WO2019027187A1 - 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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WO2019027187A1
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허진
유선미
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엘지전자 주식회사
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    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques

Definitions

  • the present invention relates to a still image or moving image processing method, and more particularly, to a method of encoding / decoding a still image or moving image based on an intra prediction mode and an apparatus for supporting the same.
  • Compressive encoding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information over a communication line or for storing it in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as video, image, and audio can be subject to compression coding.
  • a technique for performing compression coding on an image is referred to as video image compression.
  • Next-generation video content will feature high spatial resolution, high frame rate, and high dimensionality of scene representation. Processing such content will result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • An object of the present invention is to provide a linear interpolation intra prediction method of generating a weighted prediction sample based on a distance between a prediction sample and a reference sample.
  • an object of the present invention is to propose a method of generating lower-right reference samples used in linear interpolation intra-prediction in consideration of a prediction direction of an intra-prediction mode.
  • a method of processing an image based on an intra prediction mode comprising: deriving an intra prediction mode of a current block; Generating at least one reference sample of the right, lower and right lower reference samples of the current block; Generating a first predicted sample and a second predicted sample from a reference sample neighboring the current block based on the intra prediction mode, the neighboring reference sample being a left, an upper, an upper left, a lower left, A reference sample of at least one of an upper right side, a right side, a lower side, and a lower right side reference sample; And weighting the first predicted sample and the second predicted sample to generate a final predicted sample.
  • the step of generating the at least one reference sample includes generating the lower-right reference sample using the lower-right prediction sample in the current block, and the lower-right prediction sample is generated in the intra-prediction mode Based on at least one of the left, upper, upper left, lower left, and upper right reference samples of the current block.
  • the lower right reference sample is generated using the lower right prediction sample in the current block, and the lower right prediction sample is generated based on the intra prediction mode, And may be generated using at least one reference sample among the left, upper, upper left, lower left, and upper right reference samples of the block.
  • the right-side reference sample is horizontally and vertically aligned with the right-side reference sample among the left, upper, left, The nearest reference sample in the vertical direction, or the leftmost and rightmost reference samples of the current block.
  • the step of generating the at least one reference sample comprises generating the right and bottom reference samples using right and bottom prediction samples in the current block, Based on at least one reference sample of the left, upper, upper left, lower left, and upper right reference samples of the current block based on the prediction mode.
  • deriving the first predicted sample and the second predicted sample may include extending the right or lower reference sample array of the current block based on the intra prediction mode.
  • the lower reference sample array may be extended using a left reference sample of the current block.
  • the right reference sample array may be extended using an upper reference sample of the current block.
  • the lower reference sample array may be extended using a right reference sample of the current block.
  • the right reference sample array may be expanded using a lower reference sample of the current block.
  • an apparatus for processing an image based on an intra prediction mode comprising: a prediction mode inducing unit for deriving an intra prediction mode of a current block; A reference sample generating unit for generating at least one reference sample among the right, lower and right lower reference samples of the current block; A temporal prediction sample generator for generating a first predictive sample and a second predictive sample from a reference sample neighboring the current block based on the intra prediction mode, the neighboring reference sample being a left side, an upper side, , A lower left side, an upper right side, a right side, a lower side, and a lower right side reference sample; And a final prediction sample generator for generating a final prediction sample by weighting the first prediction sample and the second prediction sample.
  • the accuracy of prediction can be improved by linearly interpolating a plurality of reference samples based on the intra-prediction mode.
  • the accuracy of prediction can be improved and the overall compression performance can be further improved.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a division structure of a coding unit applicable to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit that can be applied to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 illustrates a prediction direction according to an intra prediction mode.
  • FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining a linear interpolation prediction method, to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a method of generating a lower-right reference sample in the conventional linear interpolation prediction method, to which the present invention can be applied.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a method of generating right reference samples and lower reference samples according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a method of generating a lower right reference sample using a prediction block intra prediction block as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIGS. 12 and 13 are diagrams for explaining a method of generating lower right reference samples in consideration of a prediction direction of a prediction mode, to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a method of generating a right-hand reference sample and a right-hand reference sample in consideration of a prediction direction of a prediction mode, to which the present invention is applied.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a method of generating a lower-right reference sample in consideration of a prediction direction of a prediction mode, to which the present invention is applied.
  • 16 is a diagram for explaining a method of expanding a reference sample in consideration of a prediction direction of a prediction mode, to which the present invention is applied.
  • 17 is a diagram for explaining a method of extending a reference sample in consideration of a prediction direction of a prediction mode, to which the present invention is applied.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an intra prediction mode based linear interpolation prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • 19 is a diagram specifically illustrating an intra predictor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 shows a structure of a contents streaming system as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 'processing unit' means a unit in which processing of encoding / decoding such as prediction, conversion and / or quantization is performed.
  • the processing unit may be referred to as a " processing block " or a " block "
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • the processing unit may correspond to a coding tree unit (CTU), a coding unit (CU), a prediction unit (PU), or a transform unit (TU).
  • CTU coding tree unit
  • CU coding unit
  • PU prediction unit
  • TU transform unit
  • the processing unit can be interpreted as a unit for a luminance (luma) component or as a unit for a chroma component.
  • the processing unit may include a Coding Tree Block (CTB), a Coding Block (CB), a Prediction Block (PU), or a Transform Block (TB) ).
  • CTB Coding Tree Block
  • CB Coding Block
  • PU Prediction Block
  • TB Transform Block
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • processing unit is not necessarily limited to a square block, but may be configured as a polygonal shape having three or more vertexes.
  • a pixel, a pixel, or the like is collectively referred to as a sample.
  • using a sample may mean using a pixel value, a pixel value, or the like.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • an encoder 100 includes an image divider 110, a subtractor 115, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, A decoding unit 160, a decoded picture buffer (DPB) 170, a predicting unit 180, and an entropy encoding unit 190.
  • the prediction unit 180 may include an inter prediction unit 181 and an intra prediction unit 182.
  • the image divider 110 divides an input video signal (or a picture, a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the subtractor 115 subtracts a prediction signal (or a prediction block) output from the prediction unit 180 (i.e., the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182) from the input video signal, And generates a residual signal (or difference block).
  • the generated difference signal (or difference block) is transmitted to the conversion unit 120.
  • the transforming unit 120 transforms a difference signal (or a difference block) by a transform technique (for example, DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), GBT (Graph-Based Transform), KLT (Karhunen- Etc.) to generate a transform coefficient.
  • a transform technique for example, DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), GBT (Graph-Based Transform), KLT (Karhunen- Etc.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by performing transform using a transform technique determined according to a prediction mode applied to a difference block and a size of a difference block.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 entropy-codes the quantized signals and outputs them as a bitstream.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal can be reconstructed by applying inverse quantization and inverse transformation through the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 150 in the loop.
  • a reconstructed signal can be generated by adding the reconstructed difference signal to a prediction signal output from the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the restored signal and outputs the restored signal to the playback apparatus or the decoded picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoding picture buffer 170 may be used as a reference picture in the inter-prediction unit 181. [ As described above, not only the picture quality but also the coding efficiency can be improved by using the filtered picture as a reference picture in the inter picture prediction mode.
  • 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 for prediction is a transformed signal obtained through quantization and inverse quantization in units of blocks at the time of encoding / decoding in the previous time, blocking artifacts or ringing artifacts may exist have.
  • the inter-prediction unit 181 can interpolate signals between pixels by sub-pixel by applying a low-pass filter in order to solve the performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • a subpixel means a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • an integer pixel means an actual pixel existing in a reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter and the like can be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the accuracy of the prediction.
  • the inter-prediction unit 181 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to an integer pixel, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block Prediction can be performed.
  • the intra predictor 182 predicts a current block by referring to samples in the vicinity of a block to be currently encoded.
  • the intraprediction unit 182 may perform the following procedure to perform intra prediction. First, a reference sample necessary for generating a prediction signal can be prepared. Then, a prediction signal can be generated using the prepared reference sample. Thereafter, the prediction mode is encoded. At this time, reference samples can be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference samples have undergone prediction and reconstruction processes, quantization errors may exist. Therefore, a reference sample filtering process can be performed for each prediction mode used for intraprediction to reduce such errors.
  • the intra predictor 182 can perform intra prediction on a current block by linearly interpolating prediction sample values generated based on an intra prediction mode of the current block. A more detailed description of the intra predictor 182 will be described later.
  • a prediction signal (or a prediction block) generated through the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182 is used to generate a reconstruction signal (or reconstruction block) or a difference signal (or a difference block) / RTI >
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • 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, a decoded picture buffer (DPB) A buffer unit 250, and a prediction unit 260.
  • the prediction unit 260 may include an inter prediction unit 261 and an intra prediction unit 262.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through a reproducing apparatus.
  • the decoder 200 receives a signal (i.e., a bit stream) output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal is entropy-decoded through the entropy decoding unit 210.
  • a signal i.e., a bit stream
  • 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 obtains a residual signal (or a difference block) by inverse transforming the transform coefficient by applying an inverse transform technique.
  • the adder 235 adds the obtained difference signal (or difference block) to the prediction signal output from the prediction unit 260 (i.e., the inter prediction unit 261 or the intra prediction unit 262) ) To generate a reconstructed signal (or reconstruction block).
  • the filtering unit 240 applies filtering to a reconstructed signal (or a reconstructed block) and outputs it to a reproducing apparatus or transmits the reconstructed signal to a decoding picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoding picture buffer unit 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 261.
  • the embodiments described in the filtering unit 160, the inter-prediction unit 181 and the intra-prediction unit 182 of the encoder 100 respectively include the filtering unit 240 of the decoder, the inter-prediction unit 261, The same can be applied to the intra prediction unit 262.
  • the intra-prediction unit 262 can perform intra-prediction on a current block by linearly interpolating prediction sample values generated based on an intra-prediction mode of the current block. A more detailed description of the intra prediction unit 262 will be described later.
  • a block-based image compression method is used in a still image or moving image compression technique (for example, HEVC).
  • HEVC still image or moving image compression technique
  • a block-based image compression method is a method of dividing an image into a specific block unit, and can reduce memory usage and computation amount.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a division structure of a coding unit applicable to the present invention.
  • the encoder divides one image (or picture) into units of a rectangular shaped coding tree unit (CTU: Coding Tree Unit). Then, one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • CTU Coding Tree Unit
  • the size of CTU can be set to 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, or 16 ⁇ 16.
  • the encoder can select the size of the CTU according to the resolution of the input image or characteristics of the input image.
  • the CTU includes a coding tree block (CTB) for a luma component and a CTB for two chroma components corresponding thereto.
  • CTB coding tree block
  • One CTU can be partitioned into a quad-tree structure. That is, one CTU is divided into four units having a square shape and having a half horizontal size and a half vertical size to generate a coding unit (CU) have. This division of the quad-tree structure can be performed recursively. That is, the CU is hierarchically partitioned from one CTU to a quad-tree structure.
  • CU coding unit
  • the CU means a basic unit of coding in which processing of an input image, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU includes a coding block (CB) for the luma component and CB for the corresponding two chroma components.
  • CB coding block
  • the size of CU can be set to 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, or 8 ⁇ 8.
  • the root node of the quad-tree is associated with the CTU.
  • the quad-tree is divided until it reaches the leaf node, and the leaf node corresponds to the CU.
  • the CTU may not be divided.
  • the CTU corresponds to the CU.
  • a node that is not further divided in the lower node having a depth of 1 corresponds to a CU.
  • CU (a), CU (b), and CU (j) corresponding to nodes a, b, and j in FIG. 3B are divided once in the CTU and have a depth of one.
  • a node that is not further divided in the 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 in FIG. 3B are divided twice in the CTU and have a depth of 2.
  • a node that is not further divided in the lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • the maximum size or the minimum size of the CU can be determined according to the characteristics of the video image (for example, resolution) or considering the efficiency of encoding. Information on this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size is called a Largest Coding Unit (LCU), and a CU having a minimum size can be referred to as a Smallest Coding Unit (SCU).
  • LCU Largest Coding Unit
  • SCU Smallest Coding Unit
  • a CU having a tree structure can be hierarchically divided with a predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each divided CU can have depth information.
  • the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, and therefore may include information on the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the LCU size and the maximum depth information. Conversely, by 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 divided may be transmitted to the decoder.
  • This partitioning information is included in all CUs except SCU. For example, if the value of the flag indicating division is '1', the corresponding CU is again divided into four CUs. If the flag indicating the division is '0', the corresponding CU is not further divided, Can be performed.
  • the CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • the HEVC divides the CU into units of Prediction Unit (PU) in order to more effectively code the input image.
  • PU Prediction Unit
  • PU is a basic unit for generating prediction blocks, and it is possible to generate prediction blocks in units of PU different from each other in a single CU.
  • 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 (i.e., intra prediction or inter prediction).
  • the PU is not divided into a quad-tree structure, and is divided into a predetermined form in one CU. This will be described with reference to the following drawings.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit that can be applied to the present invention.
  • the PU is divided according to whether the intra prediction mode is used or the inter prediction mode is used in the coding mode of the CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
  • FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
  • one CU has two types (ie, 2N ⁇ 2N or N X N).
  • one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
  • the division of the PU can be performed only when the size of the CB with respect to the luminance component of the CU is the minimum size (i.e., when the CU is the SCU).
  • one CU has eight PU types (ie, 2N ⁇ 2N , NN, 2NN, NNN, NLNN, NRNN, 2NNU, 2NND).
  • N ⁇ N type PU segmentation can be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (ie, when the CU is SCU).
  • AMP Asymmetric Motion Partition
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • the AMP can not be used when the CU to which the PU belongs is the minimum size CU.
  • the optimal division structure of the coding unit (CU), the prediction unit (PU), and the conversion unit (TU) for efficiently encoding an input image in one CTU is a rate-distortion- Value. ≪ / RTI > For example, if we look at the optimal CU partitioning process within a 64 ⁇ 64 CTU, the rate-distortion cost can be calculated by dividing from a 64 ⁇ 64 CU to an 8 ⁇ 8 CU.
  • the concrete procedure is as follows.
  • 32 ⁇ 32 CUs are subdivided into 4 16 ⁇ 16 CUs to determine the optimal PU and TU partition structure that yields the minimum rate-distortion value for each 16 ⁇ 16 CU.
  • a prediction mode is selected in units of PU, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means the basic unit on which the actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for the luma component and a TB for the two chroma components corresponding thereto.
  • the TU is hierarchically divided into a quad-tree structure from one CU to be coded, as one CTU is divided into a quad-tree structure to generate a CU.
  • the TUs segmented from the CUs can be further divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU can be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • the root node of the quadtree is associated with a CU.
  • the quad-tree is divided until it reaches a leaf node, and the leaf node corresponds to TU.
  • the CU may not be divided.
  • the CU corresponds to the TU.
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j in FIG. 3B are once partitioned in the CU and have a depth of one.
  • the node that is not further divided in the lower node having the depth of 2 corresponds to TU.
  • TU (c), TU (h) and TU (i) corresponding to nodes c, h and i in FIG. 3B are divided twice in CU and have a depth of 2.
  • a node that is not further divided in the 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 in FIG. Depth.
  • a TU having a tree structure can be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Then, each divided TU can have depth information.
  • the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, and therefore may include information on the size of the TU.
  • information indicating whether the corresponding TU is divided may be communicated to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the minimum size TU. For example, if the value of the flag indicating whether or not to divide is '1', the corresponding TU is again divided into four TUs, and if the flag indicating the division is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • And may use the decoded portion of the current picture or other pictures that contain the current processing unit to recover the current processing unit in which decoding is performed.
  • a picture (slice) that uses only the current picture, that is, a picture (slice) that uses only the current picture, that is, a picture (slice) that performs only intra-picture prediction is referred to as an intra picture or an I picture
  • a picture (slice) using a predictive picture or a P picture (slice), a maximum of two motion vectors and a reference index may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
  • Intra prediction refers to a prediction method that derives the current processing block from a data element (e.g., a sample value, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, it means a method of predicting the pixel value of the current processing block by referring to the reconstructed areas in the current picture.
  • a data element e.g., a sample value, etc.
  • Inter prediction refers to a prediction method of deriving a current processing block based on a data element (e.g., a sample value or a motion vector) of a picture other than the current picture. That is, this means a method of predicting pixel values of a current processing block by referring to reconstructed areas in other reconstructed pictures other than the current picture.
  • a data element e.g., a sample value or a motion vector
  • intra prediction (or intra prediction) will be described in more detail.
  • Intra prediction Intra prediction (or intra prediction)
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder derives an intra prediction mode of the current processing block (S501).
  • intra prediction it is possible to have a prediction direction with respect to the position of a reference sample used for prediction according to the prediction mode.
  • An intra prediction mode having a prediction direction is referred to as an intra prediction mode (Intra_Angular prediction mode).
  • intra prediction mode Intra_Angular prediction mode
  • intra-planar (INTRA_PLANAR) prediction mode there are an intra-planar (INTRA_PLANAR) prediction mode and an intra-DC (INTRA_DC) prediction mode as intra-prediction modes having no prediction direction.
  • Table 1 illustrates the intra-prediction mode and related names
  • FIG. 6 illustrates the prediction direction according to the intra-prediction mode.
  • intra prediction prediction is performed on the current processing block based on the derived prediction mode. Since the reference sample used in the prediction differs from the concrete prediction method used in the prediction mode 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 in order to perform 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).
  • neighbor samples of the current processing block include a sample adjacent to the left boundary of the current processing block of size nS x nS and a total of 2 x nS samples neighboring the bottom-left, A sample adjacent to the top boundary and a total of 2 x n S samples neighboring the top-right side and one sample neighboring the top-left of the current processing block.
  • the decoder may substitute samples that are not available with the available samples to construct reference samples for use in prediction.
  • the decoder may perform filtering of the reference samples based on the intra prediction mode (S503).
  • Whether or not the filtering of the reference sample is performed can be determined based on the size of the current processing block.
  • the filtering method of the reference sample may be determined by a 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 determines the intra prediction mode derived in the intra prediction mode deriving step S501, the prediction for the current processing block based on the reference samples acquired in the reference sample building step S502 and the reference sample filtering step S503, (I.e., generates a prediction sample).
  • the left boundary sample of the prediction block i.e., the sample in the prediction block adjacent to the left boundary
  • samples in the prediction block adjacent to the upper boundary that is, samples in the prediction block adjacent to the upper boundary
  • filtering may be applied to the left boundary sample or the upper boundary sample, similar to the INTRA_DC mode, for the vertical direction mode and the horizontal direction mode of the intra directional prediction modes.
  • the value of a predicted sample can be derived based on a reference sample located in a prediction direction.
  • the boundary sample which is not located in the prediction direction may be adjacent to the reference sample which is not used for prediction. That is, the distance from the reference sample that is 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 the left boundary samples or the upper boundary samples according to whether the intra-prediction direction is vertical or horizontal. That is, when the intra prediction direction is vertical, filtering is applied to the left boundary samples, and filtering is applied to the upper boundary samples when the intra prediction direction is the horizontal direction.
  • the HEVC uses 33 directional prediction methods, two non-directional prediction methods, and 35 total prediction methods through intra-prediction (or intra-picture prediction) / Decoded, an upper reference sample or a left reference sample) is used to generate a prediction sample. Then, the generated prediction sample is copied to the prediction sample generated according to the direction of the intra prediction mode.
  • the prediction accuracy decreases as the distance from the reference sample increases. That is, if the distance between the reference samples used for prediction and the prediction sample is close, the prediction accuracy is high. However, if the distance between the reference sample used for prediction and the prediction sample is far, the prediction accuracy is low.
  • the present invention proposes a linear interpolation intra prediction method of generating a weighted prediction sample based on a distance between a prediction sample and a reference sample.
  • the present invention proposes a method of generating a lower right reference sample more accurately than the lower right reference sample generation method in the recently discussed linear interpolation prediction method.
  • FIGS. 7 and 8 are diagrams for explaining a linear interpolation prediction method, to which the present invention is applied.
  • the decoder parses (or verifies) a LIP flag indicating whether a linear interpolation intra prediction (LIP) (or a linear interpolation intra prediction) is applied to the current block from the bit stream received from the encoder (S701).
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • the decoder may derive an intra prediction mode of the current block prior to step S701, and may derive an intra prediction mode of the current block after step S701.
  • a step of deriving the intra prediction mode before or after the step S701 may be added.
  • the step of deriving the intra prediction mode includes parsing an MPM flag indicating whether or not an MPM (Most Probable Mode) is applied to a current block, parsing the MPM flag in the MPM candidate or residual prediction mode candidate according to whether the MPM is applied And parsing an index indicating a prediction mode applied to intra prediction of a current block.
  • the decoder generates a lower right reference sample adjacent to the lower right side of the current block (S702).
  • the decoder can generate lower right reference samples using a variety of different methods. A more detailed description thereof will be described later.
  • the decoder generates a right reference sample array or a lower reference sample array using the restored reference samples around the current block and the bottom right reference samples generated in step S702 (S703).
  • the right reference sample array may be referred to as a right reference sample, a right reference sample, a right reference sample array, a right buffer, a right buffer, a right sample buffer, a right sample buffer, Lower reference sample, lower reference sample array, lower buffer, lower buffer, lower sample buffer, lower sample buffer, and the like. A more detailed description thereof will be described later.
  • the decoder generates the first predicted sample and the second predicted sample based on the prediction direction of the intra-prediction mode of the current block (S704, S705).
  • the first predicted sample (which may be referred to as a first reference sample) and the second predicted sample (which may be referred to as a second reference sample) may be a reference sample located on the opposite side of the current block with respect to the prediction direction or Represent predicted samples generated using reference samples located on opposite sides of the current block to each other.
  • the first predicted sample uses a first reference sample, which is determined according to the intra prediction mode of the current block, among the reference samples (left, top left, and top reference samples) of the reconstructed region as described above with reference to FIGS. 5 and 6
  • the second predicted sample represents a predicted sample generated using the second reference sample determined in accordance with the intra prediction mode of the current block among the right reference sample array or the lower reference sample array in step S703.
  • the decoder interpolates (or linearly interpolates) the first predicted sample and the second predicted sample generated in steps S704 and S705 to generate a final predicted sample (S706).
  • the decoder may weight the first predicted sample and the second predicted sample based on the distance between the current sample and the predicted samples (or reference sample) to generate a final predicted sample.
  • a decoder is mainly described for convenience of explanation, but the linear interpolation prediction method proposed by the present invention can be similarly performed in an encoder.
  • the decoder may generate the first predicted sample P based on the intra prediction mode. Specifically, the decoder can derive a first predicted sample by interpolating (or linearly interpolating) the A reference sample and the B reference sample determined in accordance with the prediction direction among the upper reference samples. On the other hand, unlike the case shown in FIG. 8, interpolation between reference samples may not be performed when a reference sample determined according to the prediction direction is located at an integer pixel position.
  • the decoder may generate the second predicted sample P 'based on the intra prediction mode. Specifically, the decoder determines the A 'reference sample and the B' reference sample according to the prediction direction of the intra-prediction mode of the current block among the lower reference samples, linearly interpolates the A 'reference sample and the B' reference sample, A sample can be derived. On the other hand, unlike the case shown in FIG. 8, interpolation between reference samples may not be performed when a reference sample determined according to the prediction direction is located at an integer pixel position.
  • the decoder determines a weight applied to each of the first predicted sample and the second predicted sample based on the distance between the current sample and the predicted sample (or the reference sample), and calculates a first predicted sample and a second predicted sample
  • the samples can be weighted to produce a final predicted sample.
  • the weight determination method (w1, w2) shown in FIG. 8 is an example.
  • the vertical distance between the predicted sample (or reference sample) may be used, or the actual distance between the current sample and the predicted sample (or reference sample) may be used. If an actual distance is used, the distance may be calculated and the weight determined (or derived) based on the actual position of the second reference sample used to generate the second predicted sample.
  • the linear interpolation prediction method may be applied to the planar mode in the non-directional mode and the mode directional prediction mode except for the DC mode.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a method of generating a lower-right reference sample in the conventional linear interpolation prediction method, to which the present invention can be applied.
  • the encoder / decoder uses the upper left reference sample 901 adjacent to the upper right side of the current block and the lower left reference sample 902 adjacent to the lower left side of the current block, A reference sample 903 can be generated.
  • the encoder / decoder may generate a lower right reference sample 903 using Equation (2).
  • the encoder / decoder selects a sample located at the rightmost one of the reference samples neighboring to the upper right side of the current block (hereinafter referred to as the uppermost reference sample) (2 * n-1, -1) samples (904) in the horizontal direction with a distance of two times the width of the current block, i.e., in the nxn block (904)
  • a sample located at a distance of two times the height of the current block in the vertical direction with respect to the upper left reference sample of the current block, i.e., n ([-1, 2 * n-1] samples in the x n block) 905 can be used to generate the lower right reference sample 906.
  • the encoder / decoder may generate a lower right reference sample 906 using Equation (3).
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a method of generating right reference samples and lower reference samples according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder can generate a right reference sample and / or a lower reference sample using the lower right reference sample (BR) adjacent to the lower right of the current block and the reconstructed reference sample around the current block.
  • BR lower right reference sample
  • the encoder / decoder can generate a lower reference sample by linearly interpolating a bottom right reference sample (BR) and a bottom sample (BL) adjacent to the lower left side of the current block.
  • the encoder / decoder can generate the lower reference samples by performing weighting on a pixel-by-pixel basis in accordance with the distance ratio between the lower right reference sample BR and the lower left reference sample BL, respectively.
  • the encoder / decoder can generate a right reference sample by linearly interpolating the lower right reference sample BR and the upper right (TR) adjacent to the upper right side of the current block.
  • the encoder / decoder can generate lower reference samples by performing weighting on a pixel-by-pixel basis according to the distance ratios for the lower right reference sample BR and the upper right reference sample TR, respectively.
  • the encoder / decoder calculates a weighted sum of a reference sample of a reconstructed region previously encoded / decoded and a reference sample of a predicted (or derived) region in which coding / decoding has not been performed yet A prediction block can be generated. That is, the reference sample of the reconstructed region and the reference sample of the reconstructed region are used together for linear interpolation intra prediction.
  • the accuracy of the prediction in the linear interpolation intra prediction method depends on the accuracy of the reference samples in the unrecovered region. That is, the compression efficiency of the linear interpolation intra prediction method depends on how accurately the lower right reference sample, the right reference sample or the lower reference sample is generated.
  • the present invention proposes a method of more accurately generating right lower reference samples, right reference samples, and lower reference samples used for linear interpolation intra prediction.
  • the accuracy of the linear interpolation intra prediction can be improved by effectively generating the reference samples of the unrecovered region.
  • intra prediction not linear interpolation intra prediction can be referred to as general intra prediction (or general intra prediction).
  • the general intra prediction is an intra prediction method used in an existing image compression technique (e.g., HEVC), in which one reference sample determined according to the prediction direction (or two adjacent integer reference reference samples) Reference sample). ≪ / RTI >
  • the encoder / decoder may generate a lower right reference sample used for linear interpolation prediction taking into account the prediction direction of the intra prediction mode.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a method of generating a lower right reference sample using a prediction block intra prediction block as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the current block has a width W and a height H of 4 ⁇ 4 blocks.
  • the encoder / decoder may use the predicted samples of the bottom right current (BRC) sample in the current block to generate the lower right (or lower right) reference sample of the current block.
  • BRC bottom right current
  • the present invention proposes a method of performing linear interpolation prediction by copying the predicted sample value of the lower-right sample in the current encoding block as the lower-right reference sample value. That is, the encoder / decoder may generate the prediction block according to the prediction mode, and then determine the lower right prediction sample value in the generated prediction block as the lower right reference sample value.
  • the encoder / decoder may generate the prediction block according to the prediction mode, and then determine the lower right prediction sample value in the generated prediction block as the lower right reference sample value.
  • different lower right reference samples can be generated according to the intra prediction mode of the current block.
  • FIGS. 12 and 13 are diagrams for explaining a method of generating lower right reference samples in consideration of a prediction direction of a prediction mode, to which the present invention is applied.
  • FIG. 12A assumes that the intra-prediction direction is positive and FIG. 12B assumes that the prediction direction is negative.
  • the lower right sample in the contrast prediction block ) Value and the lower right reference sample value may be stochastically larger.
  • the prediction samples of the lower-right prediction sample and the lower-right reference sample are generated according to the positive prediction direction, one sample distance (integer pixel basis) to two There may be a difference by the sample distance.
  • the reference samples used for generation of each prediction sample include 0 sample distance There may be a difference by the sample distance. Therefore, in the case of the positive prediction direction, there is a high possibility that there is an error between the lower right prediction sample and the lower right reference sample relative to the negative prediction direction.
  • the present invention proposes a linear interpolation prediction method in which a lower-right reference sample value is generated using a lower-order prediction sample value only in a specific prediction mode.
  • the encoder / decoder can determine whether to generate the bottom right prediction sample using the method proposed in FIG. 11 based on the intra prediction mode of the current block.
  • the encoder / decoder if the prediction mode of the current block is a prediction mode having a negative prediction direction, as shown in FIG. 12B, the encoder / decoder generates a lower right reference sample by copying the lower right prediction sample, The linear interpolation prediction described above with reference to Figs. 7 and 8 can be performed. If the prediction mode of the current block is a prediction mode having a positive prediction direction, the encoder / decoder can generate a lower-right reference sample using the method described above with reference to FIG.
  • the encoder / decoder may determine whether to generate a lower-right reference sample using the lower-order prediction samples as previously described with reference to FIG. 11, according to the prediction direction or angle of the prediction mode. For example, if the prediction direction or angle of the prediction mode falls within a predetermined range, the method proposed in FIG. 11 may be applied. Otherwise, a lower-right reference sample may be generated using the method described in FIG.
  • the encoder / decoder classifies the prediction mode according to the directionality as shown in FIG. 13, and applies the method proposed in FIG. 11 when belonging to a specific region among the divided regions.
  • the lower right reference sample can be generated using the method described above with reference to FIG.
  • the prediction direction of the intra-prediction mode may be divided into four regions A, B, C, and D according to the directionality.
  • the A region and the B region show the horizontal directionality
  • the C region and the D region show the vertical direction.
  • the region A indicates positive directionality
  • the region B indicates negative directionality
  • the C region shows negative directionality
  • the D region shows positive directionality.
  • the encoder / decoder can variably select (or apply) the proposed lower-right reference sample generation method in consideration of the prediction direction. For example, when the prediction mode of the current block belongs to the B region or the C region having the negative direction, the encoder / decoder generates the lower right reference sample by applying the method described above with reference to FIG. 11, If it belongs to the A region or the D region having the positive directionality, the lower-left reference sample can be generated by applying the method described previously with reference to Fig.
  • the encoder / decoder may determine whether to generate a right bottom reference sample using the bottom right prediction sample as described in FIG. 11, depending on the distance between reference samples determined based on the prediction direction .
  • the encoder / decoder may be used to generate predicted samples of lower and upper sample positions among the reference samples (i.e., left, upper, lower left, upper right, upper left reference samples) of the reconstructed region based on the intra-
  • the reference sample used to generate the predicted sample of the lower right reference sample position exceeds a certain threshold value, the lower left reference sample is generated by applying the method described in FIG. 9, If the threshold value is not exceeded, a lower right reference sample can be generated by applying the method proposed in FIG.
  • the specific threshold value may be set to a distance of one integer pixel, in which case the method proposed in FIG. 11 may be applied only to the prediction mode having a negative prediction direction, Described method) can be applied.
  • the encoder / decoder may generate the lower-order prediction samples according to the method proposed in the present embodiment, and then perform the linear interpolation prediction using the lower-order prediction samples generated according to the method described in FIGS. 7, 8 and 10 have.
  • the encoder / decoder can generate a right reference sample and a bottom reference sample that are used for linear interpolation prediction using various methods.
  • the encoder / decoder may generate right and left reference samples and bottom reference samples using right bottom reference samples and right and left reference samples without using bottom right reference samples.
  • the encoder / decoder interpolates (or weights) the lower right reference sample and the restored reference sample around the current block as described in FIG. 10 to generate a right reference sample and a lower reference sample .
  • a method of generating right and left reference samples without using right and bottom reference samples will be described.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a method of generating a right-hand reference sample and a right-hand reference sample in consideration of a prediction direction of a prediction mode, to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder can generate right and left reference samples using the predicted sample values of the adjacent samples in the current block. Specifically, the encoder / decoder can first generate a prediction block based on the prediction mode for the block. In this case, the encoder / decoder can generate the prediction block based on the prediction mode using the reference sample of the reconstructed area.
  • the encoder / decoder the inner bottom of the prediction samples generated prediction block (i.e., B 1, B 2, B 3, B 4 R 4 samples) and right ends prediction samples (that is, R 1, R 2, R 3, B 4 R 4 samples) can be copied to the lower buffers (B B1 , B B2 , B B3 , B B4 ) and the rightmost buffers (R B1 , R B2 , R B3 , R B4 ).
  • the encoder / decoder can determine the lower right reference sample value using various methods as follows.
  • the encoder / decoder calculates the average value of the samples of the right buffer (R B1 , R B2 , R B3 , R B4 ) and the bottom buffer (B B1 , B B2 , B B3 , B B4 )
  • the lower right reference sample value can be set (or calculated) to an intermediate value.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining a method of generating a lower-right reference sample in consideration of a prediction direction of a prediction mode, to which the present invention is applied.
  • the prediction mode of the current block is a positive vertical direction.
  • the encoder / decoder can generate a bottom right prediction sample using the intra prediction mode of the current block and the reference samples of the reconstructed region around the current block. That is, the encoder / decoder can generate the right reference sample and / or the lower reference sample using the prediction samples of the samples respectively adjacent to the right reference sample or the lower reference sample in the current block, The lower right reference sample can be generated by copying the sample value of the reference sample P4 determined according to the mode.
  • the encoder / decoder can generate the right and left reference samples used for linear interpolation prediction using various methods. For example, the encoder / decoder can generate a right reference sample and a lower reference sample by interpolating (or weighting) the lower right reference sample and the restored reference sample around the current block as described above with reference to FIG.
  • the encoder / decoder generates a right-hand reference sample and a right-hand reference sample used for linear interpolation prediction using various various methods, and then extends the reference sample (or reference sample array) (Or create an extended reference sample array). Will be described with reference to the following drawings.
  • 16 is a diagram for explaining a method of expanding a reference sample in consideration of a prediction direction of a prediction mode, to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder may extend the region of the right or bottom reference sample sample (or reference sample array) based on the prediction mode.
  • the encoder / decoder generates a sample value of the left region of the lower reference sample using the restored left reference sample .
  • An extended lower reference sample (or extended reference sample array) can be generated.
  • the encoder / decoder When the current prediction mode is the positive horizontal direction mode as shown in Fig. 16 (b), the encoder / decoder generates the sample value of the upper area of the right reference sample using the reconstructed upper reference sample, Reference samples can be generated.
  • the encoder / decoder When the current prediction mode is the negative vertical direction mode as shown in FIG. 16 (c), the encoder / decoder generates the sample value of the right region of the lower reference sample using the right reference sample, Can be generated.
  • the encoder / decoder When the current prediction mode is the negative horizontal direction mode as shown in Fig. 16 (d), the encoder / decoder generates the sample value of the lower region of the right reference sample using the lower reference sample, Can be generated.
  • the encoder / decoder copies the corresponding sample values in integer pixel units, regardless of the prediction direction or angle of the current prediction mode, Can be generated. 16 (a), when the current prediction mode is a mode belonging to the positive vertical mode, the encoder / decoder does not consider the prediction direction or angle of the prediction mode, Can be copied and used as it is. For all vertical positive modes, the encoder / decoder can similarly determine the lower reference sample value that is extended by applying the method described above.
  • 17 is a diagram for explaining a method of extending a reference sample in consideration of a prediction direction of a prediction mode, to which the present invention is applied.
  • the intra-prediction mode is a positive vertical direction mode as indicated by the arrow in FIG.
  • the L1, L2, L3, L4, and L5 samples represent left reference samples of the integer positions.
  • the B1, B2, and B3 samples represent samples in the left region that extend in the lower reference sample.
  • the samples B1 ', B2', B3 ' represent the reference samples used for the generation of the B1, B2, B3 samples, respectively, according to the prediction direction or angle of the current prediction mode. If the current prediction mode is a mode with a positive vertical directionality, the value of the lower reference sample generated may be determined as the corresponding sample value of the left reference sample, which is the reconstructed region.
  • the position of the corresponding sample may not be an integer pixel position depending on the direction or angle of the prediction mode.
  • the encoder / decoder can generate the interpolated sample value of two adjacent integer pixels determined according to the angle of the prediction mode. That is, the samples B1 ', B2', and B3 'may be determined through interpolation of L1 and L2, L3 and L4, and L4 and L5 samples, respectively, according to the prediction direction or angle of the current prediction mode.
  • the B1 sample corresponds to the restored left reference sample B1 'and the value of the B1' sample can be calculated through the interpolation of the L1 and L2 samples which are two adjacent integer pixels.
  • the B2 and B3 samples correspond to the reconstructed left reference samples B2 'and B3' samples, the values of the B2 'and B3' samples respectively correspond to the two integer pixels L3 and L4, and the interpolation of the L4 and L5 samples Lt; / RTI >
  • various interpolation methods and resolutions may be used.
  • the interpolation method may be performed using the 1/32 resolution used in the conventional intra prediction encoding.
  • reference sample values can be determined using interpolation of various taps such as 3-tap and 4-tap.
  • FIG. 17 a method of generating a lower reference sample value that is expanded assuming a case of a prediction mode having a positive vertical direction has been described. However, in the case of a positive horizontal mode, a negative vertical mode, The encoder / decoder can also apply the same method to generate extended reference samples.
  • the encoder / decoder generates an extended right or lower reference sample sequence according to the method proposed in the present embodiment, and then generates a second predicted sample using the extended right or lower reference sample array as described above with reference to FIG. 7 And generate a final predicted sample through the linear interpolation with the first predicted sample.
  • the encoder / decoder extends the reference sample, which is determined according to the prediction direction or angle of the intra prediction mode of the left and upper reference samples of the current block, to form a first reference sample array (or a first main reference sample array) Can be generated.
  • the encoder / decoder then extends the reference samples determined in accordance with the prediction direction or angle of the intra prediction mode among the right and bottom reference samples of the current block to generate a second main reference sample array (or a second main reference sample array) Can be generated.
  • the first reference sample and the second reference sample may be defined as follows.
  • Ref represents the first reference sample array used for generating the first predicted sample and RefOpp represents the second reference sample array for the opposite direction used for generating the second predicted sample.
  • NTbS represents the size of the current coded block (or transform block)
  • p represents the reference sample of the first reference sample array
  • pOpp represents the reference sample of the second reference sample array.
  • intraPredAngle indicates the prediction angle of the prediction mode. At this time, it is assumed that (((nTbS * intraPredAngle) >> 5) ⁇ -1) is satisfied.
  • the first reference sample array and the second reference sample array can be extended as follows.
  • Table 2 illustrates a mapping table between the intra-prediction mode and the prediction angle parameter (intra Pre-index).
  • Table 3 illustrates a mapping table between the intra prediction mode and the inverse angle parameter (invAngle).
  • the directional prediction mode is 33.
  • the present invention is not limited to this.
  • a table corresponding to the prediction mode and the angle can be similarly set.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an intra prediction mode based linear interpolation prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • a decoder is used as a reference for convenience of explanation, but the linear interpolation intraprediction method proposed by the present invention can be similarly applied to an encoder.
  • the decoder derives the intra prediction mode of the current block (S1801).
  • the decoder generates at least one reference sample of the right, lower and right lower reference samples of the current block (S1802).
  • the decoder can generate the lower right reference sample used for the linear interpolation prediction in consideration of the prediction direction of the intra prediction mode.
  • the decoder may generate a right-hand side reference sample using the right and bottom prediction samples in the current block.
  • the lower-right prediction sample may be generated using at least one reference sample among the left, upper, upper left, lower left, and upper right reference samples of the current block based on the intra prediction mode.
  • the decoder can generate a right lower reference sample using right and left lower prediction samples in the current block.
  • the lower-right prediction sample may be generated using at least one reference sample among the left, upper, upper left, lower left, and upper right reference samples of the current block based on the intra prediction mode.
  • the lower-right side reference sample is selected from among the left, upper, upper left, lower left, A reference sample closest to the right and left reference samples in the horizontal and vertical directions, or a left and right lower and a top reference sample of the current block.
  • the decoder can generate the right and lower reference samples using right and left prediction samples in the current block.
  • the right and left prediction samples can be generated using at least one reference sample of the left, upper, left, lower left, and upper right reference samples of the current block based on the intra prediction mode.
  • the decoder generates a first predicted sample and a second predicted sample from reference samples neighboring the current block based on the intra prediction mode (S1803).
  • the neighboring reference samples may include at least one reference sample among the left, upper, upper left, lower left, upper right, right, lower and right lower reference samples of the current block.
  • the decoder can extend the right or lower reference sample array based on the intra prediction mode.
  • the lower reference sample array can be extended using the left reference sample of the current block.
  • the right reference sample array can be expanded using the upper reference samples of the current block.
  • the intra prediction mode is a negative vertical direction mode
  • the lower reference sample array can be expanded using the right reference sample of the current block.
  • the intra prediction mode is a negative horizontal direction mode
  • the right reference sample array can be expanded using the lower reference samples of the current block.
  • the decoder performs weighted (or interpolation, linear interpolation) of the first predicted sample and the second predicted sample to generate a final predicted sample (S1804).
  • the decoder can restore the current block by adding the residual samples to the final predicted sample.
  • 19 is a diagram specifically illustrating an intra predictor according to an embodiment of the present invention.
  • the intra prediction unit is shown as one block in FIG. 19 for the sake of convenience, the intra prediction unit may be implemented by a configuration included in the encoder and / or the decoder.
  • the intra prediction unit implements the functions, procedures and / or methods proposed in FIGS. 7 to 18 above.
  • the intra prediction unit may include a prediction mode inducing unit 1901, a reference sample generating unit 1902, a temporary prediction sample generating unit 1903, and a final prediction sample generating unit 1904.
  • a prediction mode inducing unit 1901 derives an intra prediction mode of a current block.
  • the reference sample generator 1902 generates at least one reference sample of the right, lower and right lower reference samples of the current block.
  • the reference sample generator 1902 can generate the lower-right reference samples used for the linear interpolation prediction in consideration of the prediction direction of the intra-prediction mode.
  • the decoder may generate a right-hand side reference sample using the right and bottom prediction samples in the current block.
  • the lower-right prediction sample may be generated using at least one reference sample among the left, upper, upper left, lower left, and upper right reference samples of the current block based on the intra prediction mode.
  • the reference sample generator 1902 can generate a right lower reference sample using the right and left lower prediction samples in the current block.
  • the lower-right prediction sample may be generated using at least one reference sample among the left, upper, upper left, lower left, and upper right reference samples of the current block based on the intra prediction mode.
  • the reference sample generator 1902 When the prediction direction of the intra-prediction mode does not fall within a predetermined range, the reference sample generator 1902 generates the reference sample as the left-side, upper-side, upper-left-side, lower- A reference sample closest to the right and left reference samples in the horizontal and vertical directions, or a left and right lower and upper reference samples of the current block, among the upper right reference samples.
  • the reference sample generator 1902 can generate the right and lower reference samples using right and left lower prediction samples in the current block.
  • the right and left prediction samples can be generated using at least one reference sample of the left, upper, left, lower left, and upper right reference samples of the current block based on the intra prediction mode.
  • the temporary prediction sample generator 1903 generates a first prediction sample and a second prediction sample from the reference samples neighboring the current block based on the intra prediction mode.
  • the neighboring reference samples may include at least one reference sample among the left, upper, upper left, lower left, upper right, right, lower and right lower reference samples of the current block.
  • the temporary prediction sample generator 1903 can expand the right or lower reference sample array based on the intra prediction mode.
  • the lower reference sample array can be extended using the left reference sample of the current block.
  • the right reference sample array can be expanded using the upper reference samples of the current block.
  • the intra prediction mode is a negative vertical direction mode
  • the lower reference sample array can be expanded using the right reference sample of the current block.
  • the intra prediction mode is a negative horizontal direction mode
  • the right reference sample array can be expanded using the lower reference samples of the current block.
  • the final prediction sample generator 1904 weights (or interpolates, linear interpolates) the first predicted sample and the second predicted sample to generate a final predicted sample.
  • FIG. 20 shows a structure of a contents streaming system as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the content streaming system to which the present invention is applied may include an encoding server, a streaming server, a web server, a media repository, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, and a camcorder into digital data to generate a bit stream and transmit the bit stream to the streaming server.
  • multimedia input devices such as a smart phone, a camera, a camcorder, or the like directly generates a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generating method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through the web server, and the web server serves as a medium for informing the user of what services are available.
  • the web server delivers it to the streaming server, and the streaming server transmits the multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server. In this case, the control server controls commands / responses among the devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media repository and / or an encoding server. For example, when receiving the content from the encoding server, the content can be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server can store the bit stream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC, Such as tablet PCs, ultrabooks, wearable devices (e.g., smartwatches, smart glass, HMDs (head mounted displays)), digital TVs, desktops Computers, and digital signage.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC Such as tablet PCs, ultrabooks, wearable devices (e.g., smartwatches, smart glass, HMDs (head mounted displays)), digital TVs, desktops Computers, and digital signage.
  • Each of the servers in the content streaming system can be operated as a distributed server. In this case, data received at each server can be distributed.
  • the embodiments described in the present invention can be implemented and executed on a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the functional units depicted in the figures may be implemented and implemented on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied can be applied to multimedia communication devices such as a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chatting device, (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices, and the like, which may be included in, for example, a storage medium, a camcorder, a video on demand (VoD) service provision device, an OTT video (Over the top video) And may be used to process video signals or data signals.
  • the OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet access TV, a home theater system, a smart phone, a tablet PC, a DVR (Digital Video Recorder)
  • the processing method to which the present invention is applied may be produced in the form of a computer-executed program, and may be stored in a computer-readable recording medium.
  • the multimedia data having the data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium may be, for example, a Blu-ray Disc (BD), a Universal Serial Bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD- Data storage devices.
  • the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet).
  • the bit stream generated by the encoding method can be stored in a computer-readable recording medium or transmitted over a wired or wireless communication network.
  • an embodiment of the present invention may be embodied as a computer program product by program code, and the program code may be executed in a computer according to an embodiment of the present invention.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • Embodiments in accordance with 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) 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
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like for performing the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory is located inside or outside the processor and can exchange data with the processor by various means already known.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에서는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 단계; 상기 현재 블록의 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 생성하는 단계; 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록에 이웃하는 참조 샘플로부터 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 생성하는 단계, 상기 이웃하는 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측, 우상측, 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 포함하고; 및 상기 제1 예측 샘플 및 상기 제2 예측 샘플을 가중합하여 최종 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 인트라 예측 모드(intra prediction mode) 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 예측 샘플과 참조 샘플간 거리를 기반으로 가중치가 적용된 예측 샘플을 생성하는 선형 보간 인트라 예측 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은, 선형 보간 인트라 예측에 이용되는 우하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은, 인트라 예측 모드의 예측 방향성을 고려하여 선형 보간 인트라 예측에 이용되는 우하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은, 선형 보간 인트라 예측에 이용되는 우측 참조 샘플 또는 하측 참조 샘플을 생성하는 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 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 단계; 상기 현재 블록의 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 생성하는 단계; 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록에 이웃하는 참조 샘플로부터 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 생성하는 단계, 상기 이웃하는 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측, 우상측, 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 포함하고; 및 상기 제1 예측 샘플 및 상기 제2 예측 샘플을 가중합하여 최종 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 참조 샘플을 생성하는 단계는, 상기 현재 블록 내 우하단 예측 샘플을 이용하여 상기 우하측 참조 샘플을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 우하단 예측 샘플은 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
바람직하게, 상기 인트라 예측 모드가 미리 정해진 범위에 속하는 경우, 상기 우하측 참조 샘플은 상기 현재 블록 내 우하단 예측 샘플을 이용하여 생성되고, 상기 우하단 예측 샘플은 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
바람직하게, 상기 인트라 예측 모드의 예측 방향이 미리 정해진 범위에 속하지 않는 경우, 상기 우하측 참조 샘플은 상기 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중, 상기 우하측 참조 샘플과 수평 및 수직 방향으로 가장 인접한 참조 샘플, 또는 상기 현재 블록의 최좌하측 및 최우상측 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
바람직하게, 상기 적어도 하나의 참조 샘플을 생성하는 단계는, 상기 현재 블록 내 우단 및 하단 예측 샘플을 이용하여 상기 우측 및 하측 참조 샘플을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 우단 및 하단 예측 샘플은 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 예측 샘플 및 상기 제2 예측 샘플을 유도하는 단계는, 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 우측 또는 하측 참조 샘플 배열을 확장하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 인트라 예측 모드가 양의 수직 방향성 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플을 이용하여 상기 하측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다.
바람직하게, 상기 인트라 예측 모드가 양의 수평 방향성 모드인 경우, 상기 현재 블록의 상측 참조 샘플을 이용하여 상기 우측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다.
바람직하게, 상기 인트라 예측 모드가 음의 수직 방향성 모드인 경우, 상기 현재 블록의 우측 참조 샘플을 이용하여 상기 하측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다.
바람직하게, 상기 인트라 예측 모드가 음의 수평 방향성 모드인 경우, 상기 현재 블록의 하측 참조 샘플을 이용하여 상기 우측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 예측 모드 유도부; 상기 현재 블록의 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 생성하는 참조 샘플 생성부; 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록에 이웃하는 참조 샘플로부터 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 생성하는 임시 예측 샘플 생성부, 상기 이웃하는 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측, 우상측, 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 포함하고; 및 상기 제1 예측 샘플 및 상기 제2 예측 샘플을 가중합하여 최종 예측 샘플을 생성하는 최종 예측 샘플 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인트라 예측 모드에 기초하여 복수의 참조 샘플들을 선형 보간함으로써 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 보다 정확하게 우하단 참조 샘플을 생성함으로써 예측의 정확도를 높이고 전체적인 압축 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
도 7 및 도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 선형 보간 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 종래의 선형 보간 예측 방법에서의 우하단 참조 샘플 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 우측 참조 샘플들 및 하측 참조 샘플들을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 블록 내 예측 샘플을 이용하여 우하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 12 및 도 13는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 우하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 우단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 우하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 참조 샘플을 확장하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 참조 샘플을 확장하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드 기반 선형 보간 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 처리 유닛은 '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭될 수도 있다.
처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위 또는 색차(chroma) 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 코딩 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PU: Prediction Block) 또는 변환 블록(TB: Transform Block)에 해당될 수 있다. 또는, 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 블록(CB), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TB)에 해당될 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 감산기(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 예측부(180) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(180)는 인터 예측부(181), 인트라 예측부(182)을 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상 신호(Input video signal)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할한다.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)를 감산하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 생성한다. 생성된 차분 신호(또는 차분 블록)는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 차분 신호(또는 차분 블록)에 변환 기법(예를 들어, DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), KLT(Karhunen-Loeve transform) 등)을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 이때, 변환부(120)는 차분 블록에 적용된 예측 모드와 차분 블록의 크기에 따라서 결정된 변환 기법을 이용하여 변환을 수행함으로써 변환 계수들을 생성할 수 있다.　
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트 스트림으로 출력한다.
한편, 양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 차분 신호를 복원할 수 있다. 복원된 차분 신호를 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(181)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질뿐만 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. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 인트라 예측부(182)는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여 생성되는 예측 샘플 값들을 선형 보간하여 현재 블록에 대하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(182)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
인터 예측부(181) 또는 상기 인트라 예측부(182)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)는 복원 신호(또는 복원 블록)를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호(또는 차분 블록)를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산기(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 예측부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(260)는 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호(즉, 비트 스트림)을 수신하고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩된다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 획득하게 된다.
가산기(235)는 획득된 차분 신호(또는 차분 블록)를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(261)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(181) 및 인트라 예측부(182)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)에도 동일하게 적용될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 인트라 예측부(262)는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여 생성되는 예측 샘플 값들을 선형 보간하여 현재 블록에 대하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(262)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
일반적으로 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용한다. 블록 기반의 영상 압축 방법은 영상을 특정 블록 단위로 나누어서 처리하는 방법으로서, 메모리 사용과 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할한다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
HEVC에서 CTU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16 중 어느 하나로 정해질 수 있다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CTB를 포함한다.
하나의 CTU은 쿼드-트리(Quad-tree) 구조로 분할될 수 있다. 즉, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 절반의 수평 크기(half horizontal size) 및 절반의 수직 크기(half vertical size)를 가지는 4개의 유닛으로 분할되어 코딩 유닛(CU: Coding Unit)이 생성될 수 있다. 이러한 쿼드-트리 구조의 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다. 즉, CU은 하나의 CTU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미한다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함한다. HEVC에서 CU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16, 8×8 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련된다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 CU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당한다.
CTU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 쿼드 트리 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 CU 플래그(split_cu_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 처리 과정이 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. HEVC는 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할한다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. 다만, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 인트라 예측과 인터 예측이 혼합되어 사용되지 않으며, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 동일한 예측 방법(즉, 인트라 예측 혹은 인터 예측)으로 코딩된다.
PU는 쿼드-트리 구조로 분할되지 않으며, 하나의 CU에서 미리 정해진 형태로 한번 분할된다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2N×2N 또는 N×N)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2N×2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, N×N 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2N×N 형태 및 세로 방향으로 분할되는 N×2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64×64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64×64 크기의 CU에서 8×8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64×64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64×64 CU를 32×32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32×32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32×32 CU를 16×16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16×16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16×16 CU를 8×8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8×8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16×16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8×8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16×16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16×16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32×32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16×16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32×32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32×32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64×64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32×32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64×64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드-트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드-트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다.
CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
예측(prediction)
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를　예측　픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
이하, 인트라 예측(또는 화면 내 예측)에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
인트라 예측( Intra prediction)(또는 화면 내 예측)
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출(derivation)한다(S501).
인트라 예측에서는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향을 가질 수 있다. 예측 방향을 가지는 인트라 예측 모드를 인트라 방향성 예측 모드(Intra_Angular prediction mode)라고 지칭한다. 반면, 예측 방향을 가지지 않는 인트라 예측 모드로서, 인트라 플래너(INTRA_PLANAR) 예측 모드, 인트라 DC(INTRA_DC) 예측 모드가 있다.
표 1은 인트라 예측 모드와 관련 명칭에 대하여 예시하고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
Figure PCTKR2018008560-appb-T000001
인트라 예측에서는 도출되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘풀과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 도출한다.
디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성한다(S502).
인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nS×nS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들 및 현재 처리 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 의미한다.
그러나, 현재 처리 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있(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, 예측 샘플 생성)한다.
현재 처리 블록이 INTRA_DC 모드로 인코딩된 경우 처리 블록 간의 경계의 불연속성(discontinuity)를 최소화하기 위해, S504 단계에서 예측 블록의 좌측(left) 경계 샘플(즉, 좌측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)과 상측(top) 경계 샘플(즉, 상측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)을 필터링할 수 있다.
또한, S504 단계에서 인트라 방향성 예측 모드들 중 수직 방향 모드(vertical mode) 및 수평 방향 모드(horizontal mode)에 대해서도 INTRA_DC 모드와 유사하게 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플에 필터링을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 현재 처리 블록이 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)로 인코딩된 경우, 예측 방향에 위치하는 참조 샘플에 기반하여 예측 샘플의 값을 도출할 수 있다. 이때, 예측 블록의 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플 중 예측 방향에 위치하지 않는 경계 샘플이 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과 인접할 수 있다. 즉, 예측에 사용되는 참조 샘플과의 거리보다 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과의 거리가 훨씬 가까울 수 있다.
따라서, 디코더는 인트라 예측 방향이 수직 방향인지 수평 방향인지에 따라 적응적으로 좌측 경계 샘플들 또는 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다. 즉, 인트라 예측 방향이 수직 방향인 경우, 좌측 경계 샘플들에 필터링을 적용하고, 인트라 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, HEVC에서는 인트라 예측(또는 화면 내 예측)을 통해 33가지의 방향성 예측 방법과 두 가지의 무 방향성 예측 방법, 총 35가지 예측 방법을 이용하며, 주변 참조 샘플(래스터 스캔 순서로 부호화/복호화되는 경우를 가정하면, 상측 참조 샘플 또는 좌측 참조 샘플)을 이용하여 예측 샘플을 생성한다. 그리고, 생성된 예측 샘플을 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 생성된 예측 샘플을 복사한다.
예측 샘플 값을 예측 방향에 따라 단순히 복사하기 때문에, 참조 샘플로부터 거리가 멀어짐에 따라 예측의 정확도가 떨어지는 문제가 발생한다. 즉, 예측에 이용되는 참조 샘플들과 예측 샘플의 거리가 가까운 경우에는 예측 정확도가 높지만, 예측에 이용되는 참조 샘플들과 예측 샘플의 거리가 먼 경우에는 예측 정확도가 낮다.
이러한 예측 에러를 줄이기 위하여, 본 발명에서는 예측 샘플과 참조 샘플간 거리를 기반으로 가중치가 적용된 예측 샘플을 생성하는 선형 보간 인트라 예측 방법을 제안한다. 특히, 본 발명에서는 최근 논의되는 선형 보간 예측 방법에서의 우하단 참조 샘플 생성 방법 대비 보다 정확하게 우하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 제안한다. 먼저, 아래의 도면을 참조하여 선형 보간 예측 방법을 설명한다.
도 7 및 도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 선형 보간 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명에서 제안하는 선형 보간 예측 방법은 인코더에서도 동일하게 수행될 수 있다.
디코더는 인코더로부터 수신된 비트 스트림으로부터 현재 블록에 선형 보간 예측(LIP: Linear Interpolation Intra Prediction)(또는 선형 보간 인트라 예측)이 적용되는지 여부를 지시하는 LIP 플래그를 파싱(또는 확인)한다(S701).
일 실시예에서, 디코더는 S701 단계에 앞서 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도할 수도 있고, S701 단계 이후에 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도할 수도 있다. 다시 말해, S701 단계 이전 또는 이후에 인트라 예측 모드를 유도하는 단계가 추가될 수 있다. 그리고, 인트라 예측 모드를 유도하는 단계는 현재 블록에 MPM(Most Probable Mode)가 적용되는지 여부를 지시하는 MPM 플래그를 파싱하는 단계, 그리고 MPM이 적용되는지 여부에 따라 MPM 후보 또는 잔여 예측 모드 후보 내에서 현재 블록의 인트라 예측에 적용되는 예측 모드를 지시하는 인덱스를 파싱하는 단계를 포함할 수 있다.
디코더는 현재 블록의 우하측에 인접한 우하단 참조 샘플을 생성한다(S702). 디코더는 다양한 여러 방법을 이용하여 우하단 참조 샘플을 생성할 수 있다. 이에 대하여 보다 상세한 설명은 후술한다.
디코더는 현재 블록 주변의 복원된 참조 샘플 및 S702 단계에서 생성된 우하단 참조 샘플을 이용하여 우측 참조 샘플 배열 또는 하측 참조 샘플 배열을 생성한다(S703). 본 발명에서, 우측 참조 샘플 배열은 우측 참조 샘플, 우단 참조 샘플, 우단 참조 샘플 배열, 우단 버퍼, 우측 버퍼, 우단 샘플 버퍼, 우측 샘플 버퍼 등으로 통칭될 수 있고, 하측 참조 샘플 배열은 하측 참조 샘플, 하단 참조 샘플, 하단 참조 샘플 배열, 하단 버퍼, 하측 버퍼, 하단 샘플 버퍼, 하측 샘플 버퍼 등으로 통칭될 수 있다. 이에 대하여 보다 상세한 설명은 후술한다.
디코더는 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향에 기초하여 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 생성한다(S704, S705). 여기서, 제1 예측 샘플(제1 참조 샘플로 지칭될 수도 있음)과 제2 예측 샘플(제2 참조 샘플로 지칭될 수도 있음)은 예측 방향을 기준으로 서로 현재 블록의 반대편에 위치하는 참조 샘플 또는 서로 현재 블록의 반대편에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 생성된 예측 샘플을 나타낸다. 제1 예측 샘플은 앞서 도 5 및 도 6에서 설명한 바와 같이 복원된 영역의 참조 샘플들(좌측, 좌상측, 상측 참조 샘플들) 중에서 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 결정되는 제1 참조 샘플을 이용하여 생성되는 예측 샘플을 나타내고, 제2 예측 샘플은 S703 단계에서 우측 참조 샘플 배열 또는 하측 참조 샘플 배열 중에서 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 결정되는 제2 참조 샘플을 이용하여 생성되는 예측 샘플을 나타낸다.
디코더는 S704 단계 및 S705 단계에서 생성된 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 보간(또는 선형 보간)하여 최종 예측 샘플을 생성한다(S706). 다시 말해, 디코더는 현재 샘플과 예측 샘플들(또는 참조 샘플)간 거리에 기초하여 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 가중합하여 최종 예측 샘플을 생성할 수 있다.
도 8을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명에서 제안하는 선형 보간 예측 방법은 인코더에서도 동일하게 수행될 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드에 기초하여 제1 예측 샘플(P)를 생성할 수 있다. 구체적으로, 디코더는 상측 참조 샘플들 중에서 예측 방향에 따라 결정되는 A 참조 샘플과 B 참조 샘플을 보간(또는 선형 보간)하여 제1 예측 샘플을 유도할 수 있다. 한편, 도 8에 도시된 바와 달리, 예측 방향에 따라 결정되는 참조 샘플이 정수 화소 위치에 위치하는 경우 참조 샘플간 보간이 수행되지 않을 수 있다.
또한, 디코더는 인트라 예측 모드에 기초하여 제2 예측 샘플(P’)를 생성할 수 있다. 구체적으로, 디코더는 하측 참조 샘플들 중에서 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향에 따라 A’참조 샘플과 B’참조 샘플을 결정하고, A’참조 샘플과 B’참조 샘플을 선형 보간하여 제2 예측 샘플을 유도할 수 있다. 한편, 도 8에 도시된 바와 달리, 예측 방향에 따라 결정되는 참조 샘플이 정수 화소 위치에 위치하는 경우 참조 샘플간 보간이 수행되지 않을 수 있다.
그리고, 디코더는 현재 샘플과 예측 샘플(또는 참조 샘플)간 거리에 기초하여 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플에 각각 적용되는 가중치를 결정하고, 결정된 가중치를 이용하여 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 가중합하여 최종 예측 샘플을 생성할 수 있다. 일 예로, 인코더/디코더는 다음의 수학식 1을 이용하여 최종 예측샘플을 생성할 수 있다.
Figure PCTKR2018008560-appb-M000001
도 8에 도시된 가중치 결정 방법(w1, w2)은 하나의 예시로서, 디코더는 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플에 각각 적용되는 가중치를 결정함에 있어서, 도 8에 도시된 바와 같이 현재 샘플과 예측 샘플(또는 참조 샘플)간 수직 거리를 이용할 수도 있고, 현재 샘플과 예측 샘플(또는 참조 샘플)간 실제 거리를 이용할 수도 있다. 만약 실제 거리가 이용되는 경우, 제2 예측 샘플의 생성에 이용된 제2 참조 샘플의 실제 위치를 기준으로 거리가 계산되고 가중치가 결정(또는 유도)될 수도 있다.
일 실시예에서, 선형 보간 예측 방법은 비방향성 모드인 플래너(planar) 모드 및 DC 모드를 제외한 모드 방향성 예측 모드에 적용될 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 종래의 선형 보간 예측 방법에서의 우하단 참조 샘플 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 인코더/디코더는 현재 블록의 우상측에 인접한 우상단 참조 샘플(901)과 현재 블록의 좌하측에 인접한 좌하단 참조 샘플(902)을 이용하여 현재 블록의 우하측에 인접한 우하단 참조 샘플(903)을 생성할 수 있다. 일 예로, 인코더/디코더는 다음의 수학식 2를 이용하여 우하단 참조 샘플(903)을 생성할 수 있다.
Figure PCTKR2018008560-appb-M000002
도 9(b)를 참조하면, 인코더/디코더는 현재 블록의 우상측에 이웃하는 참조 샘플들 중 최우측에 위치하는 샘플(이하, 최우상단 참조 샘플이라고 지칭함)(예를 들어, 현재 블록의 좌상단 참조 샘플을 기준으로 수평 방향으로 현재 블록의 너비의 2배 거리만큼 떨어진 샘플, 즉 n×n 블록에서 [2*n-1, -1] 샘플)(904)과 현재 블록의 좌하측에 이웃하는 참조 샘플들 중 최하측에 위치하는 샘플(이하, 최좌하단 참조 샘플이라고 지칭함)(예를 들어, 현재 블록의 좌상단 참조 샘플을 기준으로 수직 방향으로 현재 블록 높이의 2배 거리만큼 떨어진 샘플, 즉 n×n 블록에서 [-1, 2*n-1] 샘플)(905)을 이용하여 우하단 참조 샘플(906)을 생성할 수 있다. 일 예로, 인코더/디코더는 다음의 수학식 3을 이용하여 우하단 참조 샘플(906)을 생성할 수 있다.
Figure PCTKR2018008560-appb-M000003
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 우측 참조 샘플들 및 하측 참조 샘플들을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 현재 블록의 크기가 2x4 크기인 경우를 가정하여 설명한다. 인코더/디코더는 현재 블록의 우하측에 인접한 우하단 참조 샘플(BR)과 현재 블록 주변의 복원된 참조 샘플을 이용하여 우측 참조 샘플 및/또는 하측 참조 샘플을 생성할 수 있다.
구체적으로, 인코더/디코더는 우하단 참조 샘플(BR: bottom right)과 현재 블록의 좌하측에 인접한 참조 샘플(BL: bottom left)을 선형 보간하여 하측 참조 샘플을 생성할 수 있다. 다시 말해, 인코더/디코더는 우하단 참조 샘플(BR) 및 좌하단 참조 샘플(BL) 각각에 대한 거리비에 따라 픽셀 단위로 가중합을 수행함으로써 하측 참조 샘플들을 생성할 수 있다.
또한, 인코더/디코더는 우하단 참조 샘플(BR)과 현재 블록의 우상측에 인접한 참조 샘플(TR: top right)을 선형 보간하여 우측 참조 샘플을 생성할 수 있다. 다시 말해, 인코더/디코더는 우하단 참조 샘플(BR) 및 우상단 참조 샘플(TR) 각각에 대한 거리비에 따라 픽셀 단위로 가중합을 수행함으로써 하측 참조 샘플들을 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 선형 보간 예측 방법에서 인코더/디코더는 이전에 부호화/복호화되어 복원된 영역의 참조 샘플과 아직 부호화/복호화가 수행되지 않은 예측된(또는 유도된) 영역의 참조 샘플의 가중합을 통해 예측 블록을 생성할 수 있다. 즉, 복원된 영역의 참조 샘플과 복원되지 않은 영역의 참조 샘플이 함께 선형 보간 인트라 예측에 이용된다. 따라서, 선형 보간 인트라 예측 방법에서 예측의 정확도는 복원되지 않은 영역의 참조 샘플의 정확도에 의존한다. 즉, 선형 보간 인트라 예측 방법의 압축 효율은 우하단 참조 샘플, 우단 참조 샘플 또는 하단 참조 샘플을 얼마나 정확하게 생성하는지에 달려있다.
따라서, 본 발명에서는 선형 보간 인트라 예측에 이용되는 우하단 참조 샘플, 우측 참조 샘플, 하측 참조 샘플을 보다 정확하게 생성하는 방법을 제안한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 복원되지 않은 영역의 참조 샘플들을 효과적으로 생성함으로써, 선형 보간 인트라 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 발명에서, 선형 보간 인트라 예측이 아닌 인트라 예측은 일반 인트라 예측(또는 일반 화면 내 예측)으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 일반 인트라 예측은 기존의 영상 압축 기술(예컨대, HEVC)에서 사용되는 인트라 예측 방법으로서, 예측 방향에 따라 결정되는 하나의 참조 샘플(또는 인접한 2개의 정수 화소 참조 샘플을 이용하여 보간된 참조 샘플)을 이용하는 인트라 예측 방법일 수 있다.
실시예 1
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드의 예측 방향성을 고려하여 선형 보간 예측에 이용되는 우하단 참조 샘플을 생성할 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 블록 내 예측 샘플을 이용하여 우하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 현재 블록의 너비(W)와 높이(H)가 4인 4x4 블록인 경우를 가정한다.
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 현재 블록 내 우하단(BRC: bottom right in current block) 샘플의 예측 샘플을 이용하여 현재 블록의 우하단(또는 우하측) 참조 샘플을 생성할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 현재 블록 내 우하단 샘플은 선형 보간 예측을 위해 생성되는 우하단(BR: bottom right) 참고 샘플과 물리적인 거리가 가깝기 때문에 강한 상관성이 존재한다. 이는 현재 블록 내의 우하단 예측 샘플 값과 선형 보간 예측을 위한 우하단 참조 샘플 값이 유사할 가능성이 크다는 것을 나타낸다.
따라서, 본 발명에서는, 현재 부호화 블록 내 우하단 샘플의 예측 샘플 값을 우하단 참조 샘플 값으로 복사하고 이를 이용하여 선형 보간 예측을 수행하는 방법을 제안한다. 즉, 인코더/디코더는 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성한 후, 생성된 예측 블록 내 우하단 예측 샘플 값을 우하단 참조 샘플 값으로 결정할 수 있다. 본 실시예에서는, 예측 모드의 방향성에 따라 현재 블록 내 우하단 예측 샘플 값이 결정되기 때문에, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 서로 다른 우하단 참조 샘플이 생성될 수 있다.
이상에서 설명한 방법을 적용하여 선형 보간 예측을 위한 우하단 참조 샘플을 생성하는 경우, 특정 예측 모드에서는 정확도가 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 12 및 도 13는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 우하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면, 도 12(a)는 인트라 예측 방향이 양의 방향성이고, 도 12(b)는 예측 방향이 음의 방향성인 경우를 가정한다.
도 12(a)에서와 같이 예측 모드의 예측 방향이 양의 예측 방향성인 경우에는, 도 12(b)에서와 같이 음의 예측 방향성인 경우 대비 예측 블록 내 우하단 샘플(즉, 우하단 예측 샘플) 값과 우하단 참조 샘플 값간 차이가 확률적으로 더 클 수 있다.
다시 말해, 양의 예측 방향에 따라 우하단 예측 샘플 및 우하단 참조 샘플 위치의 예측 샘플을 생성한다면, 각각의 예측 샘플 생성에 이용되는 참조 샘플들간에는 1개의 샘플 거리(정수 화소 기준)부터 2개의 샘플 거리만큼 차이가 존재할 수 있다. 반면에, 음의 예측 방향에 따라 우하단 예측 샘플 및 우하단 참조 샘플 위치의 예측 샘플을 생성한다면, 각각의 예측 샘플 생성에 이용되는 참조 샘플들간에는 0개의 샘플 거리(정수 화소 기준)부터 1개의 샘플 거리만큼 차이가 존재할 수 있다. 따라서, 양의 예측 방향성의 경우에 음의 예측 방향성 대비 상대적으로 우하단 예측 샘플 및 우하단 참조 샘플간에 오차가 존재할 가능성이 크다.
따라서, 본 발명에서는 특정 예측 모드에 제한적으로 우하단 예측 샘플 값을 이용하여 우하단 참조 샘플 값으로 생성하는 선형 보간 예측 방법을 제안한다. 인코더/디코더는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 앞서 도 11에서 제안한 방법을 이용하여 우하단 예측 샘플을 생성할지 여부를 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 도 12(b)에서와 같이, 현재 블록의 예측 모드가 음의 예측 방향성을 갖는 예측 모드인 경우 우하단 예측 샘플을 복사하여 우하단 참조 샘플을 생성하고, 이를 이용하여 앞서 도 7, 8에서 설명한 선형 보간 예측을 수행할 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 현재 블록의 예측 모드가 양의 예측 방향성을 갖는 예측 모드인 경우 앞서 도 9에서 설명한 방법을 이용하여 우하단 참조 샘플을 생성할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 예측 모드의 예측 방향 또는 각도에 따라 앞서 도 11에서 설명한 바와 같이 우하단 예측 샘플을 이용하여 우하단 참조 샘플을 생성할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 예측 모드의 예측 방향 또는 각도가 미리 정해진 범위 내에 속하는 경우 앞서 도 11에서 제안한 방법을 적용하고, 그렇지 않은 경우 앞서 도 9에서 설명한 방법을 이용하여 우하단 참조 샘플을 생성할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 도 13에 도시된 바와 같이 예측 모드를 방향성에 따라 구분하고, 구분된 영역들 중 특정 영역에 속하는 경우에 도 11에서 제안한 방법을 방법을 적용하고, 그렇지 않은 경우 앞서 도 9에서 설명한 방법을 이용하여 우하단 참조 샘플을 생성할 수 있다.
도 13을 참조하면, 인트라 예측 모드의 예측 방향은 방향성에 따라 A, B, C, D 4개의 영역으로 구분될 수 있다. A 영역과 B 영역은 수평 방향성을 나타내고, C 영역과 D 영역은 수직 방향성을 나타낸다. 수평 방향성 중에서 A 영역은 양의 방향성을 나타내고, B 영역은 음의 방향성을 나타낸다. 또한, 수직 방향성 중에서 C 영역은 음의 방향성을 나타내고, D 영역은 양의 방향성을 나타낸다.
인코더/디코더는 예측 방향성을 고려하여 제안하는 우하단 참조 샘플 생성 방법을 가변적으로 선택(또는 적용)할 수 있다. 일 예로, 인코더/디코더는 현재 블록의 예측 모드가 음의 방향성을 갖는 B 영역 또는 C 영역에 속하는 경우, 앞서 도 11에서 설명한 방법을 적용하여 우하단 참조 샘플을 생성하고, 현재 블록의 예측 모드가 양의 방향성을 갖는 A 영역 또는 D 영역에 속하는 경우, 앞서 도 9에서 설명한 방법을 적용하여 우하단 참조 샘플을 생성할 수 있다.
또한, 다른 일 실시예에서, 인코더/디코더는 예측 방향에 기초하여 결정되는 참조 샘플들간 거리에 따라 도 11에서 설명한 바와 같이 우하단 예측 샘플을 이용하여 우하단 참조 샘플을 생성할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드에 기초하여 복원된 영역의 참조 샘플(즉, 좌측, 상측, 좌하측, 우상측, 좌상측 참조 샘플) 중 우하단 샘플 위치의 예측 샘플을 생성하는데 이용되는 참조 샘플과 우하단 참조 샘플 위치의 예측 샘플을 생성하는데 이용되는 참조 샘플간 거리가 특정 임계값(threshold)를 초과하는 경우에는 앞서 도 9에서 설명한 방법을 적용하여 우하단 참조 샘플을 생성하고, 특정 임계값을 초과하지 않는 경우에는 도 11에서 제안된 방법을 적용하여 우하단 참조 샘플을 생성할 수 있다.
일 예로, 특정 임계값은 1 정수 화소 거리로 설정될 수 있고, 이 경우 음의 예측 방향성을 갖는 예측 모드에만 도 11에서 제안하는 방법이 적용될 수 있고, 나머지 모드에서는 다양한 여러 방법(예컨대 도 9에서 설명한 방법)이 적용될 수 있다.
인코더/디코더는 본 실시예에서 제안하는 방법에 따라 우하단 예측 샘플을 생성한 후, 앞서 도 7, 8, 10에서 설명한 방법에 따라 생성된 우하단 예측 샘플을 이용하여 선형 보간 예측을 수행할 수 있다.
실시예 2
본 발명의 실시예에서는, 선형 보간 예측에 이용되는 우단 버퍼와 하단 버퍼를 생성하는 방법을 제안한다. 인코더/디코더는 다양한 여러 방법을 이용하여 선형 보간 예측에 이용되는 우단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 생성할 수 있다.
본 실시예에서, 인코더/디코더는 우하단 참조 샘플을 이용하여 우단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 생성할 수도 있고, 우하단 참조 샘플을 이용하지 않고 우단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 생성할 수도 있다. 우하단 참조 샘플을 이용하는 경우, 인코더/디코더는 앞서 도 10에서 설명한 바와 같이 우하단 참조 샘플과 현재 블록 주변의 복원된 참조 샘플을 보간(또는 가중합)하여 우측 참조 샘플과 하측 참조 샘플을 생성할 수 있다. 이하에서, 우하단 참조 샘플을 이용하지 않고 우단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 설명한다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 우단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 인코더/디코더는 현재 블록 내 인접한 샘플의 예측 샘플 값을 이용하여 우단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 생성할 수 있다. 구체적으로, 먼저 인코더/디코더는 현재는 블록에 대하여 예측 모드에 기초하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 복원된 영역의 참조 샘플을 이용하여 예측 모드에 기초하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
이후, 인코더/디코더는 생성된 예측 블록 내 하단 예측 샘플들(즉, B1, B2, B3, B4R4 샘플) 및 우단 예측 샘플들(즉, R1, R2, R3, B4R4 샘플)을 각각 하단 버퍼(BB1, BB2, BB3, BB4) 및 우단 버퍼(RB1, RB2, RB3, RB4)로 복사할 수 있다.
한편, 이러한 경우 하측 참조 샘플의 최우측 샘플(BB4) 값와 우측 참조 단 버퍼의 최하측 샘플(RB4) 값, 그리고 우하단 참조 샘플 샘플(BR) 값이 모두 같아질 수 있다. 이를 방지하기 위하여 인코더/디코더는 다음과 같이 여러 다양한 방법을 이용하여 우하단 참조 샘플 값을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 상술한 방법으로 유도된 우단 버퍼(RB1, RB2, RB3, RB4) 및 하단 버퍼(BB1, BB2, BB3, BB4) 샘플들의 평균값 또는 중간값으로 우하단 참조 샘플 값을 설정(또는 계산)할 수 있다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 우하단 참조 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 현재 블록의 예측 모드가 양의 수직 방향성인 경우를 가정한다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 현재 블록의 인트라 예측 모드 및 현재 블록 주변의 복원된 영역의 참조 샘플을 이용하여 우하단 예측 샘플을 생성할 수 있다. 즉, 인코더/디코더는 현재 블록 내에서 우측 참조 샘플 또는 하측 참조 샘플에 각각 인접한 샘플의 예측 샘플을 이용하여 우측 참조 샘플 및/또는 하측 참조 샘플을 생성할 수 있고, 복원된 영역의 참조 샘플 중에서 예측 모드에 따라 결정되는 참조 샘플(P4)의 샘플 값을 복사하여 우하단 참조 샘플을 생성할 수 있다.
실시예 3
본 발명의 실시예에서, 선형 보간 예측에 이용 하단 참조 샘플 및 우단 참조 샘플들을 생성하는 방법을 제안한다. 전술한 바와 같이, 인코더/디코더는 다양한 여러 방법을 이용하여 선형 보간 예측에 이용되는 우단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 생성할 수 있다. 일 예로, 인코더/디코더는 앞서 도 10에서 설명한 바와 같이 우하단 참조 샘플과 현재 블록 주변의 복원된 참조 샘플을 보간(또는 가중합)하여 우측 참조 샘플과 하측 참조 샘플을 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 다양한 여러 방법을 이용하여 선형 보간 예측에 이용되는 우단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 생성한 후, 예측 방향을 고려하여 참조 샘플(또는 참조 샘플 배열)을 확장(또는 확장된 참조 샘플 배열을 생성)할 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 참조 샘플을 확장하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 예측 모드의 예측 방향이 도 16(a), (b), (c), (d) 각각에 도시된 화살표 방향과 같은 경우를 가정한다.
인코더/디코더는 예측 모드에 기초하여 우측 또는 하측 참조 샘플 샘플의 영역(또는 참조 샘플 배열)을 확장할 수 있다.
예를 들어, 현재 인트라 예측 모드가 도 16(a)에 도시된 바와 같이 양의 수직 방향성 모드인 경우, 인코더/디코더는 복원된 좌측 참조 샘플을 이용하여 하측 참조 샘플의 좌측 영역의 샘플 값을 생성함으로써, 확장된 하측 참조 샘플(또는 확장된 참조 샘플 배열)을 생성할 수 있다.
현재 예측 모드가 도 16(b)에 도시된 바와 같이 양의 수평 방향성 모드인 경우, 인코더/디코더는 복원된 상측 참조 샘플을 이용하여 우측 참조 샘플의 상측 영역의 샘플 값을 생성함으로써, 확장된 우측 참조 샘플을 생성할 수 있다.
현재 예측 모드가 도 16(c)에 도시된 바와 같이 음의 수직 방향성 모드인 경우, 인코더/디코더는 우측 참조 샘플을 이용하여 하측 참조 샘플의 우측 영역의 샘플 값을 생성함으로써, 확장된 하측 참조 샘플을 생성할 수 있다.
현재 예측 모드가 도 16(d)에 도시된 바와 같이 음의 수평 방향성 모드인 경우, 인코더/디코더는 하측 참조 샘플을 이용하여 우측 참조 샘플의 하측 영역의 샘플 값을 생성함으로써, 확장된 우측 참조 샘플을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 예측 방향에 따라 우측 또는 하측 참조 샘플을 확장함에 있어서, 현재 예측 모드의 예측 방향 또는 각도에 관계 없이 정수 화소 단위로 대응하는 샘플 값을 복사하여 확장된 참조 샘플 배열을 생성할 수 있다. 즉, 인코더/디코더는 도 16(a)에 도시된 바와 같이, 현재 예측 모드가 양의 수직 모드에 속한 모드인 경우, 예측 모드의 예측 방향 또는 각도를 고려하지 않고 좌측 참조 샘플에서 현재 생성할 샘플에 대응하는 샘플 값을 복사하여 그대로 사용할 수 있다. 모든 수직 양의 모드에 대해서 인코더/디코더는 동일하게 상술한 방법을 적용하여 확장되는 하단 참조 샘플 값을 결정할 수 있다.
이하에서는, 예측 모드의 예측 방향 또는 각도를 고려하여 확장되는 참조 샘플 값을 결정하는 방법을 설명한다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 참조 샘플을 확장하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, 인트라 예측 모드가 도 17에 도시된 화살표 방향과 같이 양의 수직 방향성 모드인 경우를 가정한다. 그리고, L1, L2, L3, L4, L5 샘플은 정수 위치의 좌측 참조 샘플을 나타낸다. B1, B2, B3 샘플은 하측 참조 샘플에서 확장되는 좌측 영역의 샘플들을 나타낸다.
B1’, B2’, B3’ 샘플은 현재 예측 모드의 예측 방향 또는 각도에 따라 각각 B1, B2, B3 샘플의 생성에 이용되는 참조 샘플을 나타낸다. 현재 예측 모드가 양의 수직 방향성을 갖는 모드이면, 생성되는 하단 참조 샘플의 값은 복원된 영역인 좌측 참조 샘플의 대응되는 샘플 값으로 결정될 수 있다.
한편, 예측 모드의 방향성 또는 각도에 따라 대응되는 샘플의 위치가 정수 화소 위치가 아닐 수 있다. 이 경우, 인코더/디코더는 예측 모드의 각도에 따라 결정되는 인접한 두 정수 화소의 샘플 값을 보간하여 생성할 수 있다. 즉, B1’, B2’, B3’ 샘플은 현재 예측 모드의 예측 방향 또는 각도에 따라 각각 L1과 L2, L3와 L4, 그리고 L4와 L5 샘플의 보간을 통해 결정될 수 있다.
예를 들어, B1 샘플은 복원된 좌측 참조 샘플 B1’에 대응되고, B1’샘플의 값은 인접한 두 정수 화소인 L1 및 L2 샘플의 보간을 통해 계산될 수 있다. 마찬가지로, B2, B3 샘플은 복원된 좌측 참조 샘플 B2’, B3’샘플에 대응되고, B2’, B3’ 샘플의 값은 각각 가까운 두 정수 화소인 L3 및 L4 샘플, 그리고 L4 및 L5 샘플의 보간을 통해 계산될 수 있다. 이때, 다양한 보간 방법 및 해상도가 이용될 수 있으며, 일 예로, 보간 방법은 기존의 화면 내 예측 부호화에서 사용되는 1/32 해상도를 이용하여 보간이 수행될 수 있다. 또한, 2탭 보간을 전제로 설명하였으나, 3탭, 4탭 등 다양한 탭의 보간을 이용하여 참조 샘플 값이 결정될 수 있다.
도 17에서는 양의 수직 방향성을 갖는 예측 모드인 경우를 가정하여 확장되는 하측 참조 샘플 값의 생성 방법을 설명하였으나, 양의 수평 모드, 음의 수직 모드, 음의 수평 모드 나머지 다른 방향성을 갖는 예측 모드에도 인코더/디코더는 동일한 방법을 적용하여 확장되는 참조 샘플을 생성할 수 있다.
인코더/디코더는 본 실시예에서 제안하는 방법에 따라 확장된 우측 또는 하측 참조 샘플 배열을 생성한 후, 앞서 도 7에서 설명한 바와 같이 확장된 우측 또는 하측 참조 샘플 배열을 이용하여 제2 예측 샘플을 생성하고, 제1 예측 샘플과 선형 보간을 통해 최종 예측 샘플을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 현재 블록의 좌측 및 상측 참조 샘플 중 인트라 예측 모드의 예측 방향 또는 각도에 따라 결정되는 참조 샘플을 확장하여 제1 참조 샘플 배열(또는 제1 메인 참조 샘플 배열)을 생성할 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 현재 블록의 우측 및 하측 참조 샘플 중 인트라 예측 모드의 예측 방향 또는 각도에 따라 결정되는 참조 샘플을 확장하여 반대 방향의 제2 메인 참조 샘플 배열(또는 제2 메인 참조 샘플 배열)을 생성할 수 있다.
일 예로, 제1 참조 샘플 및 제2 참조 샘플은 아래와 같이 정의될 수 있다.
- Ref[x] = p[-1+x][-1], with x=0, … ,nTbS
- RefOpp[x] = pOpp[-1+x][-1], with x=0, … ,nTbS
여기서, Ref는 제1 예측 샘플의 생성에 이용되는 제1 참조 샘플 배열을 나타내고, RefOpp는 제2 예측 샘플의 생성에 이용되는 반대 방향의 제2 참조 샘플 배열을 나타낸다. 그리고, nTbS 현재 부호화 블록(또는 변환 블록)의 크기를 나타내고, p는 제1 참조 샘플 배열의 참조 샘플을, pOpp는 제2 참조 샘플 배열의 참조 샘플을 나타낸다.
만약, (intraPredAngle < 0) 인 경우, 제1 참조 샘플 배열 및 제2 참조 샘플 배열은 다음과 같이 확장될 수 있다. 여기서, intraPredAngle는 예측 모드의 예측 각도를 나타낸다. 이때, (((nTbS * intraPredAngle) >> 5) < -1) 를 만족하는 경우를 전제로 한다.
- Ref[x] = p[-1][-1+((x*invAngle + 128) >> 8)], with x=-1, … ,(nTbS * intraPredAngle) >> 5
- RefOpp[x] = pOpp[-1][-1+((x*invAngle + 128) >> 8)], with x=-1, … ,(nTbS * intraPredAngle) >> 5
그렇지 않은 경우, 즉, (intraPredAngle >= 0) 인 경우, 제1 참조 샘플 배열 및 제2 참조 샘플 배열은 다음과 같이 확장될 수 있다.
- Ref[x] = p[-1+x][-1], with x=0, …, nTbS, ..., 2*nTbS
- RefOpp[x] = pOpp[-1+x][-1], with x=0, …, nTbS+1
- RefOpp[x] = pOpp[-1][nTbs+1-((x*invAngle + 128) >> 8)], with x=nTbS+2, … ,(nTbS * intraPredAngle) >> 5
아래의 표 2는 인트라 예측 모드와 예측 각도 파라미터(intraPredAngle) 간 매핑 테이블을 예시한다.
Figure PCTKR2018008560-appb-T000002
또한, 아래의 표 3는 인트라 예측 모드와 인버스 각도 파라미터(invAngle) 간 매핑 테이블을 예시한다.
Figure PCTKR2018008560-appb-T000003
상기 표 2 및 표 3에서는 방향성 예측 모드가 33개인 경우를 가정한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 방향성 예측 모드가 65개인 경우에도 마찬가지로 예측 모드 및 각도간 대응되는 테이블이 설정될 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들은 각각 독립적으로 적용될 수도 있고, 하나 이상의 실시예가 조합되어 적용될 수도 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드 기반 선형 보간 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 18을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 기준으로 설명하나, 본 발명에서 제안하는 선형 보간 인트라 예측 방법은 인코더에도 동일하게 적용될 수 있다.
디코더는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도한다(S1801).
디코더는 현재 블록의 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 생성한다(S1802).
앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 디코더는 인트라 예측 모드의 예측 방향성을 고려하여 선형 보간 예측에 이용되는 우하단 참조 샘플을 생성할 수 있다. 일 예로, 디코더는 현재 블록 내 우하단 예측 샘플을 이용하여 우하측 참조 샘플을 생성할 수 있다. 이때, 상기 우하단 예측 샘플은 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 디코더는 인트라 예측 모드가 미리 정해진 범위에 속하는 경우, 현재 블록 내 우하단 예측 샘플을 이용하여 우하측 참조 샘플을 생성할 수 있다. 이때, 상기 우하단 예측 샘플은 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
또한, 디코더는 인트라 예측 모드의 예측 방향이 미리 정해진 범위에 속하지 않는 경우, 앞서 도 9에서 설명한 바와 같이, 상기 우하측 참조 샘플은 상기 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중, 상기 우하측 참조 샘플과 수평 및 수직 방향으로 가장 인접한 참조 샘플, 또는 상기 현재 블록의 최좌하측 및 최우상측 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
또한, 앞서 실시예 2에서 설명한 바와 같이, 디코더는 현재 블록 내 우단 및 하단 예측 샘플을 이용하여 상기 우측 및 하측 참조 샘플을 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 우단 및 하단 예측 샘플은 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록에 이웃하는 참조 샘플로부터 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 생성한다(S1803). 여기서, 상기 이웃하는 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측, 우상측, 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 포함할 수 있다.
또한, 앞서 실시예 3에서 설명한 바와 같이, 디코더는 인트라 예측 모드에 기초하여 우측 또는 하측 참조 샘플 배열을 확장할 수 있다.
앞서 도 16 및 도 17에서 설명한 바와 같이, 인트라 예측 모드가 양의 수직 방향성 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플을 이용하여 상기 하측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다. 또한, 인트라 예측 모드가 양의 수평 방향성 모드인 경우, 현재 블록의 상측 참조 샘플을 이용하여 우측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다. 또한, 인트라 예측 모드가 음의 수직 방향성 모드인 경우, 현재 블록의 우측 참조 샘플을 이용하여 하측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다. 또한, 인트라 예측 모드가 음의 수평 방향성 모드인 경우, 현재 블록의 하측 참조 샘플을 이용하여 우측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다.
디코더는 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 가중합(또는 보간, 선형 보간)하여 최종 예측 샘플을 생성한다(S1804).
그리고, 디코더는 최종 예측 샘플에 잔차 샘플을 가산하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 19에서는 설명의 편의를 위해 인트라 예측부를 하나의 블록으로 도시하였으나, 인트라 예측부는 인코더 및/또는 디코더에 포함되는 구성으로 구현될 수 있다.
도 19를 참조하면, 인트라 예측부는 앞서 도 7내지 도 18에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인트라 예측부는 예측 모드 유도부(1901), 참조 샘플 생성부(1902), 임시 예측 샘플 생성부(1903) 및 최종 예측 샘플 생성부(1904)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 19를 참조하면, 예측 모드 유도부(1901)는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도한다.
참조 샘플 생성부(1902)는 현재 블록의 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 생성한다.
앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 참조 샘플 생성부(1902)는 인트라 예측 모드의 예측 방향성을 고려하여 선형 보간 예측에 이용되는 우하단 참조 샘플을 생성할 수 있다. 일 예로, 디코더는 현재 블록 내 우하단 예측 샘플을 이용하여 우하측 참조 샘플을 생성할 수 있다. 이때, 상기 우하단 예측 샘플은 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 참조 샘플 생성부(1902)는 인트라 예측 모드가 미리 정해진 범위에 속하는 경우, 현재 블록 내 우하단 예측 샘플을 이용하여 우하측 참조 샘플을 생성할 수 있다. 이때, 상기 우하단 예측 샘플은 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
또한, 참조 샘플 생성부(1902)는 인트라 예측 모드의 예측 방향이 미리 정해진 범위에 속하지 않는 경우, 앞서 도 9에서 설명한 바와 같이, 상기 우하측 참조 샘플은 상기 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중, 상기 우하측 참조 샘플과 수평 및 수직 방향으로 가장 인접한 참조 샘플, 또는 상기 현재 블록의 최좌하측 및 최우상측 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
또한, 앞서 실시예 2에서 설명한 바와 같이, 참조 샘플 생성부(1902)는 현재 블록 내 우단 및 하단 예측 샘플을 이용하여 상기 우측 및 하측 참조 샘플을 생성할 수 있다. 이 경우, 상기 우단 및 하단 예측 샘플은 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성될 수 있다.
임시 예측 샘플 생성부(1903)는 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록에 이웃하는 참조 샘플로부터 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 생성한다. 여기서, 상기 이웃하는 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측, 우상측, 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 포함할 수 있다.
또한, 앞서 실시예 3에서 설명한 바와 같이, 임시 예측 샘플 생성부(1903)는 인트라 예측 모드에 기초하여 우측 또는 하측 참조 샘플 배열을 확장할 수 있다.
앞서 도 16 및 도 17에서 설명한 바와 같이, 인트라 예측 모드가 양의 수직 방향성 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플을 이용하여 상기 하측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다. 또한, 인트라 예측 모드가 양의 수평 방향성 모드인 경우, 현재 블록의 상측 참조 샘플을 이용하여 우측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다. 또한, 인트라 예측 모드가 음의 수직 방향성 모드인 경우, 현재 블록의 우측 참조 샘플을 이용하여 하측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다. 또한, 인트라 예측 모드가 음의 수평 방향성 모드인 경우, 현재 블록의 하측 참조 샘플을 이용하여 우측 참조 샘플 배열이 확장될 수 있다.
최종 예측 샘플 생성부(1904)는 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 가중합(또는 보간, 선형 보간)하여 최종 예측 샘플을 생성한다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
도 20을 살펴보면, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 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 (11)

  1. 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서,
    현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 단계;
    상기 현재 블록의 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 생성하는 단계;
    상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록에 이웃하는 참조 샘플로부터 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 생성하는 단계,
    상기 이웃하는 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측, 우상측, 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 포함하고; 및
    상기 제1 예측 샘플 및 상기 제2 예측 샘플을 가중합하여 최종 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 참조 샘플을 생성하는 단계는,
    상기 현재 블록 내 우하단 예측 샘플을 이용하여 상기 우하측 참조 샘플을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 우하단 예측 샘플은 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성되는 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드가 미리 정해진 범위에 속하는 경우, 상기 우하측 참조 샘플은 상기 현재 블록 내 우하단 예측 샘플을 이용하여 생성되고,
    상기 우하단 예측 샘플은 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성되는 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드의 예측 방향이 미리 정해진 범위에 속하지 않는 경우, 상기 우하측 참조 샘플은 상기 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중, 상기 우하측 참조 샘플과 수평 및 수직 방향으로 가장 인접한 참조 샘플, 또는 상기 현재 블록의 최좌하측 및 최우상측 참조 샘플을 이용하여 생성되는 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 참조 샘플을 생성하는 단계는,
    상기 현재 블록 내 우단 및 하단 예측 샘플을 이용하여 상기 우측 및 하측 참조 샘플을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 우단 및 하단 예측 샘플은 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측 및 우상측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 이용하여 생성되는 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 예측 샘플 및 상기 제2 예측 샘플을 유도하는 단계는,
    상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 우측 또는 하측 참조 샘플 배열을 확장하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드가 양의 수직 방향성 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플을 이용하여 상기 하측 참조 샘플 배열이 확장되는 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드가 양의 수평 방향성 모드인 경우, 상기 현재 블록의 상측 참조 샘플을 이용하여 상기 우측 참조 샘플 배열이 확장되는 방법.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드가 음의 수직 방향성 모드인 경우, 상기 현재 블록의 우측 참조 샘플을 이용하여 상기 하측 참조 샘플 배열이 확장되는 방법.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드가 음의 수평 방향성 모드인 경우, 상기 현재 블록의 하측 참조 샘플을 이용하여 상기 우측 참조 샘플 배열이 확장되는 방법.
  11. 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서,
    현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 예측 모드 유도부;
    상기 현재 블록의 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 생성하는 참조 샘플 생성부;
    상기 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록에 이웃하는 참조 샘플로부터 제1 예측 샘플 및 제2 예측 샘플을 생성하는 임시 예측 샘플 생성부,
    상기 이웃하는 참조 샘플은 상기 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 좌하측, 우상측, 우측, 하측 및 우하측 참조 샘플 중 적어도 하나의 참조 샘플을 포함하고; 및
    상기 제1 예측 샘플 및 상기 제2 예측 샘플을 가중합하여 최종 예측 샘플을 생성하는 최종 예측 샘플 생성부를 포함하는 장치.
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