data amount is encoded in an existing macroblock unit, the number of macroblocks per picture is excessively increased. Accordingly, since the compressed information generated for each macroblock increases, the transmission burden of the compressed information increases, and the data compression efficiency tends to decrease. Therefore, the image encoding apparatus according to an embodiment may adjust the coding unit in consideration of the image characteristics while increasing the maximum size of the coding unit in consideration of the size of the image, thereby increasing image compression efficiency.
도 11은 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 블록도를 도시한다. 도 11에 도시된 영상 복호화 장치(200)는 전술한 도 3a의 영상 복호화 장치(30)과 대응될 수 있으며, 영상 복호화 장치(200)에 포함된 영상 데이터 및 복호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)는 복호화부(32) 내에 일부로서 포함되어 그 기능을 수행할 수 있다.11 is a block diagram of an image decoding apparatus, according to an embodiment. The image decoding apparatus 200 illustrated in FIG. 11 may correspond to the image decoding apparatus 30 of FIG. 3A, and the image data and decoding information extracting unit 220 and the image included in the image decoding apparatus 200. The data decoder 230 may be included as a part of the decoder 32 to perform a function thereof.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)의 각종 프로세싱을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 10 및 영상 부호화 장치(100)을 참조하여 전술한 바와 동일하다. The image decoding apparatus 200 according to an embodiment includes a receiver 210, image data and encoding information extractor 220, and image data decoder 230. Definitions of various terms such as coding units, depths, prediction units, transformation units, and information about various encoding modes for various processings of the image decoding apparatus 200 according to an exemplary embodiment may be described with reference to FIG. 10 and the image encoding apparatus 100. Same as described above with reference.
수신부(205)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱(parsing)한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다. The receiver 205 receives and parses a bitstream of an encoded video. The image data and encoding information extractor 220 extracts image data encoded for each coding unit from the parsed bitstream according to coding units having a tree structure for each maximum coding unit, and outputs the encoded image data to the image data decoder 230. The image data and encoding information extractor 220 may extract information about a maximum size of a coding unit of the current picture from a header for the current picture.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. 추출된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다. Also, the image data and encoding information extractor 220 extracts information about a coded depth and an encoding mode for the coding units having a tree structure for each maximum coding unit, from the parsed bitstream. The extracted information about the coded depth and the coding mode is output to the image data decoder 230. That is, the image data of the bit string may be divided into maximum coding units so that the image data decoder 230 may decode the image data for each maximum coding unit.
최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 하나 이상의 부호화 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 부호화 심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 부호화 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.The information about the coded depth and the encoding mode for each largest coding unit may be set with respect to one or more coded depth information, and the information about the coding mode according to the coded depths may include partition type information, prediction mode information, and transformation unit of the corresponding coding unit. May include size information and the like. In addition, split information for each depth may be extracted as the coded depth information.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보이다. 따라서, 영상 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.The information about the coded depth and the encoding mode according to the maximum coding units extracted by the image data and the encoding information extractor 220 may be encoded according to the depth according to the maximum coding unit, as in the image encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment. Information about a coded depth and an encoding mode determined to repeatedly perform encoding for each unit to generate a minimum encoding error. Therefore, the image decoding apparatus 200 may reconstruct the image by decoding the data according to an encoding method that generates a minimum encoding error.
일 실시예에 따른 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다. Since the encoded information about the coded depth and the encoding mode according to an embodiment may be allocated to a predetermined data unit among the corresponding coding unit, the prediction unit, and the minimum unit, the image data and the encoding information extractor 220 may determine the predetermined data. Information about a coded depth and an encoding mode may be extracted for each unit. If the information about the coded depth and the coding mode of the maximum coding unit is recorded for each of the predetermined data units, the predetermined data units having the information about the same coded depth and the coding mode are inferred as data units included in the same maximum coding unit. Can be.
영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 타입, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 주파수 역변환 과정을 포함할 수 있다.The image data decoder 230 reconstructs the current picture by decoding image data of each maximum coding unit based on the information about the coded depth and the encoding mode for each maximum coding unit. That is, the image data decoder 230 may decode the encoded image data based on the read partition type, the prediction mode, and the transformation unit for each coding unit among the coding units having the tree structure included in the maximum coding unit. Can be. The decoding process may include a prediction process including intra prediction and motion compensation, and a frequency inverse transform process.
영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.The image data decoder 230 may perform intra prediction or motion compensation according to each partition and prediction mode for each coding unit based on partition type information and prediction mode information of the prediction unit of the coding unit for each coding depth. .
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 주파수 역변환을 위해, 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위의 크기 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 변환 단위에 따라 주파수 역변환을 수행할 수 있다.In addition, the image data decoder 230 may perform frequency inverse transformation according to each transformation unit for each coding unit based on size information of the transformation unit of the coding unit for each coding depth, for a frequency inverse transformation for each maximum coding unit. have.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 부호화 심도이다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 타입, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다. The image data decoder 230 may determine the coded depth of the current maximum coding unit by using the split information for each depth. If the split information indicates that the split information is no longer split at the current depth, the current depth is the coded depth. Therefore, the image data decoder 230 may decode the coding unit of the current depth using the partition type, the prediction mode, and the transformation unit size information of the prediction unit with respect to the image data of the current maximum coding unit.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 수 있다. In other words, by observing the encoding information set for a predetermined data unit among the coding unit, the prediction unit, and the minimum unit, the data units having the encoding information including the same split information are gathered, and the image data decoder 230 It may be regarded as one data unit to be decoded in the same encoding mode.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.The image decoding apparatus 200 according to an exemplary embodiment may obtain information about a coding unit that generates a minimum coding error by recursively encoding each maximum coding unit in an encoding process, and use the same to decode the current picture. have. That is, decoding of encoded image data of coding units having a tree structure determined as an optimal coding unit for each maximum coding unit can be performed.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.Therefore, even if a high resolution image or an excessively large amount of data is used, the image data can be efficiently used according to the coding unit size and the encoding mode that are adaptively determined according to the characteristics of the image by using the information about the optimum encoding mode transmitted from the encoding end. Can be decoded and restored.
이하 도 12 내지 도 22을 참조하여 일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들, 예측 단위 및 변환 단위의 결정 방식이 상술된다.Hereinafter, a method of determining coding units, a prediction unit, and a transformation unit according to a tree structure according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 12 to 22.
도 12 은 계층적 부호화 단위의 개념을 도시한다.12 illustrates a concept of hierarchical coding units.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.As an example of a coding unit, a size of a coding unit may be expressed by a width x height, and may include 32x32, 16x16, and 8x8 from a coding unit having a size of 64x64. Coding units of size 64x64 may be partitioned into partitions of size 64x64, 64x32, 32x64, and 32x32, coding units of size 32x32 are partitions of size 32x32, 32x16, 16x32, and 16x16, and coding units of size 16x16 are 16x16. Coding units of size 8x8 may be divided into partitions of size 8x8, 8x4, 4x8, and 4x4, into partitions of 16x8, 8x16, and 8x8.
비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 12에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.As for the video data 310, the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 2. For the video data 320, the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 3. As for the video data 330, the resolution is set to 352x288, the maximum size of the coding unit is 16, and the maximum depth is 1. The maximum depth illustrated in FIG. 12 represents the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.When the resolution is high or the amount of data is large, it is preferable that the maximum size of the coding size is relatively large not only to improve the coding efficiency but also to accurately shape the image characteristics. Accordingly, the video data 310 or 320 having a higher resolution than the video data 330 may be selected to have a maximum size of 64.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. Since the maximum depth of the video data 310 is 2, the coding unit 315 of the video data 310 is divided twice from a maximum coding unit having a long axis size of 64, and the depth is deepened by two layers, so that the long axis size is 32, 16. Up to coding units may be included. On the other hand, since the maximum depth of the video data 330 is 1, the coding unit 335 of the video data 330 is divided once from coding units having a long axis size of 16, and the depth is deepened by one layer to increase the long axis size to 8. Up to coding units may be included.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.Since the maximum depth of the video data 320 is 3, the coding unit 325 of the video data 320 is divided three times from the largest coding unit having a long axis size of 64, and the depth is three layers deep, so that the long axis size is 32, 16. , Up to 8 coding units may be included. As the depth increases, the expressive power of the detailed information may be improved.
도 13은 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다. 도 13에 도시된 영상 부호화부(400)는 전술한 도 2a의 부호화부(21)와 대응될 수 있다.13 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to an embodiment. The image encoder 400 illustrated in FIG. 13 may correspond to the encoder 21 of FIG. 2A described above.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 영상 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(410)는 현재 프레임(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 인터 모드의 현재 프레임(405) 및 참조 프레임(495)를 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.The image encoder 400 according to an embodiment includes operations performed by the encoding unit determiner 120 of the image encoding apparatus 100 to encode image data. That is, the intra predictor 410 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode among the current frame 405, and the motion estimator 420 and the motion compensator 425 are the current frame 405 of the inter mode. And the inter frame estimation and motion compensation using the reference frame 495.
인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 주파수 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470)을 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(495)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(450)를 거쳐 비트스트림(455)으로 출력될 수 있다.Data output from the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 is output as a quantized transform coefficient through the frequency converter 430 and the quantizer 440. The quantized transform coefficients are restored to the data of the spatial domain through the inverse quantizer 460 and the frequency inverse transformer 470, and the recovered data of the spatial domain is passed through the deblocking block 480 and the loop filtering unit 490. It is post-processed and output to the reference frame 495. The quantized transform coefficients may be output to the bitstream 455 via the entropy encoder 450.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420), 움직임 보상부(425), 주파수 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 주파수 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다. In order to be applied to the image encoding apparatus 100 according to an embodiment, an intra predictor 410, a motion estimator 420, a motion compensator 425, and a frequency converter that are components of the image encoder 400 may be used. 430, quantization unit 440, entropy encoding unit 450, inverse quantization unit 460, frequency inverse transform unit 470, deblocking unit 480, and loop filtering unit 490 are all the maximum coding units. In each case, a task based on each coding unit among coding units having a tree structure should be performed in consideration of the maximum depth.
특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.In particular, the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 partition each coding unit among coding units having a tree structure in consideration of the maximum size and the maximum depth of the current maximum coding unit. And a prediction mode, and the frequency converter 430 should determine the size of a transform unit in each coding unit among the coding units having a tree structure.
도 14는 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다. 도 14에 도시된 영상 복호화부(500)는 전술한 도 3a의 복호화부(32)와 대응될 수 있다.14 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to an embodiment. The image decoder 500 illustrated in FIG. 14 may correspond to the decoder 32 of FIG. 3A.
비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 주파수 역변환부(540)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다. The bitstream 505 is parsed through the parsing unit 510, and the encoded image data to be decoded and information about encoding necessary for decoding are parsed. The encoded image data is output as inverse quantized data through the entropy decoder 520 and the inverse quantizer 530, and the image data of the spatial domain is restored through the frequency inverse transformer 540.
공간 영역의 영상 데이터에 대해서, 인트라 예측부(550)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 보상부(560)는 참조 프레임(585)를 함께 이용하여 인터 모드의 부호화 단위에 대해 움직임 보상을 수행한다.For the image data of the spatial domain, the intra prediction unit 550 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode, and the motion compensator 560 uses the reference frame 585 together to apply the coding unit of the inter mode. Perform motion compensation for the
인트라 예측부(550) 및 움직임 보상부(560)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.Data in the spatial domain that has passed through the intra predictor 550 and the motion compensator 560 may be post-processed through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 to be output to the reconstructed frame 595. In addition, the post-processed data through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 may be output as the reference frame 585.
영상 복호화 장치(200)의 영상 데이터 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 파싱부(510) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.In order to decode the image data by the image data decoder 230 of the image decoding apparatus 200, step-by-step operations after the parser 510 of the image decoder 500 may be performed.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 주파수 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다. In order to be applied to the image decoding apparatus 200 according to an exemplary embodiment, the components of the image decoder 500 include a parser 510, an entropy decoder 520, an inverse quantizer 530, and a frequency inverse transform unit ( 540, the intra predictor 550, the motion compensator 560, the deblocking unit 570, and the loop filtering unit 580 all perform operations based on coding units having a tree structure for each largest coding unit. shall.
특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 주파수 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.In particular, the intra predictor 550 and the motion compensator 560 determine partitions and prediction modes for each coding unit having a tree structure, and the frequency inverse transform unit 540 must determine the size of the transform unit for each coding unit. do.
도 15는 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.15 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.The image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus 200 according to an embodiment use hierarchical coding units to consider image characteristics. The maximum height, width, and maximum depth of the coding unit may be adaptively determined according to the characteristics of the image, and may be variously set according to a user's request. According to the maximum size of the preset coding unit, the size of the coding unit for each depth may be determined.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시하고 있다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.The hierarchical structure 600 of a coding unit according to an embodiment illustrates a case in which a maximum height and a width of a coding unit are 64 and a maximum depth is four. Since the depth deepens along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit according to an embodiment, the height and the width of the coding unit for each depth are divided. In addition, a prediction unit and a partition on which the prediction encoding of each depth-based coding unit is shown along the horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit are illustrated.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640), 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)가 존재한다. 크기 4x4인 심도 4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이다.That is, the coding unit 610 has a depth of 0 as the largest coding unit of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and the size, ie, the height and width, of the coding unit is 64x64. The depth is deeper along the vertical axis, the coding unit 620 of depth 1 having a size of 32x32, the coding unit 630 of depth 2 having a size of 16x16, the coding unit 640 of depth 3 having a size of 8x8, and the depth 4 of depth 4x4. The coding unit 650 exists. A coding unit 650 having a depth of 4 having a size of 4 × 4 is a minimum coding unit.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다. Prediction units and partitions of the coding unit are arranged along the horizontal axis for each depth. That is, if the coding unit 610 of size 64x64 having a depth of zero is a prediction unit, the prediction unit may include a partition 610 of size 64x64, partitions 612 of size 64x32, and size included in the coding unit 610 of size 64x64. 32x64 partitions 614, 32x32 partitions 616.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다. Similarly, the prediction unit of the coding unit 620 having a size of 32x32 having a depth of 1 includes a partition 620 of size 32x32, partitions 622 of size 32x16 and a partition of size 16x32 included in the coding unit 620 of size 32x32. 624, partitions 626 of size 16x16.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다. Similarly, the prediction unit of the coding unit 630 of size 16x16 having a depth of 2 includes a partition 630 of size 16x16, partitions 632 of size 16x8, and a partition of size 8x16 included in the coding unit 630 of size 16x16. 634, partitions 636 of size 8x8.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다. Similarly, the prediction unit of the coding unit 640 of size 8x8 having a depth of 3 includes a partition 640 of size 8x8, partitions 642 of size 8x4 and a partition of size 4x8 included in the coding unit 640 of size 8x8. 644, partitions 646 of size 4x4.
마지막으로, 심도 4의 크기 4x4의 부호화 단위(650)는 최소 부호화 단위이며 최하위 심도의 부호화 단위이고, 해당 예측 단위도 크기 4x4의 파티션(650)으로만 설정될 수 있다.Finally, the coding unit 650 of size 4x4 having a depth of 4 is the minimum coding unit and the coding unit of the lowest depth, and the corresponding prediction unit may also be set only as the partition 650 having a size of 4x4.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다. The coding unit determiner 120 of the image encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment may determine a coding depth of the maximum coding unit 610. The coding unit of each depth included in the maximum coding unit 610. Encoding must be performed every time.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.The number of deeper coding units according to depths for including data having the same range and size increases as the depth increases. For example, four coding units of depth 2 are required for data included in one coding unit of depth 1. Therefore, in order to compare the encoding results of the same data for each depth, each of the coding units having one depth 1 and four coding units having four depths 2 should be encoded.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다. For each depth coding, encoding may be performed for each prediction unit of a coding unit according to depths along a horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and a representative coding error, which is the smallest coding error at a corresponding depth, may be selected. . In addition, a depth deeper along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit, the encoding may be performed for each depth, and the minimum coding error may be searched by comparing the representative coding error for each depth. The depth and the partition in which the minimum coding error occurs in the maximum coding unit 610 may be selected as the coding depth and the partition type of the maximum coding unit 610.
도 16은 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다. 16 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 주파수 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.The image encoding apparatus 100 according to an embodiment or the image decoding apparatus 200 according to an embodiment encodes or decodes an image in coding units having a size smaller than or equal to the maximum coding unit for each maximum coding unit. The size of a transform unit for frequency transformation during the encoding process may be selected based on a data unit that is not larger than each coding unit.
예를 들어, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 주파수 변환이 수행될 수 있다. For example, in the image encoding apparatus 100 or the image decoding apparatus 200 according to the embodiment, when the current coding unit 710 is 64x64 size, the 32x32 transform unit 720 may be selected. Frequency conversion can be performed using the above.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 주파수 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.In addition, the data of the 64x64 coding unit 710 is encoded by performing frequency transformation on the 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 transform units having a size of 64x64 or less, and the transform unit having the least error with the original is obtained. Can be selected.
도 17은 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.17 is a diagram of deeper encoding information, according to an embodiment.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.The output unit 130 of the image encoding apparatus 100 according to an embodiment is information about an encoding mode. Information 800 regarding partition types and information 810 about prediction modes for each coding unit of each coding depth may be used. The information 820 about the size of the transformation unit may be encoded and transmitted.
파티션 타입에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.The information about the partition type 800 is a data unit for predictive encoding of the current coding unit and indicates information about a partition type in which the prediction unit of the current coding unit is divided. For example, the current coding unit CU_0 of size 2Nx2N may be any one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It can be divided and used. In this case, the information 800 about the partition type of the current coding unit represents one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It is set to.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.Information 810 relating to the prediction mode indicates the prediction mode of each partition. For example, through the information 810 about the prediction mode, whether the partition indicated by the information 800 about the partition type is performed in one of the intra mode 812, the inter mode 814, and the skip mode 816 is performed. Whether or not can be set.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 주파수 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인트라 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.In addition, the information about the transform unit size 820 indicates whether to transform the current coding unit based on the transform unit. For example, the transform unit may be one of a first intra transform unit size 822, a second intra transform unit size 824, a first inter transform unit size 826, and a second intra transform unit size 828. have.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.The image data and encoding information extractor 210 of the image decoding apparatus 200 according to an embodiment may include information about a partition type 800, information 810 about a prediction mode, and transformation for each depth-based coding unit. Information 820 about the unit size may be extracted and used for decoding.
도 18은 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다. 18 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an exemplary embodiment.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다. Segmentation information may be used to indicate a change in depth. The split information indicates whether a coding unit of a current depth is split into coding units of a lower depth.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(916), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 타입은 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.The prediction unit 910 for predictive encoding of the coding unit 900 having depth 0 and 2N_0x2N_0 size includes a partition type 912 having a size of 2N_0x2N_0, a partition type 914 having a size of 2N_0xN_0, a partition type 916 having a size of N_0x2N_0, and a N_0xN_0 It may include a partition type 918 of size. Although only partitions 912, 914, 916, and 918 in which the prediction unit is divided by a symmetrical ratio are illustrated, as described above, the partition type is not limited thereto, and asymmetric partitions, arbitrary partitions, geometric partitions, and the like. It may include.
파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.For each partition type, prediction coding must be performed repeatedly for one 2N_0x2N_0 partition, two 2N_0xN_0 partitions, two N_0x2N_0 partitions, and four N_0xN_0 partitions. For partitions having a size 2N_0x2N_0, a size N_0x2N_0, a size 2N_0xN_0, and a size N_0xN_0, prediction encoding may be performed in an intra mode and an inter mode. The skip mode may be performed only for prediction encoding on partitions having a size of 2N_0x2N_0.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 타입(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.If the encoding error by one of the partition types 912, 914, and 916 of sizes 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0, and N_0x2N_0 is the smallest, it is no longer necessary to divide it into lower depths.
크기 N_0xN_0의 파티션 타입(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다. If the encoding error of the partition type 918 having the size N_0xN_0 is the smallest, the depth 0 is changed to 1 and split (920), and the encoding is repeatedly performed on the depth 2 and the coding units 930 of the partition type having the size N_0xN_0. We can search for the minimum coding error.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(930)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(948)을 포함할 수 있다. The prediction unit 940 for predictive encoding of the coding unit 930 having a depth of 1 and a size of 2N_1x2N_1 (= N_0xN_0) includes a partition type 942 having a size of 2N_1x2N_1, a partition type 944 having a size of 2N_1xN_1, and a partition type having a size of N_1x2N_1. 946, a partition type 948 of size N_1 × N_1 may be included.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다. In addition, if the encoding error due to the partition type 948 having the size N_1xN_1 is the smallest, the depth 1 is changed to the depth 2 and divided (950), and repeatedly for the depth 2 and the coding units 960 of the size N_2xN_2. The encoding may be performed to search for a minimum encoding error.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 분할 정보는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)을 포함할 수 있다. When the maximum depth is d, the split information for each depth may be set until the depth d-1, and the split information may be set up to the depth d-2. That is, when encoding is performed from the depth d-2 to the depth d-1 to the depth d-1, the prediction encoding of the coding unit 980 of the depth d-1 and the size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1) The prediction unit for 990 is a partition type 992 of size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), partition type 994 of size 2N_ (d-1) xN_ (d-1), size A partition type 996 of N_ (d-1) x2N_ (d-1) and a partition type 998 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) may be included.
파티션 타입 가운데, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어, 최소 부호화 오차가 발생하는 파티션 타입이 검색될 수 있다. Among the partition types, one partition 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), two partitions 2N_ (d-1) xN_ (d-1), two sizes N_ (d-1) x2N_ Prediction encoding is repeatedly performed for each partition of (d-1) and four partitions of size N_ (d-1) xN_ (d-1), so that a partition type having a minimum encoding error may be searched. .
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 타입은 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.Even if the encoding error of the partition type 998 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) is the smallest, the maximum depth is d, so the coding unit CU_ (d-1) of the depth d-1 is no longer The encoding depth of the current maximum coding unit 900 may be determined as the depth d-1, and the partition type may be determined as N_ (d-1) xN_ (d-1) without going through a division process into lower depths. In addition, since the maximum depth is d, split information is not set for the coding unit 952 having the depth d-1.
데이터 단위(999)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 부호화 단위(900)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 부호화 심도를 결정하고, 해당 파티션 타입 및 예측 모드가 부호화 심도의 부호화 모드로 설정될 수 있다. The data unit 999 may be referred to as a 'minimum unit' for the current maximum coding unit. According to an embodiment, the minimum unit may be a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the lowest coding depth, into four divisions. Through this iterative encoding process, the image encoding apparatus 100 compares the encoding errors for each depth of the coding unit 900, selects the depth at which the smallest encoding error occurs, and determines the encoding depth. The partition type and the prediction mode may be set to the encoding mode of the coded depth.
이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 부호화 심도로 결정될 수 있다. 부호화 심도, 및 예측 단위의 파티션 타입 및 예측 모드는 부호화 모드에 관한 정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 부호화 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 부호화 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 부호화 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다. In this way, the depth with the smallest error can be determined by comparing the minimum coding errors for all depths of depths 0, 1, ..., d-1, d, and can be determined as the coding depth. The coded depth, the partition type of the prediction unit, and the prediction mode may be encoded and transmitted as information about an encoding mode. In addition, since the coding unit must be split from the depth 0 to the coded depth, only the split information of the coded depth is set to '0', and the split information for each depth except the coded depth should be set to '1'.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(912)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 부호화 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.The image data and encoding information extractor 220 of the image decoding apparatus 200 according to an embodiment may extract information about a coding depth and a prediction unit for the coding unit 900 and use the same to decode the coding unit 912. Can be. The image decoding apparatus 200 according to an exemplary embodiment may identify a depth having split information of '0' as a coding depth using split information according to depths, and may use the decoding depth by using information about an encoding mode for a corresponding depth. have.
도 19, 20 및 21은 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 주파수 변환 단위의 관계를 도시한다.19, 20, and 21 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a frequency transformation unit, according to an embodiment.
부호화 단위(1010)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)가 결정한 부호화 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.The coding units 1010 are coding units according to coding depths determined by the image encoding apparatus 100 according to an embodiment with respect to the maximum coding unit. The prediction unit 1060 is partitions of prediction units of each coding depth of each coding depth among the coding units 1010, and the transformation unit 1070 is transformation units of each coding depth for each coding depth.
심도별 부호화 단위들(1010)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다. If the depth-based coding units 1010 have a depth of 0, the coding units 1012 and 1054 have a depth of 1, and the coding units 1014, 1016, 1018, 1028, 1050, and 1052 have depths. 2, coding units 1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, and 1048 have a depth of three, and coding units 1040, 1042, 1044, and 1046 have a depth of four.
예측 단위들(1060) 중 일부 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 타입이며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 타입, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 타입이다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다. Some of the partitions 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 of the prediction units 1060 are obtained by splitting coding units. That is, partitions 1014, 1022, 1050, and 1054 are partition types of 2NxN, partitions 1016, 1048, and 1052 are partition types of Nx2N, and partitions 1032 are partition types of NxN. Prediction units and partitions of the coding units 1010 according to depths are smaller than or equal to each coding unit.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 주파수 변환 또는 주파수 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 영상 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 주파수 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.The image data of the part 1052 of the transformation units 1070 may be frequency transformed or inversely transformed in a data unit having a smaller size than the coding unit. In addition, the transformation units 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 are data units having different sizes or shapes when compared to corresponding prediction units and partitions among the prediction units 1060. That is, the image encoding apparatus 100 according to an embodiment and the image decoding apparatus 200 according to the embodiment may be intra prediction / motion estimation / motion compensation operations and frequency conversion / inverse transformation operations for the same coding unit. Each can be performed based on separate data units.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다.부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 1은, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.Accordingly, encoding is performed recursively for each coding unit having a hierarchical structure for each largest coding unit, and thus, an optimal coding unit is determined. Accordingly, coding units having a recursive tree structure may be configured. Partition information, partition type information, prediction mode information, and transformation unit size information about a unit may be included. Table 1 below shows an example that can be set in the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus 200 according to an embodiment.
표 1
분할 정보 0 (현재 심도 d의 크기 2Nx2N의 부호화 단위에 대한 부호화) 분할 정보 1
예측 모드 파티션 모드 변환 단위 크기 하위 심도 d+1의 부호화 단위들마다 반복적 부호화
인트라 인터스킵 (2Nx2N만) 대칭형 파티션 모드 비대칭형 파티션 모드 변환 단위 분할 정보 0 변환 단위 분할 정보 1
2Nx2N2NxNNx2NNxN 2NxnU2NxnDnLx2NnRx2N 2Nx2N NxN (대칭형 파티션 모드) N/2xN/2 (비대칭형 파티션 모드)
Table 1
Segmentation information 0 (coding for coding units of size 2Nx2N of current depth d) Split information 1
Prediction mode Partition mode Transformation unit size Iterative coding for each coding unit of lower depth d + 1
Intra interskip (2Nx2N only) Symmetric Partition Mode Asymmetric Partition Mode Conversion unit split information 0 Conversion unit split information 1
2Nx2N2NxNNx2NNxN 2NxnU2NxnDnLx2NnRx2N 2Nx2N NxN (symmetric partition mode) N / 2xN / 2 (asymmetric partition mode)
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.The output unit 130 of the image encoding apparatus 100 according to an embodiment outputs encoding information about coding units having a tree structure, and the encoding information extraction unit of the image decoding apparatus 200 according to an embodiment ( 220 may extract encoding information about coding units having a tree structure from the received bitstream.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 더 이상 분할되지 않는 심도가 부호화 심도이므로, 부호화 심도에 대해서 파티션 타입 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.The split information indicates whether the current coding unit is split into coding units of a lower depth. If the split information of the current depth d is 0, partition type information, prediction mode, and transform unit size information are defined for the coded depth because the depth in which the current coding unit is no longer divided into the lower coding units is a coded depth. Can be. If it is to be further split by the split information, encoding should be performed independently for each coding unit of the divided four lower depths.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 타입에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다. The prediction mode may be represented by one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode. Intra mode and inter mode can be defined in all partition types, and skip mode can be defined only in partition type 2Nx2N.
파티션 타입 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 타입 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 타입 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 타입 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다. The partition type information indicates the symmetric partition types 2Nx2N, 2NxN, Nx2N and NxN, in which the height or width of the prediction unit is divided by the symmetrical ratio, and the asymmetric partition types 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N, which are divided by the asymmetrical ratio. Can be. The asymmetric partition types 2NxnU and 2NxnD are divided into heights 1: 3 and 3: 1, respectively, and the asymmetric partition types nLx2N and nRx2N are divided into 1: 3 and 3: 1 widths, respectively.
변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 타입이 대칭형 파티션 타입이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 타입이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다. The conversion unit size may be set to two kinds of sizes in the intra mode and two kinds of sizes in the inter mode. That is, if the transformation unit split information is 0, the size of the transformation unit is set to the size 2Nx2N of the current coding unit. If the transform unit split information is 1, a transform unit having a size obtained by dividing the current coding unit may be set. In addition, if the partition type for the current coding unit having a size of 2Nx2N is a symmetric partition type, the size of the transform unit may be set to NxN, and if the asymmetric partition type is N / 2xN / 2.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 부호화 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.Encoding information of coding units having a tree structure according to an embodiment may be allocated to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit unit of a coding depth. The coding unit of the coding depth may include at least one prediction unit and at least one minimum unit having the same encoding information.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 부호화 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 부호화 심도들의 분포가 유추될 수 있다.Therefore, if the encoding information held by each adjacent data unit is checked, it may be determined whether the adjacent data units are included in the coding unit having the same coding depth. In addition, since the coding unit of the corresponding coding depth may be identified by using the encoding information held by the data unit, the distribution of the coded depths within the maximum coding unit may be inferred.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.Therefore, in this case, when the current coding unit is predicted with reference to the neighboring data unit, the encoding information of the data unit in the depth-specific coding unit adjacent to the current coding unit may be directly referenced and used.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.In another embodiment, when the prediction coding is performed by referring to the neighboring coding unit, the data adjacent to the current coding unit in the coding unit according to depths is encoded by using the encoding information of the adjacent coding units according to depths. The neighboring coding unit may be referred to by searching.
도 22는 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.FIG. 22 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1. FIG.
최대 부호화 단위(1300)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다. The maximum coding unit 1300 includes coding units 1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, and 1318 of a coded depth. Since one coding unit 1318 is a coding unit of a coded depth, split information may be set to zero. The partition type information of the coding unit 1318 having a size of 2Nx2N is partition type 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, NxN 1328, 2NxnU 1332, 2NxnD 1334, nLx2N (1336). And nRx2N 1338.
파티션 타입 정보가 대칭형 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.When partition type information is set to one of symmetric partition types 2Nx2N (1322), 2NxN (1324), Nx2N (1326), and NxN (1328), the conversion unit of size 2Nx2N when the conversion unit partition information (TU size flag) is 0 1134 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1344 of size NxN may be set.
파티션 타입 정보가 비대칭형 파티션 타입 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.When the partition type information is set to one of the asymmetric partition types 2NxnU (1332), 2NxnD (1334), nLx2N (1336), and nRx2N (1338), if the conversion unit partition information (TU size flag) is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1352 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1354 of size N / 2 × N / 2 may be set.
도 15를 참조하여 전술된 변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 0 또는 1의 값을 갖는 플래그이지만, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보가 1비트의 플래그로 한정되는 것은 아니며 설정에 따라 0, 1, 2, 3.. 등으로 증가하며 변환 단위가 계층적으로 분할될 수도 있다. 변환 단위 분할 정보는 변환 인덱스의 한 실시예로써 이용될 수 있다. The conversion unit splitting information (TU size flag) described above with reference to FIG. 15 is a flag having a value of 0 or 1, but the conversion unit splitting information according to an embodiment is not limited to a 1-bit flag and is set to 0 according to a setting. , 1, 2, 3., etc., and may be divided hierarchically. The transformation unit partition information may be used as an embodiment of the transformation index.
이 경우, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보를 변환 단위의 최대 크기, 변환 단위의 최소 크기와 함께 이용하면, 실제로 이용된 변환 단위의 크기가 표현될 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는, 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 부호화할 수 있다. 부호화된 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보는 SPS에 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 영상 복호화에 이용할 수 있다. In this case, when the transformation unit split information according to an embodiment is used together with the maximum size of the transformation unit and the minimum size of the transformation unit, the size of the transformation unit actually used may be expressed. The image encoding apparatus 100 according to an embodiment may encode maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information. The encoded maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information may be inserted into the SPS. The image decoding apparatus 200 according to an embodiment may use the maximum transformation unit size information, the minimum transformation unit size information, and the maximum transformation unit split information to use for image decoding.
예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.For example, (a) if the current coding unit is 64x64 in size and the maximum transform unit size is 32x32, (a-1) when the transform unit split information is 0, the size of the transform unit is 32x32, (a-2) When the split information is 1, the size of the transform unit may be set to 16 × 16, and (a-3) when the split unit information is 2, the size of the transform unit may be set to 8 × 8.
다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.As another example, (b) if the current coding unit is size 32x32 and the minimum transform unit size is 32x32, (b-1) when the transform unit split information is 0, the size of the transform unit may be set to 32x32. Since the size cannot be smaller than 32x32, no further conversion unit split information can be set.
또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.As another example, (c) if the current coding unit is 64x64 and the maximum transform unit split information is 1, the transform unit split information may be 0 or 1, and no other transform unit split information may be set.
따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (1) 과 같이 정의될 수 있다.Therefore, when the maximum transform unit split information is defined as 'MaxTransformSizeIndex', the minimum transform unit size is 'MinTransformSize', and the transform unit split information is 0, the minimum transform unit possible in the current coding unit is defined as 'RootTuSize'. The size 'CurrMinTuSize' can be defined as in relation (1) below.
CurrMinTuSize = max (MinTransformSize, RootTuSize / (2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)CurrMinTuSize = max (MinTransformSize, RootTuSize / (2 ^ MaxTransformSizeIndex)) ... (1)
현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (1)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.Compared to the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit, 'RootTuSize', which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may indicate a maximum transform unit size that can be adopted in the system. That is, according to relation (1), 'RootTuSize / (2 ^ MaxTransformSizeIndex)' is a transformation obtained by dividing 'RootTuSize', which is the size of the transformation unit when the transformation unit division information is 0, by the number of times corresponding to the maximum transformation unit division information. Since the unit size is 'MinTransformSize' is the minimum transform unit size, a smaller value among them may be the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다. According to an embodiment, the maximum transform unit size RootTuSize may vary depending on a prediction mode.
예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (2)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (2)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.For example, if the current prediction mode is the inter mode, RootTuSize may be determined according to the following relation (2). In relation (2), 'MaxTransformSize' represents the maximum transform unit size and 'PUSize' represents the current prediction unit size.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)RootTuSize = min (MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.That is, when the current prediction mode is the inter mode, 'RootTuSize', which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may be set to a smaller value among the maximum transform unit size and the current prediction unit size.
현재 파티션 단위의 예측 모드가 예측 모드가 인트라 모드라면 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (3)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다. If the prediction mode of the current partition unit is a mode when the prediction mode is an intra mode, 'RootTuSize' may be determined according to Equation (3) below. 'PartitionSize' represents the size of the current partition unit.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3) RootTuSize = min (MaxTransformSize, PartitionSize) ........... (3)
즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.That is, if the current prediction mode is the intra mode, the conversion unit size 'RootTuSize' when the conversion unit split information is 0 may be set to a smaller value among the maximum conversion unit size and the current partition unit size.
다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다. However, it should be noted that the current maximum conversion unit size 'RootTuSize' according to an embodiment that changes according to the prediction mode of the partition unit is only an embodiment, and a factor determining the current maximum conversion unit size is not limited thereto.
이하, 도 13의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 인트라 예측부(410) 및 도 14의 영상 복호화 장치(200)의 인트라 예측부(550)에서 예측 단위에 대하여 수행되는 인트라 예측에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the intra prediction unit 410 of the image encoding apparatus 100 and the intra prediction unit 550 of the image decoding apparatus 200 of FIG. 14 may perform intra prediction on the prediction unit. It demonstrates concretely.
인트라 예측부(410,550)는 현재 예측 단위의 예측값을 현재 예측 단위의 주변 픽셀을 이용하여 획득하는 인트라 예측을 수행한다. 일 실시예에 따른 인트라 예측부(410,550)는 예측 단위가 16x16 이상의 큰 크기를 갖는 것을 고려하여, 종래 기술에 따른 한정된 방향성을 갖는 인트라 예측 모드 이외에 (dx,dy) 파라메터를 이용한 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드를 부가적으로 수행한다. 일 실시예에 따른 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드에 대해서는 후술한다.The intra prediction units 410 and 550 perform intra prediction that obtains the prediction value of the current prediction unit by using the neighboring pixels of the current prediction unit. Intra prediction units 410 and 550 according to an exemplary embodiment consider that the prediction unit has a large size of 16 × 16 or more, and the intra prediction units having various directions using the (dx, dy) parameter in addition to the intra prediction mode having limited directionality according to the prior art may be used. Perform the prediction mode additionally. An intra prediction mode having various directions according to an embodiment will be described later.
또한, 일 실시예에 따른 인트라 예측부(410,550)는 현재 픽셀의 예측자(predictor)를 획득하기 위하여, 현재 픽셀의 수평 방향의 선형 보간을 통해 예측자(P1)를 생성하고, 수직 방향의 선형 보간을 통해 예측자(P2)를 생성하여 예측자들(P1 및 P2)의 평균값을 현재 픽셀의 예측자로 이용할 수 있다. 이러한 수평 방향의 선형 보간 및 수직 방향의 선형 보간을 통해 획득된 예측자들을 결합하여 현재 픽셀의 예측자를 생성하는 인트라 예측 모드를 플래너(Planar) 모드로 정의한다. 특히, 일 실시예에 따른 인트라 예측부(410,550)는 플래너 모드에서 현재 예측 단위의 우상측에 위치한 적어도 하나 이상의 주변 픽셀들을 이용하여 수평 방향의 선형 보간에 이용되는 가상의 픽셀을 생성하며, 좌하측에 위치한 적어도 하나 이상의 주변 픽셀들을 이용하여 수직 방향의 선형 보간에 이용되는 가상의 픽셀을 생성한다. In addition, the intra predictors 410 and 550 may generate the predictor P1 through linear interpolation in the horizontal direction of the current pixel, and obtain the predictor P1 in order to obtain a predictor of the current pixel. A predictor P2 may be generated through interpolation to use the average values of the predictors P1 and P2 as predictors of the current pixel. An intra prediction mode that combines the predictors obtained through the linear interpolation in the horizontal direction and the linear interpolation in the vertical direction to generate the predictor of the current pixel is defined as a planar mode. In particular, the intra predictors 410 and 550 generate virtual pixels used for horizontal linear interpolation using at least one or more peripheral pixels positioned on the upper right side of the current prediction unit in planner mode, and lower left side At least one peripheral pixel located at is used to generate a virtual pixel used for linear interpolation in the vertical direction.
도 23은 일 실시예에 따른 예측 단위의 크기에 따른 인트라 예측 모드들의 개수를 도시한다.23 illustrates the number of intra prediction modes according to the size of a prediction unit, according to an embodiment.
인트라 예측부(410,550)는 예측 단위의 크기에 따라서 예측 단위에 적용할 인트라 예측 모드들의 개수를 다양하게 설정할 수 있다. 일 예로 도 23를 참조하면 인트라 예측되는 예측 단위의 크기를 NxN이라고 할 때, 2x2, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, 128x128 크기의 예측 단위 각각에 대하여 실제 수행되는 인트라 예측 모드의 개수는 각각 5, 9, 9, 17, 33, 5, 5개(Example 2의 경우)로 설정될 수 있다. 이와 같이 예측 단위의 크기에 따라서 실제 수행되는 인트라 예측 모드의 개수를 차별화하는 이유는 예측 단위의 크기에 따라서 예측 모드 정보를 부호화하기 위한 오버헤드가 다르기 때문이다. 즉, 예측 단위의 경우 전체 영상에서 차지하는 부분이 작음에도 불구하고 이러한 작은 예측 단위의 예측 모드 등의 부가 정보를 전송하기 위한 오버헤드가 증가할 수 있다. 따라서, 작은 크기의 예측 단위를 너무 많은 예측 모드로 부호화하는 경우 비트량이 증가하여 압축 효율이 저하될 수 있다. 또한, 큰 크기를 갖는 예측 단위, 예를 들어 64x64 이상의 크기를 갖는 예측 단위는 일반적으로 영상의 평탄한 영역에 대한 예측 단위로서 선택되는 경우가 많기 때문에, 이러한 평탄한 영역을 부호화하는데 많이 선택되는 큰 크기의 예측 단위를 너무 많은 수의 예측 모드로 부호화하는 것 역시 압축 효율 측면에서 비효율적일 수 있다. 따라서, 예측 단위의 크기가 소정 크기보다 너무 크거나 작은 경우에는 상대적으로 작은 개수의 인트라 예측 모드만을 적용하도록 할 수 있다. 이러한 예측 단위의 크기에 따라서 적용되는 인트라 예측 모드의 개수는 도 23에 한정되지 않고 다양하게 설정될 수 있다. 도 23에 도시된 각 예측 단위의 크기에 따라서 적용되는 예측 모드의 개수는 일 실시예에 불과하며, 각 예측 단위의 크기에 따른 예측 모드의 개수는 변경될 수 있다. 또한, 각 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드의 개수는 예측 단위의 크기에 상관없이 항상 일정하게 설정될 수 있다.The intra prediction units 410 and 550 may variously set the number of intra prediction modes to be applied to the prediction unit according to the size of the prediction unit. For example, referring to FIG. 23, when the size of the intra prediction unit is NxN, the number of intra prediction modes that are actually performed for each of the prediction units having 2x2, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, and 128x128 size is respectively. 5, 9, 9, 17, 33, 5, 5 (in the case of Example 2) can be set. The reason for differentiating the number of intra prediction modes that are actually performed according to the size of the prediction unit is that overhead for encoding prediction mode information varies according to the size of the prediction unit. That is, in the case of the prediction unit, although the portion of the entire image is small, the overhead for transmitting additional information such as the prediction mode of the small prediction unit may increase. Therefore, in the case of encoding a small prediction unit in too many prediction modes, the bit amount may increase, thereby reducing the compression efficiency. In addition, since a prediction unit having a large size, for example, a prediction unit having a size of 64x64 or more is generally selected as a prediction unit for a flat region of an image, a large size that is largely selected to encode such a flat region is often selected. Encoding the prediction unit in too many prediction modes may also be inefficient in terms of compression efficiency. Therefore, when the size of the prediction unit is too large or small than the predetermined size, only a relatively small number of intra prediction modes may be applied. The number of intra prediction modes applied according to the size of the prediction unit is not limited to FIG. 23 and may be variously set. The number of prediction modes applied according to the size of each prediction unit illustrated in FIG. 23 is only an example, and the number of prediction modes according to the size of each prediction unit may be changed. In addition, the number of intra prediction modes applied to each prediction unit may be constantly set regardless of the size of the prediction unit.
일 실시예에 따른 인트라 예측부(410,550)는 예측 단위에 적용되는 인트라 예측 모드로써 예측 단위 내의 픽셀을 중심으로 소정의 기울기를 갖는 라인을 이용하여 주변 참조 픽셀을 결정하고 결정된 주변 참조 픽셀을 픽셀의 예측자로 이용하는 인트라 예측 모드들이 포함될 수 있다. 이러한 라인의 기울기는 (dx, dy) 파라메터(dx, dy는 정수)를 이용하여 설정될 수 있다. 일 예로, 33개의 예측 모드들을 각각 mode N(N은 0부터 32까지의 정수)이라고 정의할 때, mode 0은 수직 모드, mode 1은 수평 모드, mode 2는 DC 모드, mode 3는 플레인 모드, mode 32는 플래너(planar) 모드로 설정하고, mode 4 ~ mode31 각각은 다음의 표 1에 표기된 바와 같은 (1,-1), (1,1), (1,2), (2,1), (1,-2), (2,1), (1,-2), (2,-1), (2,-11), (5,-7), (10,-7), (11,3), (4,3), (1,11), (1,-1), (12,-3), (1,-11), (1,-7), (3,-10), (5,-6), (7,-6), (7,-4), (11,1), (6,1), (8,3), (5,3), (5,7), (2,7), (5,-7), (4,-3) 중 하나의 값으로 표현되는 (dx, dy)를 이용하여 tan-1(dy/dx)의 방향성을 갖는 라인을 이용하여 주변 참조 픽셀을 결정하고 결정된 주변 참조 픽셀을 예측에 이용하는 인트라 예측 모드로 정의할 수 있다.The intra predictor 410 or 550 according to an embodiment is an intra prediction mode applied to a prediction unit to determine a peripheral reference pixel by using a line having a predetermined slope with respect to the pixel in the prediction unit, and determine the determined peripheral reference pixel of the pixel. Intra prediction modes used as predictors may be included. The slope of this line may be set using the (dx, dy) parameter (dx, dy is an integer). For example, when 33 prediction modes are defined as mode N (N is an integer from 0 to 32), mode 0 is a vertical mode, mode 1 is a horizontal mode, mode 2 is a DC mode, mode 3 is a plane mode, mode 32 is set to planar mode, and modes 4 to mode31 are each represented by (1, -1), (1,1), (1,2), and (2,1) as shown in Table 1 below. , (1, -2), (2,1), (1, -2), (2, -1), (2, -11), (5, -7), (10, -7), ( 11,3), (4,3), (1,11), (1, -1), (12, -3), (1, -11), (1, -7), (3, -10 ), (5, -6), (7, -6), (7, -4), (11,1), (6,1), (8,3), (5,3), (5, A line having a directionality of tan −1 (dy / dx) using (dx, dy) represented by one of 7), (2,7), (5, -7), and (4, -3) By using the neighboring reference pixels may be determined, and the determined neighboring reference pixels may be defined as an intra prediction mode.
표 2
mode # dx dy mode # dx dy
mode 4 1 -1 mode 18 1 -11
mode 5 1 1 mode 19 1 -7
mode 6 1 2 mode 20 3 -10
mode 7 2 1 mode 21 5 -6
mode 8 1 -2 mode 22 7 -6
mode 9 2 -1 mode 23 7 -4
mode 10 2 -11 mode 24 11 1
mode 11 5 -7 mode 25 6 1
mode 12 10 -7 mode 26 8 3
mode 13 11 3 mode 27 5 3
mode 14 4 3 mode 28 5 7
mode 15 1 11 mode 29 2 7
mode 16 1 -1 mode 30 5 -7
mode 17 12 -3 mode 31 4 -3
mode 0은 수직 모드, mode 1은 수평 모드, mode 2는 DC 모드, mode 3는 플레인 모드, mode 32는 planar 모드임.
TABLE 2
mode # dx dy mode # dx dy
mode
4 One -One mode 18 One -11
mode 5 One One mode 19 One -7
mode 6 One 2 mode 20 3 -10
mode 7 2 One mode 21 5 -6
mode 8 One -2 mode 22 7 -6
mode 9 2 -One mode 23 7 -4
mode 10 2 -11 mode 24 11 One
mode 11 5 -7 mode 25 6 One
mode 12 10 -7 mode 26 8 3
mode 13 11 3 mode 27 5 3
mode 14 4 3 mode 28 5 7
mode 15 One 11 mode 29 2 7
mode 16 One -One mode 30 5 -7
mode 17 12 -3 mode 31 4 -3
mode 0 is vertical mode, mode 1 is horizontal mode, mode 2 is DC mode, mode 3 is plane mode, and mode 32 is planar mode.
인트라 예측부(410, 550)에서 이용되는 인트라 예측 모드의 개수는 표 2에 한정되지 않고, 현재 예측 단위가 색차 성분인지 휘도 성분인지 여부, 현재 예측 단위의 크기 등의 정보에 기초하여 다양하게 설정될 수 있으며, 또한 각 mode N이 어떠한 인트라 예측 모드를 가리키는지 여부도 다양하게 설정될 수 있다. 일 예로, 전체 인트라 예측 모드의 개수를 36개로 설정하고, mode 0은 플래너 (Planar) 모드, mode 1은 DC 모드, mode 2~34은 후술되는 일 예와 같이 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드, mode 35는 색차 성분의 예측 단위에 대해서 대응되는 휘도 성분의 예측 단위를 이용한 모드(Intra_FromLuma)로 정의할 수도 있다. Mode 35의 휘도 성분의 예측 단위로부터 대응되는 색차 성분의 예측 단위를 수행하는 인트라 예측 모드(Intra_FromLuma)는 색차 성분의 예측 단위에 대해서만 적용되고, 휘도 성분의 예측 단위의 인트라 예측시에는 이용되지 않는다.The number of intra prediction modes used by the intra prediction units 410 and 550 is not limited to Table 2, and is variously set based on information such as whether the current prediction unit is a chrominance component or a luminance component and the size of the current prediction unit. In addition, whether or not each mode N indicates which intra prediction mode may be variously set. For example, the total number of intra prediction modes is set to 36, mode 0 is a planar mode, mode 1 is a DC mode, and modes 2 to 34 are intra prediction modes having 33 directionalities, as in the example described below. The mode 35 may be defined as a mode In_FromLuma using the prediction unit of the luminance component corresponding to the prediction unit of the chrominance component. The intra prediction mode In_FromLuma, which performs the prediction unit of the corresponding color difference component from the prediction unit of the luminance component of Mode 35, is applied only to the prediction unit of the color difference component, and is not used in the intra prediction of the prediction unit of the luminance component.
도 24는 일 실시예에 따른 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들을 설명하기 위한 참조도이다.24 is a reference diagram for describing intra prediction modes having various directionalities, according to an exemplary embodiment.
전술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 인트라 예측부(410,550)는 복수 개의 (dx, dy) 파라메터들을 이용하여 결정되는 tan-1(dy/dx)의 기울기를 갖는 라인을 이용하여 주변 참조 픽셀을 결정하고 결정된 주변 참조 픽셀을 이용하여 예측을 수행할 수 있다.As described above, the intra predictor 410 or 550 according to an exemplary embodiment uses a line having a slope of tan −1 (dy / dx) determined using a plurality of (dx, dy) parameters to select a peripheral reference pixel. The prediction may be performed using the determined peripheral reference pixels.
도 24를 참조하면, 현재 예측 단위 내부의 예측하고자 하는 현재 픽셀(P)을 중심으로 표 2에 표기된 모드별 (dx, dy)의 값에 따라 정해지는 tan-1(dy/dx)의 각도를 갖는 연장선(150) 상에 위치한 주변 픽셀(A, B)를 현재 픽셀(P)의 예측자로 이용할 수 있다. 이 때, 예측자로서 이용되는 주변 픽셀은 이전에 부호화되고 복원된, 현재 예측 단위의 상측, 좌측, 우상측 및 좌하측의 이전 예측 단위의 픽셀인 것이 바람직하다. 이와 같이 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들에 따라서 예측 부호화를 수행함으로써 영상의 특성에 따라서 보다 효율적인 압축이 가능하다.Referring to FIG. 24, an angle of tan −1 (dy / dx) determined according to the mode-specific (dx, dy) values shown in Table 2 around the current pixel P to be predicted in the current prediction unit is determined. Peripheral pixels A and B positioned on the extension line 150 may be used as predictors of the current pixel P. In this case, the peripheral pixel used as the predictor is preferably the pixel of the previous prediction unit of the upper side, the left side, the upper right side, and the lower left side of the current prediction unit, previously encoded and reconstructed. As described above, prediction encoding is performed according to intra prediction modes having various directionalities, thereby enabling more efficient compression according to characteristics of an image.
도 24에서, 연장선(150)에 위치하거나 연장선(150)에 가까운 주변 픽셀을 이용하여 현재 픽셀(P)의 예측자를 생성하는 경우, 연장선(150) 은 실제로 tan-1 (dy/dx)의 방향성을 갖는데, 이러한 연장선(150)을 이용한 주변 픽셀의 결정을 위해서는 (dy/dx)의 나눗셈 연산이 필요하기 때문에 하드웨어나 소프트웨어로 구현시 소수점 연산을 포함할 수 있어서 연산량을 증가시키는 요인이 될 수 있다. 따라서, 참조 픽셀을 선택하기 위한 예측 방향을 dx, dy 파라메터를 이용하여 설정할 때, 연산량을 감소시킬 수 있도록 dx, dy를 설정할 필요가 있다.In FIG. 24, when generating the predictor of the current pixel P using neighboring pixels located at or close to the extension line 150, the extension line 150 actually has a directionality of tan −1 (dy / dx). Since the dividing operation of (dy / dx) is required to determine the neighboring pixel using the extension line 150, it may include a decimal point operation when implemented in hardware or software, thereby increasing the amount of computation. . Therefore, when setting the prediction direction for selecting the reference pixel using the dx and dy parameters, it is necessary to set dx and dy so as to reduce the amount of computation.
도 25는 일 실시예에 따라서 (dx,dy)의 방향성을 갖는 연장선 상에 위치한 주변 픽셀과 현재 픽셀과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 25 is a diagram for describing a relationship between a neighboring pixel located on an extension line having a directionality of (dx, dy) and a current pixel, according to an exemplary embodiment.
도 25를 참조하면, (j,i)에 위치한 현재 픽셀을 P(1610), 현재 픽셀 P(1610)를 지나는 tan-1(dy/dx)의 방향성, 즉 기울기를 갖는 연장선 상에 위치한 상측 주변 픽셀을 A(1611), 좌측 주변 픽셀을 B(1612)라고 정의한다. 현재 픽셀 P(1610)이 포함된 예측 단위의 크기가 nSxnS(nS는 양의 정수)이며, 예측 단위의 각 픽셀들의 위치는 (0,0) 부터 (nS-1, nS-1) 중 하나이며, x축 상에 위치한 상측 주변 픽셀의 위치를 (m, -1)(m은 정수), y축 상에 위치한 좌측 주변 픽셀의 위치를 (-1,n)(n은 정수)라고 가정한다. 현재 픽셀 P(1610)을 지나는 연장선과 만나는 상측 주변 픽셀 A(1611)의 위치는 (j+i*dx/dy, -1), 좌측 주변 픽셀 B(1612)의 위치는 (-1, i+j*dy/dx) 이다. 따라서, 현재 픽셀 P(1610)의 예측을 위해 상측 주변 픽셀 A(1611) 또는 좌측 주변 픽셀 B(1612)를 결정하기 위해서는 dx/dy 또는 dy/dx와 같은 나눗셈 연산이 필요하다. 전술한 바와 같이 이러한 나눗셈 연산은 연산 복잡도가 높기 때문에 소프트웨어 또는 하드웨어 구현시 연산 속도의 저하를 초래할 수 있다. 따라서, 주변 픽셀을 결정하기 위한 예측 모드의 방향성을 나타내는 dx 및 dy 중 적어도 하나의 값을 2의 지수승으로 결정할 수 있다. 즉, n,m을 각각 정수라고 할 때, dx 및 dy는 각각 2^n, 2^m 일 수 있다.Referring to FIG. 25, the current pixel located at (j, i) is P 1610 and an upper periphery located on an extension line having a direction, ie, slope, tan −1 (dy / dx) passing through the current pixel P 1610. A pixel is defined as A 1611 and a left peripheral pixel is referred to as B 1612. The size of the prediction unit including the current pixel P 1610 is nSxnS (nS is a positive integer), and the position of each pixel in the prediction unit is one of (0,0) to (nS-1, nS-1). Assume that the position of the upper peripheral pixel on the x-axis is (m, -1) (m is an integer) and the position of the left peripheral pixel on the y-axis is (-1, n) (n is an integer). The position of the upper peripheral pixel A 1611 that meets the extension line passing through the current pixel P 1610 is (j + i * dx / dy, -1), and the position of the left peripheral pixel B 1612 is (-1, i + j * dy / dx). Accordingly, a division operation such as dx / dy or dy / dx is required to determine the upper peripheral pixel A 1611 or the left peripheral pixel B 1612 for prediction of the current pixel P 1610. As described above, since the division operation has high computational complexity, it may cause a decrease in computational speed in software or hardware implementation. Therefore, at least one of dx and dy indicating the direction of the prediction mode for determining the neighboring pixels may be determined by an exponential power of 2. That is, when n and m are integers, dx and dy may be 2 ^ n and 2 ^ m, respectively.
현재 픽셀 P(1610)의 예측자로써 좌측 주변 픽셀 B(1612)가 이용되고 dx가 2^n의 값을 갖는 경우, 좌측 주변 픽셀 B(1612)의 위치인 (-1, i+j*dy/dx)를 결정하기 위해 필요한 j*dy/dx 연산은 (i*dy)/(2^n)이며, 이러한 2의 지수승으로 나눗셈을 수행하는 연산은 (i*dy)>>n과 같이 쉬프트 연산을 통해 구현될 수 있으므로 연산량이 감소한다.When the left peripheral pixel B 1612 is used as the predictor of the current pixel P 1610 and dx has a value of 2 ^ n, the position of the left peripheral pixel B 1612 (-1, i + j * dy) The j * dy / dx operation required to determine / dx) is (i * dy) / (2 ^ n), and the operation to divide by this power of 2 is (i * dy) >> n. Since it can be implemented through shift operation, the amount of calculation is reduced.
유사하게, 현재 픽셀 P(1610)의 예측자로써 상측 주변 픽셀 A(1611)가 이용되고 dy가 2^m의 값을 갖는 경우, 상측 주변 픽셀 A의 위치인 (j+i*dx/dy,-1)를 결정하기 위해 필요한 i*dx/dy 연산은 (i*dx)/(2^m)이며, 이러한 2의 지수승으로 나눗셈을 수행하는 연산은 (i*dx)>>m과 같이 쉬프트 연산을 통해 구현될 수 있다.Similarly, when the upper peripheral pixel A 1611 is used as the predictor of the current pixel P 1610 and dy has a value of 2 ^ m, the position of the upper peripheral pixel A (j + i * dx / dy, The i * dx / dy operation required to determine -1) is (i * dx) / (2 ^ m), and the operation to divide by this power of 2 is (i * dx) >> m. It can be implemented through a shift operation.
도 26 및 도 27은 일 실시예에 따라서 인트라 예측 모드 방향을 나타낸 도면이다.26 and 27 are diagrams illustrating an intra prediction mode direction, according to an embodiment.
일반적으로, 영상이나 비디오 신호에서 나타나는 직선 패턴들은 수직이나 수평 방향인 경우가 많다. 따라서, (dx, dy)의 파라메터를 이용하여 다양한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드를 정의할 때, 다음과 같이 dx, dy의 값을 정의함으로써 영상의 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.In general, straight patterns appearing in an image or a video signal are often vertical or horizontal. Therefore, when defining an intra prediction mode having various directions using the parameters of (dx, dy), coding efficiency of an image can be improved by defining values of dx and dy as follows.
구체적으로, dy가 2^m의 값으로 고정된 값을 갖는 경우, dx의 절대값은 수직 방향에 가까운 예측 방향 사이의 간격은 좁도록 설정되고, 수평 방향에 가까운 예측 방향일수록 예측 모드 사이의 간격이 넓어지도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 26를 참조하면, dy가 2^5, 즉 32의 값을 갖는 경우, dx의 값을 2,5,9,13,17,21,26,32,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26,-32와 같이 설정함으로써 수직 방향에 가까운 예측 방향 사이의 간격은 상대적으로 좁도록 설정되고, 수평 방향에 가까운 예측 방향일수록 예측 모드 사이의 간격이 상대적으로 넓어지도록 설정될 수 있다.Specifically, when dy has a fixed value of 2 ^ m, the absolute value of dx is set such that the interval between prediction directions closer to the vertical direction is narrower, and the interval between prediction modes is closer to the prediction direction closer to the horizontal direction. Can be set to be wider. For example, referring to FIG. 26, when dy has a value of 2 ^ 5, that is, 32, the value of dx is 2,5,9,13,17,21,26,32, -2, -5, By setting as -9, -13, -17, -21, -26, -32, the interval between prediction directions closer to the vertical direction is set to be relatively narrow, and the interval between prediction modes is closer to the prediction direction closer to the horizontal direction. This can be set to be relatively wider.
유사하게 dx가 2^n의 값으로 고정된 값을 갖는 경우, dy의 절대값은 수평 방향에 가까운 예측 방향 사이의 간격은 좁도록 설정되고, 수직 방향에 가까운 예측 방향일수록 예측 모드 사이의 간격이 넓어지도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 도 27을 참조하면, dx가 2^5, 즉 32의 값을 갖는 경우, dy의 값을 2,5,9,13,17,21,26,32,-2,-5,-9,-13,-17,-21,-26,-32과 같이 설정함으로써 수평 방향에 가까운 예측 방향 사이의 간격은 좁도록 설정되고, 수직 방향에 가까운 예측 방향일수록 예측 모드 사이의 간격이 넓어지도록 설정될 수 있다.Similarly, when dx has a fixed value of 2 ^ n, the absolute value of dy is set so that the interval between prediction directions close to the horizontal direction is narrow, and the interval between prediction modes is closer to the prediction direction closer to the vertical direction. It can be set to be wider. For example, referring to FIG. 27, when dx has a value of 2 ^ 5, that is, 32, a value of dy is 2,5,9,13,17,21,26,32, -2, -5, By setting as -9, -13, -17, -21, -26, -32, the interval between the prediction directions close to the horizontal direction is set to be narrow, and the interval between the prediction modes is wider for the prediction direction closer to the vertical direction. Can be set to lose.
또한, dx 및 dy 중 어느 하나의 값이 고정되었을 때, 고정되지 않은 나머지 값은 예측 모드 별로 증가되도록 설정될 수 있다. 예를 들어, dy가 고정된 경우 dx 사이의 간격이 소정값만큼 증가되도록 설정될 수 있다. 또한, 이러한 증가폭은 수평 방향과 수직 방향 사이의 각도를 소정 단위로 구분하고, 구분된 각도별로 설정될 수도 있다. 예를 들어, dy가 고정된 경우, dx의 값은 수직축과의 각도가 15도 이내인 구간에서는 a라는 증가폭을 갖고, 15도와 30도 사이에서는 b라는 증가폭을 갖으며, 30도 이상에서는 c라는 증가폭을 갖도록 설정될 수 있다. In addition, when any one of dx and dy is fixed, the remaining non-fixed value may be set to increase for each prediction mode. For example, when dy is fixed, the interval between dx may be set to increase by a predetermined value. In addition, the increment may be divided by a predetermined unit to the angle between the horizontal direction and the vertical direction, it may be set for each divided angle. For example, if dy is fixed, the value of dx has an increase of a in the section within 15 degrees of the vertical axis, and an increase of b between 15 and 30 degrees, and c at 30 degrees or more. It can be set to have an increment.
일 예로, (dx, dy)를 이용하여 tan-1(dy/dx)의 방향성을 갖는 예측 모드들은 다음의 표 3 내지 표 5에 표기된 (dx,dy) 파라메터를 정의될 수 있다.For example, prediction modes having a directionality of tan −1 (dy / dx) using (dx, dy) may define (dx, dy) parameters shown in Tables 3 to 5 below.
표 3
dx Dy dx dy dx dy
-32 32 21 32 32 13
-26 32 26 32 32 17
-21 32 32 32 32 21
-17 32 32 -26 32 26
-13 32 32 -21 32 32
-9 32 32 -17    
-5 32 32 -13    
-2 32 32 -9    
0 32 32 -5    
2 32 32 -2    
5 32 32 0    
9 32 32 2    
13 32 32 5    
17 32 32 9    
TABLE 3
dx Dy dx dy dx dy
-32 32 21 32 32 13
-26 32 26 32 32 17
-21 32 32 32 32 21
-17 32 32 -26 32 26
-13 32 32 -21 32 32
-9 32 32 -17
-5 32 32 -13
-2 32 32 -9
0 32 32 -5
2 32 32 -2
5 32 32 0
9 32 32 2
13 32 32 5
17 32 32 9
표 4
dx Dy dx dy dx dy
-32 32 19 32 32 10
-25 32 25 32 32 14
-19 32 32 32 32 19
-14 32 32 -25 32 25
-10 32 32 -19 32 32
-6 32 32 -14    
-3 32 32 -10    
-1 32 32 -6    
0 32 32 -3    
1 32 32 -1    
3 32 32 0    
6 32 32 1    
10 32 32 3    
14 32 32 6    
Table 4
dx Dy dx dy dx dy
-32 32 19 32 32 10
-25 32 25 32 32 14
-19 32 32 32 32 19
-14 32 32 -25 32 25
-10 32 32 -19 32 32
-6 32 32 -14
-3 32 32 -10
-One 32 32 -6
0 32 32 -3
One 32 32 -One
3 32 32 0
6 32 32 One
10 32 32 3
14 32 32 6
표 5
dx Dy dx dy dx dy
-32 32 23 32 32 15
-27 32 27 32 32 19
-23 32 32 32 32 23
-19 32 32 -27 32 27
-15 32 32 -23 32 32
-11 32 32 -19    
-7 32 32 -15    
-3 32 32 -11    
0 32 32 -7    
3 32 32 -3    
7 32 32 0    
11 32 32 3    
15 32 32 7    
19 32 32 11    
Table 5
dx Dy dx dy dx dy
-32 32 23 32 32 15
-27 32 27 32 32 19
-23 32 32 32 32 23
-19 32 32 -27 32 27
-15 32 32 -23 32 32
-11 32 32 -19
-7 32 32 -15
-3 32 32 -11
0 32 32 -7
3 32 32 -3
7 32 32 0
11 32 32 3
15 32 32 7
19 32 32 11
전술한 바와 같이 (dx, dy) 파라메터들을 이용하는 각 인트라 예측 모드들은 (j,i)에 위치한 픽셀의 예측자로써 좌측의 주변 픽셀 (-1, i+j*dy/dx) 또는 상측의 주변 픽셀 (j+i*dx/dy,-1)을 이용한다. 표 2와 같이 dx 또는 dy의 값 중 적어도 하나가 2의 지수승을 갖는 경우, 좌측의 주변 픽셀 (-1, i+j*dy/dx) 및 상측의 주변 픽셀 (j+i*dx/dy,-1)의 위치는 나눗셈 연산 없이 곱셈 및 쉬프트 연산만으로 획득될 수 있다. 전술한 표 2에 따른 (dx, dy)의 값들 중 dx가 32인 경우와 같이 dx가 2^n의 값을 갖는 경우 dx를 이용한 나눗셈 연산은 우측 쉬프트 연산으로 대체될 수 있으므로, 좌측의 주변 픽셀의 위치는 (i*dy)>>n의 값에 기초하여 나눗셈 연산없이 획득될 수 있다. 유사하게, 표 2에 따른 (dx, dy)의 값들 중 dy가 32인 경우와 같이 dy가 2^m의 값을 갖는 경우 dy를 이용한 나눗셈 연산은 우측 쉬프트 연산으로 대체될 수 있으므로, 상측의 주변 픽셀의 위치는 (i*dx)>>m의 값에 기초하여 나눗셈 연산없이 획득될 수 있다.As described above, each of the intra prediction modes using the (dx, dy) parameters is the predictor of the pixel located at (j, i) and the left peripheral pixel (-1, i + j * dy / dx) or the upper peripheral pixel. (j + i * dx / dy, -1). When at least one of the values of dx or dy has an exponential power of 2, as shown in Table 2, the left peripheral pixel (-1, i + j * dy / dx) and the upper peripheral pixel (j + i * dx / dy The position of -1) can be obtained by only multiplication and shift operations without division operations. Since dx has a value of 2 ^ n as in the case of (dx, dy) of (dx, dy) values according to Table 2 above, the division operation using dx can be replaced by a right shift operation, so that the left peripheral pixel The position of may be obtained without a division operation based on the value of (i * dy) >> n. Similarly, when dy has a value of 2 ^ m, such as the case of (dx, dy) of (dx, dy) according to Table 2, the division operation using dy can be replaced by the right shift operation, so that the upper periphery The position of the pixel can be obtained without division operation based on the value of (i * dx) >> m.
도 28은 일 실시예에 따른 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드의 방향을 나타낸 도면이다.FIG. 28 is a diagram illustrating a direction of intra prediction modes having 33 orientations according to an embodiment. FIG.
도 28를 참조하면, 인트라 예측부(410,550)는 도시된 바와 같은 33개의 방향성을 갖는 인트라 예측 모드들에 따라 현재 픽셀의 예측자로 이용될 주변 픽셀을 결정할 수 있다. 전술한 바와 같이 각 인트라 예측 모드에 따른 방향은 수평 방향이나 수직 방향에 가까울수록 예측 모드 사이의 간격은 좁도록 설정되고, 수직 방향이나 수평 방향과 멀어질수록 예측 모드 사이의 간격이 넓어지도록 설정될 수 있다.Referring to FIG. 28, the intra predictors 410 and 550 may determine a neighboring pixel to be used as a predictor of the current pixel according to the intra prediction modes having 33 directionalities as shown. As described above, the distance between the prediction modes is set to be narrower as the direction according to each intra prediction mode is closer to the horizontal direction or the vertical direction, and the distance between the prediction modes is wider as the distance is closer to the vertical direction or the horizontal direction. Can be.
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장 장치 등이 포함된다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 저장되고 실행될 수 있다.The invention can also be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, and the like. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far I looked at the center of the preferred embodiment for the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

Claims (15)

  1. 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값이 획득되는지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 비트스트림으로부터 파싱하는 단계;Parsing joint prediction information from the bitstream indicating whether a prediction value of a current block is obtained by applying a plurality of intra prediction modes;
    상기 결합 예측 정보에 기초하여, 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 결정하는 단계;Determining whether to perform joint prediction on a current block based on the joint prediction information;
    상기 결합 예측을 수행하는 경우, 상기 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계;When performing the joint prediction, obtaining a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to the luminance component of the current block;
    상기 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정하는 단계;Weighting the plurality of luminance prediction values to determine a final luminance prediction value;
    상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계; Obtaining a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block;
    상기 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.And weighting the plurality of color difference prediction values to determine a final color difference prediction value.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계는,Acquiring the plurality of luminance prediction values,
    이용가능한 복수 개의 휘도 예측 모드를 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군으로 분류하는 단계; 및Classifying the plurality of available brightness prediction modes into candidate groups of the plurality of brightness prediction modes; And
    상기 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드를 적용하여 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계를 포함하고,Obtaining a plurality of luminance prediction values by applying a luminance prediction mode selected from a candidate group of each luminance prediction mode to the luminance component of the current block,
    상기 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계는,Acquiring the plurality of color difference prediction values,
    이용가능한 복수 개의 색차 예측 모드를 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군으로 분류하는 단계; 및Classifying the plurality of available color difference prediction modes into candidate groups of the plurality of color difference prediction modes; And
    상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 각각의 색차 예측 모드의 후보 군에서 선택된 색차 예측 모드를 적용하여 상기 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.And applying the color difference prediction mode selected from the candidate group of each color difference prediction mode to the color difference component of the current block, to obtain the plurality of color difference prediction values.
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 휘도 예측 모드는 주변 블록들의 정보 또는 각 휘도 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정되고, The luminance prediction mode available in the candidate group of each luminance prediction mode is determined by information of neighboring blocks or correlation between each luminance prediction mode,
    상기 각각의 색차 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 색차 예측 모드는 상기 주변 블록들의 정보 또는 각 색차 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정되는, 영상 복호화 방법.The color difference prediction mode available in the candidate group of each color difference prediction mode is determined by the information of the neighboring blocks or the correlation between each color difference prediction mode.
  4. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 중에서, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군은 이용가능한 모든 휘도 예측 모드를 포함하고, 나머지 휘도 예측 모드의 후보 군은 보간(interpolation) 과정이 포함되지 않은 예측 모드를 우선적으로 포함하는, 영상 복호화 방법.Among the candidate groups of the plurality of luminance prediction modes, the candidate group of the first luminance prediction mode includes all available luminance prediction modes, and the candidate groups of the remaining luminance prediction modes include a prediction mode that does not include an interpolation process. First, the video decoding method.
  5. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 중에서, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드는 나머지 휘도 예측 모드의 후보 군에서 제외되는, 영상 복호화 방법.And among the candidate groups of the plurality of luminance prediction modes, the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode is excluded from the candidate group of the remaining luminance prediction modes.
  6. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 중에서, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드가 나머지 휘도 예측 모드의 후보 군에도 포함되어 있는 경우, 상기 나머지 휘도 예측 모드의 후보 군에서 상기 선택된 휘도 예측 모드가 다른 휘도 예측 모드로 대체되는, 영상 복호화 방법.When the luminance prediction mode selected from the candidate group of the first luminance prediction mode is included in the candidate group of the remaining luminance prediction mode among the candidate groups of the plurality of luminance prediction modes, the selected luminance is selected from the candidate group of the remaining luminance prediction mode. The prediction mode is replaced with another luminance prediction mode.
  7. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군은, 상기 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 예측 모드를 포함하는, 영상 복호화 방법.And the candidate group of the plurality of color difference prediction modes includes a prediction mode selected from the candidate group of the plurality of luminance prediction modes.
  8. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군 중에서, 제 1 휘도 예측 모드의 후보 군에 포함된 휘도 예측 모드는 나머지 휘도 예측 모드의 후보 군에 포함된 휘도 예측 모드와 상이한, 영상 복호화 방법.And among the candidate groups of the plurality of luminance prediction modes, the luminance prediction mode included in the candidate group of the first luminance prediction mode is different from the luminance prediction mode included in the candidate group of the remaining luminance prediction modes.
  9. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군은, 방향성이 없는 예측 모드의 후보 군, 수평 방향성을 갖는 예측 모드의 후보 군 또는 수직 방향성을 갖는 예측 모드의 후보 군 중 하나에 대응하는, 영상 복호화 방법.And the candidate group of each of the luminance prediction modes corresponds to one of the candidate group of the prediction mode without direction, the candidate group of the prediction mode with horizontal direction, or the candidate group of the prediction mode with vertical direction.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 영상 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for implementing the image decoding method according to any one of claims 1 to 9.
  11. 복수 개의 인트라 예측 모드를 적용하여 현재 블록의 예측 값이 획득되는지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 비트스트림으로부터 파싱하는 수신부;A receiver for parsing combined prediction information indicating whether a prediction value of a current block is obtained by applying a plurality of intra prediction modes;
    상기 결합 예측 정보에 기초하여, 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 결정하고, 상기 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하고, 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정하고, 상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득하고, 상기 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정하는 복호화부를 포함하는, 영상 복호화 장치.Based on the joint prediction information, it is determined whether to perform joint prediction on the current block, obtain a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to the luminance component of the current block, and A final luminance prediction value is determined by weighting the luminance prediction values, a plurality of color difference prediction values are obtained by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block, and the final color difference is weighted by adding the plurality of color difference prediction values. And a decoder configured to determine a prediction value.
  12. 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계;Obtaining a plurality of luminance prediction values by applying a plurality of luminance prediction modes to the luminance component of the current block;
    상기 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정하는 단계;Weighting the plurality of luminance prediction values to determine a final luminance prediction value;
    상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계; Obtaining a plurality of color difference prediction values by applying a plurality of color difference prediction modes to the color difference components of the current block;
    상기 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정하는 단계;Determining a final color difference prediction value by weighting the plurality of color difference prediction values;
    상기 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 결정하는 단계; 및Determining joint prediction information indicating whether to perform joint prediction on the current block; And
    상기 결합 예측 정보를 포함하는 비트스트림을 전송하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.And transmitting a bitstream including the joint prediction information.
  13. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12,
    상기 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계는,Acquiring the plurality of luminance prediction values,
    이용가능한 복수 개의 휘도 예측 모드를 복수 개의 휘도 예측 모드의 후보 군으로 분류하는 단계; 및Classifying the plurality of available brightness prediction modes into candidate groups of the plurality of brightness prediction modes; And
    상기 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 선택된 휘도 예측 모드를 적용하여 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하는 단계를 포함하고,Obtaining a plurality of luminance prediction values by applying a luminance prediction mode selected from a candidate group of each luminance prediction mode to the luminance component of the current block,
    상기 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계는,Acquiring the plurality of color difference prediction values,
    이용가능한 복수 개의 색차 예측 모드를 복수 개의 색차 예측 모드의 후보 군으로 분류하는 단계; 및Classifying the plurality of available color difference prediction modes into candidate groups of the plurality of color difference prediction modes; And
    상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 각각의 색차 예측 모드의 후보 군에서 선택된 색차 예측 모드를 적용하여 상기 복수 개의 색차 예측 값을 획득하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.And applying the color difference prediction mode selected from the candidate group of each color difference prediction mode to the color difference components of the current block to obtain the plurality of color difference prediction values.
  14. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 각각의 휘도 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 휘도 예측 모드는 주변 블록들의 정보 또는 각 휘도 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정되고, The luminance prediction mode available in the candidate group of each luminance prediction mode is determined by information of neighboring blocks or correlation between each luminance prediction mode,
    상기 각각의 색차 예측 모드의 후보 군에서 이용가능한 색차 예측 모드는 상기 주변 블록들의 정보 또는 각 색차 예측 모드 간의 상관관계에 의해 결정되는, 영상 부호화 방법.The chrominance prediction mode available in the candidate group of each chrominance prediction mode is determined by the information of the neighboring blocks or the correlation between the chrominance prediction modes.
  15. 현재 블록의 휘도 성분에 대하여 복수 개의 휘도 예측 모드를 적용하여 복수 개의 휘도 예측 값을 획득하고, 상기 복수 개의 휘도 예측 값을 가중 합하여 최종 휘도 예측 값을 결정하고, 상기 현재 블록의 색차 성분에 대하여 복수 개의 색차 예측 모드를 적용하여 복수 개의 색차 예측 값을 획득하고, 상기 복수 개의 색차 예측 값을 가중 합하여 최종 색차 예측 값을 결정하고, 상기 현재 블록에 대해 결합 예측을 수행할지 여부를 나타내는 결합 예측 정보를 결정하는 부호화부; 및A plurality of luminance prediction values are obtained by applying a plurality of luminance prediction modes to the luminance components of the current block, the final luminance prediction value is determined by weighting the plurality of luminance prediction values, and a plurality of the color difference components of the current block are obtained. Apply a plurality of color difference prediction modes to obtain a plurality of color difference prediction values, weight the sum of the plurality of color difference prediction values to determine a final color difference prediction value, and perform joint prediction information indicating whether to perform joint prediction on the current block. An encoding unit to determine; And
    상기 결합 예측 정보를 포함하는 비트스트림을 전송하는 전송부를 포함하는, 영상 부호화 장치.And a transmitter configured to transmit a bitstream including the joint prediction information.
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