WO2018062881A1 - 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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

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Definitions

  • the present invention relates to a still image or moving image processing method, and more particularly, to a method for encoding / decoding a still image or moving image based on an intra prediction mode and an apparatus supporting the same.
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
  • a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • Increasing the intra prediction direction may reduce distortion by enabling more accurate prediction, while increasing the bits for signaling the increased prediction mode.
  • an object of the present invention is to propose a method of efficiently grouping prediction modes other than Most Probable Mode (MPM) in order to express the increased intra prediction mode with fewer bits.
  • MPM Most Probable Mode
  • MPM Most Probable Mode
  • a method of processing an image based on an intra prediction mode comprising: decoding an MPM flag indicating whether a current block is encoded using a Most Probable Mode (MPM); If the current block is not encoded using an MPM, generating a first mode group list using remaining prediction modes except for an MPM candidate; Decoding a mode group flag indicating whether a prediction mode of the current block is included in the first mode group list; And when the prediction mode of the current block is included in the first mode group list, determining a prediction mode of the current block by using an index indicating a specific prediction mode in the first mode group list. It may include.
  • MPM Most Probable Mode
  • the generating of the first mode group list may include adding, to the first mode group list, a prediction mode of a block neighboring the current block among remaining prediction modes except for the MPM candidate. have.
  • the block neighboring the current block may include at least one of blocks neighboring the left, upper side, upper left side, lower left side, or upper right side of the current block.
  • the generating of the first mode group list includes adding a first prediction mode to the first mode group list among remaining prediction modes except for the MPM candidate, wherein the first prediction mode is At least one of a planar mode, a DC mode, a vertical mode, a horizontal mode, and a diagonal mode may be included.
  • the generating of the first mode group list may include generating a prediction mode corresponding to a value added to or subtracting 1 from a mode value of an angular prediction mode among prediction modes included in the first mode group list.
  • the method may include adding to the first mode group list.
  • the generating of the first mode group list may include a mode of an angular prediction mode among prediction modes included in the first mode group list until the total number of the first mode group list is satisfied. And repeatedly adding a prediction mode corresponding to a value added to or subtracting a value to the first mode group list.
  • the total number of the first mode group list may be a predetermined number or transmitted from an encoder in units of a sequence, a picture, a slice, or a coding block.
  • the generating of the first mode group list may include adding a prediction mode symmetric to a prediction mode of a block neighboring the current block based on a prediction direction of a diagonal mode. .
  • the prediction mode of the current block when the prediction mode of the current block is not included in the first mode group list, generating a second mode group list; And determining the prediction mode of the current block by using an index indicating a specific prediction mode in the second mode group list.
  • the second mode group list may include prediction modes except for prediction modes of the first mode group list among remaining prediction modes except for the MPM candidate.
  • the generating of the second mode group list may include generating a prediction mode closer to a prediction direction of a vertical mode or a horizontal mode among the prediction modes except for the prediction modes of the first mode group list. Assigning a higher priority; And sorting the second mode group list based on the assigned priority.
  • an MPM flag decoding for decoding an MPM flag indicating whether a current block is encoded using a Most Probable Mode (MPM) part
  • a first mode group list generator configured to generate a first mode group list by using prediction modes other than an MPM candidate when the current block is not encoded using an MPM
  • a mode group flag decoder which decodes a mode group flag indicating whether a prediction mode of the current block is included in the first mode group list
  • prediction modes other than Most Probable Mode can be efficiently grouped, and thus bits for representing an intra prediction mode. Can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a partition structure of a coding unit that may be applied to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit applicable to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 illustrates a prediction direction according to an intra prediction mode.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of decoding an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of configuring a prediction mode group in an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a binarization method of a prediction mode group as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of configuring a prediction mode group as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode into a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a method of referring to a prediction mode of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode into a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode into a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 15 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode in a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 16 is a flowchart illustrating a method of configuring a prediction mode group in an embodiment to which the present invention is applied.
  • 17 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode in a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode into a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 19 is a diagram to illustrate a method of determining a prediction mode added to a prediction mode group based on a prediction mode of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 20 is a flowchart illustrating a method of sorting prediction modes of a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 21 illustrates an intra prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • 22 is a diagram more specifically illustrating an intra predictor according to an embodiment of the present invention.
  • the term 'block' or 'unit' refers to a unit in which a process of encoding / decoding such as prediction, transformation, and / or quantization is performed, and may be configured as a multidimensional array of samples (or pixels, pixels).
  • 'Block' or 'unit' may mean a multi-dimensional array of samples for luma components, or may mean a multi-dimensional array of samples for chroma components.
  • the multi-dimensional arrangement of the sample for the luma component and the multi-dimensional arrangement of the sample for the chroma component may also be included.
  • 'block' or 'unit' refers to a coding block (CB) that represents an array of samples to be encoded / decoded, and a coding tree block composed of a plurality of coding blocks (CTB).
  • CB coding block
  • CB coding block
  • CB coding tree block composed of a plurality of coding blocks
  • PB Prediction Block
  • PU Prediction Unit
  • TB Transform Block
  • a 'block' or 'unit' is a syntax structure used in encoding / decoding an array of samples for a luma component and / or a chroma component. can be interpreted to include a sturcture.
  • the syntax structure refers to zero or more syntax elements existing in the bitstream in a specific order, and the syntax element refers to an element of data represented in the bitstream.
  • a 'block' or 'unit' includes a coding unit (CU) including a coding block (CB) and a syntax structure used for encoding the coding block (CB), and a plurality of coding units.
  • TUs transform units
  • the 'block' or 'unit' is not necessarily limited to an array of square or rectangular samples (or pixels or pixels), and polygonal samples having three or more vertices (or pixels or pixels). It can also mean an array of. In this case, it may also be referred to as a polygon block or a polygon unit.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 may include an image divider 110, a subtractor 115, a transform unit 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transform unit 150, and a filtering unit. 160, a decoded picture buffer (DPB) 170, a predictor 180, and an entropy encoder 190.
  • the predictor 180 may include an inter predictor 181 and an intra predictor 182.
  • the image divider 110 divides an input video signal (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the subtractor 115 subtracts the difference from the prediction signal (or prediction block) output from the prediction unit 180 (that is, the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182) in the input image signal. Generate a residual signal (or difference block). The generated difference signal (or difference block) is transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may convert a differential signal (or a differential block) into a transform scheme (eg, a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a graph-based transform (GBT), and a karhunen-loeve transform (KLT)). Etc.) to generate transform coefficients.
  • a transform scheme eg, a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a graph-based transform (GBT), and a karhunen-loeve transform (KLT)
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits the transform coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 entropy codes the quantized signals and outputs them as bit streams.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal may recover the differential signal by applying inverse quantization and inverse transformation through an inverse quantization unit 140 and an inverse transformation unit 150 in a loop.
  • a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed difference signal to a prediction signal output from the inter predictor 181 or the intra predictor 182.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the reconstruction signal and outputs it to the reproduction apparatus or transmits the decoded picture buffer to the decoding picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as the reference picture in the inter prediction unit 181. As such, by using the filtered picture as a reference picture in the inter prediction mode, not only image quality but also encoding efficiency may be improved.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 181.
  • the inter prediction unit 181 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized in units of blocks at the time of encoding / decoding, a blocking artifact or a ringing artifact may exist. have.
  • the inter prediction unit 181 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter to solve performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • the subpixel refers to a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • the integer pixel refers to an actual pixel existing in the reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter, or the like may be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the precision of prediction.
  • the inter prediction unit 181 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to integer pixels, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block. You can make predictions.
  • the intra predictor 182 predicts the current block by referring to samples in the vicinity of the block to which the current encoding is to be performed.
  • the intra prediction unit 182 may perform the following process to perform intra prediction. First, reference samples necessary for generating a prediction signal may be prepared. The prediction signal may be generated using the prepared reference sample. In addition, the prediction mode is encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference sample has been predicted and reconstructed, there may be a quantization error. Accordingly, the reference sample filtering process may be performed for each prediction mode used for intra prediction to reduce such an error.
  • the prediction signal (or prediction block) generated by the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182 is used to generate a reconstruction signal (or reconstruction block) or a differential signal (or differential block). It can be used to generate.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, and a decoded picture buffer (DPB).
  • Buffer Unit (250) the prediction unit 260 may be configured.
  • the predictor 260 may include an inter predictor 261 and an intra predictor 262.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoder 200 receives a signal (ie, a bit stream) output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal is entropy decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse transform unit 230 applies an inverse transform scheme to inverse transform the transform coefficients to obtain a residual signal (or a differential block).
  • the adder 235 outputs the obtained difference signal (or difference block) from the prediction unit 260 (that is, the prediction signal (or prediction block) output from the inter prediction unit 261 or the intra prediction unit 262. ) Generates a reconstructed signal (or a reconstruction block).
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal (or the reconstructed block) and outputs the filtering to the reproduction device or transmits the decoded picture buffer unit 250 to the reproduction device.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as a reference picture in the inter predictor 261.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 181, and the intra prediction unit 182 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240, the inter prediction unit 261, and the decoder of the decoder. The same may be applied to the intra predictor 262.
  • a still image or video compression technique uses a block-based image compression method.
  • the block-based image compression method is a method of processing an image by dividing the image into specific block units, and may reduce memory usage and calculation amount.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a partition structure of a coding unit that may be applied to the present invention.
  • the encoder splits one image (or picture) into units of a coding tree unit (CTU) in a rectangular shape.
  • CTU coding tree unit
  • one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • the size of the CTU may be set to any one of 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, and 16 ⁇ 16.
  • the encoder may select and use the size of the CTU according to the resolution of the input video or the characteristics of the input video.
  • the CTU includes a coding tree block (CTB) for luma components and a CTB for two chroma components corresponding thereto.
  • CTB coding tree block
  • One CTU may be divided into a quad-tree structure. That is, one CTU has a square shape and is divided into four units having a half horizontal size and a half vertical size to generate a coding unit (CU). have. This partitioning of the quad-tree structure can be performed recursively. That is, a CU is hierarchically divided into quad-tree structures from one CTU.
  • CU coding unit
  • the CU refers to a basic unit of coding in which an input image is processed, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU includes a coding block (CB) for a luma component and a CB for two chroma components corresponding thereto.
  • CB coding block
  • the size of a CU may be set to any one of 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, and 8 ⁇ 8.
  • the root node of the quad-tree is associated with the CTU.
  • the quad-tree is split until it reaches a leaf node, which corresponds to a CU.
  • the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CTU corresponds to a CU.
  • a node that is no longer divided ie, a leaf node
  • CU a node that is no longer divided
  • CU a node that is no longer divided
  • CU a node corresponding to nodes a, b, and j are divided once in the CTU and have a depth of one.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a CU.
  • CU (c), CU (h) and CU (i) corresponding to nodes c, h and i are divided twice in the CTU and have a depth of two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • CU (d), CU (e), CU (f), and CU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in the CTU, Has depth.
  • the maximum size or the minimum size of the CU may be determined according to characteristics (eg, resolution) of the video image or in consideration of encoding efficiency. Information about this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size may be referred to as a largest coding unit (LCU), and a CU having a minimum size may be referred to as a smallest coding unit (SCU).
  • LCU largest coding unit
  • SCU smallest coding unit
  • a CU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each partitioned CU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, the depth information may include information about the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the size and maximum depth information of the LCU. Or conversely, using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
  • information indicating whether the corresponding CU is split may be transmitted to the decoder.
  • This partitioning information is included in all CUs except the SCU. For example, if the flag indicating whether to split or not is '1', the CU is divided into 4 CUs again. If the flag indicating whether to split or not is '0', the CU is not divided further. Processing may be performed.
  • a CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • HEVC divides a CU into prediction units (PUs) in order to code an input image more effectively.
  • the PU is a basic unit for generating a prediction block, and may generate different prediction blocks in PU units within one CU. However, PUs belonging to one CU are not mixed with intra prediction and inter prediction, and PUs belonging to one CU are coded by the same prediction method (ie, intra prediction or inter prediction).
  • the PU is not divided into quad-tree structures, but is divided once in a predetermined form in one CU. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit applicable to the present invention.
  • the PU is divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
  • FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
  • N ⁇ N type PU when divided into N ⁇ N type PU, one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
  • the division of the PU may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • one CU has 8 PU types (ie, 2N ⁇ 2N). , N ⁇ N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, nL ⁇ 2N, nR ⁇ 2N, 2N ⁇ nU, 2N ⁇ nD).
  • PU partitioning in the form of N ⁇ N may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • AMP Asymmetric Motion Partition
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • AMP cannot be used when the CU to which the PU belongs is a CU of the minimum size.
  • an optimal partitioning structure of a coding unit (CU), a prediction unit (PU), and a transformation unit (TU) is subjected to the following process to perform a minimum rate-distortion. It can be determined based on the value. For example, looking at the optimal CU partitioning process in 64 ⁇ 64 CTU, rate-distortion cost can be calculated while partitioning from a 64 ⁇ 64 CU to an 8 ⁇ 8 CU.
  • the specific process is as follows.
  • the partition structure of the optimal PU and TU that generates the minimum rate-distortion value is determined by performing inter / intra prediction, transform / quantization, inverse quantization / inverse transform, and entropy encoding for a 64 ⁇ 64 CU.
  • the 32 ⁇ 32 CU is subdivided into four 16 ⁇ 16 CUs, and a partition structure of an optimal PU and TU that generates a minimum rate-distortion value for each 16 ⁇ 16 CU is determined.
  • 16 ⁇ 16 blocks by comparing the sum of the rate-distortion values of the 16 ⁇ 16 CUs calculated in 3) above with the rate-distortion values of the four 8 ⁇ 8 CUs calculated in 4) above. Determine the partition structure of the optimal CU within. This process is similarly performed for the remaining three 16 ⁇ 16 CUs.
  • a prediction mode is selected in units of PUs, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means a basic unit in which actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for a luma component and a TB for two chroma components corresponding thereto.
  • TB transform block
  • the TUs are hierarchically divided into quad-tree structures from one CU to be coded.
  • the TU divided from the CU can be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • a root node of the quad-tree is associated with a CU.
  • the quad-tree is split until it reaches a leaf node, which corresponds to a TU.
  • the CU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CU corresponds to a TU.
  • a node ie, a leaf node
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • FIG. 3B TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a TU.
  • TU (c), TU (h), and TU (i) corresponding to nodes c, h, and i are divided twice in a CU and have a depth of two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in a CU. Has depth.
  • a TU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Each divided TU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, it may include information about the size of the TU.
  • information indicating whether the corresponding TU is split may be delivered to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the smallest TU. For example, if the value of the flag indicating whether to split is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the flag indicating whether to split is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • the decoded portion of the current picture or other pictures in which the current processing unit is included may be used to reconstruct the current processing unit in which decoding is performed.
  • Intra picture or I picture which uses only the current picture for reconstruction, i.e. performs only intra picture prediction, predicts a picture (slice) using at most one motion vector and reference index to predict each unit
  • a picture using a predictive picture or P picture (slice), up to two motion vectors, and a reference index (slice) may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
  • Intra prediction means a prediction method that derives the current processing block from data elements (eg, sample values, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in the current picture.
  • data elements eg, sample values, etc.
  • Inter prediction means a prediction method of deriving a current processing block based on data elements (eg, sample values or motion vectors, etc.) of pictures other than the current picture. That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in other reconstructed pictures other than the current picture.
  • data elements eg, sample values or motion vectors, etc.
  • Intra prediction Intra prediction (or in-screen prediction)
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder derives the intra prediction mode of the current processing block (S501).
  • the prediction direction may have a prediction direction with respect to the position of a reference sample used for prediction according to a prediction mode.
  • An intra prediction mode having a prediction direction is referred to as an intra directional prediction mode.
  • an intra prediction mode having no prediction direction there are an intra planner (INTRA_PLANAR) prediction mode and an intra DC (INTRA_DC) prediction mode.
  • Table 1 illustrates an intra prediction mode and related names
  • FIG. 6 illustrates a prediction direction according to the intra prediction mode.
  • Intra prediction performs prediction on the current processing block based on the derived prediction mode. Since the reference sample used for prediction and the specific prediction method vary according to the prediction mode, when the current block is encoded in the intra prediction mode, the decoder derives the prediction mode of the current block to perform the prediction.
  • the decoder checks whether neighboring samples of the current processing block can be used for prediction and constructs reference samples to be used for prediction (S502).
  • the neighboring samples of the current processing block are samples neighboring the left boundary of the current processing block of size nS ⁇ nS and a total of 2 ⁇ nS samples neighboring the bottom-left, current processing block. It means a total of 2 x nS samples neighboring the top border of the sample and the top-right side of and one sample neighboring the top-left of the current processing block.
  • the decoder can construct reference samples for use in prediction by substituting samples that are not available with the available samples.
  • the decoder may perform filtering of reference samples based on the intra prediction mode (S503).
  • Whether filtering of the reference sample is performed may be determined based on the size of the current processing block.
  • the filtering method of the reference sample may be determined by the filtering flag transmitted from the encoder.
  • the decoder generates a prediction block for the current processing block based on the intra prediction mode and the reference samples (S504). That is, the decoder predicts the current processing block based on the intra prediction mode derived in the intra prediction mode derivation step S501 and the reference samples obtained through the reference sample configuration step S502 and the reference sample filtering step S503. Generate a block (ie, generate a predictive sample in the current processing block).
  • the left boundary sample of the prediction block ie, the sample in the prediction block adjacent to the left boundary
  • Top boundary samples ie, samples in prediction blocks neighboring the top boundary
  • filtering may be applied to the left boundary sample or the upper boundary sample in the vertical direction mode and the horizontal mode among the intra directional prediction modes similarly to the INTRA_DC mode.
  • the value of the prediction sample may be derived based on a reference sample located in the prediction direction.
  • a boundary sample which is not located in the prediction direction among the left boundary sample or the upper boundary sample of the prediction block may be adjacent to the reference sample which is not used for prediction. That is, the distance from the reference sample not used for prediction may be much closer than the distance from the reference sample used for prediction.
  • the decoder may adaptively apply filtering to left boundary samples or upper boundary samples depending on whether the intra prediction direction is vertical or horizontal. That is, when the intra prediction direction is the vertical direction, the filtering may be applied to the left boundary samples, and when the intra prediction direction is the horizontal direction, the filtering may be applied to the upper boundary samples.
  • the statistical characteristics of the intra prediction (or intra prediction) mode are used to represent (or signal) these 35 prediction modes with fewer bits.
  • the intra prediction mode also has a high probability of having the same or similar intra prediction mode.
  • the encoder / decoder determines the prediction mode of the neighboring block (or neighboring block) and the most commonly occurring prediction mode as MPM (Most Probable Mode).
  • the prediction mode of the current PU is determined as MPM
  • bits used to represent the prediction mode can be saved (represented within 2 bits), and if it is determined as a prediction mode other than the MPM mode, 32 except three MPM modes Since one of the four modes is encoded, 5 bits instead of 6 bits may be used to represent an intra prediction mode.
  • the present invention proposes a method of efficiently grouping prediction modes other than Most Probable Mode (MPM) in order to express the increased intra prediction mode with fewer bits.
  • MPM Most Probable Mode
  • the proposed method will be described assuming that 67 intra prediction modes are used for intra prediction and 6 intra prediction modes are used as MPM candidates.
  • the present invention is not limited thereto. That is, the present invention is not necessarily limited to 67 intra prediction modes used for intra prediction, and is not necessarily limited to 6 prediction modes used as MPM candidates.
  • the encoder / decoder may encode / decode 67 intra prediction modes using a Most Probable Mode (MPM) and a non-MPM mode.
  • MPM Most Probable Mode
  • the non-MPM mode indicates a prediction mode (or a prediction mode group) that is not an MPM among all prediction modes. As described above, assuming 67 intra prediction modes and 6 MPM candidates, the non-MPM mode may include 61 prediction modes.
  • the encoder / decoder may divide the non-MPM mode into a first mode group and a second mode group. By allocating fewer bits to the prediction modes of the first mode group than the prediction modes of the second mode group, it is possible to reduce the bits for signaling the intra prediction mode and to improve the compression efficiency.
  • the first mode group may be referred to as a selected mode, a selected mode group, and the like.
  • the second mode group may be referred to as a non selected mode, a non selected mode group, or the like.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of decoding an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoding / decoding method of the intra prediction mode described in the present invention may be applied to both the encoder and the decoder, and for convenience of description, the decoder will be described based on the decoder.
  • the decoder parses the MPM flag (S701), and determines whether the prediction mode of the current block is encoded using the MPM based on the MPM flag (S702).
  • the MPM flag indicates whether the prediction mode of the current block is included in the MPM candidate list.
  • the decoder parses the MPM index (S703).
  • the MPM index indicates an intra prediction mode applied to the intra prediction of the current block in the MPM candidate list.
  • the decoder parses a mode group flag (S704), and the prediction mode of the current block is encoded using the first mode group based on the mode group flag. It is determined whether or not (S705).
  • the mode group flag indicates whether the prediction mode of the current block is included in the first mode group or the second mode group.
  • the second mode group may include remaining prediction modes except for prediction modes of the first mode group among 61 prediction modes not included in the MPM candidate list.
  • the decoder parses a first index indicating an intra prediction mode of the current block in the first mode group list (S706).
  • step S705 If it is determined in step S705 that the current block is not encoded using the first mode group, that is, if it is encoded using the second mode group, the decoder selects the intra prediction mode of the current block in the second mode group list.
  • the indicated second index is parsed (S706).
  • the encoder / decoder may allocate fewer bits to the first mode group than the second mode group. Specifically, the encoder / decoder may binarize the prediction modes of the first mode group to 4 fixed bits and binarize the prediction modes of the second mode group to 5 bits or 6 bits. It demonstrates with reference to the following drawings.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a method of configuring a prediction mode group in an embodiment to which the present invention is applied.
  • an encoder / decoder configures a first mode group using 16 prediction modes.
  • the present invention is not limited thereto, and the number of first mode groups may have various values.
  • the encoder / decoder sorts the 61 remaining prediction modes not included in the MPM candidate list in ascending order, and selects the first mode group using 16 prediction modes corresponding to a multiple of 4 in the sorted list. Can be configured.
  • the encoder / decoder may allocate 4 bits to indexes indicating the prediction mode of the first mode group.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a binarization method of a prediction mode group as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder may configure the second mode group using 45 prediction modes except the prediction modes of the first mode group among the 61 remaining prediction modes not included in the MPM candidate list. Five or six bits may be allocated to an index indicating the 45 prediction modes.
  • the encoder / decoder may binarize 19 prediction modes among the 45 prediction modes using 5 bits, and binarize the remaining 26 prediction modes using 6 bits.
  • the encoder / decoder may group prediction modes other than the MPM in consideration of the selection probability of the prediction mode.
  • the encoder / decoder may construct (or create) a first mode group that allocates fewer bits among the non MPM modes. By allocating fewer bits to the prediction modes of the first mode group than the prediction modes of the second mode group, it is possible to save bits for signaling the intra prediction mode.
  • the non-MPM mode described in the first embodiment simply arranges the remaining prediction modes not included in the MPM candidate list in ascending order, and then configures prediction modes of four multiples on the list as the first mode group.
  • the probability of selection of the prediction mode in the first mode group can be lowered by selecting a certain prediction mode as the first mode group, to distinguish the first mode group and the second mode group By wasting flag bits, a problem may occur that the compression efficiency is lowered.
  • the intra prediction mode also has a high probability of having the same or similar intra prediction mode.
  • the encoder / decoder may add the prediction mode of the neighboring block to the first mode group.
  • prediction modes that are statistically high in probability of selection are known. For example, planar mode, DC mode, vertical mode, horizontal mode, and diagonal mode are known to be selected with statistically high probability compared to the other modes. .
  • the encoder / decoder may add statistically probable modes (or statistically frequently selected modes) to the first mode group as described above.
  • a first mode group for allocating relatively fewer bits can be increased, thereby increasing the probability of selecting a prediction mode in the first mode group.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of configuring a prediction mode group as an embodiment to which the present invention is applied.
  • an encoder / decoder configures a first mode group using 16 prediction modes.
  • the present invention is not limited thereto, and the number of first mode groups may have various values.
  • the number of first mode groups may be a predetermined number or may be transmitted from the encoder to the decoder in units of sequences, pictures, slices, or coding blocks.
  • the encoder / decoder inserts an initial prediction mode in the first mode group list (S1001).
  • the initial prediction mode may include a prediction mode of a neighboring block and a prediction mode having a statistically high probability of selection.
  • prediction modes that are not inserted (or added) to the list due to priority in the MPM candidate list construction process may be inserted into the first mode group list. The specific method will be described later.
  • the encoder / decoder inserts the prediction mode closest to the prediction direction of the angular prediction mode among the prediction modes included in the first mode group list (S1002). The specific method will be described later.
  • the encoder / decoder inserts an additional prediction mode in the first mode group list (S1003).
  • the additional prediction mode may include a prediction mode having a statistically high probability of selection. The specific method will be described later.
  • the encoder / decoder inserts the prediction mode closest to the prediction direction of the directional prediction mode among the prediction modes included in the first mode group list until 16 prediction modes are configured in the first mode group list (S1004). The specific method will be described later.
  • steps other than the steps described above may be added or some steps may be omitted.
  • the encoder / decoder inserts both the initial prediction mode and the additional prediction mode in step S1001, and the prediction mode adjacent to the prediction direction of the directional prediction mode included in the first mode group list until 16 prediction modes are configured. You can insert In this case, steps S1002 and S1003 may be omitted.
  • step S1001 of FIG. 10 will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode into a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder may insert the initial prediction mode into the first mode group list.
  • the initial prediction mode may include a prediction mode of a neighboring block and a prediction mode having a statistically high probability of selection. In this case, the encoder / decoder may not insert the prediction mode when the prediction mode to be inserted (or added) is already inserted in the MPM candidate list.
  • the encoder / decoder may determine whether the initial prediction mode is inserted into the MPM candidate list, and if the determination result is not inserted into the MPM candidate list, the encoder / decoder may insert the corresponding prediction mode into the first mode group list.
  • the initial prediction mode may include the following prediction mode:
  • the present invention is not limited thereto as an embodiment.
  • the insertion order between the statistically frequently selected prediction modes may be interchanged, and one or more prediction mode insertion steps may be omitted.
  • a prediction mode eg, a vertical mode or a horizontal mode
  • the order of insertion of the prediction mode is 1) planner mode, 2) prediction mode of the lower left neighboring block, 3) prediction mode of the right upper neighboring block, 4) prediction mode of the left-left neighboring block, 5) DC mode, 6) vertical mode, and 7) horizontal mode.
  • the insertion order of the initial prediction modes may be determined in the same manner as the configuration order of Most Probable Mode (MPM).
  • MPM Most Probable Mode
  • FIG. 12 is a diagram for describing a method of referring to a prediction mode of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder may configure an initial prediction mode using the prediction mode of a neighboring block neighboring the current block.
  • the block neighboring to the right-side (AR) may be determined as shown in FIG. 12A.
  • the left (Left: L), upper (Above: A), upper left (Above-Left: AL), and lower left (Bottom-Left: BL) of the current block The block neighboring to the right-side (AR) may be determined as shown in FIG. 12 (b).
  • step S1002 of FIG. 10 will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode into a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder determines whether the prediction mode included in the first mode group list corresponds to the directional prediction mode.
  • the encoder / decoder adds the prediction mode corresponding to the mode value of the prediction mode minus one and the addition of one to the first mode group list.
  • the encoder / decoder repeats steps 1 and 2 for all prediction modes included in the first mode group list.
  • step S1003 of FIG. 10 will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode into a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder may insert an additional prediction mode into the first mode group list.
  • the additional prediction mode may include a prediction mode having a statistically high probability of selection. In this case, the encoder / decoder may not insert the prediction mode when the prediction mode to be inserted (or added) is already inserted in the MPM candidate list or already inserted in the first mode group list.
  • the encoder / decoder may determine whether the additional prediction mode is inserted into the MPM candidate list, and if the determination result is not inserted into the MPM candidate list, the encoder / decoder may insert the corresponding prediction mode into the first mode group list.
  • the additional prediction mode may include the following prediction mode:
  • the present invention is not limited thereto as an embodiment.
  • the insertion order between the statistically frequently selected prediction modes may be interchanged, and one or more prediction mode insertion steps may be omitted. If the statistically frequently selected mode is not included in the initial prediction mode of FIG. 11, it may be included as additional prediction modes of FIG. 14.
  • the second prediction mode indicates a prediction mode in which the prediction direction is the same as the second prediction mode of HEVC described above with reference to FIG. 6.
  • step S1004 of FIG. 10 will be described with reference to the drawings below.
  • 15 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode in a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder determines whether the prediction mode included in the first mode group list corresponds to the directional prediction mode.
  • the encoder / decoder adds the prediction mode corresponding to the mode value of the prediction mode minus one and the addition of one to the first mode group list.
  • the encoder / decoder repeats steps 1 and 2 for all prediction modes included in the first mode group list.
  • the encoder / decoder determines whether the first mode group list inserted so far satisfies the total number.
  • the encoder / decoder repeats steps 1, 2 and 3 above.
  • the encoder / decoder ends the generation of the first mode group list.
  • the encoder / decoder may group prediction modes other than the MPM in consideration of the selection probability of the prediction mode.
  • the encoder / decoder may configure a prediction mode group using a prediction mode having a different direction from that of the neighboring block.
  • Example 2 the method of configuring the first mode group using the prediction mode of the neighboring block and the prediction mode having a statistically high probability of selection have been described.
  • the prediction mode of the neighboring block and the prediction mode having a statistically high probability of selection not only the prediction mode of the neighboring block and the prediction mode having a statistically high probability of selection, but also a prediction mode different from the prediction mode of the neighboring block may be used.
  • the prediction mode of the current block is selected from among the modes not selected as MPM candidates.
  • the prediction mode of the current block is selected from among the modes not selected as MPM candidates.
  • 16 is a flowchart illustrating a method of configuring a prediction mode group in an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder inserts an initial prediction mode in the first mode group list (S1601).
  • the initial prediction mode may include a prediction mode of a neighboring block and a prediction mode having a statistically high probability of selection.
  • prediction modes that are not inserted (or added) to the list due to priority in the MPM candidate list construction process may be inserted into the first mode group list. The specific method will be described later.
  • the encoder / decoder inserts an additional prediction mode in the first mode group list (S1602).
  • the additional prediction mode may include a prediction mode having low correlation with the prediction direction of the prediction mode of the neighboring block (ie, different in direction). The specific method will be described later.
  • the encoder / decoder inserts the prediction mode closest to the prediction direction of the directional prediction mode among the prediction modes included in the first mode group list until the prediction modes are configured as many as the total number of the first mode group list (S1603). .
  • This step may be performed in the same manner as described above with reference to FIG. 15.
  • steps other than the steps described above may be added or some steps may be omitted.
  • step S1601 of FIG. 16 will be described with reference to the drawings below.
  • 17 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode in a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder may insert the initial prediction mode into the first mode group list.
  • the initial prediction mode may include a prediction mode of a neighboring block and a prediction mode having a statistically high probability of selection. In this case, the encoder / decoder may not insert the prediction mode when the prediction mode to be inserted (or added) is already inserted in the MPM candidate list.
  • the encoder / decoder may determine whether the initial prediction mode is inserted into the MPM candidate list, and if the determination result is not inserted into the MPM candidate list, the encoder / decoder may insert the corresponding prediction mode into the first mode group list.
  • the initial prediction mode may include the following prediction mode:
  • the initial prediction mode illustrated above is one embodiment, and the present invention is not limited thereto.
  • the insertion order between the statistically frequently selected prediction modes may be interchanged, and one or more prediction mode insertion steps may be omitted.
  • step S1602 of FIG. 16 will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a method of inserting a prediction mode into a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder may insert an additional prediction mode into the first mode group list.
  • the additional prediction mode may include a prediction mode having low correlation with the prediction direction of the prediction mode of the neighboring block (ie, different in direction).
  • the additional prediction mode may be inserted in the following steps.
  • the encoder / decoder determines whether the mode value of the prediction mode of the left neighboring block (hereinafter, referred to as 'left prediction mode') minus the mode value of the diagonal mode is less than or equal to zero.
  • the encoder / decoder determines whether the mode value of the left prediction mode minus the mode value of the horizontal mode is less than or equal to 0. Determine whether or not.
  • the encoder / decoder removes the prediction mode by subtracting 1, 2, 3 from the mode value of the vertical diagonal mode. Add to the first mode group list.
  • the vertical diagonal mode indicates a prediction mode in which the prediction direction is the same as the prediction mode 34 of HEVC described above with reference to FIG. 6.
  • the encoder / decoder adds the prediction mode to the first mode group list by subtracting 1, 2, 3 from the mode value of the vertical mode. do.
  • the encoder / decoder determines whether the mode value of the left prediction mode minus the mode value of the vertical mode is less than or equal to zero. To judge.
  • the encoder / decoder adds 1, 2, 3 to the prediction mode plus the first mode group list. Add to
  • the encoder / decoder adds prediction modes 3, 4, and 5 to the first mode group list.
  • the encoder / decoder performs the above-described steps 1 to 7 by using the prediction mode of the block neighboring the current block (hereinafter, referred to as 'upper prediction mode') instead of the left prediction mode. Except that the upper prediction mode is used instead of the left prediction mode, it may be performed by the same method as described in the steps 1 to 7.
  • the encoder / decoder uses a prediction mode that is symmetric to the prediction direction of the prediction mode of the neighboring block (eg, the left neighboring block or the upper neighboring block) based on the prediction direction of the diagonal mode, or uses a prediction mode adjacent thereto.
  • Mode groups can be configured.
  • the encoder / decoder may add, to the first mode group list, prediction modes that are symmetrical with respect to the prediction direction of the diagonal mode, and prediction modes corresponding to the sum of the mode value of the prediction mode minus one and added thereto. have.
  • FIG. 19 is a diagram to illustrate a method of determining a prediction mode added to a prediction mode group based on a prediction mode of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 65 directional prediction modes are shown when 67 prediction modes are used for intra prediction.
  • the mode values of each prediction mode may be determined in the same order as the mode values of HEVC described above with reference to FIG. 6.
  • up to 66 prediction modes may be determined in order starting from prediction mode 2 in the same prediction direction as HEVC described with reference to FIG. 6.
  • the encoder / decoder may classify 65 directional prediction modes into four categories.
  • the categories may be divided and grouped in the prediction direction.
  • the first category may be classified into prediction modes 2-18, the second category 19-34 prediction mode, the third category 35-50 prediction mode, and the fourth category 51-66 prediction mode.
  • the encoder / decoder may add prediction modes of a category symmetric to a category to which the prediction mode of the neighboring block belongs based on the diagonal direction, to the first mode group.
  • the encoder / decoder assigns the prediction mode belonging to the fourth category to the first mode group.
  • the encoder / decoder may add the prediction modes 1902, 1903, and 1904 to the first mode group, which correspond to a value obtained by subtracting 1, 2, and 3 from the 66th prediction mode in the fourth category. Can be.
  • Prediction modes with a high probability (or probability) to be selected may be added to the prediction mode list.
  • the encoder / decoder may sort the order of prediction modes included in the mode group list based on the selection probability of the prediction mode.
  • the second mode group may be composed of 45 prediction modes and may be represented (or binarized) with 5 bits or 6 bits.
  • the mode values of the prediction mode are assigned 5 bits to the 19 prediction modes and the 6 bits to the other 26 prediction modes in the order of the smaller order, then more bits are allocated despite the relatively high prediction mode. This can lower the compression efficiency.
  • the present embodiment proposes a method of rearranging (or reconstructing) a list based on a selection probability in a process of encoding a second mode group.
  • 20 is a flowchart illustrating a method of sorting prediction modes of a prediction mode group list according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder loops through the prediction modes of the second mode group list and determines whether the mode value of each prediction mode minus the mode value of the diagonal mode is less than or equal to 0 (S2001, S2002).
  • the encoder / decoder allocates (or sets) a priority corresponding to a value obtained by subtracting the vertical mode from the mode value for each of the prediction modes in which the mode value of the diagonal mode is less than zero (S2003).
  • the encoder / decoder allocates (or sets) the priority corresponding to the value obtained by subtracting the horizontal mode from the mode value for each of the prediction modes in which the mode value of the diagonal mode is less than or equal to zero (S2004).
  • the encoder / decoder sorts the prediction modes of the second mode group based on the priorities assigned in the steps S2003 and S2004 (S2005).
  • the 45 prediction modes constituting the second mode group may have higher priority as they are closer to the prediction direction of the horizontal mode, the vertical mode, or the vertical mode.
  • the encoder / decoder may then sort the list and perform binarization in ascending order based on the assigned priority.
  • the above-described embodiments may be performed independently, or one or more embodiments may be implemented in combination.
  • the prediction mode may be added by the method described in the third embodiment.
  • the encoder / decoder may configure the first mode group according to the method described in Embodiment 1, 2 or 3 and rearrange the prediction mode order in the second mode group according to the method described in Embodiment 4. .
  • 21 illustrates an intra prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder decodes an MPM flag indicating whether or not the current block is encoded using Most Probable Mode (MPM) (S2101).
  • MPM Most Probable Mode
  • the decoder If the current block is not encoded using the MPM, the decoder generates a first mode group list using the remaining prediction modes except for the MPM candidate (S2102).
  • the decoder may create a first mode group that allocates fewer bits among the non MPM modes. By allocating fewer bits to the prediction modes of the first mode group than the prediction modes of the second mode group, it is possible to save bits for signaling the intra prediction mode.
  • step S2102 may include adding a prediction mode of a block neighboring the current block among the remaining prediction modes except for the MPM candidate to the first mode group list.
  • a block neighboring the current block may include at least one of blocks neighboring to the left, upper side, upper left side, or upper right side of the current block.
  • the decoder may add prediction modes having a statistically high probability of selection to the first mode group.
  • the generating of the first mode group list may include adding a first prediction mode to the first mode group list among remaining prediction modes except for the MPM candidate. At least one of a planar mode, a DC mode, a vertical mode, a horizontal mode, and a diagonal mode may be included.
  • the decoder may add a prediction mode adjacent to the directional prediction mode of the first mode group.
  • the generating of the first mode group list may include generating a prediction mode corresponding to a value added or subtracted from a mode value of an angular prediction mode among prediction modes included in the first mode group list.
  • the method may include adding to the first mode group list.
  • the generating of the first mode group list may include setting a mode value of 1 in a directional prediction mode among prediction modes included in the first mode group list until the total number of the first mode group list is satisfied. And repeatedly adding the prediction mode corresponding to the added or subtracted value to the first mode group list.
  • the total number of the first mode group list may be a predetermined number or a value transmitted from an encoder in units of a sequence, a picture, a slice, or a coding block.
  • the decoder may configure a prediction mode group using a prediction mode having a different direction from that of the neighboring block.
  • the generating of the first mode group list may include adding a prediction mode that is symmetric to the prediction mode of a block neighboring the current block based on the prediction direction of the diagonal mode.
  • the decoder decodes a mode group flag indicating whether the prediction mode of the current block is included in the first mode group list (S2103).
  • the decoder determines the prediction mode of the current block by using an index indicating a specific prediction mode in the first mode group list ( S2104).
  • the decoder may generate a second mode group list.
  • the decoder may determine the prediction mode of the current block by using an index indicating a specific prediction mode in the second mode group list.
  • the second mode group list may include prediction modes except for prediction modes of the first mode group list among remaining prediction modes except for the MPM candidate.
  • the decoder may sort (or reorder) the second mode group list based on the selection probability of the prediction mode. For example, the decoder assigns a higher priority to the prediction mode closer to the prediction direction of the vertical mode or the horizontal mode among the prediction modes except the prediction modes of the first mode group list, and The second mode group list may be sorted based on the assigned priority.
  • 22 is a diagram more specifically illustrating an intra predictor according to an embodiment of the present invention.
  • the intra predictor 182 (refer to FIG. 1 and 262; see FIG. 2) is shown as one block for convenience of description, but the intra predictors 182 and 262 are included in the encoder and / or the decoder. It can be implemented as.
  • the intra predictors 182 and 262 implement the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 5 to 21.
  • the intra prediction units 182 and 262 include an MPM flag decoder 2201, a first mode group list generator 2202, a mode group flag decoder 2203, and a prediction mode determiner 2204. Can be configured.
  • the MPM flag decoder 2201 decodes an MPM flag indicating whether a current block is encoded using Most Probable Mode (MPM).
  • MPM Most Probable Mode
  • the first mode group list generator 2202 When the current block is not encoded using the MPM, the first mode group list generator 2202 generates the first mode group list using the remaining prediction modes except for the MPM candidate.
  • the first mode group list generator 2202 may generate a first mode group for allocating fewer bits among the non-MPM modes. By allocating fewer bits to the prediction modes of the first mode group than the prediction modes of the second mode group, it is possible to save bits for signaling the intra prediction mode.
  • the first mode group list generator 2202 may add the prediction mode of the neighboring block to the first mode group.
  • the first mode group list generator 2202 may add a prediction mode of a block neighboring the current block among the remaining prediction modes except for the MPM candidate, to the first mode group list.
  • a block neighboring the current block may include at least one of blocks neighboring to the left, upper side, upper left side, or upper right side of the current block.
  • the first mode group list generator 2202 may add prediction modes having a statistically high probability of selection to the first mode group.
  • the first mode group list generator 2202 may add a first prediction mode to the first mode group list among the remaining prediction modes except for the MPM candidate.
  • the first prediction mode may include at least one of a planar mode, a DC mode, a vertical mode, a horizontal mode, or a diagonal mode.
  • the first mode group list generator 2202 may add a prediction mode adjacent to the directional prediction mode of the first mode group. In this case, the first mode group list generator 2202 may determine a prediction mode corresponding to a value added or subtracted from a mode value of an angular prediction mode among prediction modes included in the first mode group list. 1 Can be added to the mode group list.
  • the first mode group list generation unit 2202 adds 1 to the mode value of the directional prediction mode among the prediction modes included in the first mode group list until the total number of the first mode group list is satisfied.
  • the prediction mode corresponding to the subtracted value may be repeatedly added to the first mode group list.
  • the total number of the first mode group list may be a predetermined number or a value transmitted from an encoder in units of a sequence, a picture, a slice, or a coding block.
  • the first mode group list generator 2202 may configure a prediction mode group using a prediction mode having a different direction from that of the neighboring block. In this case, the first mode group list generator 2202 may add a prediction mode that is symmetric to the prediction mode of a block neighboring the current block based on the prediction direction of the diagonal mode.
  • the mode group flag decoder 2203 decodes the mode group flag indicating whether the prediction mode of the current block is included in the first mode group list.
  • the prediction mode determiner 2204 uses an index indicating a specific prediction mode in the first mode group list to determine the current block. Determine the prediction mode.
  • the decoder may generate a second mode group list.
  • the intra predictor may further include a second mode group list generator.
  • the prediction mode determiner 2204 may determine the prediction mode of the current block by using an index indicating a specific prediction mode in the second mode group list.
  • the second mode group list may include prediction modes except for prediction modes of the first mode group list among remaining prediction modes except for the MPM candidate.
  • the second mode group list generator may sort (or reorder) the second mode group list based on the selection probability of the prediction mode. For example, the second mode group list generating unit has a higher priority to the prediction mode closer to the prediction direction of the vertical mode or the horizontal mode among the prediction modes except for the prediction modes of the first mode group list. May be allocated and the second mode group list may be sorted based on the assigned priority.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Abstract

본 발명에서는 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반 영상 처리 방법 및 장치가 개시된다. 구체적으로, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화하는 단계; 상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계; 상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는지 여부를 나타내는 모드 그룹 플래그를 복호화하는 단계; 및 상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는 경우, 상기 제 1 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 인트라 예측 모드(intra prediction mode) 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
최근, 기존의 화면 내 예측 방법(또는 인트라 예측 방법) 대비 더 많은 화면 내 예측 모드를 사용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법이 논의되고 있다. 화면 내 예측 방향의 증가는 보다 정확한 예측을 가능하게 함으로써 왜곡(distortion)을 감소시킬 수 있는 반면, 늘어난 예측 모드를 시그널링하기 위한 비트가 증가되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 증가된 화면 내 예측 모드를 보다 적은 비트로 표현하기 위하여 MPM(Most Probable Mode) 이외의 예측 모드들을 효율적으로 그룹핑(grouping)하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 예측 모드의 선택 확률을 고려하여 MPM(Most Probable Mode) 이외의 예측 모드들을 그룹핑(grouping)하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화하는 단계; 상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계; 상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는지 여부를 나타내는 모드 그룹 플래그를 복호화하는 단계; 및 상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는 경우, 상기 제 1 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는, 상기 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록에 이웃하는 블록은 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 또는 우상측에 이웃하는 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는, 상기 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 제 1 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 예측 모드는 플래너(planar) 모드, DC 모드, 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드 또는 대각선(Diagonal) 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는, 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성(angular) 예측 모드의 모드 값에 1을 더하거나 뺀 값에 대응되는 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는, 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 전체 개수를 만족할 때까지, 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성(angular) 예측 모드의 모드 값에 1을 더하거나 뺀 값에 대응되는 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 반복적으로 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 전체 개수는 미리 정해진 개수이거나, 인코더로부터 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 부호화 블록 단위로 전송될 수 있다.
바람직하게, 상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는, 대각선(Diagonal) 모드의 예측 방향을 기준으로 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 예측 모드와 대칭되는 예측 모드를 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되지 않는 경우, 제 2 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계; 및 상기 제 2 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제 2 모드 그룹 리스트는 상기 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 예측 모드들을 제외한 예측 모드들을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제 2 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는, 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 예측 모드들을 제외한 예측 모드들 중에서 수직(Vertical) 모드 또는 수평(Horizontal) 모드의 예측 방향에 더 인접한 예측 모드에 더 높은 우선 순위를 할당하는 단계; 및 상기 할당된 우선 순위에 기초하여 상기 제 2 모드 그룹 리스트를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서, 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화하는 MPM 플래그 복호화부; 상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 제 1 모드 그룹 리스트 생성부; 상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는지 여부를 나타내는 모드 그룹 플래그를 복호화하는 모드 그룹 플래그 복호화부; 및 상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는 경우, 상기 제 1 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 예측 모드 결정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, MPM(Most Probable Mode) 이외의 예측 모드들을 효율적으로 그룹핑(grouping)함으로써, 화면 내 예측 모드를 표현하기 위한 비트를 절감할 수 있고 압축 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 예측 모드의 선택 확률을 고려함으로써 효율적으로 MPM(Most Probable Mode) 이외의 예측 모드들을 그룹핑(grouping)할 수 있고, 이를 통해 화면 내 예측 모드를 표현하기 위한 비트를 줄일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 복호화하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹을 구성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹의 이진화 방법을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹을 구성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 블록의 예측 모드를 참조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹을 구성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 블록의 예측 모드에 기초하여 예측 모드 그룹에 추가되는 예측 모드를 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트의 예측 모드를 정렬하는 방법을 예시하는 흐름도이다
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이하 본 명세서에서 '블록' 또는 '유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 과정이 수행되는 단위를 의미하며, 샘플(또는 화소, 픽셀)의 다차원 배열로 구성될 수 있다.
'블록' 또는 '유닛'은 휘도(luma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 의미할 수도 있으며, 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 의미할 수도 있다. 또한, 휘도(luma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열과 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 모두 포함하여 통칭할 수도 있다.
예를 들어, '블록' 또는 '유닛'은 인코딩/디코딩의 수행 대상이 되는 샘플의 배열을 의미하는 코딩 블록(CB: Conding Block), 복수의 코딩 블록으로 구성되는 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 동일한 예측이 적용되는 샘플의 배열을 의미하는 예측 블록(PB: Prediction Block)(또는 예측 유닛(PU: Prediction Unit)), 동일한 변환이 적용되는 샘플의 배열을 의미하는 변환 블록(TB: Transform Block)(또는 변환 유닛(TU: Transform Unit))을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서 별도의 언급이 없는 한, '블록' 또는 '유닛'은 휘도(luma) 성분 및/또는 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 배열을 인코딩/디코딩하는 과정에서 이용되는 신택스 구조(syntax sturcture)를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 여기서, 신택스 구조는 특정한 순서로 비트스트림 내 존재하는 0 또는 그 이상의 신택스 요소(syntax element)를 의미하며, 신택스 요소는 비트스트림 내에서 표현되는 데이터의 요소를 의미한다.
예를 들어, '블록' 또는 '유닛'은 코딩 블록(CB)과 해당 코딩 블록(CB)의 인코딩을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 복수의 코딩 유닛으로 구성되는 코딩 트리 유닛(CU: Coding Tree Unit), 예측 블록(PB)과 해당 예측 블록(PB)의 예측을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 예측 유닛(PU: Prediction Unit), 변환 블록(TB)와 해당 변환 블록(TB)의 변환을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 '블록' 또는 '유닛'은 반드시 정사각형 또는 직사각형 형태의 샘플(또는 화소, 픽셀)의 배열로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태의 샘플(또는 화소, 픽셀)의 배열을 의미할 수도 있다. 이 경우, 폴리곤(Polygon) 블록 또는 폴리곤 유닛으로 지칭될 수도 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 감산기(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 예측부(180) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(180)는 인터 예측부(181), 인트라 예측부(182)을 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상 신호(Input video signal)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할한다.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)를 감산하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 생성한다. 생성된 차분 신호(또는 차분 블록)는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 차분 신호(또는 차분 블록)에 변환 기법(예를 들어, DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), KLT(Karhunen-Loeve transform) 등)을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 이때, 변환부(120)는 차분 블록에 적용된 예측 모드와 차분 블록의 크기에 따라서 결정된 변환 기법을 이용하여 변환을 수행함으로써 변환 계수들을 생성할 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트 스트림으로 출력한다.
한편, 양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 차분 신호를 복원할 수 있다. 복원된 차분 신호를 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(181)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(181)에서의 참조 픽쳐으로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(181)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(181)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(181)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(182)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측한다. 인트라 예측부(182)는, 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 또한, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
인터 예측부(181) 또는 상기 인트라 예측부(182)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)는 복원 신호(또는 복원 블록)를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호(또는 차분 블록)를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산기(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 예측부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(260)는 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호(즉, 비트 스트림)을 수신하고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩된다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 획득하게 된다.
가산기(235)는 획득된 차분 신호(또는 차분 블록)를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(261)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(181) 및 인트라 예측부(182)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)에도 동일하게 적용될 수 있다.
일반적으로 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용한다. 블록 기반의 영상 압축 방법은 영상을 특정 블록 단위로 나누어서 처리하는 방법으로서, 메모리 사용과 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할한다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
HEVC에서 CTU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16 중 어느 하나로 정해질 수 있다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CTB를 포함한다.
하나의 CTU은 쿼드-트리(Quad-tree) 구조로 분할될 수 있다. 즉, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 절반의 수평 크기(half horizontal size) 및 절반의 수직 크기(half vertical size)를 가지는 4개의 유닛으로 분할되어 코딩 유닛(CU: Coding Unit)이 생성될 수 있다. 이러한 쿼드-트리 구조의 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다. 즉, CU은 하나의 CTU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미한다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함한다. HEVC에서 CU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16, 8×8 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련된다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 CU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당한다.
CTU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 쿼드 트리 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 CU 플래그(split_cu_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 처리 과정이 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. HEVC는 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할한다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. 다만, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 인트라 예측과 인터 예측이 혼합되어 사용되지 않으며, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 동일한 예측 방법(즉, 인트라 예측 혹은 인터 예측)으로 코딩된다.
PU는 쿼드-트리 구조로 분할되지 않으며, 하나의 CU에서 미리 정해진 형태로 한번 분할된다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2N×2N 또는 N×N)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2N×2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, N×N 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2N×N 형태 및 세로 방향으로 분할되는 N×2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64×64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64×64 크기의 CU에서 8×8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64×64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64×64 CU를 32×32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32×32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32×32 CU를 16×16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16×16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16×16 CU를 8×8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8×8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16×16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8×8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16×16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16×16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32×32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16×16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32×32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32×32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64×64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32×32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64×64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드-트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드-트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다.
CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
예측(prediction)
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
이하, 인트라 예측에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
인트라 예측( Intra prediction)(또는 화면 내 예측)
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출(derivation)한다(S501).
인트라 예측에서는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향을 가질 수 있다. 예측 방향을 가지는 인트라 예측 모드를 인트라 방향성 예측 모드(Intra_Angular prediction mode)라고 지칭한다. 반면, 예측 방향을 가지지 않는 인트라 예측 모드로서, 인트라 플래너(INTRA_PLANAR) 예측 모드, 인트라 DC(INTRA_DC) 예측 모드가 있다.
표 1은 인트라 예측 모드와 관련 명칭에 대하여 예시하고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
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인트라 예측에서는 도출되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘풀과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 도출한다.
디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성한다(S502).
인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nS×nS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 이웃한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 이웃한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들 및 현재 처리 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 의미한다.
그러나, 현재 처리 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있다(S503).
참조 샘플의 필터링 수행 여부는 현재 처리 블록의 크기에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 참조 샘플의 필터링 방법은 인코더로부터 전달되는 필터링 플래그에 의해 결정될 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드와 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성한다(S504). 즉, 디코더는 인트라 예측 모드 도출 단계(S501)에서 도출된 인트라 예측 모드와 참조 샘플 구성 단계(S502)와 참조 샘플 필터링 단계(S503)를 통해 획득한 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성(즉, 현재 처리 블록 내 예측 샘플 생성)한다.
현재 처리 블록이 INTRA_DC 모드로 인코딩된 경우 처리 블록 간의 경계의 불연속성(discontinuity)를 최소화하기 위해, S504 단계에서 예측 블록의 좌측(left) 경계 샘플(즉, 좌측 경계에 이웃한 예측 블록 내 샘플)과 상측(top) 경계 샘플(즉, 상측 경계에 이웃한 예측 블록 내 샘플)을 필터링할 수 있다.
또한, S504 단계에서 인트라 방향성 예측 모드들 중 수직 방향 모드(vertical mode) 및 수평 방향 모드(horizontal mode)에 대해서도 INTRA_DC 모드와 유사하게 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플에 필터링을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 현재 처리 블록이 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)로 인코딩된 경우, 예측 방향에 위치하는 참조 샘플에 기반하여 예측 샘플의 값을 도출할 수 있다. 이때, 예측 블록의 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플 중 예측 방향에 위치하지 않는 경계 샘플이 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과 이웃할 수 있다. 즉, 예측에 사용되는 참조 샘플과의 거리보다 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과의 거리가 훨씬 가까울 수 있다.
따라서, 디코더는 인트라 예측 방향이 수직 방향인지 수평 방향인지에 따라 적응적으로 좌측 경계 샘플들 또는 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다. 즉, 인트라 예측 방향이 수직 방향인 경우, 좌측 경계 샘플들에 필터링을 적용하고, 인트라 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다.
HEVC에서는 이와 같은 35가지 예측 모드를 보다 적은 비트로 표현(또는 시그널링)하기 위해 화면 내 예측(또는 인트라 예측) 모드의 통계적 특성이 이용된다.
일반적으로 부호화 블록은 주변 블록과 유사한 영상 특징을 가지기 때문에 화면 내 예측 모드 또한 같거나 비슷한 화면 내 예측 모드를 가질 확률이 높다. 이러한 특성을 고려하여 인코더/디코더는 주변 블록(또는 이웃하는 블록)의 예측 모드와 일반적으로 가장 많이 발생하는 예측 모드를 MPM(Most Probable Mode)으로 결정한다.
만약, 현재 PU의 예측 모드가 MPM으로 결정된다면 예측 모드를 표현하기 위해 사용되는 비트를 절약할 수 있고(2비트 이내로 표현), MPM 모드가 아닌 다른 예측 모드로 결정된다면 3개의 MPM 모드를 제외한 32개 모드 중 하나의 모드로 부호화하기 때문에 6 비트가 아닌 5 비트를 사용하여 화면 내 예측 모드를 표현할 수 있다.
최근, HEVC의 33개 방향성 예측 모드를 65개로 확장하고 기존의 무방향성 예측 모드를 더하여, 총 67개의 화면 내 예측 모드를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법이 논의되고 있다. 이와 같이, 화면 내 예측 방향의 증가는 보다 정확한 예측을 가능하게 하여 왜곡(distortion)을 감소시킬 수 있지만, 늘어난 예측 모드를 시그널링하기 위한 오버헤드 비트(overhead bit)가 필요하다는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 증가된 화면 내 예측 모드를 보다 적은 비트로 표현하기 위하여 MPM(Most Probable Mode) 이외의 예측 모드들을 효율적으로 그룹핑(grouping)하는 방법을 제안한다.
이하, 본 발명에서는, 화면 내 예측을 위하여 67개의 화면 내 예측 모드가 사용되고, MPM 후보(candidate)로서 6개의 화면 내 예측 모드가 사용되는 것을 가정하여 제안하는 방법을 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명이 화면 내 예측의 위해 사용되는 화면 내 예측 모드의 개수가 반드시 67개인 것으로 제한되는 것은 아니며, MPM 후보로 사용되는 예측 모드의 개수가 반드시 6개로 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 MPM(Most Probable Mode)과 non-MPM 모드를 이용하여 67개의 화면 내 예측 모드를 부호화/복호화할 수 있다.
여기서, non-MPM 모드는 전체 예측 모드 중에서 MPM이 아닌 예측 모드(또는 예측 모드 그룹)를 나타낸다. 전술한 바와 같이 67개의 화면 내 예측 모드와 6개의 MPM 후보를 가정하면, non-MPM 모드는 61개의 예측 모드를 포함할 수 있다.
MPM 후보 리스트에 포함되지 않은 61개의 예측 모드들의 효율적인 시그널링을 위하여, 인코더/디코더는 non-MPM 모드를 제 1 모드 그룹과 제 2 모드 그룹으로 나눌 수 있다. 제 2 모드 그룹의 예측 모드들보다 제 1 모드 그룹의 예측 모드들에 더 적은 비트를 할당함으로써, 화면 내 예측 모드를 시그널링하기 위한 비트를 줄이고 압축 효율을 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 제 1 모드 그룹은 셀렉티드 모드(selected mode), 셀렉티드 모드 그룹 등으로 지칭될 수 있다. 상기 제 2 모드 그룹은 논 셀렉티드 모드(non selected mode), 논 셀렉티드 모드 그룹 등으로 지칭될 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 화면 내 예측 모드를 복호화하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명에서 설명하는 화면 내 예측 모드의 부호화/복호화 방법은 인코더와 디코더에서 모두 적용될 수 있으며, 설명의 편의상 디코더를 기준으로 설명하도록 한다.
디코더는 MPM 플래그를 파싱하고(S701), MPM 플래그에 기초하여 현재 블록의 예측 모드가 MPM을 이용하여 부호화되었는지 여부를 판단한다(S702). 여기서, MPM 플래그는 현재 블록의 예측 모드가 MPM 후보 리스트에 포함되는지 여부를 지시한다.
S702 단계에서 판단한 결과 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화된 경우, 디코더는 MPM 인덱스(index)를 파싱한다(S703). 여기서, MPM 인덱스는 MPM 후보 리스트 내에서 현재 블록의 화면 내 예측에 적용되는 화면 내 예측 모드를 지시한다.
S702 단계에서 판단한 결과 현재 블록이 MPM 을 이용하여 부호화되지 않은 경우, 디코더는 모드 그룹 플래그를 파싱하고(S704), 상기 모드 그룹 플래그에 기초하여 현재 블록의 예측 모드가 제 1 모드 그룹을 이용하여 부호화되었는지 여부를 판단한다(S705). 여기서, 상기 모드 그룹 플래그는 현재 블록의 예측 모드가 제 1 모드 그룹에 포함되는지 또는 제 2 모드 그룹에 포함되는지를 나타낸다. 제 2 모드 그룹은 MPM 후보 리스트에 포함되지 않은 61개의 예측 모드 중에서 제 1 모드 그룹의 예측 모드들을 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
S705 단계에서 판단한 결과 현재 블록이 제 1 모드 그룹을 이용하여 부호화된 경우, 디코더는 제 1 모드 그룹 리스트 내에서 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 지시하는 제 1 인덱스를 파싱한다(S706).
S705 단계에서 판단한 결과 현재 블록이 제 1 모드 그룹을 이용하여 부호화되지 않은 경우, 즉, 제 2 모드 그룹을 이용하여 부호화된 경우, 디코더는 제 2 모드 그룹 리스트 내에서 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 지시하는 제 2 인덱스를 파싱한다(S706).
본 발명의 일 실시예에서, 인코더/디코더는 제 1 모드 그룹에 제 2 모드 그룹보다 더 적은 비트를 할당할 수 있다. 구체적으로, 인코더/디코더는 제 1 모드 그룹의 예측 모드들을 고정된 4 비트로 이진화(binarization)하고, 제 2 모드 그룹의 예측 모드들을 5 비트 또는 6 비트로 이진화할 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹을 구성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 인코더/디코더는 16개의 예측 모드를 이용하여 제 1 모드 그룹을 구성하는 경우를 가정한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 모드 그룹의 개수는 다양한 값을 가질 수 있다.
구체적으로, 인코더/디코더는 MPM 후보 리스트에 포함되지 않은 61개의 나머지 예측 모드들을 오름 차순으로 정렬하고, 정렬된 리스트에서 4의 배수 번째 순서에 해당하는 16개의 예측 모드를 이용하여 제 1 모드 그룹을 구성할 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 제 1 모드 그룹의 예측 모드를 지시하는 인덱스들에 각각 4 비트를 할당할 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹의 이진화 방법을 예시하는 도면이다.
인코더/디코더는 MPM 후보 리스트에 포함되지 않은 61개의 나머지 예측 모드들 중에서 제 1 모드 그룹의 예측 모드들을 제외한 45개의 예측 모드들을 이용하여 제 2 모드 그룹을 구성할 수 있다. 상기 45개의 예측 모드들을 지시하는 인덱스에 5 비트 또는 6 비트가 할당될 수 있다.
도 9를 참조하면, 인코더/디코더는 상기 45개의 예측 모드들 중에서 19개의 예측 모드들을 5 비트를 이용하여 이진화할 수 있고, 나머지 26개의 예측 모드들을 6 비트를 이용하여 이진화할 수 있다.
실시예 2
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 예측 모드의 선택 확률을 고려하여 MPM 이외의 예측 모드들을 그룹핑할 수 있다.
전술한 바와 같이, MPM 후보 리스트에 포함되지 않은 나머지 예측 모드들의 효율적인 시그널링을 위하여, 인코더/디코더는 non MPM 모드 중에서 더 적은 비트를 할당하는 제 1 모드 그룹을 구성(또는 생성)할 수 있다. 제 2 모드 그룹의 예측 모드들보다 제 1 모드 그룹의 예측 모드들에 더 적은 비트를 할당함으로써, 화면 내 예측 모드를 시그널링하기 위한 비트를 절약할 수 있다.
그러나, 앞서 실시예 1에서 설명한 non MPM 모드는 단순히 MPM 후보 리스트에 포함되지 않은 나머지 예측 모드를 오름 차순으로 배열한 후, 리스트 상에서 4의 배수의 예측 모드들을 제 1 모드 그룹으로 구성한다. 위와 같은 non MPM 모드의 구성 방법에 따르면, 임의의 예측 모드가 제 1 모드 그룹으로 선택됨으로써 제 1 모드 그룹 내 예측 모드의 선택 확률이 낮아질 수 있고, 제 1 모드 그룹과 제 2 모드 그룹을 구분하기 위한 플래그 비트를 낭비함으로써 압축 효율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 예측 모드의 선택 확률을 고려하여 예측 모드 그룹을 효율적으로 구성하는 방법을 제안한다.
일반적으로 부호화 블록은 주변 블록과 유사한 영상 특징을 가지기 때문에 화면 내 예측 모드 또한 같거나 비슷한 화면 내 예측 모드를 가질 확률이 높다. 이러한 특성을 고려하여 인코더/디코더는 주변 블록의 예측 모드를 제 1 모드 그룹에 추가할 수 있다.
또한, 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드들이 알려져 있다. 예를 들면, 플래너(planar) 모드, DC 모드, 수직 방향(vertical) 모드, 수평 방향(horizontal) 모드, 대각선 방향(diagonal) 모드는 나머지 다른 모드들에 비하여 통계적으로 높은 확률로 선택되는 것으로 알려져 있다. 인코더/디코더는 위와 같이 통계적으로 선택 확률이 높은 모드(또는 통계적으로 자주 선택되는 모드)들을 제 1 모드 그룹에 추가할 수 있다.
주변 블록의 예측 모드와 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드를 이용하여 상대적으로 더 적은 비트를 할당하는 제 1 모드 그룹을 구성함으로써, 제 1 모드 그룹 내 예측 모드의 선택 확률을 높일 수 있다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹을 구성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 인코더/디코더는 16개의 예측 모드를 이용하여 제 1 모드 그룹을 구성하는 경우를 가정한다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제 1 모드 그룹의 개수는 다양한 값을 가질 수 있다. 또한, 제 1 모드 그룹의 개수는 미리 정해진 개수일 수도 있고, 인코더로부터 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 부호화 블록 단위로 디코더에게 전송될 수도 있다.
먼저, 인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 초기(initial) 예측 모드를 삽입한다(S1001). 상기 초기 예측 모드는 주변 블록의 예측 모드와 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드를 포함할 수 있다. 상기 S1001 단계에서는, MPM 후보 리스트 구성 과정에서 우선 순위에 밀려 리스트에 삽입(또는 추가)되지 않은 예측 모드들이 제 1 모드 그룹 리스트에 삽입될 수 있다. 구체적인 방법은 후술한다.
인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성(angular) 예측 모드의 예측 방향에 가장 인접한 예측 모드를 삽입한다(S1002). 구체적인 방법은 후술한다.
인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 추가(additional) 예측 모드를 삽입한다(S1003). 상기 추가 예측 모드는 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드를 포함할 수 있다. 구체적인 방법은 후술한다.
인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 16개의 예측 모드가 구성될 때까지, 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성 예측 모드의 예측 방향에 가장 인접한 예측 모드를 삽입한다(S1004). 구체적인 방법은 후술한다.
제 1 모드 그룹 리스트를 구성하기 위하여, 이상에서 설명한 단계 이외의 단계가 추가될 수도 있고, 일부 단계가 생략될 수도 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 S1001 단계에서 초기 예측 모드 및 추가 예측 모드를 모두 삽입하고, 16개의 예측 모드가 구성될 때까지 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 방향성 예측 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드를 삽입할 수 있다. 이 경우, S1002, S1003 단계는 생략될 수 있다.
이하에서, 아래의 도면을 참조하여 도 10의 S1001 단계의 구체적인 과정을 설명한다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다.
인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 초기 예측 모드를 삽입할 수 있다. 상기 초기 예측 모드는 주변 블록의 예측 모드와 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드를 포함할 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 삽입(또는 추가)하려는 예측 모드가 이미 MPM 후보 리스트에 삽입된 경우, 해당 예측 모드를 삽입하지 않을 수 있다.
다시 말해, 인코더/디코더는 초기 예측 모드가 MPM 후보 리스트에 삽입되었는지 여부를 판단하고, 판단 결과 MPM 후보 리스트에 삽입되지 않은 경우 해당 예측 모드를 제 1 모드 그룹 리스트에 삽입할 수 있다.
예를 들어, 상기 초기 예측 모드는 아래와 같은 예측 모드를 포함할 수 있다:
1) 좌측(left) 이웃 블록의 예측 모드, 2) 상측(above) 이웃 블록의 예측 모드, 3) 플래너 모드, 4) DC 모드, 5) 좌하측(bottom-left) 이웃 블록의 예측 모드, 6) 우상측(above-right) 이웃 블록의 예측 모드, 7) 좌상측(above-left) 이웃 블록의 예측 모드
도 11에서 상기 초기 예측 모드들을 삽입하는 방법을 순서도로서 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시예로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 통계적으로 자주 선택되는 예측 모드들간 삽입 순서는 상호 변경될 수 있으며, 하나 이상의 예측 모드 삽입 단계가 생략될 수도 있다. 또한, 위에서 제시하고 있는 예측 모드 이외에 통계적으로 자주 선택되는 예측 모드(예를 들어, 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드)가 더 추가될 수도 있다. 예를 들어, 예측 모드의 삽입 순서는 1) 플래너 모드, 2) 좌하측 이웃 블록의 예측 모드, 3) 우상측 이웃 블록의 예측 모드, 4) 좌상측(above-left) 이웃 블록의 예측 모드, 5) DC 모드, 6) 수직 모드, 7) 수평 모드 순서일 수 있다. 또한, 상기 초기 예측 모드들의 삽입 순서는 MPM(Most Probable Mode)의 구성 순서와 동일하게 정해질 수도 있다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 블록의 예측 모드를 참조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 인코더/디코더는 현재 블록에 이웃하는 이웃 블록의 예측 모드를 이용하여 초기 예측 모드를 구성할 수 있다.
만약 현재 블록이 정방형 블록(square block)인 경우, 현재 블록의 좌측(Left: L), 상측(Above: A), 좌상측(Above-Left: AL), 좌하측(Bottom-Left: BL), 우상측(Above-Right: AR)에 이웃하는 블록은 도 12(a)에 도시된 바와 같이 결정될 수 있다.
현재 블록이 비정방형 블록(non square block)인 경우, 현재 블록의 좌측(Left: L), 상측(Above: A), 좌상측(Above-Left: AL), 좌하측(Bottom-Left: BL), 우상측(Above-Right: AR)에 이웃하는 블록은 도 12(b)에 도시된 바와 같이 결정될 수 있다.
이하에서, 아래의 도면을 참조하여 도 10의 S1002 단계의 구체적인 과정을 설명한다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다.
1. 인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드가 방향성 예측 모드에 해당하는지 여부를 판단한다.
2. 판단 결과 방향성 예측 모드에 해당하는 경우, 인코더/디코더는 해당 예측 모드의 모드 값에 1을 뺀 값과 1을 더한 값에 대응되는 예측 모드를 제 1 모드 그룹 리스트에 추가한다.
3. 인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 모든 예측 모드에 대하여 상기 단계 1, 2를 반복한다.
이하에서, 아래의 도면을 참조하여 도 10의 S1003 단계의 구체적인 과정을 설명한다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다
인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 추가(additional) 예측 모드를 삽입할 수 있다. 상기 추가 예측 모드는 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드를 포함할 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 삽입(또는 추가)하려는 예측 모드가 이미 MPM 후보 리스트에 삽입된 경우 또는 이미 제 1 모드 그룹 리스트에 삽입된 경우, 해당 예측 모드를 삽입하지 않을 수 있다.
다시 말해, 인코더/디코더는 추가 예측 모드가 MPM 후보 리스트에 삽입되었는지 여부를 판단하고, 판단 결과 MPM 후보 리스트에 삽입되지 않은 경우 해당 예측 모드를 제 1 모드 그룹 리스트에 삽입할 수 있다.
예를 들어, 상기 추가 예측 모드는 아래와 같은 예측 모드를 포함할 수 있다:
1) 수직(Vertical) 모드, 2) 수평(Horizontal) 모드, 3) 2번 예측 모드, 4) 대각선(Diagonal) 모드
도 14에서 상기 추가 예측 모드들을 삽입하는 방법을 순서도로서 도시하고 있으나, 이는 하나의 실시예로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 통계적으로 자주 선택되는 예측 모드들간 삽입 순서는 상호 변경될 수 있으며, 하나 이상의 예측 모드 삽입 단계가 생략될 수도 있다. 통계적으로 자주 선택되는 모드가 앞서 도 11의 초기 예측 모드에 포함되지 않은 경우, 도 14의 추가 예측 모드들로 포함될 수 있다.
여기서, 2번 예측 모드는 앞서 도 6에서 설명한 HEVC의 2번 예측 모드와 예측 방향이 동일한 예측 모드를 나타낸다.
이하에서, 아래의 도면을 참조하여 도 10의 S1004 단계의 구체적인 과정을 설명한다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다.
1. 인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드가 방향성 예측 모드에 해당하는지 여부를 판단한다.
2. 판단 결과 방향성 예측 모드에 해당하는 경우, 인코더/디코더는 해당 예측 모드의 모드 값에 1을 뺀 값과 1을 더한 값에 대응되는 예측 모드를 제 1 모드 그룹 리스트에 추가한다.
3. 인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 모든 예측 모드에 대하여 상기 단계 1, 2를 반복한다.
4. 인코더/디코더는 현재까지 삽입된 제 1 모드 그룹 리스트가 전체 개수를 만족하는지 여부를 판단한다.
5. 만약 현재까지 삽입된 제 1 모드 그룹 리스트가 전체 개수를 만족하지 않는 경우, 인코더/디코더는 상기 단계 1, 2, 3을 반복한다.
6. 만약 현재까지 삽입된 제 1 모드 그룹 리스트가 전체 개수를 만족하는 경우, 인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트의 생성을 종료한다.
즉, 제 1 모드 그룹의 전체 개수가 16이라고 가정할 때, 인코더/디코더는 최종적으로 16개의 예측 모드로 제 1 모드 그룹 리스트를 구성할 때까지, 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 방향성 예측 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드들을 추가할 수 있다.
실시예 3
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 예측 모드의 선택 확률을 고려하여 MPM 이외의 예측 모드들을 그룹핑할 수 있다. 특히, 인코더/디코더는 주변 블록의 예측 모드와 방향성이 다른 예측 모드를 이용하여 예측 모드 그룹을 구성할 수 있다.
앞선 실시예 2에서, 주변 블록의 예측 모드와 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드를 이용하여 제 1 모드 그룹을 구성하는 방법을 설명하였다. 본 실시예에서는, 주변 블록의 예측 모드와 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드뿐만 아니라, 주변 블록의 예측 모드와 방향성이 다른 예측 모드가 이용될 수 있다.
현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, MPM 후보로 선택되지 않는 모드들 중에서 현재 블록의 예측 모드가 선택된다. 이때, 선택 패턴을 분석해보면 오히려 주변 모드의 예측 모드와 관계(또는 상관도)가 많이 떨어지는 예외적인 모드를 선택되는 확률이 높다. 따라서, non MPM 모드에서 위와 같은 예외적인 모드를 고려함으로써, 예측 모드의 선택 확률을 높이고 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹을 구성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
먼저, 인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 초기(initial) 예측 모드를 삽입한다(S1601). 상기 초기 예측 모드는 주변 블록의 예측 모드와 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드를 포함할 수 있다. 상기 S1601 단계에서는, MPM 후보 리스트 구성 과정에서 우선 순위에 밀려 리스트에 삽입(또는 추가)되지 않은 예측 모드들이 제 1 모드 그룹 리스트에 삽입될 수 있다. 구체적인 방법은 후술한다.
인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 추가(additional) 예측 모드를 삽입한다(S1602). 상기 추가 예측 모드는 주변 블록의 예측 모드의 예측 방향과 상관도가 낮은(즉, 방향성이 다른) 예측 모드를 포함할 수 있다. 구체적인 방법은 후술한다.
인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트의 전체 개수만큼 예측 모드가 구성될 때까지, 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성 예측 모드의 예측 방향에 가장 인접한 예측 모드를 삽입한다(S1603). 이 단계는 앞서 도 15에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 수행될 수 있다.
제 1 모드 그룹 리스트를 구성하기 위하여, 이상에서 설명한 단계 이외의 단계가 추가될 수도 있고, 일부 단계가 생략될 수도 있다.
이하에서, 아래의 도면을 참조하여 도 16의 S1601 단계의 구체적인 과정을 설명한다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다.
인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 초기 예측 모드를 삽입할 수 있다. 상기 초기 예측 모드는 주변 블록의 예측 모드와 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드를 포함할 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 삽입(또는 추가)하려는 예측 모드가 이미 MPM 후보 리스트에 삽입된 경우, 해당 예측 모드를 삽입하지 않을 수 있다.
다시 말해, 인코더/디코더는 초기 예측 모드가 MPM 후보 리스트에 삽입되었는지 여부를 판단하고, 판단 결과 MPM 후보 리스트에 삽입되지 않은 경우 해당 예측 모드를 제 1 모드 그룹 리스트에 삽입할 수 있다.
예를 들어, 상기 초기 예측 모드는 아래와 같은 예측 모드를 포함할 수 있다:
1) 플래너 모드, 2) DC 모드, 3) 좌하측(bottom-left) 이웃 블록의 예측 모드, 4) 우상측(above-right) 이웃 블록의 예측 모드, 5) 좌상측(above-left) 이웃 블록의 예측 모드, 6) 수직(vertical) 모드, 7) 수평(horizontal) 모드, 8) 2번 예측 모드, 9) 대각선(Diagonal) 모드
이상에서 예시하는 초기 예측 모드는 하나의 실시예로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 통계적으로 자주 선택되는 예측 모드들간 삽입 순서는 상호 변경될 수 있으며, 하나 이상의 예측 모드 삽입 단계가 생략될 수도 있다.
이하에서, 아래의 도면을 참조하여 도 16의 S1602 단계의 구체적인 과정을 설명한다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트에 예측 모드를 삽입하는 방법을 예시하는 도면이다
인코더/디코더는 제 1 모드 그룹 리스트에 추가(additional) 예측 모드를 삽입할 수 있다. 상기 추가 예측 모드는 주변 블록의 예측 모드의 예측 방향과 상관도가 낮은(즉, 방향성이 다른) 예측 모드를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 추가 예측 모드는 아래와 같은 단계로 삽입될 수 있다.
1. 인코더/디코더는 좌측 이웃 블록의 예측 모드(이하, ‘좌측 예측 모드’로 지칭될 수 있음)의 모드 값에서 대각선 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보다 작거나 같은지 여부를 판단한다.
2. 좌측 예측 모드의 모드 값에서 대각선 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보다 작거나 같은 경우, 인코더/디코더는 좌측 예측 모드의 모드 값에서 수평 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보나 작거나 같은지 여부를 판단한다.
3. 좌측 예측 모드의 모드 값에서 수평 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보나 작거나 같은 경우, 인코더/디코더는 수직 대각선(vertical diagonal) 모드의 모드 값에서 1, 2, 3을 뺀 예측 모드를 제 1 모드 그룹 리스트에 추가한다. 여기서, 수직 대각선 모드는 앞서 도 6에서 설명한 HEVC의 34번 예측 모드와 예측 방향이 동일한 예측 모드를 나타낸다.
4. 좌측 예측 모드의 모드 값에서 수평 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보나 큰 경우, 인코더/디코더는 수직 모드의 모드 값에서 1, 2, 3을 뺀 예측 모드를 제 1 모드 그룹 리스트에 추가한다.
5. 좌측 예측 모드의 모드 값에서 대각선 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보다 큰 경우, 인코더/디코더는 좌측 예측 모드의 모드 값에서 수직 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보나 작거나 같은지 여부를 판단한다.
6. 좌측 예측 모드의 모드 값에서 수직 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보나 작거나 같은 경우, 인코더/디코더는 수평 모드의 모드 값에서 1, 2, 3을 더한 예측 모드를 제 1 모드 그룹 리스트에 추가한다.
7. 좌측 예측 모드의 모드 값에서 수직 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보나 큰 경우, 인코더/디코더는 3번, 4번, 5번 예측 모드를 제 1 모드 그룹 리스트에 추가한다.
8. 인코더/디코더는 좌측 예측 모드 대신 현재 블록의 상측에 이웃하는 블록의 예측 모드(이하, ‘상측 예측 모드’로 지칭될 수 있음)를 이용하여, 앞서 설명한 단계 1 내지 7을 수행한다. 좌측 예측 모드 대신에 상측 예측 모드가 이용되는 것을 제외하고, 상기 단계 1 내지 7에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 수행될 수 있다.
즉, 인코더/디코더는 대각선 모드의 예측 방향을 기준으로 주변 블록(예를 들어, 좌측 이웃 블록 또는 상측 이웃 블록)의 예측 모드의 예측 방향에 대칭되는 예측 모드 또는 이에 인접한 예측 모드를 이용하여 제 1 모드 그룹을 구성할 수 있다.
제 1 모드 그룹 리스트를 구성하기 위하여, 이상에서 설명한 단계 이외의 단계가 추가될 수도 있고, 일부 단계가 생략될 수도 있다. 또한, 추가 예측 모드가 이상에서 설명한 예측 모드들로 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 인코더/디코더는 대각선 모드의 예측 방향을 기준으로 대칭되는 예측 모드와 해당 예측 모드의 모드 값에서 1을 뺀 값과 더한 값에 대응되는 예측 모드들을 제 1 모드 그룹 리스트에 추가할 수도 있다.
한편, 아래의 도면을 참조하여 앞서 도 18에서 설명한 방법에 따라 추가될 수 있는 예측 모드를 예를 들어 설명하도록 한다.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 블록의 예측 모드에 기초하여 예측 모드 그룹에 추가되는 예측 모드를 결정하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 19를 참조하면, 화면 내 예측을 위해 67개의 예측 모드를 이용하는 경우, 65개의 방향성 예측 모드를 도시한다. 그리고, 각각의 예측 모드의 모드 값은 앞서 도 6에서 설명한 HEVC의 모드 값과 같은 순서로 결정될 수 있다. 다시 말해, 도 6에서 설명한 HEVC의 2번 예측 모드와 동일한 예측 방향의 2번 예측 모드를 시작으로 순서대로 66번 예측 모드까지 결정될 수 있다.
인코더/디코더는 65개의 방향성 예측 모드를 4개의 카테고리로 구분할 수 있다. 이때, 카테고리는 예측 방향으로 그룹화되어 구분될 수 있다. 제 1 카테고리는 2 내지 18번 예측 모드, 제 2 카테고리는 19 내지 34번 예측 모드, 제 3 카테고리는 35 내지 50번 예측 모드, 제 4 카테고리는 51 내지 66번 예측 모드로 구분될 수 있다.
인코더/디코더는 대각선 방향을 기준으로 주변 블록의 예측 모드가 속한 카테고리에 대칭되는 카테고리의 예측 모드들을 제 1 모드 그룹에 추가할 수 있다.
예를 들어, 상측 이웃 블록의 예측 모드가 4번 예측 모드(1901)인 경우, 상측 예측 모드가 제 1 카테고리에 속하기 때문에, 인코더/디코더는 제 4 카테고리에 속하는 예측 모드를 제 1 모드 그룹에 추가할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 제 4 카테고리에 있는 예측 모드 중에서, 66번 예측 모드에서 1, 2, 3을 뺀 값에 대응하는 예측 모드(1902, 1903, 1904)를 제 1 모드 그룹에 추가할 수 있다.
이와 같이 주변 블록의 예측 모드와 방향성이 다른 예측 모드를 추가함으로써, 리스트 내 예측 모드에 가장 인접한 2개의 예측 모드(즉, -1, +1 예측 모드)를 추가하는 방법에 의해 추가되기는 어렵지만 최종적으로 선택될 가능성(또는 확률)이 높은 예측 모드들을 예측 모드 리스트에 추가할 수 있다.
실시예 4
본 발명의 일실시예에서, 인코더/디코더는 예측 모드의 선택 확률에 기초하여 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들의 순서를 정렬할 수 있다.
앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 제 2 모드 그룹은 45개의 예측 모드로 구성될 수 있고, 5 비트 또는 6 비트로 표현(또는 이진화)될 수 있다. 그러나, 단순히 예측 모드의 모드 값이 작은 순서대로 19개의 예측 모드에 5 비트를 할당하고 나머지 26개의 예측 모드에 6 비트를 할당한다면, 상대적으로 선택 확률이 높은 예측 모드임에도 불구하고 더 많은 비트가 할당될 수 있고, 이로 인해 압축 효율이 저하될 수 있다.
따라서, 본 실시예에서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제 2 모드 그룹을 부호화하는 과정에서 선택 확률에 기초하여 리스트를 재배열(또는 재구성)하는 방법을 제안한다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 그룹 리스트의 예측 모드를 정렬하는 방법을 예시하는 흐름도이다
인코더/디코더는 제 2 모드 그룹 리스트의 예측 모드들에 대하여 루프(loop)를 돌면서 각각의 예측 모드 들의 모드 값에서 대각선 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보다 작거나 같은지 여부를 판단한다(S2001, S2002).
인코더/디코더는 대각선 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보다 큰 예측 모드들 각각에 대하여, 해당 모드 값에서 수직 모드를 뺀 값에 대응되는 우선 순위를 할당(또는 설정)한다(S2003).
인코더/디코더는 대각선 모드의 모드 값을 뺀 값이 0보다 작거나 같은 예측 모드들 각각에 대하여, 해당 모드 값에서 수평 모드를 뺀 값에 대응되는 우선 순위를 할당(또는 설정)한다(S2004).
인코더/디코더는 S2003 단계와 S2004 단계에서 할당된 우선 순위에 기초하여 제 2 모드 그룹의 예측 모드들을 정렬한다(S2005).
즉, 제 2 모드 그룹을 구성하는 45개의 예측 모드는 수평 모드 또는 수직 모드 또는 수직 모드의 예측 방향에 인접할수록 더 높은 우선순위를 가질 수 있다. 이후, 인코더/디코더는 할당된 우선 순위에 기초하여 오름 차순으로 리스트를 정렬하고 이진화를 수행할 수 있다.
전술한 실시예들은 독립적으로 수행될 수도 있고, 하나 이상의 실시예가 조합되어 실시될 수도 있다. 예를 들어, 실시예 2에서 설명한 방법에 의해 예측 모드 그룹을 구성한 후, 실시예 3에서 설명한 방법에 의해 예측 모드를 추가할 수도 있다. 또한, 예를 들어, 인코더/디코더는 실시예 1, 2 또는 3에서 설명한 방법에 따라 제 1 모드 그룹을 구성하고 실시예 4에서 설명한 방법에 따라 제 2 모드 그룹 내 예측 모드 순서를 재정렬할 수도 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
디코더는 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화한다(S2101).
디코더는 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 제 1 모드 그룹 리스트를 생성한다(S2102).
전술한 바와 같이, 디코더는 non MPM 모드 중에서 더 적은 비트를 할당하는 제 1 모드 그룹을 생성할 수 있다. 제 2 모드 그룹의 예측 모드들보다 제 1 모드 그룹의 예측 모드들에 더 적은 비트를 할당함으로써, 화면 내 예측 모드를 시그널링하기 위한 비트를 절약할 수 있다.
전술한 바와 같이, 디코더는 주변 블록의 예측 모드를 제 1 모드 그룹에 추가할 수 있다. 이 경우, S2102 단계는 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 현재 블록에 이웃하는 블록의 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 앞서 도 12에서 설명한 바와 같이, 현재 블록에 이웃하는 블록은 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측 또는 우상측에 이웃하는 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 디코더는 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드들을 제 1 모드 그룹에 추가할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는, 상기 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 제 1 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 예측 모드는 플래너(planar) 모드, DC 모드, 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드 또는 대각선(Diagonal) 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 디코더는 제 1 모드 그룹의 방향성 예측 모드에 인접한 예측 모드를 추가할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는, 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성(angular) 예측 모드의 모드 값에 1을 더하거나 뺀 값에 대응되는 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는, 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 전체 개수를 만족할 때까지, 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성 예측 모드의 모드 값에 1을 더하거나 뺀 값에 대응되는 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 반복적으로 추가하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 전체 개수는 미리 정해진 개수이거나, 인코더로부터 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 부호화 블록 단위로 전송되는 값일 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 디코더는 주변 블록의 예측 모드와 방향성이 다른 예측 모드를 이용하여 예측 모드 그룹을 구성할 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는, 대각선(Diagonal) 모드의 예측 방향을 기준으로 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 예측 모드와 대칭되는 예측 모드를 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
디코더는 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는지 여부를 나타내는 모드 그룹 플래그를 복호화한다(S2103).
디코더는 상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는 경우, 상기 제 1 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정한다(S2104).
만약, 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되지 않는 경우, 디코더는 제 2 모드 그룹 리스트를 생성할 수 있다. 그리고, 디코더는 상기 제 2 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정할 수 있다. 이때, 상기 제 2 모드 그룹 리스트는 상기 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 예측 모드들을 제외한 예측 모드들을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 디코더는 예측 모드의 선택 확률에 기초하여 제 2 모드 그룹 리스트를 정렬(또는 재정렬)할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 예측 모드들을 제외한 예측 모드들 중에서 수직(Vertical) 모드 또는 수평(Horizontal) 모드의 예측 방향에 더 인접한 예측 모드에 더 높은 우선 순위를 할당하고, 상기 할당된 우선 순위에 기초하여 상기 제 2 모드 그룹 리스트를 정렬할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 22에서는 설명의 편의를 위해 인트라 예측부(182; 도 1 참조, 262; 도 2 참조)를 하나의 블록으로 도시하였으나, 인트라 예측부(182, 262)는 인코더 및/또는 디코더에 포함되는 구성으로 구현될 수 있다.
도 22를 참조하면, 인트라 예측부(182, 262)는 앞서 도 5 내지 도 21에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인트라 예측부(182, 262)는 MPM 플래그 복호화부(2201), 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202), 모드 그룹 플래그 복호화부(2203) 및 예측 모드 결정부(2204)를 포함하여 구성될 수 있다.
MPM 플래그 복호화부(2201)는 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화한다.
제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 제 1 모드 그룹 리스트를 생성한다.
전술한 바와 같이, 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 non MPM 모드 중에서 더 적은 비트를 할당하는 제 1 모드 그룹을 생성할 수 있다. 제 2 모드 그룹의 예측 모드들보다 제 1 모드 그룹의 예측 모드들에 더 적은 비트를 할당함으로써, 화면 내 예측 모드를 시그널링하기 위한 비트를 절약할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 주변 블록의 예측 모드를 제 1 모드 그룹에 추가할 수 있다. 이 경우, 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 현재 블록에 이웃하는 블록의 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가할 수 있다.
또한, 앞서 도 12에서 설명한 바와 같이, 현재 블록에 이웃하는 블록은 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측 또는 우상측에 이웃하는 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 통계적으로 선택 확률이 높은 예측 모드들을 제 1 모드 그룹에 추가할 수 있다. 이 경우, 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 상기 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 제 1 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가할 수 있다. 그리고, 상기 제 1 예측 모드는 플래너(planar) 모드, DC 모드, 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드 또는 대각선(Diagonal) 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 제 1 모드 그룹의 방향성 예측 모드에 인접한 예측 모드를 추가할 수 있다. 이 경우, 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성(angular) 예측 모드의 모드 값에 1을 더하거나 뺀 값에 대응되는 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가할 수 있다.
또한, 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 전체 개수를 만족할 때까지, 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성 예측 모드의 모드 값에 1을 더하거나 뺀 값에 대응되는 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 반복적으로 추가할 수 있다. 여기서, 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 전체 개수는 미리 정해진 개수이거나, 인코더로부터 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 부호화 블록 단위로 전송되는 값일 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 주변 블록의 예측 모드와 방향성이 다른 예측 모드를 이용하여 예측 모드 그룹을 구성할 수 있다. 이 경우, 제 1 모드 그룹 리스트 생성부(2202)는 대각선(Diagonal) 모드의 예측 방향을 기준으로 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 예측 모드와 대칭되는 예측 모드를 추가할 수 있다.
모드 그룹 플래그 복호화부(2203)는 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는지 여부를 나타내는 모드 그룹 플래그를 복호화한다.
예측 모드 결정부(2204)는 상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는 경우, 상기 제 1 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정한다.
만약, 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되지 않는 경우, 디코더는 제 2 모드 그룹 리스트를 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 인트라 예측부는 제 2 모드 그룹 리스트 생성부를 더 포함할 수도 있다.
그리고, 예측 모드 결정부(2204)는 제 2 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정할 수 있다. 이때, 상기 제 2 모드 그룹 리스트는 상기 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 예측 모드들을 제외한 예측 모드들을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 제 2 모드 그룹 리스트 생성부는 예측 모드의 선택 확률에 기초하여 제 2 모드 그룹 리스트를 정렬(또는 재정렬)할 수 있다. 예를 들어, 제 2 모드 그룹 리스트 생성부는 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 예측 모드들을 제외한 예측 모드들 중에서 수직(Vertical) 모드 또는 수평(Horizontal) 모드의 예측 방향에 더 인접한 예측 모드에 더 높은 우선 순위를 할당하고, 상기 할당된 우선 순위에 기초하여 상기 제 2 모드 그룹 리스트를 정렬할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서,
    현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화하는 단계;
    상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계;
    상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는지 여부를 나타내는 모드 그룹 플래그를 복호화하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는 경우, 상기 제 1 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는,
    상기 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록에 이웃하는 블록은 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 또는 우상측에 이웃하는 블록 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는,
    상기 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 제 1 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 예측 모드는 플래너(planar) 모드, DC 모드, 수직(Vertical) 모드, 수평(Horizontal) 모드 또는 대각선(Diagonal) 모드 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는,
    상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성(angular) 예측 모드의 모드 값에 1을 더하거나 뺀 값에 대응되는 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 추가하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는,
    상기 제 1 모드 그룹 리스트의 전체 개수를 만족할 때까지, 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함된 예측 모드들 중에서 방향성(angular) 예측 모드의 모드 값에 1을 더하거나 뺀 값에 대응되는 예측 모드를 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 반복적으로 추가하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 모드 그룹 리스트의 전체 개수는 미리 정해진 개수이거나, 인코더로부터 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice) 또는 부호화 블록 단위로 전송되는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는,
    대각선(Diagonal) 모드의 예측 방향을 기준으로 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 예측 모드와 대칭되는 예측 모드를 추가하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되지 않는 경우, 제 2 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계; 및
    상기 제 2 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 2 모드 그룹 리스트는 상기 MPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 상기 제 1 모드 그룹 리스트의 예측 모드들을 제외한 예측 모드들을 포함하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제 2 모드 그룹 리스트를 생성하는 단계는,
    상기 제 1 모드 그룹 리스트의 예측 모드들을 제외한 예측 모드들 중에서 수직(Vertical) 모드 또는 수평(Horizontal) 모드의 예측 방향에 더 인접한 예측 모드에 더 높은 우선 순위를 할당하는 단계; 및
    상기 할당된 우선 순위에 기초하여 상기 제 2 모드 그룹 리스트를 정렬하는 단계를 포함하는 방법.
  12. 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서,
    현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화하는 MPM 플래그 복호화부;
    상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 제 1 모드 그룹 리스트를 생성하는 제 1 모드 그룹 리스트 생성부;
    상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는지 여부를 나타내는 모드 그룹 플래그를 복호화하는 모드 그룹 플래그 복호화부; 및
    상기 현재 블록의 예측 모드가 상기 제 1 모드 그룹 리스트에 포함되는 경우, 상기 제 1 모드 그룹 리스트 내 특정 예측 모드를 지시하는 인덱스(index)를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 예측 모드 결정부를 포함하는 장치.
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