WO2016137089A1 - 비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치 - Google Patents

비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치 Download PDF

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WO2016137089A1
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dominant
mode
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전용준
허진
유선미
박승욱
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엘지전자(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for encoding / decoding a video signal, and more particularly, to a method and apparatus for adaptively performing intra prediction.
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
  • a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • the present invention proposes a method for adaptively setting an intra prediction mode according to a characteristic of an image when performing intra prediction.
  • the present invention proposes a method for adaptively selecting at least one of the number of modes or the position of each mode corresponding to an intra angular mode.
  • the present invention proposes a method for transmitting an adaptive intra prediction mode.
  • the present invention proposes a method of transmitting the number of prediction directions in performing intra prediction.
  • the present invention proposes a method of deriving the number of prediction directions in performing intra prediction.
  • the present invention proposes a method for setting a group index in performing intra prediction.
  • the present invention proposes a method for determining an intra prediction mode based on a group index.
  • the present invention provides a method for adaptively setting an intra prediction mode based on characteristics of an image.
  • the present invention provides a method for selecting an adaptive prediction mode from a context signal.
  • the present invention provides a method for transmitting an adaptive intra prediction mode.
  • the present invention provides a method for signaling by defining a syntax for the prediction direction number.
  • the present invention provides a method for deriving the prediction direction number from a specific parameter.
  • the present invention provides a method for setting a group index based on a prediction direction.
  • the present invention provides a method for determining an intra prediction mode based on a group index.
  • the present invention can perform more efficient intra prediction by adaptively setting the intra prediction mode according to the characteristics of the image.
  • the present invention can process the video signal more efficiently by reducing the amount of data of the residual signal generated during video encoding by performing adaptive intra prediction.
  • one coding unit includes a plurality of prediction units, since the intra prediction mode may be adaptively applied to each prediction unit, more detailed intra prediction may be performed.
  • the present invention can determine the dominant prediction direction of the current block by defining a group index, and can perform more efficient binarization by allocating shorter bits for the dominant prediction direction.
  • the present invention when generating the prediction block, can generate a more accurate prediction block according to the reference pixel position determined by the prediction mode, thereby reducing the data amount of the residual signal, thereby reducing the amount of energy transmitted. The amount can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram for describing an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a prediction direction according to an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and adaptively selects a mode when the intra prediction mode has 1 / M precision.
  • FIG. 8 is a diagram for describing the number of prediction directions and the number of modes transmitted in an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 illustrates various methods of selecting L modes based on a dominant direction in an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram of an encoder for encoding an adaptively selected mode in intra prediction, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a schematic block diagram of a decoder for decoding an adaptively selected mode in intra prediction as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 illustrates various methods for the number of L intra prediction modes selected based on a dominant direction as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a method of selecting a dominant direction using a surrounding sample as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a diagram for describing a method of selecting a dominant direction using surrounding mode information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 15 illustrates a syntax structure for transmitting the number of prediction directions as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 16 is a diagram for describing a method of setting a group index in an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 17 and 18 are diagrams for describing a method of determining a dominant prediction direction based on a group index of a neighboring block according to embodiments to which the present invention is applied.
  • 19 to 20 are flowcharts illustrating a method of allocating a prediction mode based on a group index of a neighboring block according to embodiments to which the present invention is applied.
  • 21 to 22 are schematic block diagrams of encoders and decoders for remapping modes according to a dominant direction flag as embodiments to which the present invention is applied.
  • FIG. 23 illustrates a syntax structure for setting a dominant direction flag based on a group index of neighboring blocks according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 24 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a syntax structure for deriving the number of bits for mode information based on a dominant direction flag.
  • FIG. 25 illustrates a syntax structure for remapping modes based on at least one of a dominant direction flag and a group index according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method of encoding a video signal, comprising: determining a dominant prediction direction of a current block using information of a neighboring block; Determining the number of intra prediction modes to transmit based on the dominant prediction direction; Determining an optimal intra prediction mode based on the number of intra prediction modes; And generating a prediction signal according to the optimal intra prediction mode.
  • the present invention may further include acquiring information of the neighboring block, wherein the information of the neighboring block includes at least one of group index information, intra prediction mode, or edge information.
  • the present invention may further include determining whether the group index information of the neighboring blocks is the same, wherein the dominant prediction direction is determined according to the group index information of the neighboring block.
  • the present invention may further include determining whether the intra prediction modes of the neighboring blocks are the same, wherein the dominant prediction direction is determined according to the intra prediction modes of the neighboring blocks.
  • the present invention may further include determining whether edge information of the neighboring block is detected, wherein the dominant prediction direction is determined according to the edge information of the neighboring block.
  • the neighboring block may include a left block and an upper block adjacent to the current block.
  • the present invention includes the steps of deriving a variable indicating whether the dominant prediction direction exists; And remapping the optimal intra prediction mode based on the variable.
  • the information of the neighboring block includes at least one of group index information, intra prediction mode or edge information, and the optimal intra prediction mode is remapped based on the group index information and the variable. It is done.
  • the present invention also provides a method of decoding a video signal, comprising: determining a dominant prediction direction of a current block using information of a neighboring block; Deriving a variable indicating whether the dominant prediction direction exists; Remapping the intra prediction mode extracted from the video signal based on the variable; Generating a prediction signal according to the remapped intra prediction mode.
  • the present invention may further include acquiring information of the neighboring block, wherein the information of the neighboring block includes at least one of group index information, intra prediction mode, or edge information.
  • the present invention may further include determining whether the group index information of the neighboring blocks is the same, wherein the dominant prediction direction is determined according to the group index information of the neighboring block.
  • the present invention in the apparatus for encoding a video signal, the prediction direction for determining the dominant prediction direction of the current block using the information of the neighboring block, and determines the number of intra prediction modes to be transmitted based on the dominant prediction direction Induction part; And an intra predictor configured to determine an optimal intra prediction mode based on the number of intra prediction modes and to generate a prediction signal according to the optimal intra prediction mode.
  • the prediction direction deriving unit may obtain information of the neighboring block, and the information of the neighboring block includes at least one of group index information, intra prediction mode, or edge information.
  • the prediction direction derivation unit determines whether the group index information of the neighboring block is the same, and the dominant prediction direction is determined according to the group index information of the neighboring block.
  • the prediction direction derivation unit induces a variable indicating whether the dominant prediction direction exists
  • the apparatus further includes a mode remapping unit remapping the optimal intra prediction mode based on the variable. It is characterized by.
  • the present invention provides an apparatus for decoding a video signal, comprising: a prediction direction derivation unit for determining a dominant prediction direction of a current block by using information of neighboring blocks and deriving a variable indicating whether the dominant prediction direction exists; A mode remapping unit configured to remap an intra prediction mode extracted from the video signal based on the variable; And an intra prediction unit generating a prediction signal according to the remapped intra prediction mode.
  • terms used in the present invention may be replaced for more appropriate interpretation when there are general terms selected to describe the invention or other terms having similar meanings.
  • signals, data, samples, pictures, frames, blocks, etc. may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • partitioning, decomposition, splitting, and division may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 may include an image splitter 110, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, a filter 160, and a decoder. It may include a decoded picture buffer (DPB) 170, an inter predictor 180, an intra predictor 185, and an entropy encoder 190.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image divider 110 may divide an input image (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • the terms are only used for the convenience of description of the present invention, the present invention is not limited to the definition of the terms.
  • the term coding unit is used as a unit used in encoding or decoding a video signal, but the present invention is not limited thereto and may be appropriately interpreted according to the present invention.
  • the encoder 100 may generate a residual signal by subtracting a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 from the input image signal, and generate the residual signal. Is transmitted to the converter 120.
  • the transformer 120 may generate a transform coefficient by applying a transform technique to the residual signal.
  • the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied to blocks of variable size rather than square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantized coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 may entropy code the quantized signal and output the bitstream.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal may restore the residual signal by applying inverse quantization and inverse transformation through the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 150 in the loop.
  • a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the reconstruction signal and outputs it to the reproduction apparatus or transmits the decoded picture buffer to the decoding picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180. As such, by using the filtered picture as a reference picture in the inter prediction mode, not only image quality but also encoding efficiency may be improved.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the inter prediction unit 180 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized in units of blocks at the time of encoding / decoding in the previous time, blocking artifacts or ringing artifacts may exist. have.
  • the inter prediction unit 180 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter in order to solve performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • the subpixel refers to a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • the integer pixel refers to an actual pixel existing in the reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter, or the like may be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the precision of prediction.
  • the inter prediction unit 180 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to integer pixels, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block. You can make predictions.
  • the intra predictor 185 may predict the current block by referring to samples around the block to which current encoding is to be performed.
  • the intra prediction unit 185 may perform the following process to perform intra prediction. First, reference samples necessary for generating a prediction signal may be prepared. The prediction signal may be generated using the prepared reference sample. Then, the prediction mode is encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference sample has been predicted and reconstructed, there may be a quantization error. Accordingly, the reference sample filtering process may be performed for each prediction mode used for intra prediction to reduce such an error.
  • a prediction signal generated through the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 may include an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, a filtering unit 240, and a decoded picture buffer unit (DPB) 250. ), An inter predictor 260, and an intra predictor 265.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoder 200 may receive a signal output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal may be entropy decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse transform unit 230 inversely transforms the transform coefficient to obtain a residual signal.
  • a reconstructed signal is generated by adding the obtained residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 260 or the intra predictor 265.
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal and outputs the filtering to the reproducing apparatus or transmits it to the decoded picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240, the inter prediction unit 260, and the decoder. The same may be applied to the intra predictor 265.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder may split one image (or picture) in units of a rectangular Coding Tree Unit (CTU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • the size of the CTU may be set to any one of 64x64, 32x32, and 16x16, but the present invention is not limited thereto.
  • the encoder may select and use the size of the CTU according to the resolution of the input video or the characteristics of the input video.
  • the CTU may include a coding tree block (CTB) for a luma component and a coding tree block (CTB) for two chroma components corresponding thereto.
  • One CTU may be decomposed into a quadtree (QT) structure.
  • QT quadtree
  • one CTU may be divided into four units having a square shape and each side is reduced by half in length.
  • the decomposition of this QT structure can be done recursively.
  • a root node of a QT may be associated with a CTU.
  • the QT may be split until it reaches a leaf node, where the leaf node may be referred to as a coding unit (CU).
  • CU coding unit
  • a CU may mean a basic unit of coding in which an input image is processed, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU may include a coding block (CB) for a luma component and a CB for two chroma components corresponding thereto.
  • CB coding block
  • the size of the CU may be determined as any one of 64x64, 32x32, 16x16, and 8x8.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the CU may be larger or more diverse.
  • the CTU corresponds to a root node and has the smallest depth (ie, level 0) value.
  • the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image. In this case, the CTU corresponds to a CU.
  • the CTU may be decomposed in QT form, and as a result, lower nodes having a depth of level 1 may be generated. And, a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 1 corresponds to a CU.
  • CU (a), CU (b) and CU (j) corresponding to nodes a, b and j are divided once in the CTU and have a depth of level 1.
  • At least one of the nodes having a depth of level 1 may be split into QT again.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a level 2 depth corresponds to a CU.
  • CU (c), CU (h), and CU (i) corresponding to nodes c, h and i are divided twice in the CTU and have a depth of level 2.
  • At least one of the nodes having a depth of 2 may be divided into QTs.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 3 corresponds to a CU.
  • CU (d), CU (e), CU (f), and CU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in the CTU, and level 3 Has a depth of
  • the maximum size or the minimum size of the CU may be determined according to characteristics (eg, resolution) of the video image or in consideration of encoding efficiency. Information about this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size may be referred to as a largest coding unit (LCU), and a CU having a minimum size may be referred to as a smallest coding unit (SCU).
  • LCU largest coding unit
  • SCU smallest coding unit
  • a CU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each partitioned CU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, the depth information may include information about the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the size and maximum depth information of the LCU. Or conversely, using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
  • information indicating whether the corresponding CU is split may be delivered to the decoder.
  • the information may be defined as a split flag and may be represented by a syntax element "split_cu_flag".
  • the division flag may be included in all CUs except the SCU. For example, if the split flag value is '1', the corresponding CU is divided into four CUs again. If the split flag value is '0', the CU is not divided any more and the coding process for the CU is not divided. Can be performed.
  • the division process of the CU has been described as an example, but the QT structure described above may also be applied to the division process of a transform unit (TU) which is a basic unit for performing transformation.
  • TU transform unit
  • the TU may be hierarchically divided into a QT structure from a CU to be coded.
  • a CU may correspond to a root node of a tree for a transform unit (TU).
  • the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be determined by any one of 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the TU may be larger or more diverse.
  • information indicating whether the corresponding TU is divided may be delivered to the decoder.
  • the information may be defined as a split transform flag and may be represented by a syntax element "split_transform_flag".
  • the division conversion flag may be included in all TUs except the TU of the minimum size. For example, if the value of the division conversion flag is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the division conversion flag is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • a CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • a CU may be divided into prediction units (PUs).
  • the PU is a basic unit for generating a prediction block, and may generate different prediction blocks in PU units within one CU.
  • the PU may be divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the PU is divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
  • FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
  • one CU may be divided into two types (ie, 2Nx2N or NxN). Can be.
  • N ⁇ N type PU when divided into N ⁇ N type PU, one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
  • the division of the PU may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • one CU has 8 PU types (ie, 2Nx2N, NxN, 2NxN). , Nx2N, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD).
  • PU splitting in the form of NxN may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • nLx2N, nRx2N, 2NxnU, and 2NxnD types which are Asymmetric Motion Partition (AMP).
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • AMP cannot be used when the CU to which the PU belongs is a CU of the minimum size.
  • an optimal partitioning structure of a coding unit (CU), a prediction unit (PU), and a transformation unit (TU) is subjected to the following process to perform a minimum rate-distortion. It can be determined based on the value. For example, looking at an optimal CU partitioning process in a 64x64 CTU, rate-distortion cost can be calculated while partitioning from a 64x64 CU to an 8x8 CU.
  • the specific process is as follows.
  • the partition structure of the optimal PU and TU that generates the minimum rate-distortion value is determined by performing inter / intra prediction, transform / quantization, inverse quantization / inverse transform, and entropy encoding for a 64x64 CU.
  • the 32x32 CU is subdivided into four 16x16 CUs, and a partition structure of an optimal PU and TU that generates a minimum rate-distortion value for each 16x16 CU is determined.
  • a prediction mode is selected in units of PUs, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means a basic unit in which actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for a luma component and a TB for two chroma components corresponding thereto.
  • TB transform block
  • the TUs are hierarchically divided into quadtree structures from one CU to be coded.
  • the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • a root node of the quadtree is associated with a CU.
  • the quadtree is split until it reaches a leaf node, and the leaf node corresponds to a TU.
  • the CU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CU corresponds to a TU.
  • a node ie, a leaf node
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • FIG. 3B TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a TU.
  • TU (c), TU (h), and TU (i) corresponding to nodes c, h, and i are divided twice in a CU and have a depth of two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in a CU. Has depth.
  • a TU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Each divided TU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, it may include information about the size of the TU.
  • information indicating whether the corresponding TU is split may be delivered to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the smallest TU. For example, if the value of the flag indicating whether to split is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the flag indicating whether to split is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • FIG. 5 and 6 illustrate embodiments to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a prediction direction according to an intra prediction mode.
  • the decoder may derive an intra prediction mode of the current processing block (S501).
  • the prediction direction may have a prediction direction with respect to the position of the reference sample used for the prediction according to the prediction mode.
  • an intra prediction mode having a prediction direction is referred to as an intra_angular prediction mode or an intra directional mode.
  • an intra prediction mode having no prediction direction there are an intra planner (INTRA_PLANAR) prediction mode and an intra DC (INTRA_DC) prediction mode.
  • Table 1 illustrates an intra prediction mode and related names
  • FIG. 6 illustrates a prediction direction according to the intra prediction mode.
  • intra prediction prediction is performed on the current processing block based on the derived prediction mode. Since the reference sample used for the prediction and the specific prediction method vary according to the prediction mode, when the current block is encoded in the intra prediction mode, the decoder may derive the prediction mode of the current block to perform the prediction.
  • the decoder may check whether neighboring samples of the current processing block can be used for prediction and configure reference samples to be used for prediction (S502).
  • neighboring samples of the current processing block are samples adjacent to the left boundary of the current processing block of size nSxnS and a total of 2xnS samples neighboring the bottom-left, top of the current processing block.
  • the decoder can construct reference samples for use in prediction by substituting samples that are not available with the available samples.
  • the decoder may perform filtering of reference samples based on the intra prediction mode (S503).
  • Whether filtering of the reference sample is performed may be determined based on the size of the current processing block.
  • the filtering method of the reference sample may be determined by the filtering flag transmitted from the encoder.
  • the decoder may generate a prediction block for the current processing block based on the intra prediction mode and the reference samples (S504). That is, the decoder predicts the current processing block based on the intra prediction mode derived in the intra prediction mode derivation step S501 and the reference samples obtained through the reference sample configuration step S502 and the reference sample filtering step S503.
  • a block may be generated (ie, predictive sample generation).
  • the left boundary sample ie, the sample in the prediction block adjacent to the left boundary
  • the upper side of the prediction block in step S504.
  • (top) boundary samples i.e., samples in prediction blocks adjacent to the upper boundary
  • filtering may be applied to the left boundary sample or the upper boundary sample in the vertical direction mode and the horizontal mode among the intra directional prediction modes similarly to the INTRA_DC mode.
  • the value of the prediction sample may be derived based on a reference sample located in the prediction direction.
  • a boundary sample which is not located in the prediction direction among the left boundary sample or the upper boundary sample of the prediction block may be adjacent to a reference sample which is not used for prediction. That is, the distance from the reference sample not used for prediction may be much closer than the distance from the reference sample used for prediction.
  • the decoder may adaptively apply filtering to left boundary samples or upper boundary samples depending on whether the intra prediction direction is vertical or horizontal. That is, when the intra prediction direction is the vertical direction, the filtering may be applied to the left boundary samples, and when the intra prediction direction is the horizontal direction, the filtering may be applied to the upper boundary samples.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and adaptively selects a mode when the intra prediction mode has 1 / M precision.
  • the prediction direction has a +/- [0, 2, 5, 9, 13, 17, 21, 26, 32] / 32 angle.
  • the angle represents the difference between the lower row of the PU and the reference row above the PU in the vertical mode, and the difference between the rightmost column and the left reference column of the PU in the horizontal mode. Then, pixel reconstruction is achieved by using linear interpolation of upper or left reference samples with 1/32 pixel accuracy.
  • the present invention can adaptively select at least one of the number of modes or the mode positions in intra prediction.
  • FIG. 7 is an embodiment to which the present invention is applied, and may adaptively select the number L of modes corresponding to an angle within an area corresponding to 45 ° to the right in the intra vertical mode.
  • the present invention provides a method for adaptively selecting a mode number L in intra prediction.
  • the mode number L may be differently selected according to the characteristics of the image of the current block.
  • the characteristic of the image of the current block may be confirmed from surrounding reconstructed samples.
  • a reference sample (or reference array) used in intra prediction may be used.
  • the reference sample may be samples at positions p (-1, -2N + 1) to p (-1, -1) to p (2N-1, -1).
  • the characteristic of the image may be determined by an upper reference array or a left reference array.
  • the present invention is not limited to the upper or left sample array.
  • two rows of top or left sample arrays or more may be used.
  • the encoder or decoder to which the present invention is applied may determine the minimum number of modes L for intra prediction.
  • edge inspection or the like may be used as a method of determining whether the characteristics of the image are homogeneous. If it is determined that there is a strong edge in a particular part during imaging, many directional modes can be allocated intensively.
  • various measurement methods may be used to determine characteristics of an image, for example, information such as average, variance, edge intensity, and edge direction of pixel values.
  • FIG. 8 is a diagram for describing the number of prediction directions and the number of modes transmitted in an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the number of prediction directions for performing prediction and the number of modes transmitted may be independently determined.
  • the number of prediction directions may be set to N and the number of transmission modes may be set to M. Where N must be greater than M.
  • FIG. 8 (a) shows modes corresponding to the right 45 ° of the intra vertical modes, in which there are eight directions with respect to the right 45 °, and the number of prediction directions and the number of transmitted modes coincide.
  • FIG. 9 illustrates various methods of selecting L modes based on a dominant direction in an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention is applied.
  • L may be larger or smaller than the number N of prediction directions. For example, with 1/64 accuracy to the right 45 °, mode transmission can only be done for the eight selected on the encoder / decoder.
  • the present invention can provide various methods of selecting L modes based on a dominant direction in the intra prediction mode.
  • the method of selecting L out of N may be derived from the context information.
  • the context information may be at least one of the following and other methods may be used.
  • the context information may indicate a dominant direction derived from an intra prediction direction of neighboring PUs (eg, left PU, upper PU, etc.).
  • the context information may indicate a dominant direction derived from surrounding reconstructed samples.
  • the context information may indicate a degree of homogeneity derived from surrounding reconstructed samples.
  • the context information may indicate an average or variance derived from surrounding reconstructed samples.
  • the context information may indicate direction information derived from transform coefficients of neighboring blocks.
  • the decoder may select L modes based on the dominant direction after determining the dominant direction from surrounding reconstructed samples.
  • 9 (a) shows a case where L modes are selected in a vertical area when the dominant direction is a vertical direction
  • FIG. 9 (b) shows L cases in a horizontal area when the dominant direction is a horizontal direction
  • 9 (c) shows a case where L modes are selected within a left diagonal region when the dominant direction is a vertical-left diagonal direction
  • FIG. 9 (d) shows a dominant direction. If this is not clear or does not exist, the case where L modes are selected in the vertical region is shown, and the case where L modes are selected for the entire direction.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram of an encoder for encoding an adaptively selected mode in intra prediction, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder to which the present invention is applied schematically shows the encoder block diagram of FIG. 1, and focuses on the functions of the parts to which the present invention is applied.
  • the encoder may include a prediction direction inducer 1000 and an intra predictor 1010.
  • the prediction direction inducing unit 1000 may determine a dominant direction based on the information of the neighboring blocks.
  • the dominant direction may be determined according to the embodiments described with reference to FIG. 9.
  • L modes may be selected based on the dominant direction of the neighboring block.
  • the prediction direction deriving unit 1000 may transmit the selected L modes to the entropy encoding unit, and transmit the total number M of intra prediction modes to the intra prediction unit 1010.
  • the intra prediction unit 1010 may determine an optimal prediction mode among the M intra prediction modes transmitted from the prediction direction deriving unit 1000.
  • the determined optimal prediction mode may be transmitted to the entropy encoding unit.
  • FIG. 11 is a schematic block diagram of a decoder for decoding an adaptively selected mode in intra prediction as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder to which the present invention is applied schematically shows the decoder block diagram of FIG. 2, and focuses on the functions of the parts to which the present invention is applied.
  • the decoder may include a prediction direction deriving unit 1100 and an intra predicting unit 1110.
  • the prediction direction deriving unit 1100 may transmit the selected number of L intra prediction modes to the entropy decoding unit, and the entropy decoding unit may perform entropy decoding based on the selected mode number L.
  • the entropy decoding unit may receive a video signal, and transmit an intra prediction mode to the intra prediction unit 1110.
  • the intra prediction unit 1110 may perform intra prediction by receiving an intra prediction mode.
  • the predicted value output through the intra prediction is summed with the residual value subjected to inverse quantization and inverse transformation to reconstruct the video signal.
  • FIG. 12 illustrates various methods for the number of L intra prediction modes selected based on a dominant direction as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the number L of modes transmitted by rem_intra_luma_pred_mode may be set to 32, in which case coding
  • the required number of bits is 5 bits.
  • the total number M of the intra modes may be 35 including the DC mode and the PLANAR mode.
  • the number L of modes transmitted by rem_intra_luma_pred_mode may be set to 16, wherein bits necessary for coding the same The number is 4 bits.
  • the number L of modes transmitted by rem_intra_luma_pred_mode may be set to 8, where bits necessary for coding them are The number is 3 bits.
  • the number L of modes transmitted by rem_intra_luma_pred_mode may be set to 4, where bits necessary for coding them are The number is 2 bits.
  • the number L of modes transmitted by rem_intra_luma_pred_mode may be set to 2, where bits necessary for coding them are The number is 1 bit.
  • the number of bits can be reduced by selecting the actual number of modes to be transmitted based on the dominant direction.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a method of selecting a dominant direction using a surrounding sample as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention can determine the dominant direction from the information of the neighboring blocks.
  • the sample value of the neighboring block may be used as the information of the neighboring block.
  • the dominant direction may be determined by checking the presence or absence of an edge from at least one sample of the A region or the B region.
  • the presence or absence of the edge may be determined by checking whether the variance value of the sample values of the A region or the B region is smaller than a specific threshold. For example, when the variance value of the sample values of the region A or region B is smaller than a specific threshold, it may be determined that an edge exists.
  • the edge when the edge is detected in the A region and the edge is not detected in the B region, only 17 modes of the A region may be used and the B region mode may not be used.
  • FIG. 14 is a diagram for describing a method of selecting a dominant direction using surrounding mode information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention can determine the dominant direction from the information of the neighboring blocks.
  • the intra mode information of the neighboring block may be used as the information of the neighboring block.
  • the dominant direction may be determined by comparing the intra mode information of the upper block and the left block. For example, when the mode information (mode A) of the upper block is the same as the mode information (mode B) of the left block, only five modes including mode A and two left and right modes may be used.
  • the number of bits K 2.
  • 15 illustrates a syntax structure for transmitting the number of prediction directions as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method for signaling the number of prediction directions.
  • the present invention has been described with reference to 45 degrees under the assumption that the number of prediction directions can be equally applied to other 45 degree regions, this is an assumption for intuitive explanation, and the present invention is not limited thereto.
  • the description relating to the prediction direction included herein may be described for all regions other than 45 degrees.
  • the prediction direction number may be transmitted at at least one level of SPS, PPS, or slice header.
  • the number of prediction directions may be defined as a “num_intra_pred_dir” syntax as shown in FIG. 15.
  • the prediction direction number may be derived from a specific parameter.
  • the prediction direction number may be derived from a quantization parameter. For low quantization parameters, more prediction directions may be defined, and for high quantization parameters, fewer prediction directions may be defined.
  • the prediction direction number may be derived from resolution information. For example, in the case of a high resolution image, more prediction directions may be defined, and in the case of a low resolution image, a smaller number of prediction directions may be defined. Or vice versa may apply.
  • the number of prediction directions may be derived from profile or level information, and may be set differently according to context information for each TU or PU.
  • FIG. 16 is a diagram for describing a method of setting a group index in an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention can set a group index for the intra prediction mode.
  • one group index of 0 and 1 may be allocated to 33 intra directional modes.
  • the group index may be assigned to 0, and the horizontal modes belonging to the horizontal direction may be assigned to the group index.
  • the number of intra directional modes is not limited to 33 and may be any M modes.
  • the number of groups is not limited to two but may be set to N groups.
  • 17 and 18 are diagrams for describing a method of determining a dominant prediction direction based on a group index of a neighboring block according to embodiments to which the present invention is applied.
  • the present invention can determine the dominant prediction direction based on the group index of the neighboring block.
  • the dominant direction may be determined by checking the group indexes of the left block and the upper block of the target block to be predicted.
  • group index of the left block may be referred to as groupIdxLeft
  • groupIdxAbove the group index of the upper block
  • the present invention may first determine whether the group indexes of the left block and the upper block are the same (S1810).
  • the M modes may be concentrated only in an area corresponding to the corresponding group index. For example, if the group index is 0, the vertical mode may be allocated, and if the group index is 1, the horizontal mode may be allocated. Meanwhile, when the group indexes of the left block and the upper block are not the same, the M modes may be evenly distributed over the entire area.
  • the dominant direction may be determined by determining whether the group index of the left block or the upper block is 0 or 1 (S1820). On the other hand, if the group indexes of the left block and the upper block are not the same, intra prediction may be performed according to an existing scheme.
  • 17 vertical modes may be allocated to the group 0 region and the modes may not be allocated to the group 1 region (S1830).
  • 17 vertical modes may be allocated to the group 1 region and no modes may be allocated to the group 0 region (S1840).
  • 19 to 20 are flowcharts illustrating a method of allocating a prediction mode based on a group index of a neighboring block according to embodiments to which the present invention is applied.
  • the current block may remove some of the directional modes in the horizontal direction and further allocate the directional mode in the vertical direction.
  • FIG. 19 may represent a case where the group indexes of the left block and the upper block are the same and the group indexes are all zero.
  • 20 compares and represents this.
  • 20 (a) shows the directional prediction mode before the change
  • FIG. 20 (b) shows that the partial directional mode in the horizontal direction is removed and the directional mode in the vertical direction is further allocated.
  • the number of modes to be removed and the number of modes to be added may be the same, but the present invention is not limited thereto.
  • 21 to 22 are schematic block diagrams of encoders and decoders for remapping modes according to a dominant direction flag as embodiments to which the present invention is applied.
  • an encoder to which the present invention is applied may include a prediction direction inducing unit 2100, an intra predicting unit 2110, and a mode remapping unit 2120.
  • the encoder may also include other functional units of FIG. 1, but in FIG. 21, only the units necessary for describing an embodiment of the present invention will be briefly represented.
  • the prediction direction induction unit 2100 may determine a dominant direction based on the information of the neighboring block.
  • the dominant direction may be determined according to the embodiments described herein.
  • the prediction direction inducing unit 2100 may derive a dominant direction flag.
  • the dominant direction flag may mean flag information indicating whether a dominant direction for intra prediction of the current block exists.
  • the dominant direction flag may mean information indicating which direction the dominant direction is.
  • the dominant direction flag may be defined as a value representing three or more directions.
  • the prediction direction inducing unit 2100 may select L modes based on the dominant direction of the neighboring block.
  • the prediction direction deriving unit 1000 may transmit the selected L modes to the entropy encoding unit and transmit the total number M of intra prediction modes to the intra prediction unit 2110.
  • the intra prediction unit 2110 may determine a best prediction mode among the M intra prediction modes transmitted from the prediction direction deriving unit 2100.
  • the determined optimal prediction mode may be transmitted to the mode remapping unit 2120.
  • the mode remapping unit 2120 may remap the optimal prediction mode based on the dominant direction flag.
  • the determined optimal prediction mode when there is a dominant direction for intra prediction of the current block according to the dominant direction flag, it may be remapped to a smaller value by subtracting a specific value from an optimal prediction mode value.
  • the specific value may be a value related to the number of vertical or horizontal directions of the intra prediction mode or a value related to the total number of intra prediction modes.
  • the determined optimal prediction mode may be coded as it is without remapping.
  • the dominant direction for intra prediction of the current block when the dominant direction for intra prediction of the current block indicates a vertical direction according to the dominant direction flag, it may be remapped to a smaller value by subtracting a specific value from an optimal prediction mode value.
  • the specific value may be a value related to the number of vertical or horizontal directions of the intra prediction mode or a value related to the total number of intra prediction modes.
  • the specific value may be 16.
  • the intra prediction mode remapped through the mode remapping unit 2120 may be transmitted to the entropy encoding unit to be entropy encoded. At this point, the remapped intra prediction mode may be coded with fewer bits.
  • the encoder may determine the dominant prediction direction of the current block based on the group index information of the neighboring block. For example, when the group indexes of the left block and the upper block are both zero, shorter bits may be allocated to the modes in the vertical direction, and longer bits may be allocated to the modes in the horizontal direction. In addition, when the group indexes of the left block and the upper block are all 1, shorter bits may be allocated to the modes in the horizontal direction and longer bits may be allocated to the modes in the vertical direction.
  • the mode remapping unit 2120 may remap an optimal prediction mode based on at least one of the dominant direction flag and the group index information of the neighboring block. Specific embodiments will be described in detail with reference to FIGS. 23 to 25.
  • a decoder to which the present invention is applied may include a prediction direction deriving unit 2200, an intra predicting unit 2210, and a mode remapping unit 2220.
  • the decoder may also include other functional units of FIG. 2, but in FIG. 22, only units necessary for describing an embodiment of the present invention will be briefly represented.
  • the prediction direction deriving unit 2200 and the intra prediction unit 2210 may be performed similarly to the functional units described with reference to FIG. 21.
  • the mode remapping unit 2220 may receive a prediction mode.
  • the prediction mode may be transmitted from an encoder, and the received prediction mode may be entropy decoded through an entropy decoding unit and transmitted to the mode remapping unit 2220.
  • the mode remapping unit 2220 may remap the received prediction mode based on the dominant direction flag. In this case, the prediction mode may be remapped by adding a specific value.
  • the prediction mode adds a specific value to the transmitted prediction mode value to make the original prediction mode value.
  • the specific value may be a value related to the number of vertical or horizontal directions of the intra prediction mode or a value related to the total number of intra prediction modes.
  • the specific value may be 16.
  • the remapped prediction mode may be transmitted to the intra predictor 2210 to perform intra prediction.
  • FIG. 23 illustrates a syntax structure for setting a dominant direction flag based on a group index of neighboring blocks according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the dominant direction flag may mean information indicating which direction the dominant direction is.
  • the dominant direction flag may be defined as a value representing three or more directions.
  • the present invention can determine or derive a dominant direction flag based on the group index of the neighboring block.
  • the dominant direction flag can be determined by checking the group indexes of the left block and the upper block of the target block to be predicted.
  • groupIndexL group index of the left block
  • groupIndexA group index of the upper block
  • the dominant direction flag hasDomDirFlag may be determined to be 1 (S2320).
  • the dominant direction flag hasDomDirFlag may be determined to be 0 (S2340).
  • 24 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a syntax structure for deriving the number of bits for mode information based on a dominant direction flag.
  • the present invention may entropy encode the optimal prediction mode remapped based on the dominant direction flag.
  • a specific value may be remapped to a smaller value by subtracting a specific value from the optimal prediction mode value.
  • the optimal prediction mode value may be coded as it is. For example, if 5 bits are required for coding the prediction mode, the code is coded 5 bits (S2440).
  • FIG. 25 illustrates a syntax structure for remapping modes based on at least one of a dominant direction flag and a group index according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the mode remapping unit of the encoder may remap an optimal prediction mode based on at least one of the dominant direction flag and the group index information of the neighboring block.
  • the mode remapping unit of the decoder may remap an optimal prediction mode based on at least one of the dominant direction flag and the group index information of the neighboring block.
  • the mode value may be remapped by adding a specific value to the prediction mode of the current block.
  • the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units illustrated in FIGS. 1, 2, 10, 11, 21, and 22 may be implemented by a computer, a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices Can be used for
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium includes all kinds of storage devices for storing computer readable data.
  • the computer-readable recording medium may include, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical data storage device. Can be.
  • the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).
  • the bit stream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.

Landscapes

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Abstract

본 발명은, 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서, 주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 지배적 예측 방향을 결정하는 단계; 상기 지배적 예측 방향에 기초하여 전송할 인트라 예측 모드의 개수를 결정하는 단계; 상기 인트라 예측 모드의 개수에 기초하여 최적의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 및 상기 최적의 인트라 예측 모드에 따라 예측 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치
본 발명은 비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 적응적으로 인트라 예측을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
특히, 인트라 예측의 경우 기결정된 정밀도의 모드 설정으로 인해 다양한 형태의 영상을 보다 정확하게 예측하기 어렵다. 따라서, 영상의 특성에 따라 적응적으로 인트라 예측을 수행할 필요가 있다.
본 발명은 인트라 예측을 수행함에 있어서 영상의 특성에 따라 적응적으로 인트라 예측 모드를 설정할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 인트라 방향성 모드(intra angular mode)에 대응되는 모드의 개수 또는 각 모드의 위치 중 적어도 하나를 적응적으로 선택할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 적응적인 인트라 예측 모드를 전송하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 인트라 예측을 수행함에 있어서 예측 방향 개수를 전송하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 인트라 예측을 수행함에 있어서 예측 방향 개수를 유도하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 인트라 예측을 수행함에 있어서 그룹 인덱스를 설정하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 그룹 인덱스에 기초하여 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 영상의 특성에 기초하여 적응적으로 인트라 예측 모드를 설정할 수 있는 방법을 제공한다.
본 발명은 컨텍스트 신호로부터 적응적인 예측 모드를 선택하는 방법을 제공한다.
본 발명은 적응적인 인트라 예측 모드를 전송하는 방법을 제공한다.
본 발명은 예측 방향 개수에 대한 신택스를 정의함으로써 시그널링하는 방법을 제공한다.
본 발명은 특정 파라미터로부터 예측 방향 개수를 유도하는 방법을 제공한다.
본 발명은 예측 방향에 기초하여 그룹 인덱스를 설정하는 방법을 제공한다.
본 발명은 그룹 인덱스에 기초하여 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 제공한다.
본 발명은 영상의 특성에 따라 적응적으로 인트라 예측 모드를 설정함으로써 보다 효율적인 인트라 예측을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 적응적인 인트라 예측을 수행함으로써 동영상 부호화 시에 발생하는 레지듀얼 신호의 데이터량을 감소시킴으로써 보다 효율적으로 비디오 신호를 처리할 수 있다.
또한, 본 발명은 하나의 코딩 유닛이 다수의 예측 유닛을 포함하고 있는 경우, 각 예측 유닛마다 적응적으로 인트라 예측 모드를 가질 수 있기 때문에 더 세밀한 인트라 예측을 수행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 그룹 인덱스를 정의함으로써 현재 블록의 지배적인 예측 방향을 결정할 수 있고, 지배적인 예측 방향에 대해 더 짧은 비트를 할당함으로써 보다 효율적인 이진화를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 예측 블록을 생성할 경우 예측 모드에 의해 결정된 참조 픽셀 위치에 따라 더욱 정확한 예측 블록을 생성할 수 있고, 그에 따라 레지듀얼 신호의 데이터량을 감소시킬 수 있어, 이를 전송하는 에너지의 양을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에서 1/M 정밀도를 갖는 경우 적응적으로 모드를 선택하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에서 예측 방향 개수와 전송되는 모드 개수를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에서 지배적인 방향(dominant direction)을 기준으로 L개의 모드를 선택하는 다양한 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측에서 적응적으로 선택된 모드를 인코딩하는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측에서 적응적으로 선택된 모드를 디코딩하는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 지배적인 방향(dominant direction)을 기준으로 선택된 L개의 인트라 예측 모드의 개수에 대한 다양한 방법을 나타낸다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 샘플을 이용하여 지배적인 방향(dominant direction)을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 모드 정보를 이용하여 지배적인 방향(dominant direction)을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 방향 개수를 전송하기 위한 신택스 구조를 나타낸다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에 대해 그룹 인덱스를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17 및 도 18은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 주변 블록의 그룹 인덱스에 기초하여 지배적인 예측 방향(dominant prediction direction)를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19 내지 도 20은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 주변 블록의 그룹 인덱스에 기초하여 예측 모드를 할당하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 21 내지 도 22는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 지배적 방향 플래그에 따라 모드를 리매핑(remapping)하는 인코더 및 디코더의 개략적인 블록도이다.
도 23은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 블록의 그룹 인덱스에 기초하여 지배적 방향 플래그를 설정하는 신택스 구조를 나타낸다.
도 24는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 지배적 방향 플래그에 기초하여 모드 정보에 대한 비트수를 유도하는 신택스 구조를 나타낸다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 지배적 방향 플래그와 그룹 인덱스 중 적어도 하나에 기초하여 모드를 리매핑하는 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명은, 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서, 주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 지배적 예측 방향을 결정하는 단계; 상기 지배적 예측 방향에 기초하여 전송할 인트라 예측 모드의 개수를 결정하는 단계; 상기 인트라 예측 모드의 개수에 기초하여 최적의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 및 상기 최적의 인트라 예측 모드에 따라 예측 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 주변 블록의 정보를 획득하는 단계를 더 포함하되, 상기 주변 블록의 정보는 그룹 인덱스 정보, 인트라 예측 모드 또는 에지 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보가 동일한지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하되, 상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 주변 블록의 인트라 예측 모드가 동일한지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하되, 상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 인트라 예측 모드에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 주변 블록의 에지 정보가 검출되는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하되, 상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 에지 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 주변 블록은 상기 현재 블록에 인접하는 좌측 블록 및 상측 블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 지배적 예측 방향이 존재하는지 여부를 나타내는 변수를 유도하는 단계; 및 상기 변수에 기초하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 리매핑하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 주변 블록의 정보는 그룹 인덱스 정보, 인트라 예측 모드 또는 에지 정보 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 최적의 인트라 예측 모드는 상기 그룹 인덱스 정보 및 상기 변수에 기초하여 리매핑되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서, 주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 지배적 예측 방향을 결정하는 단계; 상기 지배적 예측 방향이 존재하는지 여부를 나타내는 변수를 유도하는 단계; 상기 변수에 기초하여, 상기 비디오 신호로부터 추출된 인트라 예측 모드를 리매핑하는 단계; 상기 리매핑된 인트라 예측 모드에 따라 예측 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 주변 블록의 정보를 획득하는 단계를 더 포함하되, 상기 주변 블록의 정보는 그룹 인덱스 정보, 인트라 예측 모드 또는 에지 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보가 동일한지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하되, 상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 비디오 신호를 인코딩하는 장치에 있어서, 주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 지배적 예측 방향을 결정하고, 상기 지배적 예측 방향에 기초하여 전송할 인트라 예측 모드의 개수를 결정하는 예측 방향 유도부; 및 상기 인트라 예측 모드의 개수에 기초하여 최적의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 최적의 인트라 예측 모드에 따라 예측 신호를 생성하는 인트라 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측 방향 유도부는 상기 주변 블록의 정보를 획득하고, 상기 주변 블록의 정보는 그룹 인덱스 정보, 인트라 예측 모드 또는 에지 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측 방향 유도부는 상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보가 동일한지 여부를 판단하고, 상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측 방향 유도부는 상기 지배적 예측 방향이 존재하는지 여부를 나타내는 변수를 유도하고, 상기 장치는, 상기 변수에 기초하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 리매핑하는 모드 리매핑부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 장치에 있어서, 주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 지배적 예측 방향을 결정하고, 상기 지배적 예측 방향이 존재하는지 여부를 나타내는 변수를 유도하는 예측 방향 유도부; 상기 변수에 기초하여, 상기 비디오 신호로부터 추출된 인트라 예측 모드를 리매핑하는 모드 리매핑부; 및 상기 리매핑된 인트라 예측 모드에 따라 예측 신호를 생성하는 인트라 예측부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어들은 발명을 설명하기 위해 선택된 일반적인 용어들이나, 유사한 의미를 갖는 다른 용어가 있는 경우 보다 적절한 해석을 위해 대체 가능할 것이다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다. 또한, 파티셔닝(partitioning), 분해(decomposition), 스플리팅 (splitting) 및 분할(division) 등의 경우에도 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상(Input image)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다.
다만, 상기 용어들은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 사용할 뿐이며, 본 발명은 해당 용어의 정의에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 비디오 신호를 인코딩 또는 디코딩하는 과정에서 이용되는 단위로써 코딩 유닛이라는 용어를 사용하지만, 본 발명은 그에 한정되지 않으며 발명 내용에 따라 적절하게 해석 가능할 것이다.
인코더(100)는 입력 영상 신호에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)를 감산하여 잔여 신호(residual signal)를 생성할 수 있고, 생성된 잔여 신호는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 잔여 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 잔여 신호를 복원할 수 있다. 복원된 잔여 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(180)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽쳐로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(180)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(180)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 인트라 예측부(185)는 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 잔여 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호을 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩될 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 변환 계수를 역변환하여 잔여 신호(residual signal)를 획득하게 된다.
획득된 잔여 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할할 수 있다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
예를 들어, CTU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)을 포함할 수 있다.
하나의 CTU은 쿼드트리(quadtree, 이하 'QT'라 함) 구조로 분해될 수 있다. 예를 들어, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 각 변의 길이가 절반씩 감소하는 4개의 유닛으로 분할될 수 있다. 이러한 QT 구조의 분해는 재귀적으로 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, QT의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련될 수 있다. QT는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할될 수 있고, 이때 상기 리프 노드는 코딩 유닛(CU: Coding Unit)으로 지칭될 수 있다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미할 수 있다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함할 수 있다. 예를 들어, CU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16, 8x8 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, CU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
도 3을 참조하면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, 레벨 0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당된다.
CTU은 QT 형태로 분해될 수 있으며, 그 결과 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드들이 생성될 수 있다. 그리고, 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 레벨 1의 깊이를 가진다.
레벨 1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 레벨 2의 깊이를 가진다.
또한, 레벨 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 레벨 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 QT 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_cu_flag"로 표현될 수 있다. 상기 분할 플래그는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 상기 분할 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 코딩 과정이 수행될 수 있다.
앞서 도 3의 실시예에서는 CU의 분할 과정에 대해 예로 들어 설명하였으나, 변환을 수행하는 기본 단위인 변환 유닛(TU: Transform Unit)의 분할 과정에 대해서도 상술한 QT 구조를 적용할 수 있다.
TU는 코딩하려는 CU로부터 QT 구조로 계층적으로 분할될 수 있다. 예를 들어, CU은 변환 유닛(TU)에 대한 트리의 루트 노트(root node)에 해당될 수 있다.
TU는 QT 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. 예를 들어, TU의 크기는 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, TU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 변환 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_transform_flag"로 표현될 수 있다.
상기 분할 변환 플래그는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
상기에서 설명한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할할 수 있다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2Nx2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2Nx2N 또는 NxN)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2Nx2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2Nx2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2Nx2N, NxN, 2NxN, Nx2N, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, NxN 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2NxN 형태 및 세로 방향으로 분할되는 Nx2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64x64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64x64 크기의 CU에서 8x8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64x64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64x64 CU를 32x32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32x32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32x32 CU를 16x16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16x16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16x16 CU를 8x8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8x8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16x16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8x8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16x16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16x16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32x32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16x16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32x32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32x32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64x64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32x32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64x64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다.
CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
도 5 및 도 6은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 5는 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 유도(derivation)할 수 있다(S501).
인트라 예측에서는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향을 가질 수 있다. 본 명세서에서는 예측 방향을 가지는 인트라 예측 모드를 인트라 방향성 예측 모드(Intra_Angular prediction mode) 또는 인트라 방향성 모드라고 한다. 반면, 예측 방향을 가지지 않는 인트라 예측 모드로서, 인트라 플래너(INTRA_PLANAR) 예측 모드, 인트라 DC(INTRA_DC) 예측 모드가 있다.
표 1은 인트라 예측 모드와 관련 명칭에 대하여 예시하고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
표 1
인트라 예측 모드(Intra prediction mode) 관련 명칭(Associated name)
0 인트라 플래너(INTRA_PLANAR)
1 인트라 DC(INTRA_DC)
2...34 인트라 방향성 2...인트라 방향성 34 (INTRA_ANGULAR2 ... INTRA_ANGULAR34)
인트라 예측에서는 유도되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 유도할 수 있다.
디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다(S502).
인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nSxnS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnS 개의 샘플들 및 현재 처리 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 의미한다.
그러나, 현재 처리 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있다(S503).
참조 샘플의 필터링 수행 여부는 현재 처리 블록의 크기에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 참조 샘플의 필터링 방법은 인코더로부터 전달되는 필터링 플래그에 의해 결정될 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드와 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성하 수 있다(S504). 즉, 디코더는 인트라 예측 모드 유도 단계(S501)에서 유도된 인트라 예측 모드와 참조 샘플 구성 단계(S502)와 참조 샘플 필터링 단계(S503)를 통해 획득한 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성(즉, 예측 샘플 생성)할 수 있다.
현재 처리 블록이 INTRA_DC 모드로 인코딩된 경우 처리 블록 간의 경계의 불연속성(discontinuity)를 최소화하기 위해, S504 단계에서 예측 블록의 좌측(left) 경계 샘플(즉, 좌측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)과 상측(top) 경계 샘플(즉, 상측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)을 필터링할 수 있다.
또한, S504 단계에서 인트라 방향성 예측 모드들 중 수직 방향 모드(vertical mode) 및 수평 방향 모드(horizontal mode)에 대해서도 INTRA_DC 모드와 유사하게 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플에 필터링을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 현재 처리 블록이 수직 모드(vertical mode) 또는 수평 모드(horizontal mode)로 인코딩된 경우, 예측 방향에 위치하는 참조 샘플에 기반하여 예측 샘플의 값을 유도할 수 있다. 이때, 예측 블록의 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플 중 예측 방향에 위치하지 않는 경계 샘플이 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과 인접할 수 있다. 즉, 예측에 사용되는 참조 샘플과의 거리보다 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과의 거리가 훨씬 가까울 수 있다.
따라서, 디코더는 인트라 예측 방향이 수직 방향인지 수평 방향인지에 따라 적응적으로 좌측 경계 샘플들 또는 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다. 즉, 인트라 예측 방향이 수직 방향인 경우, 좌측 경계 샘플들에 필터링을 적용하고, 인트라 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에서 1/M 정밀도를 갖는 경우 적응적으로 모드를 선택하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
인트라 예측에 있어서, 예측 방향은 +/- [0, 2, 5, 9, 13, 17, 21, 26, 32]/32 각도를 갖는다. 상기 각도는, 수직 모드의 경우 PU의 하측 행(row)과 PU 위의 참조 행 간의 차이를 나타내고, 수평 모드의 경우 PU의 최우측 열(column)과 좌측 참조 열의 차이를 나타낸다. 그리고, 1/32 픽셀 정확도의 상측 또는 좌측 참조 샘플들의 선형 보간을 이용함으로써 픽셀 복원이 이루어진다.
본 발명은, 인트라 예측에 있어서 모드 개수 또는 모드 위치 중 적어도 하나를 적응적으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 7은 본 발명이 적용되는 하나의 일실시예로, 인트라 수직 모드에서 우측 45°에 해당하는 영역 내에서 각도에 대응되는 모드의 개수 L을 적응적으로 선택할 수 있다.
도 7(a)의 경우, 인트라 수직 모드에서 우측 45°에 해당하는 영역 2N에 대해 1/32 정확도를 가지는 임의의 8개 모드를 선택한 예를 나타내고, 도 7(b)의 경우, 인트라 수직 모드에서 우측 45°에 해당하는 영역 2N에 대해 1/M 정확도(예를 들어, M=32)를 가지는 L개 모드를 선택한 예를 나타낸다.
본 발명은, 인트라 예측에서, 모드 개수 L을 적응적으로 선택하는 방법을 제공한다.
예를 들어, 모드 개수 L은 현재 블록의 영상의 특성에 따라 다르게 선택될 수 있다. 이때, 현재 블록의 영상의 특성은 주변의 복원된 샘플(reconstructed sample)들로부터 확인될 수 있다.
상기 주변의 복원된 샘플(reconstructed sample)들로는 인트라 예측에서 이용되는 참조 샘플(또는 참조 어레이)이 이용될 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플은 p(-1, -2N+1) ~ p(-1,-1) ~ p(2N-1, -1) 의 위치에 있는 샘플들일 수 있다.
상기 영상의 특성은 상측 참조 어레이 또는 좌측 참조 어레이에 의해 결정될 수 있다. 다만, 본 발명은 상기 상측 또는 좌측 샘플 어레이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 두줄의 상측 또는 좌측 샘플 어레이 또는 그 이상의 영역이 이용될 수도 있다.
다른 예로, 본 발명이 적용되는 인코더 또는 디코더는 상기 영상의 특성이 동질적(homogeneous)이라고 판단되는 경우 인트라 예측을 위한 모드 개수 L은 최소로 결정할 수 있다.
또한, 상기 영상의 특성이 동질적(homogeneous)이지 않다고 판단되는 경우 다양한 방향성 모드를 갖도록 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 영상의 특성이 동질적인지 여부를 판단하는 방법으로는 에지 검사 등이 이용될 수 있다. 영상 검사시 특정 부분에 강한 에지가 있다고 판단되면 그 부분에 집중적으로 많은 방향성 모드를 할당할 수 있다. 또는 영상의 특성을 판단하기 위해 다양한 측정 방법, 예를 들어, 픽셀값들의 평균, 분산, 에지 강도, 에지 방향 등의 정보들이 이용될 수도 있다.
또한, 본 발명에서는, 모드 개수뿐만 아니라, 1/M 정확도를 갖는 L개의 각 모드에 대한 위치도 적응적으로 선택될 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에서 예측 방향 개수와 전송되는 모드 개수를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서는, 예측을 수행하는 예측 방향 개수와 전송되는 모드 개수는 독립적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 예측방향 개수를 N개, 전송모드 개수를 M개로 설정할 수 있다. 여기서, N은 M보다 커야 한다.
즉, 본 발명에서 예측을 수행하는 경우, N개의 모든 방향에 대해 예측을 수행할 수는 있으나, 전송시에는 선택된 M개의 모드에 대해서만 전송할 수 있다.
예를 들어, 도 8(a)는 인트라 수직 모드 중 우측 45°에 대응되는 모드들을 나타내고 있으며, 여기서 우측 45°에 대해 8개의 방향을 가지며 예측 방향 개수와 전송되는 모드 개수가 일치한다.
도 8(b)는 우측 45°에 대해 32개의 예측방향을 가지며, 전송되는 모드 개수는 8개를 나타낸다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에서 지배적인 방향(dominant direction)을 기준으로 L개의 모드를 선택하는 다양한 방법을 나타낸다.
인트라 예측 모드에서 1/M 정확도를 아무리 세밀하게 늘린다 하더라도 L개의 모드 전송에 대한 오버헤드는 없다. 여기서, L은 예측 방향 개수 N보다 클 수도 있으며 작을 수도 있다. 예를 들어, 우측 45°에 대해 1/64 정확도를 가지고 모드 전송은 인코더/디코더에서 선택된 8개에 대해서만 할 수 있다.
본 발명은, 인트라 예측 모드에서 지배적인 방향(dominant direction)을 기준으로 L개의 모드를 선택하는 다양한 방법을 제공할 수 있다.
예를 들어, N개 중 L개를 선택하는 방법은 컨텍스트 정보로부터 유도될 수 있다. 여기서, 컨텍스트(Context) 정보란 다음 중 적어도 하나일 수 있으며 그 외 다른 방법이 사용될 수도 있다.
첫째, 상기 컨텍스트 정보는 주변 PU들(예를 들어, 좌측 PU, 상측 PU 등)의 인트라 예측 방향으로부터 유도된 지배적 방향을 나타낼 수 있다.
둘째, 상기 컨텍스트 정보는 주변의 복원된 샘플들로부터 유도된 지배적 방향을 나타낼 수 있다.
셋째, 상기 컨텍스트 정보는 주변의 복원된 샘플들로부터 유도된 동질성 정도를 나타낼 수 있다.
넷째, 상기 컨텍스트 정보는 주변의 복원된 샘플들로부터 유도된 평균 또는 분산을 나타낼 수 있다.
다섯째, 상기 컨텍스트 정보는 주변 블록들의 변환 계수로부터 유도된 방향 정보를 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 도 9에서와 같이, 디코더는 주변의 복원된 샘플들로부터 지배적 방향을 결정한 후 지배적 방향을 기준으로 L개의 모드를 선택할 수 있다. 도 9(a)는 상기 지배적 방향이 수직 방향인 경우, 수직 영역 내에서 L개의 모드를 선택하는 경우를 나타내고, 도 9(b)는 상기 지배적 방향이 수평 방향인 경우, 수평 영역 내에서 L개의 모드를 선택하는 경우를 나타내고, 도 9(c)는 상기 지배적 방향이 수직-좌측 대각 방향인 경우, 좌측 대각 영역 내에서 L개의 모드를 선택하는 경우를 나타내며, 도 9(d)는 상기 지배적 방향이 명확하지 않거나 존재하지 않는 경우, 수직 영역 내에서 L개의 모드를 선택하는 경우를 나타내고, 전체 방향에 대해 L개의 모드를 선택하는 경우를 나타낸다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측에서 적응적으로 선택된 모드를 인코딩하는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 인코더는 도 1의 인코더 블록도를 개략적으로 나타낸 것이며, 본 발명이 적용되는 부분들의 기능을 중점적으로 설명한다. 상기 인코더는 예측 방향 유도부(1000)와 인트라 예측부(1010)를 포함할 수 있다.
인코더에서 인트라 예측을 수행하는 경우, 예측 방향 유도부(1000)는 주변 블록의 정보에 기초하여 지배적 방향(dominant direction)을 결정할 수 있다. 이때, 상기 지배적 방향은 상기 도 9에서 설명한 실시예들에 따라 결정될 수 있다.
그리고, 주변 블록의 지배적 방향(dominant direction)에 기초하여 L개의 모드를 선택할 수 있다. 상기 예측 방향 유도부(1000)는 선택된 L개의 모드를 엔트로피 인코딩부로 전송하고, 인트라 예측 모드의 전체 개수 M을 인트라 예측부(1010)로 전송할 수 있다.
인트라 예측부(1010)는 상기 예측 방향 유도부(1000)로부터 전송된 M 개의 인트라 예측 모드들 중 최적의 예측 모드(best prediction mode)를 결정할 수 있다. 결정된 최적의 예측 모드는 엔트로피 인코딩부로 전송될 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측에서 적응적으로 선택된 모드를 디코딩하는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 디코더는 도 2의 디코더 블록도를 개략적으로 나타낸 것이며, 본 발명이 적용되는 부분들의 기능을 중점적으로 설명한다. 상기 디코더는 예측 방향 유도부(1100)와 인트라 예측부(1110)를 포함할 수 있다.
예측 방향 유도부(1100)는 선택된 L개의 인트라 예측 모드 개수를 엔트로피 디코딩부로 전송할 수 있고, 상기 엔트로피 디코딩부는 선택된 모드 개수 L에 기초하여 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다.
또한, 엔트로피 디코딩부는 비디오 신호를 수신하고, 그 중 인트라 예측 모드를 인트라 예측부(1110)에 전송할 수 있다.
인트라 예측부(1110)는 인트라 예측 모드를 수신하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측을 통해 출력된 예측 값은 역양자화 및 역변환을 거친 레지듀얼 값과 합산하여, 비디오 신호를 복원하게 된다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 지배적 방향(dominant direction)을 기준으로 선택된 L개의 인트라 예측 모드의 개수에 대한 다양한 방법을 나타낸다.
본 발명의 일실시예로, 주변 블록 정보에 기초하여 현재 블록에 대한 지배적인 예측 방향이 없다고 판단된 경우, rem_intra_luma_pred_mode 에 의해 전송되는 모드의 개수(L)는 32로 설정할 수 있고, 이때 이를 코딩하기 위해 필요한 비트수는 5비트이다. 이 경우, 인트라 모드의 전체 개수(M)는 DC 모드와 PLANAR 모드를 포함하여 35개 일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 지배적 방향(dominant direction)에 기초하여 선택된 모드 개수가 16개인 경우, rem_intra_luma_pred_mode 에 의해 전송되는 모드의 개수(L)는 16으로 설정할 수 있고, 이때 이를 코딩하기 위해 필요한 비트수는 4비트이다.
본 발명의 다른 실시예로, 지배적 방향(dominant direction)에 기초하여 선택된 모드 개수가 8개인 경우, rem_intra_luma_pred_mode 에 의해 전송되는 모드의 개수(L)는 8로 설정할 수 있고, 이때 이를 코딩하기 위해 필요한 비트수는 3비트이다.
본 발명의 다른 실시예로, 지배적 방향(dominant direction)에 기초하여 선택된 모드 개수가 4개인 경우, rem_intra_luma_pred_mode 에 의해 전송되는 모드의 개수(L)는 4로 설정할 수 있고, 이때 이를 코딩하기 위해 필요한 비트수는 2비트이다.
본 발명의 다른 실시예로, 지배적 방향(dominant direction)에 기초하여 선택된 모드 개수가 2개인 경우, rem_intra_luma_pred_mode 에 의해 전송되는 모드의 개수(L)는 2로 설정할 수 있고, 이때 이를 코딩하기 위해 필요한 비트수는 1비트이다.
상기와 같이, 지배적 방향(dominant direction)에 기초하여 실제 전송할 모드 개수를 선택함으로써 비트수를 감소시킬 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 샘플을 이용하여 지배적인 방향(dominant direction)을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은, 주변 블록의 정보로부터 지배적 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 주변 블록의 정보로 주변 블록의 샘플값이 이용될 수 있다.
상기 도 13을 살펴보면, A 영역 또는 B 영역 중 적어도 하나의 샘플들로부터 에지 유무를 확인함으로써 지배적 방향을 결정할 수 있다. 이 때, 에지 유무는 상기 A 영역 또는 B 영역의 샘플 값들의 분산(variance) 값이 특정 임계값(threshold)보다 작은지 여부를 확인함으로써 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 A 영역 또는 B 영역의 샘플 값들의 분산(variance) 값이 특정 임계값(threshold)보다 작은 경우, 에지가 존재하는 것으로 결정될 수 있다.
다른 실시예로, A 영역에서는 에지가 검출되고, B 영역에서는 에지가 검출되지 않은 경우, A 영역의 모드 17개만 사용하고, B영역 모드는 사용하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 전체 모드 개수는 M=19 (=17 + 2), 전송되는 모드 개수는 L=16, 비트수 K=4 일 수 있다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 모드 정보를 이용하여 지배적인 방향(dominant direction)을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은, 주변 블록의 정보로부터 지배적 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 주변 블록의 정보로 주변 블록의 인트라 모드 정보가 이용될 수 있다.
상기 도 14를 살펴보면, 상측 블록과 좌측 블록의 인트라 모드 정보를 비교함으로써 지배적 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 상측 블록의 모드 정보(mode A)가 좌측 블록의 모드 정보(mode B)와 같은 경우, mode A와 좌우측의 모드 2개씩을 포함하여 5개의 모드만을 이용할 수 있다.
이러한 경우, 전체 모드 개수는 M=7, 전송되는 모드 개수는 L=4, 비트수 K=2 일 수 있다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 방향 개수를 전송하기 위한 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명은, 예측 방향 개수를 시그널링하는 방법을 제공한다. 본 발명에서는 예측 방향 개수가 다른 45도 영역에도 동일하게 적용될 수 있다는 가정 하에 45도를 기준으로 설명하였으나 이는 직관적인 설명을 위한 가정으로 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 따라서, 본 명세서에 포함된 예측 방향과 관련된 설명은 45도가 아닌 모든 영역에 대한 것으로 설명될 수도 있다.
상기 예측 방향 개수는 SPS, PPS, 또는 슬라이스 헤더 중 적어도 하나의 레벨에서 전송될 수 있다. 이 경우, 상기 예측 방향 개수는 도 15와 같이 " num_intra_pred_dir"신택스로 정의될 수 있다.
또한, 상기 예측 방향 개수는 예측을 위한 블록 사이즈마다 (예를 들어, TU 또는 PU) 다른 예측 방향 개수가 전송될 수도 있다. 예를 들어, for(i=0; i<MaxTbLog2SizeY; i++)인 경우(S1510), 각 블록 사이즈 마다 상기 예측 방향 개수 num_intra_pred_dir [ i ]가 전송될 수 있다(S1530).
본 발명의 다른 실시예로, 예측 방향 개수는 특정 파라미터로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 상기 예측 방향 개수는 양자화 파라미터로부터 유도될 수 있다. 낮은 양자화 파라미터의 경우, 더 많은 예측 방향 개수가 정의될 수 있고, 높은 양자화 파라미터의 경우, 더 적은 예측 방향 개수가 정의될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 예측 방향 개수는 해상도(resolution) 정보로부터 유도될 수도 있다. 예를 들어, 고해상도 영상의 경우 더 많은 예측 방향 개수가 정의될 수 있고, 저해상도 영상의 경우 더 적은 예측 방향 개수가 정의될 수 있다. 또는, 그 반대의 경우가 적용될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 예측 방향 개수는 프로파일 또는 레벨 정보로부터 유도될 수도 있으며, TU 또는 PU마다 컨텍스트 정보에 따라 다르게 설정될 수도 있다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에 대해 그룹 인덱스를 설정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은, 인트라 예측 모드에 대해 그룹 인덱스(Group index)를 설정할 수 있다.
도 16을 살펴보면, 본 발명의 일실시예로, 33개의 인트라 방향성 모드들에 대해 0과 1중 하나의 그룹 인덱스를 할당할 수 있다. 예를 들어, 수직 방향에 속하는 수직 모드들의 경우 그룹 인덱스를 0으로 할당하고, 수평 방향에 속하는 수평 모드들은 그룹 인덱스를 1로 할당할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 인트라 방향성 모드 개수를 33개에 한정하지 않으며 어떤 M개의 모드가 될 수 있다. 또한, 그룹 개수도 2개로 한정하지 않으며 N개의 그룹으로 설정할 수도 있다.
도 17 및 도 18은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 주변 블록의 그룹 인덱스에 기초하여 지배적인 예측 방향(dominant prediction direction)를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은, 주변 블록의 그룹 인덱스에 기초하여 지배적인 예측 방향(dominant prediction direction)를 결정할 수 있다.
예를 들어, 예측하고자 하는 타겟 블록의 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스를 확인함으로써 지배적 방향을 결정할 수 있다.
도 17을 살펴보면, 좌측 블록의 그룹 인덱스를 groupIdxLeft라 하고, 상측 블록의 그룹 인덱스를 groupIdxAbove라 할 수 있다.
본 발명은, 먼저 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 동일한지 여부를 판단할 수 있다(S1810). 여기서, 인트라 방향성 모드 개수가 M개 (예를 들어, M=33)라고 가정하자.
만약, 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 동일한 경우, M개 모드들은 해당 그룹 인덱스가 해당하는 영역에만 집중될 수 있다. 예를 들어, 그룹 인덱스가 0이면 수직 모드가 할당되고, 그룹 인덱스가 1이면 수평 모드가 할당될 수 있다. 한편, 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 동일하지 않은 경우, M개 모드들은 전 영역에 고르게 분포될 수 있다.
예를 들어, 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 동일한 경우, 상기 좌측 블록 또는 상측 블록의 그룹 인덱스가 0인지 또는 1인지 여부를 판단함으로써 지배적 방향을 결정할 수 있다(S1820). 반면, 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 동일하지 않은 경우에는 기존 방식에 따라 인트라 예측을 수행할 수 있다.
또한, 상기 좌측 블록의 그룹 인덱스가 0인 경우, 그룹 0 영역에는 17개의 수직 모드를 할당하고, 그룹 1 영역에는 모드를 할당하지 않을 수 있다(S1830).
반면, 상기 좌측 블록의 그룹 인덱스가 0이 아닌 경우, 그룹 1 영역에는 17개의 수직 모드를 할당하고, 그룹 0 영역에는 모드를 할당하지 않을 수 있다(S1840).
도 19 내지 도 20은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 주변 블록의 그룹 인덱스에 기초하여 예측 모드를 할당하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은, 주변 블록이 동일한 예측 방향을 가지면, 현재 블록도 동일한 방향성을 가질 가능성이 높다는 가정 하에, 해당 예측 방향만 허용하고 반대 예측 방향에 대해서는 허용하지 않을 수 있다. 도 19를 살펴보면, 주변 블록이 모두 수직 방향 모드인 경우, 현재 블록은 수평 방향의 일부 방향성 모드를 제거하고 수직 방향의 방향성 모드를 추가로 할당할 수 있다.
다른 예로, 도 19는 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 동일하고, 그룹 인덱스가 모두 0인 경우를 나타낼 수 있다.
도 20은 이를 비교하여 표현한 것이다. 도 20(a)는 변경 전의 방향성 예측 모드를 나타낸 것이고, 도 20(b)는 수평 방향의 일부 방향성 모드를 제거하고 수직 방향의 방향성 모드를 추가로 할당한 것을 나타낸다. 이때, 제거되는 모드 개수와 추가되는 모드 개수는 동일할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 21 내지 도 22는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 지배적 방향 플래그에 따라 모드를 리매핑(remapping)하는 인코더 및 디코더의 개략적인 블록도이다.
도 21을 살펴보면, 본 발명이 적용되는 인코더는 예측 방향 유도부(2100), 인트라 예측부(2110) 및 모드 리매핑부(2120)를 포함할 수 있다. 상기 인코더는 도 1의 다른 기능 유닛들도 포함할 수 있지만, 도 21에서는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 필요한 유닛들만 간략히 표현하기로 한다.
인코더에서 인트라 예측을 수행하는 경우, 예측 방향 유도부(2100)는 주변 블록의 정보에 기초하여 지배적 방향(dominant direction)을 결정할 수 있다. 이때, 상기 지배적 방향은 본 명세서에서 설명한 실시예들에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 예측 방향 유도부(2100)는 지배적 방향 플래그(dominant direction flag)를 유도할 수 있다. 여기서, 상기 지배적 방향 플래그(dominant direction flag)는 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 존재하는지 여부를 나타내는 플래그 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 지배적 방향 플래그(dominant direction flag)는 'hasDomDirFlag'로 표현될 수 있으며, 예를 들어, 'hasDomDirFlag = 0'이면 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 존재하지 않는 것을 의미하고, 'hasDomDirFlag = 1'이면 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 존재한다는 것을 의미할 수 있다.
다른 예로, 상기 지배적 방향 플래그(dominant direction flag)는 지배적 방향이 어떠한 방향인지를 나타내는 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 'hasDomDirFlag = 0'이면 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향은 수평 방향임을 의미할 수 있고, 'hasDomDirFlag = 1'이면 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향은 수직 방향임을 의미할 수 있다. 이는 일실시예일뿐이며, 상기 지배적 방향 플래그(dominant direction flag)는 3개 이상의 방향을 나타내는 값으로 정의될 수도 있다.
한편, 상기 예측 방향 유도부(2100)는 주변 블록의 지배적 방향(dominant direction)에 기초하여 L개의 모드를 선택할 수 있다. 상기 예측 방향 유도부(1000)는 선택된 L개의 모드를 엔트로피 인코딩부로 전송하고, 인트라 예측 모드의 전체 개수 M을 인트라 예측부(2110)로 전송할 수 있다.
상기 인트라 예측부(2110)는 상기 예측 방향 유도부(2100)로부터 전송된 M 개의 인트라 예측 모드들 중 최적의 예측 모드(best prediction mode)를 결정할 수 있다. 결정된 최적의 예측 모드는 모드 리매핑부(2120)로 전송될 수 있다.
모드 리매핑부(2120)는 상기 지배적 방향 플래그에 기초하여 상기 최적의 예측 모드를 리매핑할 수 있다.
일실시예로, 상기 지배적 방향 플래그에 따라 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 존재하는 경우, 최적의 예측 모드 값에서 특정 값을 감산함으로써 더 작은 값으로 리매핑할 수 있다. 여기서, 상기 특정 값은 인트라 예측 모드의 수직 방향 또는 수평 방향의 개수와 관련된 값이거나 또는 인트라 예측 모드의 전체 개수와 관련된 값일 수 있다. 반면, 상기 지배적 방향 플래그에 따라 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 존재하지 않는 경우에는, 결정된 최적의 예측 모드를 리매핑하지 않고 그대로 코딩할 수 있다.
다른 실시예로, 상기 지배적 방향 플래그에 따라 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 수직 방향을 나타내는 경우, 최적의 예측 모드 값에서 특정 값을 감산함으로써 더 작은 값으로 리매핑할 수 있다. 여기서, 상기 특정 값은 인트라 예측 모드의 수직 방향 또는 수평 방향의 개수와 관련된 값이거나 또는 인트라 예측 모드의 전체 개수와 관련된 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 값은 16일 수 있다.
상기 모드 리매핑부(2120)를 통해 리매핑된 인트라 예측 모드는 엔트로피 인코딩부로 전송되어 엔트로피 인코딩될 수 있다. 이때, 리매핑된 인트라 예측 모드는 더 적은 비트로 코딩될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예로, 인코더는 주변 블록의 그룹 인덱스 정보에 기초하여 현재 블록의 지배적 예측 방향을 결정할 수 있다. 예를 들어, 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 모두 0인 경우, 수직 방향의 모드들에 더 짧은 비트를 할당하고, 수평 방향의 모드들에 상대적으로 더 긴 비트를 할당할 수 있다. 또한, 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 모두 1인 경우, 수평 방향의 모드들에 더 짧은 비트를 할당하고 수직 방향의 모드들에 상대적으로 더 긴 비트를 할당할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 모드 리매핑부(2120)는 상기 지배적 방향 플래그 및 주변 블록의 그룹 인덱스 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 예측 모드를 리매핑할 수 있다. 구체적인 실시예들은 도 23 내지 도 25에서 상세히 설명하도록 한다.
도 22를 살펴보면, 본 발명이 적용되는 디코더는 예측 방향 유도부(2200), 인트라 예측부(2210) 및 모드 리매핑부(2220)를 포함할 수 있다. 상기 디코더는 도 2의 다른 기능 유닛들도 포함할 수 있지만, 도 22에서는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 필요한 유닛들만 간략히 표현하기로 한다.
상기 예측 방향 유도부(2200) 및 상기 인트라 예측부(2210)는 상기 도 21에서 설명한 기능 유닛들과 유사하게 수행할 수 있다.
상기 모드 리매핑부(2220)는 예측 모드를 수신할 수 있다. 여기서, 상기 예측 모드는 인코더로부터 전송될 수 있고, 수신된 예측 모드는 엔트로피 디코딩부를 통해 엔트로피 디코딩되어 상기 모드 리매핑부(2220)로 전송될 수 있다.
상기 모드 리매핑부(2220)는 지배적 방향 플래그에 기초하여 상기 수신된 예측 모드를 리매핑할 수 있다. 이 경우, 상기 예측 모드는 특정 값을 가산함으로써 리매핑될 수 있다.
예를 들어, 지배적 방향 플래그에 따라 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 수직 방향을 나타내는 경우, 상기 예측 모드는 전송된 예측 모드 값에 특정 값을 가산함으로써 원래의 예측 모드 값(original prediction mode value)으로 리매핑될 수 있다. 여기서, 상기 특정 값은 인트라 예측 모드의 수직 방향 또는 수평 방향의 개수와 관련된 값이거나 또는 인트라 예측 모드의 전체 개수와 관련된 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 값은 16일 수 있다.
이렇게 리매핑된 예측 모드는 인트라 예측부(2210)로 전송되어 인트라 예측을 수행할 수 있다.
도 23은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 블록의 그룹 인덱스에 기초하여 지배적 방향 플래그를 설정하는 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명의 실시예에서, 지배적 방향 플래그(dominant direction flag)는 지배적 방향이 어떠한 방향인지를 나타내는 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 'hasDomDirFlag = 0'이면 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향은 수평 방향임을 의미할 수 있고, 'hasDomDirFlag = 1'이면 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향은 수직 방향임을 의미할 수 있다. 이는 일실시예일뿐이며, 상기 지배적 방향 플래그(dominant direction flag)는 3개 이상의 방향을 나타내는 값으로 정의될 수도 있다.
본 발명은 주변 블록의 그룹 인덱스에 기초하여 지배적 방향 플래그(dominant direction flag)를 결정 또는 유도할 수 있다. 예를 들어, 예측하고자 하는 타겟 블록의 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스를 확인함으로써 지배적 방향 플래그(dominant direction flag)를 결정할 수 있다.
좌측 블록의 그룹 인덱스를 groupIndexL 이라 하고, 상측 블록의 그룹 인덱스를 groupIndexA 라 하면, 본 발명은 먼저 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 동일한지 여부를 판단할 수 있다.
만약, 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 동일한 경우(S2310), 지배적 방향 플래그(hasDomDirFlag)는 1로 결정될 수 있다(S2320).
반면, 좌측 블록 및 상측 블록의 그룹 인덱스가 동일하지 않은 경우(S2330), 지배적 방향 플래그(hasDomDirFlag)는 0으로 결정될 수 있다(S2340).
여기서, 상기 지배적 방향 플래그(hasDomDirFlag)는 본 명세서에서 설명한 실시예들이 모두 적용될 수 있다.
도 24는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 지배적 방향 플래그에 기초하여 모드 정보에 대한 비트수를 유도하는 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명은 지배적 방향 플래그에 기초하여 리매핑된 최적의 예측 모드를 엔트로피 인코딩할 수 있다.
일실시예로, 상기 지배적 방향 플래그에 따라 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 수직 방향을 나타내는 경우(S2410), 최적의 예측 모드 값에서 특정 값을 감산함으로써 더 작은 값으로 리매핑할 수 있다. 이 경우, 기존보다 더 작은 비트로 코딩할 수 있게 된다. 예를 들어, 예측 모드를 코딩하깅 위해 5bit가 필요한 경우라면 4bit를 이용하여 코딩이 가능할 수 있다(S2420).
반면, 상기 지배적 방향 플래그에 따라 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 수평 방향을 나타내는 경우(S2430), 최적의 예측 모드 값 그대로 코딩할 수 있다. 예를 들어, 예측 모드를 코딩하깅 위해 5bit가 필요한 경우라면, 5bit로 코딩된다(S2440).
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 지배적 방향 플래그와 그룹 인덱스 중 적어도 하나에 기초하여 모드를 리매핑하는 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명의 일실시예로, 인코더의 모드 리매핑부는 지배적 방향 플래그 및 주변 블록의 그룹 인덱스 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 예측 모드를 리매핑할 수 있다.
예를 들어, 지배적 방향 플래그와 주변 블록의 그룹 인덱스가 모두 수직 방향을 나타내는 경우, 현재 블록의 예측 모드에서 특정 값을 감산하여 모드 값을 리매핑할 수 있다. 구체적 예로, 지배적 방향 플래그가 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 수직 방향을 나타내고(hasDomDirFlag=1) 좌측 블록의 그룹 인덱스가 수직 방향 모드(groupIndexL=0)를 나타내는 경우(S2510), 현재 블록의 예측 모드 값에서 16을 감산함(mode = mode - 16)으로써 예측 모드 값을 리매핑할 수 있다(S2511).
본 발명의 다른 일실시예로, 디코더의 모드 리매핑부는 지배적 방향 플래그 및 주변 블록의 그룹 인덱스 정보 중 적어도 하나에 기초하여 최적의 예측 모드를 리매핑할 수 있다.
예를 들어, 지배적 방향 플래그와 주변 블록의 그룹 인덱스가 모두 수직 방향을 나타내는 경우, 현재 블록의 예측 모드에 특정 값을 가산하여 모드 값을 리매핑할 수 있다. 구체적 예로, 지배적 방향 플래그가 현재 블록의 인트라 예측을 위한 지배적 방향이 수직 방향을 나타내고(hasDomDirFlag=1) 좌측 블록의 그룹 인덱스가 수직 방향 모드(groupIndexL=0)를 나타내는 경우(S2530), 현재 블록의 예측 모드 값에서 16을 가산함(mode = mode + 16)으로써 예측 모드 값을 리매핑할 수 있다(S2531).
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 1, 도 2, 도 10, 도 11, 도 21 및 도 22에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 및 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트 스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (20)

  1. 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서,
    주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 지배적 예측 방향을 결정하는 단계;
    상기 지배적 예측 방향에 기초하여 전송할 인트라 예측 모드의 개수를 결정하는 단계;
    상기 인트라 예측 모드의 개수에 기초하여 최적의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 및
    상기 최적의 인트라 예측 모드에 따라 예측 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 주변 블록의 정보를 획득하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 주변 블록의 정보는 그룹 인덱스 정보, 인트라 예측 모드 또는 에지 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보가 동일한지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 주변 블록의 인트라 예측 모드가 동일한지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 인트라 예측 모드에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 주변 블록의 에지 정보가 검출되는지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 에지 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주변 블록은 상기 현재 블록에 인접하는 좌측 블록 및 상측 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지배적 예측 방향이 존재하는지 여부를 나타내는 변수를 유도하는 단계; 및
    상기 변수에 기초하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 리매핑하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 주변 블록의 정보는 그룹 인덱스 정보, 인트라 예측 모드 또는 에지 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 최적의 인트라 예측 모드는 상기 그룹 인덱스 정보 및 상기 변수에 기초하여 리매핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서,
    주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 지배적 예측 방향을 결정하는 단계;
    상기 지배적 예측 방향이 존재하는지 여부를 나타내는 변수를 유도하는 단계;
    상기 변수에 기초하여, 상기 비디오 신호로부터 추출된 인트라 예측 모드를 리매핑하는 단계;
    상기 리매핑된 인트라 예측 모드에 따라 예측 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 주변 블록의 정보를 획득하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 주변 블록의 정보는 그룹 인덱스 정보, 인트라 예측 모드 또는 에지 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보가 동일한지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 주변 블록의 인트라 예측 모드가 동일한지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 인트라 예측 모드에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 주변 블록의 에지 정보가 검출되는지 여부를 판단하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 에지 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주변 블록은 상기 현재 블록에 인접하는 좌측 블록 및 상측 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 비디오 신호를 인코딩하는 장치에 있어서,
    주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 지배적 예측 방향을 결정하고, 상기 지배적 예측 방향에 기초하여 전송할 인트라 예측 모드의 개수를 결정하는 예측 방향 유도부; 및
    상기 인트라 예측 모드의 개수에 기초하여 최적의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 최적의 인트라 예측 모드에 따라 예측 신호를 생성하는 인트라 예측부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 예측 방향 유도부는 상기 주변 블록의 정보를 획득하고,
    상기 주변 블록의 정보는 그룹 인덱스 정보, 인트라 예측 모드 또는 에지 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 예측 방향 유도부는 상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보가 동일한지 여부를 판단하고,
    상기 지배적 예측 방향은 상기 주변 블록의 그룹 인덱스 정보에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 예측 방향 유도부는 상기 지배적 예측 방향이 존재하는지 여부를 나타내는 변수를 유도하고,
    상기 장치는, 상기 변수에 기초하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 리매핑하는 모드 리매핑부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 주변 블록의 정보는 그룹 인덱스 정보, 인트라 예측 모드 또는 에지 정보 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 최적의 인트라 예측 모드는 상기 그룹 인덱스 정보 및 상기 변수에 기초하여 리매핑되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 비디오 신호를 디코딩하는 장치에 있어서,
    주변 블록의 정보를 이용하여 현재 블록의 지배적 예측 방향을 결정하고, 상기 지배적 예측 방향이 존재하는지 여부를 나타내는 변수를 유도하는 예측 방향 유도부;
    상기 변수에 기초하여, 상기 비디오 신호로부터 추출된 인트라 예측 모드를 리매핑하는 모드 리매핑부; 및
    상기 리매핑된 인트라 예측 모드에 따라 예측 신호를 생성하는 인트라 예측부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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