WO2018034374A1 - 인트라 예측 필터링을 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치 - Google Patents

인트라 예측 필터링을 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2018034374A1
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박내리
유선미
남정학
장형문
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엘지전자(주)
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    • H04N19/82—Details of filtering operations specially adapted for video compression, e.g. for pixel interpolation involving filtering within a prediction loop

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for encoding / decoding a video signal, and more particularly, to intra prediction, and to a technique for removing discontinuity of a block boundary when a prediction mode of a current block and a prediction mode of a neighboring block are different. will be.
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
  • a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • the intra prediction generates a prediction block having various directions or no directions by referring to a region adjacent to the current block.
  • the prediction mode of the current block is different from the prediction mode of the neighboring block, the difference value tends to increase in the boundary region of the prediction block, so it is necessary to improve the boundary region of the block.
  • the present invention provides a method of filtering a prediction block.
  • the present invention also provides a method for improving the boundary region of the prediction block.
  • the present invention is to provide a method for filtering a prediction block using the prediction mode of the current block and the prediction mode of the neighboring block.
  • the present invention also provides a method for selecting a prediction mode of a neighboring block.
  • the present invention seeks to provide a method of deriving a reference sample to perform enhanced prediction.
  • the present invention also provides a method of performing filtering to perform an improved prediction.
  • the present invention is to provide a method of applying a weight when generating a prediction block.
  • the present invention provides a method for filtering a prediction block.
  • the present invention provides a method for removing discontinuities of block boundaries when the prediction mode of the current block and the prediction mode of neighboring blocks are different.
  • the present invention also provides a method of improving intra prediction performance by improving the boundary region of the prediction block.
  • the present invention also provides a method of selecting a prediction mode of a neighboring block for filtering the boundary region of the prediction block.
  • the present invention also provides a method of deriving a reference sample for filtering the boundary region of the prediction block.
  • the present invention also provides a method of performing filtering to perform improved prediction.
  • the present invention provides a method of applying a weight when generating a prediction block.
  • the present invention provides a method for signaling whether filtering is applied to a boundary region of a prediction block.
  • Intra prediction of a video codec generates a prediction block having various directions or no directions with reference to a region adjacent to a current block, and the encoder / decoder performs encoding / decoding on a difference value with the current block.
  • the present invention provides a method of improving the boundary area of the block to reduce the difference value. Suggest. As a result, the difference value can be reduced, thereby improving the intra prediction performance of the image.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram for describing an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a prediction direction according to an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 is a diagram for describing a method of interpolating a reference pixel at a subpixel position according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of filtering a boundary of a prediction block based on prediction modes of a current block and a neighboring block according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 8 illustrates another embodiment to which the present invention is applied and shows a filterable area according to block division of a current block.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of applying filtering according to block division of a current block according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 illustrates a boundary filtering region in consideration of a block size and a prediction mode as another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 illustrates another embodiment to which the present invention is applied and applies filtering in units of 4 ⁇ 4 blocks to a boundary region of a block.
  • 12 to 13 illustrate reference samples to which the prediction mode of the current block and the neighboring block is to be applied according to the position of the neighboring block as another embodiment to which the present invention is applied.
  • 14 to 18 illustrate reference samples available when generating a prediction block by using a prediction mode of a neighboring block as another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating a method of applying a weight according to a block size when generating a prediction block in block units according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • 20 is a view illustrating a method of applying a weight according to the similarity of prediction modes in another embodiment to which the present invention is applied.
  • 21 is a syntax for describing a method of signaling whether or not filtering is applied to a boundary region of a prediction block according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method of decoding a video signal, the method comprising: generating a first prediction block according to a prediction mode in a current block; Identifying a prediction mode of a neighboring block adjacent to the current block; Generating a second prediction block based on the prediction mode of the neighboring block; Generating a final prediction block by applying weights to the first prediction block and the second prediction block; And reconstructing the video signal using the last prediction block.
  • the checking may include: checking whether there is an upper neighboring block adjacent to an upper boundary of the current block and / or a left neighboring block adjacent to a left boundary; And checking whether the upper neighboring block and / or the left neighboring block are available.
  • whether the upper neighboring block and / or the left neighboring block is available is determined by whether the prediction mode of the upper neighboring block and / or the left neighboring block is the same as the prediction mode of the current block. It is characterized by.
  • the prediction mode of the neighboring block is set to one representative mode according to a specific criterion.
  • the specific criterion is determined based on at least one of the position of the neighboring block, the most frequent prediction mode, the intermediate prediction mode, or the block size.
  • the second prediction block is generated using the reference sample at another position.
  • the weight applied to the second prediction block has a larger weight value as it gets closer to the boundary of the block.
  • the weight is determined based on the similarity between the prediction mode of the current block and the prediction mode of the neighboring block.
  • the weight of the current block when the similarity between the prediction mode of the current block and the prediction mode of the neighboring block is greater than or equal to a specific value, the weight of the current block is set higher than that of the neighboring block, and the prediction mode of the current block and the neighboring block When the similarity between prediction modes is less than a specific value, the weight of the neighboring block is set higher than that of the current block.
  • the method may further include extracting a boundary filtering flag indicating whether boundary filtering is performed at a specific level, wherein when the boundary filtering is performed at a specific level according to the boundary filtering flag, the checking step is performed. Characterized in that it is carried out.
  • the present invention provides an apparatus for decoding a video signal, comprising: generating a first prediction block in a current block according to a prediction mode, checking a prediction mode of a neighboring block adjacent to the current block, and based on the prediction mode of the neighboring block An intra prediction unit generating a second prediction block and generating a final prediction block by applying weights to the first prediction block and the second prediction block; And a reconstruction unit for reconstructing the video signal using the final prediction block.
  • the second prediction block is generated based on the prediction mode of the neighboring block.
  • the prediction mode of the neighboring block is set to one representative mode according to a specific criterion.
  • the weight is determined based on the similarity between the prediction mode of the current block and the prediction mode of the neighboring block.
  • the apparatus further comprises a parser for extracting a boundary filtering flag indicating whether to perform boundary filtering at a specific level.
  • terms used in the present invention may be replaced for more appropriate interpretation when there are general terms selected to describe the invention or other terms having similar meanings.
  • signals, data, samples, pictures, frames, blocks, etc. may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • partitioning, decomposition, splitting, and division may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 may include an image splitter 110, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, a filter 160, and a decoder. It may include a decoded picture buffer (DPB) 170, an inter predictor 180, an intra predictor 185, and an entropy encoder 190.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image divider 110 may divide an input image (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • the terms are only used for the convenience of description of the present invention, the present invention is not limited to the definition of the terms.
  • the term coding unit is used as a unit used in encoding or decoding a video signal, but the present invention is not limited thereto and may be appropriately interpreted according to the present invention.
  • the encoder 100 may generate a residual signal by subtracting a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 from the input image signal and generate the residual signal.
  • the dual signal is transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may generate a transform coefficient by applying a transform technique to the residual signal.
  • the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied to blocks of variable size rather than square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantized coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 may entropy code the quantized signal and output the bitstream.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal may restore the residual signal by applying inverse quantization and inverse transformation through an inverse quantization unit 140 and an inverse transformation unit 150 in a loop.
  • a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the reconstruction signal and outputs it to the reproduction apparatus or transmits the decoded picture buffer to the decoding picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180. As such, by using the filtered picture as a reference picture in the inter prediction mode, not only image quality but also encoding efficiency may be improved.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the inter prediction unit 180 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized in units of blocks at the time of encoding / decoding, a blocking artifact or a ringing artifact may exist. have.
  • the inter prediction unit 180 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter in order to solve performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • the subpixel refers to a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • the integer pixel refers to an actual pixel existing in the reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter, or the like may be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the precision of prediction.
  • the inter prediction unit 180 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to integer pixels, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block. You can make predictions.
  • the intra predictor 185 may predict the current block by referring to samples around the block to which current encoding is to be performed.
  • the intra prediction unit 185 may perform the following process to perform intra prediction. First, reference samples necessary for generating a prediction signal may be prepared. The prediction signal may be generated using the prepared reference sample. Then, the prediction mode is encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference sample has been predicted and reconstructed, there may be a quantization error. Accordingly, the reference sample filtering process may be performed for each prediction mode used for intra prediction to reduce such an error.
  • the present invention provides a method for removing discontinuities of intra block boundaries when the prediction mode of the current block and the prediction mode of neighboring blocks are different.
  • the present invention also provides a method of selecting a prediction mode of a neighboring block for filtering the boundary region of the prediction block and a method of deriving a reference sample.
  • the present invention provides a method of applying a weight when generating a prediction block.
  • the present invention provides a method for signaling whether filtering is applied to a boundary region of a prediction block.
  • a prediction signal generated by the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 may include an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, a filtering unit 240, and a decoded picture buffer unit (DPB) 250. ), An inter predictor 260, and an intra predictor 265.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoder 200 may receive a signal output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal may be entropy decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse transformer 230 inversely transforms a transform coefficient to obtain a residual signal.
  • a reconstructed signal is generated by adding the obtained residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 260 or the intra predictor 265.
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal and outputs the filtering to the reproducing apparatus or transmits it to the decoded picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240, the inter prediction unit 260, and the decoder. The same may be applied to the intra predictor 265.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder may split one image (or picture) in units of a rectangular Coding Tree Unit (CTU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • the size of the CTU may be set to any one of 64x64, 32x32, and 16x16, but the present invention is not limited thereto.
  • the encoder may select and use the size of the CTU according to the resolution of the input video or the characteristics of the input video.
  • the CTU may include a coding tree block (CTB) for a luma component and a coding tree block (CTB) for two chroma components corresponding thereto.
  • One CTU may be decomposed into a quadtree (QT) structure.
  • QT quadtree
  • one CTU may be divided into four units having a square shape and each side is reduced by half in length.
  • the decomposition of this QT structure can be done recursively.
  • a root node of a QT may be associated with a CTU.
  • the QT may be split until it reaches a leaf node, where the leaf node may be referred to as a coding unit (CU).
  • CU coding unit
  • a CU may mean a basic unit of coding in which an input image is processed, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU may include a coding block (CB) for a luma component and a CB for two chroma components corresponding thereto.
  • CB coding block
  • the size of the CU may be determined as any one of 64x64, 32x32, 16x16, and 8x8.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the CU may be larger or more diverse.
  • the CTU corresponds to a root node and has the smallest depth (ie, level 0) value.
  • the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image. In this case, the CTU corresponds to a CU.
  • the CTU may be decomposed in QT form, and as a result, lower nodes having a depth of level 1 may be generated. And, a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 1 corresponds to a CU.
  • CU (a), CU (b) and CU (j) corresponding to nodes a, b and j are divided once in the CTU and have a depth of level 1.
  • At least one of the nodes having a depth of level 1 may be split into QT again.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a level 2 depth corresponds to a CU.
  • CU (c), CU (h), and CU (i) corresponding to nodes c, h and i are divided twice in the CTU and have a depth of level 2.
  • At least one of the nodes having a depth of 2 may be divided into QTs.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 3 corresponds to a CU.
  • CU (d), CU (e), CU (f), and CU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in the CTU, and level 3 Has a depth of
  • the maximum size or the minimum size of the CU may be determined according to characteristics (eg, resolution) of the video image or in consideration of encoding efficiency. Information about this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size may be referred to as a largest coding unit (LCU), and a CU having a minimum size may be referred to as a smallest coding unit (SCU).
  • LCU largest coding unit
  • SCU smallest coding unit
  • a CU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each partitioned CU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, the depth information may include information about the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the size and maximum depth information of the LCU. Or conversely, using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
  • information indicating whether the corresponding CU is split may be delivered to the decoder.
  • the information may be defined as a split flag and may be represented by a syntax element "split_cu_flag".
  • the division flag may be included in all CUs except the SCU. For example, if the split flag value is '1', the corresponding CU is divided into four CUs again. If the split flag value is '0', the CU is not divided any more and the coding process for the CU is not divided. Can be performed.
  • the division process of the CU has been described as an example, but the QT structure described above may also be applied to the division process of a transform unit (TU) which is a basic unit for performing transformation.
  • TU transform unit
  • the TU may be hierarchically divided into a QT structure from a CU to be coded.
  • a CU may correspond to a root node of a tree for a transform unit (TU).
  • the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be determined by any one of 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the TU may be larger or more diverse.
  • information indicating whether the corresponding TU is divided may be delivered to the decoder.
  • the information may be defined as a split transform flag and may be represented by a syntax element "split_transform_flag".
  • the division conversion flag may be included in all TUs except the TU of the minimum size. For example, if the value of the division conversion flag is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the division conversion flag is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • a CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • a CU may be divided into prediction units (PUs).
  • the PU is a basic unit for generating a prediction block, and may generate different prediction blocks in PU units within one CU.
  • the PU may be divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the PU is divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
  • FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
  • one CU may be divided into two types (ie, 2Nx2N or NxN). Can be.
  • N ⁇ N type PU when divided into N ⁇ N type PU, one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
  • the division of the PU may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • one CU has 8 PU types (ie, 2Nx2N, NxN, 2NxN). , Nx2N, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD).
  • PU splitting in the form of NxN may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • nLx2N, nRx2N, 2NxnU, and 2NxnD types which are Asymmetric Motion Partition (AMP).
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • AMP cannot be used when the CU to which the PU belongs is a CU of the minimum size.
  • an optimal partitioning structure of a coding unit (CU), a prediction unit (PU), and a transformation unit (TU) is subjected to the following process to perform a minimum rate-distortion. It can be determined based on the value. For example, looking at an optimal CU partitioning process in a 64x64 CTU, rate-distortion cost can be calculated while partitioning from a 64x64 CU to an 8x8 CU.
  • the specific process is as follows.
  • the partition structure of the optimal PU and TU that generates the minimum rate-distortion value is determined by performing inter / intra prediction, transform / quantization, inverse quantization / inverse transform, and entropy encoding for a 64x64 CU.
  • the 32x32 CU is subdivided into four 16x16 CUs, and a partition structure of an optimal PU and TU that generates a minimum rate-distortion value for each 16x16 CU is determined.
  • a prediction mode is selected in units of PUs, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means a basic unit in which actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for a luma component and a TB for two chroma components corresponding thereto.
  • TB transform block
  • the TUs are hierarchically divided into quadtree structures from one CU to be coded.
  • the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • a root node of the quadtree is associated with a CU.
  • the quadtree is split until it reaches a leaf node, and the leaf node corresponds to a TU.
  • the CU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CU corresponds to a TU.
  • a node ie, a leaf node
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • FIG. 3B TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a TU.
  • TU (c), TU (h), and TU (i) corresponding to nodes c, h, and i are divided twice in a CU and have a depth of two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in a CU. Has depth.
  • a TU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Each divided TU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, it may include information about the size of the TU.
  • information indicating whether the corresponding TU is split may be delivered to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the smallest TU. For example, if the value of the flag indicating whether to split is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the flag indicating whether to split is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • FIG. 5 to 6 illustrate embodiments to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a prediction direction according to an intra prediction mode.
  • the decoder may derive an intra prediction mode of the current processing block (S501).
  • the prediction direction may have a prediction direction with respect to the position of 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_angular prediction mode or an intra directional mode.
  • an intra prediction mode having no prediction direction there are an intra planner (INTRA_PLANAR) prediction mode and an intra DC (INTRA_DC) prediction mode.
  • Table 1 illustrates an intra prediction mode and related names
  • FIG. 6 illustrates a prediction direction according to the intra prediction mode.
  • intra prediction prediction is performed on the current processing block based on the derived prediction mode. Since the reference sample used for the prediction and the specific prediction method vary according to the prediction mode, when the current block is encoded in the intra prediction mode, the decoder may derive the prediction mode of the current block to perform the prediction.
  • the decoder may check whether neighboring samples of the current processing block can be used for prediction and configure reference samples to be used for prediction (S502).
  • neighboring samples of the current processing block are samples adjacent to the left boundary of the current processing block of size nSxnS and a total of 2xnS samples neighboring the bottom-left, top of the current processing block.
  • the decoder can construct reference samples for use in prediction by substituting samples that are not available with the available samples.
  • the decoder may perform filtering of reference samples based on the intra prediction mode (S503).
  • Whether filtering of the reference sample is performed may be determined based on the size of the current processing block.
  • the filtering method of the reference sample may be determined by the filtering flag transmitted from the encoder.
  • the decoder may generate a prediction block for the current processing block based on the intra prediction mode and the reference samples (S504). That is, the decoder predicts the current processing block based on the intra prediction mode derived in the intra prediction mode derivation step S501 and the reference samples obtained through the reference sample configuration step S502 and the reference sample filtering step S503.
  • a block may be generated (ie, predictive sample generation).
  • the left boundary sample ie, the sample in the prediction block adjacent to the left boundary
  • the upper side of the prediction block in step S504.
  • (top) boundary samples i.e., samples in prediction blocks adjacent to the upper boundary
  • filtering may be applied to the left boundary sample or the upper boundary sample in the vertical direction mode and the horizontal mode among the intra directional prediction modes similarly to the INTRA_DC mode.
  • the value of the prediction sample may be derived based on a reference sample located in the prediction direction.
  • a boundary sample which is not located in the prediction direction among the left boundary sample or the upper boundary sample of the prediction block may be adjacent to a reference sample which is not used for prediction. That is, the distance from the reference sample not used for prediction may be much closer than the distance from the reference sample used for prediction.
  • the decoder may adaptively apply filtering to left boundary samples or upper boundary samples depending on whether the intra prediction direction is vertical or horizontal. That is, when the intra prediction direction is the vertical direction, the filtering may be applied to the left boundary samples, and when the intra prediction direction is the horizontal direction, the filtering may be applied to the upper boundary samples.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of filtering a boundary of a prediction block based on prediction modes of a current block and a neighboring block according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method for removing discontinuities of intra block boundaries when the prediction mode of the current block and the prediction mode of neighboring blocks are different.
  • the encoder may determine the prediction mode of the current block (S710), and may determine whether the prediction mode of the current block is the intra prediction mode (S720).
  • the encoder may generate a prediction value of the current block according to the intra prediction mode of the current block (S730).
  • the encoder may identify an intra prediction mode of a neighboring block neighboring the current block (S740) and generate a prediction value of the neighboring block according to the intra prediction mode of the neighboring block (S750).
  • the encoder may perform filtering by applying weights to the prediction value of the current block and the prediction value of the neighboring block (S760).
  • the encoder may obtain the filtered final prediction value (S770).
  • the encoder may perform inter prediction (S780).
  • FIG. 8 illustrates another embodiment to which the present invention is applied and shows a filterable area according to block division of a current block.
  • the present invention provides various embodiments of a method for selecting an area of a block to filter.
  • filtering may be performed on the left boundary and the upper boundary of the target block.
  • FIG. 8A shows a left / upper boundary of a coding unit or a 2N ⁇ 2N prediction unit.
  • FIG. 8A may be more efficient when the prediction mode of the neighboring block is the intra prediction mode and the intra prediction mode of the current block is different. .
  • filtering may be performed on the left boundary and the upper boundary of the prediction unit.
  • FIG. 8 (b) shows the left / upper boundary of the N ⁇ N prediction unit.
  • prediction performance may be improved by performing filtering on the left boundary and the upper boundary of each prediction unit.
  • the NxN prediction unit is taken as an example.
  • the present invention is not limited thereto and may be similarly applied to prediction units of other sizes.
  • filtering may be performed on some of the left boundary and the upper boundary of the coding unit or the prediction unit.
  • FIG. 8C shows a left boundary of a coding unit or a prediction unit.
  • prediction performance may be improved by filtering on some of the left boundary and the upper boundary of each prediction unit.
  • the left boundary of the coding unit or the prediction unit is taken as an example, but the present invention is not limited thereto and may be similarly applied to a part of the left boundary, a part of the upper boundary, or a part of both boundaries.
  • the present invention can filter the boundary portion of the prediction block for the current block by using the prediction mode of the current block and the prediction mode of the neighboring block.
  • the first prediction block is generated using the motion information of the neighboring block, and the second prediction block and the first prediction block generated according to the intra prediction mode of the current block.
  • the weight can be applied to.
  • a final prediction block for the current block may be obtained by applying a weight to the first prediction block and the second prediction block and adding the weights.
  • the neighboring block may not apply a weighted sum.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of applying filtering according to block division of a current block according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides various embodiments of a boundary filtering region applied according to a predetermined filtering condition.
  • the boundary filtering area may be determined according to the following criteria.
  • the boundary region to which filtering is applied may be applied in units of sub blocks, lines, or pixels.
  • the filtering area may vary according to the size of the current block and / or the neighboring block.
  • the filtering region may vary based on the prediction mode of the current block and / or the neighboring block.
  • filtering may be applied when the prediction mode of the current block is an intra directional mode.
  • filtering may not be applied.
  • filtering of the reference sample may be applied differently.
  • the filtering region may vary based on the similarity of the prediction directions according to the prediction modes of the current block and the neighboring block. For example, the higher the similarity of the prediction direction, the higher the similarity of the reference region, so that the filtering region can be wider.
  • FIG 9 illustrates an embodiment of a method of performing prediction in a decoder according to the embodiments.
  • the decoder may generate the first prediction block Pc according to the prediction mode of the current block (S910).
  • the decoder may check the CU size of the current block (S920). As a result of the checking in step S920, if the CU size is larger than a predetermined size, the decoder may perform the prediction by applying a weighted sum based on the prediction modes of the current block and the neighboring block.
  • the decoder may check the prediction mode of the neighboring block (S930). In this case, the decoder may repeatedly perform the subblocks of the neighboring block.
  • the decoder may check whether there is a neighboring block adjacent to the current block. For example, neighboring blocks adjacent to upper and left boundaries of the current block may be identified. If a block adjacent to the upper boundary and a block adjacent to the left boundary are available, the upper left boundary region of the current block is available to both the upper neighboring block and the left neighboring block.
  • the decoder may check whether the neighboring block is available by checking whether the prediction mode of the neighboring block is the same as the prediction mode of the current block.
  • the decoder can then check the prediction modes of the available neighboring blocks.
  • the prediction mode of the neighboring block may be set as the representative mode. This will be described in more detail in other embodiments of the specification.
  • the decoder may determine whether to perform boundary filtering based on the boundary filtering flag (S980).
  • the boundary filtering flag indicates whether boundary filtering is performed on the current block.
  • the decoder may check whether the prediction mode of the neighboring block is an intra directional mode (S940). As a result of checking in step S940, when the prediction mode of the neighboring block indicates an intra directional mode, it may be determined whether the prediction mode of the current block and the prediction mode of the neighboring block are the same (S950).
  • the decoder may perform steps S930 and S940 for the next subblock.
  • the decoder may generate a second prediction block Px according to the prediction mode of the neighboring block. (S960). More specifically, the decoder may first derive a reference sample and perform filtering on the reference samples. The decoder may generate the second prediction block Px using the filtered reference sample.
  • the decoder may perform steps S930 to S950 for the next subblock.
  • the decoder may generate a final prediction block by applying weights to the first prediction block Pc and the second prediction block Px (S970).
  • FIG. 10 illustrates a boundary filtering region in consideration of a block size and a prediction mode as another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10A illustrates a boundary filtering region considering a prediction mode when the size of the current block is 32x32
  • FIG. 10B illustrates a boundary filtering region considering the prediction mode when the size of the current block is 16x16.
  • the boundary filtering region may be determined based on at least one of a block size and an intra prediction mode.
  • the size of the current block is 32x32 and the intra prediction mode of the current block is 23.
  • the encoder / decoder may check whether the size of the current block is larger than a preset size (eg, 16 ⁇ 16). If the size of the current block is larger than the preset size, filtering may be performed according to a preset filtering condition.
  • a preset size eg, 16 ⁇ 16
  • filtering may be performed according to a preset filtering condition.
  • the embodiments described with reference to FIG. 9 may be applied to the predetermined filtering condition.
  • filtering may be performed on the left and upper boundary regions of the current prediction block, in which case the filtering may be performed in units of 4 ⁇ 4 blocks. Can be.
  • the present invention is not limited thereto, and the filtering may be performed in a block unit, line unit, or pixel unit of another size.
  • the encoder / decoder may identify whether the intra prediction mode of the neighboring block is the intra directional mode. When the prediction mode of the neighboring block indicates the intra directional mode, it may be determined whether the intra prediction mode of the current block and the intra prediction mode of the neighboring block are the same.
  • the first prediction block Pc according to the intra prediction mode of the current block and the second prediction block according to the intra prediction mode of the neighboring block (The final prediction block can be generated by applying the weighted sum to Px).
  • intra prediction modes of neighboring blocks are 20, 28, 26, 34, and 23, indicating intra directional modes, and all intra prediction mode values except for neighboring block A are different.
  • the boundary filtering region may be determined as the boundary filtering region except for the boundary region adjacent to the neighboring block A.
  • the size of the current block is 16 ⁇ 16 and the intra prediction mode of the current block is 23.
  • filtering may be performed on some of the left and upper boundary regions of the current prediction block.
  • filtering may be performed in units of 2 ⁇ 4 or 4 ⁇ 2 blocks. Can be.
  • the present invention is not limited thereto, and the filtering may be performed in a block unit, line unit, or pixel unit of another size. In this case, the filtering may be determined whether boundary filtering is performed based on the boundary filtering flag.
  • the boundary filtering region may be determined as the boundary filtering region except for the boundary region adjacent to the neighboring block N.
  • the final prediction value is obtained by applying a weighted sum to the first prediction value according to the intra prediction mode 23 of the current block and the second prediction values according to the intra prediction modes 34 and 26 of the remaining neighboring blocks L and M.
  • FIG. Can be generated.
  • filtering may be performed on an area smaller than the boundary filtering area of the luminance signal.
  • the luminance signal may be filtered in units of 4 ⁇ 4 blocks
  • the chrominance signal may be filtered in units of 4 ⁇ 2 or 2 ⁇ 4 blocks.
  • FIG. 11 illustrates another embodiment to which the present invention is applied and applies filtering in units of 4 ⁇ 4 blocks to a boundary region of a block.
  • Equation 1 A method of generating the final prediction block by filtering the boundary region of the current prediction block is shown in Equation 1 below.
  • (i, j) represents the position of the filtering boundary region in the block.
  • i, j has a value of 0 ... 3 when applied in units of 4 ⁇ 4 blocks.
  • Equation 1 P C represents a first prediction value according to the intra prediction mode of the current block, and P X represents a second prediction value according to the intra prediction mode of the neighboring block.
  • w represents a weight and x represents the position of a neighboring block.
  • x may represent the upper side A and the left side L.
  • the present invention proposes a method of selecting a prediction mode of a neighboring block for filtering the boundary region of the current prediction block and a method of generating a prediction block (P X ) according to the intra prediction mode of the neighboring block.
  • One embodiment of the present invention provides a method of determining or selecting a prediction mode of a neighboring block.
  • the present invention may apply filtering in units of 4 ⁇ 4 blocks to the left and upper boundaries of the current prediction block.
  • the prediction blocks generated using these are P C , P A1 , P A2 , and P A3 . May be applied to Equation 1 to generate a final prediction block.
  • the prediction block may be generated using the prediction mode of the upper neighboring block, and if the 4x4 block in the current block is adjacent to the left side, the prediction block may be generated using the prediction mode of the left neighboring block. .
  • the prediction block when adjacent to both the left and the upper side, it is possible to generate the prediction block by using the prediction mode of the two neighboring blocks.
  • embodiments such as Equations 2 to 6 may be used.
  • Equation 2 the average value of the predicted value of the left neighboring block and the predicted value of the right neighboring block is used.
  • Equation 3 first, a weight is applied to the prediction value of the current block and the prediction value of the upper neighboring block, and then the weight is applied to the result value and the prediction value of the left neighboring block.
  • Equation 4 the method of Equation 3 is used, but indicates that the first weight and the second weight have different values.
  • Equation 5 first, weights are applied to the prediction value of the current block and the prediction value of the left neighboring block, and then the weights are applied to the result value and the prediction value of the upper neighboring block.
  • Equation 6 the method of Equation 5 is used, indicating that the first weight and the second weight have different values.
  • the representative mode when at least one neighboring block in each direction adjacent to the current block exists, the representative mode may be determined, and a prediction value may be generated according to the representative mode.
  • the prediction mode of the neighboring block may vary in units of 4 ⁇ 4 blocks
  • the prediction value for smoothing the filtering boundary region of the current block may also vary in units of 4 ⁇ 4 blocks.
  • mode comparison in units of the current PU block may be performed instead of mode comparison in units of 4 ⁇ 4 blocks.
  • a representative mode of neighboring blocks A and L may be determined. Embodiments of the method of determining the representative mode are as follows.
  • the mode of the neighboring block located on the upper right side A3 of the current block may be determined as the representative mode.
  • the mode of the neighboring block located in the upper left side A1 of the current block may be determined as the representative mode.
  • the mode of the neighboring block located in the lower left L2 of the current block may be determined as the representative mode.
  • the mode of the neighboring block located in the upper left side L1 of the current block may be determined as the representative mode.
  • the mode among the modes of all 4x4 blocks existing above the current block may be determined as the representative mode. For example, when determining the most frequent mode, a representative section of the prediction modes may be predetermined and a mode included in the representative section may be determined as the representative mode.
  • the mode among the modes of all 4x4 blocks existing on the left side of the current block may be determined as the representative mode.
  • a representative section of the prediction modes may be predetermined and a mode included in the representative section may be determined as the representative mode.
  • the median mode of all 4x4 blocks existing on the upper side of the current block may be determined as the representative mode.
  • a representative section of the prediction modes may be predetermined and a mode included in the representative section may be determined as the representative mode.
  • a mode having an intermediate value among all the modes may be determined as the representative mode.
  • a median mode among all 4x4 blocks existing on the left side of the current block may be determined as the representative mode. For example, when determining a median mode, a representative section of the prediction modes may be predetermined and a mode included in the representative section may be determined as the representative mode. Alternatively, a mode having an intermediate value among all the modes may be determined as the representative mode.
  • 12 to 13 illustrate reference samples to which the prediction mode of the current block and the neighboring block is to be applied according to the position of the neighboring block as another embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method of deriving a reference sample to use according to a prediction mode of a current block and a prediction mode of a neighboring block.
  • FIG. 12 shows a case of using the same reference sample as the current block
  • FIG. 13 shows a case of using a reference sample different from the current block.
  • the current block C generates the first prediction block Pc using the reference sample Rc according to ModeC, and uses the reference sample R A according to the prediction mode ModeA of the neighboring block A1. Will generate P A.
  • the same reference sample as that of the current block is used, and thus can be applied in the same manner as the existing method.
  • the current block C generates the first prediction block Pc using the reference sample Rc according to ModeC, and uses the reference sample R A according to the prediction mode ModeA of the neighboring block A1.
  • the prediction block P A will be generated.
  • the reference sample R A the upper reference samples are available but the left reference samples are not available because the current block has not yet been recovered.
  • the reference sample is limited to be used.
  • the following describes methods of replacing or deriving with other samples when the reference sample is unavailable.
  • 14 to 18 illustrate reference samples available when generating a prediction block by using a prediction mode of a neighboring block as another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 shows a case of replacing with a left sample of a current block
  • FIG. 15 shows a method of replacing with an upper sample of a current block
  • FIG. 16 shows a method of replacing with a reference sample of a neighboring block
  • FIG. 17 shows a neighboring block.
  • FIG. 18 illustrates a method of replacing a reference sample used in generating a prediction block of FIG.
  • a reference sample when generating a prediction block using the prediction mode of the neighboring block, a reference sample may be derived using the following methods.
  • the left reference sample that is not available may be replaced with the left reference sample R A of the current block.
  • the unavailable upper reference sample may be replaced with the upper reference sample of the current block.
  • the left reference sample that is not available may be replaced with the upper reference sample R A of the current block.
  • the upper reference sample of the current block may mean the upper reference sample of the current block existing on the left side of the neighboring block A2 as shown in FIG. 15.
  • the unavailable upper reference sample may be replaced with the left reference sample of the current block.
  • the left reference sample of the current block may mean a left reference sample of the current block existing above the neighboring block.
  • the unavailable upper reference sample may be replaced with the upper reference sample used when generating the prediction block of the neighboring block.
  • the upper and left reference samples R A of the neighboring block used when generating the prediction block of the neighboring block are used. It is available.
  • a partial region of the neighboring block may be used as a reference sample.
  • This method may be applied in consideration of a line buffer issue. For example, when trying to limit memory access to reduce cost in hardware design, access of the upper neighboring block may be restricted. Therefore, the maximum access area of the upper neighboring block may be limited to 4 lines, and the access area of the left neighboring block may not be restricted.
  • Another embodiment of the present invention provides a method of performing boundary filtering after deriving a reference sample based on the above embodiments.
  • the following embodiments may be applied when generating the first prediction block Pc and the second prediction block Px.
  • a prediction block may be generated according to the prediction mode.
  • the predicted block may be generated according to the prediction mode by using the reconstructed reference sample.
  • a sharpening filter may be applied to the reconstructed reference sample so that the edge of the corresponding region stands out, and then a prediction block may be generated according to the prediction mode.
  • a prediction block may be generated according to the prediction mode.
  • the new smoothing filter may be defined by increasing the number of taps of an existing filter or adjusting a coefficient value.
  • an additional smoothing filter is applied to the block boundary portion of the reconstructed reference sample or a strong smoothing filter is applied to the corresponding area, and then according to the prediction mode.
  • a prediction block can be generated. For example, when a prediction block is generated using a prediction mode of a neighboring block in 4x4 block units, a boundary between prediction blocks may be generated in each 4x4 block unit, and thus may be applied as a method for removing the prediction block.
  • the first prediction block Pc and the second prediction block Px may be generated by combining one or many of the above embodiments, and the method of generating a reference sample of the first prediction block Pc and the second prediction block Px It can be the same or different. In addition, different methods may be applied based on at least one of a position, a block size, and a prediction mode of a reference sample.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating a method of applying a weight according to a block size when generating a prediction block in block units according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 19A illustrates an embodiment in which different weights are applied according to pixel positions in a 4 ⁇ 4 block unit
  • FIG. 19B illustrates an embodiment in which different weights are applied according to pixel positions in a 4 ⁇ 2 block unit. Indicates.
  • the final prediction block may be generated by applying a weight using one of Equations 1 to 6 using the same.
  • the present invention proposes a method of applying weights.
  • a second prediction block generated according to the prediction mode of the left neighboring block is called Pred L
  • the first prediction block generated according to the prediction mode of the current block is Pred C. It can be said.
  • a weight may be set such that a weight of the second prediction block Pred L tends to increase as the boundary of the block is closer.
  • the weight of the first prediction block may be set to have a tendency to decrease as the weight approaches the boundary of the block.
  • a second prediction block generated according to the prediction mode of the left neighboring block is called Pred L
  • a first prediction block generated according to the prediction mode of the current block is referred to. It can be called Pred C.
  • a weight may be set such that a weight of the second prediction block Pred L tends to increase as the boundary of the block is closer.
  • the weight of the first prediction block may be set to have a tendency to decrease as the weight approaches the boundary of the block.
  • the present invention is not limited thereto and may be defined to have a weighting trend different from the above embodiments.
  • weights may vary according to pixel positions.
  • 20 is a view illustrating a method of applying a weight according to the similarity of prediction modes in another embodiment to which the present invention is applied.
  • a weight may be set differently based on the similarity between the prediction mode of the current block and the prediction mode of the neighboring block.
  • FIG. 20A illustrates a case where the similarity between the prediction mode of the current block and the neighboring block is high
  • FIG. 20B illustrates a case where the similarity between the prediction mode of the current block and the prediction mode of the neighboring block is low.
  • the present invention can set the weight for the current block higher than the neighboring block.
  • the present invention may set a weight for the neighboring block higher than the current block.
  • 10 when there are 35 intra modes, 10 may represent a vertical direction and 26 may represent a horizontal direction.
  • the filter may not be applied.
  • 21 is a syntax for describing a method of signaling whether or not filtering is applied to a boundary region of a prediction block according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention can determine whether to perform boundary filtering based on the boundary filtering flag.
  • the boundary filtering flag indicates whether boundary filtering is performed on the current block.
  • the boundary filtering flag may be expressed as obip_flag, and the boundary filtering flag may be a sequence parameter set, a picture parameter set, an adaptation parameter set, a sequence header. Can be defined separately at each level, such as CU, PU, and the like.
  • the boundary filtering flag may be represented by sps_obip_flag (S2110).
  • the following methods may be applied whether boundary filtering is performed at the CU level.
  • the boundary filtering flag may or may not exist at the CU or PU level.
  • the boundary filtering flag may or may not exist according to the block size.
  • the boundary filtering flag may or may not exist according to the partition mode of the prediction block.
  • the boundary filtering flag may or may not exist according to the prediction mode of the block.
  • boundary filtering may be performed at all times. Otherwise, the boundary filtering flag may be transmitted.
  • boundary filtering may not be performed.
  • the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units illustrated in FIGS. 1 and 2 may be implemented and performed on a computer, a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices, and the like, for processing video and data signals Can be used for
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium includes all kinds of storage devices for storing computer readable data.
  • the computer-readable recording medium may include, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical data storage device. Can be.
  • the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).
  • the bit stream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서, 현재 블록에 예측 모드에 따라 제1 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 예측 모드를 확인하는 단계; 상기 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 대해 가중치를 적용하여 최종 예측 블록을 생성하는 단계; 및 상기 최종 예측 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

인트라 예측 필터링을 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치
본 발명은 비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 인트라 예측을 위한 것으로, 현재 블록의 예측 모드와 주변 블록과의 예측 모드가 다를 때 블록 경계의 불연속성을 제거하는 기술에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다. 특히, 인트라 예측은 현재 블록에 인접한 영역을 참조로 하여 다양한 방향성을 갖거나 방향성이 없는 예측 블록을 생성하게 된다. 이때, 현재 블록의 예측 모드와 이웃 블록의 예측 모드가 다른 경우, 예측 블록의 경계 영역에 있어 차분값이 커지는 경향이 있으므로 이를 줄이기 위해 블록의 경계 영역을 개선할 필요가 있다.
본 발명은 예측 블록을 필터링하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 예측 블록의 경계 영역을 개선하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 현재 블록의 예측 모드와 주변 블록의 예측 모드를 이용하여 예측 블록을 필터링하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 주변 블록의 예측 모드를 선택하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 향상된 예측을 수행하기 위해 참조 샘플을 유도하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 향상된 예측을 수행하기 위해 필터링을 수행하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 예측 블록 생성시 가중치를 적용하는 방법을 제공하고자 한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해,
본 발명은 예측 블록을 필터링하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 현재 블록의 예측 모드와 주변 블록과의 예측 모드가 다를 때 블록 경계의 불연속성을 제거하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 예측 블록의 경계 영역을 개선함으로써 인트라 예측 성능을 향상시키는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 예측 블록의 경계 영역을 필터링하기 위한 주변 블록의 예측 모드를 선택하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 예측 블록의 경계 영역을 필터링하기 위한 참조 샘플을 유도하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 향상된 예측을 수행하기 위해 필터링을 수행하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 예측 블록 생성시 가중치를 적용하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 예측 블록의 경계 영역에 대한 필터링 적용 여부를 시그널링하는 방법을 제공한다.
비디오 코덱의 인트라 예측은 현재 블록에 인접한 영역을 참조로 하여 다양한 방향성을 갖거나 방향성이 없는 예측 블록을 생성하고, 인코더/디코더는 현재 블록과의 차분값에 대해 부호화/복호화를 수행한다. 이 경우, 현재 블록의 예측 모드와 이웃 블록의 예측 모드가 다른 경우, 예측 블록의 경계 영역에 있어 차분값이 커지는 경향이 있으므로, 본 발명은 차분값을 줄이기 위해 블록의 경계 영역을 개선하는 방법을 제안한다. 이를 통해 차분값이 줄어들 수 있으므로 영상의 인트라 예측 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 서브 픽셀 위치에 있는 참조 픽셀을 보간하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 현재 블록과 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 예측 블록의 경계를 필터링하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 현재 블록의 블록 분할에 따른 필터링 적용 가능한 영역을 나타낸다.
도 9는 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 현재 블록의 블록 분할에 따라 필터링을 적용하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 블록 사이즈와 예측 모드를 고려한 경계 필터링 영역을 나타낸다.
도 11은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 블록의 경계 영역에 대해 4x4 블록 단위로 필터링을 적용하는 것을 나타낸다.
도 12 내지 도 13은 본 발명이 적용되는 다른 실시예들로서, 이웃 블록의 위치에 따라 현재 블록과 이웃 블록의 예측 모드를 적용할 참조 샘플을 나타낸다.
도 14 내지 도 18은 본 발명이 적용되는 다른 실시예들로서, 이웃 블록의 예측 모드를 이용하여 예측 블록을 생성할 때 이용가능한 참조 샘플을 나타낸다.
도 19는 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 블록 단위의 예측 블록 생성시 블록 사이즈에 따라 가중치를 적용하는 방법을 나타낸다.
도 20은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 예측 모드의 유사도에 따라 가중치를 적용하는 방법을 나타낸다.
도 21은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 예측 블록의 경계 영역에 대한 필터링 적용 여부를 시그널링하는 방법을 설명하기 위한 신택스이다.
본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서, 현재 블록에 예측 모드에 따라 제1 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 예측 모드를 확인하는 단계; 상기 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 대해 가중치를 적용하여 최종 예측 블록을 생성하는 단계; 및 상기 최종 예측 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 확인 단계는, 상기 현재 블록의 상측 경계에 인접한 상측 이웃 블록 및/또는 좌측 경계에 인접한 좌측 이웃 블록이 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 상측 이웃 블록 및/또는 상기 좌측 이웃 블록이 이용가능한지 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 상측 이웃 블록 및/또는 상기 좌측 이웃 블록이 이용가능한지 여부는, 상기 상측 이웃 블록 및/또는 상기 좌측 이웃 블록의 예측 모드가 상기 현재 블록의 예측 모드와 동일한지 여부에 의해 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 이웃 블록이 복수개 존재하는 경우, 상기 이웃 블록의 예측 모드는 특정 기준에 따라 하나의 대표 모드로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 특정 기준은 이웃 블록의 위치, 최빈 예측 모드, 중간 예측 모드 또는 블록 사이즈 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제2 예측 블록을 생성하는 단계에서, 참조 샘플이 이용불가능한 경우, 상기 제2 예측 블록은 다른 위치의 참조 샘플을 이용하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제2 예측 블록에 적용되는 가중치는 블록의 경계에 가까울수록 큰 가중치 값을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 가중치는 상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드 간의 유사도에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드 간의 유사도가 특정값 이상인 경우, 상기 현재 블록의 가중치를 상기 이웃 블록보다 높게 설정하고, 상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드 간의 유사도가 특정값 미만인 경우, 상기 이웃 블록의 가중치를 상기 현재 블록보다 높게 설정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 방법은, 특정 레벨에서 경계 필터링을 수행하는지 여부를 나타내는 경계 필터링 플래그를 추출하는 단계를 더 포함하되, 상기 경계 필터링 플래그에 따라 특정 레벨에서 경계 필터링이 수행되는 경우 상기 확인 단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 장치에 있어서, 현재 블록에 예측 모드에 따라 제1 예측 블록을 생성하고, 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 예측 모드를 확인하고, 상기 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 제2 예측 블록을 생성하고, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 대해 가중치를 적용하여 최종 예측 블록을 생성하는 인트라 예측부; 및 상기 최종 예측 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
본 발명에서, 상기 이웃 블록의 예측 모드가 상기 현재 블록의 예측 모드와 동일한 경우, 상기 제2 예측 블록이 상기 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 이웃 블록이 복수개 존재하는 경우, 상기 이웃 블록의 예측 모드는 특정 기준에 따라 하나의 대표 모드로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 가중치는 상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드 간의 유사도에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 장치는, 특정 레벨에서 경계 필터링을 수행하는지 여부를 나타내는 경계 필터링 플래그를 추출하는 파싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어들은 발명을 설명하기 위해 선택된 일반적인 용어들이나, 유사한 의미를 갖는 다른 용어가 있는 경우 보다 적절한 해석을 위해 대체 가능할 것이다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다. 또한, 파티셔닝(partitioning), 분해(decomposition), 스플리팅 (splitting) 및 분할(division) 등의 경우에도 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상(Input image)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다.
다만, 상기 용어들은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 사용할 뿐이며, 본 발명은 해당 용어의 정의에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 비디오 신호를 인코딩 또는 디코딩하는 과정에서 이용되는 단위로써 코딩 유닛이라는 용어를 사용하지만, 본 발명은 그에 한정되지 않으며 발명 내용에 따라 적절하게 해석 가능할 것이다.
인코더(100)는 입력 영상 신호에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호를 복원할 수 있다. 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(180)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽쳐로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(180)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(180)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 인트라 예측부(185)는 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
본 발명은 현재 블록의 예측 모드와 주변 블록과의 예측 모드가 다를 때 인트라 블록 경계의 불연속성을 제거하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 예측 블록의 경계 영역을 필터링하기 위한 주변 블록의 예측 모드를 선택하는 방법 및 참조 샘플을 유도하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 예측 블록 생성시 가중치를 적용하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 예측 블록의 경계 영역에 대한 필터링 적용 여부를 시그널링하는 방법을 제공한다.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호을 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩될 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 변환 계수를 역변환하여 레지듀얼 신호(residual signal)를 획득하게 된다.
획득된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할할 수 있다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
예를 들어, CTU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)을 포함할 수 있다.
하나의 CTU은 쿼드트리(quadtree, 이하 'QT'라 함) 구조로 분해될 수 있다. 예를 들어, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 각 변의 길이가 절반씩 감소하는 4개의 유닛으로 분할될 수 있다. 이러한 QT 구조의 분해는 재귀적으로 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, QT의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련될 수 있다. QT는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할될 수 있고, 이때 상기 리프 노드는 코딩 유닛(CU: Coding Unit)으로 지칭될 수 있다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미할 수 있다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함할 수 있다. 예를 들어, CU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16, 8x8 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, CU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
도 3을 참조하면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, 레벨 0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당된다.
CTU은 QT 형태로 분해될 수 있으며, 그 결과 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드들이 생성될 수 있다. 그리고, 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 레벨 1의 깊이를 가진다.
레벨 1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 레벨 2의 깊이를 가진다.
또한, 레벨 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 레벨 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 또는 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 QT 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_cu_flag"로 표현될 수 있다. 상기 분할 플래그는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 상기 분할 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 코딩 과정이 수행될 수 있다.
앞서 도 3의 실시예에서는 CU의 분할 과정에 대해 예로 들어 설명하였으나, 변환을 수행하는 기본 단위인 변환 유닛(TU: Transform Unit)의 분할 과정에 대해서도 상술한 QT 구조를 적용할 수 있다.
TU는 코딩하려는 CU로부터 QT 구조로 계층적으로 분할될 수 있다. 예를 들어, CU은 변환 유닛(TU)에 대한 트리의 루트 노트(root node)에 해당될 수 있다.
TU는 QT 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. 예를 들어, TU의 크기는 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, TU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 변환 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_transform_flag"로 표현될 수 있다.
상기 분할 변환 플래그는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
상기에서 설명한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할할 수 있다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2Nx2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2Nx2N 또는 NxN)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2Nx2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2Nx2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2Nx2N, NxN, 2NxN, Nx2N, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, NxN 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2NxN 형태 및 세로 방향으로 분할되는 Nx2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64x64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64x64 크기의 CU에서 8x8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64x64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64x64 CU를 32x32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32x32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32x32 CU를 16x16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16x16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16x16 CU를 8x8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8x8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16x16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8x8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16x16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16x16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32x32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16x16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32x32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32x32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64x64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32x32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64x64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다.
CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
도 5 내지 도 6은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 5는 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 유도(derivation)할 수 있다(S501).
인트라 예측에서는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향을 가질 수 있다. 본 명세서에서는 예측 방향을 가지는 인트라 예측 모드를 인트라 방향성 예측 모드(Intra_Angular prediction mode) 또는 인트라 방향성 모드라고 한다. 반면, 예측 방향을 가지지 않는 인트라 예측 모드로서, 인트라 플래너(INTRA_PLANAR) 예측 모드, 인트라 DC(INTRA_DC) 예측 모드가 있다.
표 1은 인트라 예측 모드와 관련 명칭에 대하여 예시하고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
표 1
인트라 예측 모드(Intra prediction mode) 관련 명칭(Associated name)
0 인트라 플래너(INTRA_PLANAR)
1 인트라 DC(INTRA_DC)
2 ... 34 인트라 방향성 2 ... 인트라 방향성 34(INTRA_ANGULAR2 ... INTRA_ANGULAR34)
인트라 예측에서는 유도되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 유도할 수 있다.
디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다(S502).
인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nSxnS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnS 개의 샘플들 및 현재 처리 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 의미한다.
그러나, 현재 처리 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있다(S503).
참조 샘플의 필터링 수행 여부는 현재 처리 블록의 크기에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 참조 샘플의 필터링 방법은 인코더로부터 전달되는 필터링 플래그에 의해 결정될 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드와 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성하 수 있다(S504). 즉, 디코더는 인트라 예측 모드 유도 단계(S501)에서 유도된 인트라 예측 모드와 참조 샘플 구성 단계(S502)와 참조 샘플 필터링 단계(S503)를 통해 획득한 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성(즉, 예측 샘플 생성)할 수 있다.
현재 처리 블록이 INTRA_DC 모드로 인코딩된 경우 처리 블록 간의 경계의 불연속성(discontinuity)를 최소화하기 위해, S504 단계에서 예측 블록의 좌측(left) 경계 샘플(즉, 좌측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)과 상측(top) 경계 샘플(즉, 상측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)을 필터링할 수 있다.
또한, S504 단계에서 인트라 방향성 예측 모드들 중 수직 방향 모드(vertical mode) 및 수평 방향 모드(horizontal mode)에 대해서도 INTRA_DC 모드와 유사하게 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플에 필터링을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 현재 처리 블록이 수직 모드(vertical mode) 또는 수평 모드(horizontal mode)로 인코딩된 경우, 예측 방향에 위치하는 참조 샘플에 기반하여 예측 샘플의 값을 유도할 수 있다. 이때, 예측 블록의 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플 중 예측 방향에 위치하지 않는 경계 샘플이 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과 인접할 수 있다. 즉, 예측에 사용되는 참조 샘플과의 거리보다 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과의 거리가 훨씬 가까울 수 있다.
따라서, 디코더는 인트라 예측 방향이 수직 방향인지 수평 방향인지에 따라 적응적으로 좌측 경계 샘플들 또는 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다. 즉, 인트라 예측 방향이 수직 방향인 경우, 좌측 경계 샘플들에 필터링을 적용하고, 인트라 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 현재 블록과 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 예측 블록의 경계를 필터링하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 현재 블록의 예측 모드와 주변 블록과의 예측 모드가 다를 때 인트라 블록 경계의 불연속성을 제거하는 방법을 제공한다.
먼저, 인코더는 현재 블록의 예측 모드를 결정할 수 있고(S710), 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 확인할 수 있다(S720).
상기 확인 결과, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드를 나타내는 경우, 상기 인코더는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 예측값을 생성할 수 있다(S730).
그리고, 상기 인코더는 상기 현재 블록에 이웃하는 이웃 블록의 인트라 예측 모드를 확인하고(S740), 상기 이웃 블록의 인트라 예측 모드에 따라 상기 이웃 블록의 예측값을 생성할 수 있다(S750).
상기 인코더는 상기 현재 블록의 예측값과 상기 이웃 블록의 예측값에 가중치를 적용하여 필터링을 수행할 수 있다(S760).
상기 인코더는 상기 필터링된 최종 예측값을 획득할 수 있다(S770).
한편, 상기 확인 결과, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드가 아닌 경우, 상기 인코더는 인터 예측을 수행할 수 있다(S780).
도 8은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 현재 블록의 블록 분할에 따른 필터링 적용 가능한 영역을 나타낸다.
본 발명은 필터링할 블록의 영역을 선택하는 방법에 대해 다양한 실시예를 제공한다.
첫번째 예로, 타겟 블록의 좌측 경계 및 상측 경계에 대해 필터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 8(a)는 코딩 유닛 또는 2Nx2N 예측 유닛의 좌측/상측 경계를 나타낸다. 인트라 예측 모드의 경우, 주변의 복원된 화소값으로 예측 블록을 생성하므로, 상기 도 8(a)는 이웃 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드이고 현재 블록의 인트라 예측 모드가 다른 경우에 보다 효율적일 수 있다.
두번째 예로, 예측 유닛의 좌측 경계 및 상측 경계에 대해 필터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 8(b)는 NxN 예측 유닛의 좌측/상측 경계를 나타낸다. 현재 블록이 복수개의 예측 유닛으로 분할되는 경우, 각 예측 유닛의 좌측 경계 및 상측 경계에 대해 필터링을 수행함으로써 예측 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 도 8(b)에서는 NxN 예측 유닛을 예로 들고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다른 사이즈의 예측 유닛에도 유사하게 적용가능하다.
세번째 예로, 코딩 유닛 또는 예측 유닛의 좌측 경계 및 상측 경계 중 일부에 대해 필터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 8(c)는 코딩 유닛 또는 예측 유닛의 좌측 경계를 나타낸다. 현재 블록이 복수개의 예측 유닛으로 분할되는 경우, 각 예측 유닛의 좌측 경계 및 상측 경계 중 일부에 대해 필터링을 수행함으로써 예측 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 도 8(c)에서는 코딩 유닛 또는 예측 유닛의 좌측 경계를 예로 들고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 좌측 경계의 일부, 상측 경계의 일부 또는 양쪽 경계의 일부에도 유사하게 적용가능하다.
인트라 예측 모드의 경우, 현재 블록의 예측 모드와 이웃 블록의 예측 모드(여기서, 이웃 블록은 CU 또는 PU일 수 있다)가 다를 때 인접한 경계 영역의 불연속성으로 인해 차분값이 커지는 경향이 있다. 이를 줄이기 위해, 본 발명은 현재 블록의 예측 모드와 이웃 블록의 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 대한 예측 블록의 경계 부분을 필터링할 수 있다.
다른 예로, 이웃 블록의 예측 모드가 인터 모드인 경우, 이웃 블록의 움직임 정보를 이용하여 제1 예측 블록을 생성하고, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 생성된 제2 예측 블록과 상기 제1 예측 블록에 대해 가중치를 적용할 수 있다. 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 대해 가중치를 적용하여 합함으로써 현재 블록에 대한 최종 예측 블록을 획득할 수 있다.
다른 예로, 이웃 블록의 예측 모드가 인터 모드인 경우, 상기 이웃 블록은 가중치 합(weighted sum)을 적용하지 않을 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 현재 블록의 블록 분할에 따라 필터링을 적용하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은, 기설정된 필터링 조건에 따라 적용되는 경계 필터링 영역에 대한 다양한 실시예들을 제공한다.
예를 들어, 다음과 같은 기준에 따라 경계 필터링 영역이 결정될 수 있다.
(i) CU 또는 PU의 블록 경계 부분에 적용할 수 있다.
(ii) CU 또는 PU의 블록 경계 부분 중 일부 영역에 적용할 수 있다.
(iii) CU 또는 PU의 블록 경계 부분 중 좌측 및 상측 영역에 적용할 수 있다.
(iv) 필터링을 적용하는 경계 영역은 서브 블록, 라인, 또는 픽셀 단위로 적용할 수 있다.
(v) CU의 경계 부분과 CU의 경계 부분이 아닌 PU의 경계 부분은 다르게 적용될 수 있다.
(vi) 현재 블록 및/또는 이웃 블록의 사이즈에 따라 필터링 영역이 달라질 수 있다.
(vii) 현재 블록 및/또는 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 필터링 영역이 달라질 수 있다.
예를 들어, 필터링은 현재 블록의 예측 모드가 인트라 방향성 모드인 경우 적용될 수 있다.
또는, 현재 블록의 예측 모드와 이웃 블록의 예측 모드가 동일한 경우에는 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
또는, 현재 블록의 예측 모드와 이웃 블록의 예측 모드가 동일한 경우라도, 참조 샘플의 필터링을 다르게 적용할 수 있다.
또는, 현재 블록 및 이웃 블록의 예측 모드에 따라, 예측 방향의 유사도에 기초하여 필터링 영역이 달라질 수 있다. 예를 들어, 예측 방향의 유사도가 높을수록 참조 영역의 유사도가 높아지므로 필터링 영역이 넓어질 수 있다.
(viii) 상기 실시예들의 조합도 가능하며, 본 발명은 상기 실시예들 중 적어도 하나에 기초하여 필터링 영역을 결정할 수 있다.
상기 도 9는, 상기 실시예들에 따라 디코더에서 예측을 수행하는 방법에 대한 일실시예를 나타낸다.
먼저, 디코더는 현재 블록의 예측 모드에 따라 제1 예측 블록(Pc)을 생성할 수 있다(S910).
상기 디코더는 상기 현재 블록의 CU 사이즈를 확인할 수 있다(S920). 상기 S920 단계의 확인 결과, CU 사이즈가 기설정된 사이즈보다 크면 상기 디코더는 상기 현재 블록과 상기 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 가중치 합을 적용하여 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, CU 사이즈 > 16 이면, 상기 디코더는 이웃 블록의 예측 모드를 확인할 수 있다(S930). 이때, 상기 디코더는 상기 이웃 블록의 서브 블록들에 대해 반복적으로 수행할 수 있다. 여기서, 상기 서브 블록의 식별자는 block_id 로 표현할 수 있으며, block_id = 0 부터 수행될 수 있다.
보다 구체적으로, 먼저 상기 디코더는 상기 현재 블록에 인접하는 이웃 블록이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 상측, 좌측 경계에 인접한 이웃 블록을 확인할 수 있다. 상측 경계에 인접한 블록과 좌측 경계에 인접한 블록이 이용가능하면, 현재 블록의 좌상단 경계 영역은 상측 이웃 블록과 좌측 이웃 블록 모두 이용가능하다.
상기 디코더는 상기 이웃 블록의 예측 모드가 상기 현재 블록의 예측 모드와 동일한지 여부를 확인함으로써 상기 이웃 블록이 이용가능한지 여부를 확인할 수 있다.
그리고, 상기 디코더는 이용가능한 이웃 블록의 예측 모드를 확인할 수 있다. 이경우, 상기 이웃 블록의 예측 모드는 대표 모드로 설정될 수도 있다. 이에 대해서는 명세서 내 다른 실시예에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
한편, 상기 S920 단계의 확인 결과, CU 사이즈가 기설정된 사이즈보다 크지 않으면, 상기 디코더는 경계 필터링 플래그에 기초하여 경계 필터링을 수행할지 여부를 결정할 수 있다(S980). 여기서, 상기 경계 필터링 플래그는 현재 블록에 대해 경계 필터링을 수행하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 상기 경계 필터링 플래그는 obip_flag로 표현될 수 있으며, 상기 경계 필터링 플래그는 시퀀스 파라미터 셋(Sequence Parameter Set), CU 등과 같이 각 레벨에서 별도로 정의될 수 있다. 상기 obip_flag == True 이면, 상기 디코더는 경계 필터링을 수행할 수 있다. 반면, 상기 obip_flag == false 이면, 상기 디코더는 경계 필터링을 수행하지 않을 수 있다.
상기 S930 단계 이후, 상기 디코더는 상기 이웃 블록의 예측 모드가 인트라 방향성 모드인지 여부를 확인할 수 있다(S940). 상기 S940 단계의 확인 결과, 상기 이웃 블록의 예측 모드가 인트라 방향성 모드를 나타내는 경우, 상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드가 동일한지 여부를 확인할 수 있다(S950).
한편, 상기 S940 단계의 확인 결과, 상기 이웃 블록의 예측 모드가 인트라 방향성 모드를 나타내지 않는 경우, 상기 디코더는 다음 서브 블록에 대해 상기 S930 단계와 S940 단계를 수행할 수 있다.
그리고, 상기 S950 단계의 확인 결과, 상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드가 동일하지 않은 경우, 상기 디코더는 상기 이웃 블록의 예측 모드에 따라 제2 예측 블록(Px)을 생성할 수 있다(S960). 보다 구체적으로, 상기 디코더는 먼저 참조 샘플을 유도하고, 참조 샘플들에 대해 필터링을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 디코더는 필터링된 참조 샘플을 이용하여 상기 제2 예측 블록(Px)을 생성할 수 있다.
한편, 상기 S950 단계의 확인 결과, 상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드가 동일한 경우에도, 상기 디코더는 다음 서브 블록에 대해 상기 S930 단계 내지 S950 단계를 수행할 수 있다.
마지막으로, 상기 디코더는 상기 제1 예측 블록(Pc)과 상기 제2 예측 블록(Px)에 대해 가중치를 적용하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다(S970).
도 10은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 블록 사이즈와 예측 모드를 고려한 경계 필터링 영역을 나타낸다.
도 10(a)는 현재 블록의 사이즈가 32x32 인 경우 예측 모드를 고려한 경계 필터링 영역을 나타내고, 도 10(b)는 현재 블록의 사이즈가 16x16 인 경우 예측 모드를 고려한 경계 필터링 영역을 나타낸다.
본 발명은, 블록 사이즈 및 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 경계 필터링 영역을 결정할 수 있다.
도 10(a)를 살펴보면, 현재 블록의 사이즈가 32x32 이고 현재 블록의 인트라 예측 모드는 23 임을 확인할 수 있다.
먼저, 인코더/디코더는 현재 블록의 사이즈가 기설정된 사이즈(예를 들어, 16x16) 보다 큰지 여부를 확인할 수 있다. 만약 현재 블록의 사이즈가 기설정된 사이즈보다 큰 경우 기설정된 필터링 조건에 따라 필터링을 수행할 수 있다. 여기서, 기설정된 필터링 조건이란 상기 도 9에서 설명한 실시예들이 적용될 수 있다.
예를 들어, 상기 도 10(a)의 경우, 현재 블록의 사이즈가 16보다 크므로 현재 예측 블록의 좌측 및 상측 경계 영역에 대해 필터링을 수행할 수 있으며, 이 경우 필터링은 4x4 블록 단위로 수행될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 필터링은 다른 사이즈의 블록 단위, 라인 단위, 또는 픽셀 단위로 수행될 수도 있다.
그리고, 인코더/디코더는 이웃 블록의 인트라 예측 모드가 인트라 방향성 모드인지 여부를 확인할 수 있다. 상기 이웃 블록의 예측 모드가 인트라 방향성 모드를 나타내는 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드와 이웃 블록의 인트라 예측 모드가 동일한지 여부를 확인할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드와 상기 이웃 블록의 인트라 예측 모드가 동일하지 않은 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 제1 예측 블록(Pc)과 이웃 블록의 인트라 예측 모드에 따른 제2 예측 블록(Px)에 대해 가중치 합을 적용함으로써 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 도 10(a)의 경우, 이웃 블록의 인트라 예측 모드는 20, 28, 26, 34, 23으로 모두 인트라 방향성 모드를 나타내고, 이웃 블록 A를 제외하고는 모두 다른 인트라 예측 모드 값을 가지고 있다. 따라서, 경계 필터링 영역은 이웃 블록 A에 인접한 경계 영역을 제외한 나머지 영역들이 경계 필터링 영역으로 결정될 수 있다.
그리고, 현재 블록의 인트라 예측 모드(23)에 따른 제1 예측값과 나머지 이웃 블록들(B,C,D,E)의 인트라 예측 모드(34,26,28,20)에 따른 제2 예측값들에 대해 가중치 합을 적용함으로써 최종 예측값을 생성할 수 있다.
다른 예로, 도 10(b)를 살펴보면, 현재 블록의 사이즈가 16x16 이고 현재 블록의 인트라 예측 모드는 23 임을 확인할 수 있다.
도 10(b)를 살펴보면, 현재 블록의 사이즈가 16보다 크지 않으므로 현재 예측 블록의 좌측 및 상측 경계 영역 중 일부에 대해 필터링을 수행할 수 있으며, 예를 들어 필터링은 2x4 또는 4x2 블록 단위로 수행될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 필터링은 다른 사이즈의 블록 단위, 라인 단위, 또는 픽셀 단위로 수행될 수도 있다. 이 경우, 상기 필터링은 경계 필터링 플래그에 기초하여 경계 필터링이 수행될지 여부가 결정될 수 있다.
그리고, 이웃 블록의 인트라 예측 모드는 23, 26, 34로 모두 인트라 방향성 모드를 나타내고, 이웃 블록 N을 제외하고는 모두 다른 인트라 예측 모드 값을 가지고 있다. 따라서, 경계 필터링 영역은 이웃 블록 N에 인접한 경계 영역을 제외한 나머지 영역들이 경계 필터링 영역으로 결정될 수 있다.
그리고, 현재 블록의 인트라 예측 모드(23)에 따른 제1 예측값과 나머지 이웃 블록들(L,M)의 인트라 예측 모드(34,26)에 따른 제2 예측값들에 대해 가중치 합을 적용함으로써 최종 예측값을 생성할 수 있다.
한편, 색차 신호의 경우 휘도 신호의 경계 필터링 영역보다 작은 영역에 대해 필터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 휘도 신호의 경우 4x4 블록 단위로 필터링을 수행하고, 색차 신호의 경우 4x2 또는 2x4 블록 단위로 필터링을 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 블록의 경계 영역에 대해 4x4 블록 단위로 필터링을 적용하는 것을 나타낸다.
현재 예측 블록의 경계 영역을 필터링하여 최종 예측 블록을 생성하는 방법은 다음 수학식 1과 같다.
수학식 1
Figure PCTKR2016009213-appb-M000001
여기서, (i,j)는 블록 내 필터링 경계 영역의 위치를 나타낸다. 예를 들어, 4x4 블록 단위로 적용하는 경우 i,j는 0...3의 값을 갖는다.
상기 수학식 1에서 PC는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 제1 예측값을 나타내고, PX는 이웃 블록의 인트라 예측 모드에 따른 제2 예측값을 나타낸다. w는 가중치를 나타내며 x는 이웃 블록의 위치를 나타낸다. 예를 들어, 도 11의 경우, x는 상측(A), 좌측(L)을 나타낼 수 있다.
본 발명은 현재 예측 블록의 경계 영역을 필터링하기 위한 이웃 블록의 예측 모드를 선택하는 방법 및 이웃 블록의 인트라 예측 모드에 따른 예측 블록(PX)을 생성하는 방법을 제안한다.
본 발명의 일실시예는 이웃 블록의 예측 모드를 결정 또는 선택하는 방법을 제공한다.
상기 도 11을 살펴보면, 본 발명은 현재 예측 블록의 좌측 및 상측 경계에 대해 4x4 블록 단위로 필터링을 적용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 예측 모드를 ModeC, 상측 이웃 블록의 예측 모드들을 각각 ModeA1, ModeA2, ModeA3 이라고 할 때, 이들을 이용하여 생성된 예측 블록들(PC, PA1, PA2, PA3)을 상기 수학식 1에 적용하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
현재 블록 내의 각 4x4 블록이 상측과 인접한 경우에는 상측 이웃 블록의 예측 모드를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있으며, 좌측과 인접한 경우에는 좌측 이웃 블록의 예측 모드를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 좌측과 상측 모두와 인접한 경우에는 두 이웃 블록의 예측 모드를 이용하여 예측 블록을 생성하는 것이 가능하다. 두 이웃 블록의 예측 모드를 이용하는 방법은 다음 수학식 2 내지 6과 같은 실시예들이 사용될 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2016009213-appb-M000002
수학식 3
Figure PCTKR2016009213-appb-M000003
수학식 4
Figure PCTKR2016009213-appb-M000004
수학식 5
Figure PCTKR2016009213-appb-M000005
수학식 6
Figure PCTKR2016009213-appb-M000006
상기 수학식 2의 경우, 좌측 이웃 블록의 예측값과 우측 이웃 블록의 예측값의 평균값을 이용하는 것을 나타낸다.
상기 수학식 3의 경우, 먼저 현재 블록의 예측값과 상측 이웃 블록의 예측값에 가중치를 적용한 후, 그 결과값과 좌측 이웃 블록의 예측값에 가중치를 적용하는 것을 나타낸다.
상기 수학식 4의 경우, 상기 수학식 3의 방법을 이용하되, 첫번째 가중치와 두번째 가중치가 서로 다른 값을 갖는 것을 나타낸다.
상기 수학식 5의 경우, 먼저 현재 블록의 예측값과 좌측 이웃 블록의 예측값에 가중치를 적용한 후, 그 결과값과 상측 이웃 블록의 예측값에 가중치를 적용하는 것을 나타낸다.
상기 수학식 6의 경우, 상기 수학식 5의 방법을 이용하되, 첫번째 가중치와 두번째 가중치가 서로 다른 값을 갖는 것을 나타낸다.
상기 방법들은 일실시예들에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 방법들은 서로 조합가능하며, 일정 조건 하에 적용 가능하도록 할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 현재 블록에 인접한 각 방향의 이웃 블록들이 적어도 하나 이상 존재하는 경우 대표 모드를 결정하고, 대표 모드에 따라 예측값을 생성할 수 있다.
이웃 블록의 예측 모드는 4x4 블록 단위로 달라질 수 있으므로 현재 블록의 필터링 경계 영역을 스무딩하기 위한 예측값도 4x4 블록 단위로 달라질 수 있다. 예측 블록을 생성하는 과정을 간소화하기 위해 4x4 블록 단위의 모드 비교가 아닌 현재 PU 블록 단위의 모드 비교 또한 가능하다. 이를 위해 이웃 블록 A와 L의 대표 모드를 정할 수 있다. 대표 모드를 정하는 방법의 실시예들은 다음과 같다.
(i) 현재 블록의 우상측(A3)에 위치한 이웃 블록의 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다.
(ii) 현재 블록의 좌상측(A1)에 위치한 이웃 블록의 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다.
(iii) 현재 블록의 좌하측(L2)에 위치한 이웃 블록의 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다.
(iv) 현재 블록의 좌상측(L1)에 위치한 이웃 블록의 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다.
(v) 현재 블록의 상측에 존재하는 모든 4x4 블록의 모드 중 최빈 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다. 예를 들어, 최빈 모드를 결정할 때, 예측 모드들의 대표 구간을 미리 정하고 대표 구간에 포함되는 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다.
(vi) 현재 블록의 좌측에 존재하는 모든 4x4 블록의 모드 중 최빈 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다. 예를 들어, 최빈 모드를 결정할 때, 예측 모드들의 대표 구간을 미리 정하고 대표 구간에 포함되는 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다.
(vii) 현재 블록의 상측에 존재하는 모든 4x4 블록의 모드 중 중간(median) 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다. 예를 들어, 중간(median) 모드를 결정할 때, 예측 모드들의 대표 구간을 미리 정하고 대표 구간에 포함되는 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다. 또는, 모든 모드들 중 중간값을 갖는 모드를 대표 모드로 결정할 수도 있다.
(viii) 현재 블록의 좌측에 존재하는 모든 4x4 블록의 모드 중 중간(median) 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다. 예를 들어, 중간(median) 모드를 결정할 때, 예측 모드들의 대표 구간을 미리 정하고 대표 구간에 포함되는 모드를 대표 모드로 결정할 수 있다. 또는, 모든 모드들 중 중간값을 갖는 모드를 대표 모드로 결정할 수도 있다.
(ix) 상기 방법들 중, 이웃 블록 A 또는 L의 대표 모드가 아닌 모든 이웃 블록을 대표하는 하나의 대표 모드로 정하는 것도 가능하다.
상기 방법들은 일실시예들에 불과하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 방법들은 서로 조합가능하며, 일정 조건 하에 적용 가능하도록 할 수도 있다.
도 12 내지 도 13은 본 발명이 적용되는 다른 실시예들로서, 이웃 블록의 위치에 따라 현재 블록과 이웃 블록의 예측 모드를 적용할 참조 샘플을 나타낸다.
본 발명은, 현재 블록의 예측 모드 및 이웃 블록의 예측 모드에 따라 이용할 참조 샘플을 유도하는 방법을 제공한다.
도 12는 현재 블록과 동일한 참조 샘플을 이용하는 경우를 나타내고, 도 13은 현재 블록과 다른 참조 샘플을 이용하는 경우를 나타낸다.
현재 블록의 예측 모드를 이용하여 참조 블록을 생성할 때와 마찬가지로 이웃 블록의 예측 모드를 이용하여 참조 블록을 생성할 때, 블록에 인접한 참조 샘플을 사용한다.
상기 도 12를 살펴보면, 현재 블록(C)은 ModeC에 따라 참조 샘플 Rc를 이용하여 제1 예측 블록 Pc를 생성하고, 이웃 블록 A1의 예측 모드 ModeA에 따라 참조 샘플 RA를 이용하여 제2 예측 블록 PA를 생성하게 된다.
따라서, 현재 블록의 좌상측에 위치한 A1 블록의 경우, 현재 블록과 동일한 참조 샘플을 사용하므로 기존의 방법과 동일하게 적용할 수 있다.
그러나, 상기 도 13을 살펴보면, 현재 블록(C)은 ModeC에 따라 참조 샘플 Rc를 이용하여 제1 예측 블록 Pc를 생성하고, 이웃 블록 A1의 예측 모드 ModeA에 따라 참조 샘플 RA를 이용하여 제2 예측 블록 PA를 생성하게 된다. 여기서, 참조 샘플 RA를 살펴보면, 상측의 참조 샘플들은 이용가능하나 좌측의 참조 샘플들은 현재 블록이 아직 복원되지 않았기 때문에 이용불가능하다.
이와 같이, 좌측의 참조 샘플을 이용해야 하는 예측 모드인 경우, 제한적으로 참조 샘플을 이용할 수 밖에 없게 된다. 따라서, 이하에서는 참조 샘플이 이용불가능한 경우 다른 샘플들로 대체 또는 유도하는 방법들을 설명하고자 한다.
도 14 내지 도 18은 본 발명이 적용되는 다른 실시예들로서, 이웃 블록의 예측 모드를 이용하여 예측 블록을 생성할 때 이용가능한 참조 샘플을 나타낸다.
도 14는 현재 블록의 좌측 샘플로 대체하는 경우를 나타내고, 도 15는 현재 블록의 상측 샘플로 대체하는 방법을 나타내고, 도 16은 이웃 블록의 참조 샘플로 대체하는 방법을 나타내고, 도 17은 이웃 블록의 예측 블록 생성시 사용된 참조 샘플로 대체하는 방법을 나타내고, 도 18은 이웃 블록의 일부 영역을 참조 샘플로 대체하는 방법을 나타낸다.
본 발명은, 이웃 블록의 예측 모드를 이용하여 예측 블록을 생성할 때 다음과 같은 방법들을 이용하여 참조 샘플을 유도할 수 있다.
(i) 상기 도 14를 살펴보면, 상측 이웃 블록의 예측 모드가 이용되고 좌측 참조 샘플이 이용 불가능한 경우, 이용 불가능한 좌측 참조 샘플은 현재 블록의 좌측 참조 샘플(RA)로 대체될 수 있다. 또는, 좌측 이웃 블록의 예측 모드가 이용되고 상측 참조 샘플이 이용 불가능한 경우, 이용 불가능한 상측 참조 샘플은 현재 블록의 상측 참조 샘플로 대체될 수 있다.
(ii) 상기 도 15를 살펴보면, 상측 이웃 블록의 예측 모드가 이용되고 좌측 참조 샘플이 이용 불가능한 경우, 이용 불가능한 좌측 참조 샘플은 현재 블록의 상측 참조 샘플(RA)로 대체될 수 있다. 여기서, 상기 현재 블록의 상측 참조 샘플은 상기 도 15에서와 같이 이웃 블록 A2의 좌측에 존재하는 현재 블록의 상측 참조 샘플을 의미할 수 있다.
또는, 좌측 이웃 블록의 예측 모드가 이용되고 상측 참조 샘플이 이용 불가능한 경우, 이용 불가능한 상측 참조 샘플은 현재 블록의 좌측 참조 샘플로 대체될 수 있다. 여기서, 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플은 이웃 블록의 상측에 존재하는 현재 블록의 좌측 참조 샘플을 의미할 수 있다.
(iii) 상기 도 16을 살펴보면, 상측 이웃 블록의 예측 모드가 이용되고 좌측 참조 샘플이 이용 불가능한 경우, 이용 불가능한 좌측 참조 샘플은 이웃 블록의 예측 블록을 생성할 때 이용된 좌측 참조 샘플(RA)로 대체될 수 있다.
또는, 좌측 이웃 블록의 예측 모드가 이용되고 상측 참조 샘플이 이용 불가능한 경우, 이용 불가능한 상측 참조 샘플은 이웃 블록의 예측 블록을 생성할 때 이용된 상측 참조 샘플로 대체될 수 있다.
(iv) 상기 도 17을 살펴보면, 상측 이웃 블록의 예측 모드가 이용되고 좌측 참조 샘플이 이용 불가능한 경우, 이웃 블록의 예측 블록을 생성할 때 이용된 이웃 블록의 상측, 좌측 참조 샘플(RA)을 이용할 수 있다.
(v) 상기 도 18을 살펴보면, 상측 이웃 블록의 예측 모드가 이용되고 좌측 참조 샘플이 이용 불가능한 경우, 이웃 블록의 일부 영역을 참조 샘플로 이용할 수 있다. 이 방법은 라인 버퍼 이슈(line buffer issue)를 고려하여 적용될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어 설계시 비용 절감을 위해 메모리 접근을 제한하고자 할 때, 상측 이웃 블록의 접근이 제한될 수 있다. 따라서 상측 이웃 블록의 최대 접근 영역은 4 라인으로 제한하고 좌측 이웃 블록의 접근 영역은 제약을 두지 않을 수 있다.
(vi) 상측/좌측 이웃 블록의 예측 모드가 이용되고 좌측/상측 참조 샘플이 이용 불가능한 경우, 상측 및 좌측으로 모두 이용가능한 샘플을 갖는 예측 모드 및 그에 대응되는 참조 샘플을 이용할 수 있다.
(vii) 상측/좌측 이웃 블록의 예측 모드가 이용되고 좌측/상측 참조 샘플이 이용 불가능한 경우, 현재 블록의 참조 샘플을 그대로 이용할 수 있다.
(viii) 이용 불가능한 참조 샘플을 갖는 예측 모드의 경우, 제2 예측 블록 PX를 생성하지 않고 현재 블록의 예측 모드에 따른 제1 예측 블록만을 이용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 상기와 같은 실시예들에 기초하여 참조 샘플을 유도한 후, 경계 필터링을 수행하는 방법을 제공한다.
예를 들어, 제1 예측 블록 Pc, 제2 예측 블록 Px을 생성할 때 다음과 같은 실시예들이 적용될 수 있다.
(i) 참조 샘플들에 대해 [1,2,1] 필터로 스무딩한 뒤, 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성할 수 있다.
(ii) 복원된 참조 샘플을 이용하여 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성할 수 있다.
(iii) 복원된 참조 샘플에 해당 영역의 에지가 두드러지도록 샤프닝 필터(sharpening filter)를 적용한 후, 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성할 수 있다.
(iv) 복원된 참조 샘플에 해당 영역이 블러(blur)되도록 새로운 스무딩 필터(smoothing filter)를 적용한 후, 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 새로운 스무딩 필터(smoothing filter)는 기존 필터의 탭 수를 늘리거나 계수 값을 조절함으로써 정의될 수 있다.
(v) 이웃 블록 간 예측 모드가 다른 경우, 복원된 참조 샘플의 블록 경계 부분에 스무딩 필터(smoothing filter)를 추가적으로 적용하거나 해당 영역에 강한 스무딩 필터(strong smoothing filter)를 적용한 후, 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성할 수 있다. 예를 들어, 4x4 블록 단위로 이웃 블록의 예측 모드를 이용하여 예측 블록을 생성할 경우, 각 4x4 블록 단위로 예측 블록 간 경계가 생길 수 있으므로 이를 제거하기 위한 방법으로 적용될 수 있다.
(vi) 제1 예측 블록 Pc 및 제2 예측 블록 Px는 상기 실시예들 중 하나 또는 다수를 조합하여 생성될 수 있으며, 제1 예측 블록 Pc 및 제2 예측 블록 Px의 참조 샘플을 생성하는 방법은 같거나 다를 수 있다. 또한, 참조 샘플의 위치, 블록 사이즈 및 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 서로 다른 방법이 적용될 수도 있다.
도 19는 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 블록 단위의 예측 블록 생성시 블록 사이즈에 따라 가중치를 적용하는 방법을 나타낸다.
도 19(a)는 4x4 블록 단위에서의 픽셀 위치에 따라 다른 가중치를 적용하는 실시예를 나타내고, 도 19(b)는 4x2, 2x4 블록 단위에서의 픽셀 위치에 따라 다른 가중치를 적용하는 실시예를 나타낸다.
앞서 살펴본 실시예들에 기초하여, 제1 예측 블록 Pc 및 제2 예측 블록 Px을 생성하면, 이를 이용하여 상기 수학식 1 내지 6 중 하나를 이용하여 가중치를 적용함으로써 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
본 발명은, 가중치를 적용하는 방법을 제안한다.
상기 도 19(a)를 살펴보면, 4x4 블록 단위에서, 좌측 이웃 블록의 예측 모드에 따라 생성되는 제2 예측 블록을 PredL이라 하고, 현재 블록의 예측 모드에 따라 생성되는 제1 예측 블록을 PredC라 할 수 있다.
본 발명의 일실시예는, 블록의 경계에 가까울수록 제2 예측 블록 PredL의 가중치가 커지는 경향을 갖도록 가중치를 설정할 수 있다. 예를 들어, 제2 예측 블록을 PredL의 가중치는 PL{A,B,C,D} = {1/4,1/8,1/16,1/32} 로 설정할 수 있다.
반면, 제1 예측 블록을 PredC의 경우, 블록의 경계에 가까울수록 가중치가 작아지는 경향을 갖도록 가중치를 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 예측 블록을 PredC의 가중치는 PC{A,B,C,D} = {3/4,7/8,15/16,31/32} 로 설정할 수 있다.
상기 도 19(b)를 살펴보면, 4x2, 2x4 블록 단위에서, 좌측 이웃 블록의 예측 모드에 따라 생성되는 제2 예측 블록을 PredL이라 하고, 현재 블록의 예측 모드에 따라 생성되는 제1 예측 블록을 PredC라 할 수 있다.
본 발명의 일실시예는, 블록의 경계에 가까울수록 제2 예측 블록 PredL의 가중치가 커지는 경향을 갖도록 가중치를 설정할 수 있다. 예를 들어, 제2 예측 블록을 PredL의 가중치는 PL{A,B} = {1/4,1/8} 로 설정할 수 있다.
반면, 제1 예측 블록을 PredC의 경우, 블록의 경계에 가까울수록 가중치가 작아지는 경향을 갖도록 가중치를 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 예측 블록을 PredC의 가중치는 PC{A,B} = {3/4,7/8} 로 설정할 수 있다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 위 실시예들과 다른 가중치 경향을 갖도록 정의할 수 있다. 또한, 블록 단위가 아닌 라인 또는 픽셀 단위로 적용한 경우에도 픽셀 위치에 따라 가중치가 달라질 수 있다.
도 20은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 예측 모드의 유사도에 따라 가중치를 적용하는 방법을 나타낸다.
본 발명은, 현재 블록의 예측 모드와 이웃 블록의 예측 모드 간 유사도에 기초하여 가중치를 다르게 설정할 수 있다.
도 20(a)는 현재 블록의 예측 모드와 이웃 블록의 예측 모드 간 유사도가 높은 경우를 나타내고, 도 20(b)는 현재 블록의 예측 모드와 이웃 블록의 예측 모드 간 유사도가 낮은 경우를 나타낸다.
현재 블록과 이웃 블록이 유사한 방향의 예측 모드를 갖는 경우, 상기 현재 블록과 상기 이웃 블록의 경계 부분의 오차는 작은 경향을 갖는다. 이러한 경우, 본 발명은 상기 현재 블록에 대한 가중치를 상기 이웃 블록보다 높게 설정할 수 있다.
반면, 현재 블록과 이웃 블록의 예측 모드에 따른 방향성이 유사하지 않은 경우, 상기 현재 블록과 상기 이웃 블록의 경계 부분의 오차는 큰 경향을 갖는다. 이러한 경우, 본 발명은 상기 이웃 블록에 대한 가중치를 상기 현재 블록보다 높게 설정할 수 있다.
예를 들어, 인트라 모드가 35개일 때 10은 수직 방향을 나타내고, 26은 수평 방향을 나타낼 수 있다.
상기 도 20(a)에서와 같이, 현재 블록의 예측 모드가 26이고, 이웃 블록의 예측 모드가 30인 경우, 모두 수평 방향의 예측 모드로 상대적으로 유사도가 높다고 볼 수 있으므로, 상기 현재 블록에 대한 가중치를 상기 이웃 블록보다 높게 설정할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 PredC의 가중치는 PC{A,B,C,D} = {3/4,7/8,15/16,31/32} 로 설정하고, 이웃 블록에 대한 제2 예측 블록을 PredL의 가중치는 PL{A,B,C,D} = {1/4,1/8,1/16,1/32} 로 설정할 수 있다.
반면, 상기 도 20(b)에서와 같이, 현재 블록의 예측 모드가 26이고, 이웃 블록의 예측 모드가 10인 경우, 현재 블록은 수평 방향의 예측 모드이고 이웃 블록은 수직 방향의 예측 모드이므로, 상대적으로 유사도가 낮다고 볼 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 PredC의 가중치는 PC{A,B,C,D} = {2/4,2/8,1/16,1/32} 로 설정하고, 이웃 블록에 대한 제2 예측 블록을 PredL의 가중치는 PL{A,B,C,D} = {2/4,6/8,15/16,31/32} 로 설정할 수 있다.
또한, 블록의 예측 모드 간 유사도에 따라 가중치를 다르게 적용하거나 적용 범위를 다르게 적용하는 것도 가능하다.
또한, 현재 블록과 이웃 블록과의 픽셀값 차이가 임계치보다 큰 경우 이를 블록 간 불연속성이 아닌 실제 에지(real edge)로 판단하여 필터를 적용하지 않을 수 있다.
도 21은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 예측 블록의 경계 영역에 대한 필터링 적용 여부를 시그널링하는 방법을 설명하기 위한 신택스이다.
본 발명은 경계 필터링 플래그에 기초하여 경계 필터링을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 상기 경계 필터링 플래그는 현재 블록에 대해 경계 필터링을 수행하는지 여부를 나타낸다.
예를 들어, 상기 경계 필터링 플래그는 obip_flag로 표현될 수 있으며, 상기 경계 필터링 플래그는 시퀀스 파라미터 셋(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 셋(Picture Parameter Set), 적응 파라미터 셋(Adaptation Parameter Set), 시퀀스 헤더, CU, PU 등과 같이 각 레벨에서 별도로 정의될 수 있다.
상기 obip_flag == True 이면 경계 필터링을 수행하고, 상기 obip_flag == false 이면 경계 필터링을 수행하지 않을 수 있다.
도 21(a)를 살펴보면, 시퀀스 파라미터 셋(Sequence Parameter Set) 레벨에서 경계 필터링 플래그를 시그널링하는 신택스를 나타낸다. 이 경우, 경계 필터링 플래그는 sps_obip_flag로 표현될 수 있다(S2110).
도 21(b)를 살펴보면, CU 레벨에서 경계 필터링 플래그를 시그널링하는 신택스를 나타낸다. 이 경우, 경계 필터링 플래그는 obip_flag로 표현될 수 있으며(S2130), CU 레벨에서의 경계 필터링 플래그는 일정 조건 하에 정의될 수 있다. 예를 들어, CU 레벨보다 상위 레벨에서 경계 필터링이 수행되는 경우(!sps_obip_flag) 및/또는 블록 사이즈가 4보다 크지 않은 경우(log2CbSize <= 4), CU 레벨에서 경계 필터링 플래그를 정의할 수 있다(S2120).
일실시예로, CU 레벨에서의 경계 필터링 수행 여부는 다음 방법들이 적용될 수 있다.
(i) CU 또는 PU 레벨에서 경계 필터링 플래그가 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
(ii) 블록 사이즈에 따라 경계 필터링 플래그가 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
(iii) 예측 블록의 분할 모드(partition mode)에 따라 경계 필터링 플래그가 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
(iv) 블록의 예측 모드에 따라 경계 필터링 플래그가 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
예를들어, 현재 CU의 크기가 16x16보다 크거나 2Nx2N인 경우 항상 경계 필터링을 수행하고 그 외의 경우 경계 필터링 플래그를 전송할 수 있다.
또한, 현재 블록이 DC 예측 모드, 플래너(Planar) 예측 모드와 같은 비방향성(Non-Directional) 예측 모드를 갖는 경우, 경계 필터링을 수행하지 않을 수 있다.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 1 및 도 2에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 및 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트 스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (15)

  1. 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서,
    현재 블록에 예측 모드에 따라 제1 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 예측 모드를 확인하는 단계;
    상기 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 제2 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 대해 가중치를 적용하여 최종 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 최종 예측 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 확인 단계는,
    상기 현재 블록의 상측 경계에 인접한 상측 이웃 블록 및/또는 좌측 경계에 인접한 좌측 이웃 블록이 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 상측 이웃 블록 및/또는 상기 좌측 이웃 블록이 이용가능한지 여부를 확인하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상측 이웃 블록 및/또는 상기 좌측 이웃 블록이 이용가능한지 여부는, 상기 상측 이웃 블록 및/또는 상기 좌측 이웃 블록의 예측 모드가 상기 현재 블록의 예측 모드와 동일한지 여부에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이웃 블록이 복수개 존재하는 경우, 상기 이웃 블록의 예측 모드는 특정 기준에 따라 하나의 대표 모드로 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 특정 기준은 이웃 블록의 위치, 최빈 예측 모드, 중간 예측 모드 또는 블록 사이즈 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2 예측 블록을 생성하는 단계에서,
    참조 샘플이 이용불가능한 경우, 상기 제2 예측 블록은 다른 위치의 참조 샘플을 이용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 예측 블록에 적용되는 가중치는 블록의 경계에 가까울수록 큰 가중치 값을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가중치는 상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드 간의 유사도에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드 간의 유사도가 특정값 이상인 경우, 상기 현재 블록의 가중치를 상기 이웃 블록보다 높게 설정하고,
    상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드 간의 유사도가 특정값 미만인 경우, 상기 이웃 블록의 가중치를 상기 현재 블록보다 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    특정 레벨에서 경계 필터링을 수행하는지 여부를 나타내는 경계 필터링 플래그를 추출하는 단계를 더 포함하되,
    상기 경계 필터링 플래그에 따라 특정 레벨에서 경계 필터링이 수행되는 경우 상기 확인 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 비디오 신호를 디코딩하는 장치에 있어서,
    현재 블록에 예측 모드에 따라 제1 예측 블록을 생성하고, 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 예측 모드를 확인하고, 상기 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 제2 예측 블록을 생성하고, 상기 제1 예측 블록과 상기 제2 예측 블록에 대해 가중치를 적용하여 최종 예측 블록을 생성하는 인트라 예측부; 및
    상기 최종 예측 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 복원부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이웃 블록의 예측 모드가 상기 현재 블록의 예측 모드와 동일한 경우, 상기 제2 예측 블록이 상기 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 이웃 블록이 복수개 존재하는 경우, 상기 이웃 블록의 예측 모드는 특정 기준에 따라 하나의 대표 모드로 설정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 가중치는 상기 현재 블록의 예측 모드와 상기 이웃 블록의 예측 모드 간의 유사도에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 장치는,
    특정 레벨에서 경계 필터링을 수행하는지 여부를 나타내는 경계 필터링 플래그를 추출하는 파싱부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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