KR101483390B1 - 고속 인트라 모드 결정 방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
고속 인트라 모드 결정 방법 및 그 장치가 개시된다. 고속 인트라 모드 결정 방법은 현재 블록의 픽셀들과 이용 가능한 인트라 모드들 중 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀(neighbor pixel)들을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정하는 단계; 및 상기 메인 방향 인트라 모드, 상기 메인 방향 인트라 모드에 인접한 두개의 이웃 인트라 모드 및 DC 모드에 대한 율왜곡 계산을 통해 코스트가 최저인 모드를 상기 현재 블록에 대한 최적 인트라 모드를 결정하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 인접한 픽셀을 이용하여 최적의 인트라 모드를 결정할 수 있는 인트라 모드 결정 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
기술 발전으로, 비디오 성능은 나날이 발전하고 있으며, 디바이스들은 비디오 정보를 더 효율적으로 송신 및 수신하고, 보다 고화질의 비디오 정보를 효율적으로 처리하도록 발전하고 있으며, 최근에는 새로운 비디오 압축 표준으로 HEVC(high efficiency video coding)가 확정되었다.
비디오 압축 기술은 공간적 예측 및 시간적 예측을 수행하여 비디오 프레임 내에 내재된 중복을 감소시키거나 제거하고 있다. H.264/AVC의 경우 9가지의 인트라 예측 모드에 따른 공간적 예측을 통해 내재된 중복을 제거하도록 하였으며, HEVC의 경우 35가지 인트라 예측 모드를 통해 공간적 예측을 수행하도록 지원하고 있다. 비디오 압축 기술의 발전에 따라 공간적 예측을 위한 방법 또한 복잡해지고 있으며, 그로 인해 연산량 자체도 기하급수적으로 증가하고 있는 실정이다.
본 발명은 현재 블록의 픽셀들과 이웃 픽셀들을 이용하여 고속으로 최적의 인트라 모드를 결정할 수 있는 고속 인트라 모드 결정 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 인트라 모드 결정을 위해 동영상 코덱에서 지원하는 이용 가능한 인트라 모드들 중 1~5개의 인트라 모드에 대해서만 율왜곡 계산을 수행하여 최적의 인트라 모드를 결정함으로써 연산 시간을 줄일 수 있는 고속 인트라 모드 결정 방법 및 그 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 현재 블록의 픽셀들과 이웃 픽셀들을 이용하여 고속으로 최적의 인트라 모드를 결정할 수 있는 고속 인트라 모드 결정 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 블록의 픽셀들과 이용 가능한 인트라 모드들 중 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀(neighbor pixel)들을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정하는 단계; 및 상기 메인 방향 인트라 모드, 상기 메인 방향 인트라 모드에 인접한 두개의 이웃 인트라 모드 및 DC 모드에 대한 율왜곡 계산을 통해 코스트가 최저인 모드를 상기 현재 블록에 대한 최적 인트라 모드를 결정하는 단계를 포함하는 고속 인트라 모드 결정 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 현재 블록의 픽셀들과 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀(neighbor pixel)들을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정하는 단계; 및 상기 메인 방향 인트라 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 공간 상관 모드에 대한 율왜곡 계산을 통해 상기 블록에 대한 최적 인트라 모드를 결정하는 단계를 포함하는 고속 인트라 모드 결정 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 현재 블록을 포함하는 루마 블록에 대한 최적 인트라 모드를 확인하는 단계; 및 상기 루마 블록에 대한 최적 인트라 모드와 DC 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행하여 코스트가 최저인 모드로 상기 현재 블록의 최적 인트라 모드를 결정하는 단계를 포함하는 고속 인트라 모드 결정 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 현재 블록의 픽셀들과 이웃 픽셀들을 이용하여 고속으로 최적의 인트라 모드를 결정할 수 있는 고속 인트라 모드 결정 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 블록의 픽셀들과 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀(neighbor pixel)들을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정하는 메인 방향 결정부; 상기 메인 방향 인트라 모드, 상기 메인 방향 인트라 모드에 인접한 두개의 이웃 인트라 모드 및 DC 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행하는 계산부; 및 상기 율왜곡 계산을 수행한 결과 코스트가 최저인 모드를 상기 현재 블록에 대한 최적 인트라 모드로 결정하는 인트라 모드 결정부를 포함하는 인트라 모드 결정 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 현재 블록의 픽셀들과 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀(neighbor pixel)들을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정하는 메인 방향 결정부; 상기 메인 방향 인트라 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 공간 상관 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행하는 계산부; 및 상기 율왜곡 계산을 수행한 결과 코스트가 최저인 모드를 상기 현재 블록에 대한 최적 인트라 모드로 결정하는 인트라 모드 결정부를 포함하는 인트라 모드 결정 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 현재 블록을 포함하는 상위 블록 크기의 루마 블록에 대한 최적 인트라 모드를 획득하는 입력부; 상기 루마 블록에 대한 최적 인트라 모드와 DC 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행하는 계산부; 및 상기 율왜곡 계산을 수행한 결과 코스트가 최저인 모드를 상기 현재 블록에 대한 최적 인트라 모드로 결정하는 인트라 모드 결정부를 포함하는 인트라 모드 결정 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고속 인트라 모드 결정 방법 및 그 장치를 제공함으로써, 현재 블록의 픽셀들과 이웃 픽셀들을 이용하여 고속으로 최적의 인트라 모드를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명은 인트라 모드 결정을 위해 동영상 코덱에서 지원하는 이용 가능한 인트라 모드들 중 1~5개의 인트라 모드에 대해서만 율왜곡 계산을 수행하여 최적의 인트라 모드를 결정함으로써 연산 시간을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 코딩 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 H.264/AVC에서 지원하는 인트라 모드를 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 방향 결정을 위한 각 메인 방향별 이용되는 이웃 픽셀들을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법을 나타낸 순서도.
도 7에는 종래와 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정을 위한 RDO 프로세스를 수행하는 후보 인트라 모드의 개수를 비교한 표.
도 8은 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법에 따른 성능을 비교한 표.
도 9 및 도 10은 종래와 본 발명에 따른 인트라 모드 결정 방법에 따른 RD 커브를 비교한 그래프.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 모드 결정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 H.264/AVC에서 지원하는 인트라 모드를 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 방향 결정을 위한 각 메인 방향별 이용되는 이웃 픽셀들을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법을 나타낸 순서도.
도 7에는 종래와 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정을 위한 RDO 프로세스를 수행하는 후보 인트라 모드의 개수를 비교한 표.
도 8은 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법에 따른 성능을 비교한 표.
도 9 및 도 10은 종래와 본 발명에 따른 인트라 모드 결정 방법에 따른 RD 커브를 비교한 그래프.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 모드 결정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 동영상 코딩에서 타겟 블록에 대한 최적 인트라 모드를 결정하기 위한 것이다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 타겟 블록의 픽셀들과 인접한 이웃 픽셀들간의 메인 방향에 대한 차이를 합산한 결과값을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정할 수 있다. 이어, 결정된 메인 방향 인트라 모드와 나머지 후보 인트라 모드들간의 율 왜곡 계산 또는 메인 방향 인트라 모드와 타겟 블록의 인접한 블록들의 최적 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 통해 타겟 블록에 대한 최적 인트라 모드를 결정할 수 있다. 이하에서는 동영상 코딩이 H.264/AVC인 것을 가정하여 설명하나 반드시 H.264/AVC에만 제한되는 것은 아닐 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 타겟 블록의 픽셀들과 인접한 이웃 픽셀들간의 메인 방향을 우선 결정하여 후보 인트라 모드를 줄임으로써 수행 시간을 단축시킬 수 있는 이점 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 코딩 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 H.264/AVC에서 지원하는 인트라 모드를 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동영상 코딩 장치(100)는 엔트로피 디코딩부(110), 역양자화부(115), 역변환부(120), 모션 보상부(125), 인트라 예측부(130) 및 프레임 저장부(135)를 포함하여 구성된다.
엔트로피 디코딩부(110)는 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 복호화하여 양자화된 계수를 출력하기 위한 수단이다.
모션 보상부(125)는 움직임 벡터 및 프레임 저장부(135)에 저장되어 있는 레퍼런스 프레임을 이용하여 모션 보상을 수행하여 예측 블록을 생성하기 위한 수단이다.
인트라 예측부(130)는 현재 블록(또는 타겟 블록)에 대한 인트라 모드를 결정하기 위한 수단이다.
도 2를 참조하면, 동영상 코덱이 H.264/AVC인 경우, 4 x 4 블록에 대해 이용 가능한 후보 인트라 모드는 총 9가지 모드를 포함한다. 그러나, 각 블록에 대해 9가지 후보 인트라 모드 모두에 대해 인트라 예측(율 왜곡 계산)을 통해 최적의 인트라 모드를 결정하는 경우 시간의 복잡도가 너무 증가되는 단점이 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인트라 예측부(130)는 메인 방향에 대해 현재 블록(타겟 블록)의 픽셀값들 및 인접한 이웃 픽셀들간의 차이를 합산한 결과값을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정할 수 있다. 이어, 인트라 예측부(130)는 결정된 메인 방향 인트라 모드와 나머지 후보 인트라 모드들 또는 현재 블록의 이전 이웃 블록들에 대해 결정된 최적 인트라 모드에 대한 율왜곡(RD cost) 계산을 통해 율왜곡 계산 결과값이 최소인 모드를 현재 블록의 최적 인트라 모드로 결정할 수 있다.
또한, 인트라 예측부(130)는 현재 블록이 크로마 블록이면, 루마 블록의 최적 인트라 모드와 DC 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 통해 현재 블록에 대한 최적 인트라 모드를 결정할 수도 있다.
현재 블록 이전에 복호된 블록들의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 통해 예측 블록을 생성하기 위한 수단이다.
보다 상세하게, 인트라 예측부(130)는 현재 블록 이전에 복호된 블록들의 픽셀값을 이용하여 이용 가능한 인트라 예측 모드들 중 최적의 인트라 예측 모드를 결정하고, 결정된 인트라 예측 모드에 따른 공간적 예측을 통해 예측 블록을 생성할 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 도 3 및 4를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
역양자화부(115)는 엔트로피 디코딩부(110)를 통해 복호된 양자화 계수를 역 양자화하기 위한 수단이다.
역변환부(120)는 역양자화된 계수를 역변환하기 위한 수단이다. 역변환부(120)는 인트라 예측부(130)에 의해 결정된 최적 인트라 예측 모드에 따라 역양자화된 계수를 역변환할 수도 있다.
프레임 저장부(135)는 레퍼런스 프레임들을 저장하기 위한 수단이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 방향 결정을 위한 각 메인 방향별 이용되는 이웃 픽셀들을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 도 3에서는 현재 블록의 크기가 4 x 4인 루마(luma) 블록인 것을 가정하기로 한다.
단계 310에서 인트라 모드 결정 장치는 현재 블록의 픽셀들과 메인 방향에 따른 이웃 픽셀들간의 차이를 합산한 결과값을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정한다.
여기서, 메인 방향은 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 방향, 수평 방향, 좌측 대각선 방향 및 우측 대각선 방향일 수 있다.
수직 방향인 경우, 도 4의 a에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 픽셀들은 현재 블록에 바로 인접한 상위 이웃 픽셀들과의 차이값을 합산한 결과값을 도출할 수 있다.
또한, 수평 방향인 경우, 도 4의 b에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 픽셀들과 현재 블록의 인접한 좌측 이웃 픽셀들과의 차이값을 합산한 결과값을 도출할 수 있다.
이와 같은 방식으로, 인트라 모드 결정 장치는 현재 블록의 픽셀들과 각 메인 방향에 따라 정의된 이웃 픽셀들간의 차이를 합산한 결과값을 각각 도출하고 결과값이 최소인 방향을 메인 방향 인트라 모드로 결정할 수 있다.
인트라 모드 결정 장치는 예를 들어, 수 1을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정할 수 있다.
단계 315에서 인트라 모드 결정 장치는 결정된 메인 방향 인트라 모드, 결정된 메인 인트라 모드의 이웃 인트라 모드, DC 인트라 모드 및 공간 상관 모드에 대한 율왜곡(RDO: rate distortion optimization) 계산을 수행한다. 예를 들어, 결정된 메인 방향 인트라 모드가 예를 들어, 수직 방향 인트라 모드라고 가정하자(즉, 도 2에서 m0라고 가정하자). 이웃 인트라 모드는 동영상 코덱에서 지원하는 이용 가능한 인트라 모드 중 결정된 메인 방향 인트라 모드(즉, m0)의 이웃 인트라 모드는 m7 및 m5로 결정될 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 이웃 인트라 모드는 동영상 코덱에서 지원되는 이용 가능한 인트라 모드들 중 결정된 메인 방향 인트라 모드의 좌측 인트라 모드 및 우측 인트라 모드를 지칭하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공간 상관 모드는 현재 블록의 상위 블록 및 좌측 블록의 최적 인트라 모드를 포함한다.
인트라 모드 결정 장치는 만일 공간 상관 모드가 메인 방향 인트라 모드, 이웃 인트라 모드 및 DC 모드와 중복되는 경우, 공간 상관 모드에 대해서는 별도의 율왜곡 계산을 수행하지 않을 수 있다.
또한, 율왜곡 계산은 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 상세 과정에 대해서는 별도의 설명은 생략하기로 한다.
단계 320에서 인트라 모드 결정 장치는 율왜곡 계산 수행 결과 코스트가 최저인 모드를 현재 블록의 최적 인트라 모드로 결정한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 이하, 도 5에서는 현재 블록의 크기가 16 x 16인 루마 블록에 대한 인트라 모드를 결정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
단계 510에서 인트라 모드 결정 장치는 현재 블록의 픽셀들과 각 메인 방향에 대해 기설정된 이웃 픽셀들간의 차이값을 합산한 결과값을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정한다.
여기서, 각 메인 방향은 현재 블록에 대한 수평 방향, 수직 방향 및 평면 방향일 수 있다.
예를 들어, 인트라 모드 결정 장치는 현재 블록의 픽셀들과 좌측 대각선 방향 및 우측 대각선 방향의 이웃 픽셀들간의 차이값을 합산한 결과값이 최소인 방향을 평면 방향으로 결정할 수 있다. 인트라 모드 결정 장치는 각 결과값에 대해 절대값을 취하여 크기를 비교할 수 있다.
이어, 단계 515에서 인트라 모드 결정 장치는 결정된 메인 방향 인트라 모드와 상위 블록 및 좌측 블록의 최적 인트라 모드가 모두 동일한지 여부를 판단한다.
만일 메인 방향 인트라 모드와 상위 블록의 최적 인트라 모드 및 좌측 블록의 최적 인트라 모드가 모두 동일하면, 단계 520에서 인트라 모드 결정 장치는 메인 방향 인트라 모드를 현재 블록의 최적 인트라 모드로 결정한다.
그러나 만일 메인 방향 인트라 모드와 상위 블록의 최적 인트라 모드 및 좌측 블록의 최적 인트라 모드가 모두 동일하지 않으면, 단계 525에서 인트라 모드 결정 장치는 현재 블록의 상위 블록의 최적 인트라 모드와 좌측 블록의 최적 인트라 모드가 동일하고 상기 상위 블록 또는 좌측 블록의 최적 인트라 모드와 상기 메인 방향 인트라 모드가 동일하지 않은지 여부를 판단한다.
만일 현재 블록의 상위 블록의 최적 인트라 모드와 좌측 블록의 최적 인트라 모드가 동일하고 상기 상위 블록 또는 좌측 블록의 최적 인트라 모드와 상기 메인 방향 인트라 모드가 동일하지 않으면, 단계 530에서 인트라 모드 결정 장치는 결정된 메인 방향 인트라 모드와 이전 결정된 상위 블록의 최적 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행하여 코스트가 낮은 모드를 현재 블록의 최적 인트라 모드로 결정한다.
그러나 만일 현재 블록의 상위 블록의 최적 인트라 모드와 좌측 블록의 최적 인트라 모드가 동일하지 않으면, 단계 535에서 인트라 모드 결정 장치는 메인 방향 인트라 모드와 상위 블록 또는 좌측 블록의 최적 인트라 모드가 동일한지 여부를 판단한다.
만일 메인 방향 인트라 모드와 상위 블록 또는 좌측 블록의 최적 인트라 모드가 동일하면, 단계 540에서 인트라 모드 결정 장치는 메인 방향 인트라 모드와 DC 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행하여 코스트가 낮은 모드를 현재 블록의 최적 인트라 모드로 결정한다.
그러나 만일 메인 방향 인트라 모드와 상위 블록 또는 좌측 블록의 최적 인트라 모두가 동일하지 않으면, 단계 545에서 인트라 모드 결정 장치는 메인 방향 인트라 모드, 상위 블록의 최적 인트라 모드 및 좌측 블록의 최적 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행하여 코스트가 최저인 모드를 현재 블록의 최적 인트라 모드로 결정한다.
도 5에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 인트라 모드 결정 장치는 현재 블록의 픽셀들과 메인 방향에 대해 기설정된 이웃 픽셀들간의 차이값을 합산한 결과값으로 메인 방향을 결정한 뒤 공간 상관 여부를 분석하여 1 내지 3개의 후보 인트라 모드에 대해서만 율왜곡 계산을 수행하여 인트라 모드를 결정할 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인트라 모드 결정 장치는 복잡한 율왜곡 계산을 위한 후보 인트라 모드를 최소화하여 고속으로 빠르게 인트라 모드를 결정하도록 할 수 있는 이점이 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법을 나타낸 순서도이고, 도 7에는 종래와 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정을 위한 RDO 프로세스를 수행하는 후보 인트라 모드의 개수를 비교한 표이다.. 이하 도 6에서는 현재 블록이 8 x 8 크기인 크로마 블록인 경우 인트라 모드를 결정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
동영상 코덱이 4:2:0인 경우, 각 매크로 블록의 크기는 16 x 16 루마 블록과 두개의 크로마 블록을 포함한다. 물론, 동영상 코덱의 경우 4:2:0 이외에도 4:2:2 등과 같이 다른 비디오 포맷을 지원하나 4:2:0가 가장 일반적으로 이용되는 비디오 포맷이므로 이를 중심으로 설명하기로 한다.
비디오 포맷이 4:2:0인 동영상 코덱은 8 x 8 크로마 블록에 대해 4가지 인트라 모드를 지원한다. 여기서, 4가지 인트라 모드는 DC 인트라 모드, 수평 방향, 수직 방향 및 평면 방향 모드를 포함한다.
이점에 착안하여, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 8 x 8 크로마 블록의 경우, 16 x 16 루마 블록의 최적 인트라 모드를 이용하여 현재 블록에 대한 인트라 모드를 결정할 수 있다.
단계 610에서 인트라 모드 결정 장치는 현재 블록을 포함하는 I16MB(16 x 16 루마 블록)에 대해 결정된 최적 인트라 모드를 메인 방향 인트라 모드로 결정한다.
단계 615에서 인트라 모드 결정 장치는 결정된 메인 방향 인트라 모드와 DC 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행한다.
단계 620에서 인트라 모드 결정 장치는 율왜곡 계산 수행 결과 코스트가 최저인 모드를 현재 블록의 최적 인트라 모드로 결정한다.
도 7에는 종래와 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정을 위한 RDO 프로세스를 수행하는 후보 인트라 모드의 개수를 비교한 표이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 8 x 8 크로마 블록의 경우 평균 1.53개의 후보 인트라 모드에 대한 RDO 프로세스를 수행하는 것을 알 수 있다. 이는 종래의 평균 2개의 후보 인트라 모드에 대한 RDO 프로세스를 수행하는 것과 비교하여 월등히 성능이 개선될 것을 알 수 있다.
도 8은 종래와 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 모드 결정 방법에 따른 성능을 비교한 표이고, 도 9 및 도 10은 종래와 본 발명에 따른 인트라 모드 결정 방법에 따른 RD 커브를 비교한 그래프이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 인트라 모드 결정 방법에 따른 성능을 비교하여 위해 PSNR(peak signal-to-noise ration)와 bit-rate(BR)을 동시에 고려하는 BD(Bjontegaard delta) 방법을 이용하였다.
도 8에서는 4:2:0 YUV 비디어 포맷을 따르는 초당 30 프레임을 갖는 시퀀스로 테스트하였으며, 시뮬레이션을 위한 파라미터는 하기 표 1과 같다.
| Parameter | Mode/Value |
| Video structure | IIIII…. |
| Video format | 4:2:0 |
| Profile | Main |
| RD optimization mode | High complexity mode |
| Entropy coding | CABAC |
| Quantization Parameter(QP) | 20, 24, 28, 32 |
도 8에서 보여지는 바와 같이, 본 발명에 따른 인트라 모드 결정 방법이 종래에 비해 BD-RD 성능에서 월등히 좋은 것을 알 수 있다.
도 9는 도 8에 도시된 Hall 시퀀스에 대한 종래와 본 발명에 따른 인트라 모드 결정에 따른 RD 커브를 비교한 그래프이고, 도 10은 도 8에 도시된 Carphone 시퀀스에 대한 종래와 본 발명에 따른 인트라 모드 결정에 따른 RD 커브를 비교한 그래프이다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인트라 모드 결정 방법이 종래에 비해 RD 커브 성능이 더 뛰어난 것을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 모드 결정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 모드 결정 장치는 메인 방향 결정부(1110), 계산부(1115) 및 인트라 모드 결정부(1120)를 포함하여 구성된다.
메인 방향 결정부(1110)는 현재 블록의 픽셀들과 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀(neighbor pixel)들간의 차이값을 합산한 결과값(절대값을 취한 결과값)이 최소인 방향으로 메인 방향 인트라 모드를 결정하기 위한 수단이다.
이는 도 3에서 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 블록이 4 x 4 루마 블록이면, 각 메인 방향은 이용 가능한 인트라 모드들 중 수직 방향 인트라 모드(vertical), 수평 방향 인트라 모드(horizontal), 좌측 대각선 인트라 모드(diagonal down-left) 및 우측 대각선 방향(diagonal down-right)을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 현재 블록이 16 x 16 루마 블록이면, 각 메인 방향은 각 메인 방향은 이용 가능한 인트라 모드들 중 수직 방향 인트라 모드(vertical), 수평 방향 인트라 모드(horizontal) 및 평면 인트라 모드를 포함할 수 있다. 이때, 평면 인트라 모드는 좌측 대각선 인트라 모드(diagonal down-left) 및 우측 대각선 방향(diagonal down-right)에 대해 설정된 이웃 픽셀들과의 차이를 합산한 결과값이 최소인 모드로 결정될 수 있다.
계산부(1115)는 각 후보 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행하기 위한 수단이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 블록이 4 x 4 루마 블록이면, 계산부(1115)는 메인 방향 인트라 모드, 해당 메인 방향 인트라 모드의 이웃 인트라 모드 및 DC 모드에 대해 율왜곡 계산을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 현재 블록이 16 x 16 루마 블록이면, 계산부(1115)는 메인 방향 인트라 모드 및 공간 상관 모드에 대해 율왜곡 계산을 수행할 수 있다. 이미 전술한 바와 같이, 공간 상관 모드는 현재 블록의 상위 블록 및 좌측 블록에 대해 기결정된 최적 인트라 모드를 지칭한다.
4 x 4 루마 블록에 대해서도 공간 상관 모드에 대한 율왜곡 계산이 수행되나, 4 x 4 루마 블록의 경우, 공간 상관 모드가 메인 방향 인트라 모드, 해당 메인 방향 인트라 모드의 이웃 인트라 모드 및 DC 모드에 일치하는 경우가 종종 발생된다. 이와 같은 경우, 4 x 4 루마 블록에 대해서는 별도로 공간 상관 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행하지 않을 수 있다.
인트라 모드 결정부(1120)는 각 후보 인트라 모드에 대해 율왜곡 계산을 수행한 결과 코스트가 최저인 모드를 현재 블록의 최적 인트라 모드로 결정하기 위한 수단이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 장치는 입력부(1210), 계산부(1215) 및 인트라 모드 결정부(1220)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 모드 결정 장치는 8 x 8 크로마 블록에 대한 인트라 모드를 결정하기 위한 수단이다. 이에 따라, 입력부(1210)는 8 x8 크로마 블록을 포함하는 상위 16 x 16 루마 블록에 대해 기결정된 최적 인트라 모드를 입력받는다.
계산부(1215)는 16 x 16 루마 블록에 대해 입력된 최적 인트라 모드와 현재 블록의 DC 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 수행하기 위한 수단이다.
인트라 모드 결정부(1220)는 각 후보 인트라 모드에 대해 율왜곡 계산을 수행한 결과 코스트가 최저인 모드를 현재 블록의 최적 인트라 모드로 결정하기 위한 수단이다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 동영상 코덱에서 고속으로 인트라 모드 결정 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1110: 메인 방향 결정부
1115: 계산부
1120: 인트라 모드 결정부
1115: 계산부
1120: 인트라 모드 결정부
Claims (18)
- 현재 블록의 픽셀들과 이용 가능한 인트라 모드들 중 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀(neighbor pixel)들을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정하는 단계; 및
상기 메인 방향 인트라 모드, 상기 메인 방향 인트라 모드에 인접한 두개의 이웃 인트라 모드 및 DC 모드를 후보 인트라 모드로 결정하고, 결정된 후보 인트라 모드 각각에 대한 율왜곡 계산을 통해 코스트가 최저인 후보 인트라 모드를 상기 현재 블록의 인트라 모드로 결정하는 단계를 포함하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 인트라 모드로 결정하는 단계는,
상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 공간 상관 모드가 상기 메인 방향 인트라 모드, 상기 두개의 이웃 인트라 모드 및 상기 DC 모드와 상이하면, 상기 공간 상관 모드를 후보 인트라 모드에 추가하고, 상기 추가된 후보 인트라 모드에 대한 율왜곡 계산을 더 수행하는 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 이웃 인트라 모드는 이용 가능한 인트라 모드들 중 상기 메인 방향 인트라 모드의 좌측 및 우측 인트라 모드인 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 현재 블록이 4 x 4 루마 블록이면, 상기 각 메인 방향은 이용 가능한 인트라 모드들 중 수직 방향 인트라 모드(vertical), 수평 방향 인트라 모드(horizontal), 좌측 대각선 인트라 모드(diagonal down-left) 및 우측 대각선 방향(diagonal down-right)인 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 현재 블록의 픽셀들과 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀(neighbor pixel)들을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정하는 단계; 및
상기 메인 방향 인트라 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 공간 상관 모드를 후보 인트라 모드로 결정하고, 상기 결정된 후보 인트라 모드 각각에 대한 율왜곡 계산을 통해 상기 현재 블록에 대한 인트라 모드를 결정하는 단계를 포함하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제2 항 또는 제5 항에 있어서,
상기 공간 상관 모드는 상기 현재 블록의 상위 블록 및 좌측 블록에 대해 이전 결정된 인트라 모드인 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제1 항 또는 제5 항에 있어서,
상기 메인 방향 인트라 모드를 결정하는 단계는,
상기 현재 블록의 픽셀들과 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀들간의 차이값을 합산한 결과값이 최소인 방향을 상기 메인 방향 인트라 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 현재 블록이 16 x 16 루마 블록이면, 상기 각 메인 방향은 이용 가능한 인트라 모드들 중 수직 방향 인트라 모드(vertical), 수평 방향 인트라 모드(horizontal) 및 평면 인트라 모드이되,
상기 평면 인트라 모드는 좌측 대각선 인트라 모드(diagonal down-left) 및 우측 대각선 방향(diagonal down-right)에 대해 설정된 이웃 픽셀들과의 차이를 합산한 결과값이 최소인 모드로 결정되는 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 인트라 모드로 결정하는 단계는,
상기 메인 방향 인트라 모드와 상기 현재 블록의 상위 블록 및 좌측 블록에 대해 기결정된 인트라 모드가 모두 동일하면, 상기 메인 방향 인트라 모드를 상기 현재 블록에 대한 인트라 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 인트라 모드로 결정하는 단계는,
상기 현재 블록의 상위 블록과 좌측 블록에 대해 기결정된 인트라 모드가 동일하나 상기 기결정된 인트라 모드와 상기 메인 방향 인트라 모드가 상이하면, 상기 메인 방향 인트라 모드와 상기 상위 블록에 대해 기결정된 인트라 모드를 후보 인트라 모드로 결정하고, 상기 결정된 후보 인트라 모드 각각에 대한 율왜곡 계산을 수행하여 코스트가 최저인 후보 인트라 모드를 상기 현재 블록의 인트라 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 인트라 모드로 결정하는 단계는,
상기 현재 블록의 상위 블록과 좌측 블록에 대해 기결정된 인트라 모드가 상이하며, 상기 상위 블록 또는 상기 좌측 블록에 대해 결정된 인트라 모드와 상기 메인 방향 인트라 모드가 동일하면, 상기 메인 방향 인트라 모드 및 DC 인트라 모드를 후보 인트라 모드로 결정하고, 상기 결정된 후보 인트라 모드 각각에 대한 율왜곡 계산을 수행하여 코스트가 최저인 후보 인트라 모드를 상기 현재 블록에 대한 인트라 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제5 항에 있어서,
상기 인트라 모드로 결정하는 단계는,
상기 현재 블록의 상위 블록과 좌측 블록에 대해 기결정된 인트라 모드가 상이하며, 상기 상위 블록 또는 상기 좌측 블록에 대해 기결정된 인트라 모드와 상기 메인 방향 인트라 모드가 상이하면, 상기 메인 방향 인트라 모드와 상기 상위 블록 및 상기 좌측 블록에 대해 기결정된 인트라 모드를 후보 인트라 모드로 결정하고, 상기 결정된 후보 인트라 모드 각각에 대해 율왜곡 계산을 수행하여 코스트가 최저인 후보 인트라 모드를 상기 현재 블록에 대한 인트라 모드로 결정하는 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 현재 블록을 포함하는 루마 블록에 대한 인트라 모드를 확인하는 단계;
상기 루마 블록에 대한 인트라 모드와 DC 인트라 모드를 포함하는 후보 인트라 모드 각각에 대한 율왜곡 계산을 수행하여 코스트가 최저인 후보 인트라 모드로 상기 현재 블록에 대한 인트라 모드로 결정하는 단계를 포함하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 현재 블록은 8 x 8 크로마 블록이며,
상기 루마 블록은 16 x 16 크기인 것을 특징으로 하는 고속 인트라 모드 결정 방법. - 제1 항, 제5항 또는 제13 항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 기록한 기록매체 제품.
- 현재 블록의 픽셀들과 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀(neighbor pixel)들을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정하는 메인 방향 결정부;
상기 메인 방향 인트라 모드, 상기 메인 방향 인트라 모드에 인접한 두개의 이웃 인트라 모드 및 DC 모드를 후보 인트라 모드로 결정하고, 상기 결정된 후보 인트라 모드 각각에 대한 율왜곡 계산을 수행하는 계산부; 및
상기 율왜곡 계산을 수행한 결과 코스트가 최저인 후보 인트라 모드를 상기 현재 블록에 대한 인트라 모드로 결정하는 인트라 모드 결정부를 포함하는 인트라 모드 결정 장치. - 현재 블록의 픽셀들과 각 메인 방향에 대해 설정된 이웃 픽셀(neighbor pixel)들을 이용하여 메인 방향 인트라 모드를 결정하는 메인 방향 결정부;
상기 메인 방향 인트라 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 이웃 블록의 공간 상관 모드를 후보 인트라 모드로 결정하고, 상기 결정된 후보 인트라 모드 각각에 대한 율왜곡 계산을 수행하는 계산부; 및
상기 율왜곡 계산을 수행한 결과 코스트가 최저인 후보 인트라 모드를 상기 현재 블록에 대한 인트라 모드로 결정하는 인트라 모드 결정부를 포함하는 인트라 모드 결정 장치. - 현재 블록을 포함하는 상위 블록 크기의 루마 블록에 대한 인트라 모드를 획득하는 입력부;
상기 루마 블록에 대한 인트라 모드와 DC 인트라 모드를 후보 인트라 모드로 결정하고, 상기 후보 인트라 모드 각각에 대한 율왜곡 계산을 수행하는 계산부; 및
상기 율왜곡 계산을 수행한 결과 코스트가 최저인 후보 인트라 모드를 상기 현재 블록에 대한 인트라 모드로 결정하는 인트라 모드 결정부를 포함하는 인트라 모드 결정 장치.
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