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WO2016072753A1 - 샘플 단위 예측 부호화 장치 및 방법 - Google Patents

샘플 단위 예측 부호화 장치 및 방법 Download PDF

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WO2016072753A1
WO2016072753A1 PCT/KR2015/011810 KR2015011810W WO2016072753A1 WO 2016072753 A1 WO2016072753 A1 WO 2016072753A1 KR 2015011810 W KR2015011810 W KR 2015011810W WO 2016072753 A1 WO2016072753 A1 WO 2016072753A1
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WO
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sample
current
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candidate
unit
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/011810
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English (en)
French (fr)
Inventor
알쉬나엘레나
알쉰알렉산더
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to EP15857663.7A priority patent/EP3203735A4/en
Priority to JP2017524041A priority patent/JP2017537539A/ja
Priority to CN201580068754.3A priority patent/CN107005711A/zh
Priority to KR1020177012318A priority patent/KR20170078683A/ko
Priority to MX2017005892A priority patent/MX2017005892A/es
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    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding

Definitions

  • a video encoding / decoding apparatus and method including prediction are provided.
  • the video content is encoded by transforming and quantizing the residual signal minus the original signal and the prediction signal.
  • the video content can be played back by decoding the encoded video content.
  • the residual signal corresponding to the difference between the original signal and the predicted signal is transformed and quantized and transmitted in the bitstream during video content encoding, the residual signal needs to be minimized through efficient prediction.
  • a divider for dividing an image into at least one block The first weighted value for the first sample predicted before the current sample in the current block and laterally adjacent to the current sample, and the first sample predicted before the current sample in the current block and vertical for the current sample.
  • a predicting unit predicting the current sample using at least one of values applied with a second weight value to a second sample adjacent in a direction;
  • a decoder which decodes the image by using the residual value of the current sample and the prediction value of the current sample obtained from a bitstream.
  • the encoding / decoding apparatus and method according to an embodiment may perform adaptive prediction according to the position of a current sample.
  • FIG. 1 is a block diagram of a video encoding apparatus based on coding units according to a tree structure, according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram of a video decoding apparatus based on coding units according to a tree structure, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram of an image encoder based on coding units, according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram of an image decoder based on coding units, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment.
  • FIG. 7 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram of deeper encoding information according to depths, according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an exemplary embodiment.
  • 10, 11, and 12 illustrate a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment.
  • FIG. 12 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit according to the encoding mode information of Table 1.
  • FIG. 13 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to various embodiments.
  • FIG. 14 illustrates a multiview video system according to an embodiment.
  • 15 is a diagram illustrating texture images and depth images configuring a multiview video.
  • 18A illustrates the operation of sample unit prediction to predict a current sample based on a sample already predicted in a current block.
  • 18B illustrates another sample unit prediction operation of predicting a current sample based on a sample already predicted in the current block.
  • 21 shows a first weight applied to adjacent samples in the transverse direction to the current sample.
  • FIG. 22 shows a second weight applied to samples that are longitudinally adjacent to the current sample.
  • 25 illustrates an operation of predicting a sample located at the edge of the current block.
  • 26 illustrates an operation of performing reference sample padding.
  • FIG. 27 illustrates a flowchart of a video encoding method capable of performing sample wise prediction based on an already predicted neighbor sample.
  • FIG. 28 illustrates a flowchart of a video decoding method capable of performing sample wise prediction based on an already predicted neighbor sample.
  • FIG. 29 illustrates a block diagram of a video encoding apparatus capable of performing sample wise prediction based on an already reconstructed sample.
  • FIG. 30 is a block diagram of a video decoding apparatus capable of performing sample wise prediction based on an already reconstructed sample.
  • FIG. 31 illustrates the operation of sample unit prediction for predicting a current sample based on an already reconstructed sample.
  • 35 illustrates an operation of correcting a cost based on a direction in which candidate adjacent samples are adjacent to candidate samples.
  • FIG. 36 illustrates an operation of sample unit prediction for predicting a current sample based on a plurality of already reconstructed samples.
  • 38 illustrates another operation of sample unit prediction for predicting a current sample based on a plurality of already reconstructed samples.
  • 39 illustrates an operation of correcting a cost based on a direction in which a plurality of candidate adjacent samples are adjacent to the candidate sample.
  • FIG. 40 shows a flowchart of a video encoding method capable of performing sample wise prediction based on an already reconstructed neighboring sample.
  • FIG. 41 shows a flowchart of a video decoding method capable of performing sample wise prediction based on an already reconstructed adjacent sample.
  • FIG. 42 illustrates a physical structure of a disk in which a program is stored, according to an embodiment.
  • 43 shows a disc drive for recording and reading a program by using the disc.
  • FIG. 44 shows an overall structure of a content supply system for providing a content distribution service.
  • 45 and 24 illustrate an external structure and an internal structure of a mobile phone to which a video encoding method and a video decoding method according to an embodiment are applied.
  • 47 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system, according to an embodiment.
  • FIG. 48 is a diagram illustrating a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • a divider for dividing an image into at least one block The first weighted value for the first sample predicted before the current sample in the current block and laterally adjacent to the current sample, and the first sample predicted before the current sample in the current block and vertical for the current sample.
  • a predicting unit predicting the current sample using at least one of values applied with a second weight value to a second sample adjacent in a direction;
  • a decoder which decodes the image by using the residual value of the current sample and the prediction value of the current sample obtained from a bitstream.
  • the first weight is a difference value between the first sample that is laterally adjacent to the current sample and the third sample that is predicted earlier than the current sample within the current block and is diagonally adjacent to the current sample Can be proportional to
  • the second weight is a difference value between the second sample longitudinally adjacent to the current sample and the third sample predicted before the current sample in the current block and diagonally adjacent to the current sample Can be proportional to
  • the first weight and the second weight may be the same.
  • the first sample is located at a boundary of the current block, and the first sample is a value and a third value applied to a first reference sample outside the current block adjacent in the horizontal direction with respect to the first sample. Is predicted using at least one of a fifth weighted value for, wherein the fourth weight is a difference between the first reference sample and a second reference sample outside the current block that is diagonally adjacent to the first sample.
  • the fifth weight value may be proportional to a difference value between the third sample and the second reference sample.
  • the second sample is located at a boundary of the current block, and the second sample is a fourth weighted value for the third sample and a first reference outside the current block that is longitudinally adjacent to the second sample.
  • the fourth weighted value is predicted using at least one of a value to which a fifth weighted sample is applied, and the fourth weighted value is a difference value between a second reference sample outside the current block adjacent in a diagonal direction with respect to the third sample and the second sample.
  • the fifth weight may be proportional to a difference value between the first reference sample and the second reference sample.
  • the third sample is located at a boundary of the current block, and the third sample is a value to which a fourth weighted value is applied to a first reference sample outside the current block that is laterally adjacent to the third sample and the third sample. Is obtained using at least one of a fifth weighted value applied to a second reference sample outside the current block vertically adjacent to the fourth weighted value, wherein the fourth weighted diagonal to the first reference sample and the third sample.
  • the third reference sample may be proportional to a difference value between adjacent third reference samples
  • the fifth weight may be proportional to a difference value between the second reference sample and the third reference sample.
  • a divider for dividing an image into at least one block The first weighted value for the first sample predicted before the current sample in the current block and laterally adjacent to the current sample, and the first sample predicted before the current sample in the current block and vertical for the current sample.
  • an encoding unit which encodes a residual value between the original value of the current sample and the predicted value of the current sample.
  • a divider for dividing an image into at least one block; A candidate neighboring sample having a value closest to the neighboring sample among a plurality of candidate samples included in the at least one previous block reconstructed before the current block, wherein at least one neighboring sample adjacent to the current sample is selected in the current block; A candidate selector for selecting a first candidate sample adjacent to the candidate candidate; A prediction unit predicting the current sample using the first candidate sample; And a decoder which decodes the image by using the residual value of the current sample and the prediction value of the current sample obtained from a bitstream.
  • the candidate samples may be located within a predetermined distance from the current sample.
  • the first candidate sample is based on a difference value between the adjacent sample adjacent to the current sample and each candidate neighboring sample adjacent to the candidate samples and a distance between the current sample and the respective candidate samples. Can be selected.
  • the direction in which the candidate sample is adjacent to the candidate neighboring sample may be the same as the direction in which the current sample is adjacent to the adjacent sample.
  • the first candidate sample is a difference value between the adjacent sample adjacent to the current sample and each candidate adjacent sample adjacent to the candidate samples, the adjoining direction of the current sample and the adjacent sample, and the candidate samples And based on the adjoining direction of the candidate neighboring samples.
  • Dividing an image into at least one block A candidate neighboring sample having a value closest to the neighboring sample among a plurality of candidate samples included in the at least one previous block reconstructed before the current block, wherein at least one neighboring sample adjacent to the current sample is selected in the current block; Selecting a first candidate sample adjacent to; Predicting the current sample using the first candidate sample; And decoding the image by using the residual value of the current sample and the prediction value of the current sample obtained from the bitstream.
  • a divider for dividing an image into at least one block Select at least one neighboring sample predicted before the current sample in the current block and adjacent to the current sample, and select the neighboring sample from among a plurality of candidate samples included in the at least one previous block reconstructed before the current block;
  • a candidate selecting unit that selects a first candidate sample adjacent to a candidate neighboring sample having the nearest value;
  • a prediction unit predicting the current sample using the first candidate sample;
  • an encoding unit which encodes a residual value between the original value of the current sample and the predicted value of the current sample.
  • the "picture” may be a still picture of the video or a moving picture, that is, the video itself.
  • sample means data to be processed as data allocated to a sampling position of an image.
  • the pixels in the spatial domain image may be samples.
  • a “layer image” refers to images of a specific viewpoint or the same type.
  • one layer image represents color images or depth images input at a specific viewpoint.
  • FIGS. 1 to 13 a video encoding method and a video decoding method based on coding units having a tree structure according to various embodiments will be described with reference to FIGS. 1 to 13.
  • FIG. 1 is a block diagram of a video encoding apparatus 100 based on coding units having a tree structure, according to an exemplary embodiment.
  • the video encoding apparatus 100 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a coding unit determiner 120 and an output unit 130.
  • the video encoding apparatus 100 that includes video prediction based on coding units having a tree structure is abbreviated as “video encoding apparatus 100”.
  • the coding unit determiner 120 may partition the current picture based on a maximum coding unit that is a coding unit having a maximum size for the current picture of the image. If the current picture is larger than the maximum coding unit, image data of the current picture may be split into at least one maximum coding unit.
  • the maximum coding unit may be a data unit having a size of 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, or the like, and may be a square data unit having a square of two horizontal and vertical sizes.
  • the coding unit according to an embodiment may be characterized by a maximum size and depth.
  • the depth indicates the number of times the coding unit is spatially divided from the maximum coding unit, and as the depth increases, the coding unit for each depth may be split from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the depth of the largest coding unit is the highest depth and the minimum coding unit may be defined as the lowest coding unit.
  • the maximum coding unit decreases as the depth increases, the size of the coding unit for each depth decreases, and thus, the coding unit of the higher depth may include coding units of a plurality of lower depths.
  • the image data of the current picture may be divided into maximum coding units according to the maximum size of the coding unit, and each maximum coding unit may include coding units divided by depths. Since the maximum coding unit is divided according to depths, image data of a spatial domain included in the maximum coding unit may be hierarchically classified according to depths.
  • the maximum depth and the maximum size of the coding unit that limit the total number of times of hierarchically dividing the height and the width of the maximum coding unit may be preset.
  • the coding unit determiner 120 encodes at least one divided region obtained by dividing the region of the largest coding unit for each depth, and determines a depth at which the final encoding result is output for each of the at least one divided region. That is, the coding unit determiner 120 encodes the image data in coding units according to depths for each maximum coding unit of the current picture, and selects the depth at which the smallest coding error occurs to determine the final depth. The determined final depth and the image data for each maximum coding unit are output to the outputter 130.
  • Image data in the largest coding unit is encoded based on coding units according to depths according to at least one depth less than or equal to the maximum depth, and encoding results based on the coding units for each depth are compared. As a result of comparing the encoding error of the coding units according to depths, a depth having the smallest encoding error may be selected. At least one final depth may be determined for each maximum coding unit.
  • the coding unit is divided into hierarchically and the number of coding units increases.
  • a coding error of each data is measured, and whether or not division into a lower depth is determined. Therefore, even in the data included in one largest coding unit, since the encoding error for each depth is different according to the position, the final depth may be differently determined according to the position. Accordingly, one or more final depths may be set for one maximum coding unit, and data of the maximum coding unit may be partitioned according to coding units of one or more final depths.
  • the coding unit determiner 120 may determine coding units having a tree structure included in the current maximum coding unit.
  • the coding units according to the tree structure according to an embodiment include coding units having a depth determined as a final depth among all deeper coding units included in the current maximum coding unit.
  • the coding unit of the final depth may be determined hierarchically according to the depth in the same region within the maximum coding unit, and may be independently determined for the other regions.
  • the final depth for the current area can be determined independently of the final depth for the other area.
  • the maximum depth according to an embodiment is an index related to the number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the first maximum depth according to an embodiment may represent the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the second maximum depth according to an embodiment may represent the total number of depth levels from the maximum coding unit to the minimum coding unit. For example, when the depth of the largest coding unit is 0, the depth of the coding unit obtained by dividing the largest coding unit once may be set to 1, and the depth of the coding unit divided twice may be set to 2. In this case, if the coding unit divided four times from the maximum coding unit is the minimum coding unit, since depth levels of 0, 1, 2, 3, and 4 exist, the first maximum depth is set to 4 and the second maximum depth is set to 5. Can be.
  • Predictive encoding and transformation of the largest coding unit may be performed. Similarly, prediction encoding and transformation are performed based on depth-wise coding units for each maximum coding unit and for each depth less than or equal to the maximum depth.
  • encoding including prediction encoding and transformation should be performed on all the coding units for each depth generated as the depth deepens.
  • the prediction encoding and the transformation will be described based on the coding unit of the current depth among at least one maximum coding unit.
  • the video encoding apparatus 100 may variously select a size or shape of a data unit for encoding image data.
  • the encoding of the image data is performed through prediction encoding, transforming, entropy encoding, and the like.
  • the same data unit may be used in every step, or the data unit may be changed in steps.
  • the video encoding apparatus 100 may select not only a coding unit for encoding the image data, but also a data unit different from the coding unit in order to perform predictive encoding of the image data in the coding unit.
  • prediction encoding may be performed based on coding units of a final depth, that is, coding units that are no longer split.
  • the partition in which the coding unit is divided may include a data unit in which at least one of a coding unit and a height and a width of the coding unit are split.
  • the partition may include a data unit having a split coding unit and a data unit having the same size as the coding unit.
  • the partition on which the prediction is based may be referred to as a 'prediction unit'.
  • the partition mode may be formed in a geometric form, as well as partitions divided in an asymmetric ratio such as 1: n or n: 1, as well as symmetric partitions in which a height or width of a prediction unit is divided in a symmetrical ratio. It may optionally include partitioned partitions, arbitrary types of partitions, and the like.
  • the prediction mode of the prediction unit may be at least one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • the intra mode and the inter mode may be performed on partitions having sizes of 2N ⁇ 2N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, and N ⁇ N.
  • the skip mode may be performed only for partitions having a size of 2N ⁇ 2N.
  • the encoding may be performed independently for each prediction unit within the coding unit to select a prediction mode having the smallest encoding error.
  • the video encoding apparatus 100 may perform conversion of image data of a coding unit based on not only a coding unit for encoding image data, but also a data unit different from the coding unit.
  • the transformation may be performed based on a transformation unit having a size smaller than or equal to the coding unit.
  • the transformation unit may include a data unit for intra mode and a transformation unit for inter mode.
  • the transformation unit in the coding unit is also recursively divided into smaller transformation units, so that the residual data of the coding unit is determined according to the tree structure according to the transformation depth. Can be partitioned according to the conversion unit.
  • a transform depth indicating a number of divisions between the height and the width of the coding unit divided to the transform unit may be set. For example, if the size of the transform unit of the current coding unit of size 2Nx2N is 2Nx2N, the transform depth is 0, the transform depth 1 if the size of the transform unit is NxN, and the transform depth 2 if the size of the transform unit is N / 2xN / 2. Can be. That is, the transformation unit having a tree structure may also be set for the transformation unit according to the transformation depth.
  • the split information for each depth requires not only depth but also prediction related information and transformation related information. Accordingly, the coding unit determiner 120 may determine not only the depth that generated the minimum encoding error, but also a partition mode in which the prediction unit is divided into partitions, a prediction mode for each prediction unit, and a size of a transformation unit for transformation.
  • a method of determining a coding unit, a prediction unit / partition, and a transformation unit according to a tree structure of a maximum coding unit according to an embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 13.
  • the coding unit determiner 120 may measure a coding error of coding units according to depths using a Lagrangian Multiplier-based rate-distortion optimization technique.
  • the output unit 130 outputs the image data and the split information according to depths of the maximum coding unit, which are encoded based on at least one depth determined by the coding unit determiner 120, in a bitstream form.
  • the encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
  • the split information for each depth may include depth information, partition mode information of a prediction unit, prediction mode information, split information of a transformation unit, and the like.
  • the final depth information may be defined using depth-specific segmentation information indicating whether to encode in a coding unit of a lower depth rather than encoding the current depth. If the current depth of the current coding unit is a depth, since the current coding unit is encoded in a coding unit of the current depth, split information of the current depth may be defined so that it is no longer divided into lower depths. On the contrary, if the current depth of the current coding unit is not the depth, encoding should be attempted using the coding unit of the lower depth, and thus split information of the current depth may be defined to be divided into coding units of the lower depth.
  • encoding is performed on the coding unit divided into the coding units of the lower depth. Since at least one coding unit of a lower depth exists in the coding unit of the current depth, encoding may be repeatedly performed for each coding unit of each lower depth, and recursive coding may be performed for each coding unit of the same depth.
  • coding units having a tree structure are determined in one largest coding unit and at least one split information should be determined for each coding unit of a depth, at least one split information may be determined for one maximum coding unit.
  • the depth since the data of the largest coding unit is partitioned hierarchically according to the depth, the depth may be different for each location, and thus depth and split information may be set for the data.
  • the output unit 130 may allocate encoding information about a corresponding depth and an encoding mode to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit included in the maximum coding unit.
  • the minimum unit according to an embodiment is a square data unit having a size obtained by dividing a minimum coding unit, which is the lowest depth, into four segments.
  • the minimum unit according to an embodiment may be a square data unit having a maximum size that may be included in all coding units, prediction units, partition units, and transformation units included in the maximum coding unit.
  • the encoding information output through the output unit 130 may be classified into encoding information according to depth coding units and encoding information according to prediction units.
  • the encoding information for each coding unit according to depth may include prediction mode information and partition size information.
  • the encoding information transmitted for each prediction unit includes information about an estimation direction of the inter mode, information about a reference image index of the inter mode, information about a motion vector, information about a chroma component of an intra mode, and information about an inter mode of an intra mode. And the like.
  • Information about the maximum size and information about the maximum depth of the coding unit defined for each picture, slice, or GOP may be inserted into a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set of the bitstream.
  • the information on the maximum size of the transform unit and the minimum size of the transform unit allowed for the current video may also be output through a header, a sequence parameter set, a picture parameter set, or the like of the bitstream.
  • the output unit 130 may encode and output reference information, prediction information, slice type information, and the like related to prediction.
  • a coding unit according to depths is a coding unit having a size in which a height and a width of a coding unit of one layer higher depth are divided by half. That is, if the size of the coding unit of the current depth is 2Nx2N, the size of the coding unit of the lower depth is NxN.
  • the current coding unit having a size of 2N ⁇ 2N may include up to four lower depth coding units having a size of N ⁇ N.
  • the video encoding apparatus 100 determines a coding unit having an optimal shape and size for each maximum coding unit based on the size and the maximum depth of the maximum coding unit determined in consideration of the characteristics of the current picture. Coding units may be configured. In addition, since each of the maximum coding units may be encoded in various prediction modes and transformation methods, an optimal coding mode may be determined in consideration of image characteristics of coding units having various image sizes.
  • the video encoding apparatus may adjust the coding unit in consideration of the image characteristics while increasing the maximum size of the coding unit in consideration of the size of the image, thereby increasing image compression efficiency.
  • FIG. 2 is a block diagram of a video decoding apparatus 200 based on coding units having a tree structure, according to various embodiments.
  • a video decoding apparatus 200 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a receiver 210, image data and encoding information extractor 220, and image data decoder 230. do.
  • the video decoding apparatus 200 that includes video prediction based on coding units having a tree structure is abbreviated as “video decoding apparatus 200”.
  • the receiver 210 receives and parses a bitstream of an encoded video.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts image data encoded for each coding unit from the parsed bitstream according to coding units having a tree structure for each maximum coding unit, and outputs the encoded image data to the image data decoder 230.
  • the image data and encoding information extractor 220 may extract information about a maximum size of a coding unit of the current picture from a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set for the current picture.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts the final depth and the split information of the coding units having a tree structure for each maximum coding unit from the parsed bitstream.
  • the extracted final depth and split information are output to the image data decoder 230. That is, the image data of the bit string may be divided into maximum coding units so that the image data decoder 230 may decode the image data for each maximum coding unit.
  • the depth and split information for each largest coding unit may be set for one or more depth information, and the split information for each depth may include partition mode information, prediction mode information, split information of a transform unit, and the like, of a corresponding coding unit. .
  • depth-specific segmentation information may be extracted.
  • the depth and split information for each largest coding unit extracted by the image data and encoding information extractor 220 are repeatedly used for each coding unit for each deeper coding unit, as in the video encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment. Depth and split information determined to perform encoding to generate a minimum encoding error. Therefore, the video decoding apparatus 200 may reconstruct an image by decoding data according to an encoding method that generates a minimum encoding error.
  • the image data and the encoding information extractor 220 may use the predetermined data unit. Depth and segmentation information can be extracted for each. If the depth and the split information of the corresponding maximum coding unit are recorded for each predetermined data unit, the predetermined data units having the same depth and the split information may be inferred as data units included in the same maximum coding unit.
  • the image data decoder 230 reconstructs the current picture by decoding image data of each maximum coding unit based on the depth and the split information for each maximum coding unit. That is, the image data decoder 230 may decode the encoded image data based on the read partition mode, the prediction mode, and the transformation unit for each coding unit among the coding units having the tree structure included in the maximum coding unit. Can be.
  • the decoding process may include a prediction process including intra prediction and motion compensation, and an inverse transform process.
  • the image data decoder 230 may perform intra prediction or motion compensation according to each partition and prediction mode for each coding unit, based on the partition mode information and the prediction mode information of the prediction unit of the coding unit according to depths.
  • the image data decoder 230 may read transform unit information having a tree structure for each coding unit, and perform inverse transform based on the transformation unit for each coding unit, for inverse transformation for each largest coding unit. Through inverse transformation, the pixel value of the spatial region of the coding unit may be restored.
  • the image data decoder 230 may determine the depth of the current maximum coding unit by using the split information for each depth. If the split information indicates that the split information is no longer divided at the current depth, the current depth is the depth. Therefore, the image data decoder 230 may decode the coding unit of the current depth using the partition mode, the prediction mode, and the transformation unit size information of the prediction unit, for the image data of the current maximum coding unit.
  • the image data decoder 230 It may be regarded as one data unit to be decoded in the same encoding mode.
  • the decoding of the current coding unit may be performed by obtaining information about an encoding mode for each coding unit determined in this way.
  • the image decoding apparatus 30 described above with reference to FIG. 3A may decode the first layer image stream and the second layer image stream to reconstruct the first layer images and the second layer images. 200) may be included as many as the number of viewpoints.
  • the image data decoder 230 of the video decoding apparatus 200 may maximize the samples of the first layer images extracted from the first layer image stream by the extractor 220. It may be divided into coding units having a tree structure of the coding units. The image data decoder 230 may reconstruct the first layer images by performing motion compensation for each coding unit according to a tree structure of samples of the first layer images, for each prediction unit for inter-image prediction.
  • the image data decoder 230 of the video decoding apparatus 200 may maximize the samples of the second layer images extracted from the second layer image stream by the extractor 220. It may be divided into coding units having a tree structure of the coding units. The image data decoder 230 may reconstruct the second layer images by performing motion compensation for each prediction unit for inter-image prediction for each coding unit of the samples of the second layer images.
  • the extractor 220 may obtain information related to the luminance error from the bitstream to compensate for the luminance difference between the first layer image and the second layer image. However, whether to perform luminance may be determined according to an encoding mode of a coding unit. For example, luminance compensation may be performed only for prediction units having a size of 2N ⁇ 2N.
  • the video decoding apparatus 200 may obtain information about a coding unit that generates a minimum coding error by recursively encoding each maximum coding unit in the encoding process, and use the same to decode the current picture. That is, decoding of encoded image data of coding units having a tree structure determined as an optimal coding unit for each maximum coding unit can be performed.
  • the image data is efficiently decoded according to the size and encoding mode of a coding unit adaptively determined according to the characteristics of the image using the optimal split information transmitted from the encoding end. Can be restored
  • FIG. 3 illustrates a concept of coding units, according to various embodiments.
  • a size of a coding unit may be expressed by a width x height, and may include 32x32, 16x16, and 8x8 from a coding unit having a size of 64x64.
  • Coding units of size 64x64 may be partitioned into partitions of size 64x64, 64x32, 32x64, and 32x32, coding units of size 32x32 are partitions of size 32x32, 32x16, 16x32, and 16x16, and coding units of size 16x16 are 16x16.
  • Coding units of size 8x8 may be divided into partitions of size 8x8, 8x4, 4x8, and 4x4, into partitions of 16x8, 8x16, and 8x8.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 2.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 3.
  • the resolution is set to 352x288, the maximum size of the coding unit is 16, and the maximum depth is 1.
  • the maximum depth illustrated in FIG. 3 represents the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the maximum size of the coding size is relatively large not only to improve the coding efficiency but also to accurately shape the image characteristics. Accordingly, the video data 310 or 320 having a higher resolution than the video data 330 may be selected to have a maximum size of 64.
  • the coding unit 315 of the video data 310 is divided twice from a maximum coding unit having a long axis size of 64, and the depth is deepened by two layers, so that the long axis size is 32, 16. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 335 of the video data 330 is divided once from coding units having a long axis size of 16, and the depth is deepened by one layer to increase the long axis size to 8. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 325 of the video data 320 is divided three times from the largest coding unit having a long axis size of 64, and the depth is three layers deep, so that the long axis size is 32, 16. , Up to 8 coding units may be included. As the depth increases, the expressive power of the detailed information may be improved.
  • FIG. 4 is a block diagram of an image encoder 400 based on coding units, according to various embodiments.
  • the image encoder 400 performs operations performed by the coding unit determiner 120 of the video encoding apparatus 100 to encode image data. That is, the intra prediction unit 420 performs intra prediction on each coding unit of the intra mode of the current image 405, and the inter prediction unit 415 performs the current image on the prediction unit of the coding unit of the inter mode. Inter-prediction is performed using the reference image acquired at 405 and the reconstructed picture buffer 410.
  • the current image 405 may be divided into maximum coding units and then sequentially encoded. In this case, encoding may be performed on the coding unit in which the largest coding unit is to be divided into a tree structure.
  • Residual data is generated by subtracting the prediction data for the coding unit of each mode output from the intra prediction unit 420 or the inter prediction unit 415 from the data for the encoding unit of the current image 405, and
  • the dew data is output as transform coefficients quantized for each transform unit through the transform unit 425 and the quantization unit 430.
  • the quantized transform coefficients are reconstructed into residue data in the spatial domain through the inverse quantizer 445 and the inverse transformer 450.
  • Residual data of the reconstructed spatial domain is added to the prediction data of the coding unit of each mode output from the intra predictor 420 or the inter predictor 415, thereby adding the residual data of the spatial domain to the coding unit of the current image 405. The data is restored.
  • the reconstructed spatial region data is generated as a reconstructed image through the deblocking unit 455 and the SAO performing unit 460.
  • the generated reconstructed image is stored in the reconstructed picture buffer 410.
  • the reconstructed images stored in the reconstructed picture buffer 410 may be used as reference images for inter prediction of another image.
  • the transform coefficients quantized by the transformer 425 and the quantizer 430 may be output as the bitstream 440 through the entropy encoder 435.
  • an inter predictor 415, an intra predictor 420, and a transformer each have a tree structure for each maximum coding unit. An operation based on each coding unit among the coding units may be performed.
  • the intra prediction unit 420 and the inter prediction unit 415 determine the partition mode and the prediction mode of each coding unit among the coding units having a tree structure in consideration of the maximum size and the maximum depth of the current maximum coding unit.
  • the transform unit 425 may determine whether to split the transform unit according to the quad tree in each coding unit among the coding units having the tree structure.
  • FIG. 5 is a block diagram of an image decoder 500 based on coding units, according to various embodiments.
  • the entropy decoding unit 515 parses the encoded image data to be decoded from the bitstream 505 and encoding information necessary for decoding.
  • the encoded image data is a quantized transform coefficient
  • the inverse quantizer 520 and the inverse transform unit 525 reconstruct residue data from the quantized transform coefficients.
  • the intra prediction unit 540 performs intra prediction for each prediction unit with respect to the coding unit of the intra mode.
  • the inter prediction unit 535 performs inter prediction using the reference image obtained from the reconstructed picture buffer 530 for each coding unit of the coding mode of the inter mode among the current pictures.
  • the data of the spatial domain of the coding unit of the current image 405 is reconstructed and restored.
  • the data of the space area may be output as a reconstructed image 560 via the deblocking unit 545 and the SAO performing unit 550.
  • the reconstructed images stored in the reconstructed picture buffer 530 may be output as reference images.
  • step-by-step operations after the entropy decoder 515 of the image decoder 500 may be performed.
  • the entropy decoder 515, the inverse quantizer 520, and the inverse transformer ( 525, the intra prediction unit 540, the inter prediction unit 535, the deblocking unit 545, and the SAO performer 550 based on each coding unit among coding units having a tree structure for each maximum coding unit. You can do it.
  • the intra predictor 540 and the inter predictor 535 determine a partition mode and a prediction mode for each coding unit among coding units having a tree structure, and the inverse transformer 525 has a quad tree structure for each coding unit. It is possible to determine whether to divide the conversion unit according to.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating deeper coding units according to depths, and partitions, according to various embodiments.
  • the video encoding apparatus 100 according to an embodiment and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment use hierarchical coding units to consider image characteristics.
  • the maximum height, width, and maximum depth of the coding unit may be adaptively determined according to the characteristics of the image, and may be variously set according to a user's request. According to the maximum size of the preset coding unit, the size of the coding unit for each depth may be determined.
  • the hierarchical structure 600 of a coding unit illustrates a case in which a maximum height and a width of a coding unit are 64 and a maximum depth is three.
  • the maximum depth indicates the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit. Since the depth deepens along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit according to an embodiment, the height and the width of the coding unit for each depth are divided.
  • a prediction unit and a partition on which the prediction encoding of each depth-based coding unit is shown along the horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit are illustrated.
  • the coding unit 610 has a depth of 0 as the largest coding unit of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and the size, ie, the height and width, of the coding unit is 64x64.
  • a depth deeper along the vertical axis includes a coding unit 620 of depth 1 having a size of 32x32, a coding unit 630 of depth 2 having a size of 16x16, and a coding unit 640 of depth 3 having a size of 8x8.
  • a coding unit 640 of depth 3 having a size of 8 ⁇ 8 is a minimum coding unit.
  • Prediction units and partitions of the coding unit are arranged along the horizontal axis for each depth. That is, if the coding unit 610 of size 64x64 having a depth of zero is a prediction unit, the prediction unit may include a partition 610 of size 64x64, partitions 612 of size 64x32, and size included in the coding unit 610 of size 64x64. 32x64 partitions 614, 32x32 partitions 616.
  • the prediction unit of the coding unit 620 having a size of 32x32 having a depth of 1 includes a partition 620 of size 32x32, partitions 622 of size 32x16 and a partition of size 16x32 included in the coding unit 620 of size 32x32. 624, partitions 626 of size 16x16.
  • the prediction unit of the coding unit 630 of size 16x16 having a depth of 2 includes a partition 630 of size 16x16, partitions 632 of size 16x8, and a partition of size 8x16 included in the coding unit 630 of size 16x16. 634, partitions 636 of size 8x8.
  • the prediction unit of the coding unit 640 of size 8x8 having a depth of 3 includes a partition 640 of size 8x8, partitions 642 of size 8x4 and a partition of size 4x8 included in the coding unit 640 of size 8x8. 644, partitions 646 of size 4x4.
  • the coding unit determiner 120 of the video encoding apparatus 100 may determine the depth of the maximum coding unit 610 for each coding unit of each depth included in the maximum coding unit 610. Encoding must be performed.
  • the number of deeper coding units according to depths for including data having the same range and size increases as the depth increases. For example, four coding units of depth 2 are required for data included in one coding unit of depth 1. Therefore, in order to compare the encoding results of the same data for each depth, each of the coding units having one depth 1 and four coding units having four depths 2 should be encoded.
  • encoding may be performed for each prediction unit of a coding unit according to depths along a horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and a representative coding error, which is the smallest coding error at a corresponding depth, may be selected. .
  • a depth deeper along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit the encoding may be performed for each depth, and the minimum coding error may be searched by comparing the representative coding error for each depth.
  • the depth and partition in which the minimum coding error occurs in the maximum coding unit 610 may be selected as the depth and partition mode of the maximum coding unit 610.
  • FIG. 7 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to various embodiments.
  • the video encoding apparatus 100 encodes or decodes an image in coding units having a size smaller than or equal to the maximum coding unit for each maximum coding unit.
  • the size of a transformation unit for transformation in the encoding process may be selected based on a data unit that is not larger than each coding unit.
  • the 32x32 size conversion unit 720 is The conversion can be performed.
  • the data of the 64x64 coding unit 710 is transformed into 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 transform units of 64x64 size or less, and then encoded, and the transform unit having the least error with the original is selected. Can be.
  • FIG. 8 is a diagram of deeper encoding information according to depths, according to various embodiments.
  • the output unit 130 of the video encoding apparatus 100 is split information, and information about a partition mode 800, information 810 about a prediction mode, and transform unit size for each coding unit of each depth.
  • Information 820 may be encoded and transmitted.
  • the information about the partition mode 800 is a data unit for predictive encoding of the current coding unit and indicates information about a partition type in which the prediction unit of the current coding unit is divided.
  • the current coding unit CU_0 of size 2Nx2N may be any one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It can be divided and used.
  • the information 800 about the partition mode of the current coding unit represents one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It is set to.
  • Information 810 relating to the prediction mode indicates the prediction mode of each partition. For example, through the information 810 about the prediction mode, whether the partition indicated by the information 800 about the partition mode is performed in one of the intra mode 812, the inter mode 814, and the skip mode 816 is performed. Whether or not can be set.
  • the information about the transform unit size 820 indicates whether to transform the current coding unit based on the transform unit.
  • the transform unit may be one of a first intra transform unit size 822, a second intra transform unit size 824, a first inter transform unit size 826, and a second inter transform unit size 828. have.
  • the image data and encoding information extractor 210 of the video decoding apparatus 200 may include information about a partition mode 800, information 810 about a prediction mode, and transformation for each depth-based coding unit. Information 820 about the unit size may be extracted and used for decoding.
  • FIG. 9 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to various embodiments.
  • Segmentation information may be used to indicate a change in depth.
  • the split information indicates whether a coding unit of a current depth is split into coding units of a lower depth.
  • the prediction unit 910 for predictive encoding of the coding unit 900 having depth 0 and 2N_0x2N_0 size includes a partition mode 912 of 2N_0x2N_0 size, a partition mode 914 of 2N_0xN_0 size, a partition mode 916 of N_0x2N_0 size, and N_0xN_0 May include a partition mode 918 of size.
  • partition mode 912, 914, 916, and 918 in which the prediction unit is divided by a symmetrical ratio are illustrated, as described above, the partition mode is not limited thereto, and asymmetric partitions, arbitrary partitions, geometric partitions, and the like. It may include.
  • prediction coding For each partition mode, prediction coding must be performed repeatedly for one 2N_0x2N_0 partition, two 2N_0xN_0 partitions, two N_0x2N_0 partitions, and four N_0xN_0 partitions.
  • prediction encoding For partitions having a size 2N_0x2N_0, a size N_0x2N_0, a size 2N_0xN_0, and a size N_0xN_0, prediction encoding may be performed in an intra mode and an inter mode.
  • the skip mode may be performed only for prediction encoding on partitions having a size of 2N_0x2N_0.
  • the depth 0 is changed to 1 and split (920), and the encoding is repeatedly performed on the depth 2 and the coding units 930 of the partition mode of size N_0xN_0.
  • the depth 1 is changed to the depth 2 and split (950), and repeatedly for the depth 2 and the coding units 960 of the size N_2xN_2.
  • the encoding may be performed to search for a minimum encoding error.
  • depth-based coding units may be set until depth d-1, and split information may be set up to depth d-2. That is, when encoding is performed from the depth d-2 to the depth d-1 to the depth d-1, the prediction encoding of the coding unit 980 of the depth d-1 and the size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1)
  • the prediction unit for 990 is a partition mode 992 of size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), a partition mode 994 of size 2N_ (d-1) xN_ (d-1), and size
  • a partition mode 996 of N_ (d-1) x2N_ (d-1) and a partition mode 998 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) may be included.
  • partition mode one partition 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), two partitions 2N_ (d-1) xN_ (d-1), two sizes N_ (d-1) x2N_
  • a partition mode in which a minimum encoding error occurs may be searched.
  • the coding unit CU_ (d-1) of the depth d-1 is no longer
  • the depth of the current maximum coding unit 900 may be determined as the depth d-1, and the partition mode may be determined as N_ (d-1) xN_ (d-1) without going through a division process into lower depths.
  • split information is not set for the coding unit 952 having the depth d-1.
  • the data unit 999 may be referred to as a 'minimum unit' for the current maximum coding unit.
  • the minimum unit may be a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the lowest depth, into four divisions.
  • the video encoding apparatus 100 compares depth-to-depth encoding errors of the coding units 900, selects a depth at which the smallest encoding error occurs, and determines a depth.
  • the partition mode and the prediction mode may be set to the encoding mode of the depth.
  • depths with the smallest error can be determined by comparing the minimum coding errors for all depths of depths 0, 1, ..., d-1, and d.
  • the depth, the partition mode of the prediction unit, and the prediction mode may be encoded and transmitted as split information.
  • the coding unit since the coding unit must be split from the depth 0 to the depth, only the split information of the depth is set to '0', and the split information for each depth except the depth should be set to '1'.
  • the image data and encoding information extractor 220 of the video decoding apparatus 200 may extract information about a depth and a prediction unit of the coding unit 900 and use it to decode the coding unit 912. have.
  • the video decoding apparatus 200 may grasp a depth having split information of '0' as a depth using split information for each depth, and may use the split information for the corresponding depth for decoding.
  • 10, 11, and 12 illustrate a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to various embodiments.
  • the coding units 1010 are deeper coding units determined by the video encoding apparatus 100 according to an embodiment with respect to the largest coding unit.
  • the prediction unit 1060 is partitions of prediction units of each deeper coding unit among the coding units 1010, and the transform unit 1070 is transform units of each deeper coding unit.
  • the depth-based coding units 1010 have a depth of 0
  • the coding units 1012 and 1054 have a depth of 1
  • the coding units 1014, 1016, 1018, 1028, 1050, and 1052 have depths.
  • coding units 1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, and 1048 have a depth of three
  • coding units 1040, 1042, 1044, and 1046 have a depth of four.
  • partitions 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 of the prediction units 1060 are obtained by splitting coding units. That is, partitions 1014, 1022, 1050, and 1054 are 2NxN partition modes, partitions 1016, 1048, and 1052 are Nx2N partition modes, and partitions 1032 are NxN partition modes. Prediction units and partitions of the coding units 1010 according to depths are smaller than or equal to each coding unit.
  • the image data of the part 1052 of the transformation units 1070 is transformed or inversely transformed into a data unit having a smaller size than the coding unit.
  • the transformation units 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 are data units having different sizes or shapes when compared to corresponding prediction units and partitions among the prediction units 1060. That is, the video encoding apparatus 100 according to an embodiment and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment may be intra prediction / motion estimation / motion compensation operations and transform / inverse transform operations for the same coding unit. Each can be performed on a separate data unit.
  • coding is performed recursively for each coding unit having a hierarchical structure for each largest coding unit to determine an optimal coding unit.
  • coding units having a recursive tree structure may be configured.
  • the encoding information may include split information about the coding unit, partition mode information, prediction mode information, and transformation unit size information. Table 1 below shows an example that can be set in the video encoding apparatus 100 and the video decoding apparatus 200 according to an embodiment.
  • the output unit 130 of the video encoding apparatus 100 outputs encoding information about coding units having a tree structure
  • the encoding information extraction unit of the video decoding apparatus 200 according to an embodiment 220 may extract encoding information about coding units having a tree structure from the received bitstream.
  • the split information indicates whether the current coding unit is split into coding units of a lower depth. If the split information of the current depth d is 0, partition mode information, prediction mode, and transform unit size information may be defined for the depth since the current coding unit is a depth in which the current coding unit is no longer divided into lower coding units. have. If it is to be further split by the split information, encoding should be performed independently for each coding unit of the divided four lower depths.
  • the prediction mode may be represented by one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • Intra mode and inter mode can be defined in all partition modes, and skip mode can only be defined in partition mode 2Nx2N.
  • the partition mode information indicates symmetric partition modes 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, and NxN, in which the height or width of the prediction unit is divided by symmetrical ratios, and asymmetric partition modes 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N, divided by asymmetrical ratios.
  • the asymmetric partition modes 2NxnU and 2NxnD are divided into heights of 1: 3 and 3: 1, respectively, and the asymmetric partition modes nLx2N and nRx2N are divided into 1: 3 and 3: 1 widths, respectively.
  • the conversion unit size may be set to two kinds of sizes in the intra mode and two kinds of sizes in the inter mode. That is, if the transformation unit split information is 0, the size of the transformation unit is set to the size 2Nx2N of the current coding unit. If the transform unit split information is 1, a transform unit having a size obtained by dividing the current coding unit may be set. In addition, if the partition mode for the current coding unit having a size of 2Nx2N is a symmetric partition mode, the size of the transform unit may be set to NxN, and N / 2xN / 2 if it is an asymmetric partition mode.
  • Encoding information of coding units having a tree structure may be allocated to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit unit of a depth.
  • the coding unit of the depth may include at least one prediction unit and at least one minimum unit having the same encoding information.
  • the encoding information held by each adjacent data unit is checked, it may be determined whether the data is included in the coding unit having the same depth.
  • the coding unit of the corresponding depth may be identified using the encoding information held by the data unit, the distribution of depths within the maximum coding unit may be inferred.
  • the encoding information of the data unit in the depth-specific coding unit adjacent to the current coding unit may be directly referenced and used.
  • the prediction coding when the prediction coding is performed by referring to the neighboring coding unit, the data adjacent to the current coding unit in the coding unit according to depths is encoded by using the encoding information of the adjacent coding units according to depths.
  • the neighboring coding unit may be referred to by searching.
  • FIG. 13 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • the maximum coding unit 1300 includes coding units 1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, and 1318 of depths. Since one coding unit 1318 is a coding unit of depth, split information may be set to zero.
  • the partition mode information of the coding unit 1318 having a size of 2Nx2N includes partition modes 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, NxN 1328, 2NxnU 1332, 2NxnD 1334, and nLx2N 1336. And nRx2N 1338.
  • the transform unit split information (TU size flag) is a type of transform index, and a size of a transform unit corresponding to the transform index may be changed according to a prediction unit type or a partition mode of the coding unit.
  • the partition mode information is set to one of symmetric partition modes 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, and NxN 1328
  • the conversion unit partition information is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1342 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1344 of size NxN may be set.
  • partition mode information is set to one of asymmetric partition modes 2NxnU (1332), 2NxnD (1334), nLx2N (1336), and nRx2N (1338), if the conversion unit partition information (TU size flag) is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1352 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1354 of size N / 2 ⁇ N / 2 may be set.
  • the conversion unit splitting information (TU size flag) described above with reference to FIG. 13 is a flag having a value of 0 or 1
  • the conversion unit splitting information according to an embodiment is not limited to a 1-bit flag and is set to 0 according to a setting. , 1, 2, 3., etc., and may be divided hierarchically.
  • the transformation unit partition information may be used as an embodiment of the transformation index.
  • the size of the transformation unit actually used may be expressed.
  • the video encoding apparatus 100 may encode maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information.
  • the encoded maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information may be inserted into the SPS.
  • the video decoding apparatus 200 may use the maximum transform unit size information, the minimum transform unit size information, and the maximum transform unit split information to use for video decoding.
  • the maximum transform unit split information is defined as 'MaxTransformSizeIndex'
  • the minimum transform unit size is 'MinTransformSize'
  • the transform unit split information is 0,
  • the minimum transform unit possible in the current coding unit is defined as 'RootTuSize'.
  • the size 'CurrMinTuSize' can be defined as in relation (1) below.
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may indicate a maximum transform unit size that can be adopted in the system. That is, according to relation (1), 'RootTuSize / (2 ⁇ MaxTransformSizeIndex)' is a transformation obtained by dividing 'RootTuSize', which is the size of the transformation unit when the transformation unit division information is 0, by the number of times corresponding to the maximum transformation unit division information. Since the unit size is 'MinTransformSize' is the minimum transform unit size, a smaller value among them may be the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit.
  • the maximum transform unit size RootTuSize may vary depending on a prediction mode.
  • RootTuSize may be determined according to the following relation (2).
  • 'MaxTransformSize' represents the maximum transform unit size
  • 'PUSize' represents the current prediction unit size.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may be set to a smaller value among the maximum transform unit size and the current prediction unit size.
  • 'RootTuSize' may be determined according to Equation (3) below.
  • 'PartitionSize' represents the size of the current partition unit.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PartitionSize) ........... (3)
  • the conversion unit size 'RootTuSize' when the conversion unit split information is 0 may be set to a smaller value among the maximum conversion unit size and the current partition unit size.
  • the current maximum conversion unit size 'RootTuSize' according to an embodiment that changes according to the prediction mode of the partition unit is only an embodiment, and a factor determining the current maximum conversion unit size is not limited thereto.
  • the image data of the spatial domain is encoded for each coding unit of the tree structure, and the video decoding method based on the coding units of the tree structure.
  • decoding is performed for each largest coding unit, and image data of a spatial region may be reconstructed to reconstruct a picture and a video that is a picture sequence.
  • the reconstructed video can be played back by a playback device, stored in a storage medium, or transmitted over a network.
  • FIG. 14 illustrates a multiview video system according to an embodiment.
  • the multiview video system 10 includes a multiview video image acquired through two or more multiview cameras 11, a depth image of a multiview image acquired through a depth camera 14, and multiview cameras 11.
  • Multi-view video encoding apparatus 12 for generating a bitstream by encoding the camera parameter information associated with the ()) and multi-view video decoding apparatus for decoding the bitstream and provide the decoded multi-view video frame in various forms according to the request of the viewer (13).
  • the multi-view camera 11 is configured by combining a plurality of cameras having different viewpoints and provides a multi-view video image every frame.
  • a color image acquired for each viewpoint according to a predetermined color format such as YUV, YCbCr, or the like, may be referred to as a texture image.
  • the depth camera 14 provides a depth image representing depth information of a scene as an 8-bit image in 256 steps.
  • the number of bits for representing one pixel of the depth image may be changed rather than eight bits.
  • the depth camera 14 may provide a depth image having a value proportional to or inversely proportional to the distance by measuring the distance from the camera to the subject and the background using an infrared light.
  • the image of one viewpoint includes a texture image and a depth image.
  • the multiview video decoding apparatus 13 uses the multiview texture image and the depth image provided in the bitstream.
  • the bitstream of the multi-view video data may include information for indicating whether the data packet also includes information about the depth image, and information indicating the image type whether each data packet is for a texture image or a depth image. .
  • the multiview video decoding apparatus 13 decodes the multiview video using the received depth image when the depth image is used to restore the multiview video, and the receiving side hardware decodes the multiview video. If the depth image cannot be utilized because it does not support, the received data packet associated with the depth image may be discarded. As described above, when the multi-view video decoding apparatus 13 cannot display the multi-view image on the receiving side, the image of any one of the multi-view images may be displayed as a 2D image (2D image).
  • Multi-view video data Since the amount of data to be encoded is increased in proportion to the number of viewpoints, and the depth image for realizing a three-dimensional effect must also be encoded, a large amount of multi-view video data to implement a multi-view video system as shown in FIG. Multi-view video data needs to be compressed efficiently.
  • 15 is a diagram illustrating texture images and depth images configuring a multiview video.
  • the depth picture picture d0 (24) corresponding to the texture picture v0 (21) of the first view (view 0), the texture picture v0 (21) of the first view (view 0), and the second view (view 1).
  • a depth image picture d2 26 corresponding to a texture picture v2 23 at three views 2 is illustrated.
  • the multi-view texture pictures v0, v1, v2 (21, 22, 23) and the corresponding depth images d0, d1, d2 (24, 25, 26) are all acquired at the same time to obtain the same POC ( pictures with picture order count).
  • the same n for example, multi-view texture pictures v0, v1, v2) 21, 22, 23 and corresponding depth picture pictures d0, d1, d2 (24, 25, 26)
  • a picture group 1500 having a POC value of n may be referred to as an n th picture group.
  • Picture groups having the same POC may constitute one access unit.
  • the coding order of the access units is not necessarily the same as the capture order (acquisition order) or the display order of the image, and the coding order of the access units may be different from the capture order or the display order in consideration of a reference relationship.
  • a view identifier ViewId which is a view order index may be used.
  • the texture image and the depth image of the same view have the same view identifier.
  • the view identifier may be used to determine the encoding order.
  • the multi-view video encoding apparatus 12 may encode a multi-view video in order of the values of the viewpoint identifiers from the smallest to the largest. That is, the multi-view video encoding apparatus 12 may encode a texture image and a depth image having a ViewId of 0 and then encode a texture image and a depth image having a ViewId of 1.
  • the multiview video decoding apparatus 13 may identify whether an error occurs in the received data using the view identifier in an environment where an error is likely to occur.
  • the order of encoding / decoding of each view image may be changed without depending on the size order of the view identifiers.
  • the intra prediction encoding / decoding apparatus and the intra prediction encoding / decoding method of the current sample based on the neighboring samples already predicted with reference to FIGS. 16 to 28 will be described, and have already been reconstructed with reference to FIGS. 29 to 41.
  • An intra prediction encoding / decoding apparatus and an intra prediction encoding / decoding method of a current sample based on a sample will be described.
  • FIG. 16 illustrates a block diagram of a video encoding apparatus capable of performing sample wise prediction based on an already predicted neighbor sample.
  • the video encoding apparatus 1600 may include a splitter 1610, a predictor 1620, and an encoder 1630.
  • the video encoding apparatus 1600 may include a central processor (not shown) which collectively controls the splitter 1610, the predictor 1620, and the encoder 1630.
  • the division unit 1610, the prediction unit 1620, and the encoder 1630 are each operated by their own processors (not shown), and the video encoding apparatus 1600 is performed as the processors (not shown) operate organically with each other. ) May be operated as a whole.
  • the divider 1610, the predictor 1620, and the encoder 1630 may be controlled under the control of an external processor (not shown) of the video encoding apparatus 1600.
  • the video encoding apparatus 1600 may include a splitter 1610, a predictor 1620, and one or more data storage units (not shown) that store input and output data of the encoder 1630.
  • the video encoding apparatus 1600 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
  • the video encoding apparatus 1600 may perform a video encoding operation including prediction by operating in conjunction with an internal video encoding processor or an external video encoding processor to output a video encoding result.
  • the internal video encoding processor of the video encoding apparatus 1600 may implement a video encoding operation as a separate processor.
  • the video encoding apparatus 1600, the central computing unit, or the graphics processing unit may include a video encoding processing module to implement a basic video encoding operation.
  • the video encoding apparatus 1600 may be included in the video encoding apparatus 100 of FIG. 1.
  • the splitter 1610 may be included in the maximum coding unit splitter 110 and the coding unit determiner 120
  • the predictor 1620 may be included in the intra predictor 420.
  • the 1630 may be included in the transformer 425, the quantizer 130, and the entropy encoder 435. Therefore, description overlapping with FIGS. 1 and 4 will be omitted.
  • the divider 1610 divides an image into at least one block.
  • the 'block' may mean a maximum coding unit, a coding unit, a transformation unit, or a prediction unit split from an image to be encoded or decoded.
  • the block may be the largest coding unit split from the image based on the size information of the coding unit for determining the maximum size of the coding unit.
  • the largest coding unit including the coding units of the tree structure may be a coding tree unit, a coding block tree, a block tree, a root block tree, a coding tree, a coding root, or a tree. It may also be called variously as a trunk trunk.
  • the block may be a coding unit split from the largest coding unit based on coding unit split information indicating whether the coding unit is split.
  • the block may be a coding unit of the final depth, that is, a prediction unit split from coding units that are no longer split.
  • the block may include a first prediction unit and a second prediction unit obtained by dividing at least one of a coding unit of the final depth and a height and a width of the coding unit of the final depth based on the partition mode.
  • the prediction unit may be a data unit in which the coding unit of the final depth is split, and the prediction unit may have the same size as the coding unit of the final depth.
  • the partition mode may indicate the form of at least one prediction unit split from the coding unit. For example, when the partition mode indicates 2NXN, the splitter 1610 may split a coding unit of a final depth having a size of 2NX2N into two prediction units having a size of 2NXN.
  • the block may be a transformation unit divided from the coding unit of the final depth.
  • the block may be a transform unit divided into a quad tree structure from the transform unit based on the transform unit split information.
  • the type of block can be square or rectangular, and can be any geometric shape. Blocks are not limited to data units of constant size.
  • the prediction unit 1620 obtains a prediction value of the current sample using at least one sample predicted before the current sample in the current block divided from the image. Specifically, the prediction unit 1620 is predicted before the current sample in the current block and is predicted before the current sample and the first weighted value for the first sample that is laterally adjacent to the current sample and for the current sample.
  • the current sample may be predicted by using at least one of the values to which the second weight is applied to the second sample that is adjacent in the vertical direction.
  • the encoder 1630 encodes the residual value of the current sample.
  • the encoder 1630 obtains a residual value between the original value of the current sample and the prediction value of the current sample obtained by the prediction unit 1620, converts the residual value of the current sample, and converts the residual.
  • the value may be entropy encoded and the entropy encoded residual value may be output as a bitstream.
  • FIG. 17 illustrates a block diagram of a video decoding apparatus capable of performing sample wise prediction based on an already predicted neighbor sample.
  • the video decoding apparatus 1700 may include a splitter 1710, a predictor 1720, and a decoder 1730.
  • the video decoding apparatus 1700 may include a central processor (not shown) that collectively controls the splitter 1710, the predictor 1720, and the decoder 1730.
  • the divider 1710, the predictor 1720, and the decoder 1730 are operated by respective processors (not shown), and the video decoding apparatus 1700 is performed as the processors (not shown) operate organically with each other. ) May be operated as a whole.
  • the divider 1710, the predictor 1720, and the decoder 1730 may be controlled under the control of an external processor (not shown) of the video decoding apparatus 1700.
  • the video decoding apparatus 1700 may include a splitter 1710, a predictor 1720, and one or more data storages (not shown) that store input and output data of the decoder 1730.
  • the video decoding apparatus 1700 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
  • the video decoding apparatus 1700 may perform a video decoding operation including filtering by operating in conjunction with an internal video encoding processor or an external video encoding processor to output a video decoding result.
  • the internal video encoding processor of the video decoding apparatus 1700 may implement a video decoding operation as a separate processor.
  • the video decoding apparatus 1700, the central processing unit, or the graphics processing unit may include a video encoding processing module to implement a basic video decoding operation.
  • the video decoding apparatus 1700 may be included in the video decoding apparatus 200 of FIG. 2.
  • the divider 1710 may be included in the receiver 210, and the predictor 1720 and the decoder 1730 may be included in the image data decoder 230. Therefore, description overlapping with FIG. 2 is omitted.
  • the divider 1710 divides an image into at least one block.
  • the 'block' may mean a maximum coding unit, a coding unit, a transformation unit, or a prediction unit split from an image to be encoded or decoded.
  • the prediction unit 1720 obtains a prediction value of the current sample using a sample predicted before the current sample in the current block divided from the image. Specifically, the prediction unit 1720 is predicted before the current sample in the current block and is predicted before the current sample and the first weighted value for the first sample that is laterally adjacent to the current sample and for the current sample.
  • the current sample may be predicted by using at least one of the values to which the second weight is applied to the second sample that is adjacent in the vertical direction.
  • the decoder 1730 decodes an image.
  • the decoder 1730 may reconstruct an image by using the residual value of the current sample obtained from the bitstream and the prediction value of the current sample obtained by the prediction unit 1720.
  • 18A illustrates the operation of sample unit prediction to predict a current sample based on a sample already predicted in a current block.
  • the prediction units 1620 and 1720 are based on at least one of the samples A1, A2, and A3 that are adjacent to the current sample C in the current block 1800 divided from the image and are predicted before the current sample C.
  • the current sample C can be predicted.
  • At least one neighboring sample used to predict the current sample C among the neighboring samples of the current sample may vary depending on the prediction direction of the current block 1800 and the position of the current sample C in the current block 1800. have. For example, if the prediction proceeds from the upper left side to the lower right side of the current block 1800 as shown in FIG. 18A, the current sample C is the prediction value of the A1 sample adjacent to the left side of the current sample C, the current sample. It can be predicted based on the predicted value of the A2 sample adjacent to the upper side of (C) and the predicted value of the A3 sample adjacent to the upper left side of the current sample (C). In detail, the prediction units 1620 and 1720 may obtain a prediction value of the current sample C based on Equation 1.
  • pDest [i, j] may mean an i row j column sample in the current block.
  • the current sample (C), A1 sample, A2 sample, and A3 sample of FIG. 18A are pDest [1,1], pDest [0,1], pDest [1,0], pDest [0,0], respectively.
  • It may correspond to.
  • wL, wA, and wAL may refer to weights applied to adjacent samples used to predict the current sample. The weights will be described in detail with reference to FIGS. 21, 22, and 23.
  • shift and offset may correspond to parameters for compensating the weight.
  • H may mean the height of the current block 1800
  • W may mean the width of the current block 1800.
  • the sample used to predict the current sample may be the reference sample 1810 of the current block 1800.
  • the reference sample 1810 may include a reconstruction sample included in at least one previous block reconstructed before the current block 1800.
  • the reference sample 1810 may be adjacent to the boundary of the current block 1800.
  • the A3 sample is a reconstruction value of the R1 reference sample adjacent to the left side of the A3 sample, adjacent to the upper side of the A3 sample. Can be predicted based on the restored value of the R2 reference sample and the restored value of the R3 reference sample adjacent to the upper left side of the A3 sample.
  • the prediction units 1620 and 1720 may perform reference sample padding. For example, the predictors 1620 and 1720 may fill the unavailable reference samples using the available reference samples closest to the unavailable reference samples. As another example, when all the reference samples are not available, the prediction units 1620 and 1720 may fill all the reference samples with intermediate values of the range of representable brightness values. As another example, the prediction units 1620 and 1720 may perform reference sample padding based on Equation 2.
  • pSrc [i, j] may mean a sample included in at least one previous block restored before the current block.
  • pDest [i, -1] may mean reference samples adjacent to the upper side of the current block 1800
  • pDest [-1, j] may mean reference samples adjacent to the left side of the current block 1800
  • pDest [-1, -1] may mean a reference sample adjacent to the upper left side of the current block 1800.
  • the R1 reference sample, R2 reference sample, and R3 reference sample may correspond to pDest [-1,0], pDest [0, -1], and pDest [-1, -1], respectively.
  • f [m] may correspond to a filter function
  • m may correspond to an index indicating a filter coefficient
  • the reference sample 1810 of the current block 1800 may be filled by filtering the reconstruction value of at least one sample included in the previous block.
  • the characteristics of the f [m] filter function may be different based on the characteristics of the image.
  • the f [m] filter function may correspond to a low pass filter, a high pass filter, and a band filter.
  • the R3 reference sample may be filled with an average value of the R1 reference sample and the R2 reference sample closest to the R3 reference sample.
  • the encoding / decoding apparatus and method may perform adaptive prediction according to the position of the current sample, and the performance of the encoding / decoding may be improved.
  • 18B illustrates another sample unit prediction operation of predicting a current sample based on a sample already predicted in the current block.
  • the prediction units 1620 and 1720 are adjacent to the current sample C in the current block 1800 segmented from the image and are included in at least one of the samples A1, A2, A3, and A8 predicted before the current sample C. Based on this, the current sample C can be predicted.
  • At least one neighboring sample used to predict the current sample C among the neighboring samples of the current sample may vary depending on the prediction direction of the current block 1800 and the position of the current sample C in the current block 1800. have. For example, if the prediction proceeds from the upper left side to the lower right side of the current block 1800 as shown in FIG. 18B, the current sample C is the prediction value of the A1 sample adjacent to the left side of the current sample C, the current sample. Can be predicted based on the predicted value of the A2 sample adjacent to the upper side of (C) and the predicted value of the A3 sample adjacent to the upper left side of the current sample C and the predicted value of the A8 sample adjacent to the upper right side of the current sample C have. In detail, the prediction units 1620 and 1720 may obtain a prediction value of the current sample C based on Equation 3.
  • pDest [i, j] may mean an i row j column sample in the current block.
  • the current sample (C), A1 sample, A2 sample, A3 sample and A8 sample of FIG. 18B are pDest [1,1], pDest [0,1], pDest [1,0], pDest [0, respectively. , 0], and pDest [0,2].
  • wL, wA, wAL1, and wAL2 may refer to weights applied to adjacent samples used to predict the current sample. The weights will be described in detail with reference to FIGS. 21, 22, and 23.
  • shift and offset may correspond to parameters for compensating the weight.
  • H may mean the height of the current block 1800
  • W may mean the width of the current block 1800.
  • the sample used to predict the current sample may be the reference sample 1810 of the current block 1800.
  • the reference sample 1810 may include a reconstruction sample included in at least one previous block reconstructed before the current block 1800.
  • the reference sample 1810 may be adjacent to the boundary of the current block 1800.
  • the A3 sample is a reconstruction value of the R1 reference sample adjacent to the left side of the A3 sample, adjacent to the upper side of the A3 sample.
  • the current sample C may be predicted using at least one of adjacent samples A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8 of the current sample C.
  • Adjacent samples (A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) of the current sample (C) are adjacent samples (A1, A4) and a current sample (C) horizontally adjacent to the current sample (C).
  • the adjacent samples of the current sample C are the sample A3 adjacent to the upper left side, the sample A6 adjacent to the lower right side, the sample A7 adjacent to the lower left side and the upper right side with respect to the current sample C. It may include a sample diagonally adjacent to the current sample C, such as a sample A8 adjacent to.
  • the prediction units 1620 and 1720 may determine adjacent samples A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, and A8 of the current sample C in the current block 1800 based on the position of the current sample C. And at least one sample for predicting the current sample C from the reference samples 1950 of the current block 1800 outside the current block 1800. For example, as illustrated in FIG. 19, when the current sample C in the current block 1800 is not located at the boundary of the current block 1800 having a size of 4 ⁇ 4, the prediction units 1620 and 1720 may use the current block ( Left adjacent sample (A1), upper adjacent sample (A2), upper left adjacent sample (A3), right adjacent sample (A4), lower adjacent sample (A5), lower right adjacent sample (A6), lower left located within 1800).
  • At least one neighboring sample for predicting the current sample C among the side neighboring sample A7 and the right upper neighboring sample A8 may be determined.
  • the prediction units 1620 and 1720 may use the current sample (1950) of the reference samples 1950 of the current block 1800.
  • At least one adjacent sample for predicting C) can be determined. The prediction using the reference sample will be described in detail with reference to FIGS. 23 to 26.
  • the prediction units 1620 and 1720 may generate a current sample from among adjacent samples A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, and A8 of the current sample C based on the prediction order in the current block 1800. At least one adjacent sample for predicting C) can be determined. Since the current sample C can be predicted using a sample whose prediction order is earlier than the prediction order of the current sample C, adjacent samples that can be used to predict the current sample differ according to the prediction order in the current block. Can be done.
  • the left side of the current sample C is left.
  • At least one of the adjacent sample A1, the upper adjacent sample A2, the upper left adjacent sample A3, and the upper right adjacent sample A8 may be used to predict the current sample C.
  • the right adjacent sample of the current sample ( At least one of A4), the lower adjacent sample A5, the lower right adjacent sample A6, and the lower left adjacent sample A7 may be used to predict the current sample C.
  • the prediction direction of the current block 1800 is not limited to the horizontal direction prediction 1910 of FIG. 19, the vertical direction prediction 1920, the lower left diagonal prediction 1930, and the right upper diagonal direction prediction 1940.
  • the sample used to predict may also vary based on the prediction direction of the current block 1800 of the current block 1800 of the current sample C within the current block 1800.
  • the prediction units 1620 and 1720 may predict the current sample C by using a weighted value for the adjacent sample.
  • the prediction units 1620 and 1720 may predict the current sample by applying a preset weight to the adjacent sample of the current sample C. For example, the prediction units 1620 and 1720 may predict the current sample C by applying the same weight to the sample adjacent to the current sample C in the horizontal direction and the sample adjacent to the current sample C in the vertical direction. Can be.
  • the prediction units 1620 and 1720 may determine a weight applied to the adjacent sample based on the direction in which the adjacent sample of the current sample C is adjacent to the current sample C.
  • FIG. The weights applied to the samples adjacent in the horizontal direction to the current sample C and the weights applied to the samples adjacent in the vertical direction to the current sample C may be independent of each other.
  • the prediction units 1620 and 1720 obtain a vertical gradient in the current block 1800 and determine a weight applied to a sample horizontally adjacent to the current sample C based on the obtained vertical gradient. Can be.
  • the vertical gradient of the current block 1800 may mean an index that quantifies whether the samples in the current block 1800 are consistent in the vertical direction.
  • the prediction units 1620 and 1720 may obtain a vertical gradient in the current block 1800 by using difference values of samples adjacent to each other in the vertical direction in the current block 1800.
  • the prediction units 1620 and 1720 obtain a horizontal gradient in the current block 1800 and determine a weight applied to a sample vertically adjacent to the current sample C based on the obtained horizontal gradient.
  • the horizontal gradient of the current block 1800 may mean an index that quantifies whether the samples in the current block 1800 are consistent in the horizontal direction.
  • the prediction units 1620 and 1720 may obtain a horizontal gradient in the current block 1800 by using difference values of samples adjacent to each other in the horizontal direction in the current block 1800.
  • the vertical gradient and the horizontal gradient of the current block 1800 will be described in detail with reference to FIGS. 21 through 22.
  • the prediction units 1620 and 1720 may use the current sample (C).
  • the first weight wA (C) is applied to the left neighboring sample A1 of)
  • the second weight wL (C) is applied to the upper neighboring sample A2 of the current sample C
  • the current sample C may be predicted using at least one of values to which the third weight wAL (C) is applied to the upper left sample A3.
  • the prediction units 1620 and 1720 may predict the current sample C using the first weight wA (C), the second weight wL (C), and the third weight wAL (C). Can be.
  • the prediction units 1620 and 1720 may convert the first weight wA (C), the second weight wL (C), and the third weight wAL (C) of Equation 1 to Equation 4. Can be set based on this.
  • shift is the same as the shift in Equation 1, and may be a parameter for compensating a weight applied to adjacent samples A1, A2, and A3 of the current sample C.
  • the prediction units 1620 and 1720 preset the first weight wA (C) and the second weight wL (C) to the same value, and set the third weight wAL (C) to the first value. It may be set based on the weight wL (C), the second weight wA (C), and the weight compensation parameter shift.
  • the prediction units 1620 and 1720 may generate the first weight wA (C), the second weight wL (C), and the first weight based on the direction in which the adjacent sample of the current sample C is adjacent to the current sample C. 3 weights wAL (C) can be set.
  • the prediction units 1620 and 1720 may convert the first weight wA (C), the second weight wL (C), and the third weight wAL (C) of Equation 5 to Equation 5. Can be set based on this.
  • the prediction units 1620 and 1720 may determine the first weight wA (C) applied to the left adjacent sample A1 of the current sample C and the left adjacent sample A1 of the current sample C and the first weight wA (C). The determination may be made based on the longitudinal gradient between the upper left adjacent sample A3 of the current sample C. As the vertical gradient value of the current block 1800 is higher, the vertical consistency of the samples in the current block 1800 is smaller, so that the value of the first weight wA (C) that is the horizontal weight may be increased.
  • the prediction units 1620 and 1720 may assign a second weight wL (C) applied to the upper sample A2 of the current sample C to the upper neighboring sample A2 and the current sample of the current sample C.
  • Equation 5 shift is the same as the shift in Equation 1, and may be a parameter for compensating a weight applied to adjacent samples A1, A2, and A3 of the current sample C.
  • the prediction units 1620 and 1720 may set the third weight wAL (C) based on the first weight wL (C), the second weight wA (C), and the weight compensation parameter shift. Can be.
  • the prediction unit A may have the same weight.
  • the wAL1 weight applied to the A3 sample adjacent to the upper left diagonal direction with respect to the current sample C and the wAL2 weight applied to the A8 sample adjacent to the upper right diagonal direction with respect to the current sample C are the same. It can be set to a value.
  • 21 shows a first weight applied to adjacent samples in the transverse direction to the current sample.
  • the first weight wA (C) is predicted before the current sample C in the current block 1800 and within the current block 1800 and the sample A1 adjacent to the current sample C in the horizontal direction. It may be proportional to the difference between the samples A3 predicted before the current sample C and adjacent diagonally with respect to the current sample.
  • the prediction units 1620 and 1720 may include the left neighboring sample A1 and the current sample of the current sample C.
  • FIG. Obtain a longitudinal gradient based on the upper left adjacent sample A3 of (C), and apply the first weight wA (applied to the left adjacent sample A1 of the current sample C based on the obtained longitudinal gradient; C)) can be obtained.
  • the first weight wA (C) may increase.
  • the vertical gradient of the current block 1800 may vary depending on the prediction direction of the current block 1800.
  • the vertical gradient of the current block 1800 may be obtained using the samples predicted before the current sample C in the current block 1800.
  • the longitudinal gradient is the difference between the left adjacent sample A1 and the upper left adjacent sample A3 of the current sample C, the left adjacent sample A1, and Difference between lower left adjacent sample (A7), difference between upper adjacent sample (A2) and lower adjacent sample (A5), difference between right adjacent sample (A4) and right upper adjacent sample (A8), or right adjacent sample It can be the value of the difference between (A4) and the lower right adjacent sample (A6).
  • FIG. 22 shows a second weight applied to samples that are longitudinally adjacent to the current sample.
  • the second weight wL (C) is predicted before the current sample C in the current block 1800 and within the current block 1800 and the sample A2 that is adjacent in the longitudinal direction to the current sample C. It may be proportional to the difference between the samples A3 predicted before the current sample C and adjacent diagonally with respect to the current sample.
  • the prediction units 1620 and 1720 perform the upper neighboring sample A2 and the current sample of the current sample C.
  • FIG. A horizontal gradient is obtained based on the upper left adjacent sample A3 of (C), and the second weight wL (applied to the upper adjacent sample A2 of the current sample C based on the obtained horizontal gradient is obtained. C)) can be obtained.
  • the second weight wL (C) may increase.
  • the horizontal gradient of the current block 1800 may vary depending on the prediction direction of the current block 1800.
  • the horizontal gradient of the current block 1800 may be obtained using the samples predicted before the current sample C in the current block 1800.
  • the horizontal gradient is the difference between the upper neighboring sample A2 and the upper left neighboring sample A3 of the current sample C, the upper neighboring sample A2, and The difference between the right upper adjacent sample A8, the difference between the left adjacent sample A1 and the right adjacent sample A4, the difference between the lower left adjacent sample A7 and the lower adjacent sample A5, or the lower adjacent sample A5 And the difference between the lower right adjacent sample A6.
  • a sample located at the vertical boundary 2310 of the current block 1800 may be predicted using at least one reference sample 2310 adjacent to the vertical boundary 2310 of the current block 1800. Specifically, a sample located at the vertical boundary 2310 of the current block 1800 may be weighted using at least one reference sample 2310 outside the current block 1800 adjacent to the sample in a horizontal direction. Can be predicted.
  • the A1 sample is transverse to the A1 sample.
  • the first weight sample wA (A1) is applied to the first reference sample R1 (hereinafter referred to as R1 sample) outside the current block 1800 adjacent in the direction and the upper neighboring sample A3 of the current sample C. ) May be predicted using at least one of values to which the fifth weight wL (A1) is applied.
  • the fourth weight wA (A1) may be obtained based on the vertical gradient of the current block 1800.
  • the fourth weight wA (A1) is the difference between the R1 sample and the second reference sample R2 (hereinafter referred to as R2 sample) outside the current block 1800 adjacent to the upper left for the A1 sample. It can be proportional to the value.
  • the fifth weight wL (A1) may be obtained based on a horizontal gradient of the current block 1800.
  • the fifth weight wL (A1) may be proportional to the difference between the A3 sample and the R2 sample.
  • the prediction units 1620 and 1720 determine the sixth weight wAL (A1) based on the fourth weight wA (A1) and the fifth weight wL (A1), and apply the sixth weight to the R2 sample.
  • A1 sample may be predicted using the value to which the weight wAL (A1) is applied.
  • a sample located at the horizontal boundary 2420 of the current block 1800 may be predicted using at least one reference sample 2410 adjacent to the horizontal boundary 2420 of the current block 1800. Specifically, a sample located at the horizontal boundary 2420 of the current block 1800 may be weighted to at least one reference sample 2410 outside the current block 1800 vertically adjacent to the sample using a weighted value. Can be predicted.
  • the A2 sample is vertical to the A2 sample.
  • the first weight sample wA (A2) is applied to the first reference sample R1 (hereinafter referred to as R1 sample) outside the current block 1800 adjacent in the direction and the upper left adjacent sample of the current sample C ( A3) (hereinafter referred to as A3 sample) may be predicted using at least one of values to which the fifth weight wL (A2) is applied.
  • the fourth weight wA (A2) may be obtained based on the longitudinal gradient of the current block 1800.
  • the fourth weight wA (A2) is the difference between the R1 sample and the second reference sample R2 (hereinafter referred to as R2 sample) outside the current block 1800 adjacent to the upper left for the A2 sample. It can be proportional to the value.
  • the fifth weight wL (A2) may be obtained based on a horizontal gradient of the current block 1800.
  • the fifth weight wL (A2) may be proportional to the difference between the R1 sample and the R2 sample.
  • the prediction units 1620 and 1720 determine the sixth weight wAL (A2) based on the fourth weight wA (A2) and the fifth weight wL (A2), and apply the sixth weight to the R2 sample.
  • A2 sample may be predicted using the value to which the weight wAL (A) is applied.
  • 25 illustrates an operation of predicting a sample located at the edge of the current block.
  • the sample located at the edge of the current block 1800 may be predicted using at least one reference sample 2510 adjacent to the horizontal boundary 2420 or the vertical boundary 2310 of the current block 1800.
  • a sample positioned at the edge of the current block 1800 may be weighted to at least one reference sample 2510 outside the current block 1800 vertically adjacent to the sample or horizontally adjacent to the sample. Can be predicted.
  • the upper left adjacent sample A3 (hereinafter referred to as A3 sample) of the current sample C is at the edge where the upper horizontal boundary 2420 and the left vertical boundary 2310 of the current block 1800 meet.
  • the A3 sample is a value to which the first reference sample R1 (hereinafter referred to as R1 sample) outside the current block 1800, which is laterally adjacent to the A3 sample, is applied a fourth weight wA (A3) and Using at least one of the values to which the fifth weight value wL (A3) is applied to the second reference sample R2 (hereinafter referred to as R2 sample) outside the current block 1800 vertically adjacent to the A3 sample. Can be predicted.
  • the fourth weight wA (A3) may be obtained based on the longitudinal gradient of the current block 1800.
  • the fourth weight wA (A3) is the difference between the third reference sample R3 (hereinafter referred to as R3 sample) and the R1 sample outside the current block 1800 adjacent to the upper left for the A3 sample. It can be proportional to the value.
  • the fifth weight wL (A3) may be obtained based on a horizontal gradient of the current block 1800.
  • the fifth weight wL (A3) may be proportional to the difference between the R1 sample and the R3 sample.
  • the prediction units 1620 and 1720 determine the sixth weight wAL (A3) based on the fourth weight wA (A3) and the fifth weight wL (A3), and apply the sixth weight to the R3 sample.
  • A3 sample may be predicted using the value to which the weight wAL (A) is applied.
  • 26 illustrates an operation of performing reference sample padding.
  • the prediction units 1620 and 1720 may perform reference sample padding. For example, if an R3 reference sample (hereinafter referred to as R3 reference sample) adjacent to the edge where the upper horizontal boundary 2420 and the left vertical boundary 2310 of the current block 1800 meet is not available, R3 The reference sample may be filled with the average value of the R1 reference sample and the R2 reference sample closest to the R3 reference sample.
  • R3 reference sample hereinafter referred to as R3 reference sample
  • FIG. 27 illustrates a flowchart of a video encoding method capable of performing sample wise prediction based on an already predicted neighbor sample.
  • the video encoding method 2700 splits an image into at least one block.
  • the 'block' may mean a maximum coding unit, a coding unit, a transformation unit, or a prediction unit split from an image to be encoded or decoded.
  • the type of block can be square or rectangular, and can be any geometric shape. Blocks are not limited to data units of constant size. Operation 2710 may be performed by the division unit 1610 of the video encoding apparatus 1600.
  • the video encoding method 2700 obtains a prediction value of the current sample using at least one sample predicted before the current sample in the current block divided from the image. Specifically, the first weighted value for the first sample predicted before the current sample and laterally adjacent to the current sample within the current block, and the first to be predicted before the current sample and longitudinally adjacent to the current sample. The current sample may be predicted using at least one of the second weighted values for the two samples. Operation 2720 may be performed by the prediction unit 1620 of the video encoding apparatus 1600.
  • the video encoding method 2700 encodes a residual value of the current sample.
  • the video encoding method 2700 obtains a residual value between the original value of the current sample and the predicted value of the current sample obtained in step 2730, converts the residual value of the current sample, and converts the converted residual value.
  • Entropy-encoding and the entropy-encoded residual value may be output as a bitstream. Operation 2730 may be performed by the encoder 1630 of the video encoding apparatus 1600.
  • FIG. 28 illustrates a flowchart of a video decoding method capable of performing sample wise prediction based on an already predicted neighbor sample.
  • the video decoding method 2800 divides an image into at least one block.
  • the 'block' may mean a maximum coding unit, a coding unit, a transformation unit, or a prediction unit split from an image to be encoded or decoded.
  • the type of block can be square or rectangular, and can be any geometric shape. Blocks are not limited to data units of constant size. Operation 2810 may be performed by the divider 1710 of the video decoding apparatus 1700.
  • the video decoding method 2800 obtains a prediction value of the current sample using at least one sample predicted before the current sample in the current block divided from the image. Specifically, the first weighted value for the first sample predicted before the current sample and laterally adjacent to the current sample within the current block, and the first to be predicted before the current sample and longitudinally adjacent to the current sample. The current sample may be predicted using at least one of the second weighted values for the two samples. Operation 2820 may be performed by the prediction unit 1720 of the video decoding apparatus 1700.
  • the video decoding method 2800 decodes an image.
  • the video decoding method may reconstruct an image using the residual value of the current sample obtained from the bitstream and the prediction value of the current sample obtained in operation 2820.
  • the operation of operation 2830 may be performed by the decoder 1730 of the video decoding apparatus 1700.
  • FIG. 29 illustrates a block diagram of a video encoding apparatus capable of performing sample wise prediction based on an already reconstructed sample.
  • the video encoding apparatus 2900 may include a splitter 2910, a candidate selector 2920, a predictor 2930, and an encoder 2940.
  • the video encoding apparatus 2900 may include a divider 2910, a candidate selector 2920, a predictor 2930, and a central processor (not shown) that collectively controls the encoder 2940.
  • the divider 2910, the candidate selector 2920, the predictor 2930, and the encoder 2940 are each operated by their own processors (not shown), and the processors (not shown) are mutually organic. As it operates, the video encoding apparatus 2900 may operate as a whole.
  • the divider 2910, the candidate selector 2920, the predictor 2930, and the encoder 2940 may be controlled by the control of an external processor (not shown) of the video encoding apparatus 2900. .
  • the video encoding apparatus 2900 may include a splitter 2910, a candidate selector 2920, a predictor 2930, and one or more data storages (not shown) that store input and output data of the encoder 2940. Can be.
  • the video encoding apparatus 2900 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
  • the video encoding apparatus 2900 may perform a video encoding operation including prediction by operating in conjunction with an internal video encoding processor or an external video encoding processor to output a video encoding result.
  • the internal video encoding processor of the video encoding apparatus 2900 may implement a video encoding operation as a separate processor.
  • the video encoding apparatus 2900, the central computing unit, and the graphics processing unit may include a video encoding processing module to implement a basic video encoding operation.
  • the video encoding apparatus 2900 may be included in the video encoding apparatus 100 of FIG. 1.
  • the splitter 2910 may be included in the maximum coding unit splitter 110 and the coding unit determiner 120, and the candidate selector 2920 and the predictor 2930 may be included in the intra predictor 420.
  • the encoder 2940 may be included in the transformer 425, the quantizer 130, and the entropy encoder 435. Therefore, description overlapping with FIGS. 1 and 4 will be omitted.
  • the divider 2910 divides an image into at least one block.
  • the 'block' may mean a maximum coding unit, a coding unit, a transformation unit, or a prediction unit split from an image to be encoded or decoded.
  • the type of block can be square or rectangular, and can be any geometric shape. Blocks are not limited to data units of constant size.
  • the candidate selector 2920 selects at least one adjacent sample adjacent to the current sample in the current block.
  • the candidate selector 2920 may include a first candidate sample adjacent to a candidate neighboring sample having a value closest to the neighboring sample of the current sample among a plurality of candidate samples included in at least one previous block reconstructed before the current block. Can be selected.
  • the predictor 2930 obtains a prediction value of the current sample by using the first candidate sample selected by the candidate selector 2920.
  • the prediction unit 2930 may obtain a prediction value of the current sample using the reconstruction value of the first candidate sample included in the previous block reconstructed before the current block.
  • the encoder 2940 encodes the residual value of the current sample.
  • the encoder 2940 acquires a residual value between the original value of the current sample and the predicted value of the current sample obtained by the predictor 2930, converts the residual value of the current sample, and converts the residual.
  • the value may be entropy encoded and the entropy encoded residual value may be output as a bitstream.
  • FIG. 30 is a block diagram of a video decoding apparatus capable of performing sample wise prediction based on an already reconstructed sample.
  • the video decoding apparatus 3000 may include a splitter 3010, a candidate selector 3020, a predictor 3030, and a decoder 3040.
  • the video decoding apparatus 3000 may include a divider 3010, a candidate selector 3020, a predictor 3030, and a central processor (not shown) that collectively controls the decoder 3040.
  • the divider 3010, the candidate selector 3020, the predictor 3030, and the decoder 3040 may be operated by their own processors (not shown), and the processors (not shown) may be mutually organic. As it operates, the video decoding apparatus 3000 may operate as a whole.
  • the divider 3010, the candidate selector 3020, the predictor 3030, and the decoder 3040 may be controlled by the control of an external processor (not shown) of the video decoding apparatus 3000. .
  • the video decoding apparatus 3000 may include a splitter 3010, a candidate selector 3020, a predictor 3030, and one or more data storage units (not shown) that store input and output data of the decoder 3040. Can be.
  • the video decoding apparatus 3000 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
  • the video decoding apparatus 3000 may perform a video decoding operation including prediction by operating in conjunction with an internal video encoding processor or an external video encoding processor to output a video decoding result.
  • the internal video encoding processor of the video decoding apparatus 3000 may implement a video decoding operation as a separate processor.
  • the video decoding apparatus 3000, the central processing unit, or the graphics processing unit may include a video encoding processing module to implement a basic video decoding operation.
  • the video decoding apparatus 3000 may be included in the video decoding apparatus 200 of FIG. 2.
  • the divider 3010 may be included in the receiver 210, and the predictor 3030, the candidate selector 3020, and the decoder 3040 may be included in the image data decoder 230. Therefore, description overlapping with FIG. 2 is omitted.
  • the divider 3010 divides the image into at least one block.
  • the 'block' may mean a maximum coding unit, a coding unit, a transformation unit, or a prediction unit split from an image to be encoded or decoded.
  • the type of block can be square or rectangular, and can be any geometric shape. Blocks are not limited to data units of constant size.
  • the candidate selector 3020 selects at least one adjacent sample adjacent to the current sample in the current block.
  • the candidate selector 3020 may include a first candidate sample adjacent to a candidate neighboring sample having a value closest to the neighboring sample of the current sample among a plurality of candidate samples included in at least one previous block reconstructed before the current block. Can be selected.
  • the predictor 3030 obtains a prediction value of the current sample by using the first candidate sample selected by the candidate selector 3020.
  • the prediction unit 3030 may obtain a prediction value of the current sample using the reconstruction value of the first candidate sample included in the previous block reconstructed before the current block.
  • the decoder 3040 decodes an image.
  • the decoder 3040 may reconstruct an image by using the residual value of the current sample obtained from the bitstream and the prediction value of the current sample obtained by the prediction unit 3030.
  • FIG. 31 illustrates the operation of sample unit prediction for predicting a current sample based on an already reconstructed sample.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may predict at least one neighboring sample A adjacent to the current sample C, which is predicted before the current sample C in the current block 3100 divided from the image. .
  • the candidate selector 2920 and 3020 may include an adjacent sample A among the candidate samples C1, C2, and C3 included in the at least one previous block 3120, 3130, and 3140 that are restored before the current block 3100.
  • the first candidate sample C1 adjacent to the candidate neighboring sample C1A having the value closest to may be selected.
  • candidate samples C1, C2, and C3 of the current sample C may include all samples included in at least one previous block 3120, 3130, and 3140 that are reconstructed before the current block 3100. It may include.
  • the candidate samples C1, C2, and C3 of the current sample C are included in at least one previous block 3120, 3130, and 3140 that are restored before the current block 3100. These may include samples located within a predetermined distance from the current sample (C). The distance may be set based on the size of the current block 3100 and the position of the current block 3100 in the image. For example, as the size of the current block 3100 increases, the distance may increase, and as the decoding order of the current block 3100 becomes later than other blocks in the image, the distance may increase.
  • the candidate selector 2920 of the encoding apparatus 2900 based on the cost between the candidate samples C1, C2, and C3 and the current sample C, selects a first candidate from among the candidate samples C1, C2, and C3.
  • Sample C1 can be selected.
  • the candidate selector 2920 of the encoding apparatus 2900 calculates a cost between the candidate samples C1, C2, and C3 and the current sample C, and among the candidate samples C1, C2, and C3.
  • the first candidate sample C1 having the smallest cost for the current sample C may be selected.
  • the cost between one candidate sample (one of C1, C2, and C3) and the current sample C may mean an index that quantifies the dissimilarity between the candidate sample and the current sample.
  • the prediction unit 2930 of the encoding apparatus 2900 has the lowest cost with respect to the current sample among the candidate samples C1, C2, and C3, and is the first candidate sample C1 that is most similar to the current sample C. It can be used to predict the current sample (C).
  • the cost between the first candidate sample C1 and the current sample C is at least one candidate adjacent sample C1A adjacent to the first candidate sample C1 and at least adjacent to the current sample C. It can be obtained based on the difference between one adjacent sample (A). The smaller the difference between the candidate neighboring sample C1A of the first candidate sample C1 and the neighboring sample A of the current sample C, the closer the first candidate sample C1 is to the current sample C. Therefore, the cost between the first candidate sample C1 and the current sample C may be small.
  • the cost between the first candidate sample C1 and the current sample C may include a distance between the current sample C and the first candidate sample C1, and the candidate neighboring sample C1A is adjacent to the candidate sample C1.
  • the adjacent sample (A) may be corrected based on at least one of the directions adjacent to the current sample (C). Specifically, as the distance between the first candidate sample C1 and the current sample C is shorter, since the first candidate sample C1 may be similar to the current sample C, the first candidate sample C1 and the current sample C may be similar to each other. The cost between samples C can be small. On the other hand, as the distance between the first candidate sample C1 and the current sample C increases, the first candidate sample C1 may be similar to the current sample C. The cost between the current samples C can be large.
  • the first candidate sample C1 is the current sample. Since it may be similar to (C), the cost between the first candidate sample C1 and the current sample C may be small. On the other hand, if the direction adjacent to the first candidate sample C1 does not coincide with the direction adjacent to the current sample C, then the first candidate sample C1 is not equal to the current sample C. As similar, the cost between the first candidate sample C1 and the current sample C can be large.
  • the cost between one candidate sample and the current sample can be obtained based on equation (6).
  • pTemplateCand [y] may mean candidate neighboring samples adjacent to candidate samples Candidate [ic, jc] located in the ic row and the jc column of the image.
  • the candidate neighbor samples may be included in at least one previous block 3120, 3130, and 3140, which are decoded before the current block 3100, like the candidate samples.
  • the index y of the candidate neighboring sample pTemplateCand [y] may mean a direction in which the candidate neighboring sample is adjacent to the candidate sample.
  • the y index of the left candidate neighbor sample C1A of the C1 candidate sample may be 1
  • the y index of the upper candidate neighbor sample C2A of the C2 candidate sample may be 2
  • the The y index of the upper left candidate neighboring sample C3A may be three.
  • pTemplate [x] may mean a candidate sample adjacent to the current sample Pred [ip, jp] located in the ip row and the jp column of the image.
  • the encoding apparatus 2900 may transmit information about candidate samples to the decoding apparatus 3000.
  • the encoding apparatus 2900 indicates the first candidate sample C1 having the minimum cost with respect to the current sample C among the samples included in the at least one previous block 3120, 3130, and 3140.
  • the encoded information may be encoded and transmitted to the decoding apparatus 3000.
  • the candidate selecting unit 3020 of the decoding apparatus 3000 may select a candidate sample for the current sample C. It is possible to select the first candidate sample C1 among the candidate samples C1, C2, C3 based on the received information without having to calculate the cost of these (C1, C2, C3).
  • the prediction unit 3030 of the decoding apparatus 3000 may obtain a prediction value of the current sample C using the reconstruction value of the first candidate sample C1.
  • the encoding apparatus 2900 may include candidate samples C1 and C2 having a cost below a threshold for the current sample C among samples included in the at least one previous block 3120, 3130, and 3140.
  • the candidate sample list indicating C3) may be encoded and transmitted to the decoding apparatus 3000.
  • the candidate selecting unit 3020 of the decoding apparatus 3000 may select one of the candidate samples C1, C2, and C3 included in the candidate sample list. The first candidate sample may be selected.
  • the candidate selecting unit 3020 of the decoding apparatus 3000 may include the first candidate sample C1 having the minimum cost with respect to the current sample C among the candidate samples C1, C2, and C3 included in the candidate sample list. ) Can be selected.
  • the prediction unit 3030 of the decoding apparatus 3000 may predict the current sample C by using the reconstructed value of the selected first candidate sample C1.
  • the encoding apparatus 2900 may include candidate samples C1, C2, and C3 located within a predetermined distance from the current sample C among samples included in the at least one previous block 3120, 3130, and 3140. ) May be encoded and transmitted to the decoding apparatus 3000.
  • the candidate selector 3020 of the decoding apparatus 3000 may determine at least one previous block 3120 based on the received predetermined distance.
  • Candidate samples C1, C2, and C3 may be selected from among samples included in 3130 and 3140.
  • the candidate selector 3020 of the decoding apparatus 3000 may have a minimum cost with respect to the current sample C among the candidate samples C1, C2, and C3 positioned within a predetermined distance from the current sample C. FIG. One candidate sample C1 can be selected.
  • the prediction unit 3030 of the decoding apparatus 3000 may predict the current sample C by using the reconstructed value of the selected first candidate sample C1.
  • a predetermined distance for selecting candidate samples C1, C2, and C3 located within a predetermined distance from the current sample C among the samples included in the at least one previous block 3120, 3130, and 3140 is present.
  • the candidate selector 3020 of the decoding apparatus 3000 is based on the size information of the current block 3100 obtained from the bitstream or the split information of the current block 3100.
  • Candidate samples C1, C2, and C3 may be selected.
  • the candidate selector 3020 of the decoding apparatus 3000 may obtain the predetermined distance based on the size information of the current block 3100 or the segmentation information of the current block 3100 obtained from the bitstream. .
  • the candidate selector 3020 of the decoding apparatus 3000 may have a minimum cost with respect to the current sample C among the candidate samples C1, C2, and C3 positioned within a predetermined distance from the current sample C. FIG. One candidate sample C1 can be selected.
  • the prediction unit 3030 of the decoding apparatus 3000 may predict the current sample C by using the reconstructed value of the selected first candidate sample C1.
  • the encoding / decoding apparatus and method may perform adaptive prediction according to the position of the current sample, and the performance of the encoding / decoding may be improved.
  • At least one neighboring sample of the neighboring samples A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8 of the current sample C is selected to select a first candidate sample among the candidate samples. Can be selected.
  • Adjacent samples (A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) of the current sample (C) are adjacent samples (A1, A4) and a current sample (C) horizontally adjacent to the current sample (C). ) May include a sample closest to the current sample C, such as the samples A2 and A5 adjacent in the longitudinal direction.
  • the adjacent samples of the current sample C are the sample A3 adjacent to the upper left side, the sample A6 adjacent to the lower right side, the sample A7 adjacent to the lower left side and the upper right side with respect to the current sample C. It may include a sample diagonally adjacent to the current sample C, such as a sample A8 adjacent to.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may determine adjacent samples A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, and A8 of the current sample C in the current block 3200 based on the position of the current sample C. And at least one sample for predicting the current sample C from the reference samples 3250 of the current block 3200 outside the current block 3200. For example, as shown in FIG. 32, when the current sample C in the current block 3200 is not located at the boundary of the current block 3200 having a size of 4 ⁇ 4, the candidate selectors 2920 and 3020 may select the current block.
  • At least one neighboring sample for predicting the current sample C among the lower left neighboring sample A7 and the upper right neighboring sample A8 may be determined.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may select the current sample among the reference samples 3250 of the current block 3200. At least one adjacent sample for predicting (C) may be determined.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may select a current sample from among adjacent samples A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, and A8 of the current sample C based on the prediction order in the current block 3200. At least one adjacent sample for predicting (C) may be determined. Since the current sample C can be predicted using a sample whose prediction order is earlier than the prediction order of the current sample C, adjacent samples that can be used to predict the current sample differ according to the prediction order in the current block. Can be done.
  • the current sample C At least one of the left neighboring sample A1, the upper neighboring sample A2, the upper left neighboring sample A3, and the right upper neighboring sample A8 may be used to predict the current sample C.
  • the left side of the current sample C is left.
  • At least one of the adjacent sample A1, the upper adjacent sample A2, the upper left adjacent sample A3, and the upper right adjacent sample A8 may be used to predict the current sample C.
  • the right adjacent sample of the current sample ( At least one of A4), the lower adjacent sample A5, the lower right adjacent sample A6, and the lower left adjacent sample A7 may be used to predict the current sample C.
  • the prediction direction of the current block 3200 is not limited to FIG. 19 horizontal direction prediction 1910, vertical direction prediction 1920, lower left diagonal direction prediction 1930, and right upper diagonal direction prediction 1940.
  • the sample used to predict may also vary based on the prediction direction of the current block 3200 of the current block 3200 of the current sample C within the current block 3200.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may perform a predetermined distance from the current sample C among the samples included in the at least one previous block 3310, 3320, and 3330 decoded before the current block 3300 divided from the image.
  • Candidate samples located within d1) may be selected.
  • the samples included in the circle 3340 having a radius corresponding to the predetermined distance d1 around the current sample C may be candidate samples.
  • the predetermined distance d1 for defining candidate samples among the samples in the image may be determined based on the size of the current block 3300 and the decoding order of the current block 3300 in the image. For example, as the size of the current block 3300 increases, the distance d1 may increase because more candidate samples are needed. As another example, as the decoding order of the current block 3300 in the image is slower, more samples can be referred to, so that the distance d1 may increase.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may select between the adjacent sample A adjacent to the current sample C and the candidate adjacent samples C1A, C2A, and C3A adjacent to the candidate samples C1, C2, and C3. 1 for predicting the current sample C among the candidate samples C1, C2, C3 based on the difference value of and the distance between the current sample C and the respective candidate samples C1, C2, C3.
  • Candidate sample C1 may be selected.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 obtain a cost between the candidate neighboring samples C1A, C2A, and C3A and the adjacent sample A, and the candidate samples C1, C2, and C3 and the current sample (C).
  • the cost can be corrected based on the distance between C).
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may select the first candidate sample C1 having the corrected minimum cost among the candidate samples C1, C2, and C3.
  • the greater the distance between the candidate sample (one of C1, C2, C3) and the current sample C the greater the cost between the candidate sample (one of C1, C2, C3) and the current sample C. .
  • the distance dc3 between the current sample C and the third candidate sample C3 is longer than the distance dc1 between the current sample C and the first candidate sample C1. If the distance between the sample (C) and the second candidate sample (C2) is shorter than the distance (dc2), the amount by which the cost between the current sample (C) and the C3 candidate sample increases is the cost between the current sample (C) and the C1 candidate sample. Is greater than the increasing amount and the cost between the current sample (C) and the C2 candidate sample may be less than the increasing amount.
  • 35 illustrates an operation of correcting a cost based on a direction in which candidate adjacent samples are adjacent to candidate samples.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may determine a difference between the adjacent sample A adjacent to the current sample and each candidate adjacent sample adjacent to the candidate samples C1, C2, and C3, the current sample C, and The current among the candidate samples C1, C2, C3 based on the adjacent direction of the adjacent sample A and the adjacent directions of the candidate samples C1, C2, C3 and the candidate adjacent samples C1A, C2A, C3A.
  • One candidate sample C1 for predicting the sample C may be selected.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 obtain a cost between the candidate neighboring samples C1A, C2A, and C3A and the neighboring sample A, and the candidate neighboring samples C1A, C2A, and C3A are candidate samples.
  • the cost can be corrected based on the direction adjacent to the fields C1, C2, C3 and the direction in which the adjacent sample A is adjacent to the current sample C.
  • the candidate sample C1 and the current sample C can be as small as alpha.
  • the directions in which the candidate neighboring samples C2A and C3A are adjacent to the candidate samples C2 and C3 do not coincide with the directions in which the adjacent sample A is adjacent to the current sample C, the candidate samples C2 and C3 ) And the cost between the current sample (C) can be as large as alpha.
  • FIG. 36 illustrates an operation of sample unit prediction for predicting a current sample based on a plurality of already reconstructed samples.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 are predicted before the current sample C in the current block 3600 divided from the image, and select the plurality of adjacent samples A1 and A2 adjacent to the current sample C. Can be.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may include a plurality of adjacent samples among the candidate samples C1, C2, and C3 included in the at least one previous block 3620, 3630, and 3640 that are restored before the current block 3600.
  • a first candidate sample C1 adjacent to a plurality of candidate neighboring samples C1A1 and C1A2 having a value closest to (A1, A2) may be selected.
  • the candidate selector 2920 of the encoding apparatus 2900 based on the cost between the candidate samples C1, C2, and C3 and the current sample C, selects a first candidate from among the candidate samples C1, C2, and C3.
  • Sample C1 can be selected.
  • the candidate selector 2920 of the encoding apparatus 2900 calculates a cost between the candidate samples C1, C2, and C3 and the current sample C, and among the candidate samples C1, C2, and C3.
  • the first candidate sample C1 having the smallest cost for the current sample C may be selected. For example, the cost between one candidate sample and the current sample can be obtained based on equation (7).
  • the candidate selectors 2920 and 3020 apply w1 weights to the difference between the C1A1 candidate neighbor samples and the A1 neighbor samples, and apply w2 weights to the difference between the C1A2 candidate neighbor samples and the A2 neighbor samples.
  • a cost between the current sample C and the C1 candidate sample can be obtained.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may correct the cost between the C1 candidate sample and the current sample C based on the distance between the C1 candidate sample and the current sample C.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may include a direction in which a C1A1 candidate neighbor sample is adjacent to a C1 candidate sample, a direction in which a C1A2 candidate neighbor sample is adjacent to a C1 candidate sample, a direction in which an A1 neighbor sample is adjacent to a current sample C, and A2.
  • the cost between the C1 candidate sample and the current sample C can be corrected based on the direction in which the adjacent sample is adjacent to the current sample C.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 apply the w1 weight to the difference between the C2A4 candidate neighbor sample and the A1 neighbor sample, and apply the w2 weight to the difference between the C2A5 candidate neighbor sample and the A2 neighbor sample.
  • the cost between C) and C2 candidate samples can be obtained.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may correct the cost between the C2 candidate sample and the current sample C based on the distance between the C2 candidate sample and the current sample C.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may include a direction in which a C2A4 candidate neighbor sample is adjacent to a C2 candidate sample, a direction in which a C2A5 candidate neighbor sample is adjacent to a C2 candidate sample, a direction in which an A1 neighbor sample is adjacent to a current sample C, and A2.
  • the cost between the C2 candidate sample and the current sample C may be corrected based on the direction in which the adjacent sample is adjacent to the current sample C.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 apply the current sample using a value obtained by applying w1 weight to the difference between the C3A1 candidate neighbor sample and the A1 neighbor sample, and applying the w2 weight to the difference between the C3A3 candidate neighbor sample and the A2 neighbor sample.
  • the cost between C) and C3 candidate samples can be obtained.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may correct the cost between the C3 candidate sample and the current sample C based on the distance between the C3 candidate sample and the current sample C.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may include a direction in which a C3A1 candidate neighbor sample is adjacent to a C3 candidate sample, a direction in which a C3A3 candidate neighbor sample is adjacent to a C3 candidate sample, a direction in which an A1 neighbor sample is adjacent to a current sample C, and A2.
  • the cost between the C3 candidate sample and the current sample C can be corrected based on the direction in which the adjacent sample is adjacent to the current sample C.
  • the w1 weights for the A1 adjacent samples that are horizontally adjacent to the current sample may be proportional to the vertical gradient of the current block 3600 as described above with reference to FIG. 21.
  • the w1 weight for the left adjacent sample A of the current sample may be proportional to the vertical gradient of the current block 3600 as described above with reference to FIG. 21.
  • w2 weights for A2 adjacent samples that are vertically adjacent to the current sample may be proportional to the horizontal gradient of the current block 3600 as described above with reference to FIG. 22.
  • the w1 weight and the w2 weight may be preset to the same value.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 select the first candidate sample C1 having the minimum cost with respect to the current sample among the candidate samples C1, C2 and C3, and the predictors 2930 and 3030 select the first sample.
  • a prediction value of the current sample C may be obtained using the reconstructed value of the candidate sample C1.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may generate the C1 candidate sample based on a direction in which the C1A1 candidate neighbor sample and the C1A2 candidate neighbor sample are adjacent to the C1 candidate sample and a direction in which the A1 neighbor sample and the A2 neighbor sample are adjacent to the current sample C. The cost between and the current sample C can be corrected.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may generate the C2 candidate sample based on the direction in which the C2A4 candidate neighbor sample and the C2A5 candidate neighbor sample are adjacent to the C2 candidate sample, and the direction in which the A1 neighbor sample and the A2 neighbor sample are adjacent to the current sample C. The cost between and the current sample C can be corrected.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may generate a C3 candidate sample based on a direction in which the C3A1 candidate neighbor sample and the C3A3 candidate neighbor sample are adjacent to the C3 candidate sample and a direction in which the A1 neighbor sample and the A2 neighbor sample are adjacent to the current sample C. The cost between and the current sample C can be corrected.
  • the range of costs for which n candidate neighboring samples are corrected based on a direction adjacent to the candidate sample may be greater than or equal to ⁇ n * alpha or less than + n * alpha.
  • the correction value of the cost may be -n * alpha.
  • the correction value of the cost may be + n * alpha.
  • the direction in which the C1A2 candidate neighbor sample and the C1A2 candidate neighbor sample are adjacent to the C1 candidate sample coincide with the direction in which both the A1 neighbor sample and the A2 neighbor sample are adjacent to the current sample (C), and thus the C1 candidate sample and the current sample.
  • the correction for the cost between (C) can be -2 * alpha.
  • the C2 candidate sample and the current sample can be + 2 * alpha.
  • 38 illustrates another operation of sample unit prediction for predicting a current sample based on a plurality of already reconstructed samples.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 are predicted before the current sample C in the current block 3800 divided from the image, and the plurality of adjacent samples A1, A2, and A3 adjacent to the current sample C are selected. Can be selected.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may include a plurality of adjacent samples among the candidate samples C1, C2, and C3 included in the at least one previous block 3820, 3830, and 3840 that are restored before the current block 3800.
  • the first candidate sample C1 adjacent to the plurality of candidate neighboring samples C1A1, C1A2, and C1A3 having the closest value to (A1, A2, A3) may be selected.
  • the candidate selector 2920 of the encoding apparatus 2900 based on the cost between the candidate samples C1, C2, and C3 and the current sample C, selects a first candidate from among the candidate samples C1, C2, and C3.
  • Sample C1 can be selected.
  • the candidate selector 2920 of the encoding apparatus 2900 calculates a cost between the candidate samples C1, C2, and C3 and the current sample C, and among the candidate samples C1, C2, and C3.
  • the first candidate sample C1 having the smallest cost for the current sample C may be selected. For example, the cost between one candidate sample and the current sample can be obtained based on equation (8).
  • the candidate selectors 2920 and 3020 apply w1 weights to the difference between the C1A1 candidate neighbor samples and the A1 neighbor samples, w2 weights to the difference between the C1A2 candidate neighbor samples and the A2 neighbor samples, and C1A3.
  • the cost between the current sample C and the C1 candidate sample may be obtained using a value obtained by applying w3 weight to the difference between the candidate neighboring sample and the A3 neighboring sample.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may correct the cost between the C1 candidate sample and the current sample C based on the distance between the C1 candidate sample and the current sample C.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may include a direction in which a C1A1 candidate neighbor sample is adjacent to a C1 candidate sample, a C1A2 candidate neighbor sample, a C1A2 candidate neighbor sample and a C1A3 candidate neighbor sample in a direction adjacent to a C1 candidate sample, an A1 neighbor sample, and an A2.
  • the cost between the C1 candidate sample and the current sample C can be corrected based on the neighboring sample, and the direction in which the A3 neighboring sample is adjacent to the current sample C.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 apply w1 weights to the difference between the C2A4 candidate neighbor samples and the A1 neighbor samples, w2 weights to the difference between the C2A5 candidate neighbor samples and the A2 neighbor samples, and the C2A6 candidate neighbor samples.
  • the cost between the current sample (C) and the C2 candidate sample may be obtained by using a value obtained by applying w3 weight to the difference between and A3 neighboring samples.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may correct the cost between the C2 candidate sample and the current sample C based on the distance between the C2 candidate sample and the current sample C.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may include a direction in which the C2A4 candidate neighboring sample, the C2A5 candidate neighboring sample, and the C2A6 candidate neighboring sample are adjacent to the C2 candidate sample, the A1 neighboring sample, the A2 neighboring sample, and the A3 neighboring sample are the current sample (C).
  • the cost between the C2 candidate sample and the current sample C can be corrected based on the direction adjacent to.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 apply w1 weights to the difference between the C3A4 candidate neighbor samples and the A1 neighbor samples, w2 weights to the difference between the C3A2 candidate neighbor samples and the A2 neighbor samples, and the C3A8 candidate neighbor samples.
  • the cost between the current sample (C) and the C3 candidate sample may be obtained using a value obtained by applying w3 weight to the difference between and A3 neighboring samples.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may correct the cost between the C3 candidate sample and the current sample C based on the distance between the C3 candidate sample and the current sample C.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may include a direction in which the C3A2 candidate neighbor sample, the C3A4 candidate neighbor sample, and the C3A8 candidate neighbor sample are adjacent to the C3 candidate sample, the A1 neighbor sample, the A2 neighbor sample, and the A3 neighbor sample are the current samples (C The cost between the C3 candidate sample and the current sample C may be corrected based on the direction adjacent to
  • the w1 weights for the A1 adjacent samples that are horizontally adjacent to the current sample may be proportional to the vertical gradient of the current block 3800 as described above with reference to FIG. 21.
  • the w1 weight for the left adjacent sample A of the current sample may be proportional to the vertical gradient of the current block 3800 as described above with reference to FIG. 21.
  • the w2 weights for the A2 adjacent samples that are vertically adjacent to the current sample may be proportional to the horizontal gradient of the current block 3800 as described above with reference to FIG. 22.
  • the w1 weight and the w2 weight may be preset to the same value.
  • the w3 weight may be set based on the w1 weight and the w2 weight.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 select the first candidate sample C1 having the minimum cost with respect to the current sample among the candidate samples C1, C2 and C3, and the predictors 2930 and 3030 select the first sample.
  • a prediction value of the current sample C may be obtained using the reconstructed value of the candidate sample C1.
  • 39 illustrates an operation of correcting a cost based on a direction in which a plurality of candidate adjacent samples are adjacent to the candidate sample.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may include a direction in which the C1A1 candidate neighbor sample, the C1A2 candidate neighbor sample, and the C1A3 candidate neighbor sample are adjacent to the C1 candidate sample, and the A1 neighbor sample, the A2 neighbor sample, and the A3 neighbor sample are the current sample (C).
  • the cost between the C1 candidate sample and the current sample C can be corrected based on the direction adjacent to.
  • the candidate selection units 2920 and 3020 may include a direction in which the C2A4 candidate neighboring sample, the C2A5 candidate neighboring sample, and the C2A6 candidate neighboring sample are adjacent to the C2 candidate sample, and the A1 neighboring sample, the A2 neighboring sample, and the A3 neighboring sample are in the current sample (C).
  • the cost between the C2 candidate sample and the current sample C can be corrected based on the adjacent direction.
  • the candidate selectors 2920 and 3020 may include a direction in which the C3A2 candidate neighboring sample and the C3A4 candidate neighboring sample and the C3A8 candidate neighboring sample are adjacent to the C3 candidate sample, and the A1 neighboring sample, the A2 neighboring sample, and the A3 neighboring sample are in the current sample (C).
  • the cost between the C3 candidate sample and the current sample C can be corrected based on the adjacent direction.
  • the range of costs for which n candidate neighboring samples are corrected based on a direction adjacent to the candidate sample may be greater than or equal to ⁇ n * alpha or less than + n * alpha.
  • the correction value of the cost may be -n * alpha.
  • the correction value of the cost may be + n * alpha.
  • the direction in which the C1A1 candidate neighbor sample, the C1A2 candidate neighbor sample, and the C1A3 candidate neighbor sample are adjacent to the C1 candidate sample are determined by the direction in which the A1 neighbor sample, the A2 neighbor sample, and the A3 neighbor sample are adjacent to the current sample (C). Since they all match, the correction for the cost between the C1 candidate sample and the current sample C may be -3 * alpha.
  • the directions in which the C2A4 candidate neighboring samples, the C2A5 candidate neighboring samples, and the C2A6 candidate neighboring samples are adjacent to the C2 candidate sample do not coincide with the directions in which the A1 neighboring samples, the A2 neighboring samples, and the A3 neighboring samples are adjacent to the current sample (C). Therefore, the correction value for the cost between the C2 candidate sample and the current sample C may be + 3 * alpha.
  • FIG. 40 shows a flowchart of a video encoding method capable of performing sample wise prediction based on an already reconstructed neighboring sample.
  • the video encoding method 4000 splits an image into at least one block.
  • the 'block' may mean a maximum coding unit, a coding unit, a transformation unit, or a prediction unit split from an image to be encoded or decoded. Operation 4010 may be performed by the divider 2910 of the video encoding apparatus 2900.
  • the video encoding method 4000 selects at least one adjacent sample adjacent to the current sample in the current block. Also, the video encoding method 4000 may include a first candidate sample adjacent to a candidate neighboring sample having a value closest to the neighboring sample of the current sample among a plurality of candidate samples included in at least one previous block reconstructed before the current block. Can be selected. Operation 4040 may be performed by the candidate selector 2920 of the video encoding apparatus 2900.
  • the video encoding method 4000 obtains a prediction value of the current sample using the first candidate sample selected in the candidate 4020.
  • the video encoding method 4000 may obtain a prediction value of the current sample using the reconstruction value of the first candidate sample included in the previous block reconstructed before the current block.
  • Operation 4040 may be performed by the predictor 2930 of the video encoding apparatus 2900.
  • the video encoding method 4000 encodes a residual value of the current sample.
  • the video encoding method 4000 obtains a residual value between the original value of the current sample and the predicted value of the current sample acquired in step 4020, converts the residual value of the current sample, and converts the converted residual value.
  • Entropy-encoding and the entropy-encoded residual value may be output as a bitstream.
  • the operation 4040 may be performed by the converter 2940 of the video encoding apparatus 2900.
  • FIG. 41 shows a flowchart of a video decoding method capable of performing sample wise prediction based on an already reconstructed adjacent sample.
  • the video decoding method 4100 divides an image into at least one block.
  • the 'block' may mean a maximum coding unit, a coding unit, a transformation unit, or a prediction unit split from an image to be encoded or decoded. Operation 4110 may be performed by the divider 3010 of the video decoding apparatus 3000.
  • the video decoding method 4100 selects at least one adjacent sample adjacent to the current sample in the current block. Also, the video decoding method 4100 may include a first candidate sample adjacent to a candidate neighboring sample having a value closest to a neighboring sample of the current sample among a plurality of candidate samples included in at least one previous block reconstructed before the current block. Can be selected. Operation 4120 may be performed by the candidate selector 3020 of the video decoding apparatus 3000.
  • the video decoding method 4100 obtains a prediction value of the current sample by using the first candidate sample selected in the candidate 4120.
  • the video decoding method 4100 may obtain a prediction value of the current sample using the reconstruction value of the first candidate sample included in the previous block reconstructed before the current block.
  • Operation 4130 may be performed by the predictor 3030 of the video decoding apparatus 3000.
  • the video decoding method 4100 encodes a residual value of the current sample.
  • the video decoding method 4100 may reconstruct an image by using the residual value of the current sample obtained from the bitstream and the prediction value of the current sample obtained by the prediction unit 3030.
  • Operation 4140 may be performed by the converter 3041 of the video decoding apparatus 3000.
  • the encoding / decoding apparatus and method capable of performing the above-described sample unit prediction may perform adaptive prediction according to the position of the current sample, and the performance of encoding / decoding may be improved.
  • the above-described embodiments can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer which operates the program using a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).
  • the video encoding method and / or video encoding method described above with reference to FIGS. 1 to 41 will be collectively referred to as a video encoding method.
  • the image decoding method and / or video decoding method described above with reference to FIGS. 1 to 41 will be referred to as a video decoding method.
  • a computer-readable storage medium in which a program is stored according to an embodiment of the present invention will be described in detail below.
  • the disk 26000 described above as a storage medium may be a hard drive, a CD-ROM disk, a Blu-ray disk, or a DVD disk.
  • the disk 26000 is composed of a plurality of concentric tracks tr, and the tracks are divided into a predetermined number of sectors Se in the circumferential direction.
  • a program for implementing the above-described quantization parameter determination method, video encoding method, and video decoding method may be allocated and stored in a specific region of the disc 26000 which stores the program according to the above-described embodiment.
  • a computer system achieved using a storage medium storing a program for implementing the above-described video encoding method and video decoding method will be described below with reference to FIG. 44.
  • the computer system 26700 may store a program for implementing at least one of a video encoding method and a video decoding method on the disc 26000 using the disc drive 26800.
  • the program may be read from the disk 26000 by the disk drive 26800, and the program may be transferred to the computer system 26700.
  • a program for implementing at least one of a video encoding method and a video decoding method may be stored in a memory card, a ROM cassette, and a solid state drive (SSD). Can be.
  • FIG. 44 illustrates an overall structure of a content supply system 11000 for providing a content distribution service.
  • the service area of the communication system is divided into cells of a predetermined size, and wireless base stations 11700, 11800, 11800, 12000, which are base stations, are installed in each cell.
  • the content supply system 11000 includes a plurality of independent devices.
  • independent devices such as a computer 12100, a personal digital assistant (PDA) 12200, a camera 12300, and a mobile phone 12500 may be an Internet service provider 11200, a communication network 11400, and a wireless base station. 11700, 11800, 11800, 12000 to connect to the Internet 11100.
  • PDA personal digital assistant
  • the content supply system 11000 is not limited to the structure shown in FIG. 46, and devices may be selectively connected.
  • the independent devices may be directly connected to the communication network 11400 without passing through the wireless base stations 11700, 11800, 11800, 12000.
  • the video camera 12300 is an imaging device capable of capturing video images like a digital video camera.
  • the mobile phone 12500 is such as Personal Digital Communications (PDC), code division multiple access (CDMA), wideband code division multiple access (W-CDMA), Global System for Mobile Communications (GSM), and Personal Handyphone System (PHS). At least one communication scheme among various protocols may be adopted.
  • PDC Personal Digital Communications
  • CDMA code division multiple access
  • W-CDMA wideband code division multiple access
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • PHS Personal Handyphone System
  • the video camera 12300 may be connected to the streaming server 11300 through the wireless base station 11800 and the communication network 11400.
  • the streaming server 11300 may stream and transmit the content transmitted by the user using the video camera 12300 through real time broadcasting.
  • Content received from the video camera 12300 may be encoded by the video camera 12300 or the streaming server 11300.
  • Video data captured by the video camera 12300 may be transmitted to the streaming server 11300 via the computer 12100.
  • Video data captured by the camera 12600 may also be transmitted to the streaming server 11300 via the computer 12100.
  • the camera 12600 is an imaging device capable of capturing both still and video images, like a digital camera.
  • Video data received from the camera 12600 may be encoded by the camera 12600 or the computer 12100.
  • Software for video encoding and decoding may be stored in a computer readable recording medium such as a CD-ROM disk, a floppy disk, a hard disk drive, an SSD, or a memory card that the computer 12100 may access.
  • video data may be received from the mobile phone 12500.
  • the video data may be encoded by a large scale integrated circuit (LSI) system installed in the video camera 12300, the mobile phone 12500, or the camera 12600.
  • LSI large scale integrated circuit
  • a user is recorded using a video camera 12300, a camera 12600, a mobile phone 12500, or another imaging device.
  • the content is encoded and sent to the streaming server 11300.
  • the streaming server 11300 may stream and transmit content data to other clients who have requested the content data.
  • the clients are devices capable of decoding the encoded content data, and may be, for example, a computer 12100, a PDA 12200, a video camera 12300, or a mobile phone 12500.
  • the content supply system 11000 allows clients to receive and play encoded content data.
  • the content supply system 11000 enables clients to receive and decode and reproduce encoded content data in real time, thereby enabling personal broadcasting.
  • the video encoding apparatus and the video decoding apparatus may be applied to encoding and decoding operations of independent devices included in the content supply system 11000.
  • the mobile phone 12500 is not limited in functionality and may be a smart phone that can change or expand a substantial portion of its functions through an application program.
  • the mobile phone 12500 includes a built-in antenna 12510 for exchanging RF signals with the wireless base station 12000, and displays images captured by the camera 12310 or images received and decoded by the antenna 12510. And a display screen 12420 such as an LCD (Liquid Crystal Display) and an OLED (Organic Light Emitting Diodes) screen for displaying.
  • the smartphone 12510 includes an operation panel 12540 including a control button and a touch panel. When the display screen 12420 is a touch screen, the operation panel 12540 further includes a touch sensing panel of the display screen 12420.
  • the smart phone 12510 includes a speaker 12580 or another type of audio output unit for outputting voice and sound, and a microphone 12550 or another type of audio input unit for inputting voice and sound.
  • the smartphone 12210 further includes a camera 12310 such as a CCD camera for capturing video and still images.
  • the smartphone 12510 may be a storage medium for storing encoded or decoded data, such as video or still images captured by the camera 12310, received by an e-mail, or obtained in another form. 12570); And a slot 12560 for mounting the storage medium 12570 to the mobile phone 12500.
  • the storage medium 12570 may be another type of flash memory such as an electrically erasable and programmable read only memory (EEPROM) embedded in an SD card or a plastic case.
  • EEPROM electrically erasable and programmable read only memory
  • FIG. 46 shows an internal structure of the mobile phone 12500.
  • a power supply circuit 12700 In order to systematically control each part of the mobile phone 12500 including the display screen 12420 and the operation panel 12540, a power supply circuit 12700, an operation input controller 12640, an image encoder 12720, and a camera interface (12630), LCD control unit (12620), image decoding unit (12690), multiplexer / demultiplexer (12680), recording / reading unit (12670), modulation / demodulation unit (12660) and
  • the sound processor 12650 is connected to the central controller 12710 through the synchronization bus 1730.
  • the power supply circuit 12700 supplies power to each part of the mobile phone 12500 from the battery pack, thereby causing the mobile phone 12500 to operate. Can be set to an operating mode.
  • the central controller 12710 includes a CPU, a read only memory (ROM), and a random access memory (RAM).
  • the digital signal is generated in the mobile phone 12500 under the control of the central controller 12710, for example, the digital sound signal is generated in the sound processor 12650.
  • the image encoder 12720 may generate a digital image signal, and text data of the message may be generated through the operation panel 12540 and the operation input controller 12640.
  • the modulator / demodulator 12660 modulates a frequency band of the digital signal, and the communication circuit 12610 is a band-modulated digital signal. Digital-to-analog conversion and frequency conversion are performed on the acoustic signal.
  • the transmission signal output from the communication circuit 12610 may be transmitted to the voice communication base station or the radio base station 12000 through the antenna 12510.
  • the sound signal acquired by the microphone 12550 is converted into a digital sound signal by the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710.
  • the generated digital sound signal may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
  • the text data of the message is input using the operation panel 12540, and the text data is transmitted to the central controller 12610 through the operation input controller 12640.
  • the text data is converted into a transmission signal through the modulator / demodulator 12660 and the communication circuit 12610, and transmitted to the radio base station 12000 through the antenna 12510.
  • the image data photographed by the camera 12310 is provided to the image encoder 12720 through the camera interface 12630.
  • Image data captured by the camera 12310 may be directly displayed on the display screen 12420 through the camera interface 12630 and the LCD controller 12620.
  • the structure of the image encoder 12720 may correspond to the structure of the video encoding apparatus according to the above-described embodiment.
  • the image encoder 12720 encodes the image data provided from the camera 12310 according to the above-described video encoding method, converts the image data into compression-encoded image data, and multiplexes / demultiplexes 12680 the encoded image data.
  • the sound signal acquired by the microphone 12550 of the mobile phone 12500 is also converted into digital sound data through the sound processing unit 12650 during recording of the camera 12310, and the digital sound data is converted to the multiplexing / demultiplexing unit 12680.
  • the multiplexer / demultiplexer 12680 multiplexes the encoded image data provided from the image encoder 12720 together with the acoustic data provided from the sound processor 12650.
  • the multiplexed data may be converted into a transmission signal through the modulation / demodulation unit 12660 and the communication circuit 12610 and transmitted through the antenna 12510.
  • the signal received through the antenna converts the digital signal through a frequency recovery (Analog-Digital conversion) process .
  • the modulator / demodulator 12660 demodulates the frequency band of the digital signal.
  • the band demodulated digital signal is transmitted to the video decoder 12690, the sound processor 12650, or the LCD controller 12620 according to the type.
  • the mobile phone 12500 When the mobile phone 12500 is in the call mode, the mobile phone 12500 amplifies a signal received through the antenna 12510 and generates a digital sound signal through frequency conversion and analog-to-digital conversion processing.
  • the received digital sound signal is converted into an analog sound signal through the modulator / demodulator 12660 and the sound processor 12650 under the control of the central controller 12710, and the analog sound signal is output through the speaker 12580. .
  • a signal received from the radio base station 12000 via the antenna 12510 is converted into multiplexed data as a result of the processing of the modulator / demodulator 12660.
  • the output and multiplexed data is transmitted to the multiplexer / demultiplexer 12680.
  • the multiplexer / demultiplexer 12680 demultiplexes the multiplexed data to separate the encoded video data stream and the encoded audio data stream.
  • the encoded video data stream is provided to the video decoder 12690, and the encoded audio data stream is provided to the sound processor 12650.
  • the structure of the image decoder 12690 may correspond to the structure of the video decoding apparatus described above.
  • the image decoder 12690 decodes the encoded video data to generate reconstructed video data by using the above-described video decoding method, and restores the reconstructed video data to the display screen 1252 via the LCD controller 1262.
  • Video data can be provided.
  • video data of a video file accessed from a website of the Internet can be displayed on the display screen 1252.
  • the sound processor 1265 may convert the audio data into an analog sound signal and provide the analog sound signal to the speaker 1258. Accordingly, audio data contained in a video file accessed from a website of the Internet can also be reproduced in the speaker 1258.
  • the mobile phone 1250 or another type of communication terminal is a transmitting / receiving terminal including both a video encoding apparatus and a video decoding apparatus according to an embodiment, a transmitting terminal including only the video encoding apparatus according to the above-described embodiment, or an embodiment. It may be a receiving terminal including only a video decoding apparatus according to an example.
  • FIG. 47 illustrates a digital broadcasting system employing a communication system, according to various embodiments.
  • the digital broadcasting system according to the embodiment of FIG. 47 may receive a digital broadcast transmitted through a satellite or terrestrial network using the video encoding apparatus and the video decoding apparatus, according to an embodiment.
  • the broadcast station 12890 transmits the video data stream to the communication satellite or the broadcast satellite 12900 through radio waves.
  • the broadcast satellite 12900 transmits a broadcast signal, and the broadcast signal is received by the antenna 12860 in the home to the satellite broadcast receiver.
  • the encoded video stream may be decoded and played back by the TV receiver 12610, set-top box 12870, or other device.
  • the playback apparatus 12230 may read and decode the encoded video stream recorded on the storage medium 12620 such as a disk and a memory card.
  • the reconstructed video signal may thus be reproduced in the monitor 12840, for example.
  • the video decoding apparatus may also be mounted in the set-top box 12870 connected to the antenna 12860 for satellite / terrestrial broadcasting or the cable antenna 12850 for cable TV reception. Output data of the set-top box 12870 may also be reproduced by the TV monitor 12880.
  • the video decoding apparatus may be mounted in the TV receiver 12810 instead of the set top box 12870.
  • An automobile 12920 with an appropriate antenna 12910 may receive signals from satellite 12800 or radio base station 11700.
  • the decoded video may be played on the display screen of the car navigation system 12930 mounted on the car 12920.
  • the video signal may be encoded by the video encoding apparatus according to an embodiment and recorded and stored in a storage medium.
  • the video signal may be stored in the DVD disk 12960 by the DVD recorder, or the video signal may be stored in the hard disk by the hard disk recorder 12950.
  • the video signal may be stored in the SD card 12970.
  • the hard disk recorder 12950 includes a video decoding apparatus according to an embodiment, a video signal recorded on a DVD disk 12960, an SD card 12970, or another type of storage medium is monitored. ) Can be played.
  • the vehicle navigation system 12930 may not include the camera 12310, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 48.
  • the computer 12100 and the TV receiver 12610 may not include the camera 12310, the camera interface 12630, and the image encoder 12720 of FIG. 48.
  • FIG. 48 is a diagram illustrating a network structure of a cloud computing system using a video encoding apparatus and a video decoding apparatus, according to various embodiments.
  • a cloud computing system may include a cloud computing server 14100, a user DB 14100, a computing resource 14200, and a user terminal.
  • the cloud computing system provides an on demand outsourcing service of computing resources through an information communication network such as the Internet at the request of a user terminal.
  • service providers integrate the computing resources of data centers located in different physical locations into virtualization technology to provide users with the services they need.
  • the service user does not install and use computing resources such as application, storage, operating system, and security in each user's own terminal, but services in virtual space created through virtualization technology. You can choose as many times as you want.
  • a user terminal of a specific service user accesses the cloud computing server 14100 through an information communication network including the Internet and a mobile communication network.
  • the user terminals may be provided with a cloud computing service, particularly a video playback service, from the cloud computing server 14100.
  • the user terminal may be any electronic device capable of accessing the Internet, such as a desktop PC 14300, a smart TV 14400, a smartphone 14500, a notebook 14600, a portable multimedia player (PMP) 14700, a tablet PC 14800, and the like. It can be a device.
  • the cloud computing server 14100 may integrate and provide a plurality of computing resources 14200 distributed in a cloud network to a user terminal.
  • the plurality of computing resources 14200 include various data services and may include data uploaded from a user terminal.
  • the cloud computing server 14100 integrates a video database distributed in various places into a virtualization technology to provide a service required by a user terminal.
  • the user DB 14100 stores user information subscribed to a cloud computing service.
  • the user information may include login information and personal credit information such as an address and a name.
  • the user information may include an index of the video.
  • the index may include a list of videos that have been played, a list of videos being played, and a stop time of the videos being played.
  • Information about a video stored in the user DB 14100 may be shared among user devices.
  • the playback history of the predetermined video service is stored in the user DB 14100.
  • the cloud computing server 14100 searches for and plays a predetermined video service with reference to the user DB 14100.
  • the smartphone 14500 receives the video data stream through the cloud computing server 14100, the operation of decoding the video data stream and playing the video may be performed by the operation of the mobile phone 12500 described above with reference to FIG. 46. similar.
  • the cloud computing server 14100 may refer to a playback history of a predetermined video service stored in the user DB 14100. For example, the cloud computing server 14100 receives a playback request for a video stored in the user DB 14100 from a user terminal. If the video was being played before, the cloud computing server 14100 may have a streaming method different depending on whether the video is played from the beginning or from the previous stop point according to the user terminal selection. For example, when the user terminal requests to play from the beginning, the cloud computing server 14100 streams the video to the user terminal from the first frame. On the other hand, if the terminal requests to continue playing from the previous stop point, the cloud computing server 14100 streams the video to the user terminal from the frame at the stop point.
  • the user terminal may include a video decoding apparatus according to an embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 19.
  • the user terminal may include a video encoding apparatus according to an embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 20.
  • the user terminal may include both the video encoding apparatus and the video decoding apparatus according to the above-described embodiments with reference to FIGS. 1 to 19.
  • FIGS. 42 to 48 Various examples of using the image encoding method, the image decoding method, the image encoding apparatus, and the image decoding apparatus described above with reference to FIGS. 1 to 19 have been described above with reference to FIGS. 42 to 48. However, various embodiments in which the video encoding method and the video decoding method described above with reference to FIGS. 1 to 19 are stored in a storage medium or the video encoding apparatus and the video decoding apparatus are implemented in a device are illustrated in the embodiments of FIGS. 42 to 48. It is not limited to.

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Abstract

영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치가 개시된다.

Description

샘플 단위 예측 부호화 장치 및 방법
예측을 포함하는 비디오 부호화/복호화 장치 및 방법에 관한 것이다.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화 또는 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 비디오 컨텐트는 원신호와 예측신호를 뺀 레지듀얼 신호를 변환 및 양자화 함으로써 부호화된다. 이렇게 부호화된 비디오 컨텐트를 복호화함으로써 비디오 컨텐트를 재생할 수 있다.
비디오 컨텐트의 부호화 과정에서 원신호 및 예측신호의 차이에 해당하는 레지듀얼 신호를 변환 및 양자화 하여 비트스트림으로 전송하기 때문에, 효율적인 예측을 통해 레지듀얼 신호를 최소화할 필요가 있다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치가 개시된다.
일 실시예에 따른 부호화/복호화 장치 및 방법은 현재 샘플의 위치에 따라 적응적인 예측을 수행할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화단위에 기초한 비디오 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화단위에 기초한 비디오 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 부호화단위의 개념을 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따른 부호화단위에 기초한 영상 부호화부의 블록도를 도시한다.
도 5는 일 실시예에 따른 부호화단위에 기초한 영상 복호화부의 블록도를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 심도별 부호화단위 및 파티션을 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른, 부호화단위 및 변환단위의 관계를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 9는 일 실시예에 따른 심도별 부호화단위를 도시한다.
도 10, 11 및 12는 일 실시예에 따른, 부호화단위, 예측단위 및 변환단위의 관계를 도시한다.
도 12는 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화단위, 예측단위 및 변환단위의 관계를 도시한다.
도 13 은 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 14는 일 실시예에 따른 다시점 비디오 시스템을 나타낸다.
도 15는 다시점 비디오를 구성하는 텍스처 영상과 깊이 영상들을 예시한 도면이다.
도 18a는 현재 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
도 18b는 현재 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 또 다른 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
도 19는 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플들을 도시한다.
도 20은 인접 샘플들에 적용되는 가중치를 도시한다.
도 21은 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 제1 가중치를 도시한다.
도 22는 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 제2 가중치를 도시한다.
도 23은 현재 블록의 수직 경계에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
도 24는 현재 블록의 수평 경계에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
도 25는 현재 블록의 가장 자리에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
도 26은 참조 샘플 패딩을 수행하는 동작을 도시한다.
도 27은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 28은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 29는 이미 복원된 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 장치의 블락도를 도시한다.
도 30은 이미 복원된 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 장치의 블락도를 도시한다. 도 31은 이미 복원된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
도 32는 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플들을 도시한다.
도 33은 현재 샘플로부터 소정 거리 내에 위치하는 후보 샘플들을 도시한다.
도 34는 현재 샘플과 후보 샘플 사이의 거리에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
도 35는 후보 인접 샘플이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
도 36은 복수 개의 이미 복원된 샘플들에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
도 37는 복수 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
도 38은 복수 개의 이미 복원된 샘플들에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 또 다른 동작을 도시한다.
도 39는 복수 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
도 40은 이미 복원된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 41은 이미 복원된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 42 은 일 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크의 물리적 구조를 예시한다.
도 43 은 디스크를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브를 도시한다.
도 44 는 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)의 전체적 구조를 도시한다.
도 45 및 24 는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰의 외부구조와 내부구조를 도시한다.
도 47 는 일 실시예에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다.
도 48 은 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치가 개시된다.
상기 제1 가중치는 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 제1 샘플과 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 제3 샘플 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
상기 제2 가중치는 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 제2 샘플과 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 제3 샘플 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는 동일할 수 있다.
상기 제1 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고, 상기 제1 샘플은, 상기 제1 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 제3 샘플에 대해 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측되고, 상기 제4 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제1 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고, 상기 제5 가중치는 상기 제3 샘플 및 상기 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
상기 제2 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고, 상기 제2 샘플은, 상기 제3 샘플에 대해 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 제2 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측되고, 상기 제4 가중치는 상기 제3 샘플 및 상기 제2 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고, 상기 제5 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
상기 제3 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고, 상기 제3 샘플은, 상기 제3 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 제3 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플에 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 획득되고, 상기 제4 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제3 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고, 상기 제5 가중치는 상기 제2 참조 샘플 및 상기 제3 참조 샘플 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법이 개시된다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 상기 현재 샘플의 원본값과 상기 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 부호화하는 부호화부를 포함하는 비디오 부호화 장치가 개시된다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및 상기 현재 샘플의 원본값과 상기 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 부호화하는 단계를 포함하는 비디오 부호화 방법이 개시된다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 후보 선택부; 상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치가 개시된다.
상기 후보 샘플들은 상기 현재 샘플로부터 소정 거리 내에 위치할 수 있다.
상기 제1 후보 샘플은 상기 현재 샘플에 인접하는 상기 인접 샘플과 상기 후보 샘플들에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들 사이의 차이값 및 상기 현재 샘플과 상기 각각의 후보 샘플들 사이의 거리에 기초하여 선택될 수 있다.
상기 후보 샘플이 상기 후보 인접 샘플에 인접하는 방향은 상기 현재 샘플이 상기 인접 샘플에 인접하는 방향과 동일할 수 있다.
상기 제1 후보 샘플은 상기 현재 샘플에 인접하는 상기 인접 샘플과 상기 후보 샘플들에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들 사이의 차이값, 상기 현재 샘플과 상기 인접 샘플의 인접 방향, 및 상기 후보 샘플들과 상기 후보 인접 샘플들의 인접 방향에 기초하여 선택될 수 있다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계; 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 단계; 상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및 비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법이 개시된다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부; 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 후보 선택부; 상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및 상기 현재 샘플의 원본값과 상기 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 부호화하는 부호화부를 포함하는 비디오 부호화 장치가 개시된다.
영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계; 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 단계; 상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및 상기 현재 샘플의 원본값과 상기 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 부호화하는 부호화부를 포함하는 비디오 부호화 방법이 개시된다.
이하, "영상"은 비디오의 정지영상이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다.
이하 "샘플"은, 영상의 샘플링 위치에 할당된 데이터로서 프로세싱 대상이 되는 데이터를 의미한다. 예를 들어, 공간영역의 영상에서 픽셀들이 샘플들일 수 있다.
이하 "레이어(layer) 영상"은 특정 시점 또는 동일 유형의 영상들을 나타낸다. 다시점 비디오에서 하나의 레이어 영상은 특정 시점에 입력된 칼라 영상들 또는 깊이 영상들을 나타낸다.
이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여, 다양한 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 기법 및 비디오 복호화 기법이 개시된다.
도 1 은 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 부호화 장치(100)는 '비디오 부호화 장치(100)'로 축약하여 지칭한다.
부호화 단위 결정부(120)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 2의 자승인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다.
최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 최종 심도로 결정한다. 결정된 최종 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.
최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 최종 심도가 결정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 최종 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 최종 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 최종 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 최종 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 최종 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 최종 심도는, 다른 영역에 대한 최종 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 변환을 설명하겠다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 최종 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 부호화 단위가 분할된 파티션은, 부호화 단위 및 부호화 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다. 파티션은 부호화 단위가 분할된 형태의 데이터 단위 및 부호화 단위와 동일한 크기의 데이터 단위를 포함할 수 있다. 예측의 기반이 되는 파티션은 '예측 단위'라 지칭될 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 모드는 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 형태로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 변환을 수행할 수 있다. 부호화 단위의 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 변환 단위를 기반으로 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어 변환 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 변환 단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.
심도별 분할 정보는, 심도뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 심도뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 모드, 예측 단위별 예측 모드, 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위/파티션, 및 변환 단위의 결정 방식에 대해서는, 도 3 내지 13을 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 분할정보를 비트스트림 형태로 출력한다.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.
심도별 분할정보는, 심도 정보, 예측 단위의 파티션 모드 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 분할 정보 등을 포함할 수 있다.
최종 심도 정보는, 현재 심도로 부호화하지 않고 하위 심도의 부호화 단위로 부호화할지 여부를 나타내는 심도별 분할 정보를 이용하여 정의될 수 있다. 현재 부호화 단위의 현재 심도가 심도라면, 현재 부호화 단위는 현재 심도의 부호화 단위로 부호화되므로 현재 심도의 분할 정보는 더 이상 하위 심도로 분할되지 않도록 정의될 수 있다. 반대로, 현재 부호화 단위의 현재 심도가 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.
현재 심도가 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.
하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 분할정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 분할정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 심도 및 분할정보가 설정될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위, 파티션 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등에 삽입될 수 있다.
또한 현재 비디오에 대해 허용되는 변환 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 변환 단위의 최소 크기에 관한 정보도, 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등을 통해 출력될 수 있다. 출력부(130)는, 예측과 관련된 참조정보, 예측정보, 슬라이스 타입 정보 등을 부호화하여 출력할 수 있다.
비디오 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 비디오 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
도 2는 다양한 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 복호화 장치(200)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 비디오 복호화 장치(200)는 '비디오 복호화 장치(200)'로 축약하여 지칭한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 분할정보 등 각종 용어의 정의는, 도 1 및 비디오 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(210)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 최종 심도 및 분할정보를 추출한다. 추출된 최종 심도 및 분할정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.
최대 부호화 단위별 심도 및 분할정보는, 하나 이상의 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 심도별 분할정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 모드 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 분할 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 심도 및 분할정보는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 심도 및 분할정보다. 따라서, 비디오 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 심도 및 분할정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 심도 및 분할정보가 기록되어 있다면, 동일한 심도 및 분할정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위별 심도 및 분할정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 모드, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 역변환 과정을 포함할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는, 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 모드 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 역변환을 위해, 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 변환 단위 정보를 판독하여, 부호화 단위마다 변환 단위에 기초한 역변환을 수행할 수 있다. 역변환을 통해, 부호화 단위의 공간 영역의 화소값이 복원할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 심도다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 모드, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 수 있다. 이런 식으로 결정된 부호화 단위마다 부호화 모드에 대한 정보를 획득하여 현재 부호화 단위의 복호화가 수행될 수 있다.
도 3a를 참조하여 전술한 영상 복호화 장치(30)는, 수신된 제1 레이어 영상스트림 및 제2 레이어 영상스트림을 복호화하여 제1 레이어 영상들 및 제2 레이어 영상들을 복원하기 위해, 비디오 복호화 장치(200)를 시점 개수만큼 포함할 수 있다.
제1 레이어 영상스트림이 수신된 경우에는, 비디오 복호화 장치(200)의 영상데이터 복호화부(230)는, 추출부(220)에 의해 제1 레이어 영상스트림으로부터 추출된 제1 레이어 영상들의 샘플들을 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위들로 나눌 수 있다. 영상데이터 복호화부(230)는 제1 레이어 영상들의 샘플들의 트리 구조에 따른 부호화 단위들마다, 영상간 예측을 위한 예측단위별로 움직임 보상을 수행하여 제1 레이어 영상들을 복원할 수 있다.
제2 레이어 영상스트림이 수신된 경우에는, 비디오 복호화 장치(200)의 영상데이터 복호화부(230)는, 추출부(220)에 의해 제2 레이어 영상스트림으로부터 추출된 제2 레이어 영상들의 샘플들을 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위들로 나눌 수 있다. 영상데이터 복호화부(230)는, 제2 레이어 영상들의 샘플들의 부호화 단위들마다 영상간 예측을 위한 예측단위별로 움직임 보상을 수행하여 제2 레이어 영상들을 복원할 수 있다.
추출부(220)는, 제1 레이어 영상과 제2 레이어 영상 간의 휘도 차를 보상하기 위해 휘도 오차와 관련된 정보를 비트스트림으로부터 획득할 수 있다. 다만, 부호화 단위의 부호화 모드에 따라 휘도 수행 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 예측 단위에 대해서만 휘도보상이 수행될 수 있다.
결국, 비디오 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 분할정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.
도 3 은 다양한 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.
비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 3에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부(400)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 수행한다. 즉, 인트라 예측부(420)는 현재 영상(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위별로 인트라 예측을 수행하고, 인터 예측부(415)는 인터 모드의 부호화 단위에 대해 예측단위별로 현재 영상(405) 및 복원 픽처 버퍼(410)에서 획득된 참조 영상을 이용하여 인터 예측을 수행한다. 현재 영상(405)은 최대부호화 단위로 분할된 후 순차적으로 인코딩이 수행될 수 있다. 이때, 최대 부호화 단위가 트리 구조로 분할될 부호화 단위에 대해 인코딩을 수행될 수 있다.
인트라 예측부(420) 또는 인터 예측부(415)로부터 출력된 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터를 현재 영상(405)의 인코딩되는 부호화 단위에 대한 데이터로부터 빼줌으로써 레지듀 데이터를 생성하고, 레지듀 데이터는 변환부(425) 및 양자화부(430)를 거쳐 변환 단위별로 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(445), 역변환부(450)을 통해 공간 영역의 레지듀 데이터로 복원된다. 복원된 공간 영역의 레지듀 데이터는 인트라 예측부(420) 또는 인터 예측부(415)로부터 출력된 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터와 더해짐으로써 현재 영상(405)의 부호화 단위에 대한 공간 영역의 데이터로 복원된다. 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(455) 및 SAO 수행부(460)를 거쳐 복원 영상으로 생성된다. 생성된 복원 영상은 복원 픽쳐 버퍼(410)에 저장된다. 복원 픽처 버퍼(410)에 저장된 복원 영상들은 다른 영상의 인터예측을 위한 참조 영상으로 이용될 수 있다. 변환부(425) 및 양자화부(430)에서 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(435)를 거쳐 비트스트림(440)으로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)가 비디오 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인터 예측부(415), 인트라 예측부(420), 변환부(425), 양자화부(430), 엔트로피 부호화부(435), 역양자화부(445), 역변환부(450), 디블로킹부(455) 및 SAO 수행부(460)가 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행할 수 있다.
특히, 인트라 예측부(420)및 인터예측부(415) 는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 모드 및 예측 모드를 결정하며, 변환부(425)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 쿼드 트리에 따른 변환 단위의 분할 여부를 결정할 수 있다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부(500)의 블록도를 도시한다.
엔트로피 복호화부(515)는 비트스트림(505)으로부터 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화 정보를 파싱한다. 부호화된 영상 데이터는 양자화된 변환계수로서, 역양자화부(520) 및 역변환부(525)는 양자화된 변환 계수로부터 레지듀 데이터를 복원한다.
인트라 예측부(540)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위 별로 인트라 예측을 수행한다. 인터 예측부(535)는 현재 영상 중 인터 모드의 부호화 단위에 대해 예측 단위 별로 복원 픽처 버퍼(530)에서 획득된 참조 영상을 이용하여 인터 예측을 수행한다.
인트라 예측부(540) 또는 인터 예측부(535)를 거친 각 모드의 부호화 단위에 대한 예측 데이터와 레지듀 데이터가 더해짐으로써 현재 영상(405)의 부호화 단위에 대한 공간 영역의 데이터가 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(545) 및 SAO 수행부(550)를 거쳐 복원 영상(560)으로 출력될 수 있다. 또한, 복원 픽쳐 버퍼(530)에 저장된 복원 영상들은 참조 영상으로서 출력될 수 있다.
비디오 복호화 장치(200)의 픽처 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 엔트로피 복호화부(515) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
영상 복호화부(500)가 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 엔트로피 복호화부(515), 역양자화부(520), 역변환부(525), 인트라 예측부(540), 인터 예측부(535), 디블로킹부(545) 및 SAO 수행부(550)가 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반하여 작업을 수행할 수 있다.
특히, 인트라 예측부(540)및 인터 예측부(535)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위마다 파티션 모드 및 예측 모드를 결정하며, 역변환부(525)는 부호화 단위마다 쿼드 트리구조에 따른 변환단위의 분할 여부를 결정할 수 있다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 3인 경우를 도시하고 있다. 이 때, 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)가 존재한다. 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 심도 및 파티션 모드로 선택될 수 있다.
도 7 은 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.
도 8은 다양한 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 분할정보로서, 각각의 심도의 부호화 단위마다 파티션 모드에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.
파티션 모드에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 형태에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 모드에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 모드에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인터 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 모드에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 9 는 다양한 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 모드(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 모드(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 모드(916), N_0xN_0 크기의 파티션 모드(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 모드는 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.
파티션 모드마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 모드(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 모드(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 모드의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위(930)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 모드(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 모드(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 모드(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 모드(948)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 모드(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 부호화 단위는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 모드(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 모드(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(998)을 포함할 수 있다.
파티션 모드 가운데, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어, 최소 부호화 오차가 발생하는 파티션 모드가 검색될 수 있다.
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 모드(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대 부호화 단위(900)에 대한 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 모드는 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(999)은, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는 부호화 단위(900)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 심도를 결정하고, 해당 파티션 모드 및 예측 모드가 심도의 부호화 모드로 설정될 수 있다.
이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 심도로 결정될 수 있다. 심도, 및 예측 단위의 파티션 모드 및 예측 모드는 분할정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.
일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)에 대한 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(912)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 분할정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 10, 11 및 12는 다양한 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
부호화 단위(1010)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)가 결정한 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.
심도별 부호화 단위들(1010)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다.
예측 단위들(1060) 중 일부 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 모드며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 모드, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 모드다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 변환 또는 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 비디오 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다. 부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 모드 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 1은, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.
표 1
분할 정보 0 (현재 심도 d의 크기 2Nx2N의 부호화 단위에 대한 부호화) 분할 정보 1
예측 모드 파티션 모드 변환 단위 크기 하위 심도 d+1의 부호화 단위들마다 반복적 부호화
인트라 인터스킵(2Nx2N만) 대칭형 파티션 모드 비대칭형 파티션 모드 변환 단위 분할 정보 0 변환 단위 분할 정보 1
2Nx2N2NxNNx2NNxN 2NxnU2NxnDnLx2NnRx2N 2Nx2N NxN(대칭형 파티션 모드)N/2xN/2(비대칭형 파티션 모드)
일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 더 이상 분할되지 않는 심도가 심도이므로, 심도에 대해서 파티션 모드 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 모드에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 모드 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.
파티션 모드 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 모드 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 모드 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 모드 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 모드 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다.
변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 모드가 대칭형 파티션 모드이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 모드이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 심도들의 분포가 유추될 수 있다.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 13은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(1300)는 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 모드 정보는, 파티션 모드 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다.
변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 변환 인덱스의 일종으로서, 변환 인덱스에 대응하는 변환 단위의 크기는 부호화 단위의 예측 단위 타입 또는 파티션 모드에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 파티션 모드 정보가 대칭형 파티션 모드 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.
파티션 모드 정보가 비대칭형 파티션 모드 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.
도 13을 참조하여 전술된 변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 0 또는 1의 값을 갖는 플래그이지만, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보가 1비트의 플래그로 한정되는 것은 아니며 설정에 따라 0, 1, 2, 3.. 등으로 증가하며 변환 단위가 계층적으로 분할될 수도 있다. 변환 단위 분할 정보는 변환 인덱스의 한 실시예로써 이용될 수 있다.
이 경우, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보를 변환 단위의 최대 크기, 변환 단위의 최소 크기와 함께 이용하면, 실제로 이용된 변환 단위의 크기가 표현될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치(100)는, 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 부호화할 수 있다. 부호화된 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보는 SPS에 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치(200)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 비디오 복호화에 이용할 수 있다.
예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.
다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (1) 과 같이 정의될 수 있다.
CurrMinTuSize
= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (1)
현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (1)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다.
예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (2)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (2)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (2)
즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
현재 파티션 단위의 예측 모드가 예측 모드가 인트라 모드라면 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (3)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(3)
즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다.
도 1 내지 13을 참조하여 전술된 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 부호화 기법에 따라, 트리 구조의 부호화 단위들마다 공간영역의 영상 데이터가 부호화되며, 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 비디오 복호화 기법에 따라 최대 부호화 단위마다 복호화가 수행되면서 공간 영역의 영상 데이터가 복원되어, 픽처 및 픽처 시퀀스인 비디오가 복원될 수 있다. 복원된 비디오는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
도 14은 일 실시예에 따른 다시점 비디오 시스템을 나타낸다.
다시점 비디오 시스템(10)은 두 대 이상의 다시점 카메라들(11)을 통해 획득된 다시점 비디오 영상과, 깊이 카메라(14)를 통해 획득된 다시점 영상의 깊이 영상 및 다시점 카메라들(11)과 관련된 카메라 파라미터 정보들을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 다시점 비디오 부호화 장치(12) 및 비트스트림을 복호화하고 복호화된 다시점 비디오 프레임을 시청자의 요구에 따라 다양한 형태로 제공하는 다시점 비디오 복호화 장치(13)를 포함한다.
다시점 카메라(11)는 서로 다른 시점을 갖는 복수 개의 카메라들을 결합하여 구성되며 매 프레임마다 다시점 비디오 영상을 제공한다. 이하의 설명에서 YUV, YCbCr 등과 같이 소정 칼라 포맷에 따라서 각 시점별로 획득된 칼라 영상은 텍스처(texture) 영상으로 지칭될 수 있다.
깊이 카메라(14)는 장면의 깊이 정보를 256단계의 8비트 영상 등으로 표현한 깊이 영상(depth image)을 제공한다. 깊이 영상의 한 픽셀을 표현하기 위한 비트수는 8비트가 아니라 변경될 수 있다. 깊이 카메라(14)는 적외선 등을 이용하여 카메라로부터 피사체 및 배경까지의 거리를 측정하여 거리에 비례 또는 반비례하는 값을 갖는 깊이 영상을 제공할 수 있다. 이와 같이 하나의 시점의 영상은 텍스처 영상과 깊이 영상을 포함한다.
다시점 비디오 부호화 장치(12)에서 다시점의 텍스처 영상과 대응되는 깊이 영상을 부호화하여 전송하면, 다시점 비디오 복호화 장치(13)는 비트스트림에 구비된 다시점의 텍스처 영상과 깊이 영상을 이용하여 기존의 스테레오 영상이나 3차원 영상을 통해 입체감을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 시청자가 원하는 소정 시점의 3차원 영상을 합성하여 제공할 수 있다. 다시점 비디오 데이터의 비트스트림에는 데이터 패킷에 깊이 영상에 대한 정보도 포함되었는지 여부를 나타내기 위한 정보, 각 데이터 패킷이 텍스쳐 영상에 대한 것인지 아니면 깊이 영상에 대한 것인지 영상 유형을 나타내는 정보가 포함될 수 있다. 수신측의 하드웨어 성능에 따라서, 다시점 비디오 복호화 장치(13)는 다시점 비디오를 복원하는데 깊이 영상을 이용하는 경우 수신된 깊이 영상을 이용하여 다시점 비디오를 복호화하며, 수신측의 하드웨어가 다시점 비디오를 지원하지 않아서 깊이 영상을 활용할 수 없는 경우에는 깊이 영상과 관련되어 수신된 데이터 패킷을 폐기할 수 있다. 이와 같이, 수신측에서 다시점 비디오 복호화 장치(13)가 다시점 영상을 디스플레이할 수 없는 경우, 다시점 영상 중 어느 한 시점의 영상을 2차원 영상(2D 영상)으로 디스플레이할 수 있다.
다시점 비디오 데이터는 시점의 개수에 비례하여 부호화되는 데이터량이 증가하며, 또한 입체감을 구현하기 위한 깊이 영상도 부호화되어야 하기 때문에, 도 14에 도시된 바와 같은 다시점 비디오 시스템을 구현하기 위해서는 방대한 양의 다시점 비디오 데이터가 효율적으로 압축될 필요가 있다.
도 15는 다시점 비디오를 구성하는 텍스처 영상과 깊이 영상들을 예시한 도면이다.
도 15에서는, 제 1 시점(view 0)의 텍스처 픽처 v0(21), 제 1 시점(view 0)의 텍스처 픽처 v0(21)에 대응되는 깊이 영상 픽처 d0(24), 제 2 시점(view 1)의 텍스처 픽처 v1(22), 제 2 시점(view 1)의 텍스처 픽처 v1(22)에 대응되는 깊이 영상 픽처 d1(25), 제 3 시점(view 2)의 텍스처 픽처 v2(23) 및 제 3 시점(view 2)의 텍스처 픽처 v2(23)에 대응되는 깊이 영상 픽처 d2(26)을 도시한다. 도 15에서는 3개의 시점(view 0, view 1, view 2)에서의 다시점의 텍스처 픽처들 (v0, v1, v2)(21, 22, 23) 및 대응되는 깊이 영상들(d0, d1, d2)(24, 25, 26)을 도시하였으나, 시점의 개수는 이에 한정되지 않고 변경될 수 있다. 다시점의 텍스처 픽처들(v0, v1, v2)(21, 22, 23) 및 대응되는 깊이 영상들(d0, d1, d2)(24, 25, 26)은 모두 동일 시간에 획득되어 동일한 POC(picture order count)를 갖는 픽처들이다. 이하의 설명에서 다시점의 텍스처 픽처들(v0, v1, v2)(21, 22, 23) 및 대응되는 깊이 영상 픽처들(d0, d1, d2)(24, 25, 26)과 같이 동일한 n(n은 정수)의 POC값을 갖는 픽처 그룹(1500)을 nth 픽처 그룹으로 지칭될 수 있다. 동일 POC를 갖는 픽처 그룹은 하나의 액세스 단위(access unit)을 구성할 수 있다. 액세스 단위의 부호화 순서는 반드시 영상의 캡쳐 순서(획득 순서)나 디스플레이 순서와 동일할 필요는 없으며, 액세스 단위의 부호화 순서는 참조 관계를 고려하여 캡쳐 순서나 디스플레이 순서와 다를 수 있다.
각 시점의 텍스처 영상과 깊이 영상의 시점을 특정하기 위하여, 시점 순서 인덱스(view order index)인 시점 식별자(ViewId)가 이용될 수 있다. 동일 시점의 텍스처 영상과 깊이 영상은 동일한 시점 식별자를 갖는다. 시점 식별자는 부호화 순서를 결정하는데 이용될 수 있다. 예를 들어서, 다시점 비디오 부호화 장치(12)는 시점 식별자가 작은값부터 큰 값의 순서로 다시점 비디오를 부호화할 수 있다. 즉, 다시점 비디오 부호화 장치(12)는 ViewId가 0인 텍스쳐 영상과 깊이 영상을 부호화한 다음, ViewId가 1인 텍스처 영상과 깊이 영상을 부호화할 수 있다. 이와 같이 시점 식별자를 기준으로 부호화 순서를 결정하는 경우, 다시점 비디오 복호화 장치(13)는 에러가 발생하기 쉬운 환경에서 시점 식별자를 이용하여 수신된 데이터의 에러 발생 여부를 식별할 수 있다. 다만, 시점 식별자의 크기 순서에 의존하지 않고, 각 시점 영상의 부호화/복호화 순서는 변경될 수 있다.
이하, 도 16 내지 도 41을 참조하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화/복호화 장치 및 비디오 부호화/복호화 방법에 대해 설명한다.
구체적으로, 도 16 내지 도 28을 참조하여 이미 예측된 인접 샘플에 기초한 현재 샘플의 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 인트라 예측 부호화/복호화 방법에 대해 설명하고, 도 29 내지 도 41을 참조하여 이미 복원된 샘플에 기초한 현재 샘플의 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 인트라 예측 부호화/복호화 방법에 대해 설명한다.
도 16은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 장치의 블락도를 도시한다.
비디오 부호화 장치(1600)는 분할부(1610), 예측부(1620) 및 부호화부(1630)를 포함할 수 있다. 비디오 부호화 장치(1600)는 분할부(1610), 예측부(1620) 및 부호화부(1630)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 분할부(1610), 예측부(1620) 및 부호화부(1630)는 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 비디오 부호화 장치(1600)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 비디오 부호화 장치(1600)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 분할부(1610), 예측부(1620) 및 부호화부(1630)가 제어될 수도 있다.
비디오 부호화 장치(1600)는 분할부(1610), 예측부(1620) 및 부호화부(1630)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 부호화 장치(1600)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
비디오 부호화 장치(1600)는, 비디오 부호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 예측을 포함한 비디오 부호화 동작을 수행할 수 있다. 비디오 부호화 장치(1600)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 비디오 부호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 비디오 부호화 장치(1600) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 부호화 동작을 구현하는 경우도 가능하다.
비디오 부호화 장치(1600)는 도 1의 비디오 부호화 장치(100)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 분할부(1610)는 최대 부호화 단위 분할부(110) 및 부호화 단위 결정부(120)에 포함될 수 있고, 예측부(1620)는 인트라 예측부(420)에 포함될 수 있고, 부호화부(1630)는 변환부(425), 양자화부(130) 및 엔트로피 부호화부(435)에 포함될 수 있다. 따라서, 도 1 및 도 4와 중복되는 설명은 생략한다.
분할부(1610)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다.
구체적으로, 블록은 부호화 단위의 최대 크기를 결정하기 위한 부호화 단위의 크기 정보에 기초하여 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위가 될 수 있다. 트리 구조의 부호화 단위들을 포함하는 최대 부호화 단위는, 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit), 코딩 블록 트리(Coding Block Tree), 블록 트리, 루트 블록 트리(Root Block Tree), 코딩 트리, 코딩 루트 또는 트리 트렁크(Tree Trunk) 등으로 다양하게 명명되기도 한다.
또는, 블록은 부호화 단위의 분할 여부를 나타내는 부호화 단위 분할 정보에 기초하여, 최대 부호화 단위로부터 분할된 부호화 단위가 될 수 있다.
또는, 블록은 최종 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위로부터 분할된 예측 단위가 될 수 있다. 예를 들어, 블록은 파티션 모드에 기초하여, 최종 심도의 부호화 단위 및 최종 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 제1 예측 단위 및 제2 예측 단위를 포함할 수 있다. 예측 단위는 최종 심도의 부호화 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 예측 단위는 최종 심도의 부호화 단위와 동일한 크기를 가질 수 있다. 파티션 모드는 부호화 단위로부터 분할된 적어도 하나의 예측 단위의 형태를 지시할 수 있다. 예를 들어, 분할부(1610)는 파티션 모드가 2NXN을 지시할 때, 2NX2N의 크기를 갖는 최종 심도의 부호화 단위를, 2NXN 의 크기를 갖는 두 개의 예측 단위로 분할할 수 있다.
또는 블록은 최종 심도의 부호화 단위로부터 분할된 변환 단위가 될 수 있다. 예를 들어, 블록은 변환 단위 분할 정보에 기초하여 변환 단위로부터 쿼드 트리 구조로 분할된 변환 단위가 될 수 있다.
블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수 도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되지 않는다.
예측부(1620)는 영상으로부터 분할된 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측된 적어도 하나의 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 예측부(1620)는 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 현재 샘플을 예측할 수 있다.
부호화부(1630)는 현재 샘플의 레지듀얼값을 부호화한다. 구체적으로, 부호화부(1630)는 현재 샘플의 원본값과 예측부(1620)에서 획득된 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 획득하고, 현재 샘플의 레지듀얼값을 변환하고, 변환된 레지듀얼값을 엔트로피 부호화하고, 엔트로피 부호화된 레지듀얼값을 비트스트림으로 출력할 수 있다.
도 17은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 장치의 블락도를 도시한다.
비디오 복호화 장치(1700)는 분할부(1710), 예측부(1720) 및 복호화부(1730)를 포함할 수 있다. 비디오 복호화 장치(1700)는 분할부(1710), 예측부(1720) 및 복호화부(1730)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 분할부(1710), 예측부(1720) 및 복호화부(1730)는 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 비디오 복호화 장치(1700)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 비디오 복호화 장치(1700)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 분할부(1710), 예측부(1720) 및 복호화부(1730)가 제어될 수도 있다.
비디오 복호화 장치(1700)는 분할부(1710), 예측부(1720) 및 복호화부(1730)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 복호화 장치(1700)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
비디오 복호화 장치(1700)는, 비디오 복호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 필터링을 포함한 비디오 복호화 동작을 수행할 수 있다. 비디오 복호화 장치(1700)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 비디오 복호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 비디오 복호화 장치(1700) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 복호화 동작을 구현하는 경우도 가능하다.
비디오 복호화 장치(1700)가 도 2의 비디오 복호화 장치(200)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 분할부(1710)는 수신부(210)에 포함될 수 있고, 예측부(1720) 및 복호화부(1730)는 영상 데이터 복호화부(230)에 포함될 수 있다. 따라서, 도 2와 중복되는 설명은 생략한다.
분할부(1710)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다.
예측부(1720)는 영상으로부터 분할된 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측된 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 예측부(1720)는 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 현재 샘플을 예측할 수 있다.
복호화부(1730)는 영상을 복호화한다. 구체적으로, 복호화부(1730)는 비트스트림으로부터 획득된 현재 샘플의 레지듀얼값과 예측부(1720)에서 획득된 현재 샘플의 예측값을 이용하여 영상을 복원할 수 있다.
도 18a는 현재 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
예측부(1620, 1720)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)에 인접하고 현재 샘플(C)보다 먼저 예측된 샘플들(A1, A2, A3) 중 적어도 하나에 기초하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
현재 샘플의 인접 샘플들 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용되는 적어도 하나의 인접 샘플은 현재 블록(1800)의 예측 방향 및 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)의 위치에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, 현재 샘플(C)은 현재 샘플(C)의 좌측에 인접하는 A1 샘플의 예측값, 현재 샘플(C)의 상측에 인접하는 A2 샘플의 예측값 및 현재 샘플(C)의 좌상측에 인접하는 A3 샘플의 예측값에 기초하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 예측부(1620, 1720)는 수학식 1에 기초하여 현재 샘플(C)의 예측값을 획득할 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2015011810-appb-M000001
수학식 1에서 pDest[i, j]는 현재 블록 내 i행 j열 샘플을 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 18a의 현재 샘플(C), A1 샘플, A2 샘플 및 A3 샘플은 각각 pDest[1,1], pDest[0,1], pDest[1,0], pDest[0,0]에 해당할 수 있다. wL, wA, 및 wAL은 현재 샘플을 예측하기 위해 이용되는 인접 샘플들에 적용되는 가중치를 의미할 수 있다. 상기 가중치에 대해서는 이하 도 21, 도 22, 및 도 23을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, shift 및 offset은 상기 가중치를 보상하기 위한 파라미터에 해당할 수 있다. H는 현재 블록(1800)의 높이(height)를 의미하고, W는 현재 블록(1800)의 너비(width)를 의미할 수 있다.
현재 샘플이 현재 블록(1800)의 경계에 위치하는 경우, 현재 샘플을 예측하기 위해 이용되는 샘플은 현재 블록(1800)의 참조 샘플(1810)이 될 수 있다. 참조 샘플(1810)은 현재 블록(1800)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복원 샘플을 포함할 수 있다. 또한, 참조 샘플(1810)은 현재 블록(1800)의 경계에 인접할 수 있다. 예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, A3 샘플은 A3 샘플의 좌측에 인접하는 R1 참조 샘플의 복원값, A3 샘플의 상측에 인접하는 R2 참조 샘플의 복원값 및 A3 샘플의 좌상측에 인접하는 R3 참조 샘플의 복원값에 기초하여 예측될 수 있다.
참조 샘플(1810)이 이용 가능하지 않은 경우, 예측부(1620, 1720)는 참조 샘플 패딩을 수행할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 이용 가능하지 않은 참조 샘플에 가장 가까운 이용 가능한 참조 샘플을 이용하여 이용 가능하지 않은 참조 샘플을 채울 수 있다. 또 다른 예로, 모든 참조 샘플이 이용 가능하지 않은 경우, 예측부(1620, 1720)는 표현 가능한 밝기 값 범위의 중간 값으로 모든 참조 샘플을 채울 수 있다. 또 다른 예로, 예측부(1620, 1720)는 수학식 2에 기초하여 참조 샘플 패딩을 수행할 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2015011810-appb-M000002
수학식 2에서 pSrc[i, j]는 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 샘플을 의미할 수 있다. pDest[i, -1]은 현재 블록(1800)의 상측에 인접하는 참조 샘플들을 의미할 수 있고, pDest[-1, j]은 현재 블록(1800)의 좌측에 인접하는 참조 샘플들을 의미할 수 있고, pDest[-1, -1]은 현재 블록(1800)의 좌상측에 인접하는 참조 샘플을 의미할 수 있다. 예를 들어, R1 참조 샘플, R2 참조 샘플 및 R3 참조 샘플은 각각 pDest[-1,0], pDest[0, -1], 및 pDest[-1, -1]에 해당할 수 있다. 또한, f[m]은 필터 함수에 해당하고, m은 필터 계수를 지시하는 인덱스에 해당할 수 있다. 따라서, 현재 블록(1800)의 참조 샘플(1810)은 이전 블록에 포함되는 적어도 하나의 샘플의 복원값을 필터링하여 채워질 수 있다. f[m] 필터 함수의 특성은 영상의 특성에 기반하여 상이해질 수 있으며, 예를 들어, f[m] 필터 함수는 로우 패스 필터, 하이 패스 필터, 밴드 필터 등에 해당할 수 있다. 또한, R3 참조 샘플은 R3 참조 샘플에 가장 가까운 R1 참조 샘플 및 R2 참조 샘플의 평균값으로 채워질 수 있다.
같은 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하면, 부호화/복호화 장치 및 방법은 현재 샘플의 위치에 따라 적응적인 예측을 수행할 수 있으며, 부호화/복호화의 성능이 향상될 수 있다.
도 18b는 현재 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 또 다른 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
예측부(1620, 1720)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)에 인접하고 현재 샘플(C)보다 먼저 예측된 샘플들(A1, A2, A3, A8) 중 적어도 하나에 기초하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
현재 샘플의 인접 샘플들 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용되는 적어도 하나의 인접 샘플은 현재 블록(1800)의 예측 방향 및 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)의 위치에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 18b에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, 현재 샘플(C)은 현재 샘플(C)의 좌측에 인접하는 A1 샘플의 예측값, 현재 샘플(C)의 상측에 인접하는 A2 샘플의 예측값 및 현재 샘플(C)의 좌상측에 인접하는 A3 샘플의 예측값 및 현재 샘플(C)의 우상측에 인접하는 A8 샘플의 예측값에 기초하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 예측부(1620, 1720)는 수학식 3에 기초하여 현재 샘플(C)의 예측값을 획득할 수 있다.
수학식 3
Figure PCTKR2015011810-appb-M000003
수학식 3에서 pDest[i, j]는 현재 블록 내 i행 j열 샘플을 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 18b의 현재 샘플(C), A1 샘플, A2 샘플, A3 샘플 및 A8 샘플은 각각 pDest[1,1], pDest[0,1], pDest[1,0], pDest[0,0], pDest[0,2]에 해당할 수 있다. wL, wA, wAL1, 및 wAL2는 현재 샘플을 예측하기 위해 이용되는 인접 샘플들에 적용되는 가중치를 의미할 수 있다. 상기 가중치에 대해서는 이하 도 21, 도 22, 및 도 23을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, shift 및 offset은 상기 가중치를 보상하기 위한 파라미터에 해당할 수 있다. H는 현재 블록(1800)의 높이(height)를 의미하고, W는 현재 블록(1800)의 너비(width)를 의미할 수 있다.
현재 샘플이 현재 블록(1800)의 경계에 위치하는 경우, 현재 샘플을 예측하기 위해 이용되는 샘플은 현재 블록(1800)의 참조 샘플(1810)이 될 수 있다. 참조 샘플(1810)은 현재 블록(1800)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복원 샘플을 포함할 수 있다. 또한, 참조 샘플(1810)은 현재 블록(1800)의 경계에 인접할 수 있다. 예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, A3 샘플은 A3 샘플의 좌측에 인접하는 R1 참조 샘플의 복원값, A3 샘플의 상측에 인접하는 R2 참조 샘플의 복원값, A3 샘플의 좌상측에 인접하는 R3 참조 샘플의 복원값, 및 A3 샘플의 우상측에 인접하는 R4 참조 샘플의 복원값에 기초하여 예측될 수 있다.
도 19는 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플들을 도시한다.
전술한 바와 같이, 현재 샘플(C)은 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 중 적어도 하나를 이용하여 예측될 수 있다. 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8)이란 현재 샘플(C)에 대해 가로 방향으로 인접하는 샘플(A1, A4), 현재 샘플(C)에 대해 세로 방향으로 인접하는 샘플(A2, A5)과 같이 현재 샘플(C)에 가장 가까운 샘플을 포함할 수 있다. 또한, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들은 현재 샘플(C)에 대해 좌상측에 인접하는 샘플(A3), 우하측에 인접하는 샘플(A6), 좌하측에 인접하는 샘플(A7) 및 우상측에 인접하는 샘플(A8)과 같이 현재 샘플(C)에 대해 대각선 방향으로 인접하는 샘플을 포함할 수 있다.
예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 위치에 기초하여 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 및 현재 블록(1800) 밖의 현재 블록(1800)의 참조 샘플들(1950) 중에서 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 샘플을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 19에 도시된 바와 같이 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)이 4X4 크기의 현재 블록(1800)의 경계에 위치하지 않는 경우, 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내에 위치하는 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 우측 인접 샘플(A4), 하측 인접 샘플(A5), 우하측 인접 샘플(A6), 좌하측 인접 샘플(A7) 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 현재 샘플(C)이 A3 샘플과 같이 현재 블록(1800)의 경계에 위치하는 경우, 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800)의 참조 샘플들(1950) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다. 참조 샘플을 이용한 예측에 대해서는, 이하 도 23 내지 도 26을 참조하여 상세히 설명한다.
예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내 예측 순서에 기초하여, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다. 현재 샘플(C)의 예측 순서보다 예측 순서가 앞선 샘플을 이용하여 현재 샘플(C)이 예측될 수 있기 때문에, 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플은 현재 블록 내 예측 순서에 따라 상이해 질 수 있다.
예를 들어, 4x4 크기의 현재 블록(1800)에서 최상측 행(i=0)부터 최하측 행(i=3)까지 순서대로 수평 방향 예측(1910)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(1800)에서 최좌측 열(j=0)부터 최우측 열(j=3)까지 순서대로 수직 방향 예측(1920)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 좌하측 인접 샘플(A7) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(1800)에서 최좌상측 샘플(A3)부터 최우하측 샘플(E)까지 순서대로 좌하측 대각선 방향 예측(1930)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(1800)에서 최우하측 샘플(S)부터 최좌상측 샘플(A3)까지 순서대로 우상측 대각선 방향 예측(1930)이 수행되는 경우, 현재 샘플의 우측 인접 샘플(A4), 하측 인접 샘플(A5), 우하측 인접 샘플(A6), 및 좌하측 인접 샘플(A7) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
현재 블록(1800)의 예측 방향은 도 19 수평 방향 예측(1910), 수직 방향 예측(1920) 좌하측 대각선 방향 예측(1930), 우상측 대각선 방향 예측(1940)에 한정되지 않으며, 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용되는 샘플 또한, 현재 블록(1800) 내 현재 샘플(C)의 위치 현재 블록(1800)의 현재 블록(1800)의 예측 방향에 기초하여 달라질 수 있다.
도 20은 인접 샘플들에 적용되는 가중치를 도시한다.
예측부(1620, 1720)는 인접 샘플에 대해 가중치가 적용된 값을 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 인접 샘플에 대해 기설정된 가중치를 적용하여 현재 샘플을 예측할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)에 가로 방향으로 인접하는 샘플 및 현재 샘플(C)에 세로 방향으로 인접하는 샘플에 동일한 가중치를 적용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 상기 인접 샘플에 적용되는 가중치를 결정할 수 있다. 현재 샘플(C)에 가로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 가중치와 현재 샘플(C)에 세로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 가중치는 서로 독립적일 수 있다. 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내의 세로 방향 그라디언트(gradient)를 획득하고, 획득된 세로 방향 그라디언트에 기초하여 현재 샘플(C)에 가로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 가중치를 결정할 수 있다. 여기서, 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트는 현재 블록(1800) 내 샘플들이 세로 방향으로 일관성을 갖는지를 수치화한 지수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내에 세로 방향으로 서로 인접하는 샘플들의 차이값을 이용하여 현재 블록(1800) 내 세로 방향 그라디언트를 획득할 수 있다. 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내의 가로 방향 그라디언트(gradient)를 획득하고, 획득된 가로 방향 그라디언트에 기초하여 현재 샘플(C)에 세로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 가중치를 결정할 수 있다. 여기서, 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트는 현재 블록(1800) 내 샘플들이 가로 방향으로 일관성을 갖는지를 수치화한 지수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 현재 블록(1800) 내에 가로 방향으로 서로 인접하는 샘플들의 차이값을 이용하여 현재 블록(1800) 내 가로 방향 그라디언트를 획득할 수 있다. 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트 및 가로 방향 그라디언트에 관해서는 이하 도 21 내지 도 22를 참조하여 상세히 설명한다.
예를 들어, 현재 블록(1800)에 대해 수평 방향 예측(1910), 수직 방향 예측(1920) 또는 좌하측 대각선 방향 예측(1930)이 수행되는 경우, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1)에 대해 제1 가중치(wA(C))가 적용된 값, 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2)에 대해 제2 가중치(wL(C))가 적용된 값, 및 좌상측 샘플(A3)에 대해 제3 가중치(wAL(C))가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
예측부(1620, 1720)는 기설정된 제1 가중치(wA(C)), 제2 가중치(wL(C)), 및 제3 가중치(wAL(C))를 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 수학식 1의 제1 가중치(wA(C)) 및 제2 가중치(wL(C)) 및 제3 가중치(wAL(C))를 수학식 4에 기초하여 설정할 수 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2015011810-appb-M000004
수학식 4에서, shift는 수학식 1의 shift와 동일하고, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3)에 적용된 가중치를 보상하기 위한 파라미터가 될 수 있다. 구체적으로, 예측부(1620, 1720)는 제1 가중치(wA(C)) 및 제2 가중치(wL(C))를 동일한 값으로 기설정하고, 제3 가중치(wAL(C))를 제1 가중치(wL(C)), 제2 가중치(wA(C)) 및 가중치 보상 파라미터(shift)에 기초하여 설정할 수 있다.
예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 제1 가중치(wA(C)), 제2 가중치(wL(C)), 제3 가중치(wAL(C))를 설정할 수 있다. 예를 들어, 예측부(1620, 1720)는 수학식 5의 제1 가중치(wA(C)) 및 제2 가중치(wL(C)) 및 제3 가중치(wAL(C))를 수학식 5에 기초하여 설정할 수 있다.
수학식 5
Figure PCTKR2015011810-appb-M000005
구체적으로, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1)에 대해 적용되는 제1 가중치(wA(C))를 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1) 및 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3) 사이의 세로 방향 그라디언트에 기초하여 결정할 수 있다. 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트 값이 높을 수록 현재 블록(1800) 내 샘플들의 세로 방향 일관성이 작아지므로, 가로 방향 가중치인 제1 가중치(wA(C))의 값이 커질 수 있다. 또한, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 상측 샘플(A2)에 대해 적용되는 제2 가중치(wL(C))를 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2) 및 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3) 사이의 가로 방향 그라디언트에 기초하여 결정할 수 있다. 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트 값이 높을수록 현재 블록(1800) 내 샘플들의 가로 방향 일관성이 작아지므로, 세로 방향 가중치인 제2 가중치(wL(C))의 값이 커질 수 있다. 수학식 5에서, shift는 수학식 1의 shift와 동일하고, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3)에 적용된 가중치를 보상하기 위한 파라미터가 될 수 있다. 또한, 예측부(1620, 1720)는 제3 가중치(wAL(C))를 제1 가중치(wL(C)), 제2 가중치(wA(C)) 및 가중치 보상 파라미터(shift)에 기초하여 설정할 수 있다.
수학식 3와 같이, 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 현재 샘플(C)에 대해 대각선 방향으로 인접하는 복수 개의 대각선 인접 샘플들(A3, A8)이 이용되는 경우, 예측부()는 동일한 가중치를 대각선 인접 샘플들(A3, A8)에 적용할 수 있다. 예를 들어, 현재 샘플(C)에 대해 좌상측 대각선 방향으로 인접하는 A3 샘플에 적용되는 wAL1 가중치와, 현재 샘플(C)에 대해 우상측 대각선 방향으로 인접하는 A8 샘플에 적용되는 wAL2 가중치는 동일한 값으로 설정될 수 있다.
도 21은 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 제1 가중치를 도시한다.
제1 가중치(wA(C))는 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고 현재 샘플(C)에 대해 가로 방향으로 인접하는 샘플(A1)과 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 샘플(A3) 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1) 및 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3)에 기초하여 세로 방향 그라디언트를 획득하고, 획득된 세로 방향 그라디언트에 기초하여 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1)에 적용되는 제1 가중치(wA(C))를 획득할 수 있다. 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트가 증가할수록 제1 가중치(wA(C))는 증가할 수 있다.
현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트는 현재 블록(1800)의 예측 방향에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측된 샘플들을 이용하여 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트가 획득될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(1800)의 예측 방향에 따라, 세로 방향 그라디언트는 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1) 및 좌상측 인접 샘플(A3) 사이의 차이, 좌측 인접 샘플(A1) 및 좌하측 인접 샘플(A7) 사이의 차이, 상측 인접 샘플(A2) 및 하측 인접 샘플(A5) 사이의 차이, 우측 인접 샘플(A4) 및 우상측 인접 샘플(A8) 사이의 차이, 또는 우측 인접 샘플(A4) 및 우하측 인접 샘플(A6) 사이의 차이의 값이 될 수 있다.
도 22는 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 샘플에 적용되는 제2 가중치를 도시한다.
제2 가중치(wL(C))는 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고 현재 샘플(C)에 대해 세로 방향으로 인접하는 샘플(A2)과 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 샘플(A3) 사이의 차분값에 비례할 수 있다.
예를 들어, 도 18a에 도시된 바와 같이 예측이 현재 블록(1800)의 좌상측으로부터 우하측으로 진행되면, 예측부(1620, 1720)는 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2) 및 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3)에 기초하여 가로 방향 그라디언트를 획득하고, 획득된 가로 방향 그라디언트에 기초하여 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2)에 적용되는 제2 가중치(wL(C))를 획득할 수 있다. 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트가 증가할수록 제2 가중치(wL(C))는 증가할 수 있다.
현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트는 현재 블록(1800)의 예측 방향에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 현재 블록(1800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측된 샘플들을 이용하여 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트가 획득될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(1800)의 예측 방향에 따라, 가로 방향 그라디언트는 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2) 및 좌상측 인접 샘플(A3) 사이의 차이, 상측 인접 샘플(A2) 및 우상측 인접 샘플(A8)의 차이, 좌측 인접 샘플(A1) 및 우측 인접 샘플(A4)의 차이, 좌하측 인접 샘플(A7) 및 하측 인접 샘플(A5)의 차이, 또는 하측 인접 샘플(A5) 및 우하측 인접 샘플(A6)의 차이의 값이 될 수 있다.
도 23은 현재 블록의 수직 경계에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
현재 블록(1800)의 수직 경계(2310)에 위치하는 샘플은 현재 블록(1800)의 수직 경계(2310)에 인접하는 적어도 하나의 참조 샘플(2310)을 이용하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록(1800)의 수직 경계(2310)에 위치하는 샘플은 상기 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 적어도 하나의 참조 샘플(2310)에 가중치가 적용된 값을 이용하여 예측될 수 있다.
예를 들어, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1)(이하, A1 샘플이라 한다)이 현재 블록(1800)의 좌측 수직 경계(2310)에 위치하는 경우, A1 샘플은 A1 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제1 참조 샘플(R1)(이하, R1 샘플이라 한다)에 제4 가중치(wA(A1))가 적용된 값 및 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A3)(이하, A3 샘플이라 한다)에 대해 제5 가중치(wL(A1))가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측될 수 있다.
여기서, 제4 가중치(wA(A1))는 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제4 가중치(wA(A1))는 A1 샘플에 대해 좌상측에 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제2 참조 샘플(R2)(이하, R2 샘플이라 한다) 및 R1 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 제5 가중치(wL(A1))는 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제5 가중치(wL(A1))는 A3 샘플 및 R2 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 예측부(1620, 1720)는 제4 가중치(wA(A1)) 및 제5 가중치(wL(A1))에 기초하여 제6 가중치(wAL(A1))를 결정하고, R2 샘플에 제6 가중치(wAL(A1))가 적용된 값을 이용하여 A1 샘플을 예측할 수 있다.
도 24는 현재 블록의 수평 경계에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
현재 블록(1800)의 수평 경계(2420)에 위치하는 샘플은 현재 블록(1800)의 수평 경계(2420)에 인접하는 적어도 하나의 참조 샘플(2410)을 이용하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록(1800)의 수평 경계(2420)에 위치하는 샘플은 상기 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 적어도 하나의 참조 샘플(2410)에 가중치가 적용된 값을 이용하여 예측될 수 있다.
예를 들어, 현재 샘플(C)의 상측 인접 샘플(A2)(이하, A2 샘플이라 한다)이 현재 블록(1800)의 상측 수평 경계(2420)에 위치하는 경우, A2 샘플은 A2 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제1 참조 샘플(R1)(이하, R1 샘플이라 한다)에 제4 가중치(wA(A2))가 적용된 값 및 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3)(이하, A3 샘플이라 한다)에 대해 제5 가중치(wL(A2))가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측될 수 있다.
여기서, 제4 가중치(wA(A2))는 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제4 가중치(wA(A2))는 A2 샘플에 대해 좌상측에 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제2 참조 샘플(R2)(이하, R2 샘플이라 한다) 및 R1 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 제5 가중치(wL(A2))는 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제5 가중치(wL(A2))는 R1 샘플 및 R2 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 예측부(1620, 1720)는 제4 가중치(wA(A2)) 및 제5 가중치(wL(A2))에 기초하여 제6 가중치(wAL(A2))를 결정하고, R2 샘플에 제6 가중치(wAL(A))가 적용된 값을 이용하여 A2 샘플을 예측할 수 있다.
도 25는 현재 블록의 가장 자리에 위치하는 샘플을 예측하는 동작을 도시한다.
현재 블록(1800)의 가장 자리에 위치하는 샘플은 현재 블록(1800)의 수평 경계(2420) 또는 수직 경계(2310)에 인접하는 적어도 하나의 참조 샘플(2510)을 이용하여 예측될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록(1800)의 가장 자리에 위치하는 샘플은 상기 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하거나 가로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 적어도 하나의 참조 샘플(2510)에 가중치가 적용된 값을 이용하여 예측될 수 있다.
예를 들어, 현재 샘플(C)의 좌상측 인접 샘플(A3)(이하, A3 샘플이라 한다)이 현재 블록(1800)의 상측 수평 경계(2420) 및 좌측 수직 경계(2310)가 만나는 가장 자리에 위치하는 경우, A3 샘플은 A3 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제1 참조 샘플(R1)(이하, R1 샘플이라 한다) 제4 가중치(wA(A3))가 적용된 값 및 A3 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제2 참조 샘플(R2)(이하, R2 샘플이라 한다)에 대해 제5 가중치(wL(A3))가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측될 수 있다.
여기서, 제4 가중치(wA(A3))는 현재 블록(1800)의 세로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제4 가중치(wA(A3))는 A3 샘플에 대해 좌상측에 인접하는 현재 블록(1800) 밖의 제3 참조 샘플(R3)(이하, R3 샘플이라 한다) 및 R1 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 제5 가중치(wL(A3))는 현재 블록(1800)의 가로 방향 그라디언트에 기초하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 제5 가중치(wL(A3))는 R1 샘플 및 R3 샘플 사이의 차이값에 비례할 수 있다.
또한, 예측부(1620, 1720)는 제4 가중치(wA(A3)) 및 제5 가중치(wL(A3))에 기초하여 제6 가중치(wAL(A3))를 결정하고, R3 샘플에 제6 가중치(wAL(A))가 적용된 값을 이용하여 A3 샘플을 예측할 수 있다.
도 26은 참조 샘플 패딩을 수행하는 동작을 도시한다.
도 18a를 통해 전술한 바와 같이, 참조 샘플이 이용 가능하지 않은 경우, 예측부(1620, 1720)는 참조 샘플 패딩을 수행할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(1800)의 상측 수평 경계(2420) 및 좌측 수직 경계(2310)가 만나는 가장 자리에 인접하는 R3 참조 샘플(이하, R3 참조 샘플이라 한다)이 이용 가능하지 않은 경우, R3 참조 샘플은 R3 참조 샘플에 가장 가까운 R1 참조 샘플 및 R2 참조 샘플의 평균값으로 채워질 수 있다.
도 27은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
2710 단계에서, 비디오 부호화 방법(2700)은 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다. 블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수 도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되지 않는다. 2710 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(1600)의 분할부(1610)에 의해 수행될 수 있다.
2720 단계에서, 비디오 부호화 방법(2700)은 영상으로부터 분할된 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측된 적어도 하나의 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 현재 샘플이 예측될 수 있다. 2720 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(1600)의 예측부(1620)에 의해 수행될 수 있다.
2730 단계에서, 비디오 부호화 방법(2700)은 현재 샘플의 레지듀얼값을 부호화한다. 구체적으로, 비디오 부호화 방법(2700)은 현재 샘플의 원본값과 2730 단계에서 획득된 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 획득하고, 현재 샘플의 레지듀얼값을 변환하고, 변환된 레지듀얼값을 엔트로피 부호화하고, 엔트로피 부호화된 레지듀얼값을 비트스트림으로 출력할 수 있다. 2730 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(1600)의 부호화부(1630)에 의해 수행될 수 있다.
도 28은 이미 예측된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
2810 단계에서, 비디오 복호화 방법(2800)은 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다. 블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수 도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되지 않는다. 2810 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(1700)의 분할부(1710)에 의해 수행될 수 있다.
2820 단계에서, 비디오 복호화 방법(2800)은 영상으로부터 분할된 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측된 적어도 하나의 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 현재 샘플보다 먼저 예측되고 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 현재 샘플이 예측될 수 있다. 2820 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(1700)의 예측부(1720)에 의해 수행될 수 있다.
2830 단계에서, 비디오 복호화 방법(2800)은 영상을 복호화한다. 구체적으로, 비디오 복호호 방법은 비트스트림으로부터 획득된 현재 샘플의 레지듀얼값과 2820 단계에서 획득된 현재 샘플의 예측값을 이용하여 영상을 복원할 수 있다. 2830 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(1700)의 복호화부(1730)에 의해 수행될 수 있다.
도 29는 이미 복원된 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 장치의 블락도를 도시한다.
비디오 부호화 장치(2900)는 분할부(2910), 후보 선택부(2920), 예측부(2930), 및 부호화부(2940)를 포함할 수 있다. 비디오 부호화 장치(2900)는 분할부(2910), 후보 선택부(2920), 예측부(2930), 및 부호화부(2940)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 분할부(2910), 후보 선택부(2920), 예측부(2930), 및 부호화부(2940)는 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 비디오 부호화 장치(2900)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 비디오 부호화 장치(2900)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 분할부(2910), 후보 선택부(2920), 예측부(2930), 및 부호화부(2940)가 제어될 수도 있다.
비디오 부호화 장치(2900)는 분할부(2910), 후보 선택부(2920), 예측부(2930), 및 부호화부(2940)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 부호화 장치(2900)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
비디오 부호화 장치(2900)는, 비디오 부호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 예측을 포함한 비디오 부호화 동작을 수행할 수 있다. 비디오 부호화 장치(2900)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 비디오 부호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 비디오 부호화 장치(2900) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 부호화 동작을 구현하는 경우도 가능하다.
비디오 부호화 장치(2900)는 도 1의 비디오 부호화 장치(100)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 분할부(2910)는 최대 부호화 단위 분할부(110) 및 부호화 단위 결정부(120)에 포함될 수 있고, 후보 선택부(2920) 및 예측부(2930)는 인트라 예측부(420)에 포함될 수 있고, 부호화부(2940)는 변환부(425), 양자화부(130) 및 엔트로피 부호화부(435)에 포함될 수 있다. 따라서, 도 1 및 도 4와 중복되는 설명은 생략한다.
분할부(2910)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다.
블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수 도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되지 않는다.
후보 선택부(2920)는 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택한다. 또한, 후보 선택부(2920)는 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 현재 샘플의 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택할 수 있다.
예측부(2930)는 후보 선택부(2920)에 의해 선택된 제1 후보 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 예측부(2930)는 현재 블록보다 먼저 복원된 이전 블록에 포함되는 제1 후보 샘플의 복원값을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득할 수 있다.
부호화부(2940)는 현재 샘플의 레지듀얼값을 부호화한다. 구체적으로, 부호화부(2940)는 현재 샘플의 원본값과 예측부(2930)에서 획득된 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 획득하고, 현재 샘플의 레지듀얼값을 변환하고, 변환된 레지듀얼값을 엔트로피 부호화하고, 엔트로피 부호화된 레지듀얼값을 비트스트림으로 출력할 수 있다.
도 30은 이미 복원된 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 장치의 블락도를 도시한다.
비디오 복호화 장치(3000)는 분할부(3010), 후보 선택부(3020), 예측부(3030), 및 복호화부(3040)를 포함할 수 있다. 비디오 복호화 장치(3000)는 분할부(3010), 후보 선택부(3020), 예측부(3030), 및 복호화부(3040)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 분할부(3010), 후보 선택부(3020), 예측부(3030), 및 복호화부(3040)는 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 비디오 복호화 장치(3000)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 비디오 복호화 장치(3000)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 분할부(3010), 후보 선택부(3020), 예측부(3030), 및 복호화부(3040)가 제어될 수도 있다.
비디오 복호화 장치(3000)는 분할부(3010), 후보 선택부(3020), 예측부(3030), 및 복호화부(3040)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 비디오 복호화 장치(3000)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
비디오 복호화 장치(3000)는, 비디오 복호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 예측을 포함한 비디오 복호화 동작을 수행할 수 있다. 비디오 복호화 장치(3000)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 비디오 복호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 비디오 복호화 장치(3000) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 비디오 복호화 동작을 구현하는 경우도 가능하다.
비디오 복호화 장치(3000)가 도 2의 비디오 복호화 장치(200)에 포함될 수 있다. 구체적으로, 분할부(3010)는 수신부(210)에 포함될 수 있고, 예측부(3030), 후보 선택부(3020) 및 복호화부(3040)는 영상 데이터 복호화부(230)에 포함될 수 있다. 따라서, 도 2와 중복되는 설명은 생략한다.
분할부(3010)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다.
블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형이 될 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수 도 있다. 블록은 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되지 않는다.
후보 선택부(3020)는 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택한다. 또한, 후보 선택부(3020)는 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 현재 샘플의 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택할 수 있다.
예측부(3030)는 후보 선택부(3020)에 의해 선택된 제1 후보 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 예측부(3030)는 현재 블록보다 먼저 복원된 이전 블록에 포함되는 제1 후보 샘플의 복원값을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득할 수 있다.
복호화부(3040)는 영상을 복호화한다. 구체적으로, 복호화부(3040)는 비트스트림으로부터 획득된 현재 샘플의 레지듀얼값과 예측부(3030)에서 획득된 현재 샘플의 예측값을 이용하여 영상을 복원할 수 있다.
도 31은 이미 복원된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(3100) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고, 현재 샘플(C)에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플(A)을 선택할 수 있다.
현재 샘플(C)의 인접 샘플들 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 선택되는 적어도 하나의 인접 샘플은 현재 블록(3100)의 예측 방향에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 8X8 크기의 현재 블록(3100)에서 최상측 행(i=0)부터 최하측 행(i=7)까지 순서대로 수평 방향 예측(3110)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들 중에서 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 샘플로 선택될 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3100)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)에 포함되는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서, 인접 샘플(A)과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플(C1A)에 인접하는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
부호화 장치(2900)에서 현재 샘플(C)의 후보 샘플들(C1, C2, C3)은 현재 블록(3100)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)에 포함되는 모든 샘플들을 포함할 수 있다. 또는, 부호화 장치(2900)에서 현재 샘플(C)의 후보 샘플들(C1, C2, C3)은 현재 블록(3100)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)에 포함되는 샘플들 중 현재 샘플(C)로부터 소정 거리 내에 위치하는 샘플들을 포함할 수 있다. 상기 거리는 현재 블록(3100)의 크기 및 영상 내 현재 블록(3100)의 위치에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(3100)의 크기가 클 수록, 상기 거리는 증가할 수 있고, 영상 내에서 현재 블록(3100)의 복호화 순서가 다른 블록들보다 늦을 수록 상기 거리는 증가할 수 있다.
부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 기초하여, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 구체적으로, 부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 계산하고, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 가장 작은 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 여기서, 하나의 후보 샘플(C1, C2, C3 중 하나)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트란 상기 후보 샘플과 현재 샘플 사이의 비유사성을 수치화한 지수를 의미할 수 있다. 따라서, 부호화 장치(2900)의 예측부(2930)는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 현재 샘플에 대해 가장 낮은 코스트를 갖고, 현재 샘플(C)과 가장 유사한 제1 후보 샘플(C1)을 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
예를 들어, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 제1 후보 샘플(C1)에 인접하는 적어도 하나의 후보 인접 샘플(C1A)과 현재 샘플(C)에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플(A) 사이의 차이에 기초하여 획득될 수 있다. 제1 후보 샘플(C1)의 후보 인접 샘플(C1A)과 현재 샘플(C)의 인접 샘플(A) 사이의 차이가 작을수록, 제1 후보 샘플(C1)이 현재 샘플(C)과 유사할 수 있으므로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 작아질 수 있다.
또한, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 현재 샘플(C)과 제1 후보 샘플(C1) 사이의 거리, 후보 인접 샘플(C1A)이 후보 샘플(C1)에 인접하는 방향 및 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향 중 적어도 하나에 기초하여 보정될 수 있다. 구체적으로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 거리가 짧을수록 제1 후보 샘플(C1)이 현재 샘플(C)과 유사할 수 있으므로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 작아질 수 있다. 반면에, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 거리가 멀수록 제1 후보 샘플(C1)이 현재 샘플(C)과 비유사할 수 있으므로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 커질 수 있다. 또한, 후보 인접 샘플(C1A)이 제1 후보 샘플(C1)에 인접하는 방향이 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하면, 제1 후보 샘플(C1)이 현재 샘플(C)과 유사할 수 있으므로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 작아질 수 있다. 반면에, 제1 후보 샘플(C1)에 인접하는 방향이 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하지 않으면, 제1 후보 샘플(C1)이 현재 샘플(C)과 비유사할 수 있으므로, 제1 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 커질 수 있다.
예를 들어, 하나의 후보 샘플과 현재 샘플 사이의 코스트는 수학식 6에 기초하여 획득될 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2015011810-appb-M000006
수학식 6에서, pTemplateCand[y]란 영상 내 ic 행, jc 열에 위치하는 후보 샘플 Candidate[ic, jc]에 인접하는 후보 인접 샘플을 의미할 수 있다. 후보 인접 샘플은 후보 샘플과 같이 현재 블록(3100)보다 먼저 복호화된 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)에 포함될 수 있다. 후보 인접 샘플 pTemplateCand[y]의 인덱스 y는 후보 인접 샘플이 후보 샘플에 대해 인접하는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, y=1 일 때 후보 인접 샘플은 후보 샘플의 좌측에 인접할 수 있고, y = 2 일때 후보 인접 샘플은 후보 샘플의 상측에 인접할 수 있고, y = 3 일 때 후보 인접 샘플은 후보 샘플의 좌상측에 인접할 수 있다. 예를 들어, 도 31과 같이 C1 후보 샘플의 좌측 후보 인접 샘플 C1A의 y 인덱스는 1이 될 수 있고, C2 후보 샘플의 상측 후보 인접 샘플 C2A의 y 인덱스는 2가 될 수 있고, C3 후보 샘플의 좌상측 후보 인접 샘플 C3A의 y 인덱스는 3이 될 수 있다.
수학식 6에서, pTemplate[x]란 영상 내 ip 행, jp 열에 위치하는 현재 샘플 Pred[ip, jp]에 인접하는 후보 샘플을 의미할 수 있다. 인접 샘플 pTemplate[x]의 인덱스 x는 인접 샘플이 현재 샘플에 대해 인접하는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, x=1 일 때 인접 샘플은 현재 샘플의 좌측에 인접할 수 있고, x = 2 일때 인접 샘플은 현재 샘플의 상측에 인접할 수 있고, x = 3 일 때 인접 샘플은 현재 샘플의 좌상측에 인접할 수 있다. 예를 들어, 도 31과 같이 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플 A의 x 인덱스는 1이 될 수 있다.
부호화 장치(2900)는 복호화 장치(3000)의 연산량을 줄이기 위하여, 부호화 장치(2900)는 복호화 장치(3000)에게 후보 샘플에 대한 정보를 전송할 수 있다.
예를 들어, 부호화 장치(2900)는 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)들에 포함된 샘플들 중 현재 샘플(C)에 대해 최소의 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 지시하는 정보를 부호화하여 복호화 장치(3000)에게 전송할 수 있다. 부호화 장치(2900)가 복호화 장치(3000)에게 제1 후보 샘플(C1)을 지시하는 정보를 전송하는 경우, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 현재 샘플(C)에 대한 후보 샘플들((C1, C2, C3))의 코스트를 계산할 필요 없이, 수신된 정보에 기초하여 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 예측부(3030)는 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)의 예측값을 획득할 수 있다.
또 다른 예로, 부호화 장치(2900)는 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)들에 포함된 샘플들 중 현재 샘플(C)에 대해 임계값 이하의 코스트를 갖는 후보 샘플들(C1, C2, C3)을 지시하는 후보 샘플 리스트를 부호화하여 복호화 장치(3000)에게 전송할 수 있다. 부호화 장치(2900)가 복호화 장치(3000)에게 후보 샘플 리스트를 전송하는 경우, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 후보 샘플 리스트에 포함된 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 제1 후보 샘플을 선택할 수 있다. 구체적으로, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 후보 샘플 리스트에 포함된 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 최소 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 예측부(3030)는 선택된 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
또 다른 예로, 부호화 장치(2900)는 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)들에 포함된 샘플들 중 현재 샘플(C)로부터 소정의 거리 내에 위치하는 후보 샘플들(C1, C2, C3)을 선택하기 위한 소정의 거리를 부호화하여 복호화 장치(3000)에게 전송할 수 있다. 부호화 장치(2900)가 복호화 장치(3000)에게 상기 소정의 거리를 전송하는 경우, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 수신된 소정의 거리에 기초하여 적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)들에 포함된 샘플들 중 후보 샘플들(C1, C2, C3)을 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 현재 샘플(C)로부터 소정의 거리 내에 위치하는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 최소 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 예측부(3030)는 선택된 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
적어도 하나의 이전 블록(3120, 3130, 3140)들에 포함된 샘플들 중 현재 샘플(C)로부터 소정의 거리 내에 위치하는 후보 샘플들(C1, C2, C3)을 선택하기 위한 소정의 거리가 현재 블록(3100)의 크기에 기초하여 결정되는 경우, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 비트스트림으로부터 획득된 현재 블록(3100)의 크기 정보 또는 현재 블록(3100)의 분할 정보에 기초하여 후보 샘플들(C1, C2, C3)을 선택할 수 있다. 구체적으로, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 비트스트림으로부터 획득된 현재 블록(3100)의 크기 정보 또는 현재 블록(3100)의 분할 정보에 기초하여 상기 소정의 거리를 획득할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)는 현재 샘플(C)로부터 소정의 거리 내에 위치하는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 최소 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(3000)의 예측부(3030)는 선택된 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)을 예측할 수 있다.
같은 블록 내에서 이미 예측된 샘플에 기초하여 현재 샘플을 예측하면, 부호화/복호화 장치 및 방법은 현재 샘플의 위치에 따라 적응적인 예측을 수행할 수 있으며, 부호화/복호화의 성능이 향상될 수 있다.
도 32는 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플들을 도시한다.
전술한 바와 같이, 후보 샘플들 중 제1 후보 샘플을 선택하기 위하여 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 중 적어도 하나의 인접 샘플이 선택될 수 있다. 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8)이란 현재 샘플(C)에 대해 가로 방향으로 인접하는 샘플(A1, A4), 현재 샘플(C)에 대해 세로 방향으로 인접하는 샘플(A2, A5)과 같이 현재 샘플(C)에 가장 가까운 샘플을 포함할 수 있다. 또한, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들은 현재 샘플(C)에 대해 좌상측에 인접하는 샘플(A3), 우하측에 인접하는 샘플(A6), 좌하측에 인접하는 샘플(A7) 및 우상측에 인접하는 샘플(A8)과 같이 현재 샘플(C)에 대해 대각선 방향으로 인접하는 샘플을 포함할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 샘플(C)의 위치에 기초하여 현재 블록(3200) 내 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 및 현재 블록(3200) 밖의 현재 블록(3200)의 참조 샘플들(3250) 중에서 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 샘플을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 32에 도시된 바와 같이 현재 블록(3200) 내 현재 샘플(C)이 4X4 크기의 현재 블록(3200)의 경계에 위치하지 않는 경우, 후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3200) 내에 위치하는 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 우측 인접 샘플(A4), 하측 인접 샘플(A5), 우하측 인접 샘플(A6), 좌하측 인접 샘플(A7) 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다. 또 다른 예로, 현재 샘플(C)이 A3 샘플과 같이 현재 블록(3200)의 경계에 위치하는 경우, 후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3200)의 참조 샘플들(3250) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3200) 내 예측 순서에 기초하여, 현재 샘플(C)의 인접 샘플들(A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8) 중 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 적어도 하나의 인접 샘플을 결정할 수 있다. 현재 샘플(C)의 예측 순서보다 예측 순서가 앞선 샘플을 이용하여 현재 샘플(C)이 예측될 수 있기 때문에, 현재 샘플을 예측하기 위해 이용될 수 있는 인접 샘플은 현재 블록 내 예측 순서에 따라 상이해 질 수 있다.
예를 들어, 4x4 크기의 현재 블록(3200)에서 최상측 행(i=0)부터 최하측 행(i=3)까지 순서대로 수평 방향 예측(3210)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(3200)에서 최좌측 열(j=0)부터 최우측 열(j=3)까지 순서대로 수직 방향 예측(3220)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 좌하측 인접 샘플(A7) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(3230)에서 최좌상측 샘플(A3)부터 최우하측 샘플(E)까지 순서대로 좌하측 대각선 방향 예측(1930)이 수행되는 경우, 현재 샘플(C)의 좌측 인접 샘플(A1), 상측 인접 샘플(A2), 좌상측 인접 샘플(A3), 및 우상측 인접 샘플(A8) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
또 다른 예로, 4x4 크기의 현재 블록(3240)에서 최우하측 샘플(S)부터 최좌상측 샘플(A3)까지 순서대로 우상측 대각선 방향 예측(1930)이 수행되는 경우, 현재 샘플의 우측 인접 샘플(A4), 하측 인접 샘플(A5), 우하측 인접 샘플(A6), 및 좌하측 인접 샘플(A7) 중 적어도 하나가 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용될 수 있다.
현재 블록(3200)의 예측 방향은 도 19 수평 방향 예측(1910), 수직 방향 예측(1920) 좌하측 대각선 방향 예측(1930), 우상측 대각선 방향 예측(1940)에 한정되지 않으며, 현재 샘플(C)을 예측하기 위해 이용되는 샘플 또한, 현재 블록(3200) 내 현재 샘플(C)의 위치 현재 블록(3200)의 현재 블록(3200)의 예측 방향에 기초하여 달라질 수 있다.
도 33은 현재 샘플로부터 소정 거리 내에 위치하는 후보 샘플들을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(3300)보다 먼저 복호화된 적어도 하나의 이전 블록(3310, 3320, 3330)에 포함되는 샘플들 중 현재 샘플(C)로부터 소정의 거리(d1) 내에 위치하는 후보 샘플들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 현재 샘플(C)을 중심으로 소정 거리(d1)에 해당하는 반지름을 갖는 원(3340)에 포함되는 샘플들이 후보 샘플들이 될 수 있다.
영상 내 샘플들 중 후보 샘플들을 한정하기 위한 소정의 거리(d1)는 현재 블록(3300)의 크기 및 영상 내 현재 블록(3300)의 복호화 순서에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(3300)의 크기가 클수록, 더 많은 후보 샘플들이 필요하므로 상기 거리(d1)가 증가할 수 있다. 또 다른 예로, 영상 내에서 현재 블록(3300)의 복호화 순서가 느릴수록, 참조할 수 있는 샘플들이 많아지므로, 상기 거리(d1)가 증가할 수 있다.
도 34는 현재 샘플과 후보 샘플 사이의 거리에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 샘플(C)에 인접하는 인접 샘플(A)과 후보 샘플들(C1, C2, C3)에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들(C1A, C2A, C3A) 사이의 차이값 및 현재 샘플(C)과 각각의 후보 샘플들(C1, C2, C3) 사이의 거리에 기초하여, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
구체적으로, 후보 선택부(2920, 3020)는 후보 인접 샘플들(C1A, C2A, C3A)과 인접 샘플(A) 사이의 코스트를 획득하고, 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 보정된 최소 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
예를 들어, 후보 샘플(C1, C2, C3 중 하나)과 현재 샘플(C) 사이의 거리가 짧을수록 후보 샘플(C1, C2, C3 중 하나)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 작아질 수 있다. 반면에, 후보 샘플(C1, C2, C3 중 하나)과 현재 샘플(C) 사이의 거리가 멀수록 후보 샘플(C1, C2, C3 중 하나)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 커질 수 있다.
도 31에 도시된 바와 같이, 현재 샘플(C)과 제3 후보 샘플(C3) 사이의 거리(dc3)가 현재 샘플(C)과 제1 후보 샘플(C1) 사이의 거리(dc1)보다 길고 현재 샘플(C)과 제2 후보 샘플(C2) 사이의 거리(dc2)보다 짧은 경우, 현재 샘플(C)과 C3 후보 샘플 사이의 코스트가 증가하는 양은 현재 샘플(C)과 C1 후보 샘플 사이의 코스트가 증가하는 양보다 크고 현재 샘플(C)과 C2 후보 샘플 사이의 코스트가 증가하는 양보다 작을 수 있다.
도 35는 후보 인접 샘플이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 샘플에 인접하는 인접 샘플(A)과 후보 샘플들(C1, C2, C3)에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들 사이의 차이값, 현재 샘플(C)과 인접 샘플(A)의 인접 방향, 및 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 후보 인접 샘플들(C1A, C2A, C3A)의 인접 방향에 기초하여 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 현재 샘플(C)을 예측하기 위한 1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
구체적으로, 후보 선택부(2920, 3020)는 후보 인접 샘플들(C1A, C2A, C3A)과 인접 샘플(A) 사이의 코스트를 획득하고, 후보 인접 샘플들(C1A, C2A, C3A)이 후보 샘플들(C1, C2, C3)에 인접하는 방향 및 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정할 수 있다.
예를 들어, 후보 인접 샘플(C1A)이 후보 샘플(C1)에 인접하는 방향이 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하면, 후보 샘플(C1)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 alpha 만큼 작아질 수 있다. 반면에, 후보 인접 샘플(C2A, C3A)이 후보 샘플(C2, C3)에 인접하는 방향이 인접 샘플(A)이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하지 않으면, 후보 샘플(C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트는 alpha 만큼 커질 수 있다.
도 36은 복수 개의 이미 복원된 샘플들에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(3600) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고, 현재 샘플(C)에 인접하는 복수 개의 인접 샘플들(A1,A2)을 선택할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3600)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록(3620, 3630, 3640)에 포함되는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서, 복수 개의 인접 샘플들(A1, A2)과 가장 가까운 값을 갖는 복수 개의 후보 인접 샘플들(C1A1, C1A2)에 인접하는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 기초하여, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 구체적으로, 부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 계산하고, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 가장 작은 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 하나의 후보 샘플과 현재 샘플 사이의 코스트는 수학식 7에 기초하여 획득될 수 있다.
수학식 7
Figure PCTKR2015011810-appb-M000007
구체적으로, 후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C1A2 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C1 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향, C1A2 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C2A5 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C2 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향, C2A5 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C3A1 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C3A3 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C3 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C3A1 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향, C3A3 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
여기서, 현재 샘플에 대해 가로로 인접하는 A1 인접 샘플에 대한 w1 가중치는 도 21을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3600)의 세로 그라디언트에 비례할 수 있다. 여기서, 현재 샘플의 좌측 인접 샘플(A)에 대한 w1 가중치는 도 21을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3600)의 세로 그라디언트에 비례할 수 있다. 또한, 현재 샘플에 대해 세로로 인접하는 A2 인접 샘플에 대한 w2 가중치는 도 22을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3600)의 가로 그라디언트에 비례할 수 있다. 또는, w1 가중치와 w2 가중치는 동일한 값으로 기설정 될 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 현재 샘플에 대해 최소의 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택하고, 예측부(2930, 3030)는 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)의 예측값을 획득할 수 있다.
도 37는 복수 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플 및 C1A2 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플 및 C2A5 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C3A1 후보 인접 샘플 및 C3A3 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
예를 들어, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 보정되는 코스트의 범위는 -n*alpha 이상 +n*alpha 이하가 될 수 있다. 구체적으로, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향이 인접 샘플들이 현재 샘플에 인접하는 방향과 모두 일치하면, 코스트의 보정값은 -n*alpha가 될 수 있다. 반면에, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향이 인접 샘플들이 현재 샘플에 인접하는 방향과 모두 일치하지 않으면, 코스트의 보정값은 +n*alpha가 될 수 있다.
예를 들어, C1A2 후보 인접 샘플 및 C1A2 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 모두 일치하므로, C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 -2*alpha 가 될 수 있다.
또한, C2A4 후보 인접 샘플 및 C2A5 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플 및 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 모두 일치하지 않으므로, C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 +2*alpha 가 될 수 있다.
또한, C3A1 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하는 반면, C3A3 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향은 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하지 않으므로, C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 alpha-alpha=0이 될 수 있다.
도 38은 복수 개의 이미 복원된 샘플들에 기초하여 현재 샘플을 예측하는 샘플 단위 예측의 또 다른 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 영상으로부터 분할된 현재 블록(3800) 내에서 현재 샘플(C)보다 먼저 예측되고, 현재 샘플(C)에 인접하는 복수 개의 인접 샘플들(A1, A2, A3)을 선택할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 현재 블록(3800)보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록(3820, 3830, 3840)에 포함되는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서, 복수 개의 인접 샘플들(A1, A2, A3)과 가장 가까운 값을 갖는 복수 개의 후보 인접 샘플들(C1A1, C1A2, C1A3)에 인접하는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다.
부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 기초하여, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 구체적으로, 부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)는 후보 샘플들(C1, C2, C3)과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 계산하고, 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중 현재 샘플(C)에 대해 가장 작은 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택할 수 있다. 예를 들어, 하나의 후보 샘플과 현재 샘플 사이의 코스트는 수학식 8에 기초하여 획득될 수 있다.
수학식 8
Figure PCTKR2015011810-appb-M000008
구체적으로, 후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C1A2 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값, 및 C1A3 후보 인접 샘플과 A3 인접 샘플 사이의 차이에 w3 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C1 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향, C1A2 후보 인접 샘플, C1A2 후보 인접 샘플 및 C1A3 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플, A2 인접 샘플, 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C2A5 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값, 및 C2A6 후보 인접 샘플과 A3 인접 샘플 사이의 차이에 w3 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C2 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플, C2A5 후보 인접 샘플 및 C2A6 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플, A2 인접 샘플, 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C3A4 후보 인접 샘플과 A1 인접 샘플 사이의 차이에 w1 가중치를 적용한 값, C3A2 후보 인접 샘플과 A2 인접 샘플 사이의 차이에 w2 가중치를 적용한 값, 및 C3A8 후보 인접 샘플과 A3 인접 샘플 사이의 차이에 w3 가중치를 적용한 값을 이용하여 현재 샘플(C)과 C3 후보 샘플 사이의 코스트를 획득할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 거리에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다. 후보 선택부(2920, 3020)는 C3A2 후보 인접 샘플, C3A4 후보 인접 샘플, 및 C3A8 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향, A1 인접 샘플, A2 인접 샘플, 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
여기서, 현재 샘플에 대해 가로로 인접하는 A1 인접 샘플에 대한 w1 가중치는 도 21을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3800)의 세로 그라디언트에 비례할 수 있다. 여기서, 현재 샘플의 좌측 인접 샘플(A)에 대한 w1 가중치는 도 21을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3800)의 세로 그라디언트에 비례할 수 있다. 또한, 현재 샘플에 대해 세로로 인접하는 A2 인접 샘플에 대한 w2 가중치는 도 22을 통해 전술한 바와 같이 현재 블록(3800)의 가로 그라디언트에 비례할 수 있다. 또는, w1 가중치와 w2 가중치는 동일한 값으로 기설정 될 수 있다. 또한, w3 가중치는 w1 가중치 및 w2 가중치에 기초하여 설정될 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 후보 샘플들(C1, C2, C3) 중에서 현재 샘플에 대해 최소의 코스트를 갖는 제1 후보 샘플(C1)을 선택하고, 예측부(2930, 3030)는 제1 후보 샘플(C1)의 복원값을 이용하여 현재 샘플(C)의 예측값을 획득할 수 있다.
도 39는 복수 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 코스트를 보정하는 동작을 도시한다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C1A1 후보 인접 샘플, C1A2 후보 인접 샘플, 및 C1A3 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플, A2 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C2A4 후보 인접 샘플, C2A5 후보 인접 샘플 및 C2A6 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플, A2 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
후보 선택부(2920, 3020)는 C3A2 후보 인접 샘플 및 C3A4 후보 인접 샘플 및 C3A8 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향 및 A1 인접 샘플, A2 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향에 기초하여 C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트를 보정할 수 있다.
예를 들어, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향에 기초하여 보정되는 코스트의 범위는 -n*alpha 이상 +n*alpha 이하가 될 수 있다. 구체적으로, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향이 인접 샘플들이 현재 샘플에 인접하는 방향과 모두 일치하면, 코스트의 보정값은 -n*alpha가 될 수 있다. 반면에, n 개의 후보 인접 샘플들이 후보 샘플에 인접하는 방향이 인접 샘플들이 현재 샘플에 인접하는 방향과 모두 일치하지 않으면, 코스트의 보정값은 +n*alpha가 될 수 있다.
예를 들어, C1A1 후보 인접 샘플, C1A2 후보 인접 샘플, 및 C1A3 후보 인접 샘플이 C1 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플, A2 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 모두 일치하므로, C1 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 -3*alpha 가 될 수 있다.
또한, C2A4 후보 인접 샘플, C2A5 후보 인접 샘플 및 C2A6 후보 인접 샘플이 C2 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플, A2 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 모두 일치하지 않으므로, C2 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 +3*alpha 가 될 수 있다.
또한, C3A2 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향은 A2 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하는 반면, C3A4 후보 인접 샘플 및 C3A8 후보 인접 샘플이 C3 후보 샘플에 인접하는 방향은 A1 인접 샘플 및 A3 인접 샘플이 현재 샘플(C)에 인접하는 방향과 일치하지 않으므로, C3 후보 샘플과 현재 샘플(C) 사이의 코스트에 대한 보정값은 2alpha-alpha=alpha이 될 수 있다.
도 40은 이미 복원된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
4010 단계에서 비디오 부호화 방법(4000)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다. 4010 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(2900)의 분할부(2910)에서 수행될 수 있다.
4020 단계에서, 비디오 부호화 방법(4000)은 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택한다. 또한, 비디오 부호화 방법(4000)은 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 현재 샘플의 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택할 수 있다. 4020 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(2900)의 후보 선택부(2920)에서 수행될 수 있다.
4030 단계에서, 비디오 부호화 방법(4000)은 후보 4020 단계에서 선택된 제1 후보 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 비디오 부호화 방법(4000)은 현재 블록보다 먼저 복원된 이전 블록에 포함되는 제1 후보 샘플의 복원값을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득할 수 있다. 4030 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(2900)의 예측부(2930)에서 수행될 수 있다.
4040 단계에서, 비디오 부호화 방법(4000)은 현재 샘플의 레지듀얼값을 부호화한다. 구체적으로, 비디오 부호화 방법(4000)은 현재 샘플의 원본값과 4020 단계에서 획득된 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 획득하고, 현재 샘플의 레지듀얼값을 변환하고, 변환된 레지듀얼값을 엔트로피 부호화하고, 엔트로피 부호화된 레지듀얼값을 비트스트림으로 출력할 수 있다. 4040 단계의 동작은 비디오 부호화 장치(2900)의 변환부(2940)에서 수행될 수 있다.
도 41은 이미 복원된 인접 샘플에 기초하여 샘플 단위 예측(Sample wise prediction)을 수행할 수 있는 비디오 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
4110 단계에서 비디오 복호화 방법(4100)는 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할한다. 여기서 '블록(Block)'은, 부호화 또는 복호화하려는 영상으로부터 분할된 최대 부호화 단위, 부호화 단위, 변환 단위 또는 예측 단위를 의미할 수 있다. 4110 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(3000)의 분할부(3010)에서 수행될 수 있다.
4120 단계에서, 비디오 복호화 방법(4100)은 현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택한다. 또한, 비디오 복호화 방법(4100)은 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 현재 샘플의 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택할 수 있다. 4120 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(3000)의 후보 선택부(3020)에서 수행될 수 있다.
4130 단계에서, 비디오 복호화 방법(4100)은 후보 4120 단계에서 선택된 제1 후보 샘플을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득한다. 구체적으로, 비디오 복호화 방법(4100)은 현재 블록보다 먼저 복원된 이전 블록에 포함되는 제1 후보 샘플의 복원값을 이용하여 현재 샘플의 예측값을 획득할 수 있다. 4130 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(3000)의 예측부(3030)에서 수행될 수 있다.
4140 단계에서, 비디오 복호화 방법(4100)은 현재 샘플의 레지듀얼값을 부호화한다. 구체적으로, 비디오 복호화 방법(4100)은 비트스트림으로부터 획득된 현재 샘플의 레지듀얼값과 예측부(3030)에서 획득된 현재 샘플의 예측값을 이용하여 영상을 복원할 수 있다. 4140 단계의 동작은 비디오 복호화 장치(3000)의 변환부(3041)에서 수행될 수 있다.
도 16 내지 도 41을 통해 전술한 샘플 단위 예측을 수행할 수 있는 부호화/복호화 장치 및 방법은 현재 샘플의 위치에 따라 적응적인 예측을 수행할 수 있으며, 부호화/복호화의 성능이 향상될 수 있다.
한편, 상술한 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
설명의 편의를 위해 앞서 도 1 내지 41을 참조하여 전술된 영상 부호화 방법 및/또는 비디오 부호화 방법은, '비디오 부호화 방법'으로 통칭한다. 또한, 앞서 도 1 내지 41을 참조하여 전술된 영상 복호화 방법 및/또는 비디오 복호화 방법은 '비디오 복호화 방법'으로 지칭한다
일 실시예에 따른 프로그램이 저장되는 컴퓨터로 판독 가능한 저장매체가 디스크(26000)인 실시예를 이하 상술한다.
도 42 는 다양한 실시예에 따른 프로그램이 저장된 디스크(26000)의 물리적 구조를 예시한다. 저장매체로서 전술된 디스크(26000)는, 하드드라이브, 시디롬(CD-ROM) 디스크, 블루레이(Blu-ray) 디스크, DVD 디스크일 수 있다. 디스크(26000)는 다수의 동심원의 트랙(tr)들로 구성되고, 트랙들은 둘레 방향에 따라 소정 개수의 섹터(Se)들로 분할된다. 상기 전술된 일 실시예에 따른 프로그램을 저장하는 디스크(26000) 중 특정 영역에, 전술된 양자화 파라미터 결정 방법, 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 할당되어 저장될 수 있다.
전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법을 구현하기 위한 프로그램을 저장하는 저장매체를 이용하여 달성된 컴퓨터 시스템이 도 44를 참조하여 후술된다.
도 43은 디스크(26000)를 이용하여 프로그램을 기록하고 판독하기 위한 디스크드라이브(26800)를 도시한다. 컴퓨터 시스템(26700)은 디스크드라이브(26800)를 이용하여 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램을 디스크(26000)에 저장할 수 있다. 디스크(26000)에 저장된 프로그램을 컴퓨터 시스템(26700)상에서 실행하기 위해, 디스크 드라이브(26800)에 의해 디스크(26000)로부터 프로그램이 판독되고, 프로그램이 컴퓨터 시스템(26700)에게로 전송될 수 있다.
도 42 및 21에서 예시된 디스크(26000) 뿐만 아니라, 메모리 카드, 롬 카세트, SSD(Solid State Drive)에도 일 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법 중 적어도 하나를 구현하기 위한 프로그램이 저장될 수 있다.
전술된 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용된 시스템이 후술된다.
도 44 는 컨텐트 유통 서비스(content distribution service)를 제공하기 위한 컨텐트 공급 시스템(content supply system)(11000)의 전체적 구조를 도시한다. 통신시스템의 서비스 영역은 소정 크기의 셀들로 분할되고, 각 셀에 베이스 스테이션이 되는 무선 기지국(11700, 11800, 11800, 12000)이 설치된다.
컨텐트 공급 시스템(11000)은 다수의 독립 디바이스들을 포함한다. 예를 들어, 컴퓨터(12100), PDA(Personal Digital Assistant)(12200), 카메라(12300) 및 휴대폰(12500)과 같은 독립디바이스들이, 인터넷 서비스 공급자(11200), 통신망(11400), 및 무선 기지국(11700, 11800, 11800, 12000)을 거쳐 인터넷(11100)에 연결된다.
그러나, 컨텐트 공급 시스템(11000)은 도 46에 도시된 구조에만 한정되는 것이 아니며, 디바이스들이 선택적으로 연결될 수 있다. 독립 디바이스들은 무선 기지국(11700, 11800, 11800, 12000)을 거치지 않고 통신망(11400)에 직접 연결될 수도 있다.
비디오 카메라(12300)는 디지털 비디오 카메라와 같이 비디오 영상을 촬영할 수 있는 촬상 디바이스이다. 휴대폰(12500)은 PDC(Personal Digital Communications), CDMA(code division multiple access), W-CDMA(wideband code division multiple access), GSM(Global System for Mobile Communications), 및 PHS(Personal Handyphone System)방식과 같은 다양한 프로토콜들 중 적어도 하나의 통신방식을 채택할 수 있다.
비디오 카메라(12300)는 무선기지국(11800) 및 통신망(11400)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)에 연결될 수 있다. 스트리밍 서버(11300)는 사용자가 비디오 카메라(12300)를 사용하여 전송한 컨텐트를 실시간 방송으로 스트리밍 전송할 수 있다. 비디오 카메라(12300)로부터 수신된 컨텐트는 비디오 카메라(12300) 또는 스트리밍 서버(11300)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 카메라(12300)로 촬영된 비디오 데이터는 컴퓨터(12100)을 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다.
카메라(12600)로 촬영된 비디오 데이터도 컴퓨터(12100)를 거쳐 스트리밍 서버(11300)로 전송될 수도 있다. 카메라(12600)는 디지털 카메라와 같이 정지영상과 비디오 영상을 모두 촬영할 수 있는 촬상 장치이다. 카메라(12600)로부터 수신된 비디오 데이터는 카메라(12600) 또는 컴퓨터(12100)에 의해 부호화될 수 있다. 비디오 부호화 및 복호화를 위한 소프트웨어는 컴퓨터(12100)가 억세스할 수 있는 시디롬 디스크, 플로피디스크, 하드디스크 드라이브, SSD , 메모리 카드와 같은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장될 수 있다.
또한 휴대폰(12500)에 탑재된 카메라에 의해 비디오가 촬영된 경우, 비디오 데이터가 휴대폰(12500)으로부터 수신될 수 있다.
비디오 데이터는, 비디오 카메라(12300), 휴대폰(12500) 또는 카메라(12600)에 탑재된 LSI(Large scale integrated circuit) 시스템에 의해 부호화될 수 있다.
일 실시예에 따른 컨텐트 공급 시스템(11000)에서, 예를 들어 콘서트의 현장녹화 컨텐트와 같이, 사용자가 비디오 카메라(12300), 카메라(12600), 휴대폰(12500) 또는 다른 촬상 디바이스를 이용하여 녹화된 컨텐트가 부호화되고, 스트리밍 서버(11300)로 전송된다. 스트리밍 서버(11300)는 컨텐트 데이터를 요청한 다른 클라이언트들에게 컨텐트 데이터를 스트리밍 전송할 수 있다.
클라이언트들은 부호화된 컨텐트 데이터를 복호화할 수 있는 디바이스이며, 예를 들어 컴퓨터(12100), PDA(12200), 비디오 카메라(12300) 또는 휴대폰(12500)일 수 있다. 따라서, 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 재생할 수 있도록 한다. 또한 컨텐트 공급 시스템(11000)은, 클라이언트들이 부호화된 컨텐트 데이터를 수신하여 실시간으로 복호화하고 재생할 수 있도록 하여, 개인방송(personal broadcasting)이 가능하게 한다.
컨텐트 공급 시스템(11000)에 포함된 독립 디바이스들의 부호화 동작 및 복호화 동작에 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 적용될 수 있다.
도 45 및 24를 참조하여 컨텐트 공급 시스템(11000) 중 휴대폰(12500)의 일 실시예가 상세히 후술된다.
도 45은, 다양한 실시예에 따른 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 적용되는 휴대폰(12500)의 외부 구조를 도시한다. 휴대폰(12500)은 기능이 제한되어 있지 않고 응용 프로그램을 통해 상당 부분의 기능을 변경하거나 확장할 수 있는 스마트폰일 수 있다.
휴대폰(12500)은, 무선기지국(12000)과 RF신호를 교환하기 위한 내장 안테나(12510)을 포함하고, 카메라(12310)에 의해 촬영된 영상들 또는 안테나(12510)에 의해 수신되어 복호화된 영상들을 디스플레이하기 위한 LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes)화면 같은 디스플레이화면(12420)를 포함한다. 스마트폰(12510)은 제어버튼, 터치패널을 포함하는 동작 패널(12540)를 포함한다. 디스플레이화면(12420)이 터치스크린인 경우, 동작 패널(12540)은 디스플레이화면(12420)의 터치감지패널을 더 포함한다. 스마트폰(12510)은 음성, 음향을 출력하기 위한 스피커(12580) 또는 다른 형태의 음향출력부와, 음성, 음향이 입력되는 마이크로폰(12550) 또는 다른 형태의 음향입력부를 포함한다. 스마트폰(12510)은 비디오 및 정지영상을 촬영하기 위한 CCD 카메라와 같은 카메라(12310)를 더 포함한다. 또한, 스마트폰(12510)은 카메라(12310)에 의해 촬영되거나 이메일(E-mail)로 수신되거나 다른 형태로 획득된 비디오나 정지영상들과 같이, 부호화되거나 복호화된 데이터를 저장하기 위한 저장매체(12570); 그리고 저장매체(12570)를 휴대폰(12500)에 장착하기 위한 슬롯(12560)을 포함할 수 있다. 저장매체(12570)는 SD카드 또는 플라스틱 케이스에 내장된 EEPROM(electrically erasable and programmable read only memory)와 같은 다른 형태의 플래쉬 메모리일 수 있다.
도 46 는 휴대폰(12500)의 내부 구조를 도시한다. 디스플레이화면(12420) 및 동작 패널(12540)로 구성된 휴대폰(12500)의 각 파트를 조직적으로 제어하기 위해, 전력공급회로(12700), 동작입력제어부(12640), 영상부호화부(12720), 카메라 인터페이스(12630), LCD제어부(12620), 영상복호화부(12690), 멀티플렉서/디멀티플렉서(multiplexer/demultiplexer)(12680), 기록/판독부(12670), 변조/복조(modulation/demodulation)부(12660) 및 음향처리부(12650)가, 동기화 버스(12730)를 통해 중앙제어부(12710)에 연결된다.
사용자가 전원 버튼을 동작하여 '전원꺼짐' 상태에서 '전원켜짐' 상태로 설정하면, 전력공급회로(12700)는 배터리팩으로부터 휴대폰(12500)의 각 파트에 전력을 공급함으로써, 휴대폰(12500)가 동작 모드로 셋팅될 수 있다.
중앙제어부(12710)는 CPU, ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함한다.
휴대폰(12500)이 외부로 통신데이터를 송신하는 과정에서는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 휴대폰(12500)에서 디지털 신호가 생성된다, 예를 들어, 음향처리부(12650)에서는 디지털 음향신호가 생성되고, 영상 부호화부(12720)에서는 디지털 영상신호가 생성되며, 동작 패널(12540) 및 동작 입력제어부(12640)를 통해 메시지의 텍스트 데이터가 생성될 수 있다. 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 디지털 신호가 변조/복조부(12660)에게 전달되면, 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 변조하고, 통신회로(12610)는 대역변조된 디지털 음향신호에 대해 D/A변환(Digital-Analog conversion) 및 주파수변환(frequency conversion) 처리를 수행한다. 통신회로(12610)로부터 출력된 송신신호는 안테나(12510)를 통해 음성통신기지국 또는 무선기지국(12000)으로 송출될 수 있다.
예를 들어, 휴대폰(12500)이 통화 모드일 때 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 음향처리부(12650)에서 디지털 음향신호로 변환된다. 생성된 디지털 음향신호는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 거쳐 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
데이터통신 모드에서 이메일과 같은 텍스트 메시지가 전송되는 경우, 동작 패널(12540)을 이용하여 메시지의 텍스트 데이터가 입력되고, 텍스트 데이터가 동작 입력제어부(12640)를 통해 중앙제어부(12610)로 전송된다. 중앙제어부(12610)의 제어에 따라, 텍스트 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)에게로 송출된다.
데이터통신 모드에서 영상 데이터를 전송하기 위해, 카메라(12310)에 의해 촬영된 영상 데이터가 카메라 인터페이스(12630)를 통해 영상부호화부(12720)로 제공된다. 카메라(12310)에 의해 촬영된 영상 데이터는 카메라 인터페이스(12630) 및 LCD제어부(12620)를 통해 디스플레이화면(12420)에 곧바로 디스플레이될 수 있다.
영상부호화부(12720)의 구조는, 전술된 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상부호화부(12720)는, 카메라(12310)로부터 제공된 영상 데이터를, 전술된 비디오 부호화 방식에 따라 부호화하여, 압축 부호화된 영상 데이터로 변환하고, 부호화된 영상 데이터를 다중화/역다중화부(12680)로 출력할 수 있다. 카메라(12310)의 녹화 중에 휴대폰(12500)의 마이크로폰(12550)에 의해 획득된 음향신호도 음향처리부(12650)를 거쳐 디지털 음향데이터로 변환되고, 디지털 음향데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달될 수 있다.
다중화/역다중화부(12680)는 음향처리부(12650)로부터 제공된 음향데이터와 함께 영상부호화부(12720)로부터 제공된 부호화된 영상 데이터를 다중화한다. 다중화된 데이터는 변조/복조부(12660) 및 통신회로(12610)를 통해 송신신호로 변환되고, 안테나(12510)를 통해 송출될 수 있다.
휴대폰(12500)이 외부로부터 통신데이터를 수신하는 과정에서는, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 주파수복원(frequency recovery) 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 신호를 변환한다. 변조/복조부(12660)는 디지털 신호의 주파수대역을 복조한다. 대역복조된 디지털 신호는 종류에 따라 비디오 복호화부(12690), 음향처리부(12650) 또는 LCD제어부(12620)로 전달된다.
휴대폰(12500)은 통화 모드일 때, 안테나(12510)를 통해 수신된 신호를 증폭하고 주파수변환 및 A/D변환(Analog-Digital conversion) 처리를 통해 디지털 음향 신호를 생성한다. 수신된 디지털 음향 신호는, 중앙제어부(12710)의 제어에 따라 변조/복조부(12660) 및 음향처리부(12650)를 거쳐 아날로그 음향 신호로 변환되고, 아날로그 음향 신호가 스피커(12580)를 통해 출력된다.
데이터통신 모드에서 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 데이터가 수신되는 경우, 안테나(12510)를 통해 무선기지국(12000)으로부터 수신된 신호는 변조/복조부(12660)의 처리결과 다중화된 데이터를 출력하고, 다중화된 데이터는 다중화/역다중화부(12680)로 전달된다.
안테나(12510)를 통해 수신한 다중화된 데이터를 복호화하기 위해, 다중화/역다중화부(12680)는 다중화된 데이터를 역다중화하여 부호화된 비디오 데이터스트림과 부호화된 오디오 데이터스트림을 분리한다. 동기화 버스(12730)에 의해, 부호화된 비디오 데이터스트림은 비디오 복호화부(12690)로 제공되고, 부호화된 오디오 데이터스트림은 음향처리부(12650)로 제공된다.
영상복호화부(12690)의 구조는, 전술된 비디오 복호화 장치의 구조와 상응할 수 있다. 영상복호화부(12690)는 전술된 비디오 복호화 방법을 이용하여, 부호화된 비디오 데이터를 복호화하여 복원된 비디오 데이터를 생성하고, 복원된 비디오 데이터를 LCD제어부(1262)를 거쳐 디스플레이화면(1252)에게 복원된 비디오 데이터를 제공할 수 있다.
이에 따라 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일의 비디오 데이터가 디스플레이화면(1252)에서 디스플레이될 수 있다. 이와 동시에 음향처리부(1265)도 오디오 데이터를 아날로그 음향 신호로 변환하고, 아날로그 음향 신호를 스피커(1258)로 제공할 수 있다. 이에 따라, 인터넷의 웹사이트로부터 억세스된 비디오 파일에 포함된 오디오 데이터도 스피커(1258)에서 재생될 수 있다.
휴대폰(1250) 또는 다른 형태의 통신단말기는 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함하는 송수신 단말기이거나, 전술된 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치만을 포함하는 송신단말기이거나, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치만을 포함하는 수신단말기일 수 있다.
일 실시예에 따른 통신시스템은 도 46를 참조하여 전술한 구조에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 47는 다양한 실시예에 따른 통신시스템이 적용된 디지털 방송 시스템을 도시한다. 도 47의 일 실시예에 따른 디지털 방송 시스템은, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하여, 위성 또는 지상파 네트워크를 통해 전송되는 디지털 방송을 수신할 수 있다.
구체적으로 보면, 방송국(12890)은 전파를 통해 비디오 데이터스트림을 통신위성 또는 방송위성(12900)으로 전송한다. 방송위성(12900)은 방송신호를 전송하고, 방송신호는 가정에 있는 안테나(12860)에 의해 위성방송수신기로 수신된다. 각 가정에서, 부호화된 비디오스트림은 TV수신기(12810), 셋탑박스(set-top box)(12870) 또는 다른 디바이스에 의해 복호화되어 재생될 수 있다.
재생장치(12830)에서 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치가 구현됨으로써, 재생장치(12830)가 디스크 및 메모리 카드와 같은 저장매체(12820)에 기록된 부호화된 비디오스트림을 판독하여 복호화할 수 있다. 이에 따라 복원된 비디오 신호는 예를 들어 모니터(12840)에서 재생될 수 있다.
위성/지상파 방송을 위한 안테나(12860) 또는 케이블TV 수신을 위한 케이블 안테나(12850)에 연결된 셋탑박스(12870)에도, 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치가 탑재될 수 있다. 셋탑박스(12870)의 출력데이터도 TV모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
다른 예로, 셋탑박스(12870) 대신에 TV수신기(12810) 자체에 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치가 탑재될 수도 있다.
적절한 안테나(12910)를 구비한 자동차(12920)가 위성(12800) 또는 무선기지국(11700)으로부터 송출되는 신호를 수신할 수도 있다. 자동차(12920)에 탑재된 자동차 네비게이션 시스템(12930)의 디스플레이 화면에 복호화된 비디오가 재생될 수 있다.
비디오 신호는, 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치에 의해 부호화되어 저장매체에 기록되어 저장될 수 있다. 구체적으로 보면, DVD 레코더에 의해 영상 신호가 DVD디스크(12960)에 저장되거나, 하드디스크 레코더(12950)에 의해 하드디스크에 영상 신호가 저장될 수 있다. 다른 예로, 비디오 신호는 SD카드(12970)에 저장될 수도 있다. 하드디스크 레코더(12950)가 일 실시예에 따른 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치를 구비하면, DVD디스크(12960), SD카드(12970) 또는 다른 형태의 저장매체에 기록된 비디오 신호가 모니터(12880)에서 재생될 수 있다.
자동차 네비게이션 시스템(12930)은 도 48의 카메라(12310), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터(12100) 및 TV수신기(12810)도, 도 48의 카메라(12310), 카메라 인터페이스(12630) 및 영상 부호화부(12720)를 포함하지 않을 수 있다.
도 48은 다양한 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 이용하는 클라우드 컴퓨팅 시스템의 네트워크 구조를 도시한다.
일 실시예에 따른 클라우드 컴퓨팅 시스템은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100), 사용자 DB(14100), 컴퓨팅 자원(14200) 및 사용자 단말기를 포함하여 이루어질 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 시스템은, 사용자 단말기의 요청에 따라 인터넷과 같은 정보 통신망을 통해 컴퓨팅 자원의 온 디맨드 아웃소싱 서비스를 제공한다. 클라우드 컴퓨팅 환경에서, 서비스 제공자는 서로 다른 물리적인 위치에 존재하는 데이터 센터의 컴퓨팅 자원를 가상화 기술로 통합하여 사용자들에게 필요로 하는 서비스를 제공한다. 서비스 사용자는 어플리케이션(Application), 스토리지(Storage), 운영체제(OS), 보안(Security) 등의 컴퓨팅 자원을 각 사용자 소유의 단말에 설치하여 사용하는 것이 아니라, 가상화 기술을 통해 생성된 가상 공간상의 서비스를 원하는 시점에 원하는 만큼 골라서 사용할 수 있다.
특정 서비스 사용자의 사용자 단말기는 인터넷 및 이동통신망을 포함하는 정보통신망을 통해 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)에 접속한다. 사용자 단말기들은 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)로부터 클라우드 컴퓨팅 서비스 특히, 동영상 재생 서비스를 제공받을 수 있다. 사용자 단말기는 데스트탑 PC(14300), 스마트TV(14400), 스마트폰(14500), 노트북(14600), PMP(Portable Multimedia Player)(14700), 태블릿 PC(14800) 등, 인터넷 접속이 가능한 모든 전자 기기가 될 수 있다.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 클라우드 망에 분산되어 있는 다수의 컴퓨팅 자원(14200)을 통합하여 사용자 단말기에게 제공할 수 있다. 다수의 컴퓨팅 자원(14200)은 여러가지 데이터 서비스를 포함하며, 사용자 단말기로부터 업로드된 데이터를 포함할 수 있다. 이런 식으로 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 여러 곳에 분산되어 있는 동영상 데이터베이스를 가상화 기술로 통합하여 사용자 단말기가 요구하는 서비스를 제공한다.
사용자 DB(14100)에는 클라우드 컴퓨팅 서비스에 가입되어 있는 사용자 정보가 저장된다. 여기서, 사용자 정보는 로그인 정보와, 주소, 이름 등 개인 신용 정보를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 정보는 동영상의 인덱스(Index)를 포함할 수 있다. 여기서, 인덱스는 재생을 완료한 동영상 목록과, 재생 중인 동영상 목록과, 재생 중인 동영상의 정지 시점 등을 포함할 수 있다.
사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 정보는, 사용자 디바이스들 간에 공유될 수 있다. 따라서 예를 들어 노트북(14600)으로부터 재생 요청되어 노트북(14600)에게 소정 동영상 서비스를 제공한 경우, 사용자 DB(14100)에 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리가 저장된다. 스마트폰(14500)으로부터 동일한 동영상 서비스의 재생 요청이 수신되는 경우, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)을 참조하여 소정 동영상 서비스를 찾아서 재생한다. 스마트폰(14500)이 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)를 통해 동영상 데이터스트림을 수신하는 경우, 동영상 데이터스트림을 복호화하여 비디오를 재생하는 동작은, 앞서 도 46을 참조하여 전술한 휴대폰(12500)의 동작과 유사하다.
클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 DB(14100)에 저장된 소정 동영상 서비스의 재생 히스토리를 참조할 수도 있다. 예를 들어, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로부터 사용자 DB(14100)에 저장된 동영상에 대한 재생 요청을 수신한다. 동영상이 그 전에 재생 중이었던 것이면, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)는 사용자 단말기로의 선택에 따라 처음부터 재생하거나, 이전 정지 시점부터 재생하느냐에 따라 스트리밍 방법이 달라진다. 예를 들어, 사용자 단말기가 처음부터 재생하도록 요청한 경우에는 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 첫 프레임부터 스트리밍 전송한다. 반면, 단말기가 이전 정지시점부터 이어서 재생하도록 요청한 경우에는, 클라우드 컴퓨팅 서버(14100)가 사용자 단말기에게 해당 동영상을 정지시점의 프레임부터 스트리밍 전송한다.
이 때 사용자 단말기는, 도 1 내지 19를 참조하여 전술한 일 실시예에 따른 비디오 복호화 장치를 포함할 수 있다. 다른 예로, 사용자 단말기는, 도 1 내지 20을 참조하여 전술한 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치를 포함할 수 있다. 또한, 사용자 단말기는, 도 1 내지 19를 참조하여 전술한 일 실시예에 따른 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치를 모두 포함할 수도 있다.
도 1 내지 19를 참조하여 전술된 영상 부호화 방법 및 영상 복호화 방법, 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치가 활용되는 다양한 실시예들이 도 42 내지 도 48에서 전술되었다. 하지만, 도 1 내지 19를 참조하여 전술된 비디오 부호화 방법 및 비디오 복호화 방법이 저장매체에 저장되거나 비디오 부호화 장치 및 비디오 복호화 장치가 디바이스에서 구현되는 다양한 실시예들은, 도 42 내지 도 48의 실시예들에 한정되지 않는다.
이제까지 개시된 다양한 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에서 개시된 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 명세서의 개시 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 명세서의 개시범위에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부;
    현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및
    비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가중치는 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 제1 샘플과 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 샘플 사이의 차분값에 비례하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 가중치는 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 제2 샘플과 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 샘플 사이의 차분값에 비례하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 가중치 및 상기 제2 가중치는 동일한 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고,
    상기 제1 샘플은, 상기 제1 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 샘플에 대해 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측되고,
    상기 제4 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제1 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고,
    상기 제5 가중치는 상기 제3 샘플 및 상기 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고,
    상기 제2 샘플은, 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 샘플에 대해 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 제2 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 예측되고,
    상기 제4 가중치는 상기 제3 샘플 및 상기 제2 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고,
    상기 제5 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제2 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 샘플은 상기 현재 블록의 경계에 위치하고,
    상기 제3 샘플은, 상기 제3 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제1 참조 샘플에 제4 가중치가 적용된 값 및 상기 제3 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 상기 현재 블록 밖의 제2 참조 샘플에 제5 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 획득되고,
    상기 제4 가중치는 상기 제1 참조 샘플 및 상기 제3 샘플에 대해 대각선 방향으로 인접하는 제3 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하고,
    상기 제5 가중치는 상기 제2 참조 샘플 및 상기 제3 참조 샘플 사이의 차분값에 비례하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  8. 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계;
    현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및
    비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법.
  9. 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부;
    현재 블록 내에서 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 가로 방향으로 인접하는 제1 샘플에 대해 제1 가중치가 적용된 값 및 상기 현재 블록 내에서 상기 현재 샘플보다 먼저 예측되고 상기 현재 샘플에 대해 세로 방향으로 인접하는 제2 샘플에 대해 제2 가중치가 적용된 값 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및
    상기 현재 샘플의 원본값과 상기 현재 샘플의 예측값 사이의 레지듀얼값을 부호화하는 부호화부를 포함하는 비디오 부호화 장치.
  10. 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 분할부;
    현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 후보 선택부;
    상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 예측부; 및
    비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 복호화부를 포함하는 비디오 복호화 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 후보 샘플들은 상기 현재 샘플로부터 소정 거리 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 후보 샘플은 상기 현재 샘플에 인접하는 상기 인접 샘플과 상기 후보 샘플들에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들 사이의 차이값 및 상기 현재 샘플과 상기 각각의 후보 샘플들 사이의 거리에 기초하여 선택되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 후보 샘플이 상기 후보 인접 샘플에 인접하는 방향은 상기 현재 샘플이 상기 인접 샘플에 인접하는 방향과 동일한 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 후보 샘플은 상기 현재 샘플에 인접하는 상기 인접 샘플과 상기 후보 샘플들에 인접하는 각각의 후보 인접 샘플들 사이의 차이값, 상기 현재 샘플과 상기 인접 샘플의 인접 방향, 및 상기 후보 샘플들과 상기 후보 인접 샘플들의 인접 방향에 기초하여 선택되는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 장치.
  15. 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할하는 단계;
    현재 블록 내 현재 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 샘플을 선택하고, 상기 현재 블록보다 먼저 복원된 적어도 하나의 이전 블록에 포함되는 복수 개의 후보 샘플들 중에서 상기 인접 샘플과 가장 가까운 값을 갖는 후보 인접 샘플에 인접하는 제1 후보 샘플을 선택하는 단계;
    상기 제1 후보 샘플을 이용하여 상기 현재 샘플을 예측하는 단계; 및
    비트스트림으로부터 획득된 상기 현재 샘플의 레지듀얼값과 상기 현재 샘플의 예측값을 이용하여 상기 영상을 복호화하는 단계를 포함하는 비디오 복호화 방법.
PCT/KR2015/011810 2014-11-05 2015-11-04 샘플 단위 예측 부호화 장치 및 방법 WO2016072753A1 (ko)

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