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KR102227411B1 - 거리 가중 양지향성 인트라 예측 - Google Patents

거리 가중 양지향성 인트라 예측 Download PDF

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KR102227411B1
KR102227411B1 KR1020197013204A KR20197013204A KR102227411B1 KR 102227411 B1 KR102227411 B1 KR 102227411B1 KR 1020197013204 A KR1020197013204 A KR 1020197013204A KR 20197013204 A KR20197013204 A KR 20197013204A KR 102227411 B1 KR102227411 B1 KR 102227411B1
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알렉세이 콘스탄티노비치 필리포브
바실리 알렉시비치 루피트스키이
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후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록의 인트라 예측을 위한 장치에 관한 것으로, 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관된다. 상기 장치는 복수의 1차 참조 픽셀값에 기반하여 복수의 2차 참조 픽셀 값을 생성하도록 구성된 참조 픽셀 유닛 - 복수의 1차 참조 픽셀 값은 현재 비디오 코딩 블록의 이웃하는 비디오 코딩 블록에 위치된 복수의 1차 참조 픽셀과 연관되며, 참조 픽셀 유닛은 2개 이상의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 2차 참조 픽셀 값들 각각을 생성하도록 구성됨 -; 및 복수의 1차 참조 픽셀 값 및 복수의 2차 참조 픽셀 값에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성된 인트라 예측 유닛을 포함한다.

Description

거리 가중 양지향성 인트라 예측
본 발명은 비디오 코딩 분야에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 비디오 코딩 블록의 인트라 예측을 위한 장치 및 방법, 및 이러한 인트라 예측 장치를 포함하는 인코딩 장치 및 디코딩 장치에 관한 것이다.
디지털 비디오 통신 및 저장 애플리케이션은 광범위한 디지털 디바이스, 예를 들어, 디지털 카메라, 셀룰러 무선 전화, 랩톱, 방송 시스템, 비디오 회의 시스템(video teleconferencing system) 등에 의해 구현된다. 이러한 애플리케이션들의 가장 중요하고 도전적인 작업(task) 중 하나는 비디오 압축이다. 비디오 압축 작업은 복잡하고 두 가지 모순되는 파라미터인 압축 효율성과 계산 복잡성으로 인해 제약을 받는다. ITU-T H.264/AVC 또는 ITU-T H.265/HEVC와 같은 비디오 코딩 표준은 이러한 파라미터들간의 좋은 절충점(tradoff)을 제공한다. 이러한 이유로 비디오 코딩 표준을 지원하는 것은 거의 모든 비디오 압축 애플리케이션의 필수 요건(requirement)이다.
최첨단 비디오 코딩 표준은 소스 화상(source picture)을 비디오 코딩 블록(또는 쇼트(sjort) 블록)으로 분할(partition)하는 것에 기반한다. 이들 블록의 처리는 그들의 크기, 공간 위치 및 인코더에 의해 지정된 코딩 모드에 의존한다. 코딩 모드는 예측 유형에 따라 인트라-예측 모드 및 인터-예측 모드로 분류될 수 있다. 인트라-예측 모드는 재구성되는 블록의 픽셀에 대한 예측 값을 계산하기 위해 동일한 화상(프레임 또는 이미지라고도 지칭됨)의 픽셀을 사용하여 참조 샘플을 생성한다. 인트라-예측은 공간적 예측(spatial prediction)이라고도 지칭된다. 인터-예측 모드는 시간적 예측(temporal prediction)을 위해 설계되고, 이전 또는 다음 화상의 참조 샘플을 사용하여 현재 화상의 블록의 픽셀을 예측한다. 예측 스테이지 후에, 원래 신호와 그 예측 간의 차이인 예측 에러에 대해 변환(transform) 코딩이 수행된다. 그런 다음, 변환 계수 및 부가 정보(side information)가 엔트로피(entropy) 코더(예를 들어, AVC/H.264 및 HEVC/H.265에 대한 CABAC)를 사용하여 인코딩된다. 최근 채택된 ITU-T H.265/HEVC 표준(ISO/IEC 23008-2:2013, "이기종 환경에서 정보 기술-고효율 코딩 및 미디어 전달 - 파트 2: 고효율 비디오 코딩", 2013년 11월)은 코딩 효율과 계산 복잡성간의 합리적인 절충점을 제공하는 최첨단 비디오 코딩 툴(tool)의 세트를 선언(declare)한다. ITU-T H.265/HEVC 표준에 대한 개요는 비디오 기술을 위한 회로 및 시스템에 대한 IEEE 트랜잭션 2012년 12월 제22권 제12호(Vol. 22, No. 12)의 게리 J. 설리반(Gary J. Sullivan)의 "HEVC(High Efficiency Video Coding) 표준 개요"에 의해 제공되며, 그 전체로서 원용에 의해 여기서 참조된다.
ITU-T H.264/AVC 비디오 코딩 표준과 유사하게, HEVC/H.265 비디오 코딩 표준은 소스 화상을 블록들, 예를 들어 코딩 유닛(coding unit, CU)으로 분할한다. 각각의 CU는 추가로, 더 작은 CU 또는 예측 유닛(prediction unit, PU)으로 분할될 수 있다. PU는 PU의 픽셀에 적용된 처리 유형에 따라 인트라-예측 또는 인터-예측될 수 있다. 인터-예측의 경우, PU는 PU에 대해 특정된 모션 벡터를 사용하는 모션 보상에 의해 처리되는 픽셀의 영역을 나타낸다. 인트라-예측의 경우, 이웃하는 블록(neighbor block)의 인접 픽셀들이 참조 샘플로 사용되어 현재 블록을 예측한다. PU는 이 PU에 포함된 모든 변환 유닛(transform unit, TU)에 대해 인트라-예측 모드의 세트로부터 선택되는 예측 모드를 특정한다. TU는 다양한 크기(예: 4x4, 8x8, 16x16 및 32x32 픽셀)를 가질 수 있으며 다양한 방식으로 처리될 수 있다. TU의 경우, 변환 코딩이 수행되고, 즉, 예측 에러가 이산 코사인 변환 또는 이산 사인 변환(HEVC/H.265 표준에서는 이것이 인트라 코딩된 블록에 적용됨)으로 변환되고 양자화된다. 따라서 재구성된 픽셀은 DBF, SAO 및 ALF와 같은 루프내 필터(in-loop filter)가 억제하려고 하는 양자화 노이즈(예를 들어, 유닛간 블록니스(blockiness)와 같이, 날카로운 에지(edge) 등과 함께 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 될 수 있음)를 포함한다. (모션 보상 및 인트라-예측과 같은) 정교한 예측 코딩(sophisticated prediction coding) 및 파티셔닝(partitioning) 기술(예: CU 및 PU에 대한 QT 그리고 TU에 대한 RQT)을 사용함으로써 표준화 위원회는 PU의 중복성을 크게 줄일 수 있었다.
이러한 비디오 코딩 표준의 번창한 응용을 가져온 예측 도구(tool)는 인터 예측 도구 및 인트라 예측 도구로 대략 구별될 수 있다. 인트라 예측은 현재 화상에 포함된 정보에만 의존하지만, 인터 예측은 코딩 효율을 추가로 높이기 위해 상이한 화상 사이의 리던던시(redundancy)를 사용한다. 그러므로 일반적으로 인트라 예측은 전형적인 비디오 신호에 대해 동일한 시각적 품질을 달성하기 위해 인터 예측보다 높은 비트레이트(bitrate)를 요구한다.
그럼에도 불구하고 인트라 코딩은 진행중인 전송으로의 랜덤 액세스 및 에러 은폐(concealment)를 위해 비디오 전송을 시작하기를 요구되기 때문에, 모든 비디오 코딩 시스템의 필수적인 부분이다. 그러나 HEVC 표준에서, 현재 처리된 비디오 코딩 블록(HEVC의 경우 코딩 유닛 또는 CU라고 함)에 대한 예측 기준(predication basis)으로 오직 하나의 인접 행/열 픽셀이 사용된다. 또한, 각 예측(angular prediction)에 기반한 인트라 예측의 경우, CU 당 단지 하나의 방향만이 적용될 수 있다. 이러한 한계로 인해, 높은 비트 레이트가 인트라 코딩된 CU의 잔차에 요구된다.
따라서, 인트라 예측을 위한 코딩 효율을 증가시킬 수 있는 비디오 코딩을 위한 디바이스 및 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 인트라 예측을 위한 코딩 효율을 증가시킬 수 있는 비디오 코딩을 위한 디바이스 및 방법에 대한 것이다.
전술한 목적 및 다른 목적은 독립항의 주제에 의해 달성된다. 추가의 구현 형태는 종속항, 상세한 설명 및 도면으로부터 명백하다.
다음의 개시는 실시 예들에서 다음의 의미:
슬라이스(Slice) - 독립적으로 인코딩된/디코딩된 화상의 공간적으로 구별되는 영역(spatially distinct region). 슬라이스 헤더 - 특정 슬라이스와 연관된 정보를 시그널링(signal)하도록 구성된 데이터 구조. 비디오 코딩 블록(또는 쇼트(short) 블록) - 픽셀 또는 샘플의 MxN(M-열 x N-행) 어레이(각각의 픽셀/샘플은 적어도 하나의 픽셀/샘플 값과 연관됨) 또는 변환 계수의 MxN 어레이. 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU) 그리드(grid) - 픽셀 블록을 비디오 인코딩을 위한 매크로 블록으로 분할하는 데 사용되는 격자 구조. 코딩 유닛(Coding Unit, CU) - 루마(luma) 샘플의 코딩 블록, 또는 3개의 샘플 어레이를 갖는 이미지의 크로마(chroma) 샘플들의 2개의 대응하는 코딩 블록, 또는 모노크롬(monochrome) 화상 또는 3개의 개별 컬러 평면 및 샘플을 코딩하는데 사용된 구문(syntax)을 사용하여 코딩된 화상의 샘플의 코딩 블록. 화상 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS) - 각각의 슬라이스 세그먼트 헤더에서 발견된 구문 엘리먼트(syntax element)에 의해 결정된 대로 0개 이상의 전체 코딩된 화상에 적용되는 구문 엘리먼트를 포함하는 구문 구조. 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) - 각각의 슬라이스 세그먼트 헤더에서 발견된 구문 엘리먼트에 의해 참조되는 PPS에서 발견된 구문 엘리먼트의 내용(content)에 의해 결정된 대로 0개 이상의 전체 코딩된 비디오 시퀀스에 적용되는 구문 엘리먼트를 포함하는 구문 구조. 비디오 파라미터 세트(Video Parameter Set, VPS) - 0개 이상의 전체 코딩된 비디오 시퀀스에 적용되는 구문 엘리먼트를 포함하는 구문 구조. 예측 유닛(Prediction Unit, PU) - 루마 샘플의 예측 블록, 또는 3개의 샘플 어레이를 갖는 화상의 크로마 샘플의 2개의 대응하는 예측 블록, 또는 모노크롬 화상 또는 3개의 개별 컬러 평면 및 샘플을 코딩하는데 사용된 구문을 사용하여 코딩된 화상의 샘플들의 예측 블록. 변환 유닛(Transform Unit, TU) - 루마 샘플의 변환 블록, 3개의 샘플 어레이를 갖는 화상의 크로마 샘플의 2개의 대응하는 변환 블록, 또는 모노크롬 화상 또는 3개의 개별 컬러 평면 및 샘플을 코딩하는데 사용된 구문을 사용하여 코딩된 화상의 샘플의 변환 블록. 보충 강화 정보(Supplemental enhancement information, SEI) - 비디오 사용을 향상시키기 위해 비디오 비트 스트림에 삽입될 수 있는 추가(extra) 정보. 루마(Luma) - 이미지 샘플의 밝기를 지시하는 정보. 크로마(Chroma) - 적색 차이(red difference)의 크로마 컴포넌트(chroma component, Cr)와 청색 차이(blue difference)의 크로마 컴포넌트(Cb)의 관점에서 설명될 수 있는 이미지 샘플의 색상을 지시하는 정보
를 갖는 복수의 용어들을 사용한다.
제1 측면에 따라 본 발명은 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록의 인트라 예측을 위한 장치에 관련된 것이며, 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 픽셀 값(또한 샘플 값으로도 지칭됨)과 연관된다. 상기 장치는, 복수의 1차 참조 픽셀(primary reference pixel) 값에 기반하여 복수의 2차 참조 픽셀(secondary reference pixel) 값을 생성하도록 구성된 참조 픽셀 유닛 - 복수의 1차 참조 픽셀 값은 현재 비디오 코딩 블록의 이웃하는 비디오 코딩 블록에 위치된 복수의 1차 참조 픽셀과 연관되며, 참조 픽셀 유닛은 2개 이상의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 2차 참조 픽셀 값들 각각을 생성하도록 구성됨 -; 및 복수의 1차 참조 픽셀 값 및 복수의 2차 참조 픽셀 값에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성된 인트라 예측 유닛을 포함한다.
따라서, 인트라 예측을 위한 코딩 효율을 증가시키는 비디오 코딩을 위한 개선된 장치가 제공된다.
제1 측면에 따른 장치의 제1 가능한 구현 형태에서, 상기 복수의 1차 참조 픽셀은 현재 비디오 코딩 블록의 바로 위의 픽셀의 행과 현재 비디오 코딩 블록의 왼쪽 또는 오른쪽의 픽셀의 열에 위치되거나, 상기 복수의 1차 참조 픽셀은 현재 비디오 코딩 블록 바로 아래의 픽셀의 행과 현재 비디오 코딩 블록의 왼쪽 또는 오른쪽의 픽셀의 열에 위치된다.
현재 비디오 코딩 블록은 특히 직사각형, 특히 정방형(quadratic)일 수 있다.
제1 측면 또는 그의 제1 구현에 따른 장치의 제2 가능한 구현 형태에서, 상기 복수의 2차 참조 픽셀 값은 현재 비디오 코딩 블록의 추가의 이웃하는 비디오 코딩 블록에 위치된 복수의 2차 참조 픽셀과 연관되고, 추가의 이웃하는 비디오 코딩 블록은 복수의 1차 참조 픽셀을 제공하는 1차 참조 픽셀 값을 제공하는 이웃하는 비디오 코딩 블록이 아니다. 따라서 상기 장치는 특히 효율적일 것이다.
제1 측면 또는 그의 제1 구현 및 제2 구현 형태 중 어느 하나에 따른 장치의 제3 가능한 구현 형태에서, 상기 참조 픽셀 유닛은 추가로, 복수의 2차 참조 픽셀 값의 서브세트의 각각의 2차 참조 픽셀 값에 대해, 지향성 인트라 예측(directional intra prediction)에 기반한 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트(component) 및 제1의 2차 참조 픽셀 값과 제2의 2차 참조 픽셀 값 사이의 보간 예측에 기반한 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트를 결정하고, 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트와 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트를 조합하여 2차 참조 픽셀 값을 생성하도록 구성되고, 제1의 2차 참조 픽셀 값과 제2의 2차 참조 픽셀 값은 복수의 2차 참조 픽셀 값의 서브세트의 일부가 아니다. 따라서 상기 장치는 특히 효율적일 것이다.
여기서 사용된 바와 같이, 보간 예측은 알려진 값들의 세트를 사용하여 주어진 위치에서 알려지지 않은(unknown) 값들의 세트를 예측하기 위한 보간법에 기반한다. 보간은 알려진 값의 세트를 근사화하는 미리 설정된 함수(function)를 선택하고 알려지지 않은 타깃 값의 위치에서 함수의 값을 계산하는 것을 포함한다. 보간에 사용되는 일반적인 함수는 선형, 스플라인(spline) 또는 입방형이며, 알려진 값의 전체 세트에 적용되거나 알려진 값의 상이한 서브세트에 대해 상이한 파라미터를 가질 수 있다. 후자의 경우를 구간별 보간(piecewise interpolation)이라고 한다.
여기서 사용된 바와 같이, 지향성 인트라 예측은 예측될 블록 내부의 경계 값을 전파하는 것에 기반함으로써, 예측된 블록의 각각의 픽셀 값은 그 픽셀의 위치를 지정된 방향의 참조 픽셀 세트에 투영하는 것에 의해 계산된다. 투영된 위치가 분수(fractional)인 경우, 픽셀 위치들 사이에 위치하며, 이웃하는 픽셀들 사이의 서브픽셀 보간 예측이 적용될 수 있다.
제1 측면의 제3 구현 형태에 따른 장치의 제4 가능한 구현 형태에서, 상기 참조 픽셀 유닛은 H.264 표준, 또는 H.265 표준, 또는 지향성 인트라 예측에 기반하여 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트를 결정하기 위한 이들 표준들 중 하나로부터 진화된 표준의 지향성 모드(directional mode)을 사용하도록 구성된다.
제1 측면의 제3 또는 제4 구현 형태에 따른 장치의 제5 가능한 구현 형태에서, 상기 참조 픽셀 유닛은 추가로, 제1의 2차 참조 픽셀에 이웃하는 1차 참조 픽셀의 1차 참조 픽셀 값에 기반한 제1의 2차 참조 픽셀 값과, 제2의 2차 참조 픽셀에 이웃하는 1차 참조 픽셀의 1차 참조 픽셀 값에 기반한 제2의 2차 참조 픽셀 값을 결정하도록 구성된다. 따라서, 상기 장치는 특히 효율적일 것이다.
제1 측면의 제5 구현 형태에 따른 장치의 제6 가능한 구현 형태에서, 상기 참조 픽셀 유닛은 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00001
에 기반하여 제1의 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00002
과 제2의 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00003
을 결정하도록 구성되고,
Figure 112019046819978-pct00004
은 현재 비디오 코딩 블록의 선형 크기를 나타낸다. 따라서 상기 장치는 특히 효율적일 것이다.
제1 측면의 제3 내지 제6 구현 형태 중 어느 하나에 따른 장치의 제7 가능한 구현 형태에서, 상기 참조 픽셀 유닛은 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00005
에 기반하여, 제1의 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00006
과 제2의 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00007
사이의 보간 예측에 기반하여 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트
Figure 112019046819978-pct00008
를 생성하도록 구성된다. 따라서 상기 장치는 특히 효율적일 것이다.
제1 측면의 제3 내지 제7 구현 형태 중 어느 하나에 따른 장치의 제8 가능한 구현 형태에서, 상기 참조 픽셀 유닛은 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00009
에 기반하여 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트
Figure 112019046819978-pct00010
와 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트
Figure 112019046819978-pct00011
를 조합하여 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00012
을 생성하도록 구성된다. 따라서 상기 장치는 특히 효율적일 것이다.
제1 측면의 제8 구현 형태의 장치의 제9 가능한 구현 형태에서, 상기 참조 픽셀 유닛은 방향, 인덱스
Figure 112019046819978-pct00013
및/또는 현재 비디오 코딩 블록의 크기에 따라 가중치
Figure 112019046819978-pct00014
및/또는
Figure 112019046819978-pct00015
를 조정하도록 구성된다. 따라서 상기 장치는 특히 효율적일 것이다.
제1 측면 또는 그의 전술한 구현 형태 중 어느 하나에 따른 장치의 제10 가능한 구현 형태에서, 상기 인트라 예측 유닛은 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00016
에 따라 복수의 1차 참조 픽셀 및 복수의 2차 참조 픽셀에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성되며,
Figure 112019046819978-pct00017
는 좌표
Figure 112019046819978-pct00018
를 가지는 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 나타내고,
Figure 112019046819978-pct00019
는 제1 가중치를 나타내고,
Figure 112019046819978-pct00020
는 1차 참조 픽셀 값을 나타내며,
Figure 112019046819978-pct00021
는 제2 가중치를 나타내고,
Figure 112019046819978-pct00022
는 2차 참조 픽셀 값을 나타낸다. 따라서 상기 장치는 특히 효율적일 것이다.
제1 측면의 제10 구현 형태에 따른 장치의 제11 가능한 구현 형태에서, 상기 인트라 예측 유닛은 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00023
에 따라 복수의 1차 참조 픽셀 및 복수의 2차 참조 픽셀에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성되고,
Figure 112019046819978-pct00024
는 1차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00025
과 연관된 1차 참조 픽셀로부터 좌표
Figure 112019046819978-pct00026
를 가지는 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀까지의 거리를 나타내고,
Figure 112019046819978-pct00027
는 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00028
과 연관된 2차 참조 픽셀로부터 좌표
Figure 112019046819978-pct00029
를 가지는 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀까지의 거리를 나타내며,
Figure 112019046819978-pct00030
는 1차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00031
과 연관된 1차 참조 픽셀로부터 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00032
과 연관된 2차 참조 픽셀까지의 거리를 나타내며, 즉,
Figure 112019046819978-pct00033
이다. 따라서 상기 장치는 특히 효율적일 것이다.
제2 측면에 따라 본 발명은 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록을 인코딩하는 인코딩 장치에 관한 것이다. 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관된다. 상기 인코딩 장치는, 예측된 비디오 코딩 블록을 제공하기 위한 제1 측면 또는 그의 구현 형태들 중 어느 하나에 따른 인트라 예측 장치; 및 예측된 비디오 코딩 블록에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록을 인코딩하도록 구성된 인코딩 유닛을 포함한다.
제2 측면에 따라 본 발명은 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록을 인코딩하는 인코딩 장치에 관한 것이며, 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관된다. 상기 인코딩 장치는, 예측된 비디오 코딩 블록을 제공하기 위한 제1 측면 또는 그의 구현 형태들 중 어느 하나에 따른 인트라 예측 장치; 및 예측된 비디오 코딩 블록에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록을 인코딩하도록 구성된 인코딩 유닛을 포함한다.
제3 측면에 따라 본 발명은 비디오 신호의 프레임의 인코딩된 비디오 코딩 블록을 디코딩하는 디코딩 장치에 관한 것이며, 인코딩된 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관된다. 상기 디코딩 장치는, 예측된 비디오 코딩 블록을 제공하기 위한 제1 측면 또는 그의 구현 형태들 중 어느 하나에 따른 인트라 예측 장치; 및 인코딩된 비디오 코딩 블록 및 예측된 비디오 코딩 블록에 기반하여 비디오 코딩 블록을 복원하도록 구성된 복원 유닛을 포함한다.
제3 측면에 따라 본 발명은 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록의 인트라 예측을 위한 방법에 관한 것이며, 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관된다. 상기 방법은, 복수의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 복수의 2차 참조 픽셀 값을 생성하는 단계 - 복수의 1차 참조 픽셀 값은 현재 비디오 코딩 블록의 이웃하는 비디오 코딩 블록에 위치된 복수의 1차 참조 픽셀과 연관되며, 2차 참조 픽셀 값들 각각은 2개 이상의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 생성됨 -; 및 복수의 1차 참조 픽셀 값 및 복수의 2차 참조 픽셀 값에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제4 측면에 따른 방법은 본 발명의 제1 측면에 따른 인트라 예측 장치에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 제4 측면에 따른 방법의 추가적인 특징은 본 발명의 제1 측면 및 그의 상이한 구현 형태에 따른 인트라 예측 장치의 기능성(functionality)으로부터 직접적으로 얻어진다.
제5 측면에 따라 본 발명은 컴퓨터상에서 실행될 때 제4 측면에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 다음의 도면들과 연관하여 설명될 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치를 도시하는(illustrating) 개략도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 인코딩 장치 및 일 실시 예에 따른 디코딩 장치를 도시하는 개략도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 인트라 예측 방법을 도시하는 개략도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치의 몇몇 측면들을 도시하는 비디오 코딩 블록의 개략도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치에서 구현될 수 있는 상이한 지향성 인트라 예측 모드를 도시하는 비디오 코딩 블록의 개략도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치에서 구현되는 인트라 예측 처리 단계를 도시하는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치에서 구현되는 인트라 예측 처리 단계를 도시하는 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치에서 구현되는 인트라 예측 처리 단계를 도시하는 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치의 일 측면을 도시하는 비디오 코딩 블록의 개략도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치에서 구현되는 인트라 예측 처리 단계를 도시하는 도면이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 디코딩 장치에서 구현되는 처리 단계를 도시하는 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 디코딩 장치에서 구현되는 처리 단계를 도시하는 도면이다.
다양한 도면에서, 동일한 참조 기호는 동일하거나 적어도 기능적으로 동등한 특징을 위해 사용된다.
이하의 설명에서, 본 발명의 일부를 형성하고, 본 발명이 배치될 수 있는 특정 측면을 예시로 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 측면들이 활용될 수 있고 구조적 또는 논리적 변화가 이루어질 수 있음이 이해된다. 따라서, 이하의 상세한 설명은 본 발명의 범위가 첨부된 청구 범위에서 정의되므로 제한적인 의미로 받아 들여서는 안된다.
예를 들어, 서술된 방법과 연관된 개시는 또한 그 방법을 수행하도록 구성된 대응하는 디바이스 또는 시스템에 대해 유효할 수도 있고 그 반대일 수도 있다. 예를 들어, 특정 방법 단계가 기술된다면, 유닛들이 도면에 명시적으로 설명되거나 예시되지는 않더라도 대응하는 디바이스는 설명된 방법 단계를 수행하기 위한 유닛을 포함할 수 있다. 또한, 달리 명시하지 않는 한, 여기에서 기재된 다양한 예시적인 측면들의 특징들은 서로 결합될 수 있음을 이해할 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치(100)를 도시한 개략도이다.
인트라 예측 장치(100)는 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록을 인트라 예측하도록 구성되고, 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관된다.
인트라 예측 장치(100)는 복수의 1차 참조 픽셀(primary reference pixel) 값에 기반하여 복수의 2차 참조 픽셀(secondary reference pixel) 값을 생성하도록 구성된 참조 픽셀 유닛(101)을 포함하며, 복수의 1차 참조 픽셀 값은 현재 비디오 코딩 블록의 이미 예측된 이웃하는 비디오 코딩 블록에 위치된 복수의 1차 참조 픽셀 값과 연관된다. 참조 픽셀 유닛(101)은 2개 이상의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 2차 참조 픽셀 값 각각을 생성하도록 구성된다.
또한, 인트라 예측 장치(100)는 복수의 1차 참조 픽셀 값과 예측된 현재 비디오 코딩 블록을 제공하는 복수의 2차 참조 픽셀 값에 기반하여, 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성된 인트라 예측 유닛(103)을 포함한다. 일 실시 예에서, 복수의 1차 참조 픽셀은 현재 비디오 코딩 블록 바로 위에 있는 픽셀들의 행 및 현재 비디오 코딩 블록의 왼쪽 또는 오른쪽에 있는 픽셀들의 열에 위치한다. 다른 실시 예에서, 복수의 1차 참조 픽셀은 현재 비디오 코딩 블록의 바로 아래의 픽셀들의 행 및 현재 비디오 코딩 블록의 왼쪽 또는 오른쪽에 있는 픽셀들의 열에 위치한다.
일 실시 예에서, 현재 비디오 코딩 블록은 정방형의(quadratic) 비디오 코딩 블록 또는 직사각형의 비디오 코딩 블록이다.
일 실시 예에서, 복수의 2차 참조 픽셀 값은 현재 비디오 코딩 블록의 추가의 이웃하는(further neighboring) 비디오 코딩 블록에 위치된 복수의 2차 참조 픽셀과 연관되고, 추가의 이웃하는 비디오 코딩 블록은 복수의 1차 참조 픽셀을 제공하는 이웃하는 비디오 코딩 블록이 아니다.
이하, 인트라 예측 장치(100)의 다른 실시 예들을 더 설명한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 인코딩 장치(201) 및 일 실시 예에 따른 디코딩 장치(211)를 도시하는 개략도이다.
인코딩 장치(201)는 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록을 인코딩하도록 구성되며, 여기서 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관된다. 인코딩 장치(201)는 예측된 비디오 코딩 블록을 제공하는 도 1에 도시된 인트라 예측 장치(100) 및 예측된 비디오 코딩 블록에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록을 인코딩하고 인코딩된 현재 비디오 코딩을 예를 들어, 비트스트림의 형태로 제공하도록 구성된 인코딩 유닛(203)을 포함한다. 인코딩 장치(201)의 다른 실시 예가 이하에서 더 설명될 것이다. 일 실시 예에서, 인코딩 장치(201)는 예를 들어 HEVC 표준에서 정의된 바와 같이 하이브리드 인코더로 구현될 수 있으며, 엔트로피 인코더와 같은 다른 컴포넌트(component)를 포함할 수 있다.
디코딩 장치(211)는 인코딩 장치(201)에 의해 제공되는 비트스트림에 포함된 비디오 신호의 프레임의 인코딩된 비디오 코딩 블록을 디코딩하도록 구성되며, 여기서 인코딩된 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고 각각의 픽셀은 픽셀값과 연관된다. 디코딩 장치(211)는 예측된 비디오 코딩 블록을 제공하는 도 1에 도시된 인트라 예측 장치(100)와, 인코딩된 비디오 코딩 블록 및 예측된 비디오 코딩 블록에 기반하여 비디오 코딩 블록을 복원하도록 구성된 복원 유닛(213)을 포함한다. 디코딩 장치(211)의 다른 실시 예가 이하에서 더 설명될 것이다. 일 실시 예에서, 디코딩 장치(211)는 예를 들어 HEVC 표준에서 정의된 바와 같이 하이브리드 디코더로서 구현될 수 있으며, 인코딩된 코딩 블록에 기반하여 잔차(residual) 비디오 코딩 블록을 제공하는 디코딩 유닛과 같은 추가 컴포넌트를 포함할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록의 인트라 예측을 위한 방법(300)을 도시하는 개략도를 도시하며, 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관된다.
인트라 예측 방법(300)은 복수의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 복수의 2차 참조 픽셀 값을 생성하는 단계(301)를 포함하며, 복수의 1차 참조 픽셀 값은 현재 비디오 코딩 블록의 이웃하는 비디오 코딩 블록에 위치된 복수의 1차 참조 픽셀 값과 연관되며, 2차 참조 픽셀 값들 각각은 2개 이상의 1차 참조 픽셀 값들에 기반하여 생성된다.
또한, 인트라 예측 방법(300)은 복수의 1차 참조 픽셀 값 및 복수의 2차 참조 픽셀 값에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하는 단계(303)를 포함한다.
인트라 예측 방법(300)의 또 다른 실시 예들이 아래에서 더 설명될 것이다.
다음의 도 4의 컨텍스트에서 설명하는 바와 같이, 일 실시 예에서, 인트라 예측 장치(100)의 참조 픽셀 유닛(101)은 추가로, 복수의 2차 참조 픽셀의 서브 세트의 각각의 2차 참조 픽셀 값에 대해, 지향성 인트라 예측에 기반한 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트(component) 및 제1의 2차 참조 픽셀 값과 제2의 2차 참조 픽셀 값 사이의 보간 예측에 기반한 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트를 결정하고, 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트와 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트를 조합하여 2차 참조 픽셀 값을 생성하며, 제1의 2차 참조 픽셀 값 및 제2의 2차 참조 픽셀 값은 복수의 2차 참조 픽셀 값의 서브 세트의 일부가 아니다.
도 4는 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치(100) 및 인트라 예측 방법(300)의 여러 측면들, 특히 1차 참조 픽셀과 2차 참조 픽셀 및 인트라 예측된 픽셀들 사이의 관계를 도시하는 예시적인 현재 비디오 코딩 블록의 개략도이다. 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치(100) 및 인트라 예측 방법(300)에서 구현되는 대응하는 처리 단계가 도 6에 도시된다.
도 4에서, 픽셀들의 회색 정사각형(grey square)은 예시적인 현재 처리된 비디오 코딩 블록을 나타낸다. 도 4에 도시된 예시적인 현재 비디오 코딩 블록의 경우, 1차 참조 픽셀은 현재 비디오 코딩 블록 위의 픽셀의 행에서의 픽셀들 및 현재 비디오 코딩 블록의 왼쪽의 픽셀의 열에서의 픽셀들이다. 따라서, 도 4에 도시된 실시 예에서, 1차 참조 픽셀은 이미 예측된 즉, 인트라 예측 장치(100)에 의해 처리된 이웃하는 비디오 코딩 블록에 속한다. 도 4에서, 현재 비디오 코딩 블록 위의 행의 1차 참조 픽셀들은 0에서 2N까지 인덱싱되고, 현재 비디오 코딩 블록의 왼쪽의 픽셀의 열에서의 1차 참조 픽셀은 0에서 -2N까지 인덱싱된다.
도 4는 인트라 예측 장치(100)가 현재 처리된 비디오 코딩 블록의 픽셀, 즉 더 어두운 회색으로 도 4에서 식별되는 현재 처리된 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하는 경우의 예를 도시한다. 도 4에서 가정된 45°의 예시적인 방향을 갖는 인트라 예측 모드에 있어서, 참조 픽셀 유닛(101)은 현재 처리된 픽셀에 연관된 1차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00034
을 결정하도록 구성된다. 또한, 현재 처리된 픽셀의 "반대편(opposite side)" 상의 2차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00035
이 결정된다(이는 또한 도 6의 처리 단계(601, 603, 605)에 도시되어 있음). 2차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00036
의 위치는 인트라 예측 모드, 예측될 블록의 크기 및 예측되는 현재 처리된 픽셀의 위치에 의존한다. 이 위치가 1차(즉, 이미 예측된) 참조 픽셀과 일치하지 않으면(도 6의 처리 단계(603) 참조), 대응하는 2차 참조 픽셀 값은 다음과 같이 결정될 것이다.
1차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00037
및/또는 제2 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00038
은 정수 픽셀 위치에 위치하지 않을 수 있고, 따라서 예를 들어 HEVC 표준에 정의된 바와 같은 서브 픽셀 보간 프로세스(도 6의 처리 단계(607, 609, 611 및 613)를 또한 참조)를 요구할 수 있다.
다음 스테이지에서, 장치(100)의 인트라 예측 유닛(103)은 1차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00039
및 2차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00040
에 기반하여 현재 처리된 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성된다.
일 실시 예에서, 장치(100)의 인트라 예측 유닛(103)은 1차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00041
및 2차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00042
의 가중 합(weighted sum) 즉:
Figure 112019046819978-pct00043
으로, 현재 처리된 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성되며, 여기서
Figure 112019046819978-pct00044
는 좌표
Figure 112019046819978-pct00045
에 위치된 현재 처리된 픽셀의 픽셀 값을 나타내며,
Figure 112019046819978-pct00046
는 제1 가중치를 나타내고,
Figure 112019046819978-pct00047
는 제2 가중치를 나타낸다.
도 4에 도시된 실시 예에서, 인트라 예측 유닛(103)은 1차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00048
과 현재 처리된 픽셀 사이의 거리
Figure 112019046819978-pct00049
, 2차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00050
과 현재 처리된 픽셀 사이의
Figure 112019046819978-pct00051
, 그리고 1차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00052
과 2차 참조 픽셀
Figure 112019046819978-pct00053
사이의 거리
Figure 112019046819978-pct00054
, 즉,
Figure 112019046819978-pct00055
(도 6의 처리 단계(615 및 617) 참조)에 기반하여, 제1 및 제2 가중치
Figure 112019046819978-pct00056
,
Figure 112019046819978-pct00057
를 결정하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 일 실시 예에서, 인트라 예측 유닛(103)은 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00058
에 기반하여 현재 처리된 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성된다. 도 4에 도시된 실시 예는 현재 처리된 비디오 코딩 블록의 알려지지 않은 측면에 대한 2차 참조 샘플, 즉 픽셀 값의 생성을 사용한다. 예를 들어, HEVC 표준에서, 알려지지 않은 측면은 현재 처리된 비디오 코딩 블록의 우측 및 하부측(bottom side)이다.
도 5는 플레이너(planer) 모드(인트라-예측 모드 인덱스가 0), DC 모드(인트라-예측 모드 인덱스가 1), 및 33개의 지향성 모드(인트라-예측 모드 인덱스가 2 내지 34개의 범위임)를 포함하는 HEVC/H.265 표준에 의해 제공된 인트라 예측 모드를 도시한다. 인트라 예측 장치(100) 및 인트라 예측 방법(300)의 다음 실시 예들에서, 도 5에 도시된 지향성 모드들 중 하나 이상을 사용하여, 마지막 2개의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 2차 참조 픽셀 값을 생성할 수 있다.
도 7은 2차 참조 픽셀을 생성하기 위한 일 실시 예에 따른 장치(100)의 참조 픽셀 유닛(101)에서 구현되는 일반적인 개념을 도시한 개략도이다. 본 발명의 실시 예에 따른 참조 픽셀 유닛(101)은 예를 들어, HEVC/H.265 표준에 정의된 33개의 지향성 모드에 의해 제공된 바와 같이, 2개의 컴포넌트, 즉 점진적으로 보간된 픽셀 값 또는 컴포넌트 그리고 지향성 예측된 픽셀 값 또는 컴포넌트, 즉 지향성 예측에 기반하여 예측된 픽셀의 조합을 사용한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 2차 참조 샘플
Figure 112019046819978-pct00059
을 직접 또는 이들 값들의 보간을 통해 획득하기 위해, 이들 2개의 컴포넌트가 독립적으로 계산되고 조합될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따라, 지향성 예측된 값은 이들 픽셀이 예측되는 블록, 즉 현재 처리된 비디오 코딩 블록의 "내부(inside)" 픽셀에 속하는 것과 동일한 방식으로 계산된다. 이 2개의 컴포넌트의 조합은 상이한 방식으로 수행될 수 있다.
일 실시 예에서, 참조 픽셀 유닛(101)은 제1 컴포넌트, 즉 지향성 예측된 픽셀 값과 제2 컴포넌트, 즉 점진적으로 보간된 픽셀 값의 가중 합을 취하도록 구성되며, 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00060
에 기반하여 2차 참조 픽셀 값을 생성하며, 여기서,
Figure 112019046819978-pct00061
이고,
Figure 112019046819978-pct00062
이며,
Figure 112019046819978-pct00063
는 2차 참조 픽셀 값을 식별하기 위한 인덱스를 나타낸다. 예를 들어, 도면에서, 인덱스
Figure 112019046819978-pct00064
는 0(하부 행에서 오른쪽의 2차 참조 픽셀)에서 2N(현재 처리되는 비디오 코딩 블록의 오른쪽의 행의 상부에 있는 2차 참조 픽셀)까지 실행된다. 일 실시 예에서, 가중치
Figure 112019046819978-pct00065
는 0.5의 값을 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 가중치
Figure 112019046819978-pct00066
는　현재 비디오 코딩 블록의 크기 및/또는 선택된 지향성 모드에 의존할 수 있다. 일 실시 예에서, 가중치
Figure 112019046819978-pct00067
는 다음 표:
Figure 112019046819978-pct00068
에서 제공되는 값을 가질 수 있으며(여기서, 가중치
Figure 112019046819978-pct00069
는 관계식
Figure 112019046819978-pct00070
로부터 유추될 수 있으며, 각각의 각도 모드 범위를 정의하는 숫자는 상이한 지향성 모드를 나타내는 인덱스이다.
다른 실시 예에서, 참조 픽셀 유닛(101)은 제1 컴포넌트, 즉 지향성 예측된 픽셀 값 및 제2 컴포넌트, 즉 점진적으로 보간된 픽셀 값을 블렌딩(blending)(비선형 작동을 포함할 수 있음)하는 것에 의해 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00071
을 생성하도록 구성된다.
도 8은 점진적으로 보간된 픽셀 값을 생성하기 위한 2개의 스테이지(2-stage) 프로세스(800)에 기반한, 일 실시 예에 따른 인트라 예측 장치(100)에서 구현되는 인트라 예측 처리 단계를 도시하는 도면이다.
제1 처리 스테이지(801)에서, 참조 픽셀 유닛(101)은 제1 및 제2(또는 마지막(last))의 2차 참조 픽셀의 제2 픽셀 값을 결정하도록 구성되며, 여기서 제1 및 마지막의 2차 참조 픽셀은 1차 참조 픽셀에 인접한 2차 참조 픽셀들이다. 도 4에 도시된 예시적인 시나리오의 경우, 제1의 2차 참조 픽셀(픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00072
)과 연관됨)이 하부 행에서 가장 왼쪽에 있는 픽셀이며, 마지막의 2차 참조 픽셀(픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00073
)과 연관됨)은 현재 처리된 비디오 코딩 블록의 오른쪽에 있는 행의 최상위 픽셀(top pixel)이다.
일 실시 예에서, 참조 픽셀 유닛(101)은 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00074
에 기반하여, 제1의 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00075
및 제2의 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00076
을 결정하도록 구성되며, 여기서,
Figure 112019046819978-pct00077
는 각각의 1차 참조 픽셀(a respective primary reference pixel)의 픽셀 값을 나타내며,
Figure 112019046819978-pct00078
는 1차 참조 픽셀 가중치를 나타낸다.
도 8에 도시된 프로세스의 제2 처리 스테이지(803)는 상이한 방식으로 수행될 수 있다. 일 실시 예에서, 장치(100)의 참조 픽셀 유닛(101)은 점진적으로 보간된 픽셀 값, 즉 선형 보간을 사용하여 각각의 2차 참조 픽셀 값
Figure 112019046819978-pct00079
을 생성하기 위한 각각의 제2 컴포넌트를 생성하도록 구성된다.
일 실시 예에서, 장치(100)의 참조 픽셀 유닛(101)은 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00080
에 기반하여 단계 크기의 값을 결정하고, 단계 크기
Figure 112019046819978-pct00081
에 대한 값을 사용하여 점진적으로 보간된 값:
Figure 112019046819978-pct00082
을 계산하도록 구성된다.
다른 실시 예에서, 장치(100)의 참조 픽셀 유닛(101)은 예를 들어 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00083
에 기반하여 점진적으로 보간된 픽셀의 제1 및 마지막 픽셀의 평균 픽셀 값을 정의하도록 구성된다.
도 9에 도시된 예시적인 비디오 코딩 블록에 기반하여 도시된 실시 예에서, 장치(100)의 참조 픽셀 유닛(101)은, 현재 처리된 비디오 코딩 블록의 중간에 위치된 포인트를 2차 픽셀의 위치로 투영하는 것에 의해 이 평균 픽셀 값에 대한 대응하는 2차 참조 픽셀을 결정하도록 구성된다. 현재 처리된 비디오 코딩 블록의 중간에 위치한 포인트의 좌표는 다음의 수식:
Figure 112019046819978-pct00084
과 같이 표현될 수 있으며, 여기서,
Figure 112019046819978-pct00085
및
Figure 112019046819978-pct00086
는 각각 현재 처리된 비디오 코딩 블록의 폭 및 높이를 나타낸다. 이 실시 예의 경우, 도 8에 도시된 제2 처리 스테이지(803)는 보간이 평균 픽셀 값과 연관된 2차 참조 픽셀의 위치를 고려하여 수행되기 때문에, 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트 즉, 지향성 예측된 픽셀 값을 예측하기 위해 사용되는 인트라-예측 모드에 의존하게 된다. 다른 실시 예들에서, 2개의 상이한 단계 크기 값들이 포인트들 즉:
Figure 112019046819978-pct00087
사이의 선형 보간을 수행하기 위해 참조 픽셀 유닛(101)에 의해 사용될 수 있다.
다른 실시 예에서, 참조 픽셀 유닛(101)은 선형 보간 대신에, 간격
Figure 112019046819978-pct00088
에서 점진적으로 보간된 픽셀 값을 결정하기 위한 2차 또는 그 이상의 차수 보간(2-nd or higher order interpolation)을 사용하도록 구성될 수 있다.
도 10은 2차 참조 픽셀 값을 생성하기 위한 및/또는 도 8에 도시된 처리 단계(803)의 대안으로서의 다른 실시 예에 따라 참조 픽셀 유닛(101)에서 구현된 알고리즘을 도시한다.
도 10에 도시된 알고리즘의 제1 처리 단계(1001)에서, 예측될 현재 처리된 비디오 코딩 블록의 크기 S 및 인트라 예측 모드 I IPM 가 선택된다. 다음 처리 단계(1003)에서, 지향성 예측된 픽셀 P u 가 처리 단계(1001)에서 선택된 인트라 예측 모드 I IPM 를 사용하여 알려지지 않은 참조 샘플 측면에 대해 생성된다. 일 실시 예에서, 참조 픽셀 유닛(101)은 도 10의 처리 단계(1003)에서의 선택 및 사용을 위한 하나 이상의 종래의 인트라 예측 메커니즘(예를 들어, 표준 H.265에서 정의된 종래의 인트라 예측 메커니즘)을 제공하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서, 처리 단계(1003)는 2차 참조 픽셀 값을 생성하기 위해 사용되는 1차 참조 픽셀 값의 필터링의 수행 또는 필터링을 수행하지 않음을 포함할 수 있다.
2차 참조 픽셀이 지향적으로(directionally) 생성된 후에, 장치의 참조 픽셀 유닛(101)은 처리 단계(1007)에서 필터 F dp 에 의해 이들 2차 참조 픽셀을 필터링하도록 구성될 수 있으며, 여기서, 참조 픽셀 유닛(101)은 필터 현재 처리된 비디오 코딩 블록 즉, 예측될 블록의 크기 S 및/또는 선택된 인트라 예측 모드 I IPM 에 따라 필터 F dp 를 결정하도록 구성될 수 있다(도 10의 처리 단계(1005) 참조). 본 발명의 실시 예에서, 처리 단계(1007)에서 적용된 F dp 필터는 처리 단계(1003)에서 1차 참조 샘플에 선택적으로 적용되는 필터와 상이할 수 있다.
일 실시 예에서, 참조 픽셀 유닛(101)은 H.265 표준에서 특정된 필터보다 강한 처리 단계(1005)의 필터 F dp 를 선택하여 알려진 참조 샘플을 필터링하도록 구성될 수 있다. 그러나 FIR, IIR, 비선형 또는 메디안(median) 필터를 포함하지만 이에 한정되지 않는, 상이한 필터 F dp 를 적용하는 것이 가능하다. 이러한 필터는 블러링(blurring), 디-링잉(de-ringing) 또는 선명화(sharpening)와 같은 상이한 효과를 제공할 수 있다.
다음 섹션들에서, 본 발명의 실시 예들에 의해 구현되는 장치(201)와 디코딩 장치(211) 사이의 시그널링을 포함하는, 인코딩 장치(201) 및 디코딩 장치(211)의 다른 실시 예가 설명될 것이다. 인식할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시 예들은 디코딩 장치(211) 측에서 특별한 시그널링을 필요로 하지 않으며, 따라서 비트스트림 파싱(parsing) 작동의 복잡성을 증가시키지 않는다.
도 11은 HEVC 표준에 기반한 일 실시 예에 따른 디코딩 장치(211)에서 구현되는 처리 방식(processing scheme)(1100)을 나타낸다.
제1 처리 스테이지(1101)에서, 인트라 예측 모드 I IPM 의 인덱스가 비트 스트림으로부터 파싱된다. 그 후, 처리 단계(1103)에서, 디코딩된 인트라 예측 모드가 지향성 인트라 예측 모드인지 여부에 따라 결정이 내려진다. 시그널링 방식이 HEVC 비디오 코딩의 컨택스트에 적용되는 경우에, I IPM 이 1보다 클 때 인트라 예측 모드는 지향성이다. 본 발명의 실시 예들은 또한 플레이너 모드를 사용할 수 있다. 이 경우 I IPM 이 1이 아닌 것과 같은 조건이 작성될 수 있다.
지향성(및 가능하게는 플레이너인) 인트라 예측 모드의 경우, 플래그 "idw_dir_mode_PU_flag"의 값이 처리 단계(1105b)에서 비트스트림으로부터 파싱된다. 본 발명의 실시 예들에 따르면, 이 플래그는 제안된 메커니즘을 예측 유닛(변환 유닛들의 세트)에 적용할지의 여부를 코딩하기 위해 비트스트림에 도입된다. 일 실시 예에서, 이 플래그의 값은 단계(1105a)에서 무지향성(non-directional)(DC 및 PLANAR) 인트라 예측 모드에 대해 0으로 할당된다. 처리 단계(1107)에서, 본 발명의 실시 예들에 의해 제공되는 바와 같이, 예측된 신호를 획득하기 위하여, PU에 속하는 TU가 결정되고, 각각의 TU에 대해 종래의 예측 방식(처리 단계(1111b)) 또는 거리-가중 예측(distance-weighted prediction)(처리 단계(1111a))을 사용하기 위한결정이 취해진다(처리 단계 1109). 처리 단계(1109)에서의 TU에 대한 결정은 처리 단계들(1105a 및 1105b)에서 결정된 플래그 "idw_dir_mode_PU_flag"의 값에 기반하여 취해진다.
도 12는 HEVC 표준에 기반한 실시 예에 따른 인코딩 장치(201)에서 구현되는 처리 방식(1200)을 도시한다.
처리 방식(1200)은 주어진 PU에 대한 후보 인트라 예측 모드들의 세트 중 인트라 예측 모드를 선택하는 것에 의해 처리 단계(1201)에서 시작한다. 그 다음, 플래그 "idw_dir_mode_PU_flag"는 값 0으로 할당되고(처리 단계(1203) 참조), 이는 거리 가중 지향성 예측(distance-weighted directional prediction, DWDIP)이 PU 내에 적용되지 않음을 의미한다. PU의 각각의 TU에 대해, 레이트 왜곡(rate-distortion) 비용(RD-cost)이 추정된다(처리 단계(1205, 1207, 1209) 참조). PU 코딩 비용은 TU에 대한 RD- cost를 합산하고 시그널링 비용을 추가하는 것에 의해 추정될 수 있다(처리 단계(1211) 참조).
후보 인트라 예측 모드 리스트로부터 픽업된 인트라-예측 모드가 지향성이 아닌 경우, 더 이상의 계산은 없다: 주어진 PU에 대한 RD-cost 및 인트라-예측 모드가 결정된다(처리 단계(1213 및 1215b) 참조). 그렇지 않으면, 플래그 "idw_dir_mode_PU_flag"가 1로 설정된 경우, 즉 주어진 PU에 대해 DWDIP가 인에이블되는 경우에 유사한 작동(처리 단계(1215a, 1217, 1219, 1221 및 1223) 참조)이 수행된다. 플래그 "idw_dir_mode_PU_flag"의 어떤 값이 사용되어야 하는지에 관한 인코딩 장치(201)에 의한 결정은 RD-cost를 비교하는 것에 의해 행해질 수 있다(처리 단계(1215) 참조).
본 발명의 특정한 특징 또는 측면이 몇몇 구현 예 또는 실시 예 중 오직 하나에 관하여 개시되었을 수 있지만, 이러한 특징 또는 측면은 임의의 주어진 또는 특정한 애플리케이션에 대해 요구되거나 유지할 수 있도록, 다른 구현 예 또는 실시 예의 하나 이상의 추가 특징 또는 측면과 조합될 수 있다. 또한, "포함한다(include)", "가진다(have)", "함께(with)" 또는 다른 변형이 사용되는 용어는 상세한 설명 또는 청구 범위에서 사용되는 정도까지, 이러한 용어는 용어 " 포함한다(comprise)"와 유사한 방식으로 포괄적일 수 있는 것을 의도한다. 또한, "예시적인", "예를 들어" 및 "예"는 최선 또는 최적이 아니라 단지 예를 의미한다. "결합된(coupled)" 및 "연결된(connected)"라는 용어는 그 파생어와 함께 사용되었을 수 있다. 이 용어들은 직접적인 물리적 또는 전기적 접촉에 관계없이 또는 서로 직접 접촉하지 않더라도 두 엘리먼트가 서로 협력하거나 상호 작용함을 나타내기 위해 사용되었을 수 있음을 이해해야 한다. 본 명세서에서는 특정 측면이 도시되고 설명되었지만, 다양한 대체 및/또는 등가 구현 예가 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 도시되고 기술된 특정 측면을 대체할 수 있음을 이해할 것이다. 본 애플리케이션은 여기에서 논의된 특정 측면의 모든 적용 또는 변형을 포함한다.
이하의 청구의 범위에 있는 엘리먼트는 대응하는 라벨을 갖는 특정 시퀀스로 열거되지만, 청구의 요지는 이러한 엘리먼트의 일부 또는 전부를 구현하기 위한 특정 시퀀스를 암시하지 않는 한, 이들 엘리먼트는 반드시 특정 시퀀스에서 구현되는 실시 예로 제한되는 것은 아니다.
교시(teaching)의 관점에서 많은 대안, 수정 및 변형이 당업자에게 명백할 것이다. 물론, 본 기술 분야의 당업자는 본원에 기재된 것 이상의 수많은 발명의 애플리케이션이 있음을 용이하게 인식할 수 있다. 본 발명은 하나 이상의 특정 실시 예를 참조하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 많은 변화가 이루어질 수 있음을 인식한다. 따라서, 첨부된 특허 청구 범위 및 그 등가물의 범위 내에서, 본 발명은 여기에 구체적으로 기술된 것과 다르게 실시될 수 있음을 이해해야 한다.

Claims (16)

  1. 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록의 인트라 예측을 위한 장치로서, 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관되며, 상기 장치는,
    복수의 1차 참조 픽셀(primary reference pixel) 값에 기반하여 복수의 2차 참조 픽셀(secondary reference pixel) 값을 생성하도록 구성된 참조 픽셀 유닛 - 복수의 1차 참조 픽셀 값은 현재 비디오 코딩 블록의 이웃하는 비디오 코딩 블록에 위치된 복수의 1차 참조 픽셀과 연관되며, 참조 픽셀 유닛은 2개 이상의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 2차 참조 픽셀 값들 각각을 생성하도록 구성됨 -; 및
    복수의 1차 참조 픽셀 값 및 복수의 2차 참조 픽셀 값에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성된 인트라 예측 유닛
    을 포함하고,
    상기 참조 픽셀 유닛은 추가로,
    복수의 2차 참조 픽셀 값의 서브세트의 각각의 2차 참조 픽셀 값에 대해, 지향성 인트라 예측(directional intra prediction)에 기반한 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트(component) 및 제1의 2차 참조 픽셀 값과 제2의 2차 참조 픽셀 값 사이의 보간 예측에 기반한 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트를 결정하고, 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트와 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트를 조합하여 2차 참조 픽셀 값을 생성하도록 구성되고, 제1의 2차 참조 픽셀 값과 제2의 2차 참조 픽셀 값은 복수의 2차 참조 픽셀 값의 서브세트에 속하지 않는, 인트라 예측을 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 1차 참조 픽셀은 현재 비디오 코딩 블록의 바로 위의 픽셀의 행과 현재 비디오 코딩 블록의 왼쪽 또는 오른쪽의 픽셀의 열에 위치되거나, 상기 복수의 1차 참조 픽셀은 현재 비디오 코딩 블록 바로 아래의 픽셀의 행과 현재 비디오 코딩 블록의 왼쪽 또는 오른쪽의 픽셀의 열에 위치되는, 인트라 예측을 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 2차 참조 픽셀 값은 현재 비디오 코딩 블록의 추가의 이웃하는 비디오 코딩 블록에 위치된 복수의 2차 참조 픽셀과 연관되고, 추가의 이웃하는 비디오 코딩 블록은 상기 이웃하는 비디오 코딩 블록이 아닌, 인트라 예측을 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 참조 픽셀 유닛은 H.264 표준, 또는 H.265 표준, 또는 지향성 인트라 예측에 기반하여 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트를 결정하기 위한 이들 표준들 중 하나로부터 진화된 표준의 지향성 모드(directional mode)을 사용하도록 구성되는, 인트라 예측을 위한 장치.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 참조 픽셀 유닛은 추가로,
    제1의 2차 참조 픽셀에 이웃하는 1차 참조 픽셀의 1차 참조 픽셀 값에 기반한 제1의 2차 참조 픽셀 값과, 제2의 2차 참조 픽셀에 이웃하는 1차 참조 픽셀의 1차 참조 픽셀 값에 기반한 제2의 2차 참조 픽셀 값을 결정하도록 구성되는, 인트라 예측을 위한 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 참조 픽셀 유닛은 다음의 수식:
    Figure 112020083768671-pct00089

    에 기반하여 제1의 2차 참조 픽셀 값
    Figure 112020083768671-pct00090
    과 제2의 2차 참조 픽셀 값
    Figure 112020083768671-pct00091
    을 결정하도록 구성되고,
    Figure 112020083768671-pct00092
    은 현재 비디오 코딩 블록의 선형 크기를 나타내는, 인트라 예측을 위한 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 참조 픽셀 유닛은 다음의 수식:
    Figure 112020083768671-pct00093

    에 기반하여, 제1의 2차 참조 픽셀 값
    Figure 112020083768671-pct00094
    과 제2의 2차 참조 픽셀 값
    Figure 112020083768671-pct00095
    사이의 보간 예측에 기반하여 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트
    Figure 112020083768671-pct00096
    를 생성하도록 구성되는, 인트라 예측을 위한 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 참조 픽셀 유닛은 다음의 수식:
    Figure 112020083768671-pct00097

    에 기반하여 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트
    Figure 112020083768671-pct00098
    와 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트
    Figure 112020083768671-pct00099
    를 조합하여 2차 참조 픽셀 값
    Figure 112020083768671-pct00100
    을 생성하도록 구성되는, 인트라 예측을 위한 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 참조 픽셀 유닛은 방향, 인덱스
    Figure 112020083768671-pct00101
    및/또는 현재 비디오 코딩 블록의 크기에 따라 가중치
    Figure 112020083768671-pct00102
    및/또는
    Figure 112020083768671-pct00103
    를 조정하도록 구성되는, 인트라 예측을 위한 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 예측 유닛은 다음의 수식:
    Figure 112020083768671-pct00104

    에 따라 복수의 1차 참조 픽셀 및 복수의 2차 참조 픽셀에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성되며,
    Figure 112020083768671-pct00105
    는 좌표
    Figure 112020083768671-pct00106
    를 가지는 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 나타내고,
    Figure 112020083768671-pct00107
    는 제1 가중치를 나타내고,
    Figure 112020083768671-pct00108
    는 1차 참조 픽셀 값을 나타내며,
    Figure 112020083768671-pct00109
    는 제2 가중치를 나타내고,
    Figure 112020083768671-pct00110
    는 2차 참조 픽셀 값을 나타내는, 인트라 예측을 위한 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 인트라 예측 유닛은 다음의 수식:
    Figure 112020083768671-pct00111

    에 따라 복수의 1차 참조 픽셀 및 복수의 2차 참조 픽셀에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하도록 구성되고,
    Figure 112020083768671-pct00112
    는 1차 참조 픽셀 값
    Figure 112020083768671-pct00113
    과 연관된 1차 참조 픽셀로부터 좌표
    Figure 112020083768671-pct00114
    를 가지는 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀까지의 거리를 나타내고,
    Figure 112020083768671-pct00115
    는 2차 참조 픽셀 값
    Figure 112020083768671-pct00116
    과 연관된 2차 참조 픽셀로부터 좌표
    Figure 112020083768671-pct00117
    를 가지는 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀까지의 거리를 나타내며,
    Figure 112020083768671-pct00118
    는 1차 참조 픽셀 값
    Figure 112020083768671-pct00119
    과 연관된 1차 참조 픽셀로부터 2차 참조 픽셀 값
    Figure 112020083768671-pct00120
    과 연관된 2차 참조 픽셀까지의 거리를 나타내는, 인트라 예측을 위한 장치.
  12. 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록을 인코딩하는 인코딩 장치로서, 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관되며, 상기 인코딩 장치는,
    예측된 비디오 코딩 블록을 제공하기 위한 제1항에 따른 인트라 예측을 위한 장치; 및
    예측된 비디오 코딩 블록에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록을 인코딩하도록 구성된 인코딩 유닛
    을 포함하는 인코딩 장치.
  13. 비디오 신호의 프레임의 인코딩된 비디오 코딩 블록을 디코딩하는 디코딩 장치로서, 인코딩된 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관되며, 상기 디코딩 장치는,
    예측된 비디오 코딩 블록을 제공하기 위한 제1항에 따른 인트라 예측을 위한 장치; 및
    인코딩된 비디오 코딩 블록 및 예측된 비디오 코딩 블록에 기반하여 비디오 코딩 블록을 복원하도록 구성된 복원 유닛
    을 포함하는 디코딩 장치.
  14. 비디오 신호의 프레임의 현재 비디오 코딩 블록의 인트라 예측을 위한 방법으로서, 현재 비디오 코딩 블록은 복수의 픽셀을 포함하고, 각각의 픽셀은 픽셀 값과 연관되며, 상기 인트라 예측을 위한 방법은,
    복수의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 복수의 2차 참조 픽셀 값을 생성하는 단계 - 복수의 1차 참조 픽셀 값은 현재 비디오 코딩 블록의 이웃하는 비디오 코딩 블록에 위치된 복수의 1차 참조 픽셀과 연관되며, 2차 참조 픽셀 값들 각각은 2개 이상의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 생성됨 -; 및
    복수의 1차 참조 픽셀 값 및 복수의 2차 참조 픽셀 값에 기반하여 현재 비디오 코딩 블록의 픽셀의 픽셀 값을 인트라 예측하는 단계
    를 포함하고,
    상기 복수의 1차 참조 픽셀 값에 기반하여 복수의 2차 참조 픽셀 값을 생성하는 단계가,
    복수의 2차 참조 픽셀 값의 서브세트의 각각의 2차 참조 픽셀 값에 대해, 지향성 인트라 예측(directional intra prediction)에 기반한 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트(component) 및 제1의 2차 참조 픽셀 값과 제2의 2차 참조 픽셀 값 사이의 보간 예측에 기반한 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트를 결정하고, 2차 참조 픽셀 값의 제1 컴포넌트와 2차 참조 픽셀 값의 제2 컴포넌트를 조합하여 2차 참조 픽셀 값을 생성하는 단계
    를 포함하고,
    제1의 2차 참조 픽셀 값과 제2의 2차 참조 픽셀 값은 복수의 2차 참조 픽셀 값의 서브세트에 속하지 않는, 인트라 예측을 위한 방법.
  15. 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 판독 가능형 매체로서,
    상기 프로그램 코드는, 컴퓨터상에서 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 제14항의 인트라 예측을 위한 방법을 수행하도록 하는, 컴퓨터 판독 가능형 매체.
  16. 삭제
KR1020197013204A 2016-10-14 2016-10-14 거리 가중 양지향성 인트라 예측 KR102227411B1 (ko)

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