KR101373670B1 - 인트라 예측 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인트라 예측 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 나타내는 부호화된 데이터의 비트 수가 종래방식에 비해 감소하여 영상의 압축률이 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
Description
본 발명은 인트라 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고화질 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고화질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체에 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고화질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 인터 예측(inter prediction) 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 인트라 예측(intra prediction) 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화(entropy coding) 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
본 발명은 부호화하거나 복호화할 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하고, 상기 차분에 따라 결정된 현재 블록의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화하는 인트라 예측 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법은, 부호화할 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계; 상기 차분에 기초하여 상기 현재 블록의 타입을 결정하는 단계; 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 그리고 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 상기 현재 블록의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 부호화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치는, 부호화할 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 차분 계산부; 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 모드 결정부; 인트라 예측 모드의 발생 확률에 따라 랭킹을 매겨놓은 다수의 모드 랭킹 테이블을 저장하는 저장부; 그리고 상기 차분에 따라 결정된 현재 블록의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화하는 부호화부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법은, 컴퓨터로 실행될 수 있는 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다.
본 발명에 따르면, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 가변 길이 부호화에 사용되는 모드 랭킹 테이블에서 보다 높은 랭킹에 위치할 확률이 높아져, 부호화된 데이터의 비트수가 적어질 수 있다.
나아가, 본 발명에 따르면, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화한 부호 비트의 수가 삭감됨으로써, 전체적으로 영상의 압축 효율이 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 부호화 또는 복호화될 영상을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 인트라 예측될 현재 블록 및 그 주변 픽셀들을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측에 사용되는 주변 픽셀 및 상기 주변 픽셀의 픽셀값을 도시하는 도면이다.
도 5는 현재 블록의 타입 각각에 따른 발생 가능성이 높은 인트라 예측 모드를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측에 사용되는 인트라 예측 모드를 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 블록 전체에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 양측 고차분 블록 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 양측 저차분 블록 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 상측 고차분 블록 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 좌측 고차분 블록 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계를 설명하는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 차분에 기초하여 현재 블록의 타입을 결정하는 단계를 설명하는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 영상 복호화 시 수행되는 인트라 예측 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 17는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 부호화 또는 복호화될 영상을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 인트라 예측될 현재 블록 및 그 주변 픽셀들을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측에 사용되는 주변 픽셀 및 상기 주변 픽셀의 픽셀값을 도시하는 도면이다.
도 5는 현재 블록의 타입 각각에 따른 발생 가능성이 높은 인트라 예측 모드를 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측에 사용되는 인트라 예측 모드를 예시적으로 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 블록 전체에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 양측 고차분 블록 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 양측 저차분 블록 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 상측 고차분 블록 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 좌측 고차분 블록 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계를 설명하는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 차분에 기초하여 현재 블록의 타입을 결정하는 단계를 설명하는 흐름도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 영상 복호화 시 수행되는 인트라 예측 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 17는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타내는 블록도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술 되는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다' 및/또는 이 동사의 다양한 활용형들 예를 들어, '포함', '포함하는', '포함하고', '포함하며' 등은 언급된 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 조성, 성분, 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 본 명세서에서 '및/또는' 이라는 용어는 나열된 구성들 각각 또는 이들의 다양한 조합을 가리킨다.
한편, 본 명세서 전체에서 사용되는 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미할 수 있다. 그렇지만 '~부', '~기', '~블록', '~모듈' 등이 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다.
따라서, 일 예로서 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부', '~기', '~블록', '~모듈'들로 더 분리될 수 있다.
본 발명은 부호화 또는 복호화할 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분에 따라 서로 다른 모드 랭킹 테이블을 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화 또는 복호화하는 인트라 예측 방법 및 장치를 제안한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치를 나타내는 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치(100)는 차분 계산부(101), 모드 결정부(102), 저장부(103) 및 부호화부(104)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 인트라 예측 장치(100)는 업데이트부(105)를 더 포함할 수 있다.
상기 차분 계산부(101)는 부호화 또는 복호화할 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산한다. 상기 모드 결정부(102)는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정한다. 상기 저장부(103)는 인트라 예측 모드의 발생 확률에 따라 랭킹을 매겨놓은 다수의 모드 랭킹 테이블을 저장한다. 상기 부호화부(104)는 차분에 따라 결정된 현재 블록의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화한다. 상기 업데이트부(105)는 상기 참조된 모드 랭킹 테이블에서 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대응하는 랭킹이 최상위가 아닌 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 랭킹을 상승시켜 모드 랭킹 테이블을 업데이트한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 부호화 또는 복호화될 영상 및 영상에 포함된 블록들을 도시한다. 영상(20)은 인트라 모드 또는 인터 모드로 부호화되며, 영상을 구성하는 블록들에 대한 최적의 예측 방법을 결정하기 위해 각 블록마다 인트라 예측 방법 또는 인터 예측 방법이 선택적으로 적용될 수 있다. 보 발명은 영상(20)에 포함된 블록(201)을 인트라 예측하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 현재 블록(201) 및 상기 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들(202, 203)을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 픽셀들(202, 203)은 상기 현재 블록(201)의 상측에 인접하여 위치한 상측 주변 픽셀 그룹(202) 및 상기 현재 블록(201)의 좌측에 인접하여 위치한 좌측 주변 픽셀 그룹(203)을 포함할 수 있다. 하지만, 상기 주변 픽셀들(202, 203)은 전술한 바와 같이 상측 및 좌측에 위치한 픽셀들로 제한되지 않고, 실시예에 따라 현재 블록의 상측 및 우측, 하측 및 좌측, 또는 하측 및 우측에 위치한 픽셀들을 포함할 수도 있다.
상기 차분 계산부(101)는 현재 블록(201)에 인접한 주변 픽셀들(202, 203)의 픽셀값의 차분을 계산한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 차분 계산부(101)는 상측 주변 픽셀 그룹 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 상측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 차분 계산부(101)는 좌측 주변 픽셀 그룹 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측에 사용되는 주변 픽셀(202, 203) 및 상기 주변 픽셀의 픽셀값을 도시하는 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 차분 계산부(101)는 상측 주변 픽셀 그룹(202) 중 인접한 픽셀들(예컨대, 2021과 2022, 2022와 2023, ... , 2024와 2025) 간의 픽셀값의 차분을 계산할 수 있다. 여기서, 상기 픽셀값은 휘도값을 의미하나, 이에 제한되지 않고 실시예에 따라 색차값, R, G, B 값 등을 의미할 수도 있다. 따라서, 도 4의 (a)를 참조하면, 상기 차분 계산부(101)는 상측 주변 픽셀 그룹(202)에 속하는 픽셀들 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분, 예컨대 Y11 - Y21, Y21 - Y31, ..., Yn -1 1 - Yn 1을 계산하고 이들의 절대값을 합산하여, 상측 주변 픽셀 그룹 차분값을 획득할 수 있다. 또한, 상기 차분 계산부(102)는 상기 좌측 주변 픽셀 그룹(203) 중 인접한 픽셀들(예컨대, 2031과 2032, 2032와 2033, ..., 2034와 2035) 간의 픽셀값의 차분을 계산할 수 있다. 예를 들어, 도 4의 (b)를 참조하면, 상기 차분 계산부(102)는 Y11 - Y12, Y12 - Y13, ..., Y1 n-1 - Y1 n을 계산하고 이들의 절대값을 합산하여, 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값을 획득할 수 있다.
상기 부호화부(104)는 상기 차분에 따라 현재 블록(201)의 타입을 결정하고, 상기 저장부(103)에 저장된 다수의 모드 랭킹 테이블 중 상기 현재 블록(201)의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드를 부호화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부호화부(104)는, 상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 크고, 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 상기 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 현재 블록(201)의 타입을 상측 고차분 블록(Above_high Block)으로 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부호화부(104)는, 상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 작거나 같고, 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 블록(201)의 타입을 좌측 고차분 블록(Left_high Block)으로 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부호화부(104)는, 상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값 및 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 블록(201)의 타입을 양측 고차분 블록(All_high Block)으로 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부호화부(104)는, 상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값 및 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 현재 블록(201)의 타입을 양측 저차분 블록(All_low Block)으로 결정할 수 있다.
도 5는 현재 블록(201)의 타입 각각에 따른 발생 가능성이 높은 모드(most probable mode)를 설명하는 도면이다. 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 상측 주변 픽셀 그룹(202)의 차분값이 소정의 임계값보다 크고, 좌측 주변 픽셀 그룹(203)의 차분값이 임계값보다 작거나 같으면, 상기 현재 블록(201)을 구성하는 픽셀들 역시 수평 방향으로는 픽셀값의 차이가 크나 수직 방향으로는 픽셀값의 차이가 적을 가능성이 높다. 따라서, 이 경우 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드는 수직 모드(vertical mode)일 확률이 높다고 예상할 수 있다.
반면, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상측 주변 픽셀 그룹(202)의 차분값이 임계값보다 작거나 같고, 좌측 주변 픽셀 그룹(203)의 차분값이 임계값보다 크면, 상기 현재 블록(201)을 구성하는 픽셀들 역시 수직 방향으로는 픽셀값의 차이가 크나 수평 방향으로는 픽셀값의 차이가 적을 가능성이 높다. 따라서, 이 경우 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드는 수평 모드(horizontal mode)일 확률이 높다고 예상할 수 있다.
상기 모드 결정부(102)는 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드를 결정한다. 예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 총 35 개의 인트라 예측 모드가 인트라 예측에 사용되는 경우, 상기 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드는 35 개의 모드들 중 어느 하나로 결정될 것이다.
상기 저장부(103)는 인트라 예측 모드의 발생 확률에 따라 랭킹을 매겨놓은 다수의 모드 랭킹 테이블을 저장한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 저장부(103)는, 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드(예컨대, 도 6에 도시된 모드 4, 19, ..., 26, 7과 같이 상방향을 향하는 모드)의 발생 확률 랭킹이 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드(예컨대, 도 6에 도시된 모드 27, 15, ..., 34, 10과 같이 좌방향을 향하는 모드)의 발생 확률 랭킹보다 더 높은 제 1 모드 랭킹 테이블, 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹보다 더 높은 제 2 모드 랭킹 테이블, 및 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드 및 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 모드 발생에 관한 통계에 따라 사전에 매겨진 제 3 모드 랭킹 테이블을 저장할 수 있다.
일반적으로, 영상에 포함된 블록들의 인트라 예측 모드를 분석해보면, 35 개의 모드들 중 평면 모드, DC 모드, 수직 모드 및 수평 모드가 빈번하게 발생하고, 나머지 모드들은 방향에 관계없이 고르게 발생함을 통계적으로 확인할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상의 블록 전체에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다. 영상에 포함된 블록 전체에서는 평면, DC, 수직 및 수평 모드의 발생 빈도가 높고, 나머지 모드들은 고르게 발생함을 확인할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 양측 고차분 블록(All_high Block) 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 양측 저차분 블록(All_low Block) 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상측 주변 픽셀 그룹(202)의 차분값 및 좌측 주변 픽셀 그룹(203)의 차분값 둘 모두가 임계값보다 크거나 또는 임계값보다 작거나 같은 경우에는, 도 7에 도시된 전체 블록의 모드 발생 빈도와 유사하게, 평면, DC, 수직 및 수평 모드의 발생 빈도가 높고, 나머지 모드들은 방향에 관계없이 고르게 발생함을 알 수 있다.
하지만, 상측 주변 픽셀 그룹(202) 및 좌측 주변 픽셀 그룹(203) 중 어느 하나의 차분값만 임계값보다 큰 경우에는, 상측을 향하는 인트라 예측 모드 및 좌측을 향하는 인트라 예측 모드 중 어느 하나가 다른 하나보다 발생 빈도가 높을 수 있다. 도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 상측 고차분 블록 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이며, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 중 상측 고차분 블록 타입에서 발생되는 인트라 예측 모드의 빈도를 나타내는 그래프이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 상측 주변 픽셀 그룹(202)의 차분값이 임계값보다 크고, 좌측 주변 픽셀 그룹(203)의 차분값이 임계값보다 작거나 같은 경우(즉, 상측 고차분 블록(Above_high Block) 타입), 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 빈도가 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 빈도보다 더 높음을 확인할 수 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 상측 주변 픽셀 그룹(202)의 차분값이 임계값보다 작거나 같고, 좌측 주변 픽셀 그룹(203)의 차분값이 임계값보다 큰 경우(즉, 좌측 고차분 블록(Left_high Block) 타입), 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 빈도가 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 빈도보다 더 높음을 확인할 수 있다.
본 발명은 전술한 바와 같이 블록의 타입에 따라 상측 또는 좌측 방향을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 빈도가 상이하게 분포하는 점에 착안하여, 다수의 모드 랭킹 테이블 중 현재 블록(201)의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드를 부호화한다.
상기 저장부(103)에 저장된 제 1 모드 랭킹 테이블은 상측 고차분 블록(Above_high Block) 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블로서, 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹보다 더 높게 설정되어 있다.
상기 저장부(103)에 저장된 제 2 모드 랭킹 테이블은 좌측 고차분 블록(Left_high Block) 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블로서, 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹보다 더 높게 설정되어 있다.
상기 저장부(103)에 저장된 제 3 모드 랭킹 테이블은 양측 고차분 블록 타입 및 양측 저차분 블록 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블로서, 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드와 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 도 7과 같은 기분석된 모드 별 발생 빈도 통계에 따라 매겨져 있다. 아래의 표는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 내지 제 3 모드 랭킹 테이블을 나타내며, 표에 사용된 모드의 숫자는 도 6에 사용된 모드의 숫자에 대응된다:
| 랭킹 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| 제 1 모드 랭킹 테이블 | 0 | 1 | 3 | 22 | 23 | 12 | 21 | 13 | 5 | 24 | 20 | 11 | 4 | 6 | 19 | 2 |
| 제 2 모드 랭킹 테이블 | 0 | 2 | 3 | 31 | 30 | 17 | 16 | 9 | 32 | 1 | 29 | 4 | 8 | 5 | 27 | 11 |
| 제 3 모드 랭킹 테이블 | 0 | 2 | 3 | 29 | 1 | 8 | 30 | 21 | 28 | 16 | 7 | 15 | 20 | 31 | 9 | 11 |
| 랭킹 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 |
| 제 1 모드 랭킹 테이블 | 8 | 10 | 15 | 28 | 9 | 27 | 29 | 18 | 16 | 17 | 25 | 14 | 31 | 34 | 32 |
| 제 2 모드 랭킹 테이블 | 20 | 33 | 15 | 19 | 12 | 28 | 18 | 21 | 7 | 22 | 6 | 13 | 23 | 26 | 10 |
| 제 3 모드 랭킹 테이블 | 6 | 4 | 5 | 12 | 10 | 14 | 22 | 19 | 17 | 27 | 13 | 18 | 23 | 26 | 32 |
| 랭킹 | 32 | 33 | 34 | 35 |
| 제 1 모드 랭킹 테이블 | 7 | 30 | 26 | 33 |
| 제 2 모드 랭킹 테이블 | 24 | 14 | 34 | 35 |
| 제 3 모드 랭킹 테이블 | 24 | 25 | 33 | 34 |
고차분 블록, 좌측 고차분 블록, 양측 고차분 블록 또는 양측 저차분 블록)에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여, 상기 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드를 부호화한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부호화부(104)는 상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 임계값보다 크고 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 임계값보다 작은 경우(즉, 상측 고차분 블록), 제 1 모드 랭킹 테이블을 참조하여 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드를 부호화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부호화부(104)는 상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 임계값보다 작거나 같고, 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 임계값보다 큰 경우(즉, 좌측 고차분 블록), 제 2 모드 랭킹 테이블을 참조하여 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드를 부호화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 부호화부(104)는 상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값 및 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값 둘 모두가 (i) 임계값보다 크거나 또는 (ii) 임계값보다 작거나 같은 경우(즉, 양측 고차분 블록 또는 양측 저차분 블록), 제 3 모드 랭킹 테이블을 참조하여 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드를 부호화할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상측 고차분 블록에 대응하는 제 1 모드 랭킹 테이블은 인트라 예측 모드가 수직에 가까운 방향을 향할수록 발생 확률 랭킹이 높아질 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 표 1 내지 3을 참조하면, 제 1 모드 랭킹 테이블에서, 수직에 가까운 mode_22, mode_23이 다른 모드들, 예컨대 mode 19, mode_26보다 랭킹이 더 높음을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 좌측 고차분 블록에 대응하는 모드 랭킹 테이블은 인트라 예측 모드가 수평에 가까운 방향을 향할수록 발생 확률 랭킹이 높아질 수 있다. 예를 들어, 도 6 및 표 1 내지 3을 참조하면, 제 2 모드 랭킹 테이블에서, 수평에 가까운 mode_30, mode_31이 다른 모드들, 예컨대 mode_27, mode_34보다 랭킹이 더 높음을 알 수 있다.
상기 업데이트부(105)는 부호화에 참조한 모드 랭킹 테이블에서 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드에 대응하는 랭킹이 최상위 랭크가 아닌 경우(즉, 랭크 1이 아닌 경우), 모드 랭킹 테이블에서 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드의 랭킹을 상승시켜, 모드 랭킹 테이블을 업데이트할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 업데이트부(105)는 상기 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드의 랭킹을 한 단계 상승시킬 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 두 단계 또는 그 이상을 상승시키거나, 다수 번에 걸쳐 한 단계를 상승시킬 수도 있다(예컨대, 두 번 또는 세 번에 한 단계 상승).
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법은, 현재 블록(201)에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계(S11), 상기 차분에 기초하여 현재 블록(201)의 타입을 결정하는 단계(S12), 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계(S13), 및 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드를 현재 블록(201)의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 부호화하는 단계(S14)를 포함할 수 있다.
상기 주변 픽셀들은 현재 블록(201)의 상측에 인접한 상측 주변 픽셀 그룹(202) 및 현재 블록(201)의 좌측에 인접한 좌측 주변 픽셀 그룹(203)을 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계(S11)를 설명하는 흐름도이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 현재 블록(201)에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계(S11)는, 상측 주변 픽셀 그룹(202) 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 상측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산하는 단계(S111), 및 좌측 주변 픽셀 그룹(203) 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산하는 단계(S112)를 포함할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 차분에 기초하여 현재 블록의 타입을 결정하는 단계(S12)를 설명하는 흐름도이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 차분에 기초하여 현재 블록(201)의 타입을 결정하는 단계(S12)는, 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 크고(S121에서 예), 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 임계값보다 작거나 같은 경우(S122에서 아니오), 현재 블록(201)의 타입을 상측 고차분 블록(Above_high Block)으로 결정하는 단계(S124)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차분에 기초하여 현재 블록(201)의 타입을 결정하는 단계(S12)는, 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 작거나 같고(S121에서 아니오), 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 임계값보다 큰 경우(S123에서 예), 현재 블록(201)의 타입을 좌측 고차분 블록(Left_high Block)으로 결정하는 단계(S126)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차분에 기초하여 현재 블록(201)의 타입을 결정하는 단계(S12)는, 상측 주변 픽셀 그룹 차분값 및 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 큰 경우(S121 및 S122에서 예), 현재 블록(201)의 타입을 양측 고차분 블록(All_high Block)으로 결정하는 단계(S125)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 차분에 기초하여 현재 블록(201)의 타입을 결정하는 단계(S12)는, 상측 주변 픽셀 그룹 차분값 및 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 작거나 같은 경우(S121 및 S123에서 아니오), 현재 블록(201)의 타입을 양측 저차분 블록(All_low Block)으로 결정하는 단계(S127)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 임계값은 현재 블록(201)의 사이즈에 반비례하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 상측 주변 픽셀 그룹(202)의 차분값을 계산하기 위해 사용되는 임계값은 상측 주변 픽셀 그룹(202)을 구성하는 픽셀들의 픽셀값의 합에 현재 블록(201)의 사이즈에 반비례하는 계수를 곱하여 산출될 수 있다. 나아가, 좌측 주변 픽셀 그룹(203)의 차분값을 계산하기 위해 사용되는 임계값은 좌측 주변 픽셀 그룹(203)을 구성하는 픽셀들의 픽셀값의 합에 현재 블록(201)의 사이즈에 반비례하는 계수를 곱하여 산출될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 계수는 4 X 4 블록의 경우 1/16, 8 X 8 블록의 경우 1/32, 16 X 16 또는 그보다 큰 블록의 경우 1/64일 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라 영상 복호화 시 수행되는 인트라 예측 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따라 영상 복호화 시 수행되는 인트라 예측 방법은, 복호화할 현재 블록(201)에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계(S31), 상기 차분에 기초하여 현재 블록(201)의 타입을 결정하는 단계(S32), 상기 현재 블록(201)의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드를 획득하는 단계(S33), 및 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드와 상기 현재 블록에 선행하여 복호화된 참조 블록을 사용하여 현재 블럭(201)을 복호화하는 단계(S34)를 포함할 수 있다.
전술한 부호화 프로세스에서 설명한 바와 유사하게, 복호화 프로세스에서도 주변 픽셀들은 현재 블록(201)의 상측에 인접한 상측 주변 픽셀 그룹(202) 및 현재 블록(201)의 좌측에 인접한 좌측 주변 픽셀 그룹(203)을 포함할 수 있다.
나아가, 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계(S31)는, 상측 주변 픽셀 그룹(202) 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 상측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산하는 단계, 및 좌측 주변 픽셀 그룹(203) 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 부호화 프로세스에서 설명한 바와 유사하게, 상기 현재 블록(201)의 타입으로는 (i) 상측 고차분 블록(Above_high Block), (ii) 좌측 고차분 블록(Left_high Block), (iii) 양측 고차분 블록(All_high Block), 및 (iv) 양측 저차분 블록(All_low Block)이 있을 수 있다.
나아가, 상기 모드 랭킹 테이블은, 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 랭킹보다 더 높은 제 1 모드 랭킹 테이블, 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 랭킹보다 더 높은 제 2 모드 랭킹 테이블, 및 블록의 상층을 향하는 인트라 예측 모드 및 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 기분석도니 모드 발생에 관한 통계에 따라 매겨진 제 3 모드 랭킹 테이블을 포함할 수 있다. 제 1 모드 랭킹 테이블은 상측 고차분 블록에 대응하며, 제 2 모드 랭킹 테이블은 좌측 고차분 블록에 대응하며, 제 3 모드 랭킹 테이블은 양측 고차분 블록 및 양측 저차분 블록에 대응할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 참조된 모드 랭킹 테이블에서 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드에 대응하는 랭킹이 최상위가 아닌 경우, 현재 블록(201)의 인트라 예측 모드의 랭킹을 상승시켜 모드 랭킹 테이블을 업데이트하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 복호화 과정에서도 복호화하고자 하는 현재 블록의 타입에 따라 서로 다른 모드 랭킹 테이블을 참조하여, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 복호화할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타내는 블록도이다. 도 16 참조하면, 상기 영상 부호화 장치(200)는 움직임 예측부(211), 움직임 보상부(212), 인트라 예측부(220), 스위치(215), 감산기(225), 변환부(230), 양자화부(240), 엔트로피 부호화부(250), 역양자화부(260), 역변환부(270), 가산기(275), 필터부(280) 및 참조영상 버퍼(290)를 포함한다.
영상 부호화 장치(200)는 입력 영상에 대해 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드로 부호화를 수행하고 비트스트림을 출력한다. 예측 단위에 대한 최적의 예측 방법을 결정하기 위해 예측 단위에 대해 인트라 예측 방법 및 인터 예측 방법이 선택적으로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(200)는 입력 영상의 원본 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 원본 블록과 예측 블록의 차분을 부호화한다.
인트라 예측 모드인 경우, 인트라 예측부(220)는 현재 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 화소값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성한다.
인트라 예측부(220)는 소정의 예측 단위에 대해 화면 내 예측 모드에 대한 SATD를 산출하고 산출된 제1 SATD값과 제2 SATD값 그리고 제1 SATD값에 해당하는 제1 화면 내 예측 모드를 산출하여 후보 화면 내 예측 모드 리스트에 저장하고 제1 SATD값과 상기 제2 SATD값의 차가 소정의 임계값 이하인지 여부를 판단하여 상기 소정의 예측 단위의 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 제1 SATD값과 제2 SATD값의 차가 소정의 임계값보다 큰 경우, 제1 SATD값에 해당하는 화면 내 예측 모드를 현재 예측 단위의 최종 화면 내 예측 모드로 결정하고, 제1 SATD값과 제2 SATD값의 차가 소정의 임계값 이하인 경우, 추가의 화면 내 예측 모드를 후보 화면 내 예측 모드 리스트에 포함하여 후보 화면 내 예측 모드 리스트에 저장된 화면 내 예측 모드를 기초로 산출된 RD 비용을 이용하여 최종 화면 내 예측 모드를 결정할 수 있다.
또한, 인트라 예측부(220)는 소정의 부호화 단위에 대한 SATD값이 임계 SATD값을 넘는지 여부를 판단하고 소정의 부호화 단위에 대한 SATD값이 임계 SATD값보다 작은 경우 부호화 단위를 추가로 분할하지 않고 소정의 부호화 단위에 대한 SATD값이 임계 SATD 값 이상인 경우 추가로 부호화 단위를 분할할 수 있다.
여기서, 인트라 예측부(220)는 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 장치를 포함할 수 있다.
화면 간 예측 모드인 경우, 움직임 예측부(211)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상 버퍼(290)에 저장되어 있는 참조 영상에서 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 찾아 움직임 벡터를 구한다. 움직임 보상부(212)는 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성한다.
감산기(225)는 입력 블록과 생성된 예측 블록의 차분에 의해 잔여 블록(residual block)을 생성한다. 변환부(230)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 출력한다. 그리고 양자화부(240)는 입력된 변환 계수를 양자화 파라미터에 따라 양자화하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 출력한다. 엔트로피 부호화부(250)는 입력된 양자화된 계수를 확률 분포에 따라 엔트로피 부호화하여 비트스트림(bit stream)을 출력한다.
HEVC는 인터 예측 부호화를 수행하므로, 현재 부호화된 영상은 참조 영상으로 사용되기 위해 복호화되어 저장될 필요가 있다. 따라서 양자화된 계수는 역양자화부(260)에서 역양자화되고 역변환부(270)에서 역변환된다. 역양자화, 역변환된 계수는 가산기(275)를 통해 예측 블록과 더해지고 복원 블록이 생성된다.
복원 블록은 필터부(280)를 거치고, 필터부(280)는 디블록킹 필터(deblocking filter), SAO(Sample Adaptive Offset), ALF(Adaptive Loop Filter) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽쳐에 적용할 수 있다. 필터부(280)는 적응적 인루프(in-loop) 필터로 불릴 수도 있다. 디블록킹 필터는 블록 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. SAO는 코딩 에러를 보상하기 위해 화소값에 적정 오프셋(offset) 값을 더해줄 수 있다. ALF는 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있으며, 고효율이 적용되는 경우에만 수행될 수도 있다. 필터부(280)를 거친 복원 블록은 참조 영상 버퍼(290)에 저장된다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 17을 참조하면, 상기 영상 복호화 장치(300)는 엔트로피 복호화부(310), 역양자화부(320), 역변환부(330), 인트라 예측부(340), 움직임 보상부(350), 필터부(360) 및 참조 영상 버퍼(370)를 포함한다.
영상 복호화 장치(300)는 부호화기에서 출력된 비트스트림을 입력받아 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행하고 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력한다. 인트라 모드인 경우 화면 내 예측 모드를 사용하여 예측 블록을 생성하고 인터 모드인 경우 화면 간 예측 방법을 사용하여 예측 블록을 생성한다. 영상 복호화 장치(300)는 입력받은 비트스트림으로부터 잔여 블록(residual block)을 얻고 예측 블록을 생성한 후 잔여 블록과 예측 블록을 더하여 재구성된 블록, 즉 복원 블록을 생성한다.
엔트로피 복호화부(310)는 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 복호화하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 출력한다. 양자화된 계수는 역양자화부(320)에서 역양자화되고 역변환부(330)에서 역변환되며, 양자화된 계수가 역양자화/역변환 된 결과, 잔여 블록(residual block)이 생성된다.
인트라 예측 모드인 경우, 인트라 예측부(340)는 현재 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 화소값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성한다.
인터 예측 모드인 경우, 움직임 보상부(350)는 움직임 벡터 및 참조 영상 버퍼(370)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성한다.
잔여 블록과 예측 블록은 가산기(355)를 통해 더해지고, 더해진 블록은 필터부(360)를 거친다. 필터부(360)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽쳐에 적용할 수 있다. 필터부(360)는 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력한다. 복원 영상은 참조 영상 버퍼(370)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
부호화/복호화 장치의 예측 성능을 향상시키기 위한 방법에는 보간(interpolation) 영상의 정확도를 높이는 방법과 차신호를 예측하는 방법이 있다. 여기서 차신호란 원본 영상과 예측 영상과의 차이를 나타내는 신호이다. 본 발명에서 “차신호”는 문맥에 따라 “차분 신호”, “잔여 블록” 또는 “차분 블록”으로 대체되어 사용될 수 있으며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 발명의 사상, 본질에 영향을 주지 않는 범위 내에서 이를 구분할 수 있을 것이다.
본 명세서에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다. 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법은 도 11 및 도 12에서 설명한 각 모듈의 기능에 맞게 구현될 수 있고, 이러한 부호화기 및 복호화기는 본 발명의 권리범위에 포함된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법은 도 11 및 도 12에서 설명한 영상 부호화기 및 영상 복호화기에 포함된 각 구성부에서 수행될 수 있다. 구성부의 의미는 하드웨어적인 의미뿐만 아니라 알고리즘을 통해 수행될 수 있는 소프트웨어적인 처리 단위도 포함할 수 있다.
또한, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법은, 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다.
이상에서, 부호화 또는 복호화할 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들 간의 픽셀값의 차분을 계산하고, 계산된 차분에 따라 결정된 현재 블록의 타입에 따라 서로 다른 모드 랭킹 테이블을 참조하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화 또는 복호화하는 인트라 예측 방법 및 장치를 설명하였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법 및 장치에 따르면, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 나타내는 데이터의 비트 수가 종래방식에 비해 감소하여, 영상의 압축률이 증가하는 효과를 얻을 수 있다.
100: 인트라 예측 장치 101: 차분 계산부
102: 모드 결정부 103: 저장부
104: 부호화부 105: 업데이트부
200: 영상 부호화 장치 300: 영상 복호화 장치
102: 모드 결정부 103: 저장부
104: 부호화부 105: 업데이트부
200: 영상 부호화 장치 300: 영상 복호화 장치
Claims (22)
- 부호화할 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계;
상기 차분에 기초하여 상기 현재 블록의 타입을 결정하는 단계;
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 상기 현재 블록의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 부호화하는 단계; 및
상기 모드 랭킹 테이블에서 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대응하는 랭킹이 최상위가 아닌 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 랭킹을 상승시켜 상기 모드 랭킹 테이블을 업데이트하는 단계;
를 포함하는 인트라 예측 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 주변 픽셀들은 상기 현재 블록의 상측에 인접한 상측 주변 픽셀 그룹 및 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 좌측 주변 픽셀 그룹을 포함하는 인트라 예측 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계는:
상기 상측 주변 픽셀 그룹 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 상측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산하는 단계; 그리고
상기 좌측 주변 픽셀 그룹 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산하는 단계;
를 포함하는 인트라 예측 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 차분에 기초하여 현재 블록의 타입을 결정하는 단계는:
상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 크고, 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 상기 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 현재 블록의 타입을 상측 고차분 블록으로 결정하는 단계를 포함하는 인트라 예측 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 차분에 기초하여 현재 블록의 타입을 결정하는 단계는:
상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 작거나 같고, 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 블록의 타입을 좌측 고차분 블록으로 결정하는 단계를 포함하는 인트라 예측 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 차분에 기초하여 현재 블록의 타입을 결정하는 단계는:
상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값 및 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 블록의 타입을 양측 고차분 블록으로 결정하는 단계를 포함하는 인트라 예측 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 차분에 기초하여 현재 블록의 타입을 결정하는 단계는:
상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값 및 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 현재 블록의 타입을 양측 저차분 블록으로 결정하는 단계를 포함하는 인트라 예측 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 상측 고차분 블록에 대응하는 모드 랭킹 테이블은, 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 랭킹보다 더 높은 인트라 예측 방법. - 제 8 항에 있어서,
상기 상측 고차분 블록에 대응하는 모드 랭킹 테이블은, 인트라 예측 모드가 수직에 가까운 방향을 향할수록 발생 확률 랭킹이 높은 인트라 예측 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 좌측 고차분 블록에 대응하는 모드 랭킹 테이블은, 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹보다 더 높은 인트라 예측 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 좌측 고차분 블록에 대응하는 모드 랭킹 테이블은, 인트라 예측 모드가 수평에 가까운 방향을 향할수록 발생 확률 랭킹이 높은 인트라 예측 방법. - 부호화할 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계;
상기 차분에 기초하여 상기 현재 블록의 타입을 결정하는 단계;
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 그리고
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 상기 현재 블록의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 부호화하는 단계를 포함하며,
상기 주변 픽셀들은 상기 현재 블록의 상측에 인접한 상측 주변 픽셀 그룹 및 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 좌측 주변 픽셀 그룹을 포함하며,
상기 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계는:
상기 상측 주변 픽셀 그룹 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 상측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산하는 단계; 그리고
상기 좌측 주변 픽셀 그룹 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산하는 단계를 포함하며,
상기 차분에 기초하여 현재 블록의 타입을 결정하는 단계는:
상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 크고, 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 상기 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 현재 블록의 타입을 상측 고차분 블록으로 결정하는 단계;
상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 작거나 같고, 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 블록의 타입을 좌측 고차분 블록으로 결정하는 단계;
상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값 및 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 큰 경우, 상기 현재 블록의 타입을 양측 고차분 블록으로 결정하는 단계; 및
상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값 및 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 현재 블록의 타입을 양측 저차분 블록으로 결정하는 단계;
중 적어도 하나를 포함하고,
상기 임계값은 상기 현재 블록의 사이즈에 반비례하는 인트라 예측 방법. - 삭제
- 부호화할 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 차분 계산부;
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 모드 결정부;
인트라 예측 모드의 발생 확률에 따라 랭킹을 매겨놓은 다수의 모드 랭킹 테이블을 저장하는 저장부;
상기 차분에 따라 결정된 현재 블록의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화하는 부호화부; 및
상기 모드 랭킹 테이블에서 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대응하는 랭킹이 최상위가 아닌 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 랭킹을 상승시켜 상기 모드 랭킹 테이블을 업데이트하는 업데이트부;
를 포함하는 인트라 예측 장치. - 제 14 항에 있어서,
상기 주변 픽셀들은 상기 현재 블록의 상측에 인접한 상측 주변 픽셀 그룹 및 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 좌측 주변 픽셀 그룹을 포함하는 인트라 예측 장치. - 제 15 항에 있어서,
상기 차분 계산부는, 상기 상측 주변 픽셀 그룹 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 상측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산하고, 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 중 인접한 픽셀들 간의 픽셀값의 차분의 절대값을 합산하여 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값을 계산하는 인트라 예측 장치. - 제 16 항에 있어서,
상기 저장부는:
블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹보다 더 높은 제 1 모드 랭킹 테이블;
블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹보다 더 높은 제 2 모드 랭킹 테이블; 그리고
블록의 상측을 향하는 인트라 예측 모드 및 블록의 좌측을 향하는 인트라 예측 모드의 발생 확률 랭킹이 모드 발생에 관한 통계에 따라 매겨진 제 3 모드 랭킹 테이블;
을 저장하는 인트라 예측 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 부호화부는, 상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 크고 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 상기 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 제 1 모드 랭킹 테이블을 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화하는 인트라 예측 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 부호화부는, 상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값이 소정의 임계값보다 작거나 같고 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값이 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 제 2 모드 랭킹 테이블을 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화하는 인트라 예측 장치. - 제 17 항에 있어서,
상기 부호화부는, 상기 상측 주변 픽셀 그룹 차분값 및 상기 좌측 주변 픽셀 그룹 차분값 둘 모두가 소정의 임계값보다 크거나 또는 상기 임계값보다 작거나 같은 경우, 상기 제 3 모드 랭킹 테이블을 참조하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화하는 인트라 예측 장치. - 삭제
- 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서, 상기 기록매체는:
부호화할 현재 블록에 인접한 주변 픽셀들의 픽셀값의 차분을 계산하는 단계;
상기 차분에 기초하여 상기 현재 블록의 타입을 결정하는 단계;
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 상기 현재 블록의 타입에 대응하는 모드 랭킹 테이블을 참조하여 부호화하는 단계; 및
상기 모드 랭킹 테이블에서 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대응하는 랭킹이 최상위가 아닌 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 랭킹을 상승시켜 상기 모드 랭킹 테이블을 업데이트하는 단계;
를 포함하는 인트라 예측 프로세스를 실행하기 위한 프로그램이 기록된 기록매체.
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