WO2018030599A1 - 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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WO2018030599A1
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장형문
남정학
임재현
허진
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엘지전자(주)
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    • H04N19/119—Adaptive subdivision aspects, e.g. subdivision of a picture into rectangular or non-rectangular coding blocks

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 method for efficiently performing prediction in consideration of characteristics of a block shape when generating prediction blocks in units of non-square blocks by performing intra prediction (or intra prediction).
  • an object of the present invention proposes a method of constructing a reference sample to be used for intra prediction in consideration of the shape of a non-square block.
  • an object of the present invention proposes a method for adaptively distributing the prediction direction of the intra prediction mode in consideration of the shape of the non-square block.
  • the current block when the current block is a non-square block, a width and a height of the current block (constructing a reference sample to be used for prediction of the current block based on height information; Deriving an intra prediction mode of the current block, and generating a prediction sample of the current block using the reference sample based on the intra prediction mode of the current block.
  • Another aspect of the present invention is an apparatus for processing an image based on an intra prediction mode, in which when the current block is a non-square block, the width and height of the current block a reference sample constructing unit configured to construct a reference sample to be used for prediction of the current block based on height information;
  • a prediction mode derivation unit for deriving an intra prediction mode of the current block: and a prediction sample generator for generating a prediction sample of the current block by using the reference sample based on the intra prediction mode of the current block.
  • deriving an intra prediction mode of the current block further includes adaptively determining a plurality of intra prediction modes that can be applied to the current block based on width and height information of the current block;
  • the intra prediction mode of the current block may be derived from the determined plurality of intra prediction modes.
  • the reference sample is one sample adjacent to the top-left of the current block, M samples adjacent to the left of the current block.
  • the plurality of intra prediction modes that may be applied to the current block may be determined as intra prediction modes in which a prediction direction is differentially distributed according to a ratio of the width and the height of the current block.
  • the plurality of intra prediction modes that can be applied to the current block are 135 ° between a 45 ° prediction direction and a 135 ° prediction direction.
  • a larger number of prediction directions may be determined with distributed intra prediction modes than between the prediction direction of and the prediction direction of the 225 ° angle.
  • the plurality of intra prediction modes that may be applied to the current block may include a 45 ° angle between a 135 ° prediction direction and a 225 ° prediction direction.
  • a larger number of prediction directions may be determined with distributed intra prediction modes than between the prediction direction of and the prediction direction of the 135 ° angle.
  • the plurality of intra prediction modes that may be applied to the current block may be determined as intra prediction modes in which a specific number of prediction directions are removed according to a ratio of the width and the height of the current block.
  • the plurality of intra prediction modes that may be applied to the current block may be determined by sub sampling a prediction direction of a specific angular range according to a ratio of the width and the height of the current block.
  • the plurality of intra prediction modes that can be applied to the current block are a plurality of prediction directions are removed according to the ratio of the width and the height of the current block, the vertical direction mode (vertical mode)
  • the intra prediction modes may be determined by adding a prediction direction to a specific angular range including a horizontal mode.
  • the plurality of intra prediction modes that can be applied to the current block are a plurality of prediction directions are removed according to the ratio of the width and the height of the current block, the vertical direction mode (vertical mode) by the number of the removed prediction direction
  • intra prediction modes may be determined in which a prediction direction is added between a plurality of prediction directions adjacent to a horizontal mode.
  • the method further includes determining whether to divide the current block into a plurality of square subblocks according to a ratio of the width and height of the current block, wherein the current block is not divided into a plurality of square subblocks. If not, the prediction sample of the current block is generated in the current block unit, when the current block is divided into a plurality of square subblocks, the prediction sample of the current block is generated in the sub-block unit, The block may match a transform unit to which the residual signal of the current block is transformed.
  • the method further comprises dividing the current block into a plurality of square subblocks when the width is greater than the width and height of the current block and the angle of the intra prediction mode of the current block is greater than 180 °.
  • the prediction sample of the current block is generated in the sub-block unit by using the reference sample based on the intra prediction mode of the current block, and the sub-block may match the transform unit in which the residual signal of the current block is transformed. have.
  • the method further comprises dividing the current block into a plurality of square subblocks when the height is greater than the width and height of the current block and the angle of the intra prediction mode of the current block is smaller than 90 °.
  • the prediction sample of the current block is generated in the sub-block unit by using the reference sample based on the intra prediction mode of the current block, and the sub-block may match the transform unit in which the residual signal of the current block is transformed. have.
  • the method further includes dividing the current block into a plurality of square subblocks, wherein the prediction sample of the current block is in the sub-block units using the reference sample based on the intra prediction mode of the current block.
  • the sub block may be generated and may correspond to a transform unit to which the residual signal of the current block is transformed.
  • the accuracy of prediction may be increased by removing a direction in which a prediction error is higher and arranging detailed directionalities that cannot be represented by the existing method by the number of the removed numbers.
  • the distance from the reference sample can be reduced, thereby effectively reducing the prediction error and improving the accuracy of the prediction.
  • 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 is a view for explaining a partition structure of a block applicable to the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of constructing a reference sample as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a method of constructing a reference sample as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a method of adaptively determining an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a method of adaptively determining an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a method of adaptively determining an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • 13 to 15 are diagrams illustrating a method of adaptively determining an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • 16 and 17 are diagrams illustrating a method of adaptively determining an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a diagram illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • 24 is a diagram illustrating an intra prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a diagram illustrating an intra prediction unit 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 a sample.
  • 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 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, a blocking artifact or a ringing artifact 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 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 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.
  • 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 within 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 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 a reference sample used for prediction according to a 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 prediction mode is different from the reference sample used for the prediction 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 the samples adjacent to the left boundary of the current processing block of size nS ⁇ nS and the total 2 ⁇ nS samples neighboring the bottom-left, It means a total of 2 x nS samples adjacent to the top border and a sample adjacent to the top-right 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 ie, the sample in the prediction block adjacent to the left boundary
  • the upper side of the prediction block in step S504.
  • (top) boundary samples i.e., samples in prediction blocks adjacent to the upper boundary
  • filtering may be applied to the left boundary sample or the upper boundary sample in the vertical direction mode and the horizontal mode among the intra directional prediction modes similarly to the INTRA_DC mode.
  • the value of the prediction sample may be derived based on a reference sample located in the prediction direction.
  • a boundary sample which is not located in the prediction direction among the left boundary sample or the upper boundary sample of the prediction block may be adjacent to a reference sample which is not used for prediction. That is, the distance from the reference sample not used for prediction may be much closer than the distance from the reference sample used for prediction.
  • the decoder may adaptively apply filtering to left boundary samples or upper boundary samples depending on whether the intra prediction direction is vertical or horizontal. That is, when the intra prediction direction is the vertical direction, the filtering may be applied to the left boundary samples, and when the intra prediction direction is the horizontal direction, the filtering may be applied to the upper boundary samples.
  • Quadtree plus binarytree quadtree plus binarytree
  • QTBT refers to a block structure in which a block is partitioned in a quadtree method and then additional partitioning is performed in a binarytree method.
  • the block partitioning is performed in a quadtree form as in the conventional method, and then the partitioning is additionally performed in the form of a binary tree through signaling of split flag information. .
  • FIG. 7 is a view for explaining a partition structure of a block applicable to the present invention.
  • Blocks separated by solid lines indicate a quad tree structure, that is, a block divided into quad tree shapes.
  • the quad tree structure may be divided by the same method as described above with reference to FIG. 3.
  • the blocks separated by a dotted line represent a binary tree structure, that is, a block divided into a binary tree shape. Further division may be performed in a binary tree structure based on the block structure divided into quad tree shapes.
  • the encoder may divide a block into a binary tree structure by signaling a partition flag and a flag indicating a horizontal partition or a vertical partition.
  • the QTBT block structure there may exist a rectangular block (ie, non-square) in addition to the square block (ie, square) according to the characteristics of the image. Then, not only prediction but also transformation may be performed based on the finally divided block.
  • in-picture prediction performs PU unit prediction and TU unit transformation and quantization in a square block
  • in-screen prediction in a QTBT block structure performs in-picture prediction in a rectangular block as well as a square block.
  • prediction, transformation, and quantization may be performed based on the divided block without the hierarchical structure of the existing PU or TU.
  • the screen is displayed not only in a square block but also in a non square block unlike the conventional HEVC. My prediction can be performed.
  • the present invention proposes a method for efficiently performing prediction in consideration of characteristics of a block shape when generating a prediction block in units of non-square blocks through intra prediction.
  • the encoder / decoder may check whether neighboring samples neighboring the current block can be used for prediction and configure reference samples for prediction in order to perform intra prediction.
  • the encoder / decoder substitutes the samples that are not available with the available samples to construct reference samples for use in prediction. can do.
  • the intra prediction may be performed not only on the square block but also on the non-square block.
  • the present embodiment proposes a method of constructing (or padding) a reference sample to be used for intra prediction in consideration of a non-square block shape.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of constructing a reference sample as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the prediction direction of the intra prediction mode may have an angle of 45 ° to 225 °.
  • this is only one example for describing the present invention based on the existing intra prediction mode (see FIG. 6 above), and the intra prediction mode to which the present invention is applicable is not limited thereto.
  • the width length (that is, width) and height length (that is, height) of the current block are considered.
  • Reference samples may be constructed (or prepared).
  • the encoder / decoder may configure a reference sample to be used for prediction of the current block in consideration of the prediction direction of the intra prediction mode having an angle of 45 ° to 225 ° and the width and height of the current block.
  • the width of the current block which is a non-square block, is W and the height is H.
  • one sample adjacent to the top-left of the current block, H samples adjacent to the left of the current block, and the lower left side of the current block W samples adjacent to the bottom-left, W samples adjacent to the top of the current block, and H samples adjacent to the top-right of the current block are made up of reference samples to be used for prediction. can do.
  • the encoder / decoder substitutes the samples that are not available with the available samples to construct reference samples for use in prediction. can do.
  • the encoder / decoder may pad the reference sample and then filter the reference sample by the method described with reference to FIG. 5.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a method of constructing a reference sample as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the maximum reference sample region required for intra prediction may be checked.
  • the prediction direction of the intra prediction mode is 45 °.
  • the width of the current block 901 is W and the height is H
  • the W samples adjacent to the top of the current block 901 and the top-top of the current block 901 are shown.
  • H samples adjacent to right may be used to generate a predictive sample of the current block 901.
  • the prediction direction of the intra prediction mode is 225 °.
  • H samples adjacent to the left of the current block 902 and bottom-bottom of the current block 902 W samples adjacent to left may be used to generate a predictive sample of the current block 902.
  • the intra prediction predicts the sample value of the reference sample according to the direction of the intra prediction mode, when the distance between the prediction sample and the reference sample is far, the accuracy of the prediction may be lower than that of the sample that is not.
  • the prediction error may increase, thereby increasing the residual signal and degrading the compression performance.
  • the distance from the reference sample according to the position of the prediction sample in the current block 901 (or the prediction block of the current block 901) in the same prediction direction ie, 45 ° angle). are different.
  • each prediction sample in the current block 901 may have different prediction accuracy depending on its position. have.
  • each prediction sample of the current block 901 is generated by using a sample in which a prediction error occurs and transitions as the distance from the reference sample increases, the accuracy of prediction increases as the distance from the reference sample increases. Can fall.
  • each prediction sample in the current block 902 has the same prediction error according to the distance from the reference sample.
  • the distances from the reference samples are the same because the prediction samples having the same vertical coordinates in the current block 902 each have a constant distance from the reference samples. May have the same prediction error.
  • the prediction error may also occur relatively less.
  • the prediction when intra prediction is performed on non-square blocks having the same shape, the prediction may have different prediction errors according to the direction of the intra prediction mode. Accordingly, since the prediction directions of the intra prediction modes may have different prediction performances, the prediction direction with less prediction error may have a higher probability of being selected as the intra prediction modes.
  • the present embodiment proposes a method for adaptively redistributing (or distributing and determining) the prediction direction of the intra prediction mode in consideration of the non-square block.
  • the method proposed in this embodiment improves the prediction performance by placing more prediction directions toward the direction with less prediction error. It can be maximized.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a method of adaptively determining an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 10A illustrates a method of distributing an intra prediction mode by a conventional method
  • FIG. 10B illustrates a method of distributing an intra prediction mode by a method proposed in the present embodiment. It demonstrates by an example.
  • a uniform prediction direction is used as an intra prediction mode with respect to a direction symmetric with respect to a prediction direction of 135 degrees.
  • the prediction direction of 135 ° angle and the prediction direction of 225 ° angle between the prediction direction of 45 ° angle and the prediction direction of 135 ° angle. If you distribute a larger number of prediction directions than, and the height of the current block's width and height is greater, then the 45 ° and 135 ° angles are predicted between the 135 ° and 225 ° prediction directions. It is possible to distribute a larger number of prediction directions than between prediction directions of.
  • the prediction direction (ie, directionality) of the intra prediction mode is differentially distributed according to the ratio of width and height in the block structure having various width (horizontal) and height (vertical) ratios. Suggest how to.
  • the present embodiment will be described based on the case where the existing intra prediction mode is used (or applied) as it is, but the present invention is not limited thereto. Therefore, the method proposed in the present embodiment may be applied even when the existing intra prediction mode is not used as it is.
  • the distance between the prediction sample in the current block and the reference sample may vary according to the prediction direction of the intra prediction mode. Further, as the distance from the reference sample increases, the prediction error may increase, and the accuracy of the prediction may decrease.
  • the encoder / decoder encodes / decodes by removing a certain number of prediction directions among the prediction directions of the intra prediction mode according to the ratio of the width and height of the current block among the prediction directions of the intra prediction mode. In this process, bits representing an intra prediction mode may be reduced.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a method of adaptively determining an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the ratio of the width (or width) and height (or length) of the current block is 2: 1.
  • the prediction direction of the 225 ° angle may have a higher prediction error according to the distance to the reference sample than the 45 ° angle of the prediction direction. Accordingly, the encoder / decoder may redistribute the intra prediction mode by removing the 225 ° prediction direction, the two prediction directions adjacent thereto, and the total three prediction directions 1101 from the existing intra prediction mode.
  • the ratio of the width (or width) and height (or length) of the current block is 1: 2.
  • the 45 ° angle of prediction may have a higher probability of prediction error depending on the distance to the reference sample than the 225 ° angle of prediction. Accordingly, the encoder / decoder may redistribute the intra prediction mode by removing the 45 degree angle prediction direction, the two prediction directions adjacent thereto, and the total three prediction directions 1102 from the existing intra prediction mode.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a method of adaptively determining an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the ratio of the width (or width) and height (or length) of the current block is 2: 1.
  • the prediction direction of the 225 ° angle may have a higher probability of prediction error according to the distance to the reference sample than the 45 ° angle prediction direction. Accordingly, the encoder / decoder may redistribute the intra prediction mode by subsampling or down sampling the prediction direction based on the prediction direction of the 225 ° angle and sequentially removing the three prediction directions from the existing intra prediction mode.
  • the intra prediction mode may be redistributed by removing a total of three prediction directions by one prediction direction having a smaller angle for every two prediction directions based on the prediction direction of the 225 ° angle.
  • the ratio of the width (or width) and height (or length) of the current block is 1: 2.
  • the encoder / decoder may redistribute the intra prediction mode by subsampling or down sampling the prediction direction based on the 45 ° prediction direction and sequentially removing the three prediction directions from the existing intra prediction mode.
  • the encoder / decoder may redistribute the intra prediction mode by removing a total of three prediction directions by one prediction direction having a larger angle for every two prediction directions based on the 45 ° prediction direction.
  • the ratio is the degree of distribution (or density) of the prediction direction before subsampling or downsampling is applied within a specific angle range in which the prediction direction is removed, and the degree of distribution (or density) of the prediction direction after subsampling or downsampling is applied. Means the ratio.
  • a total of 16 should be removed based on 33 directions in HEVC. do.
  • the prediction directions removed by the method described with reference to FIG. 11 or 12 may be arranged in a direction that cannot be represented by the existing prediction directions.
  • 13 to 15 are diagrams illustrating a method of adaptively determining an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the ratio of sub-sampling or down-sampling is 1/2, but this is only an example and the present invention is not limited thereto. That is, the ratio of subsampling or downsampling can be performed at any ratio.
  • the two prediction modes are removed by the method described with reference to FIG. 12.
  • the prediction mode may be removed by the method described in 11, or two or less or two or more prediction modes may be removed.
  • the encoder / decoder is one of the two prediction directions.
  • the prediction direction 1301 is disposed between two prediction directions adjacent to the left side of the vertical mode, and the remaining one prediction direction 1302 is two prediction directions adjacent to the right side of the vertical mode. Can be placed in between.
  • the accuracy of prediction can be improved by removing a prediction direction having a relatively high probability of generating a prediction error and adding a prediction direction that cannot be represented in the prediction direction of the existing intra prediction mode.
  • the encoder / decoder is one of the two prediction directions.
  • One prediction direction 1303 is placed between two prediction directions adjacent to the top of the horizontal mode, and the other prediction direction 1304 is placed between two adjacent directions at the bottom of the horizontal mode. Can be placed between prediction directions.
  • the encoder / decoder may distribute the prediction mode by placing two prediction directions removed between the prediction direction of the horizontal or vertical mode and the prediction direction closest to each prediction direction. .
  • the encoder / decoder is one of the two prediction directions.
  • the prediction direction 1401 is placed between two prediction directions adjacent to the top of the horizontal mode, and the remaining one prediction direction 1402 is two prediction directions adjacent to the bottom of the horizontal mode. Can be placed in between.
  • the accuracy of prediction can be improved by removing a prediction direction having a relatively high probability of generating a prediction error and adding a prediction direction that cannot be expressed in the prediction direction of the existing intra prediction mode.
  • the encoder / decoder is one of the two prediction directions.
  • One prediction direction 1403 is disposed between two prediction directions adjacent to the left of the vertical mode, and the other prediction direction 1404 is positioned between two adjacent to the right of the vertical mode. Can be placed between prediction directions.
  • the prediction mode may be distributed by disposing two prediction directions removed between the prediction direction in the horizontal direction mode or the vertical direction mode and the prediction direction closest to each prediction direction.
  • the encoder / decoder when the ratio of the width and the height of the current block is 2: 1, and two prediction directions are removed from the prediction directions of the intra prediction mode, the encoder / decoder includes two prediction directions 1501. Can be placed in the prediction direction of 45 degrees or less.
  • the accuracy of prediction can be improved by removing a prediction direction having a relatively high probability of generating a prediction error and adding a prediction direction that cannot be represented in the prediction direction of the existing intra prediction mode.
  • a range of reference samples that can be used for prediction may vary. That is, when the width of the current block, which is a non-square block, is W and the height is H, H samples as samples adjacent to the upper right end of the current block according to the angle of the prediction direction (see FIG. 8 (b) above).
  • the reference sample can be constructed (or padded) using a larger number of samples.
  • the encoder / decoder may use two prediction directions ( 1502) can be placed in a prediction direction of at least 225 degrees.
  • the range of reference samples that can be used for prediction may vary. That is, when the width of the current block, which is a non-square block, is W and the height is W, W samples as samples adjacent to the lower left end of the current block according to the angle of the prediction direction (previous FIG. 8 (b)). A larger number of samples may be used to construct (or pad) the reference samples.
  • 16 and 17 are diagrams illustrating a method of adaptively determining an intra prediction mode as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the ratio of the width and the height of the current block is N: M or M: N (where N> M).
  • N M or M: N (where N> M).
  • the ratio of sub-sampling or down-sampling is 1/2, but this is only an example and the present invention is not limited thereto. That is, the ratio of subsampling or downsampling can be performed at any ratio.
  • FIGS. 16 and 17 it is assumed that two prediction modes are removed by the method described with reference to FIG. 12, but the present invention is not limited thereto as an example.
  • the prediction mode may be removed by the method described in 11, or two or less or two or more prediction modes may be removed.
  • the encoder / decoder is one of the two prediction directions.
  • the prediction direction 1601 is disposed between two prediction directions adjacent to the left side of the vertical mode, and the remaining one prediction direction 1602 is two prediction directions adjacent to the right side of the vertical mode. Can be placed in between.
  • the accuracy of prediction can be improved by removing a prediction direction having a relatively high probability of generating a prediction error and adding a prediction direction that cannot be represented in the prediction direction of the existing intra prediction mode.
  • the encoder / decoder is one of the two prediction directions.
  • One prediction direction 1603 is placed between two prediction directions adjacent to the top of the horizontal mode, and the other prediction direction 1604 is placed between two adjacent directions at the bottom of the horizontal mode. Can be placed between prediction directions.
  • the prediction mode may be distributed by arranging two prediction directions removed between the prediction direction of the horizontal direction mode or the vertical direction mode and the prediction direction closest to each prediction direction.
  • the encoder / decoder is one of the two prediction directions.
  • the prediction direction 1701 is placed between two prediction directions adjacent to the top of the horizontal mode, and the remaining one prediction direction 1702 is two prediction directions adjacent to the bottom of the horizontal mode. Can be placed in between.
  • the accuracy of prediction can be improved by removing a prediction direction having a relatively high probability of generating a prediction error and adding a prediction direction that cannot be expressed in the prediction direction of the existing intra prediction mode.
  • the encoder / decoder is one of the two prediction directions.
  • One prediction direction 1703 is placed between two prediction directions adjacent to the left of the vertical mode, and the other prediction direction 1704 is positioned between two adjacent to the right of the vertical mode. Can be placed between prediction directions.
  • the encoder / decoder may distribute the prediction mode by placing two prediction directions removed between the prediction direction of the horizontal or vertical mode and the prediction direction closest to each prediction direction. .
  • a method of dividing a transform unit based on the direction of an intra prediction mode and the shape of a block without adding a separate syntax in consideration of a non-square block is proposed.
  • a unit for which a transform is performed is referred to as a transform unit (TU) for convenience of description, but the present invention is not limited thereto. That is, the basic unit through which the residual signal is converted may be referred to by a name other than the TU.
  • TU transform unit
  • the present invention proposes a partitioning method of a TU in order to solve the above-described problems occurring in non-square blocks.
  • a method of improving coding efficiency by determining the division of a TU and performing an intra prediction mode without adding a syntax is proposed.
  • the method proposed in this embodiment divides the TU by using the difference between the width (or width) and height (or length) of the non-square block.
  • the encoder / decoder may adaptively determine the division of the TU in consideration of the directionality of the intra prediction mode.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • the current block is a block whose height is longer than the width of the non-square blocks.
  • the sample 1801 located at the center right side of the current block is the first reference sample 1802 determined according to the intra prediction mode shown in FIG. 18A. ).
  • the sample 1803 located at the lower right end of the current block refers to the second reference sample 1804 determined according to the intra prediction mode.
  • the sample 1803 located at the bottom right of the non-square current block is farther from the sample 1801 located at the center right of the second reference sample 1804.
  • the encoder / decoder may adaptively perform the division of the TU in consideration of such a problem.
  • the encoder / decoder may divide the current block into square TUs according to the directionality of the intra prediction mode to solve the problem of FIG. 18A.
  • the lower right sample 1807 in the upper TU 1805 refers to the first reference sample 1808, in which case the distance from the reference sample 1808 is the same as in the case of FIG. 18A above.
  • actual prediction and reconstruction may be performed in units of TUs split in the intra prediction mode.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • the sample 1901 positioned at the center right side of the current block refers to the first reference sample 1902 determined according to the intra prediction mode illustrated in FIG. 19.
  • the sample 1903 located at the lower right end of the current block refers to the second reference sample 1904 determined according to the intra prediction mode.
  • the distance between the prediction sample and the reference sample can be reduced to reduce the prediction error and improve the accuracy of the prediction.
  • a block having a width greater than the height among the non-square blocks is referred to as a wide block
  • a block having a height greater than the width among the non-square blocks is referred to as a narrow block.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • the prediction direction angle of the intra prediction mode is between 180 ° and 225 °.
  • the distance between the prediction sample and the reference sample can be reduced by performing division of the TU.
  • the encoder / decoder divides the TU when the prediction direction angle of the intra prediction mode is between 180 ° and 225 °.
  • the TU may be divided into square blocks. That is, the encoder / decoder divides the TU into square blocks having a height of one side of the current block.
  • a narrow block represents a case where a prediction direction angle of an intra prediction mode is between 45 ° and 90 °.
  • the distance between the prediction sample and the reference sample can be reduced by performing division of the TU.
  • the encoder / decoder divides the TU when the prediction direction angle of the intra prediction mode is between 45 ° and 90 °.
  • the TU may be divided into square blocks. That is, the encoder / decoder divides the TU into square blocks having a width of one side of the current block.
  • 21 is a diagram illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • a prediction direction angle of an intra prediction mode is between 45 ° and 180 ° in the case of a wide block.
  • the encoder / decoder may not perform division of the TU when the prediction direction angle of the intra prediction mode is between 45 ° and 180 °.
  • the prediction direction angle of the intra prediction mode is between 90 ° and 225 °.
  • the encoder / decoder may not perform division of the TU when the prediction direction angle of the intra prediction mode is between 90 ° and 225 °.
  • the encoder / decoder may not perform division of the TU.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder determines whether the current block on which the intra prediction is performed is a non-square block (S2201).
  • step S2201 If it is determined in step S2201 that the current block is a non-square block, the encoder / decoder determines whether the width of the current block is greater than the height (S2202).
  • the encoder / decoder determines whether the angle of the intra prediction mode is greater than 180 ° (S2203).
  • the encoder / decoder reconstructs the intra prediction block in units of divided TUs (S2205 and S2206).
  • the encoder / decoder divides the current block into TUs and reconstructs the intra prediction block in the divided TU units.
  • the encoder / decoder determines whether the angle of the intra prediction mode is smaller than 90 ° (S2204).
  • step S2204 when the angle of the prediction mode of the intra prediction mode is smaller than 90 °, the encoder / decoder reconstructs the intra prediction block in units of divided TUs (S2205 and S2206).
  • the encoder / decoder restores the current block (S2207).
  • the encoder / decoder restores the current block without performing division of the TU.
  • the TU can be divided in a batch according to the width and height of the current block without considering the intra prediction direction.
  • the method proposed in the present embodiment has an advantage that the computational complexity is small compared to the adaptive TU partitioning method proposed in the third embodiment.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a splitting method of a transform unit according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder may split the current block into two TUs having a W ⁇ W size.
  • the encoder / decoder may divide the current block into four TUs having a W ⁇ W size.
  • the TU may be divided in a non-square block in a batch.
  • the distance between the prediction sample and the reference sample may be reduced according to the prediction direction of the intra prediction mode. This can reduce the prediction error and improve the accuracy of the prediction.
  • the encoder / decoder performs encoding / decoding based on the divided TU.
  • prediction may be performed and reconstruction (that is, reconstruction) may be performed using actual reference samples on a divided TU basis.
  • 24 is a diagram illustrating an intra prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder constructs a reference sample to use for prediction of the current block based on the width and height information of the current block. (S2401).
  • the encoder / decoder has one sample adjacent to the top-left of the current block when the size of the current block is N ⁇ M, and to the left of the current block.
  • N adjacent samples, N samples adjacent to the bottom-left of the current block, N samples adjacent to the top of the current block, and top-right of the current block M samples adjacent to may constitute a reference sample to be used for prediction of the current block.
  • the encoder / decoder substitutes the samples that are not available with the available samples to predict it. You can configure the reference samples to use.
  • the encoder / decoder may pad the reference sample and then filter the reference sample by the method described with reference to FIG. 5.
  • the encoder / decoder derives an intra prediction mode of the current block (S2402).
  • the encoder / decoder may derive the intra prediction mode of the current block by the method described above with reference to FIG. 5.
  • the encoder / decoder may adaptively determine a plurality of intra prediction modes that may be applied to the current block based on the width and height information of the current block.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived from the determined plurality of intra prediction modes. That is, the intra prediction mode of the current block may be determined as one intra prediction mode among the determined plurality of intra prediction modes.
  • the encoder / decoder may differentially distribute the prediction direction of the intra prediction mode candidate according to the ratio of the width and height of the current block.
  • the plurality of intra prediction modes that may be applied to the current block may be determined as intra prediction modes in which the prediction direction is differentially distributed according to the ratio of the width and the height of the current block.
  • the encoder / decoder predicts a 135 ° angle between a 45 ° prediction direction and a 135 ° prediction direction when the width of the current block is larger than the width and height of the current block. It is possible to distribute a larger number of prediction directions than between directions and prediction directions of 225 degrees.
  • the encoder / decoder is the larger of the width and height of the current block, the encoder / decoder has a 45 ° angle and 135 ° angle between the 135 ° angle and the 225 ° angle. It is possible to distribute a larger number of prediction directions than between prediction directions of.
  • the encoder / decoder removes a certain number of prediction directions among the prediction directions of the intra prediction mode according to a ratio of the width and height of the current block among the prediction directions of the intra prediction mode. Accordingly, the bit representing the intra prediction mode may be reduced in the encoding / decoding process.
  • the encoder / decoder predicts by subsampling the prediction direction of a specific angular range of the prediction directions of the intra prediction mode candidates according to the ratio of the width and height of the current block. By removing the direction, the intra prediction mode can be redistributed.
  • the encoder / decoder may arrange the removed prediction direction in a direction that cannot be represented by the existing prediction direction.
  • the plurality of prediction directions are removed from the prediction directions of the intra prediction mode candidates according to the ratio of the width and the height of the current block, and the vertical mode or the number of the removed prediction directions is determined.
  • the prediction direction may be added to a specific angular range including a horizontal mode.
  • the plurality of prediction directions are removed from the prediction directions of the intra prediction mode candidates according to the ratio of the width and the height of the current block, and the vertical mode or the horizontal direction is equal to the number of the removed prediction directions.
  • a prediction direction may be added between the plurality of prediction directions adjacent to the horizontal mode.
  • the encoder / decoder generates a prediction sample of the current block by using the reference sample based on the intra prediction mode of the current block (S2403).
  • the encoder / decoder may adaptively determine the division of the transform unit in consideration of the directionality of the intra prediction mode.
  • the encoder / decoder may determine whether to divide the current block into a plurality of square subblocks according to a ratio of the width and the height of the current block.
  • the sub block may correspond to a transform unit to which the residual signal of the current block is transformed. If the current block is not divided into a plurality of square subblocks, the encoder / decoder may generate prediction samples of the current block in units of the current block, and the current block may be divided into a plurality of square subblocks. When split, the encoder / decoder may generate prediction samples of the current block in units of the sub blocks.
  • the encoder / decoder divides the current block into a plurality of square subblocks.
  • the sub block may correspond to a transform unit to which the residual signal of the current block is transformed.
  • the prediction sample of the current block may be generated in the sub-block units using the reference sample based on the intra prediction mode of the current block.
  • the encoder / decoder divides the current block into a plurality of square subblocks.
  • the sub block may correspond to a transform unit to which the residual signal of the current block is transformed.
  • the prediction sample of the current block may be generated in the sub-block units using the reference sample based on the intra prediction mode of the current block.
  • the encoder / decoder may divide the current block into a plurality of square subblocks.
  • the sub block may correspond to a transform unit to which the residual signal of the current block is transformed.
  • the prediction sample of the current block may be generated in the sub-block units using the reference sample based on the intra prediction mode of the current block.
  • 25 is a diagram illustrating an intra prediction unit according to an embodiment of the present invention.
  • the intra prediction unit is illustrated as one block for convenience of description, but the intra prediction unit may be implemented in a configuration included in the encoder and / or the decoder.
  • the intra predictor implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 5 to 24.
  • the intra predictor may include a reference sample configurer 2501, a prediction mode derivator 2502, and a predictive sample generator 2503.
  • the reference sample configuration unit 2501 may use a reference sample to predict the current block based on the width and height information of the current block. ).
  • the reference sample constructing unit 2501 includes one sample adjacent to a top-left side of the current block and a left side of the current block.
  • M samples adjacent to (left), N samples adjacent to the bottom-left of the current block, N samples adjacent to the top of the current block, and the right upper side of the current block ( M samples adjacent to the top-right) may constitute a reference sample to be used for prediction of the current block.
  • the reference sample construct 2501 substitutes samples that are not available with the available samples. ) Can construct reference samples for prediction.
  • the reference sample configuration unit 2501 may pad the reference sample and then filter the reference sample by the method described with reference to FIG. 5.
  • a prediction mode derivation unit 2502 derives an intra prediction mode of the current block.
  • the prediction mode distribution unit 2502 may differentially distribute the prediction direction of the intra prediction mode candidate according to the ratio of the width and height of the current block.
  • the prediction mode derivation unit 2502 may derive the intra prediction mode of the current block by the method described with reference to FIG. 5.
  • the prediction mode derivation unit 2502 may adaptively determine a plurality of intra prediction modes that may be applied to the current block based on the width and height information of the current block.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived from the determined plurality of intra prediction modes. That is, the intra prediction mode of the current block may be determined as one intra prediction mode among the determined plurality of intra prediction modes.
  • the prediction mode derivation unit 2502 is 135 between the 45-degree prediction direction and the 135-degree prediction direction. It is possible to distribute a larger number of prediction directions than between the prediction angle at degrees ° and the prediction direction at 225 degrees.
  • the prediction mode derivation unit 2502 predicts a 45 ° angle between the 135 ° angle and the 225 ° angle.
  • a larger number of prediction directions may be distributed than between and 135 ° angle prediction directions.
  • the prediction mode derivation unit 2502 may determine a predetermined number of prediction directions of the intra prediction mode according to a ratio of the width and height of the current block among the prediction directions of the intra prediction mode. By removing the prediction direction, the bit representing the intra prediction mode may be reduced in the encoding / decoding process.
  • the prediction mode derivation unit 2502 predicts the prediction direction subsampling of a specific angle range among the prediction directions of the intra prediction mode candidates according to the ratio of the width and height of the current block.
  • the intra prediction mode may be redistributed by sampling to remove the prediction direction.
  • the prediction mode derivation unit 2502 may arrange the removed prediction direction in a direction that cannot be represented by the existing prediction direction.
  • the prediction mode derivation unit 2502 removes a plurality of prediction directions among the prediction directions of the intra prediction mode candidates according to the ratio of the width and the height of the current block, and removes the prediction directions as many as the number of the removed prediction directions.
  • the prediction direction may be added to a specific angular range including a vertical mode or a horizontal mode.
  • the prediction mode derivation unit 2502 removes a plurality of prediction directions among the prediction directions of the intra prediction mode candidates according to the ratio of the width and height of the current block, and vertically by the number of the removed prediction directions.
  • the prediction direction may be added between a plurality of prediction directions adjacent to the vertical mode or the horizontal mode.
  • the prediction sample generator 250 generates a prediction sample of the current block by using the reference sample based on the intra prediction mode of the current block.
  • the encoder / decoder may adaptively determine the division of the transform unit in consideration of the directionality of the intra prediction mode.
  • 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.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

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, 현재 블록이 비정방형 블록(non-square block)인 경우, 상기 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height) 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 예측에 사용할 참조 샘플(reference sample)을 구성하는 단계; 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계: 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 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.
본 발명의 목적은 화면 내 예측(또는 인트라 예측)을 수행하여 비정방형의 블록 단위로 예측 블록을 생성하는 경우, 블록 형태의 특성을 고려하여 효율적으로 예측을 수행하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 비정방형의 블록의 형태를 고려하여 화면 내 예측에 사용될 참조 샘플을 구성하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 비정방형의 블록의 형태를 고려하여 화면 내 예측 모드의 예측 방향을 적응적으로 분배하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 비정방형의 블록의 형태를 고려하여 변환이 이루어지는 기본 단위인 변환 유닛(transform unit)을 적응적으로 분할하는 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, 현재 블록이 비정방형 블록(non-square block)인 경우, 상기 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height) 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 예측에 사용할 참조 샘플(reference sample)을 구성하는 단계; 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계: 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서, 현재 블록이 비정방형 블록(non-square block)인 경우, 상기 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height) 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 예측에 사용할 참조 샘플(reference sample)을 구성하는 참조 샘플 구성부; 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 예측 모드 도출부: 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 예측 샘플 생성부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계는, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들을 상기 현재 블록의 너비 및 높이 정보에 기초하여 적응적으로 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드는 상기 결정된 복수 개의 인트라 예측 모드들 중에서 도출수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록의 너비가 N이고 높이가 M일 때, 상기 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌상측(top-left)에 인접한 1개의 샘플, 상기 현재 블록의 좌측(left)에 인접한 M개의 샘플들, 상기 현재 블록의 좌하측(bottom-left)에 인접한 N개의 샘플들, 상기 현재 블록의 상단(top)에 인접한 N개의 샘플들 및 상기 현재 블록의 우상측(top-right)에 인접한 M개의 샘플들로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 예측 방향이 차등 분배된 인트라 예측 모드들로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중에서 너비가 더 큰 경우, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은, 45°각도의 예측 방향과 135°각도의 예측 방향 사이에, 135°각도의 예측 방향과 225°각도의 예측 방향 사이보다 더 많은 수의 예측 방향이 분배된 인트라 예측 모드들로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중에서 높이가 더 큰 경우, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은, 135°각도의 예측 방향과 225°각도의 예측 방향 사이에, 45°각도의 예측 방향과 135°각도의 예측 방향 사이보다 더 많은 수의 예측 방향이 분배된 인트라 예측 모드들로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 특정 개수의 예측 방향이 제거된 인트라 예측 모드들로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 특정 각도 범위의 예측 방향을 서브 샘플링(sub sampling)함으로써 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 복수 개의 예측 방향이 제거되고, 상기 제거된 예측 방향의 개수만큼 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)를 포함하는 특정 각도 범위에 예측 방향이 추가된 인트라 예측 모드들로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 복수 개의 예측 방향이 제거되고, 상기 제거된 예측 방향의 개수만큼 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)에 인접한 복수 개의 예측 방향들 사이에 예측 방향이 추가된 인트라 예측 모드들로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 현재 블록이 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할되지 않는 경우, 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록 단위로 생성되고, 상기 현재 블록이 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할되는 경우, 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 서브 블록 단위로 생성되고, 상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치할 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중에서 너비가 더 크고 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 각도가 180°보다 큰 경우, 상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할하는 단계를 더 포함하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 서브 블록 단위로 생성되고, 상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치할 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중에서 높이가 더 크고 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 각도가 90°보다 작은 경우, 상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할하는 단계를 더 포함하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 서브 블록 단위로 생성되고, 상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치할 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할하는 단계를 더 포함하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 서브 블록 단위로 생성되고, 상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 비정방형 블록의 형태를 반영하여 예측에 사용될 참조 샘플을 구성함으로써, 비정방형 블록에서 화면 내 예측을 효율적으로 적용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 예측 에러가 더 적은 방향 쪽에 더 많은 예측 방향을 배치함으로써, 예측 성능을 높이고 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 예측 에러가 더 높은 방향을 제거하고, 제거된 개수만큼 기존의 방법에 의해 표현할 수 없는 상세 방향성을 배치함으로써, 예측의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 비정방향의 블록에서 변환 유닛을 분할함으로써, 참조 샘플과의 거리를 줄일 수 있고, 이를 통해 예측 에러를 효과적으로 줄이고, 예측의 정확도를 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 발명에 적용될 수 있는 블록의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 참조 샘플을 구성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 참조 샘플을 구성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 16 및 도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 24은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 25은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부를 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.
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.
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.
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.
처리 단위 분할 구조
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 크ㄴㅇ기의 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.
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인트라 예측에서는 도출되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 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 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 인접한 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 인접한 예측 블록 내 샘플)과 상측(top) 경계 샘플(즉, 상측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)을 필터링할 수 있다.
또한, S504 단계에서 인트라 방향성 예측 모드들 중 수직 방향 모드(vertical mode) 및 수평 방향 모드(horizontal mode)에 대해서도 INTRA_DC 모드와 유사하게 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플에 필터링을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 현재 처리 블록이 수직 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 인접할 수 있다. 즉, 예측에 사용되는 참조 샘플과의 거리보다 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과의 거리가 훨씬 가까울 수 있다.
따라서, 디코더는 인트라 예측 방향이 수직 방향인지 수평 방향인지에 따라 적응적으로 좌측 경계 샘플들 또는 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다. 즉, 인트라 예측 방향이 수직 방향인 경우, 좌측 경계 샘플들에 필터링을 적용하고, 인트라 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다.
쿼드 트리와 이진 트리( QTBT : Quadtree plus binarytree )
QTBT는 쿼드 트리(quadtree) 방식으로 블록을 분할한 후, 바이너리 트리(binarytree) 방식으로 추가적인 분할을 수행하는 블록 구조를 말한다.
구체적으로, QTBT 블록 분할 구조에서는 기존의 방법과 같이 쿼드 트리(quadtree) 형태로 블록 분할이 수행된 후, 분할 플래그(split flag) 정보의 시그널링을 통해 추가적으로 바이너리 트리(binarytree) 형태로 분할이 수행된다.
도 7은 본 발명에 적용될 수 있는 블록의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, QTBT 구조의 블록 분할 구조를 예시한다. 실선으로 구분된 블록은 쿼드 트리 구조 즉, 쿼드 트리 형태로 분할된 블록을 나타낸다. 여기서, 쿼드 트리 구조는 앞서 도 3에서 설명한 방법과 같은 방법으로 분할될 수 있다.
그리고, 점선으로 구분된 블록은 바이너리 트리 구조 즉, 바이너리 트리 형태로 분할된 블록을 나타낸다. 쿼드 트리 형태로 분할된 블록 구조에 기초하여 바이너리 트리 구조로 추가적인 분할이 수행될 수 있다.
구체적으로, 쿼드 트리 블록 분할이 수행한 후, 인코더는 분할 플래그와 수평 방향 분할 또는 수직 방향 분할을 지시하는 플래그를 시그널링 함으로써, 바이너리 트리 구조로 블록을 분할할 수 있다.
QTBT 블록 구조에 의하여 영상의 특성에 따라 정사각형(즉, 정방형) 형태의 블록 이외에 직사각형(즉, 비정방형) 형태의 블록이 존재할 수 있다. 그리고, 최종적으로 분할된 블록을 기준으로 예측뿐만 아니라 변환까지 수행될 수 있다.
즉, 기존의 HEVC에서 화면 내 예측은 정방형의 블록에서 PU 단위의 예측과 TU 단위의 변환 및 양자화 등을 수행하지만, QTBT 블록 구조에서의 화면 내 예측은 정사각형뿐만 아니라 직사각형의 블록에서도 화면 내 예측을 수행할 수 있고, 기존의 PU 또는 TU의 계층 구조 없이 분할된 블록을 기반으로 예측, 변환 및 양자화 등을 수행할 수 있다.
화면 내 예측 모드 기반 영상 처리 방법
앞서 설명한 바와 같이, QTBT 블록 구조를 기반으로 화면 내 예측(또는 인트라 예측)이 수행되는 경우, 기존의 HEVC에서와 다르게 정방형의 블록(square block)뿐만 아니라 비정방형의 블록(non square block)에서도 화면 내 예측이 수행될 수 있다.
본 발명에서는 화면 내 예측을 통해 비정방형의 블록 단위로 예측 블록을 생성하는 경우, 블록 형태의 특성을 고려하여 효율적으로 예측을 수행하는 방법을 제안한다.
실시예 1
앞서 도 5에서 설명한 바와 같이, 인코더/디코더는 화면 내 예측을 수행하기 위하여 현재 블록에 이웃하는 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
정방형의 블록에서 화면 내 예측을 수행하는 경우, 기존의 HEVC에서와 같이 N×N 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2×N 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2×N 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 예측에 사용할 참조 샘플들로 구성할 수 있다.
그리고, 현재 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않은 경우, 인코더/디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
반면, 전술한 바와 같이, 정방형의 블록뿐만 아니라 비정방형의 블록에서도 화면 내 예측이 수행될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 비정방형의 블록의 형태를 고려하여 화면 내 예측에 사용될 참조 샘플을 구성(또는 패딩)하는 방법을 제안한다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 참조 샘플을 구성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 8(a)를 참조하면, 화면 내 예측 모드의 예측 방향은 45°부터 225°의 각도를 가질 수 있다. 다만, 이는 기존의 화면 내 예측 모드(앞서 도 6 참조)를 기준으로 본 발명을 설명하기 위한 하나의 예시에 불과하며, 본 발명이 적용될 수 있는 화면 내 예측 모드가 이에 한정되는 것은 아니다.
비정방형 블록의 화면 내 예측 방법에서 기존의 정방형 블록에 적용되는 화면 내 예측 모드의 방향성을 동일하게 적용하기 위해서, 현재 블록의 가로 길이(즉, 너비)와 세로 길이(즉, 높이)를 고려하여 참조 샘플을 구성(또는 준비)할 수 있다.
즉, 인코더/디코더는 45°부터 225°의 각도를 가지는 화면 내 예측 모드의 예측 방향과 현재 블록의 너비와 높이를 고려하여 현재 블록의 예측에 사용될 참조 샘플을 구성할 수 있다.
도 8(b)를 참조하면, 비정방형 블록인 현재 블록의 너비(weight)가 W이고 높이(height)가 H인 경우를 가정한다.
예를 들어, 현재 블록에서 화면 내 예측을 수행하는 경우, 현재 블록의 좌상측(top-left)에 인접한 1개의 샘플, 현재 블록의 좌측(left)에 인접한 H개의 샘플들, 현재 블록의 좌하측(bottom-left)에 인접한 W개의 샘플들, 현재 블록의 상단(top)에 인접한 W개의 샘플들 및 현재 블록의 우상측(top-right)에 인접한 H개의 샘플들을 예측에 사용할 참조 샘플들로 구성할 수 있다.
그리고, 현재 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않은 경우, 인코더/디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
또한, 인코더/디코더는 참조 샘플을 패딩한 후, 앞서 도 5에서 설명한 방법으로 참조 샘플의 필터링을 수행할 수도 있다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 참조 샘플을 구성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 비정방형 블록에서 화면 내 예측이 수행되는 경우, 화면 내 예측시 요구되는 최대 참조 샘플 영역을 확인할 수 있다.
구체적으로, 도 9(a)를 참조하면, 화면 내 예측 모드의 예측 방향이 45° 각도인 경우를 가정한다. 현재 블록(901)의 너비(weight)가 W이고 높이(height)가 H 일 때, 현재 블록(901)의 상단(top)에 인접한 W개의 샘플들 및 현재 블록(901)의 우상측(top-right)에 인접한 H개의 샘플들을 이용하여 현재 블록(901)의 예측 샘플을 생성할 수 있다.
도 9(b)를 참조하면, 화면 내 예측 모드의 예측 방향이 225° 각도인 경우를 가정한다. 현재 블록(902)의 너비(weight)가 W이고 높이(height)가 H 일 때, 현재 블록(902)의 좌측(left)에 인접한 H개의 샘플들, 현재 블록(902)의 좌하측(bottom-left)에 인접한 W개의 샘플들을 이용하여 현재 블록(902)의 예측 샘플을 생성할 수 있다.
실시예 2
화면 내 예측은 화면 내 예측 모드의 방향성에 따라 참조 샘플의 샘플 값을 복사하기 때문에, 예측 샘플과 참조 샘플간의 거리가 멀어지면, 그렇지 않은 샘플에 비해 예측의 정확도가 떨어질 수 있다. 또한, 예측 샘플과 참조 샘플간의 거리가 증가함에 따라 예측 에러는 증가할 수 있고, 이로 인해 잔차 신호가 증가하여 압축 성능이 저하될 수 있다.
비정방형 블록에서 화면 내 예측 모드의 예측 방향에 따라 발생하는 문제점을 설명한다.
앞서 도 9(a)를 다시 참조하면, 동일한 예측 방향(즉, 45° 각도)에서 현재 블록(901)(또는 현재 블록(901)의 예측 블록) 내 예측 샘플의 위치에 따라 참조 샘플과의 거리가 서로 다르다.
구체적으로, 현재 블록(901)의 우상단 샘플은 참조 샘플과의 거리가 가까운 반면, 현재 블록(901)의 우하단 샘플은 참조 샘플과의 거리가 상대적으로 매우 멀다. 즉, 도 9(a)에 도시된 각각의 화살표의 시작점에 위치한 참조 샘플을 이용하여 예측을 수행하기 때문에, 현재 블록(901) 내 각각의 예측 샘플은 그 위치에 따라 예측의 정확도가 서로 다를 수 있다.
또한, 현재 블록(901)의 각 예측 샘플은 참조 샘플과의 거리가 멀어질수록 예측 에러가 발생하여 전이된 상태의 샘플을 이용하여 생성되기 때문에, 참조 샘플과의 거리가 멀어질수록 예측의 정확도가 떨어질 수 있다.
반면에, 앞서 도 9(b)를 다시 참조하면, 135°각도의 예측 방향(즉, HEVC를 예로 들면, 18번 예측 모드)을 기준으로 45°각도와 서로 대칭인 225°각도의 예측 방향에서 예측이 수행되는 경우에는, 현재 블록(902) 내 각 예측 샘플은 참조 샘플과의 거리에 따른 동일한 예측 에러를 가지고 있는 것을 확인할 수 있다.
다시 말해, 도 9(a)에서의 45°각도의 예측 방향과는 달리, 현재 블록(902)에서 수직 방향 좌표가 동일한 예측 샘플은 각각 참조 샘플과의 거리가 일정하기 때문에, 참조 샘플과의 거리에 따른 동일한 예측 에러를 가질 수 있다.
또한, 예측 샘플과 참조 샘플간의 거리가 45°각도의 예측 방향의 경우와 비교하여 더 가깝기 때문에, 예측 에러 역시 상대적으로 적게 발생할 수 있다.
즉, 동일한 형태를 가지는 비정방형의 블록에서 화면 내 예측이 수행되는 경우, 화면 내 예측 모드의 방향성에 따라 서로 다른 예측 에러를 가질 수 있다. 이로 인하여, 화면 내 예측 모드의 예측 방향이 서로 다른 예측 성능을 가질 수 있기 때문에, 예측 에러가 더 적은 예측 방향이 화면 내 예측 모드로 선택될 확률이 더 높을 수 있다.
이에 따라, 본 실시예에서는 비정방형 블록을 고려하여 화면 내 예측 모드의 예측 방향을 적응적으로 재분배(또는 분배, 결정)하는 방법을 제안한다.
기존의 화면 내 예측 방법이 모든 예측 방향을 균일하게(즉, 동일한 밀집도를 갖도록) 배치하는 반면, 본 실시예에서 제안하는 방법은 예측 에러가 더 적은 방향 쪽에 더 많은 예측 방향을 배치함으로써 예측 성능을 극대화할 수 있다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 도 10(a)는 기존의 방법에 의한 화면 내 예측 모드의 분배 방법을, 도 10(b)는 본 발실시예에서 제안하는 방법에 의한 화면 내 예측 모드의 분배 방법을 예로 들어 설명한다.
도 10(a)를 참조하면, 기존의 방법에 따르면 135°각도의 예측 방향을 기준으로 대칭되는 방향에 대하여 균일한 예측 방향을 화면 내 예측 모드로 사용한다.
반면, 도 10(b)를 참조하면, 본 실시예에서 제안하는 방법에 따르면 135°각도의 예측 방향을 기준으로 대칭되는 방향 중에서 현재 블록의 너비와 높이 중에서 길이가 더 긴 방향 쪽에 더 많은 예측 방향을 사용할 수 있다.
다시 말해, 현재 블록의 너비(width)와 높이(height) 중에서 너비가 더 큰 경우, 45°각도의 예측 방향과 135°각도의 예측 방향 사이에 135°각도의 예측 방향과 225°각도의 예측 방향 사이보다 더 많은 수의 예측 방향을 분배하고, 현재 블록의 너비와 높이 중에서 높이가 더 큰 경우, 135°각도의 예측 방향과 225°각도의 예측 방향 사이에 45°각도의 예측 방향과 135°각도의 예측 방향 사이보다 더 많은 수의 예측 방향을 분배할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 QTBT의 블록 구조와 같이 너비(가로)와 높이(세로)의 비율이 다양한 블록 구조에서 너비와 높이의 비율에 따라 화면 내 예측 모드의 예측 방향(즉, 방향성)을 차등 분배하는 방법을 제안한다.
이하, 본 실시예에서는 기존의 화면 내 예측 모드를 그대로 사용(또는 적용)하는 경우를 기준으로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 기존의 화면 내 예측 모드를 그대로 사용하지 않는 경우에도 본 실시예에서 제안하는 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.
이하, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 다양한 여러 방법을 예로 들어 설명한다.
전술한 바와 같이, 비정방형 블록에서 화면 내 예측이 수행되는 경우, 화면 내 예측 모드의 예측 방향에 따라 현재 블록 내 예측 샘플과 참조 샘플과의 거리가 달라질 수 있다. 그리고, 참조 샘플과의 거리가 멀어질수록 예측 에러가 높아질 수 있고, 예측의 정확도가 떨어질 수 있다.
따라서, 인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중 특정 개수의 예측 방향을 제거함으로써, 부호화/복호화 하는 과정에서 화면 내 예측 모드를 표현하는 비트를 줄일 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 11(a)를 참조하면, 현재 블록의 너비(또는 가로)와 높이(또는 세로)의 비율이 2:1인 경우를 가정한다.
이 경우, 전술한 바와 같이, 225°각도의 예측 방향이 45°각도의 예측 방향보다 참조 샘플과의 거리에 따른 예측 에러가 더 높을 수 있다. 따라서, 인코더/디코더는 225°각도의 예측 방향과 이에 인접한 2개의 예측 방향, 총 3개의 예측 방향(1101)을 기존의 화면 내 예측 모드에서 제거함으로써 화면 내 예측 모드를 재분배할 수 있다.
도 11(b)를 참조하면, 현재 블록의 너비(또는 가로)와 높이(또는 세로)의 비율이 1:2인 경우를 가정한다.
이 경우, 전술한 바와 같이, 45°각도의 예측 방향이 225°각도의 예측 방향보다 참조 샘플과의 거리에 따른 예측 에러가 더 높은 확률로 발생할 수 있다. 따라서, 인코더/디코더는 45°각도의 예측 방향과 이에 인접한 2개의 예측 방향, 총 3개의 예측 방향(1102)을 기존의 화면 내 예측 모드에서 제거함으로써 화면 내 예측 모드를 재분배할 수 있다.
이때, 설명의 편의를 위해, 제거되는 화면 내 예측 모드의 개수가 3개인 경우를 가정하여 설명하나, 이는 하나의 예시로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 12(a)를 참조하면, 현재 블록의 너비(또는 가로)와 높이(또는 세로)의 비율이 2:1인 경우를 가정한다.
이 경우, 전술한 바와 같이, 225°각도의 예측 방향이 45°각도의 예측 방향보다 참조 샘플과의 거리에 따른 예측 에러가 더 높은 확률로 발생할 수 있다. 따라서, 인코더/디코더는 225°각도의 예측 방향을 기준으로 예측 방향을 서브 샘플링 또는 다운 샘플링하여 차례로 3개의 예측 방향을 기존의 화면 내 예측 모드에서 제거함으로써 화면 내 예측 모드를 재분배할 수 있다.
다시 말해, 225°각도의 예측 방향을 기준으로 2개의 예측 방향 마다 각도가 더 작은 1개의 예측 방향씩, 총 3개의 예측 방향을 제거함으로써 화면 내 예측 모드를 재분배할 수 있다.
도 12(b)를 참조하면, 현재 블록의 너비(또는 가로)와 높이(또는 세로)의 비율이 1:2인 경우를 가정한다.
이 경우, 전술한 바와 같이, 45°각도의 예측 방향이 225°각도의 예측 방향보다 참조 샘플과의 거리에 따른 예측 에러가 더 높은 확률로 발생할 수 있다. 따라서, 인코더/디코더는 45°각도의 예측 방향을 기준으로 예측 방향을 서브 샘플링 또는 다운 샘플링하여 차례로 3개의 예측 방향을 기존의 화면 내 예측 모드에서 제거함으로써 화면 내 예측 모드를 재분배할 수 있다.
다시 말해, 인코더/디코더는 45°각도의 예측 방향을 기준으로 2개의 예측 방향 마다 각도가 더 큰 1개의 예측 방향씩, 총 3개의 예측 방향을 제거함으로써 화면 내 예측 모드를 재분배할 수 있다.
이때, 설명의 편의를 위해, 제거되는 화면 내 예측 모드의 개수가 3개인 경우를 가정하여 설명하나, 이는 하나의 예시로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 서브 샘플링 또는 다운 샘플링의 비율이 1/2인 경우를 가정하여 설명하나, 이는 하나의 예시로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 비율은 예측 방향이 제거되는 특정 각도 범위 내에서 서브 샘플링 또는 다운 샘플링을 적용하기 전 예측 방향의 분포 정도(또는 밀집도)와 서브 샘플링 또는 다운 샘플링을 적용한 후 예측 방향의 분포 정도(또는 밀집도)의 비율을 의미한다.
앞서 도 11 및 도 12에서 설명한 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중 특정 개수의 예측 방향을 제거하는 방법을 통해 예측 방향을 표현하는 비트를 줄이기 위해서는 HEVC에서 33가지 방향성을 기준으로 총 16개를 제거하여야 한다. 이처럼 16개의 방향성 제거는 부호화 효율을 떨어뜨릴 수 있기 때문에, 앞서 도 11 또는 도 12에서 설명한 방법에 의해 제거된 예측 방향을 기존의 예측 방향으로 표현할 수 없는 방향성으로 배치할 수 있다.
즉, 제거된 방향성 개수만큼 특정 각도 범위의 예측 방향을 세분화하여 표현함으로써, 화면 내 예측 모드의 부호화에 사용되는 비트를 유지하면서 기존에 표현할 수 없는 상세 방향성을 나타낼 수 있고, 이로 인해 예측 성능을 향상시킬 수 있다.
도 13 내지 도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
이하, 도 13 내지 도 15에서 설명의 편의를 위해, 서브 샘플링 또는 다운 샘플링의 비율이 1/2인 경우를 가정하나, 이는 하나의 예시로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 서브 샘플링 또는 다운 샘플링의 비율은 어떤 비율로도 수행될 수 있다.
또한, 도 13 내지 도 15에서 설명의 편의를 위해, 앞서 도 12에서 설명한 방법에 의해 2개의 예측 모드를 제거하는 경우를 가정하나, 이는 하나의 예시로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 앞서 도 11에서 설명한 방법에 의해 예측 모드가 제거될 수도 있고, 2개 이하 또는 2개 이상의 예측 모드가 제거될 수도 있다.
도 13(a)를 참조하면, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 2:1이고 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중에서 2개의 예측 방향이 제거된 경우, 인코더/디코더는 2개의 예측 방향 중 1개의 예측 방향(1301)을 수직 방향 모드(vertical mode)의 좌측에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치하고, 나머지 1개의 예측 방향(1302)을 수직 방향 모드(vertical mode)의 우측에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치할 수 있다.
예측 에러의 발생 확률이 상대적으로 높은 예측 방향을 제거하고, 기존의 화면 내 예측 모드의 예측 방향에서 표현할 수 없는 예측 방향을 추가함으로써 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
마찬가지로, 도 13(b)를 참조하면, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 1:2이고 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중에서 2개의 예측 방향이 제거된 경우, 인코더/디코더는 2개의 예측 방향 중 1개의 예측 방향(1303)을 수평 방향 모드(horizontal mode)의 상단에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치하고, 나머지 1개의 예측 방향(1304)을 수평 방향 모드(horizontal mode)의 하단에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치할 수 있다.
도 13에서 도시하고 있지 않으나, 인코더/디코더는 수평 방향 모드 또는 수직 방향 모드의 예측 방향과 각각의 예측 방향에 가장 인접한 예측 방향 사이에 제거된 2개의 예측 방향을 배치함으로써 예측 모드를 분배할 수도 있다.
도 14(a)를 참조하면, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 2:1이고 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중에서 2개의 예측 방향이 제거된 경우, 인코더/디코더는 2개의 예측 방향 중 1개의 예측 방향(1401)을 수평 방향 모드(horizontal mode)의 상단에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치하고, 나머지 1개의 예측 방향(1402)을 수평 방향 모드(horizontal mode)의 하단에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치할 수 있다.
전술한 바와 같이, 예측 에러의 발생 확률이 상대적으로 높은 예측 방향을 제거하고, 기존의 화면 내 예측 모드의 예측 방향에서 표현할 수 없는 예측 방향을 추가함으로써 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
마찬가지로, 도 14(b)를 참조하면, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 1:2이고 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중에서 2개의 예측 방향이 제거된 경우, 인코더/디코더는 2개의 예측 방향 중 1개의 예측 방향(1403)을 수직 방향 모드(vertical mode)의 좌측에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치하고, 나머지 1개의 예측 방향(1404)을 수직 방향 모드(vertical mode)의 우측에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치할 수 있다.
도 14에서 도시하고 있지 않으나, 수평 방향 모드 또는 수직 방향 모드의 예측 방향과 각각의 예측 방향에 가장 인접한 예측 방향 사이에 제거된 2개의 예측 방향을 배치함으로써 예측 모드를 분배할 수도 있다.
도 15(a)를 참조하면, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 2:1이고 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중에서 2개의 예측 방향이 제거된 경우, 인코더/디코더는 2개의 예측 방향(1501)을 45°각도 이하의 예측 방향에 배치할 수 있다.
예측 에러의 발생 확률이 상대적으로 높은 예측 방향을 제거하고, 기존의 화면 내 예측 모드의 예측 방향에서 표현할 수 없는 예측 방향을 추가함으로써 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
이와 같이 45°각도 이하의 예측 방향을 사용하는 경우, 예측에 사용될 수 있는 참조 샘플의 범위가 달라질 수 있다. 즉, 비정방형 블록인 현재 블록의 너비(weight)가 W이고 높이(height)가 일 때, 예측 방향의 각도에 따라, 현재 블록의 우상단에 인접한 샘플로서 H개의 샘플(앞서 도 8(b) 참조)보다 더 많은 수의 샘플을 사용하여 참조 샘플을 구성(또는 패딩)할 수 있다.
마찬가지로, 도 15(b)를 참조하면, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 1:2이고 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중에서 2개의 예측 방향이 제거된 경우, 인코더/디코더는 2개의 예측 방향(1502)을 225°각도 이상의 예측 방향에 배치할 수 있다.
이와 같이 225°각도 이상의 예측 방향을 사용하는 경우, 예측에 사용될 수 있는 참조 샘플의 범위가 달라질 수 있다. 즉, 비정방형 블록인 현재 블록의 너비(weight)가 W이고 높이(height)가 일 때, 예측 방향의 각도에 따라, 현재 블록의 좌하단에 인접한 샘플로서 W개의 샘플(앞서 도 8(b) 참조)보다 더 많은 수의 샘플을 사용하여 참조 샘플을 구성(또는 패딩)할 수 있다.
이상에서 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 2:1 또는 1:2인 경우를 가정하여 화면 내 예측 모드를 적응적으로 분배하는 방법을 설명하였다. 본 명세서에서 제안하는 발명은 앞서 설명한 비율 이외의 경우에도 동일하게 적용될 수 있으며, 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 16 및 도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 적응적으로 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 16 및 도 17에서는 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 N:M 또는 M:N인 경우를 가정한다(여기서, N>M). 전술한 바와 같이, QTBT의 블록 구조에서는 너비와 높이의 비율이 다양한 블록이 결정될 수 있기 때문에, 이와 같은 블록 구조에서 결정될 수 있는 모든 형태의 비정방형 블록에 본 실시예에서 제안하는 방법이 적용될 수 있다.
이하, 도 16 및 도 17에서 설명의 편의를 위해, 서브 샘플링 또는 다운 샘플링의 비율이 1/2인 경우를 가정하나, 이는 하나의 예시로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 서브 샘플링 또는 다운 샘플링의 비율은 어떤 비율로도 수행될 수 있다.
또한, 도 16 및 도 17에서 설명의 편의를 위해, 앞서 도 12에서 설명한 방법에 의해 2개의 예측 모드를 제거하는 경우를 가정하나, 이는 하나의 예시로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 앞서 도 11에서 설명한 방법에 의해 예측 모드가 제거될 수도 있고, 2개 이하 또는 2개 이상의 예측 모드가 제거될 수도 있다.
도 16(a)를 참조하면, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 N:M 이고 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중에서 2개의 예측 방향이 제거된 경우, 인코더/디코더는 2개의 예측 방향 중 1개의 예측 방향(1601)을 수직 방향 모드(vertical mode)의 좌측에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치하고, 나머지 1개의 예측 방향(1602)을 수직 방향 모드(vertical mode)의 우측에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치할 수 있다.
예측 에러의 발생 확률이 상대적으로 높은 예측 방향을 제거하고, 기존의 화면 내 예측 모드의 예측 방향에서 표현할 수 없는 예측 방향을 추가함으로써 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
마찬가지로, 도 16(b)를 참조하면, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 M:N이고 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중에서 2개의 예측 방향이 제거된 경우, 인코더/디코더는 2개의 예측 방향 중 1개의 예측 방향(1603)을 수평 방향 모드(horizontal mode)의 상단에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치하고, 나머지 1개의 예측 방향(1604)을 수평 방향 모드(horizontal mode)의 하단에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치할 수 있다.
도 16에서 도시하고 있지 않으나, 수평 방향 모드 또는 수직 방향 모드의 예측 방향과 각각의 예측 방향에 가장 인접한 예측 방향 사이에 제거된 2개의 예측 방향을 배치함으로써 예측 모드를 분배할 수도 있다.
도 17(a)를 참조하면, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 N:M이고 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중에서 2개의 예측 방향이 제거된 경우, 인코더/디코더는 2개의 예측 방향 중 1개의 예측 방향(1701)을 수평 방향 모드(horizontal mode)의 상단에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치하고, 나머지 1개의 예측 방향(1702)을 수평 방향 모드(horizontal mode)의 하단에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치할 수 있다.
전술한 바와 같이, 예측 에러의 발생 확률이 상대적으로 높은 예측 방향을 제거하고, 기존의 화면 내 예측 모드의 예측 방향에서 표현할 수 없는 예측 방향을 추가함으로써 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
마찬가지로, 도 17(b)를 참조하면, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 M:N 이고 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중에서 2개의 예측 방향이 제거된 경우, 인코더/디코더는 2개의 예측 방향 중 1개의 예측 방향(1703)을 수직 방향 모드(vertical mode)의 좌측에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치하고, 나머지 1개의 예측 방향(1704)을 수직 방향 모드(vertical mode)의 우측에 인접한 2개의 예측 방향 사이에 배치할 수 있다.
도 17에서 도시하고 있지 않으나, 인코더/디코더는 수평 방향 모드 또는 수직 방향 모드의 예측 방향과 각각의 예측 방향에 가장 인접한 예측 방향 사이에 제거된 2개의 예측 방향을 배치함으로써 예측 모드를 분배할 수도 있다.
실시예 3
본 실시예에서는 비정방형의 블록을 고려하여 변환 유닛을 별도의 신택스(syntax)의 추가 없이, 화면 내 예측 모드의 방향성과 블록의 형태를 기반으로 분할하는 방법을 제안한다.
이하, 본 발명의 설명에 있어 설명의 편의를 위해 변환이 이루어지는 단위를 변환 유닛(TU)으로 지칭하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 잔차 신호의 변환이 이루어지는 기본 단위는 TU 이외의 다른 명칭에 의해 지칭될 수 있다.
앞서 실시예 2에서 설명한 바와 같이, 비정방형 블록에서 예측이 수행되는 경우, 화면 내 예측 모드의 예측 방향에 따라 서로 다른 예측 에러를 가질 수 있다.
이러한 문제점을 고려할 때, QTBT와 같이 TU와 PU의 구분없이 동일한 블록 구조로 예측, 변환, 양자화 등이 수행되는 부호화 구조는 부호화 효율이 떨어질 수 밖에 없다.
따라서, 본 발명에서는 비정방형의 블록에서 발생하는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 TU의 분할 방법을 제안한다. 또한, 별도의 신택스(syntax)의 추가없이, TU의 분할을 결정하여 화면 내 예측 모드를 수행함으로써 부호화 효율을 향상시키는 방법을 제안한다.
QTBT 구조에서는 CU, PU, TU의 구분이 없지만, 본 실시예에서 제안하는 방법은 비정방형 블록의 너비(또는 가로)와 높이(또는 세로)의 차이를 이용하여 TU를 분할한다.
비정방형 블록에서 화면 내 예측이 수행되는 경우, 인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 방향성을 고려하여 적응적으로 TU의 분할을 결정할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 18은 현재 블록이 비정방형의 블록 중 너비보다 높이가 더 긴 블록인 것을 가정한다.
도 18(a)를 참조하면, TU의 분할이 없는 경우 현재 블록의 중앙 우측에 위치하는 샘플(1801)은 도 18(a)에서 도시하는 화면 내 예측 모드에 따라 결정되는 제 1 참조 샘플(1802)을 참조한다. 그리고, 현재 블록의 우하단에 위치하는 샘플(1803)은 화면 내 예측 모드에 따라 결정되는 제 2 참조 샘플(1804)을 참조한다.
비정방형의 현재 블록에서 우하단에 위치하는 샘플(1803)은 제 2 참조 샘플(1804)과의 거리가 중앙 우측에 위치하는 샘플(1801)보다 멀다. 이러한 경우, 앞서 전술한 바와 같이 예측 에러가 증가하고 예측의 정확도가 떨어질 수 있다. 따라서, 인코더/디코더는 이러한 문제점을 고려하여 적응적으로 TU의 분할을 수행할 수 있다.
도 18(b)를 참조하면, 비정방형의 블록인 현재 블록이 2개의 정방형의 TU로 분할된 경우를 예시한다.
즉, 인코더/디코더는 앞서 도 18(a)의 문제점을 해결하기 위하여 화면 내 예측 모드의 방향성에 따라 현재 블록을 정방형의 TU로 분할할 수 있다.
상단 TU(1805) 내 우하단 샘플(1807)은 제 1 참조 샘플(1808)을 참조하며, 이 경우 참조 샘플(1808)과의 거리는 앞서 도 18(a)의 경우과 동일한다.
반면, 하단 TU(1806) 내 우하단 샘플(1809)은 제 2 참조 샘플(1810)을 참조하기 때문에, 참조 샘플(1810)과의 거리가 도 18(a)(즉, TU의 분할이 없는 경우) 대비 줄어든 것을 확인할 수 있다.
그리고, 화면 내 예측 모드에서 분할된 TU 단위로 실제 예측과 재구성이 수행될 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
현재 블록의 중앙 우측에 위치하는 샘플(1901)은 도 19에서 도시하는 화면 내 예측 모드에 따라 결정되는 제 1 참조 샘플(1902)을 참조한다. 그리고, 현재 블록의 우하단에 위치하는 샘플(1903)은 화면 내 예측 모드에 따라 결정되는 제 2 참조 샘플(1904)을 참조한다.
이 경우, 화면 내 예측 모드의 방향성에 따라 현재 블록 내에서 수직 방향 좌표가 동일한 예측 샘플 간에는 참조 샘플과의 거리가 동일하기 때문에, 예측 에러 역시 동일하고, 앞서 전술한 문제점이 발생되지 않는다. 따라서 이러한 경우에는 TU의 분할을 수행하지 않고 변환, 양자화 등을 수행함으로써 변환 성능의 이득을 취할 수 있다.
즉, 비정방형의 블록에서 화면 내 예측 모드의 예측 방향에 따라 적응적으로 TU의 분할을 수행함으로써, 예측 샘플과 참조 샘플과의 거리를 줄여 예측 에러를 줄이고 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
구체적으로, TU의 분할 여부를 결정하는 방법을 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
이하, 설명의 편의를 위해, 비정방형의 블록 중에서 너비가 높이보다 큰 블록을 넓은(wide) 블록, 비정방형의 블록 중에서 높이가 너비보다 큰 블록을 좁은(narrow) 블록이라 지칭한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 20(a)를 참조하면, 넓은(wide) 블록의 경우 화면 내 예측 모드의 예측 방향 각도가 180°와 225°사이인 경우를 나타낸다. 이 경우, TU의 분할을 수행함으로써 예측 샘플과 참조 샘플과의 거리를 줄일 수 있다.
즉, 인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 예측 방향 각도가 180°와 225°사이인 경우, TU의 분할을 수행한다. 이때, TU는 정방형의 블록으로 분할될 수 있다. 즉, 인코더/디코더는 현재 블록의 높이를 한 변의 길이로 하는 정방형의 블록으로 TU를 분할한다.
도 20(b)를 참조하면, 좁은(narrow) 블록의 경우 화면 내 예측 모드의 예측 방향 각도가 45°와 90°사이인 경우를 나타낸다. 이 경우, TU의 분할을 수행함으로써 예측 샘플과 참조 샘플과의 거리를 줄일 수 있다.
즉, 인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 예측 방향 각도가 45°와 90°사이인 경우, TU의 분할을 수행한다. 이때, TU는 정방형의 블록으로 분할될 수 있다. 즉, 인코더/디코더는 현재 블록의 너비를 한 변의 길이로 하는 정방형의 블록으로 TU를 분할한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 21(a)를 참조하면, 넓은(wide) 블록의 경우 화면 내 예측 모드의 예측 방향 각도가 45°와 180°사이인 경우를 나타낸다.
인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 예측 방향 각도가 45°와 180°사이인 경우, TU의 분할을 수행하지 않을 수 있다.
도 20(b)를 참조하면, 좁은(narrow) 블록의 경우 화면 내 예측 모드의 예측 방향 각도가 90°와 225°사이인 경우를 나타낸다.
인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 예측 방향 각도가 90°와 225°사이인 경우, TU의 분할을 수행하지 않을 수 있다.
즉, 참조 샘플과의 거리에 따른 예측 에러가 일정한 화면 내 예측 모드에 해당하는 경우, 인코더/디코더는 TU의 분할을 수행하지 않을 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 나타내는 흐름도이다.
인코더/디코더는 화면 내 예측이 수행되는 현재 블록이 비정방형 블록(non-square block)인지 여부를 판단한다(S2201).
S2201 단계에서 판단한 결과 현재 블록이 비정방형 블록인 경우, 인코더/디코더는 현재 블록의 너비가 높이보다 큰지 판단한다(S2202).
S2202 단계에서 판단한 결과 현재 블록의 너비가 높이보다 큰 경우, 인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 각도가 180°보다 큰지 판단한다(S2203).
S2203 단계에서 판단한 결과 화면 내 예측 모드의 예측 모드의 각도가 180°보다 큰 경우, 인코더/디코더는 분할된 TU 단위로 화면 내 예측 블록을 복원한다(S2205, S2206).
즉, 화면 내 예측 모드의 예측 모드의 각도가 180°보다 큰 경우, 인코더/디코더는 현재 블록을 TU의 분할을 수행하고 분할된 TU 단위로 화면 내 예측된 블록을 복원한다.
S2202 단계에서 판단한 결과 현재 블록의 너비가 높이보다 작은 경우, 인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 각도가 90°보다 작은지 판단한다(S2204).
S2204 단계에서 판단한 결과 화면 내 예측 모드의 예측 모드의 각도가 90°보다 작은 경우, 인코더/디코더는 분할된 TU 단위로 화면 내 예측 블록을 복원한다(S2205, S2206).
S2201 단계에서 판단한 결과 현재 블록이 비정방형 블록이 아닌 경우, S2203 단계에서 판단한 결과 화면 내 예측 모드의 예측 모드의 각도가 180°보다 크지 않은 경우 또는 S2204 단계에서 판단한 결과 화면 내 예측 모드의 예측 모드의 각도가 90°보다 작지 않은 경우, 인코더/디코더는 현재 블록을 복원한다(S2207).
즉, 이 경우 인코더/디코더는 TU의 분할을 수행하지 않고 현재 블록을 복원한다.
실시예 4
본 실시예에서는 비정방형의 블록을 고려하여 변환 유닛을 별도의 신택스(syntax)의 추가 없이 분할하는 방법을 제안한다.
구체적으로, 비정방형의 블록의 너비와 높이의 비율을 고려하여 TU 분할을 수행하는 방법을 제안한다. 화면 내 예측 방향을 고려하지 않고 현재 블록의 너비와 높이에 따라 일괄적으로 TU의 분할을 수행할 수 있다.
본 실시예에서 제안하는 방법은 앞서 실시예 3에서 제안한 적응적인 TU의 분할 방법과 비교하여 연산 복잡도가 작다는 장점이 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 변환 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 23(a)를 참조하면, 현재 블록의 너비(또는 가로)가 W, 높이(또는 세로)가 H일 때, 너비와 높이의 비가 1:2인 경우를 나타낸다. 이 경우, 인코더/디코더는 현재 블록을 W×W 크기를 가지는 2개의 TU로 분할할 수 있다.
도 23(b)를 참조하면, 현재 블록의 너비(또는 가로)가 W, 높이(또는 세로)가 H일 때, 너비와 높이의 비가 1:2인 경우를 나타낸다. 이 경우, 인코더/디코더는 현재 블록을 W×W 크기를 가지는 4개의 TU로 분할할 수 있다.
즉, 기존의 QTBT 블록 구조에서는 PU 와 TU의 구분이 없으나, 본 실시예에서 제안하는 방법에 따르면, 비정방형 블록에서 일괄적으로 TU의 분할이 수행될 수 있다.
앞서 도 18에서 설명한 바와 같이, 비정방형의 현재 블록에 대하여 TU 분할을 수행함으로써, 화면 내 예측 모드의 예측 방향에 따라 예측 샘플과 참조 샘플과의 거리를 줄일 수 있다. 이로 인해, 예측 에러를 줄이고 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
그리고, 앞서 설명한 실시예 3에서와 같이, 인코더/디코더는 분할된 TU를 기반으로 부호화/복호화를 수행한다. 다시 말해, 분할된 TU 단위로 실제 참조 샘플을 사용하여 예측을 수행하고 재구성(즉, 복원)이 이루어질 수 있다.
도 24은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
인코더/디코더는 현재 블록이 비정방형 블록(non-square block)인 경우, 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height) 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 예측에 사용할 참조 샘플(reference sample)을 구성한다(S2401).
앞서, 도 8에서 설명한 바와 같이, 인코더/디코더는 현재 블록의 크기가 N×M 일 때, 상기 현재 블록의 좌상측(top-left)에 인접한 1개의 샘플, 상기 현재 블록의 좌측(left)에 인접한 M개의 샘플들, 상기 현재 블록의 좌하측(bottom-left)에 인접한 N개의 샘플들, 상기 현재 블록의 상단(top)에 인접한 N개의 샘플들 및 상기 현재 블록의 우상측(top-right)에 인접한 M개의 샘플들로 현재 블록의 예측에 사용할 참조 샘플을 구성할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 현재 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않은 경우, 인코더/디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
또한, 인코더/디코더는 참조 샘플을 패딩한 후, 앞서 도 5에서 설명한 방법으로 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있다.
인코더/디코더는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출한다(S2402).
인코더/디코더는 앞서 도 5에서 설명한 방법으로 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다.
또한, 인코더/디코더는 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들을 상기 현재 블록의 너비 및 높이 정보에 기초하여 적응적으로 결정할 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 상기 결정된 복수 개의 인트라 예측 모드들 중에서 도출될 수 있다. 즉, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 상기 결정된 복수 개의 인트라 예측 모드들 중에서 하나의 인트라 예측 모드로 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 인코더/디코더는 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 인트라 예측 모드 후보의 예측 방향을 차등 분배할 수 있다.
다시 말해, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 예측 방향이 차등 분배된 인트라 예측 모드들로 결정될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 인코더/디코더는 현재 블록의 너비(width)와 높이(height) 중에서 너비가 더 큰 경우, 45°각도의 예측 방향과 135°각도의 예측 방향 사이에 135°각도의 예측 방향과 225°각도의 예측 방향 사이보다 더 많은 수의 예측 방향을 분배할 수 있다.
그리고, 인코더/디코더는 현재 블록의 너비(width)와 높이(height) 중에서 높이가 더 큰 경우, 135°각도의 예측 방향과 225°각도의 예측 방향 사이에 45°각도의 예측 방향과 135°각도의 예측 방향 사이보다 더 많은 수의 예측 방향을 분배할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중 특정 개수의 예측 방향을 제거함으로써, 부호화/복호화 하는 과정에서 화면 내 예측 모드를 표현하는 비트를 줄일 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 인코더/디코더는 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 상기 인트라 예측 모드 후보의 예측 방향 중 특정 각도 범위의 예측 방향 서브 샘플링(sub sampling)하여 예측 방향을 제거함으로써 화면 내 예측 모드를 재분배할 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같이, 인코더/디코더는 제거된 예측 방향을 기존의 예측 방향으로 표현할 수 없는 방향성으로 배치할 수 있다.
구체적으로, 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 인트라 예측 모드 후보의 예측 방향 중 복수 개의 예측 방향을 제거하고, 제거된 예측 방향의 개수만큼 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)를 포함하는 특정 각도 범위에 예측 방향을 추가할 수 있다.
또한, 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 인트라 예측 모드 후보의 예측 방향 중 복수 개의 예측 방향을 제거하고, 제거된 예측 방향의 개수만큼 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)에 인접한 복수 개의 예측 방향들 사이에 예측 방향을 추가할 수 있다.
인코더/디코더는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성한다(S2403).
또한, 인코더/디코더는 비정방형 블록에서 화면 내 예측이 수행되는 경우, 인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 방향성을 고려하여 적응적으로 변환 유닛의 분할을 결정할 수 있다.
예를 들어, 인코더/디코더는 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할할지 여부를 결정할 수 있다. 그리고, 여기서 상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치할 수 있다. 만약, 상기 현재 블록이 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할되지 않는 경우, 인코더/디코더는 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록 단위로 생성할 수 있고, 상기 현재 블록이 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할되는 경우, 인코더/디코더는 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 서브 블록 단위로 생성할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중에서 너비가 더 크고 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 각도가 180°보다 큰 경우, 인코더/디코더는 상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할할 수 있다. 여기서, 상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치할 수 있다. 그리고, 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 서브 블록 단위로 생성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 현재 블록의 너비 및 높이 중에서 높이가 더 크고 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 각도가 90°보다 작은 경우, 인코더/디코더는 상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할할 수 있다. 여기서, 상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치할 수 있다. 그리고, 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 서브 블록 단위로 생성될 수 있다.
또한, 예를 들어, 인코더/디코더는 상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할할 수 있다. 여기서, 상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치할 수 있다. 그리고, 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 서브 블록 단위로 생성될 수 있다.
도 25은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부를 예시하는 도면이다.
도 25에서는 설명의 편의를 위해 인트라 예측부를 하나의 블록으로 도시하였으나, 인트라 예측부는 인코더 및/또는 디코더에 포함되는 구성으로 구현될 수 있다.
도 25를 참조하면, 인트라 예측부는 앞서 도 5 내지 도 24에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인트라 예측부는 참조 샘플 구성부(2501), 예측 모드 도출부(2502) 및 예측 샘플 생성부(2503)를 포함하여 구성될 수 있다.
참조 샘플 구성부(2501)는 현재 블록이 비정방형 블록(non-square block)인 경우, 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height) 정보에 기초하여 현재 블록의 예측에 사용할 참조 샘플(reference sample)을 구성한다.
앞서, 도 8에서 설명한 바와 같이, 참조 샘플 구성부(2501)는 현재 블록의 크기가 N×M 인 경우, 상기 현재 블록의 좌상측(top-left)에 인접한 1개의 샘플, 상기 현재 블록의 좌측(left)에 인접한 M개의 샘플들, 상기 현재 블록의 좌하측(bottom-left)에 인접한 N개의 샘플들, 상기 현재 블록의 상단(top)에 인접한 N개의 샘플들 및 상기 현재 블록의 우상측(top-right)에 인접한 M개의 샘플들로 현재 블록의 예측에 사용할 참조 샘플을 구성할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 현재 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않은 경우, 참조 샘플 구성부(2501)는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
또한, 참조 샘플 구성부(2501)는 참조 샘플을 패딩한 후, 앞서 도 5에서 설명한 방법으로 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있다.
예측 모드 도출부(2502)는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출한다.
전술한 바와 같이, 예측 모드 분배부(2502)는 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 인트라 예측 모드 후보의 예측 방향을 차등 분배할 수 있다.
예측 모드 도출부(2502)는 앞서 도 5에서 설명한 방법으로 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다.
또한, 예측 모드 도출부(2502)는 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들을 상기 현재 블록의 너비 및 높이 정보에 기초하여 적응적으로 결정할 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 상기 결정된 복수 개의 인트라 예측 모드들 중에서 도출될 수 있다. 즉, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 상기 결정된 복수 개의 인트라 예측 모드들 중에서 하나의 인트라 예측 모드로 결정될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 예측 모드 도출부(2502)는 현재 블록의 너비(width)와 높이(height) 중에서 너비가 더 큰 경우, 45°각도의 예측 방향과 135°각도의 예측 방향 사이에 135°각도의 예측 방향과 225°각도의 예측 방향 사이보다 더 많은 수의 예측 방향을 분배할 수 있다.
그리고, 예측 모드 도출부(2502)는 현재 블록의 너비(width)와 높이(height) 중에서 높이가 더 큰 경우, 135°각도의 예측 방향과 225°각도의 예측 방향 사이에 45°각도의 예측 방향과 135°각도의 예측 방향 사이보다 더 많은 수의 예측 방향을 분배할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 예측 모드 도출부(2502)는 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 화면 내 예측 모드의 예측 방향 중 특정 개수의 예측 방향을 제거함으로써, 부호화/복호화 하는 과정에서 화면 내 예측 모드를 표현하는 비트를 줄일 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 예측 모드 도출부(2502)는 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 상기 인트라 예측 모드 후보의 예측 방향 중 특정 각도 범위의 예측 방향 서브 샘플링(sub sampling)하여 예측 방향을 제거함으로써 화면 내 예측 모드를 재분배할 수 있다.
그리고, 전술한 바와 같이, 예측 모드 도출부(2502)는 제거된 예측 방향을 기존의 예측 방향으로 표현할 수 없는 방향성으로 배치할 수 있다.
구체적으로, 예측 모드 도출부(2502)는 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 인트라 예측 모드 후보의 예측 방향 중 복수 개의 예측 방향을 제거하고, 제거된 예측 방향의 개수만큼 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)를 포함하는 특정 각도 범위에 예측 방향을 추가할 수 있다.
또한, 예측 모드 도출부(2502)는 현재 블록의 너비(width)와 높이(height)의 비율에 따라 인트라 예측 모드 후보의 예측 방향 중 복수 개의 예측 방향을 제거하고, 제거된 예측 방향의 개수만큼 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)에 인접한 복수 개의 예측 방향들 사이에 예측 방향을 추가할 수 있다.
예측 샘플 생성부(250)는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성한다.
또한, 전술한 바와 같이, 인코더/디코더는 비정방형 블록에서 화면 내 예측이 수행되는 경우, 인코더/디코더는 화면 내 예측 모드의 방향성을 고려하여 적응적으로 변환 유닛의 분할을 결정할 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 (15)

  1. 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서,
    현재 블록이 비정방형 블록(non-square block)인 경우, 상기 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height) 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 예측에 사용할 참조 샘플(reference sample)을 구성하는 단계;
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계: 및
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계는,
    상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들을 상기 현재 블록의 너비 및 높이 정보에 기초하여 적응적으로 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드는 상기 결정된 복수 개의 인트라 예측 모드들 중에서 도출되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비가 N이고 높이가 M일 때,
    상기 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌상측(top-left)에 인접한 1개의 샘플, 상기 현재 블록의 좌측(left)에 인접한 M개의 샘플들, 상기 현재 블록의 좌하측(bottom-left)에 인접한 N개의 샘플들, 상기 현재 블록의 상단(top)에 인접한 N개의 샘플들 및 상기 현재 블록의 우상측(top-right)에 인접한 M개의 샘플들로 구성되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 예측 방향이 차등 분배된 인트라 예측 모드들로 결정되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비 및 높이 중에서 너비가 더 큰 경우, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은, 45°각도의 예측 방향과 135°각도의 예측 방향 사이에, 135°각도의 예측 방향과 225°각도의 예측 방향 사이보다 더 많은 수의 예측 방향이 분배된 인트라 예측 모드들로 결정되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비 및 높이 중에서 높이가 더 큰 경우, 상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은, 135°각도의 예측 방향과 225°각도의 예측 방향 사이에, 45°각도의 예측 방향과 135°각도의 예측 방향 사이보다 더 많은 수의 예측 방향이 분배된 인트라 예측 모드들로 결정되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 특정 개수의 예측 방향이 제거된 인트라 예측 모드들로 결정되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 특정 각도 범위의 예측 방향을 서브 샘플링(sub sampling)함으로써 결정되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 복수 개의 예측 방향이 제거되고, 상기 제거된 예측 방향의 개수만큼 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)를 포함하는 특정 각도 범위에 예측 방향이 추가된 인트라 예측 모드들로 결정되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록에 적용될 수 있는 복수 개의 인트라 예측 모드들은 상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 복수 개의 예측 방향이 제거되고, 상기 제거된 예측 방향의 개수만큼 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)에 인접한 복수 개의 예측 방향들 사이에 예측 방향이 추가된 인트라 예측 모드들로 결정되는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비 및 높이의 비율에 따라 상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 현재 블록이 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할되지 않는 경우, 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록 단위로 생성되고,
    상기 현재 블록이 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할되는 경우, 상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 서브 블록 단위로 생성되고,
    상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치하는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비 및 높이 중에서 너비가 더 크고 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 각도가 180°보다 큰 경우,
    상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할하는 단계를 더 포함하고,
    상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 서브 블록 단위로 생성되고,
    상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치하는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비 및 높이 중에서 높이가 더 크고 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 각도가 90°보다 작은 경우,
    상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할하는 단계를 더 포함하고,
    상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 서브 블록 단위로 생성되고,
    상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치하는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록을 복수 개의 정방형의 서브 블록으로 분할하는 단계를 더 포함하고,
    상기 현재 블록의 예측 샘플은 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 서브 블록 단위로 생성되고,
    상기 서브 블록은 상기 현재 블록의 잔차 신호가 변환되는 변환 단위와 일치하는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  15. 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서,
    현재 블록이 비정방형 블록(non-square block)인 경우, 상기 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height) 정보에 기초하여 상기 현재 블록의 예측에 사용할 참조 샘플(reference sample)을 구성하는 참조 샘플 구성부;
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 예측 모드 도출부: 및
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 예측 샘플 생성부를 포함하는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 장치.
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