WO2016200235A1 - 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2016200235A1
WO2016200235A1 PCT/KR2016/006244 KR2016006244W WO2016200235A1 WO 2016200235 A1 WO2016200235 A1 WO 2016200235A1 KR 2016006244 W KR2016006244 W KR 2016006244W WO 2016200235 A1 WO2016200235 A1 WO 2016200235A1
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WO
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prediction
mode
sample
reference sample
intra prediction
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PCT/KR2016/006244
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허진
전용준
유선미
손은용
남정학
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엘지전자(주)
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    • H04N19/597—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding specially adapted for multi-view video sequence encoding

Definitions

  • the present invention relates to a still image or moving image processing method, and more particularly, to a method for encoding / decoding a still image or moving image based on an intra prediction mode and an apparatus supporting the same.
  • 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.
  • an object of the present invention is to propose a new planar prediction method for generating predictive samples using different reference samples according to planar modes (or types).
  • An aspect of the present invention provides a method of processing an image based on an intra prediction mode, the method comprising: deriving an intra prediction mode of a processing block, constructing a reference sample of the processing block, the intra prediction mode Is a planar mode, selecting a reference sample used for prediction of the processing block from among the reference samples according to the type of the planner mode, and using the selected reference sample to obtain a prediction sample for the processing block. It may comprise the step of generating.
  • An aspect of the present invention provides an apparatus for processing an image based on an intra prediction mode, comprising: an intra prediction mode derivation unit deriving an intra prediction mode of a processing block, and a reference sample constituting a reference sample of the processing block
  • an intra prediction mode derivation unit deriving an intra prediction mode of a processing block
  • a reference sample constituting a reference sample of the processing block
  • the intra prediction mode is a planar mode
  • a reference sample used for prediction of the processing block among the reference samples according to the type of the planner mode is obtained by using a reference sample selection unit and the selected reference sample. It may include a prediction sample generator for generating a prediction sample for the processing block.
  • At least one of a reference sample having the same x coordinate as the prediction sample, a reference sample having the same y coordinate as the prediction sample, a reference sample adjacent to the lower left end of the processing block, and a reference sample adjacent to the upper right end of the processing block can be selected.
  • the prediction sample is generated using a reference sample having the same x coordinate as the prediction sample, and a reference sample adjacent to the lower left side of the processing block. Can be.
  • the prediction sample may be generated by using a reference sample having the same y coordinate as the prediction sample and a reference sample adjacent to the upper right side of the processing block. have.
  • the prediction sample is generated using a reference sample having the same x coordinate as the prediction sample and a reference sample having the same y coordinate as the prediction sample.
  • a predetermined weight is applied to the selected reference sample to generate the prediction sample.
  • the processing block may be divided into a plurality of regions, and a type of the planner mode may be determined for each of the plurality of regions.
  • different intra prediction modes may be defined for each type of the planner mode.
  • an intra prediction mode having directionality among the intra prediction modes may be defined by being replaced with a type of the planner mode.
  • a reference sample used for prediction by selecting a reference sample used for prediction according to a planar mode (or type), characteristics of an image (particularly, correlation of reference samples, etc.) may be reflected.
  • prediction performance may be improved by selecting a reference sample used for prediction according to a planar mode (or type).
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a partition structure of a coding unit that may be applied to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit applicable to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 illustrates a prediction direction according to an intra prediction mode.
  • FIG. 7 illustrates a method for generating a predictive sample for a planner mode of 8 ⁇ 8 TUs as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 8 illustrates a prediction sample for a planner mode of 8x8 TU as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG 9 illustrates a general planar mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a horizontal planner mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a vertical planner mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 12 illustrates an intra prediction mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 13 illustrates an intra prediction mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an intra prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a diagram more specifically illustrating an intra predictor according to an embodiment of the present invention.
  • the 'processing unit' refers to a unit in which a process of encoding / decoding such as prediction, transformation, and / or quantization is performed.
  • the processing unit may be referred to as a 'processing block' or 'block'.
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • the processing unit may correspond to 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 processing unit may be interpreted as a unit for a luma component or a unit for a chroma component.
  • the processing unit may be a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a luma component. May correspond to. Or, it may correspond to a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a chroma component.
  • CTB coding tree block
  • CB coding block
  • PU prediction block
  • TB transform block
  • the present invention is not limited thereto, and the processing unit may be interpreted to include a unit for a luma component and a unit for a chroma component.
  • processing unit is not necessarily limited to square blocks, but may also be configured in a polygonal form having three or more vertices.
  • a pixel, a pixel, and the like are referred to collectively as samples.
  • using a sample may mean using a pixel value or a pixel value.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 may include an image divider 110, a subtractor 115, a transform unit 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transform unit 150, and a filtering unit. 160, a decoded picture buffer (DPB) 170, a predictor 180, and an entropy encoder 190.
  • the predictor 180 may include an inter predictor 181 and an intra predictor 182.
  • the image divider 110 divides an input video signal (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the subtractor 115 subtracts the difference from the prediction signal (or prediction block) output from the prediction unit 180 (that is, the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182) in the input image signal. Generate a residual signal (or difference block). The generated difference signal (or difference block) is transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may convert a differential signal (or a differential block) into a transform scheme (eg, a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a graph-based transform (GBT), and a karhunen-loeve transform (KLT)). Etc.) to generate transform coefficients.
  • a transform scheme eg, a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a graph-based transform (GBT), and a karhunen-loeve transform (KLT)
  • the transform unit 120 may perform the transformation by reconstructing the processing block into a square block. A more detailed description of the converter 120 will be described later.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits the transform coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 entropy codes the quantized signals and outputs them as bit streams.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal may recover the differential signal by applying inverse quantization and inverse transformation through an inverse quantization unit 140 and an inverse transformation unit 150 in a loop.
  • a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed difference signal to a prediction signal output from the inter predictor 181 or the intra predictor 182.
  • 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 prediction unit 181. 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 181.
  • the inter prediction unit 181 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 181 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter 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 181 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 182 predicts the current block by referring to samples in the vicinity of the block to which the current encoding is to be performed.
  • the intra prediction unit 182 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. In addition, 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.
  • the intra prediction unit 182 selects a reference sample used for prediction according to a planar mode (or type) applied to the current processing block, and generates a prediction sample using the selected reference sample. can do.
  • a planar mode or type
  • a detailed description of the intra predictor 182 will be described later.
  • the prediction signal (or prediction block) generated by the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182 is used to generate a reconstruction signal (or reconstruction block) or a differential signal (or differential block). It can be used to generate.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, and a decoded picture buffer (DPB).
  • Buffer Unit (250) the prediction unit 260 may be configured.
  • the predictor 260 may include an inter predictor 261 and an intra predictor 262.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoder 200 receives a signal (ie, a bit stream) output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal is 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 applies an inverse transform scheme to inverse transform the transform coefficients to obtain a residual signal (or a differential block).
  • the inverse transform unit 230 may perform inverse transformation by reconfiguring the processing block into a square block.
  • the inverse transform unit 230 will be described in detail later.
  • the adder 235 outputs the obtained difference signal (or difference block) from the prediction unit 260 (that is, the prediction signal (or prediction block) output from the inter prediction unit 261 or the intra prediction unit 262. ) Generates a reconstructed signal (or a reconstruction block).
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal (or the reconstructed block) and outputs the filtering to the reproduction device or transmits the decoded picture buffer unit 250 to the reproduction device.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as a reference picture in the inter predictor 261.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 181, and the intra prediction unit 182 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240, the inter prediction unit 261, and the decoder of the decoder. The same may be applied to the intra predictor 262.
  • the intra prediction unit 262 selects a reference sample used for prediction according to a planar mode (or type) applied to the current processing block, and generates a prediction sample using the selected reference sample. can do. A detailed description of the intra predictor 262 will be described later.
  • a still image or video compression technique uses a block-based image compression method.
  • the block-based image compression method is a method of processing an image by dividing the image into specific block units, and may reduce memory usage and calculation amount.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a partition structure of a coding unit that may be applied to the present invention.
  • the encoder splits one image (or picture) into units of a coding tree unit (CTU) in a rectangular shape.
  • 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 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, and 16 ⁇ 16.
  • 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 includes a coding tree block (CTB) for luma components and a CTB for two chroma components corresponding thereto.
  • CTB coding tree block
  • One CTU may be divided into a quad-tree structure. That is, one CTU has a square shape and is divided into four units having a half horizontal size and a half vertical size to generate a coding unit (CU). have. This partitioning of the quad-tree structure can be performed recursively. That is, a CU is hierarchically divided into quad-tree structures from one CTU.
  • CU coding unit
  • the CU refers to a basic unit of coding in which an input image is processed, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU includes a coding block (CB) for a luma component and a CB for two chroma components corresponding thereto.
  • CB coding block
  • the size of a CU may be set to any one of 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, and 8 ⁇ 8.
  • the root node of the quad-tree is associated with the CTU.
  • the quad-tree is split until it reaches a leaf node, which corresponds to a CU.
  • the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CTU corresponds to a CU.
  • a node that is no longer divided ie, a leaf node
  • CU a node that is no longer divided
  • CU a node that is no longer divided
  • CU a node corresponding to nodes a, b, and j are divided once in the CTU and have a depth of one.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 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 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.
  • CU (d), CU (e), CU (f), and CU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in the CTU, Has depth.
  • 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 transmitted to the decoder.
  • This partitioning information is included in all CUs except the SCU. For example, if the flag indicating whether to split or not is '1', the CU is divided into 4 CUs again. If the flag indicating whether to split or not is '0', the CU is not divided further. Processing may be performed.
  • a CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • HEVC divides a CU into prediction units (PUs) in order to code an input image more effectively.
  • the PU is a basic unit for generating a prediction block, and may generate different prediction blocks in PU units within one CU. However, PUs belonging to one CU are not mixed with intra prediction and inter prediction, and PUs belonging to one CU are coded by the same prediction method (ie, intra prediction or inter prediction).
  • the PU is not divided into quad-tree structures, but is divided once in a predetermined form in one CU. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit applicable to the present invention.
  • 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.
  • 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, 2N ⁇ 2N). , N ⁇ N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, nL ⁇ 2N, nR ⁇ 2N, 2N ⁇ nU, 2N ⁇ nD).
  • PU partitioning in the form of N ⁇ N 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).
  • AMP Asymmetric Motion Partition
  • '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 the optimal CU partitioning process in 64 ⁇ 64 CTU, rate-distortion cost can be calculated while partitioning from a 64 ⁇ 64 CU to an 8 ⁇ 8 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 64 ⁇ 64 CU.
  • the 32 ⁇ 32 CU is subdivided into four 16 ⁇ 16 CUs, and a partition structure of an optimal PU and TU that generates a minimum rate-distortion value for each 16 ⁇ 16 CU is determined.
  • 16 ⁇ 16 blocks by comparing the sum of the rate-distortion values of the 16 ⁇ 16 CUs calculated in 3) above with the rate-distortion values of the four 8 ⁇ 8 CUs calculated in 4) above. Determine the partition structure of the optimal CU within. This process is similarly performed for the remaining three 16 ⁇ 16 CUs.
  • 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 quad-tree structures from one CU to be coded.
  • the TU divided from the CU can be further 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 quad-tree is associated with a CU.
  • the quad-tree is split until it reaches a leaf node, which 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.
  • the decoded portion of the current picture or other pictures in which the current processing unit is included may be used to reconstruct the current processing unit in which decoding is performed.
  • Intra picture or I picture which uses only the current picture for reconstruction, i.e. performs only intra picture prediction, predicts a picture (slice) using at most one motion vector and reference index to predict each unit
  • a picture using a predictive picture or P picture (slice), up to two motion vectors, and a reference index (slice) may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
  • Intra prediction means a prediction method that derives the current processing block from data elements (eg, sample values, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in the current picture.
  • data elements eg, sample values, etc.
  • Inter prediction means a prediction method of deriving a current processing block based on data elements (eg, sample values or motion vectors, etc.) of pictures other than the current picture. That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in other reconstructed pictures other than the current picture.
  • data elements eg, sample values or motion vectors, etc.
  • Intra prediction Intra prediction (or in-screen prediction)
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder derives the 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 directional prediction 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 performs prediction on the current processing block based on the derived prediction mode. Since the reference sample used for 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 derives the prediction mode of the current block to perform the prediction.
  • the decoder checks whether neighboring samples of the current processing block can be used for prediction and constructs reference samples to be used for prediction (S502).
  • the neighboring samples of the current processing block are samples neighboring the left boundary of the current processing block of size nS ⁇ nS and a total of 2 ⁇ nS samples neighboring the bottom-left, current processing block. It means a total of 2 x nS samples neighboring the top border of the sample and the top-right side of and one sample neighboring the top-left 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 generates 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. Generate a block (ie, generate a predictive sample in the current processing block).
  • the left boundary sample of the prediction block ie, the sample in the prediction block adjacent to the left boundary
  • Top boundary samples ie, samples in prediction blocks neighboring the top 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 the 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.
  • HEVC generates a prediction block of the current block by using 33 directional prediction methods, two non-directional prediction methods, and a total of 35 prediction methods for intra prediction.
  • the reference sample value is copied to the corresponding prediction sample in consideration of each direction.
  • the prediction sample is calculated by the weighted sum and the average value of neighboring reference samples, respectively.
  • FIG. 7 illustrates a method for generating a predictive sample for a planner mode of 8 ⁇ 8 TUs as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • Equation 1 illustrates an equation for generating a prediction sample in a planar mode.
  • nT represents the size of the transform unit TU.
  • the values of the current sample 'C' are the reference sample 'O' (p [-1] [y]) and the reference sample 'I' (p weighted sum of [nT] [-1]) plus weighted sum of reference sample 'E' (p [x] [-1]) and reference sample 'S' (p [-1] [nT]) plus nT
  • a two's complement integer of the value is determined to be right shifted by a binary digit of Log2 (nT) +1.
  • the accuracy of generation of the prediction sample is 1) when the values of the neighboring reference samples are similar to each other and / or 2) the distribution of the values of the neighboring left and upper reference samples are different. Becomes lower.
  • the present invention proposes a general planar mode.
  • the general planar mode proposed by the present invention is a general mode including the planar mode illustrated in FIG. 7 and can predict the current pixel using various peripheral pixels.
  • peripheral pixels 'E', 'I', 'O', and 'S' are used to predict the pixel 'C'.
  • the neighboring pixel in order to predict the pixel, may be selectively selected using a correlation with the neighboring pixel.
  • the prediction value of the current pixel may be derived using the above pixels.
  • only 'S' or only 'O' may be used as a peripheral reference pixel for prediction of the current pixel 'C'.
  • both 'O' and 'S' are used, but in other specific cases, both 'O' and 'S' may not be used.
  • only 'O' and 'E' may be used as the peripheral reference pixels to predict the current pixel 'C'.
  • only 'E' and 'S' or 'I' and 'O' may be used to predict the current pixel 'C'.
  • a predetermined pixel is selected from among a reference pixel having the same x coordinate as the current pixel (or a prediction sample), a reference pixel having the same y coordinate, a reference pixel adjacent to the lower left corner of the current block, and a reference pixel neighboring the upper right side of the current block. Weights or signaled weights may be applied.
  • the planar mode using the peripheral pixels is selectively defined as a general planar mode.
  • reference samples configured around the current processing block which reference samples are used for prediction may be selected for each type of general planar mode. That is, a reference sample used for prediction may be selected for each type of planar mode.
  • a total of 35 intra prediction modes defined in the existing HEVC are used identically, and in the planar mode, additional information (for example, an index, etc.) to which a planar type is applied to the current processing block is transmitted from the encoder to the decoder. May be signaled.
  • different intra prediction modes may be defined for each type of planar mode. That is, for example, a plurality of planar modes may be defined, such as an average planar mode, a vertical planar mode, and a horizontal planar mode, and a reference sample used for prediction may be selected for each planar mode.
  • intra prediction modes in total 35 intra prediction modes defined in the existing HEVC, some intra prediction modes may be used to indicate the planar type proposed in the present invention.
  • an intra prediction mode for indicating a planar type proposed in the present invention may be defined. This will be described later in more detail.
  • FIG 9 illustrates a general planar mode according to an embodiment of the present invention.
  • a current block may be divided into a plurality of regions (or subblocks) according to values of peripheral reference pixels (or samples).
  • the plurality of regions may not necessarily have a square shape and may have a rectangular shape.
  • T region 901, U region 902, V region 903, and W region 904 are divided according to the value of the peripheral reference pixel.
  • the prediction value of the pixel in the corresponding region may be generated using the method determined for each divided region. That is, a reference pixel (or a combination of reference pixels) used for intra prediction of pixels in the corresponding region may be determined for each divided region.
  • a prediction value may be generated only by an average of surrounding pixels without using a reference pixel. That is, the prediction value may be generated only as an average of the reference pixel having the same x coordinate as the pixel and the reference pixel having the same y coordinate.
  • the prediction value of the pixel 1 may be calculated as an average of the neighboring pixels B and L.
  • This planar mode is hereinafter referred to as average planar type (or mode).
  • a prediction value may be generated using some pixels of the left and top reference pixels. That is, the prediction value may be generated without using the left reference pixel.
  • the prediction value may be calculated using the E and S values.
  • planar mode is referred to as a vertical planar type (or mode), and a detailed description thereof will be described later.
  • a prediction value may be generated using some pixels of the left and top reference pixels. That is, the prediction value may be generated without using the upper reference pixel.
  • the predicted value may be calculated using P and I values. This is referred to as a horizontal planar type (or mode), which will be described later.
  • a prediction value may be generated using all of the reference pixels used in the conventional planar method.
  • the prediction value may be calculated using G, I, Q, and S values as in the conventional planar method. This is called a basic planar type (or mode).
  • the general planar mode according to the present invention may be calculated by various methods for each region in the corresponding block as illustrated in FIG. 9.
  • the two planar types will be mainly described for convenience of description, but the present invention is not limited thereto. That is, the general planar mode according to the present invention includes a reference sample having the same x coordinate as the predicted sample, a reference sample having the same y coordinate, a reference sample adjacent to the lower left corner of the current processing block, and a reference sample adjacent to the upper right side of the current processing block.
  • the concept includes all modes in which a prediction sample is generated using one or more selected reference samples.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a horizontal planner mode according to an embodiment of the present invention.
  • a prediction sample may be generated by a weighted sum of left reference samples (K-R) 1001 and top right reference sample (I) 1002. That is, the prediction block may be generated without considering the values of the upper reference samples A-H.
  • Equation 2 illustrates a prediction sample generation equation of the horizontal planar mode.
  • nT represents the size of a block.
  • the current block may be divided into a plurality of regions, and the horizontal planar mode may be applied to a specific region among the divided regions.
  • nT represents the size of the region.
  • nT may be a horizontal size or a vertical size of the corresponding area.
  • the values of the current sample 'C' are the reference sample 'O' (p [-1] [y]) and the reference sample 'I' (p Right-shifted two's complement integer of the weighted sum of [nT] [-1]) plus nT / 2 by the binary digit of Log2 (nT) Can be determined.
  • a predetermined weight or a signaled weight may be applied to the selected reference sample. That is, in the horizontal planar mode, a weighted value of 1 is applied to a weighted sum of a reference sample having the same y coordinate as the prediction sample and a neighboring right sample of the current processing block, and a reference sample and the current processing block having the same x coordinate as the prediction sample.
  • a weighted sum of 0 may be applied to a weighted sum of reference samples adjacent to the lower left corner of.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a vertical planner mode according to an embodiment of the present invention.
  • a prediction sample may be generated by a weighted sum of upper reference samples (A-H) 1101 and a lower left reference sample (S) 1002. That is, the prediction block may be generated without considering the value of the left reference samples K-R.
  • Equation 3 illustrates a prediction sample generation equation in the vertical planar mode.
  • nT represents the size of a block.
  • the current block may be divided into a plurality of regions, and the vertical planar mode may be applied to a specific region among the divided regions.
  • nT represents the size of the region.
  • nT may be a horizontal size or a vertical size of the corresponding area.
  • the values of the current sample 'C' are referred to as the reference sample 'E' (p [x] [-1]) and the reference sample 'S' (p Right-shifted two's complement integer of the weighted sum of [-1] [nT]) and the sum of nT / 2 by the binary digit of Log2 (nT) Can be determined.
  • a predetermined weight or a signaled weight may be applied to the selected reference sample. That is, in the vertical planar mode, a weighted value of 1 is applied to a weighted sum of a reference sample having the same x coordinate as the prediction sample and a reference sample adjacent to the lower left of the current processing block, and the reference sample having the same y coordinate as the prediction sample and the current processing. It can be regarded as a case where a weight of 0 is applied to a weighted sum of reference samples neighboring the upper right side of the block.
  • the horizontal planar mode and the vertical planar mode generate prediction blocks using only the left reference sample and the top reference sample, respectively. Therefore, if the left reference sample and the upper reference sample each have different characteristics, unlike the conventional planar mode, the characteristics of the corresponding reference sample are well reflected using the horizontal planar mode and the vertical planar mode to generate a prediction block. have. That is, prediction performance can be improved.
  • additional information may be signaled for each type of planar mode, and for example, 35 intra prediction modes of the existing HEVC may be used in the same manner. .
  • each type of each planar mode is defined as an intra prediction mode
  • 35 kinds of intra prediction modes of the existing HEVC cannot be used equally. Accordingly, the present invention proposes a method of applying a new planar mode to intra prediction encoding, 1) replacing the existing mode or 2) adding the new mode to the existing mode.
  • HEVC has a total of 35 modes, 33 directional modes and 2 non-directional modes.
  • the new horizontal planar mode and the vertical planar mode proposed by the present invention can be replaced with two of 33 existing directional modes.
  • FIG 12 illustrates an intra prediction mode according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 exemplifies a case in which the horizontal planar mode and the vertical planar mode are replaced with the 3rd and 33th modes in the conventional intra prediction mode directionality.
  • the Horizontal Planar Mode and the Vertical Planar Mode may be used instead of the two intra modes. That is, the two existing directional modes are used by replacing the horizontal planar mode and the vertical planar mode, respectively, but the directionality of the intra mode (mode 3 and 33 in FIG. 12) to be replaced is the horizontal planar mode and the vertical. It does not apply to planar mode.
  • the signaling method of the most probable mode (MPM) index and the intra-picture intra mode encoding method may be applied in the same manner as the conventional method.
  • the method of replacing the existing mode described above replaces the two existing directional modes with the horizontal planar mode and the vertical planar mode proposed by the present invention, so that the two existing directional modes replaced with the new planar mode can be used. none.
  • a method of adding a new mode to an existing mode can add new horizontal planar mode and vertical planar mode in addition to the existing directional mode. That is, in the method proposed in this embodiment, a new intra prediction encoding mode may be generated by adding two new modes to the non-directional mode.
  • FIG 13 illustrates an intra prediction mode according to an embodiment of the present invention.
  • the new horizontal planar mode and the vertical planar mode proposed in the present invention may be regarded as an omnidirectional mode, and may be placed in front of the directional mode as in the conventional planar and DC modes. That is, intra prediction mode 2 may indicate a horizontal planar mode, and intra prediction mode 3 may indicate a vertical planar mode.
  • the intra directional mode 4 to the intra directional mode 36 may be indicated from the intra prediction modes 4 to 36.
  • the horizontal planar mode and the vertical planar mode may be added between the existing directional modes.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an intra prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder derives an intra prediction mode of a current processing block (S1401).
  • the intra prediction mode may have a prediction direction with respect to the position of the reference sample used for prediction according to the prediction mode, or may not have the direction.
  • the decoder checks whether neighboring samples of the current processing block can be used for prediction and constructs reference samples to be used for prediction (S1402).
  • the neighboring samples of the current processing block are samples neighboring the left boundary of the current processing block of size nS ⁇ nS and a total of 2 ⁇ nS samples neighboring the bottom-left, current processing block. It can mean a total of 2 ⁇ nS samples neighboring the top boundary of the sample and the top-right of the sample, and one sample neighboring the top-left of the current processing block. have.
  • 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 the reference sample based on the intra prediction mode. Whether filtering of the reference sample is performed may be determined based on the size of the current processing block. In addition, the filtering method of the reference sample may be determined by the filtering flag transmitted from the encoder.
  • the decoder selects a reference sample used for prediction according to the type of the planar mode (S1403).
  • information indicating the type of the planar mode applied to the current processing block may be further signaled from the encoder.
  • the decoder may derive the type of the planar mode applied to the current processing block from this information, and select the reference sample used for prediction according to the derived type of the planar mode.
  • the decoder may select a reference sample used for prediction according to the intra prediction mode derived in step S1401.
  • One or more reference samples used for prediction may be selected depending on the type (or intra prediction mode).
  • the decoder may select a reference sample with the same y coordinate as the prediction sample, a processing block, and a reference sample adjacent to the upper right side. Can be.
  • the decoder may select a reference sample having the same x coordinate as the prediction sample, a processing block, and a reference sample adjacent to the lower left corner. have.
  • the decoder may select a reference sample having the same x coordinate as the prediction sample and a reference sample having the same y coordinate as the prediction sample. .
  • the decoder may include a reference sample having the same x coordinate as the prediction sample, a reference sample having the same y coordinate as the prediction sample, and a processing block. Reference samples and processing blocks neighboring to the lower left and reference samples neighboring to the upper right may be selected.
  • the decoder generates a prediction sample for the current processing block by using the selected reference sample (S1404).
  • the decoder may generate a reference sample value having the same y-coordinate as the prediction sample and a reference sample value adjacent to the processing block and the upper right corner.
  • the prediction sample value can be derived as shown in Equation 2 above.
  • the decoder may select a reference sample value having the same x coordinate as the predictive sample, a reference sample value adjacent to the processing block, and the lower left corner.
  • the prediction sample value can be derived as shown in Equation 3 above.
  • the decoder averages the reference sample values having the same x coordinate as the prediction sample and the reference sample values having the same y coordinate as the prediction sample.
  • the prediction sample value can be derived.
  • the decoder may include a reference sample having the same x coordinate as the prediction sample, a reference sample having the same y coordinate as the prediction sample, and a processing block.
  • a prediction sample value may be derived as shown in Equation 1 by using the reference sample and processing block adjacent to the lower left and the reference sample value adjacent to the upper right.
  • the decoder may derive the predictive sample value by applying a predetermined weight or signal weighted from the encoder to the reference sample value previously selected in step S1403.
  • the current processing block may be divided into a plurality of regions, and a planar mode type (or an intra prediction mode) may be applied to each region individually.
  • the decoder may individually select the reference samples used for prediction according to the type (or intra prediction mode) of the planar mode applied to each region.
  • the prediction sample may be generated using the reference samples selected for each region.
  • FIG. 14 illustrates only an intra prediction method when the general planar mode proposed in the present invention is applied, when the intra prediction mode is applied to the current processing block instead of the general planar mode, the intra prediction method illustrated in FIG. This can be used equally.
  • 15 is a diagram more specifically illustrating an intra predictor according to an embodiment of the present invention.
  • the intra predictor 182 (refer to FIG. 1 and 262; FIG. 2) is illustrated as one block for convenience of description, but the intra predictors 182 and 262 are included in the encoder and / or the decoder. It can be implemented as.
  • the intra predictors 182 and 262 implement the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 9 to 14.
  • the intra prediction units 182 and 262 may include an intra prediction mode derivation unit 1501, a reference sample configuration unit 1502, a reference sample selection unit 1503, and a prediction sample generation unit 1504. have.
  • the intra prediction mode deriving unit 1501 derives the intra prediction mode of the current processing block.
  • intra prediction modes when different intra prediction modes are defined for each type of planar mode, some of the 35 intra prediction modes of the existing HEVC are replaced to indicate the type of each planar mode, or An additional intra prediction mode may be defined to indicate the type.
  • the reference sample constructing unit 1502 checks whether neighboring samples of the current processing block can be used for prediction, and constructs reference samples to be used for prediction.
  • 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 the reference sample based on the intra prediction mode. Whether filtering of the reference sample is performed may be determined based on the size of the current processing block. In addition, the filtering method of the reference sample may be determined by the filtering flag transmitted from the encoder.
  • the reference sample selector 1503 selects a reference sample used for prediction according to the type of the planar mode.
  • the reference sample selector 1503 is located at the top right of the reference sample and the processing block having the same y coordinate as the prediction sample. Adjacent reference samples can be selected.
  • the reference sample selector 1503 is adjacent to the lower left end of the reference sample and processing block having the same x coordinate as the prediction sample. One reference sample can be selected.
  • the reference sample selector 1503 may have the same x coordinate as the reference sample and the same y coordinate as the prediction sample. You can select a reference sample.
  • the reference sample selector 1503 may include a reference sample having the same x coordinate as the prediction sample, and a same y coordinate as the prediction sample. Reference samples, processing blocks and reference samples neighboring the lower left and processing blocks and reference samples neighboring the upper right may be selected.
  • the prediction sample generator 1504 generates a prediction sample for the current processing block by using the selected reference sample.
  • the prediction sample generator 1504 may include the reference sample value having the same y coordinate as the prediction sample, the processing block, and the upper right corner.
  • the prediction sample value may be derived as shown in Equation 2 by using the reference sample value neighboring to.
  • the prediction sample generator 1504 may include a reference sample value and a processing block having the same x coordinate as the prediction sample and the lower left corner.
  • a neighboring reference sample value may be used to derive a predictive sample value as shown in Equation 3 above.
  • the prediction sample generator 1504 may include a reference sample value, a prediction sample, and y coordinates having the same x coordinate as the prediction sample. The same reference sample value may be averaged to derive the predicted sample value.
  • the prediction sample generator 1504 may include a reference sample having the same x coordinate as the prediction sample, and a same y coordinate as the prediction sample.
  • a prediction sample value may be derived as shown in Equation 1 by using the reference sample, the processing block and the reference sample neighboring the lower left corner, and the reference sample value neighboring the upper right corner.
  • the prediction sample generator 1504 may derive the prediction sample value by applying a predetermined weight or a signal signaled from the encoder to the selected reference sample value.
  • the reference sample selector 1503 may not perform the above-described operation. That is, the prediction sample generator 1504 may generate the prediction sample for the current processing block based on the reference sample configured in the reference sample configuration unit 1502.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Abstract

본 발명에서는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계, 상기 처리 블록의 참조 샘플을 구성하는 단계, 상기 인트라 예측 모드가 플래너(Planar) 모드인 경우, 상기 플래너 모드의 타입에 따라 상기 참조 샘플 중에서 상기 처리 블록의 예측에 이용되는 참조 샘플을 선택하는 단계 및 상기 선택된 참조 샘플을 이용하여 상기 처리 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 인트라 예측 모드(intra prediction mode) 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 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.
기존의 정지 영상 또는 동영상의 압축 기술에서는 블록 기반으로 영상을 압축하는 방법을 이용한다. 특히, 인트라 예측 모드 중 플래너(Planar) 모드 적용 시 상단(또는 좌측) 참조 샘플이 서로 간에 유사한 샘플 값을 가지거나, 상단 참조 샘플과 좌측의 참조 샘플 간의 샘플 값이 크게 차이가 있는 경우 예측 정확도가 떨어지는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 플래너(Planar) 모드(또는 타입)에 따라 서로 다른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 생성하는 새로운 플래너(Planar) 예측 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 새로운 플래너(Planar) 모드의 타입(또는 새로운 플래너(Planar) 모드)를 부호화/복호화하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계, 상기 처리 블록의 참조 샘플을 구성하는 단계, 상기 인트라 예측 모드가 플래너(Planar) 모드인 경우, 상기 플래너 모드의 타입에 따라 상기 참조 샘플 중에서 상기 처리 블록의 예측에 이용되는 참조 샘플을 선택하는 단계 및 상기 선택된 참조 샘플을 이용하여 상기 처리 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양상은, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서, 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 인트라 예측 모드 도출부, 상기 처리 블록의 참조 샘플을 구성하는 참조 샘플 구성부, 상기 인트라 예측 모드가 플래너(Planar) 모드인 경우, 상기 플래너 모드의 타입에 따라 상기 참조 샘플 중에서 상기 처리 블록의 예측에 이용되는 참조 샘플을 참조 샘플 선택부 및 상기 선택된 참조 샘플을 이용하여 상기 처리 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 예측 샘플 생성부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플, 상기 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플, 상기 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플 및 상기 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플 중에서 하나 이상이 선택될 수 있다.
바람직하게, 상기 플래너 모드 타입이 수직 플래너 모드(vertical planar mode)인 경우, 상기 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플과 상기 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플을 이용하여 상기 예측 샘플이 생성될 수 있다.
바람직하게, 상기 플래너 모드 타입이 수평 플래너 모드(horizontal planar mode)인 경우, 상기 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플과 상기 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플을 이용하여 상기 예측 샘플이 생성될 수 있다.
바람직하게, 상기 플래너 모드 타입이 평균 모드인 경우, 상기 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플과 상기 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플을 이용하여 상기 예측 샘플이 생성된다.
바람직하게, 상기 선택된 참조 샘플에 소정의 가중치가 적용되어 상기 예측 샘플이 생성될 수 있다.
바람직하게, 상기 처리 블록은 복수의 영역으로 구분되고, 상기 복수의 영역 별로 상기 플래너 모드의 타입이 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 플래너 모드의 타입 별로 서로 다른 상기 인트라 예측 모드가 정의될 수 있다.
바람직하게, 상기 인트라 예측 모드 중 방향성을 가지는 인트라 예측 모드가 상기 플래너 모드의 타입으로 대체되어 정의될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 플래너(Planar) 모드(또는 타입)에 따라 예측에 이용하는 참조 샘플을 선택함으로써, 영상의 특성(특히, 참조 샘플의 상관 관계 등)을 반영할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 플래너(Planar) 모드(또는 타입)에 따라 예측에 이용하는 참조 샘플을 선택함으로써, 예측 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 8×8 TU의 플래너 모드에 대한 예측 샘플을 생성하는 방법을 예시한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 8×8 TU의 플래너 모드에 대한 예측 샘플을 예시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 일반적인 Planar 모드를 예시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 플래너 모드를 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 플래너 모드를 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 예시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 예시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
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.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 처리 유닛은 '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭될 수도 있다.
처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 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)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위 또는 색차(chroma) 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 코딩 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PU: Prediction Block) 또는 변환 블록(TB: Transform Block)에 해당될 수 있다. 또는, 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 블록(CB), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TB)에 해당될 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 감산기(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 예측부(180) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(180)는 인터 예측부(181), 인트라 예측부(182)을 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상 신호(Input video signal)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할한다.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)를 감산하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 생성한다. 생성된 차분 신호(또는 차분 블록)는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 차분 신호(또는 차분 블록)에 변환 기법(예를 들어, DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), KLT(Karhunen-Loeve transform) 등)을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 이때, 변환부(120)는 차분 블록에 적용된 예측 모드와 차분 블록의 크기에 따라서 결정된 변환 기법을 이용하여 변환을 수행함으로써 변환 계수들을 생성할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 변환부(120)는 현재 처리 블록이 정방형 블록이 아닌 경우, 처리 블록을 정방형의 블록으로 재구성하여 변환을 수행할 수 있다. 변환부(120)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트 스트림으로 출력한다.
한편, 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 차분 신호를 복원할 수 있다. 복원된 차분 신호를 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182)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(181)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(181)에서의 참조 픽쳐으로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(181)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(181)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(181)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(182)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측한다. 인트라 예측부(182)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. 또한, 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.
특히, 본 발명에 따른 인트라 예측부(182)는 현재 처리 블록에 적용되는 플래너(Planar) 모드(또는 타입)에 따라 예측에 이용되는 참조 샘플을 선택하고, 선택된 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. 인트라 예측부(182)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
인터 예측부(181) 또는 상기 인트라 예측부(182)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)는 복원 신호(또는 복원 블록)를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호(또는 차분 블록)를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산기(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 예측부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(260)는 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)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 신호(즉, 비트 스트림)을 수신하고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩된다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 획득하게 된다.
특히, 본 발명에 따른 역변환부(230)는 현재 처리 블록이 정방형 블록이 아닌 경우, 처리 블록을 정방형의 블록으로 재구성하여 역변환을 수행할 수 있다. 역변환부(230)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
가산기(235)는 획득된 차분 신호(또는 차분 블록)를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(261)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(181) 및 인트라 예측부(182)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)에도 동일하게 적용될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 인트라 예측부(262)는 현재 처리 블록에 적용되는 플래너(Planar) 모드(또는 타입)에 따라 예측에 이용되는 참조 샘플을 선택하고, 선택된 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. 인트라 예측부(262)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
일반적으로 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용한다. 블록 기반의 영상 압축 방법은 영상을 특정 블록 단위로 나누어서 처리하는 방법으로서, 메모리 사용과 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할한다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
HEVC에서 CTU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16 중 어느 하나로 정해질 수 있다. 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 CTB를 포함한다.
하나의 CTU은 쿼드-트리(Quad-tree) 구조로 분할될 수 있다. 즉, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 절반의 수평 크기(half horizontal size) 및 절반의 수직 크기(half vertical size)를 가지는 4개의 유닛으로 분할되어 코딩 유닛(CU: Coding Unit)이 생성될 수 있다. 이러한 쿼드-트리 구조의 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다. 즉, CU은 하나의 CTU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미한다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함한다. HEVC에서 CU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16, 8×8 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련된다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 CU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당한다.
CTU은 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 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, 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 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, 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 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 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 쿼드 트리 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 정보(예를 들어, 분할 CU 플래그(split_cu_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 처리 과정이 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. HEVC는 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할한다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. 다만, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 인트라 예측과 인터 예측이 혼합되어 사용되지 않으며, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 동일한 예측 방법(즉, 인트라 예측 혹은 인터 예측)으로 코딩된다.
PU는 쿼드-트리 구조로 분할되지 않으며, 하나의 CU에서 미리 정해진 형태로 한번 분할된다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 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 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2N×2N 또는 N×N)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2N×2N 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 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, N×N 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 2N×N 형태 및 세로 방향으로 분할되는 N×2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD 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, 64×64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64×64 크기의 CU에서 8×8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64×64 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) 64×64 CU를 32×32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32×32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32×32 CU를 16×16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16×16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16×16 CU를 8×8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8×8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16×16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8×8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16×16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16×16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32×32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16×16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32×32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32×32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64×64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32×32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64×64 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 쿼드-트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드-트리 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, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드-트리는 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.
예측(prediction)
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
이하, 인트라 예측에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
인트라 예측( Intra prediction)(또는 화면 내 예측)
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출(derivation)한다(S501).
인트라 예측에서는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향을 가질 수 있다. 예측 방향을 가지는 인트라 예측 모드를 인트라 방향성 예측 모드(Intra_Angular prediction mode)라고 지칭한다. 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.
Figure PCTKR2016006244-appb-T000001
인트라 예측에서는 도출되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘풀과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 도출한다.
디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성한다(S502).
인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nS×nS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 이웃한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 이웃한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2×nS 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 생성한다(S504). 즉, 디코더는 인트라 예측 모드 도출 단계(S501)에서 도출된 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, 현재 처리 블록 내 예측 샘플 생성)한다.
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 이웃한 예측 블록 내 샘플)과 상측(top) 경계 샘플(즉, 상측 경계에 이웃한 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 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)로 인코딩된 경우, 예측 방향에 위치하는 참조 샘플에 기반하여 예측 샘플의 값을 도출할 수 있다. 이때, 예측 블록의 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플 중 예측 방향에 위치하지 않는 경계 샘플이 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과 이웃할 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.
앞서 설명한 바와 같이, HEVC는 화면 내 예측을 위해 33가지의 방향성 예측 방법과 두 가지의 무 방향성 예측 방법, 총 35가지 예측 방법을 사용하여 현재 블록의 예측 블록이 생성된다.
33가지 방향성 예측 모드의 경우, 참조 샘플들로부터 예측 샘플을 계산할 때, 각각의 방향성을 고려하여 참조 샘플 값이 해당 예측 샘플로 복사된다.
반면, 두 가지의 무 방향성 예측 방법인 DC 모드와 플래너(Planar) 모드의 경우, 각각 주변 이웃하는 참조 샘플의 평균 값과 가중 합으로 예측 샘플이 계산된다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 8×8 TU의 플래너 모드에 대한 예측 샘플을 생성하는 방법을 예시한다.
아래 수학식 1은 Planar 모드에서 예측 샘플을 생성하는 식을 예시한다.
Figure PCTKR2016006244-appb-M000001
수학식 1에서 nT는 변환 단위 TU의 크기를 나타낸다.
도 7 및 수학식 1을 참조하면, 현재 샘플 'C'(predSamples[x][y])의 값은 참조 샘플 'O'(p[-1][y])과 참조 샘플 'I'(p[nT][-1])의 가중합과 참조 샘플 'E'(p[x][-1])과 참조 샘플 'S'(p[-1][nT])의 가중합과 nT를 합한 값의 2의 보수형 정수(two's complement integer)를 Log2(nT)+1의 이진 수(binary digit)만큼 우측 쉬프트(right shift)한 값으로 정해진다.
다만, HEVC의 Planar 모드의 경우, 1) 주변 참조 샘플의 값이 서로 간에 유사한 경우 및/또는 2) 이웃하는 좌측 참조 샘플들과 상단 참조 샘플들의 값의 분포가 서로 다른 경우에는 예측 샘플의 생성 정확도가 낮아진다.
1)의 경우 주변 참조 샘플의 값이 서로 간에 유사한 경우이므로, Planar 모드로 생성한 예측 블록과 DC 모드로 생성한 예측 블록의 값이 거의 유사하게 된다. 2)의 경우 도 8에서 볼 수 있듯이 좌측 참조 샘플들(802)과 상단 참조 샘플들(801)의 값이 서로 다른 경우(즉, 차이가 임계치보다 큰 경우) 서로 다른 참조 샘플들의 가중 합은 두 참조 샘플들과 전혀 관계 없는 서로 다른 값이 생성된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 일반적인 Planar 모드를 제안한다.
본 발명에서 제안하는 일반적인 Planar 모드는 앞서 도 7에서 예시한 Planar 모드를 포함하는 일반적인 모드로 다양한 주변 화소들을 이용하여 현재 화소를 예측할 수 있다.
즉, 도 7의 Planar 모드의 경우 화소 'C'를 예측하기 위해 주변 화소 'E', 'I', 'O', 'S'를 사용한다.
하지만 본 발명에 따른 일반적인 Planar 모드의 경우 화소를 예측하기 위해 주변 화소와 상관 관계 등을 이용하여 선택적으로 주변 화소를 선택할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 일반적인 Planar 모드에서는 현재 화소와 x 좌표가 동일한 참조 화소, y 좌표가 동일한 참조 화소, 현재 블록의 좌하단에 이웃한 참조 화소, 현재 블록의 우상단에 이웃한 참조 화소 중에서 선택된 하나 이상의 화소를 이용하여 현재 화소의 예측값이 도출될 수 있다.
예를 들어, 다시 도 7을 참조하면, 현재 화소 'C'의 예측을 위해 주변 참조 화소로 'S'만을 사용하거나 또는 'O'만을 사용할 수도 있다. 또한, 특정 경우에는 'O'와 'S'를 모두 사용하지만, 다른 특정 경우에는 'O'와 'S'를 모두 사용하지 않을 수도 있다. 또한, 현재 화소 'C'의 예측을 위해 주변 참조 화소로 'O'와 'E'만을 이용할 수도 있다. 또한, 현재 화소 'C'의 예측을 위해 'E'와 'S'만을 이용하거나 혹은 'I'와 'O'만을 이용할 수도 있다.
또한, 현재 화소(또는 예측 샘플)와 x 좌표가 동일한 참조 화소, y 좌표가 동일한 참조 화소, 현재 블록의 좌하단에 이웃한 참조 화소, 현재 블록의 우상단에 이웃한 참조 화소 중에서 선택된 화소에 미리 정해진 가중치 혹은 시그널링된 가중치가 적용될 수도 있다.
본 발명에서는 이렇게 선택적으로 주변 화소를 사용하는 Planar 모드를 일반적인 Planar 모드로 정의한다.
그리고, 현재 처리 블록 주변에 구성된 참조 샘플 중에서 예측에 어떠한 참조 샘플이 이용되는지는 일반적인 Planar 모드의 타입 별로 선택될 수 있다. 즉, 각 Planar 모드의 타입 별로 예측에 이용되는 참조 샘플이 선택될 수 있다. 이 경우, 기존의 HEVC에서 정의된 총 35개의 인트라 예측 모드가 동일하게 이용되고, Planar 모드의 경우 현재 처리 블록에 어떠한 Planar 타입이 적용되는 추가적인 정보(예를 들어, 인덱스 등)가 인코더로부터 디코더에게 시그널링될 수 있다.
또한, 각 Planar 모드의 타입 별 서로 다른 인트라 예측 모드로 정의될 수도 있다. 즉, 예를 들어, 평균 Planar 모드, 수직 Planar 모드, 수평 Planar 모드 둥과 같이 복수의 Planar 모드가 정의되고, 각 Planar 모드 별로 예측에 이용되는 참조 샘플이 선택될 수 있다.
이 경우, 기존의 HEVC에서 정의된 총 35개의 인트라 예측 모드에서 일부의 인트라 예측 모드가 본 발명에서 제안하는 Planar 타입을 지시하기 위해서 이용될 수 있다. 또는, 기존의 HEVC에서 정의된 총 35개의 인트라 예측 모드에 추가하여 본 발명에서 제안하는 Planar 타입을 지시하기 위한 인트라 예측 모드가 정의될 수도 있다. 이에 대하여 보다 상세한 설명은 후술한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 일반적인 Planar 모드를 예시한다.
도 9를 참조하면, 현재 블록은 주변 참조 화소(또는 샘플)의 값에 따라 복수의 영역(또는 서브블록)으로 구분될 수 있다. 이때, 복수의 영역은 반드시 정사각형 형태를 가지지 않을 수 있으며, 직사각형 형태를 가질 수 있다.
도 9에서는 주변 참조 화소의 값에 따라 4개의 영역(T 영역(901), U 영역(902), V 영역(903), W 영역(904))으로 구분되는 경우를 예시한다.
그리고, 구분된 각 영역 별로 결정된 방법을 이용하여 해당 영역 내 화소의 예측값을 생성할 수 있다. 즉, 구분된 각 영역 별로 해당 영역 내 화소의 인트라 예측을 위해 사용하는 참조 화소(또는 참조 화소의 조합)가 결정될 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, T 영역(901)에 포함된 화소의 예측의 경우, 참조 화소를 사용하지 않고 주변의 화소의 평균으로만 예측 값이 생성될 수 있다. 즉, 해당 화소와 x 좌표가 동일한 참조 화소와 y 좌표가 동일한 참조 화소의 평균으로만 예측 값이 생성될 수 있다. 예를 들어, 화소 1의 예측 값은 주변 화소 B와 L의 평균으로 계산될 수 있다. 이하, 이러한 Planar 모드를 평균 Planar 타입(혹은 모드)라고 지칭한다.
U 영역(902)에 포함된 화소의 예측의 경우, 좌측 및 상단 참조 화소 중 일부의 화소를 이용하여 예측 값이 생성될 수 있다. 즉, 좌측 참조 화소를 이용하지 않고 예측 값이 생성될 수 있다. 예를 들어, 화소 2의 경우 예측 값은 E와 S 값을 사용하여 계산될 수 있다. 이하, 이러한 Planar 모드를 수직 플래너(Vertical Planar) 타입(혹은 모드)라고 지칭하고, 보다 상세한 설명은 후술한다.
V 영역(903)에 포함된 화소의 예측의 경우, 좌측 및 상단 참조 화소 중 일부의 화소를 이용하여 예측 값이 생성될 수 있다. 즉, 상단 참조 화소를 이용하지 않고 예측 값이 생성될 수 있다. 예를 들어, 화소 3의 경우 예측 값은 P와 I 값을 사용하여 계산될 수 있다. 이를 수평 플래너(Horizontal Planar) 타입(혹은 모드)라고 지칭하고, 보다 상세한 설명은 후술한다.
W 영역(904)에 포함된 화소의 예측의 경우, 기존의 Planar 방법에서 사용된 참조 화소를 모두 이용하여 예측 값이 생성될 수 있다. 예를 들어, 화소 4의 경우, 예측 값은 기존의 Planar 방법처럼 G, I, Q, S 값을 사용하여 계산될 수 있다. 이를 기본 플래너(Basic Planar) 타입(혹은 모드)라고 지칭한다.
위와 같이, 본 발명에 따른 일반적인 Planar 모드는 도 9의 예시와 같이 해당 블록 내 각 영역 별로 다양한 방법으로 계산할 수 있다.
이하, 일반적인 Planar 모드의 일 실시예로서 수직 플래너(Vertical Planar) 타입(또는 모드)와 수평 플래너(Horizontal Planar) 타입(또는 모드)에 대하여 상세히 살펴본다.
다만, 설명의 편의를 위해 이러한 2가지의 Planar 타입(또는 모드)에 대하여 주로 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 일반적인 Planar 모드는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플, y 좌표가 동일한 참조 샘플, 현재 처리 블록의 좌하단에 이웃한 참조 샘플, 현재 처리 블록의 우상단에 이웃한 참조 샘플 중에서 하나 이상의 선택된 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플이 생성되는 모드를 모두 포함하는 개념이다.
앞서 도 8과 같이 상단 참조 샘플값과 좌측 참조 샘플값의 차이가 큰 경우, 앞서 도 7의 Planar 모드와 같이 좌측 및 상단 참조 샘플을 모두 사용하는 대신, 상단 참조 샘플값만을 사용(즉, Vertical Planar 모드)하거나 좌측 참조 샘플만을 사용(즉, Horizontal Planar 모드)할 수 있다. 즉, 수직, 수평 성분이 강한 블록에 대한 일반적인 Planar 모드로는 Vertical Planar 모드, Horizontal Planar 모드가 이용될 수 있다.
1) Horizontal Planar 모드
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수평 플래너 모드를 예시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, Horizontal Planar 모드에서는 왼쪽 참조 샘플들(K-R)(1001)과 오른쪽 위 참조 샘플(I)(1002)의 가중 합으로 예측 샘플이 생성될 수 있다. 즉, 위쪽 참조 샘플들(A-H)의 값을 고려하지 않고 예측 블록이 생성될 수 있다.
수학식 2는 Horizontal Planar 모드의 예측 샘플 생성 식을 예시한다.
Figure PCTKR2016006244-appb-M000002
수학식 2에서 nT는 블록의 크기를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 현재 블록이 복수의 영역으로 구분되고, 구분된 영역 중 특정 영역에서 Horizontal Planar 모드가 적용될 수 있다. 이 경우 nT는 해당 영역의 크기를 나타낸다.
이때, Horizontal Planar 모드가 적용되는 영역이 직사각형 형태를 가지는 경우, nT는 해당 영역의 수평 크기 또는 수직 크기일 수 있다.
도 10 및 수학식 2를 참조하면, 현재 샘플 'C'(predSamples[x][y])의 값은 참조 샘플 'O'(p[-1][y])과 참조 샘플 'I'(p[nT][-1])의 가중합과 nT/2를 합한 값의 2의 보수형 정수(two's complement integer)를 Log2(nT)의 이진 수(binary digit)만큼 우측 쉬프트(right shift)한 값으로 정해질 수 있다.
상술한 바와 같이, 선택된 참조 샘플에 미리 정해진 가중치 혹은 시그널링된 가중치가 적용될 수도 있다. 즉, Horizontal Planar 모드는 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플과 현재 처리 블록의 우상단에 이웃한 참조 샘플의 가중합에 1의 가중치가 적용되고, 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플과 현재 처리 블록의 좌하단에 이웃한 참조 샘플의 가중합에 0의 가중치가 적용된 경우로 볼 수 있다.
2) Vertical Planar 모드
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직 플래너 모드를 예시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, Vertical Planar 모드에서는 상단 참조 샘플들(A-H)(1101)과 좌측 하단 참조 샘플(S)(1002)의 가중 합으로 예측 샘플이 생성될 수 있다. 즉, 좌측 참조 샘플들(K-R)의 값을 고려하지 않고 예측 블록이 생성될 수 있다.
수학식 3은 Vertical Planar 모드의 예측 샘플 생성 식을 예시한다.
Figure PCTKR2016006244-appb-M000003
수학식 2에서 nT는 블록의 크기를 나타낸다.
상술한 바와 같이, 현재 블록이 복수의 영역으로 구분되고, 구분된 영역 중 특정 영역에서 Vertical Planar 모드가 적용될 수 있다. 이 경우 nT는 해당 영역의 크기를 나타낸다.
이때, Vertical Planar 모드가 적용되는 영역이 직사각형 형태를 가지는 경우, nT는 해당 영역의 수평 크기 또는 수직 크기일 수 있다.
도 11 및 수학식 3을 참조하면, 현재 샘플 'C'(predSamples[x][y])의 값은 참조 샘플 'E'(p[x][-1])과 참조 샘플 'S'(p[-1][nT])의 가중합과 nT/2를 합한 값의 2의 보수형 정수(two's complement integer)를 Log2(nT)의 이진 수(binary digit)만큼 우측 쉬프트(right shift)한 값으로 정해질 수 있다.
상술한 바와 같이, 선택된 참조 샘플에 미리 정해진 가중치 혹은 시그널링된 가중치가 적용될 수도 있다. 즉, Vertical Planar 모드는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플과 현재 처리 블록의 좌하단에 이웃한 참조 샘플의 가중합에 1의 가중치가 적용되고, 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플과 현재 처리 블록의 우상단에 이웃한 참조 샘플의 가중합에 0의 가중치가 적용된 경우로 볼 수 있다.
위와 같이, 본 발명에 따르면 기존의 Planar 모드와 달리 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드는 각각 왼쪽 참조 샘플과 위쪽 참조 샘플만을 사용하여 예측 블록을 생성한다. 따라서, 왼쪽 참조 샘플과 위쪽 참조 샘플 각각이 서로 다른 특징을 가지고 있다면, 기존의 Planar 모드와는 달리 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드를 사용하여 해당 참조 샘플의 특징이 잘 반영되어 예측 블록이 생성될 수 있다. 즉, 예측 성능이 향상될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 일 실시예로서, 각 Planar 모드를 화면 내 예측 부호화에 추가하는 방법에 대하여 살펴본다.
상술한 바와 같이, 복수의 Planar 모드의 타입이 정의되는 경우, 각 Planar 모드의 타입 별로 추가 정보가 시그널링될 수 있으며, 예를 들어 기존의 HEVC의 35가지의 인트라 예측 모드가 동일하게 이용될 수 있다.
반면, 각 Planar 모드의 타입 별로 각각 인트라 예측 모드로 정의되는 경우, 예를 들어 기존의 HEVC의 35가지의 인트라 예측 모드가 동일하게 사용될 수 없다. 이에 따라, 본 발명에서는 새로운 Planar 모드를 화면 내 예측 부호화에 적용하는 방법으로 1) 기존의 모드에 대체하는 방법 또는 2) 기존의 모드에 새로운 모드로 추가하는 방법을 제안한다.
이하, 설명의 편의를 위해 일반적인 Planar 모드의 일 실시예로서 설명한 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드를 화면 내 예측 부호화에 추가하는 방법에 대하여 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
1) 기존의 모드에 대체하는 방법
HEVC는 총 35가지 모드, 33가지 방향성 모드와 2가지 무 방향성 모드를 가지고 있다.
본 발명에서 제안하는 새로운 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드를 기존의 33가지의 방향성 모드 중 두 가지 모드에 대체할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 예시한다.
도 12에서는 기존의 화면 내 예측 모드 방향성에서 3번과 33번 모드 대신 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드를 대체한 경우를 예시한다.
도 12와 같이, 예를 들어, 33가지 방향성 모드 중 3번 모드와 33번 모드의 발생 빈도가 낮다면, 이 두 인트라 모드 대신 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드를 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 기존의 2개의 방향성 모드를 각각 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드로 대체하여 사용하나, 대체 대상이 되는 인트라 모드(도 12의 경우, 3번 및 33번 모드)의 방향성이 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드에 적용되는 것은 아니다.
이와 같은 경우 기존의 모드에 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드를 대체하므로 MPM(most probable mode) 인덱스의 시그널링 및 화면 내 인트라 모드의 부호화 방법은 기존의 방법과 동일하게 적용될 수 있다.
2) 기존의 모드에 새로운 모드로 추가하는 방법
앞서 설명한 기존의 모드에 대체하는 방법은, 기존의 방향성을 갖는 모드 2개를 본 발명에서 제안하는 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드로 대체하므로 새로운 Planar 모드로 대체된 기존의 방향성 모드 2개를 사용할 수 없다.
이러한 문제를 해결하기 위해 기존의 모드에 새로운 모드로 추가하는 방법을 제안한다. 이 방법은 기존의 방향성 모드 이외에 새롭게 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드를 추가할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 제안하는 방법에서는 새로운 두 모드를 무 방향성 모드에 추가하여 새로운 화면 내 예측 부호화 모드를 생성할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드를 예시한다.
도 13과 같이, 본 발명에서 제안하는 새로운 Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드를 무 방향성 모드로 간주하고, 이를 기존의 Planar, DC처럼 방향성 모드 앞에 위치시킬 수 있다. 즉, 인트라 예측 모드 2는 Horizontal Planar 모드를 지시하고, 인트라 예측 모드 3은 Vertical Planar 모드를 지시할 수 있다. 그리고, 인트라 예측 모드 4부터 36까지 인트라 방향성 모드 4부터 인트라 방향성 모드 36을 지시할 수 있다.
또는, Horizontal Planar 모드와 Vertical Planar 모드를 기존의 방향성 모드 사이에 추가하여 사용할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 14를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출한다(S1401).
상술한 바와 같이, 인트라 예측 모드는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향성을 가질 수도 있으며, 방향성이 없을 수도 있다.
이때, 각 Planar 모드의 타입 별로 서로 다른 인트라 예측 모드가 정의되는 경우, 각 Planar 모드의 타입을 지시하기 위해 기존의 HEVC의 35가지의 인트라 예측 모드 중 일부가 대체되거나 혹은 각 Planar 모드의 타입을 지시하기 위해 추가적인 인트라 예측 모드가 정의될 수 있다.
디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성한다(S1402).
인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nS×nS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 이웃한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 이웃한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들 및 현재 처리 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 의미할 수 있다.
이때, 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.
또한, 디코더는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있다. 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.
만약, 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드가 Planar 모드인 경우, 디코더는 Planar 모드의 타입에 따라 예측에 이용되는 참조 샘플을 선택한다(S1403).
이 경우, 현재 처리 블록에 적용되는 Planar 모드의 타입을 지시하는 정보가 인코더로부터 추가로 시그널링될 수 있다. 그리고, 디코더는 이 정보로부터 현재 처리 블록에 적용되는 Planar 모드의 타입을 도출하고, 도출된 Planar 모드의 타입에 따라 예측에 이용되는 참조 샘플을 선택할 수 있다.
또는, 상술한 바와 같이 각 Planar 모드의 타입 별로 서로 다른 인트라 예측 모드가 정의될 수도 있다. 이 경우, 디코더는 앞서 S1401 단계에서 도출된 인트라 예측 모드에 따라 예측에 이용되는 참조 샘플을 선택할 수 있다.
즉, 현재 처리 블록 내 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플, 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플, 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플 및 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플 중에서 Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)에 따라 예측에 이용되는 하나 이상의 참조 샘플이 선택될 수 있다.
예를 들어, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 수평 Planar 타입(또는 수평 Planar 모드)인 경우, 디코더는 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플과 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플을 선택할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 수직 Planar 타입(또는 수직 Planar 모드)인 경우, 디코더는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플과 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플을 선택할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 평균 Planar 타입(또는 평균 Planar 모드)인 경우, 디코더는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플과 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플을 선택할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 기본 Planar 타입(또는 기본 Planar 모드)인 경우, 디코더는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플, 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플, 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플 및 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플을 선택할 수 있다.
디코더는 선택된 참조 샘플을 이용하여 현재 처리 블록에 대한 예측 샘플을 생성한다(S1404).
예를 들어, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 수평 Planar 타입(또는 수평 Planar 모드)인 경우, 디코더는 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플값과 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플값을 이용하여 앞서 수학식 2와 같이 예측 샘플값을 도출할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 수직 Planar 타입(또는 수직 Planar 모드)인 경우, 디코더는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플값과 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플값을 이용하여 앞서 수학식 3과 같이 예측 샘플값을 도출할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 평균 Planar 타입(또는 평균 Planar 모드)인 경우, 디코더는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플값과 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플값을 평균하여 예측 샘플값을 도출할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 기본 Planar 타입(또는 기본 Planar 모드)인 경우, 디코더는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플, 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플, 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플 및 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플 값을 이용하여 앞서 수학식 1과 같이 예측 샘플값을 도출할 수 있다.
또한, 디코더는 앞서 S1403 단계에서 선택된 참조 샘플값에 미리 정해진 혹은 인코더로부터 시그널링된 가중치를 적용하여 예측 샘플값을 도출할 수도 있다.
또한, 앞서 도 9의 예시와 같이 현재 처리 블록은 복수의 영역으로 구분되고, 각 영역 별로 개별적으로 Planar 모드의 타입(혹은 인트라 예측 모드)가 적용될 수도 있다. 이 경우, 디코더는 각 영역 별로 적용되는 Planar 모드의 타입(혹은 인트라 예측 모드)에 따라 예측에 이용되는 참조 샘플을 개별적으로 선택할 수 있다. 그리고, 각 영역 별로 선택된 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다.
한편, 도 14에서는 본 발명에서 제안하는 일반적인 Planar 모드가 적용되는 경우 인트라 예측 방법만을 설명하고 있으나, 현재 처리 블록에 일반적인 Planar 모드가 아닌 인트라 예측 모드가 적용되는 경우 앞서 도 5에서 예시한 인트라 예측 방법이 동일하게 이용될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 15에서는 설명의 편의를 위해 인트라 예측부(182; 도 1 참조, 262; 도 2 참조)를 하나의 블록으로 도시하였으나, 인트라 예측부(182, 262)는 인코더 및/또는 디코더에 포함되는 구성으로 구현될 수 있다.
도 15를 참조하면, 인트라 예측부(182, 262)는 앞서 도 9 내지 도 14에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인트라 예측부(182, 262)는 인트라 예측 모드 도출부(1501), 참조 샘플 구성부(1502), 참조 샘플 선택부(1503) 및 예측 샘플 생성부(1504)를 포함하여 구성될 수 있다.
인트라 예측 모드 도출부(1501)는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출한다.
상술한 바와 같이, 각 Planar 모드의 타입 별로 서로 다른 인트라 예측 모드가 정의되는 경우, 각 Planar 모드의 타입을 지시하기 위해 기존의 HEVC의 35가지의 인트라 예측 모드 중 일부가 대체되거나 혹은 각 Planar 모드의 타입을 지시하기 위해 추가적인 인트라 예측 모드가 정의될 수 있다.
참조 샘플 구성부(1502)는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성한다.
이때, 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.
또한, 디코더는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있다. 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.
참조 샘플 선택부(1503)는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드가 Planar 모드인 경우, Planar 모드의 타입에 따라 예측에 이용되는 참조 샘플을 선택한다.
예를 들어, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 수평 Planar 타입(또는 수평 Planar 모드)인 경우, 참조 샘플 선택부(1503)는 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플과 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플을 선택할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 수직 Planar 타입(또는 수직 Planar 모드)인 경우, 참조 샘플 선택부(1503)는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플과 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플을 선택할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 평균 Planar 타입(또는 평균 Planar 모드)인 경우, 참조 샘플 선택부(1503)는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플과 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플을 선택할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 기본 Planar 타입(또는 기본 Planar 모드)인 경우, 참조 샘플 선택부(1503)는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플, 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플, 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플 및 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플을 선택할 수 있다.
예측 샘플 생성부(1504)는 선택된 참조 샘플을 이용하여 현재 처리 블록에 대한 예측 샘플을 생성한다.
예를 들어, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 수평 Planar 타입(또는 수평 Planar 모드)인 경우, 예측 샘플 생성부(1504)는 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플값과 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플값을 이용하여 앞서 수학식 2와 같이 예측 샘플값을 도출할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 수직 Planar 타입(또는 수직 Planar 모드)인 경우, 예측 샘플 생성부(1504)는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플값과 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플값을 이용하여 앞서 수학식 3과 같이 예측 샘플값을 도출할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 평균 Planar 타입(또는 평균 Planar 모드)인 경우, 예측 샘플 생성부(1504)는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플값과 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플값을 평균하여 예측 샘플값을 도출할 수 있다.
또는, Planar 모드의 타입(또는 인트라 예측 모드)이 기본 Planar 타입(또는 기본 Planar 모드)인 경우, 예측 샘플 생성부(1504)는 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플, 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플, 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플 및 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플 값을 이용하여 앞서 수학식 1과 같이 예측 샘플값을 도출할 수 있다.
또한, 예측 샘플 생성부(1504)는 선택된 참조 샘플값에 미리 정해진 혹은 인코더로부터 시그널링된 가중치를 적용하여 예측 샘플값을 도출할 수도 있다.
한편, 현재 처리 블록에 대한 인트라 예측 모드가 본 발명에서 제안하는 일반적인 Planar 모드가 아닌 경우, 참조 샘플 선택부(1503)는 앞서 설명한 동작을 수행하지 않을 수 있다. 즉, 앞서 참조 샘플 구성부(1502)에서 구성한 참조 샘플을 기반으로 예측 샘플 생성부(1504)는 현재 처리 블록에 대한 예측 샘플을 생성할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
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 (10)

  1. 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서,
    처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계;
    상기 처리 블록의 참조 샘플을 구성하는 단계;
    상기 인트라 예측 모드가 플래너(Planar) 모드인 경우, 상기 플래너 모드의 타입에 따라 상기 참조 샘플 중에서 상기 처리 블록의 예측에 이용되는 참조 샘플을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 참조 샘플을 이용하여 상기 처리 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플, 상기 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플, 상기 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플 및 상기 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플 중에서 하나 이상이 선택되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 플래너 모드 타입이 수직 플래너 모드(vertical planar mode)인 경우,
    상기 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플과 상기 처리 블록과 좌하단에 이웃한 참조 샘플을 이용하여 상기 예측 샘플이 생성되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 플래너 모드 타입이 수평 플래너 모드(horizontal planar mode)인 경우,
    상기 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플과 상기 처리 블록과 우상단에 이웃한 참조 샘플을 이용하여 상기 예측 샘플이 생성되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 플래너 모드 타입이 평균 모드인 경우,
    상기 예측 샘플과 x 좌표가 동일한 참조 샘플과 상기 예측 샘플과 y 좌표가 동일한 참조 샘플을 이용하여 상기 예측 샘플이 생성되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 선택된 참조 샘플에 소정의 가중치가 적용되어 상기 예측 샘플이 생성되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 처리 블록은 복수의 영역으로 구분되고, 상기 복수의 영역 별로 상기 플래너 모드의 타입이 결정되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 플래너 모드의 타입 별로 서로 다른 상기 인트라 예측 모드가 정의되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드 중 방향성을 가지는 인트라 예측 모드가 상기 플래너 모드의 타입으로 대체되어 정의되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  10. 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서,
    처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 인트라 예측 모드 도출부;
    상기 처리 블록의 참조 샘플을 구성하는 참조 샘플 구성부;
    상기 인트라 예측 모드가 플래너(Planar) 모드인 경우, 상기 플래너 모드의 타입에 따라 상기 참조 샘플 중에서 상기 처리 블록의 예측에 이용되는 참조 샘플을 참조 샘플 선택부; 및
    상기 선택된 참조 샘플을 이용하여 상기 처리 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 예측 샘플 생성부를 포함하는 장치.본 발명에서는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계, 상기 처리 블록의 참조 샘플을 구성하는 단계, 상기 인트라 예측 모드가 플래너(Planar) 모드인 경우, 상기 플래너 모드의 타입에 따라 상기 참조 샘플 중에서 상기 처리 블록의 예측에 이용되는 참조 샘플을 선택하는 단계 및 상기 선택된 참조 샘플을 이용하여 상기 처리 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
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