[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2016129980A1 - 변환 도메인 예측을 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치 - Google Patents

변환 도메인 예측을 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2016129980A1
WO2016129980A1 PCT/KR2016/001516 KR2016001516W WO2016129980A1 WO 2016129980 A1 WO2016129980 A1 WO 2016129980A1 KR 2016001516 W KR2016001516 W KR 2016001516W WO 2016129980 A1 WO2016129980 A1 WO 2016129980A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
block
prediction
correlation coefficient
spatial correlation
intra prediction
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/001516
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김철근
허진
예세훈
Original Assignee
엘지전자(주)
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
Application filed by 엘지전자(주) filed Critical 엘지전자(주)
Priority to US15/550,331 priority Critical patent/US10382792B2/en
Publication of WO2016129980A1 publication Critical patent/WO2016129980A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/80—Details of filtering operations specially adapted for video compression, e.g. for pixel interpolation
    • H04N19/82—Details of filtering operations specially adapted for video compression, e.g. for pixel interpolation involving filtering within a prediction loop
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/107—Selection of coding mode or of prediction mode between spatial and temporal predictive coding, e.g. picture refresh
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/136—Incoming video signal characteristics or properties
    • H04N19/137—Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
    • H04N19/139—Analysis of motion vectors, e.g. their magnitude, direction, variance or reliability
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/157—Assigned coding mode, i.e. the coding mode being predefined or preselected to be further used for selection of another element or parameter
    • H04N19/159—Prediction type, e.g. intra-frame, inter-frame or bidirectional frame prediction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/48—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using compressed domain processing techniques other than decoding, e.g. modification of transform coefficients, variable length coding [VLC] data or run-length data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for encoding / decoding a video signal, and more particularly, to a technique for performing transform domain prediction in consideration of directional correlation.
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
  • a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • the present invention proposes a method of improving coding efficiency through predictive filter design.
  • the present invention proposes a method for improving prediction performance and improving the quality of a reconstructed frame through the prediction filter design.
  • the present invention proposes a method of performing transform domain prediction in consideration of directional correlation.
  • the present invention proposes a method for calculating an optimal spatial correlation coefficient in consideration of directional correlation.
  • the present invention proposes a method of performing predictive filtering using an optimal spatial correlation coefficient.
  • the present invention proposes a method for performing intra prediction in consideration of directional correlation.
  • the present invention proposes a method of signaling newly designed prediction filter related information.
  • One embodiment of the present invention provides a method of designing a coding tool for high efficiency compression.
  • an embodiment of the present invention provides a more efficient prediction method in the prediction process.
  • an embodiment of the present invention provides a method of designing a predictive filter for improving coding efficiency.
  • an embodiment of the present invention provides a method for performing transform domain prediction in consideration of directional correlation.
  • an embodiment of the present invention provides a method for calculating an optimal spatial correlation coefficient in consideration of directional correlation.
  • an embodiment of the present invention provides a method of performing predictive filtering using an optimal spatial correlation coefficient.
  • an embodiment of the present invention provides a method for performing intra prediction in consideration of directional correlation.
  • an embodiment of the present invention provides a method of designing a prediction filter applied to a picture for intra-picture prediction or inter-screen prediction during encoding or decoding of a video signal.
  • an embodiment of the present invention provides a method of better predicting a target area.
  • the present invention can improve prediction performance, improve the quality of a reconstructed frame through the prediction filter design, and further improve coding efficiency.
  • the present invention can improve prediction performance by performing transform domain prediction in consideration of directional correlation.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 to 6 illustrate embodiments to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a prediction direction according to an intra prediction mode.
  • 7 to 8 are exemplary embodiments to which the present invention is applied and show schematic block diagrams of an encoder and a decoder for performing transform domain prediction.
  • 9 to 10 are diagrams for explaining a process of performing transform domain prediction as embodiments to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of performing transform domain prediction in an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and illustrates spatial orientation on a transform domain.
  • FIG. 13 is a schematic internal block diagram of an encoder for performing transform domain spatial prediction as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a schematic internal block diagram of an encoder for performing transform domain temporal prediction as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of performing transform domain spatial prediction in an embodiment to which the present invention is applied.
  • a method of decoding a video signal comprising: extracting an intra prediction mode of a current block from the video signal; Generating a prediction block according to the intra prediction mode; Performing a transform on the prediction block; Performing filtering on a transformed prediction block using a spatial correlation coefficient; And generating a reconstruction block based on the filtered prediction block and the difference block, wherein the spatial correlation coefficient is a value determined based on the directionality of the intra prediction mode.
  • the spatial correlation coefficient is a value that minimizes the difference between the transformed current block and the transformed prediction block.
  • the spatial correlation coefficient is characterized by having a different value according to the intra prediction mode.
  • the spatial correlation coefficient is a predetermined value or information transmitted from an encoder.
  • the present invention provides a method of encoding a video signal, comprising: determining an intra prediction mode of a current block; Generating a prediction block according to the intra prediction mode; Performing a transform on the current block and the prediction block; Obtaining a spatial correlation coefficient that minimizes the difference between the transformed current block and the transformed prediction block; And performing filtering on the transformed prediction block by using the spatial correlation coefficient.
  • the method comprises: obtaining a difference block based on the transformed current block and the filtered prediction block; Performing quantization on the difference block; And performing entropy encoding on the quantized differential block.
  • the spatial correlation coefficient is updated through a reconstruction process of the difference block.
  • the spatial correlation coefficient is characterized in that corresponding to the directionality of the intra prediction mode on the transform domain.
  • the present invention provides an apparatus for decoding a video signal, comprising: a bitstream extracting unit for extracting an intra prediction mode of a current block from the video signal; An intra prediction unit generating a prediction block according to the intra prediction mode; A transformer for transforming the prediction block; A spatial filter which performs filtering on a transformed prediction block by using a spatial correlation coefficient; And a reconstruction unit generating a reconstruction block based on the filtered prediction block and the difference block, wherein the spatial correlation coefficient is a value determined based on the directionality of the intra prediction mode.
  • the present invention provides an apparatus for encoding a video signal, comprising: an intra predictor for determining an intra prediction mode of a current block and generating a prediction block according to the intra prediction mode; A transformer for transforming the current block and the prediction block; And a spatial filtering unit for obtaining a spatial correlation coefficient for minimizing the difference between the transformed current block and the transformed prediction block and performing filtering on the transformed prediction block by using the spatial correlation coefficient. It provides a device to.
  • the apparatus comprises: a subtractor for obtaining a difference block based on the transformed current block and the filtered prediction block; A quantization unit performing quantization on the difference block; And an entropy encoding unit that performs entropy encoding on the quantized differential block.
  • terms used in the present invention may be replaced for more appropriate interpretation when there are general terms selected to describe the invention or other terms having similar meanings.
  • signals, data, samples, pictures, frames, blocks, etc. may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • partitioning, decomposition, splitting, and division may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 may include an image splitter 110, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, a filter 160, and a decoder. It may include a decoded picture buffer (DPB) 170, an inter predictor 180, an intra predictor 185, and an entropy encoder 190.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image divider 110 may divide an input image (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • the terms are only used for the convenience of description of the present invention, the present invention is not limited to the definition of the terms.
  • the term coding unit is used as a unit used in encoding or decoding a video signal, but the present invention is not limited thereto and may be appropriately interpreted according to the present invention.
  • the encoder 100 may generate a residual signal by subtracting a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 from the input image signal, and generate the residual signal. Is transmitted to the converter 120.
  • the transformer 120 may generate a transform coefficient by applying a transform technique to the residual signal.
  • the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied to blocks of variable size rather than square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantized coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 may entropy code the quantized signal and output the bitstream.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal may restore the residual signal by applying inverse quantization and inverse transformation through the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 150 in the loop.
  • a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the reconstruction signal and outputs it to the reproduction apparatus or transmits the decoded picture buffer to the decoding picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180. As such, by using the filtered picture as a reference picture in the inter prediction mode, not only image quality but also encoding efficiency may be improved.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the inter prediction unit 180 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized in units of blocks at the time of encoding / decoding in the previous time, blocking artifacts or ringing artifacts may exist. have.
  • the inter prediction unit 180 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter in order to solve performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • the subpixel refers to a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • the integer pixel refers to an actual pixel existing in the reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter, or the like may be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the precision of prediction.
  • the inter prediction unit 180 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to integer pixels, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block. You can make predictions.
  • the intra predictor 185 may predict the current block by referring to samples around the block to which current encoding is to be performed.
  • the intra prediction unit 185 may perform the following process to perform intra prediction. First, reference samples necessary for generating a prediction signal may be prepared. The prediction signal may be generated using the prepared reference sample. Then, the prediction mode is encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference sample has been predicted and reconstructed, there may be a quantization error. Accordingly, the reference sample filtering process may be performed for each prediction mode used for intra prediction to reduce such an error.
  • a prediction signal generated through the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 may include an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, a filtering unit 240, and a decoded picture buffer unit (DPB) 250. ), An inter predictor 260, and an intra predictor 265.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoder 200 may receive a signal output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal may be entropy decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse transform unit 230 inversely transforms the transform coefficient to obtain a residual signal.
  • a reconstructed signal is generated by adding the obtained residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 260 or the intra predictor 265.
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal and outputs the filtering to the reproducing apparatus or transmits it to the decoded picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240, the inter prediction unit 260, and the decoder. The same may be applied to the intra predictor 265.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder may split one image (or picture) in units of a rectangular Coding Tree Unit (CTU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • the size of the CTU may be set to any one of 64x64, 32x32, and 16x16, but the present invention is not limited thereto.
  • the encoder may select and use the size of the CTU according to the resolution of the input video or the characteristics of the input video.
  • the CTU may include a coding tree block (CTB) for a luma component and a coding tree block (CTB) for two chroma components corresponding thereto.
  • One CTU may be decomposed into a quadtree (QT) structure.
  • QT quadtree
  • one CTU may be divided into four units having a square shape and each side is reduced by half in length.
  • the decomposition of this QT structure can be done recursively.
  • a root node of a QT may be associated with a CTU.
  • the QT may be split until it reaches a leaf node, where the leaf node may be referred to as a coding unit (CU).
  • CU coding unit
  • a CU may mean a basic unit of coding in which an input image is processed, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU may include a coding block (CB) for a luma component and a CB for two chroma components corresponding thereto.
  • CB coding block
  • the size of the CU may be determined as any one of 64x64, 32x32, 16x16, and 8x8.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the CU may be larger or more diverse.
  • the CTU corresponds to a root node and has the smallest depth (ie, level 0) value.
  • the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image. In this case, the CTU corresponds to a CU.
  • the CTU may be decomposed in QT form, and as a result, lower nodes having a depth of level 1 may be generated. And, a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 1 corresponds to a CU.
  • CU (a), CU (b) and CU (j) corresponding to nodes a, b and j are divided once in the CTU and have a depth of level 1.
  • At least one of the nodes having a depth of level 1 may be split into QT again.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a level 2 depth corresponds to a CU.
  • CU (c), CU (h), and CU (i) corresponding to nodes c, h and i are divided twice in the CTU and have a depth of level 2.
  • At least one of the nodes having a depth of 2 may be divided into QTs.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 3 corresponds to a CU.
  • CU (d), CU (e), CU (f), and CU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in the CTU, and level 3 Has a depth of
  • the maximum size or the minimum size of the CU may be determined according to characteristics (eg, resolution) of the video image or in consideration of encoding efficiency. Information about this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size may be referred to as a largest coding unit (LCU), and a CU having a minimum size may be referred to as a smallest coding unit (SCU).
  • LCU largest coding unit
  • SCU smallest coding unit
  • a CU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each partitioned CU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, the depth information may include information about the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the size and maximum depth information of the LCU. Or conversely, using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
  • information indicating whether the corresponding CU is split may be delivered to the decoder.
  • the information may be defined as a split flag and may be represented by a syntax element "split_cu_flag".
  • the division flag may be included in all CUs except the SCU. For example, if the split flag value is '1', the corresponding CU is divided into four CUs again. If the split flag value is '0', the CU is not divided anymore and the coding process for the CU is not divided. Can be performed.
  • the division process of the CU has been described as an example, but the QT structure described above may also be applied to the division process of a transform unit (TU) which is a basic unit for performing transformation.
  • TU transform unit
  • the TU may be hierarchically divided into a QT structure from a CU to be coded.
  • a CU may correspond to a root node of a tree for a transform unit (TU).
  • the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be determined by any one of 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the TU may be larger or more diverse.
  • information indicating whether the corresponding TU is divided may be delivered to the decoder.
  • the information may be defined as a split transform flag and may be represented by a syntax element "split_transform_flag".
  • the division conversion flag may be included in all TUs except the TU of the minimum size. For example, if the value of the division conversion flag is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the division conversion flag is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • a CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • a CU may be divided into prediction units (PUs).
  • the PU is a basic unit for generating a prediction block, and may generate different prediction blocks in PU units within one CU.
  • the PU may be divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the PU is divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
  • FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
  • one CU may be divided into two types (ie, 2Nx2N or NxN). Can be.
  • N ⁇ N type PU when divided into N ⁇ N type PU, one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
  • the division of the PU may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • one CU has 8 PU types (ie, 2Nx2N, NxN, 2NxN). , Nx2N, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD).
  • PU splitting in the form of NxN may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • nLx2N, nRx2N, 2NxnU, and 2NxnD types which are Asymmetric Motion Partition (AMP).
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • AMP cannot be used when the CU to which the PU belongs is a CU of the minimum size.
  • an optimal partitioning structure of a coding unit (CU), a prediction unit (PU), and a transformation unit (TU) is subjected to the following process to perform a minimum rate-distortion. It can be determined based on the value. For example, looking at an optimal CU partitioning process in a 64x64 CTU, rate-distortion cost can be calculated while partitioning from a 64x64 CU to an 8x8 CU.
  • the specific process is as follows.
  • the partition structure of the optimal PU and TU that generates the minimum rate-distortion value is determined by performing inter / intra prediction, transform / quantization, inverse quantization / inverse transform, and entropy encoding for a 64x64 CU.
  • the 32x32 CU is subdivided into four 16x16 CUs, and a partition structure of an optimal PU and TU that generates a minimum rate-distortion value for each 16x16 CU is determined.
  • a prediction mode is selected in units of PUs, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means a basic unit in which actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for a luma component and a TB for two chroma components corresponding thereto.
  • TB transform block
  • the TUs are hierarchically divided into quadtree structures from one CU to be coded.
  • the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • a root node of the quadtree is associated with a CU.
  • the quadtree is split until it reaches a leaf node, and the leaf node corresponds to a TU.
  • the CU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CU corresponds to a TU.
  • a node ie, a leaf node
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • FIG. 3B TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a TU.
  • TU (c), TU (h), and TU (i) corresponding to nodes c, h, and i are divided twice in a CU and have a depth of two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in a CU. Has depth.
  • a TU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Each divided TU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, it may include information about the size of the TU.
  • information indicating whether the corresponding TU is split may be delivered to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the smallest TU. For example, if the value of the flag indicating whether to split is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the flag indicating whether to split is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • FIG. 5 to 6 illustrate embodiments to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a prediction direction according to an intra prediction mode.
  • the decoder may derive an intra prediction mode of the current processing block (S501).
  • the prediction direction may have a prediction direction with respect to the position of the reference sample used for the prediction according to the prediction mode.
  • an intra prediction mode having a prediction direction is referred to as an intra_angular prediction mode or an intra directional mode.
  • an intra prediction mode having no prediction direction there are an intra planner (INTRA_PLANAR) prediction mode and an intra DC (INTRA_DC) prediction mode.
  • Table 1 illustrates an intra prediction mode and related names
  • FIG. 6 illustrates a prediction direction according to the intra prediction mode.
  • intra prediction prediction is performed on the current processing block based on the derived prediction mode. Since the reference sample used for the prediction and the specific prediction method vary according to the prediction mode, when the current block is encoded in the intra prediction mode, the decoder may derive the prediction mode of the current block to perform the prediction.
  • the decoder may check whether neighboring samples of the current processing block can be used for prediction and configure reference samples to be used for prediction (S502).
  • neighboring samples of the current processing block are samples adjacent to the left boundary of the current processing block of size nSxnS and a total of 2xnS samples neighboring the bottom-left, top of the current processing block.
  • the decoder can construct reference samples for use in prediction by substituting samples that are not available with the available samples.
  • the decoder may perform filtering of reference samples based on the intra prediction mode (S503).
  • Whether filtering of the reference sample is performed may be determined based on the size of the current processing block.
  • the filtering method of the reference sample may be determined by the filtering flag transmitted from the encoder.
  • the decoder may generate a prediction block for the current processing block based on the intra prediction mode and the reference samples (S504). That is, the decoder predicts the current processing block based on the intra prediction mode derived in the intra prediction mode derivation step S501 and the reference samples obtained through the reference sample configuration step S502 and the reference sample filtering step S503.
  • a block may be generated (ie, predictive sample generation).
  • the left boundary sample ie, the sample in the prediction block adjacent to the left boundary
  • the upper side of the prediction block in step S504.
  • (top) boundary samples i.e., samples in prediction blocks adjacent to the upper boundary
  • filtering may be applied to the left boundary sample or the upper boundary sample in the vertical direction mode and the horizontal mode among the intra directional prediction modes similarly to the INTRA_DC mode.
  • the value of the prediction sample may be derived based on a reference sample located in the prediction direction.
  • a boundary sample which is not located in the prediction direction among the left boundary sample or the upper boundary sample of the prediction block may be adjacent to a reference sample which is not used for prediction. That is, the distance from the reference sample not used for prediction may be much closer than the distance from the reference sample used for prediction.
  • the decoder may adaptively apply filtering to left boundary samples or upper boundary samples depending on whether the intra prediction direction is vertical or horizontal. That is, when the intra prediction direction is the vertical direction, the filtering may be applied to the left boundary samples, and when the intra prediction direction is the horizontal direction, the filtering may be applied to the upper boundary samples.
  • 7 to 8 are exemplary embodiments to which the present invention is applied and show schematic block diagrams of an encoder and a decoder for performing transform domain prediction.
  • One embodiment of the present invention is to increase the accuracy of the prediction sample in consideration of the direction of the intra prediction block on the transform domain.
  • FIG. 7 is a schematic block diagram of an encoder for performing transform domain prediction.
  • the encoder 700 includes an image splitter 710, a converter 720, a predictor 730, a converter 740, A correlation coefficient obtainer 750, an adder / subtractor, a quantizer 760, and an entropy encoder 770 are included.
  • the functional units described with reference to the encoder of FIG. 1 may be applied to each functional unit of FIG. 7. Therefore, only the parts necessary for describing the embodiments of the present invention will be described below.
  • Another embodiment of the present invention provides a prediction method in a transform domain (or frequency domain).
  • both blocks can be transformed into the frequency domain.
  • the residual block of the frequency domain may be generated by multiplying the coefficients of the residual energy of each transform coefficient of the frequency domain to minimize the energy of the residual block, thereby increasing the compression efficiency.
  • the converter 720 may perform transformation on the current block of the original image.
  • the prediction unit 730 may perform intra prediction or inter prediction and generate a prediction block.
  • the prediction block may be transformed into a frequency domain through the transformer 740.
  • the prediction block may be an intra prediction block or an inter prediction block.
  • the correlation coefficient obtaining unit 750 may obtain a correlation coefficient that minimizes the difference between the transformed current block and the prediction block.
  • the correlation coefficient when the prediction block is an intra prediction block, the correlation coefficient may be defined as a spatial correlation coefficient, and when the prediction block is an inter prediction block, the correlation coefficient may be defined as a temporal correlation coefficient.
  • the correlation coefficient may be a value already set in an encoder, or the obtained correlation coefficient may be encoded and transmitted to a decoder.
  • the correlation coefficient acquirer 750 may filter the prediction block by using the correlation coefficient.
  • the function of the correlation coefficient obtaining unit 750 may be replaced by a filtering unit (not shown).
  • An optimal prediction block may be obtained by filtering the prediction block, and a subtractor may generate a difference block by subtracting the optimal prediction block from the transformed current block.
  • the difference block may be quantized through the quantization unit 760 and entropy encoded through the entropy encoding unit 770.
  • the decoder 800 includes an entropy decoding unit 810, an inverse quantization unit 820, a prediction unit 830, and a conversion unit 840. , A correlation coefficient obtainer 850, an adder / subtractor, and an inverse transform unit 860.
  • the functional units described with reference to the decoder of FIG. 2 may be applied to each functional unit of FIG. 8. Therefore, only the parts necessary for describing the embodiments of the present invention will be described below.
  • the prediction unit 830 may perform intra prediction or inter prediction and generate a prediction block.
  • the prediction block may be transformed into a frequency domain through the transformer 840.
  • the prediction block may be an intra prediction block or an inter prediction block.
  • the correlation coefficient acquirer 850 may filter the transformed prediction block by using a predetermined correlation coefficient or a correlation coefficient transmitted from an encoder.
  • the differential signal extracted from the bitstream may be obtained as a differential block on the transform domain via the entropy decoding unit 810 and the inverse quantization unit 820.
  • An adder may reconstruct a transform block by adding the filtered prediction block and a difference block on the transform domain.
  • the inverse transform unit 860 may obtain a reconstructed image by inversely transforming the reconstructed transform block.
  • 9 to 10 are diagrams for explaining a process of performing transform domain prediction as embodiments to which the present invention is applied.
  • FIG 9 illustrates an encoding process for performing transform domain prediction.
  • a 4x4 original block in the frequency domain may be obtained by performing a transform on the 4x4 original block in the spatial domain (S910).
  • a 4x4 prediction block on the spatial domain may be obtained according to the prediction mode
  • a 4x4 prediction block on the frequency domain may be obtained by performing a transform on the prediction mode (S920).
  • prediction accuracy may be improved by applying a correlation coefficient to the 4x4 prediction block on the frequency domain (S930).
  • the correlation coefficient may mean a value for minimizing the difference between the 4x4 original block on the frequency domain and the 4x4 prediction block on the frequency domain.
  • the correlation coefficient may have different values according to a prediction method.
  • the correlation coefficient when the prediction method is intra prediction, the correlation coefficient may be called a spatial correlation coefficient, in which case the spatial correlation coefficient may be determined based on the spatial direction of the intra prediction mode.
  • the correlation coefficient may have a different value according to the intra prediction mode. For example, in the vertical mode and the horizontal mode, the correlation coefficient may have a different value.
  • the correlation coefficient may be referred to as a temporal correlation coefficient, in which case the temporal correlation coefficient is obtained by transform coefficients according to a motion trajectory. It may be determined based on temporal dependency.
  • a residual block on the frequency domain may be obtained by subtracting the 4x4 prediction block on the frequency domain from the 4x4 original block on the frequency domain (S940).
  • a residual block on the frequency domain may be quantized and entropy encoded.
  • FIG. 10 illustrates a decoding process of performing transform domain prediction.
  • the decoder may obtain the difference block in the frequency domain by receiving the difference data from the encoder and performing entropy decoding and inverse quantization on the difference data (S1010).
  • the decoder may obtain a 4x4 prediction block on the spatial domain according to the prediction mode, and may perform a transformation on the 4x4 prediction block on the frequency domain (S1020).
  • prediction accuracy may be improved by applying a correlation coefficient to the 4x4 prediction block on the frequency domain (S1030).
  • the correlation coefficient may be a predetermined value or information transmitted from an encoder.
  • the reconstructed block on the frequency domain may be obtained by summing the difference block on the frequency domain and the 4x4 prediction block on the frequency domain (S1040).
  • the reconstruction block on the frequency domain may generate a reconstruction block on the spatial domain (or the pixel domain) through an inverse transform process.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of performing transform domain prediction in an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder may perform prediction on the current block when the original video is input.
  • a prediction mode for minimizing an error with the current block is determined (S1110), and a prediction block is generated according to the prediction mode.
  • the present invention provides a prediction method in the transform domain (or frequency domain). Therefore, by performing the transformation on the current block and the prediction block to be coded, it may be expressed as a value on the transform domain (S1120).
  • a correlation coefficient for minimizing the difference between the transformed current block and the transformed prediction block may be obtained (S1130), and an optimal prediction block may be generated by applying the correlation coefficient to the transformed prediction block (S1140).
  • the correlation coefficient may have different values according to the prediction mode.
  • the correlation coefficient may be determined based on the spatial direction of the intra prediction mode.
  • the inter prediction mode may have different values.
  • the correlation coefficient may be determined based on a temporal dependency of transform coefficients according to a motion trajectory.
  • FIG. 12 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and illustrates spatial orientation on a transform domain.
  • Intra prediction is a method of predicting a value to be currently encoded using neighboring sample values.
  • the intra prediction may include two non-directional prediction modes and 33 directional prediction modes.
  • 12 (a) is a diagram for describing the direction of prediction blocks generated according to an intra prediction mode. 12 (a) shows 8x8 prediction blocks generated according to the intra prediction mode, which shows the directionality on the spatial domain.
  • the selected directional prediction method may represent a directional characteristic of a current encoding target.
  • FIG. 12 (c) shows an 8x8 prediction block on a transform domain in which a transform is performed on the 8x8 prediction block, which is the vertical mode of FIG. 12 (b).
  • the 8x8 prediction block on the transform domain has a horizontal characteristic.
  • directional correlation may appear on the transform domain as well as the spatial domain.
  • the present invention is to provide a prediction method on the transform domain.
  • FIG. 13 is a schematic internal block diagram of an encoder for performing transform domain spatial prediction as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 illustrates a schematic internal block diagram of an encoder for performing transform domain spatial prediction.
  • the encoder 1300 includes an image splitter 1310, a transformer 1320, a predictor 1330, an adder / subtracter, A quantization unit 1340, an inverse quantization unit 1341, an inverse transform unit 1343, an in-loop filtering unit 1345, a correlation coefficient updater 1347, and an entropy encoding unit 1350 are included.
  • the predictor 1330 includes an intra predictor 1331, a transformer 1333, and a spatial filter 1335.
  • the functional units described with reference to the encoders of FIGS. 1 and 7 may be applied to each functional unit of FIG. 13. Therefore, only the parts necessary for describing the embodiments of the present invention will be described below.
  • One embodiment of the present invention is to increase the accuracy of the prediction sample in consideration of the direction of the intra prediction block on the transform domain.
  • the encoder may divide the original image into one or more processing units through the image divider 1310. Since the present invention is to consider the direction of the prediction block on the transform domain, the current block to be coded is transformed by the transform unit 1320.
  • the intra predictor 1331 may generate a prediction block according to an intra prediction mode.
  • the prediction block may be transformed into a frequency domain through the transformer 1333.
  • the spatial filter 1335 may obtain a spatial correlation coefficient that minimizes the difference between the transformed current block and the transformed prediction block.
  • the spatial correlation coefficient may be encoded and transmitted to the decoder.
  • the spatial correlation coefficient may be a preset value, and in this case, the spatial correlation coefficient may be calculated in advance through online or offline training.
  • the spatial filtering unit 1335 may filter the transformed prediction block by using the spatial correlation coefficient.
  • a low pass filter or a wiener filter may be used as the filtering method.
  • the filtered prediction block may be obtained by filtering the prediction block, and a subtractor may generate a difference block by subtracting the filtered prediction block from the transformed current block.
  • the present invention provides a method for calculating an optimal spatial correlation coefficient.
  • a loop process may be used to calculate an optimal spatial correlation coefficient according to each prediction mode. That is, the spatial correlation coefficient may be updated through a loop process.
  • the difference block may be quantized through the quantization unit 1340 and then inversely quantized through the inverse quantization unit 1342.
  • the inverse quantized difference block may be restored to the difference block on the spatial domain through the inverse transform unit 1343, and filtered through the in-loop filtering unit 1345.
  • the correlation coefficient updater 1347 may update the spatial correlation coefficient based on the filtered differential block.
  • the spatial correlation coefficient may be updated based on Equations 1 to 3 below.
  • Xn represents a transform coefficient of the original block
  • Xn ' represents a transform coefficient of the prediction block
  • ⁇ represents a spatial correlation coefficient
  • Zn represents a difference between the transform coefficient of the prediction block to which the spatial correlation coefficient is applied and the transform coefficient of the original block.
  • the spatial correlation coefficient for minimizing the mean square prediction error can be obtained through Equations 2 and 3 above.
  • the correlation coefficient updater 1347 may be located before the inverse transformer 1343.
  • the prediction unit 1330 may generate a more accurate prediction block based on the updated spatial correlation coefficient.
  • the finally generated difference block may be quantized through the quantization unit 1340 and entropy encoded through the entropy encoding unit 1350.
  • the spatial correlation coefficient may be generated or updated based on the characteristics of the prediction value.
  • the spatial correlation coefficient may have a different value in the vertical mode and the horizontal mode.
  • the encoder / decoder may separately manage the spatial correlation coefficient according to the prediction mode.
  • one spatial correlation coefficient may be added to prediction modes with similar characteristics, additional bits and complexity may be reduced.
  • one class may be classified into at least one of vertical direction, horizontal direction, diagonal direction, and non-direction, and one spatial correlation coefficient may be mapped to the class.
  • the intra prediction modes 22 to 30 having vertical directionality may be classified into one class to correspond to one spatial correlation coefficient.
  • the spatial correlation coefficient may be mapped to each classification group.
  • FIG. 14 is a schematic internal block diagram of an encoder for performing transform domain temporal prediction as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 1400 includes an image divider 1410, a transformer 1420, a predictor 1430, an adder / subtracter, A quantization unit 1440, an inverse quantization unit 1442, an inverse transform unit 1443, an in-loop filtering unit 1445, a correlation coefficient update unit 1447, a DPB 1449, and an entropy encoding unit 1450 are included.
  • the predictor 1430 includes an inter predictor 1431, a transformer 1433, and a spatial filter 1435.
  • the functional units described with reference to the encoders of FIGS. 1, 7, and 13 may be applied to each functional unit of FIG. 14. Therefore, only the parts necessary for describing the embodiments of the present invention will be described below.
  • One embodiment of the present invention is to increase the accuracy of the prediction sample in consideration of the temporal dependence of the transform coefficients according to the motion trajectory.
  • the encoder may divide the original image into one or more processing units through the image divider 1410. Since the present invention is to consider the temporal dependency of the transform coefficients according to the motion trajectory, the current block to be coded is transformed through the transform unit 1420.
  • the inter prediction unit 1431 may generate a prediction block according to the inter prediction mode.
  • the prediction block may be transformed into a frequency domain through the transformer 1433.
  • the spatial filter 1435 may acquire a temporal correlation coefficient that minimizes the difference between the transformed current block and the transformed prediction block.
  • the temporal correlation coefficient may be encoded and transmitted to a decoder.
  • the temporal correlation coefficient may be a preset value, and in this case, the temporal correlation coefficient may be calculated in advance through online or offline training before performing encoding.
  • the spatial filtering unit 1435 may filter the transformed prediction block by using the temporal correlation coefficient.
  • the filtered prediction block may be obtained by filtering the prediction block, and a subtractor may generate a difference block by subtracting the filtered prediction block from the transformed current block.
  • a loop process may be used to calculate an optimal temporal correlation coefficient according to each inter prediction mode. That is, the temporal correlation coefficient may be updated through a loop process.
  • the difference block may be quantized through the quantization unit 1440 and then dequantized through the inverse quantization unit 1441.
  • the inverse quantized difference block may be combined with the filtered prediction block to restore a transform block on a transform domain.
  • the reconstructed block on the spatial domain is generated through the inverse transform unit 1443, which may be filtered by the in-loop filtering unit 1445.
  • the correlation coefficient updater 1447 may update the temporal correlation coefficient based on the filtered reconstruction block.
  • the order for updating the temporal correlation coefficient or the filtering position of the temporal correlation coefficient may be changed, and the present invention is not limited thereto.
  • the correlation coefficient updater 1447 may be located before the inverse transformer 1443.
  • the reconstructed image to which the temporal correlation coefficient is applied may be stored in the DPB 1449 and used again for future inter prediction.
  • the prediction unit 1430 may generate a more accurate prediction block based on the updated temporal correlation coefficient, and thus, the finally generated differential block is quantized through the quantization unit 1440 and the entropy encoding unit 1450. Can be entropy encoded.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of performing transform domain spatial prediction in an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method for performing prediction in consideration of the spatial direction of the intra prediction mode on the transform domain.
  • the encoder may perform intra prediction on the current block when the original video is input.
  • an intra prediction mode for minimizing an error with the current block is determined (S1510), and a prediction block is generated according to the intra prediction mode.
  • the encoder may express the value on the transform domain by performing transform on the current block and the prediction block (S1520).
  • a spatial prediction coefficient may be generated by minimizing a difference between the transformed current block and the transformed prediction block (S1530) and applied to the transformed prediction block using the spatial correlation coefficient to generate a filtered prediction block. (S1540).
  • the spatial correlation coefficients may have different values according to the intra prediction mode.
  • different spatial correlation coefficients may be calculated in the vertical mode, horizontal mode, non-directional mode, or diagonal mode.
  • one spatial correlation coefficient may be allocated to an intra prediction mode having similar directional characteristics.
  • one class may be classified into at least one of vertical direction, horizontal direction, diagonal direction, and non-direction, and one spatial correlation coefficient may be mapped to the class.
  • the intra prediction modes 22 to 30 having vertical directionality may be classified into one class to correspond to one spatial correlation coefficient.
  • the intra prediction mode may be classified through training and statistics, and then spatial correlation coefficients may be mapped to each classification group.
  • difference data between the transformed current block and the transformed prediction block is obtained (S1550), and the quantized difference data may be entropy encoded (S1560) after the quantization of the difference data (S1560).
  • a loop process may be used to calculate an optimal spatial correlation coefficient according to each prediction mode. That is, the spatial correlation coefficient may be updated through a loop process.
  • the quantized differential data may be restored to differential data on the spatial domain through inverse quantization and inverse transformation, and filtered through in-loop filtering.
  • the spatial correlation coefficient may be updated based on the filtered difference data. Equations 1 to 3 may be used to update the spatial correlation coefficient.
  • the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units illustrated in FIGS. 1, 2, 7, 8, and 13 to 14 may be implemented by a computer, a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices Can be used for
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium includes all kinds of storage devices for storing computer readable data.
  • the computer-readable recording medium may include, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical data storage device. Can be.
  • the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).
  • the bit stream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서, 상기 비디오 신호로부터 현재 블록의 인트라 예측 모드를 추출하는 단계; 상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록(prediction block)을 생성하는 단계; 상기 예측 블록에 대해 변환(transform)을 수행하는 단계; 공간적 상관 계수(spatial correlation coefficient)를 이용하여 변환된 예측 블록(transformed prediction block)에 대해 필터링을 수행하는 단계; 및 상기 필터링된 예측 블록과 차분 블록에 기초하여 복원 블록을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 공간적 상관 계수는 상기 인트라 예측 모드의 방향성에 기초하여 결정된 값인 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

변환 도메인 예측을 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치
본 발명은 비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 방향적 상관성(directional correlation)을 고려하여 변환 도메인 예측(transform domain prediction)을 수행하는 기술에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
본 발명은 예측 필터 디자인을 통해 코딩 효율을 향상시키는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 예측 필터 디자인을 통해 예측 성능을 향상시키고 복원된 프레임의 품질을 향상시키는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 방향적 상관성(directional correlation)을 고려하여 변환 도메인 예측(transform domain prediction)을 수행하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 방향적 상관성(directional correlation)을 고려하여 최적의 공간적 상관 계수(spatial correlation coefficient)를 산출하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 최적의 공간적 상관 계수(spatial correlation coefficient)를 이용하여 예측 필터링을 수행하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 방향적 상관성(directional correlation)을 고려하여 인트라 예측을 수행하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 새롭게 디자인된 예측 필터 관련 정보를 시그널링하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는 고효율 압축을 위한 코딩 도구를 설계하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 예측 과정에서의 보다 효율적인 예측 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 코딩 효율을 개선하기 위한 예측 필터의 설계 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 방향적 상관성(directional correlation)을 고려하여 변환 도메인 예측(transform domain prediction)을 수행하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 방향적 상관성(directional correlation)을 고려하여 최적의 공간적 상관 계수(spatial correlation coefficient)를 산출하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 최적의 공간적 상관 계수(spatial correlation coefficient)를 이용하여 예측 필터링을 수행하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 방향적 상관성(directional correlation)을 고려하여 인트라 예측을 수행하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 비디오 신호의 인코딩 또는 디코딩 과정에서 화면내 예측 또는 화면간 예측을 위한 픽쳐에 적용되는 예측 필터를 설계하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 타겟 영역을 보다 잘 예측하는 방법을 제공한다.
본 발명은 예측 필터 디자인을 통해 예측 성능을 향상시키고 복원된 프레임의 품질을 향상시킬 수 있으며, 나아가 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 방향적 상관성(directional correlation)을 고려하여 변환 도메인 예측(transform domain prediction)을 수행함으로써 예측 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 6은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 5는 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 변환 도메인 예측을 수행하는 인코더 및 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 9 내지 10은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 변환 도메인 예측을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 도메인 예측을 수행하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 도메인 상에서 공간적 방향성을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 도메인 공간적 예측(transform domain spatial prediction)을 수행하는 인코더의 개략적인 내부 블록도를 나타낸다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 도메인 시간적 예측(transform domain temporal prediction)을 수행하는 인코더의 개략적인 내부 블록도를 나타낸다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 도메인 공간적 예측(transform domain spatial prediction)을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서, 상기 비디오 신호로부터 현재 블록의 인트라 예측 모드를 추출하는 단계; 상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록(prediction block)을 생성하는 단계; 상기 예측 블록에 대해 변환(transform)을 수행하는 단계; 공간적 상관 계수(spatial correlation coefficient)를 이용하여 변환된 예측 블록(transformed prediction block)에 대해 필터링을 수행하는 단계; 및 상기 필터링된 예측 블록과 차분 블록에 기초하여 복원 블록을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 공간적 상관 계수는 상기 인트라 예측 모드의 방향성에 기초하여 결정된 값인 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 공간적 상관 계수는 변환된 현재 블록과 상기 변환된 예측 블록과의 차이를 최소화하는 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 공간적 상관 계수는 상기 인트라 예측 모드에 따라 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 공간적 상관 계수는 기설정된 값이거나 인코더로부터 전송되는 정보인 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계; 상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 현재 블록과 상기 예측 블록에 대해 변환을 수행하는 단계; 상기 변환된 현재 블록과 상기 변환된 예측 블록의 차이를 최소화하는 공간적 상관 계수를 획득하는 단계; 및 상기 공간적 상관 계수를 이용하여 상기 변환된 예측 블록에 대해 필터링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 방법은, 상기 변환된 현재 블록과 상기 필터링된 예측 블록에 기초하여 차분 블록을 획득하는 단계; 상기 차분 블록에 대해 양자화를 수행하는 단계; 및 상기 양자화된 차분 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 공간적 상관 계수는 상기 차분 블록의 복원 과정을 통해 업데이트되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 공간적 상관 계수는 변환 도메인 상에서 상기 인트라 예측 모드의 방향성에 대응되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 장치에 있어서, 상기 비디오 신호로부터 현재 블록의 인트라 예측 모드를 추출하는 비트스트림 추출부; 상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록(prediction block)을 생성하는 인트라 예측부; 상기 예측 블록에 대해 변환(transform)을 수행하는 변환부; 공간적 상관 계수(spatial correlation coefficient)를 이용하여 변환된 예측 블록(transformed prediction block)에 대해 필터링을 수행하는 공간 필터링부; 및 상기 필터링된 예측 블록과 차분 블록에 기초하여 복원 블록을 생성하는 복원부를 포함하되, 상기 공간적 상관 계수는 상기 인트라 예측 모드의 방향성에 기초하여 결정된 값인 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
본 발명은, 비디오 신호를 인코딩하는 장치에 있어서, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성하는 인트라 예측부; 상기 현재 블록과 상기 예측 블록에 대해 변환을 수행하는 변환부; 및 상기 변환된 현재 블록과 상기 변환된 예측 블록의 차이를 최소화하는 공간적 상관 계수를 획득하고, 상기 공간적 상관 계수를 이용하여 상기 변환된 예측 블록에 대해 필터링을 수행하는 공간 필터링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
본 발명에서, 상기 장치는, 상기 변환된 현재 블록과 상기 필터링된 예측 블록에 기초하여 차분 블록을 획득하는 감산기; 상기 차분 블록에 대해 양자화를 수행하는 양자화부; 및 상기 양자화된 차분 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 엔트로피 인코딩부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어들은 발명을 설명하기 위해 선택된 일반적인 용어들이나, 유사한 의미를 갖는 다른 용어가 있는 경우 보다 적절한 해석을 위해 대체 가능할 것이다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다. 또한, 파티셔닝(partitioning), 분해(decomposition), 스플리팅 (splitting) 및 분할(division) 등의 경우에도 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상(Input image)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다.
다만, 상기 용어들은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 사용할 뿐이며, 본 발명은 해당 용어의 정의에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 비디오 신호를 인코딩 또는 디코딩하는 과정에서 이용되는 단위로써 코딩 유닛이라는 용어를 사용하지만, 본 발명은 그에 한정되지 않으며 발명 내용에 따라 적절하게 해석 가능할 것이다.
인코더(100)는 입력 영상 신호에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)를 감산하여 잔여 신호(residual signal)를 생성할 수 있고, 생성된 잔여 신호는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 잔여 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 잔여 신호를 복원할 수 있다. 복원된 잔여 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(180)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽쳐로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(180)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(180)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
한편, 인트라 예측부(185)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 인트라 예측부(185)는 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 잔여 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호을 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩될 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 변환 계수를 역변환하여 잔여 신호(residual signal)를 획득하게 된다.
획득된 잔여 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할할 수 있다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
예를 들어, CTU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)을 포함할 수 있다.
하나의 CTU은 쿼드트리(quadtree, 이하 'QT'라 함) 구조로 분해될 수 있다. 예를 들어, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 각 변의 길이가 절반씩 감소하는 4개의 유닛으로 분할될 수 있다. 이러한 QT 구조의 분해는 재귀적으로 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, QT의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련될 수 있다. QT는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할될 수 있고, 이때 상기 리프 노드는 코딩 유닛(CU: Coding Unit)으로 지칭될 수 있다.
CU는 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미할 수 있다. CU는 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함할 수 있다. 예를 들어, CU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16, 8x8 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, CU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
도 3을 참조하면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, 레벨 0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당된다.
CTU은 QT 형태로 분해될 수 있으며, 그 결과 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드들이 생성될 수 있다. 그리고, 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 레벨 1의 깊이를 가진다.
레벨 1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 레벨 2의 깊이를 가진다.
또한, 레벨 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 레벨 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU는 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU는 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 QT 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_cu_flag"로 표현될 수 있다. 상기 분할 플래그는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU는 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 상기 분할 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU는 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 코딩 과정이 수행될 수 있다.
앞서 도 3의 실시예에서는 CU의 분할 과정에 대해 예로 들어 설명하였으나, 변환을 수행하는 기본 단위인 변환 유닛(TU: Transform Unit)의 분할 과정에 대해서도 상술한 QT 구조를 적용할 수 있다.
TU는 코딩하려는 CU로부터 QT 구조로 계층적으로 분할될 수 있다. 예를 들어, CU는 변환 유닛(TU)에 대한 트리의 루트 노트(root node)에 해당될 수 있다.
TU는 QT 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. 예를 들어, TU의 크기는 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, TU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 변환 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_transform_flag"로 표현될 수 있다.
상기 분할 변환 플래그는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
상기에서 설명한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할할 수 있다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2Nx2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2Nx2N 또는 NxN)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2Nx2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2Nx2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2Nx2N, NxN, 2NxN, Nx2N, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, NxN 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2NxN 형태 및 세로 방향으로 분할되는 Nx2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64x64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64x64 크기의 CU에서 8x8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64x64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64x64 CU를 32x32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32x32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32x32 CU를 16x16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16x16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16x16 CU를 8x8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8x8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16x16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8x8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16x16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16x16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32x32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16x16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32x32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32x32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64x64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32x32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64x64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU는 TU에 해당한다.
CU는 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
도 5 내지 도 6은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 5는 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 유도(derivation)할 수 있다(S501).
인트라 예측에서는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향을 가질 수 있다. 본 명세서에서는 예측 방향을 가지는 인트라 예측 모드를 인트라 방향성 예측 모드(Intra_Angular prediction mode) 또는 인트라 방향성 모드라고 한다. 반면, 예측 방향을 가지지 않는 인트라 예측 모드로서, 인트라 플래너(INTRA_PLANAR) 예측 모드, 인트라 DC(INTRA_DC) 예측 모드가 있다.
표 1은 인트라 예측 모드와 관련 명칭에 대하여 예시하고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
표 1
인트라 예측 모드(Intra prediction mode) 관련 명칭(Associated name)
0 인트라 플래너(INTRA_PLANAR)
1 인트라 DC(INTRA_DC)
2...34 인트라 방향성 2 ... 인트라 방향성 34 (INTRA_ANGULAR2 ... INTRA_ANGULAR34)
인트라 예측에서는 유도되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 유도할 수 있다.
디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다(S502).
인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nSxnS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnS 개의 샘플들 및 현재 처리 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 의미한다.
그러나, 현재 처리 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있다(S503).
참조 샘플의 필터링 수행 여부는 현재 처리 블록의 크기에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 참조 샘플의 필터링 방법은 인코더로부터 전달되는 필터링 플래그에 의해 결정될 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드와 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성하 수 있다(S504). 즉, 디코더는 인트라 예측 모드 유도 단계(S501)에서 유도된 인트라 예측 모드와 참조 샘플 구성 단계(S502)와 참조 샘플 필터링 단계(S503)를 통해 획득한 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성(즉, 예측 샘플 생성)할 수 있다.
현재 처리 블록이 INTRA_DC 모드로 인코딩된 경우 처리 블록 간의 경계의 불연속성(discontinuity)를 최소화하기 위해, S504 단계에서 예측 블록의 좌측(left) 경계 샘플(즉, 좌측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)과 상측(top) 경계 샘플(즉, 상측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)을 필터링할 수 있다.
또한, S504 단계에서 인트라 방향성 예측 모드들 중 수직 방향 모드(vertical mode) 및 수평 방향 모드(horizontal mode)에 대해서도 INTRA_DC 모드와 유사하게 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플에 필터링을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 현재 처리 블록이 수직 모드(vertical mode) 또는 수평 모드(horizontal mode)로 인코딩된 경우, 예측 방향에 위치하는 참조 샘플에 기반하여 예측 샘플의 값을 유도할 수 있다. 이때, 예측 블록의 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플 중 예측 방향에 위치하지 않는 경계 샘플이 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과 인접할 수 있다. 즉, 예측에 사용되는 참조 샘플과의 거리보다 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과의 거리가 훨씬 가까울 수 있다.
따라서, 디코더는 인트라 예측 방향이 수직 방향인지 수평 방향인지에 따라 적응적으로 좌측 경계 샘플들 또는 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다. 즉, 인트라 예측 방향이 수직 방향인 경우, 좌측 경계 샘플들에 필터링을 적용하고, 인트라 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다.
도 7 내지 도 8은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 변환 도메인 예측을 수행하는 인코더 및 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
본 발명의 일실시예는 변환 도메인 상에서 인트라 예측 블록의 방향성을 고려하여 예측 샘플의 정확도를 증가시키고자 한다.
상기 도 7은 변환 도메인 예측을 수행하는 인코더의 개략적인 블록도를 나타내며, 상기 인코더(700)는 영상 분할부(710), 변환부(720), 예측부(730), 변환부(740), 상관계수 획득부(750), 가산기/감산기, 양자화부(760) 및 엔트로피 인코딩부(770)를 포함한다. 상기 도 7의 각 기능 유닛들은 상기 도 1의 인코더에서 설명한 유닛들의 설명이 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 필요한 부분들만 설명하기로 한다.
본 발명의 다른 실시예는, 변환 도메인(또는 주파수 영역)에서의 예측 방법을 제공한다.
원본 블록(original block)과 예측 블록(prediction block)에 변환을 수행함으로써 두 블록을 모두 주파수 영역으로 변환할 수 있다. 그리고, 주파수 영역의 각 변환 계수에 대한 잔차 에너지가 최소화되도록 하는 계수를 곱하여 주파수 영역의 잔차 블록(residual block)을 생성할 수 있으며 이는 잔차 블록의 에너지를 감소시켜 압축 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
먼저, 변환부(720)는 원본 영상의 현재 블록에 대해 변환을 수행할 수 있다. 그리고, 예측부(730)에서는 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행하고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 예측 블록은 변환부(740)를 통해 주파수 영역으로 변환될 수 있다. 여기서, 상기 예측 블록은 인트라 예측 블록 또는 인터 예측 블록일 수 있다.
상기 상관 계수 획득부(750)는 상기 변환된 현재 블록과 상기 예측 블록과의 차이를 최소화하는 상관 계수를 획득할 수 있다. 이때, 상기 예측 블록이 인트라 예측 블록인 경우, 상기 상관 계수를 공간적 상관 계수라 정의할 수 있고, 상기 예측 블록이 인터 예측 블록인 경우, 상기 상관 계수를 시간적 상관 계수라 정의할 수 있다. 다른 예로, 상기 상관 계수는 인코더에서 이미 설정된 값일 수 있으며, 또는 상기 획득된 상관 계수는 부호화되어 디코더로 전송될 수 있다.
상기 상관 계수 획득부(750)는 상기 상관 계수를 이용하여 상기 예측 블록을 필터링할 수 있다. 상기 상관 계수 획득부(750)의 기능은 필터링부(미도시)에 의해 대체될 수도 있다.
상기 예측 블록을 필터링함으로써 최적의 예측 블록을 획득할 수 있으며, 감산기는 상기 변환된 현재 블록에서 상기 최적의 예측 블록을 감산함으로써 차분 블록을 생성할 수 있다.
상기 차분 블록은 양자화부(760)를 거쳐 양자화되고, 엔트로피 인코딩부(770)를 거쳐 엔트로피 인코딩될 수 있다.
한편, 도 8은 변환 도메인 예측을 수행하는 디코더의 개략적인 블록도를 나타내며, 상기 디코더(800)는 엔트로피 디코딩부(810), 역양자화부(820) 예측부(830), 변환부(840), 상관계수 획득부(850), 가산기/감산기 및 역변환부(860)를 포함한다. 상기 도 8의 각 기능 유닛들은 상기 도 2의 디코더에서 설명한 유닛들의 설명이 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 필요한 부분들만 설명하기로 한다.
예측부(830)에서는 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행하고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 예측 블록은 변환부(840)를 통해 주파수 영역으로 변환될 수 있다. 여기서, 상기 예측 블록은 인트라 예측 블록 또는 인터 예측 블록일 수 있다.
상기 상관 계수 획득부(850)는 기설정된 상관 계수 또는 인코더로부터 전송된 상관 계수를 이용하여 상기 변환된 예측 블록을 필터링할 수 있다.
그리고, 비트스트림으로부터 추출된 차분 신호는 엔트로피 디코딩부(810) 및 역양자화부(820)를 거쳐 변환 도메인 상의 차분 블록으로 획득될 수 있다.
가산기는 상기 필터링된 예측 블록과 상기 변환 도메인 상의 차분 블록을 합하여 변환 블록을 복원할 수 있다. 역변환부(860)는 상기 복원된 변환 블록을 역변환함으로써 복원 영상을 획득할 수 있다.
도 9 내지 10은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 변환 도메인 예측을 수행하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 9는 변환 도메인 예측을 수행하는 인코딩 과정을 설명한다.
원본 영상 내 현재 블록이 4x4 원본 블록(original block)이라고 가정하면, 공간 도메인 상의 4x4 원본 블록에 대해 변환을 수행함으로써 주파수 도메인 상의 4x4 원본 블록을 획득할 수 있다(S910).
또한, 예측 모드에 따라 공간 도메인 상의 4x4 예측 블록을 획득할 수 있고, 이에 대해 변환을 수행함으로써 주파수 도메인 상의 4x4 예측 블록을 획득할 수 있다(S920). 그리고, 상기 주파수 도메인 상의 4x4 예측 블록에 대해 상관 계수(correlation coefficient)를 적용함으로써 예측 정확도를 향상시킬 수 있다(S930). 여기서, 상기 상관 계수는 상기 주파수 도메인 상의 4x4 원본 블록과 상기 주파수 도메인 상의 4x4 예측 블록 간의 차이를 최소화하는 값을 의미할 수 있다.
다른 실시예로, 상기 상관 계수는 예측 방법에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 예측 방법이 인트라 예측인 경우, 상기 상관 계수는 공간적 상관 계수(spatial correlation coefficient)라 부를 수 있으며, 이 경우 상기 공간적 상관 계수는 인트라 예측 모드의 공간적 방향성에 기초하여 결정될 수 있다. 다른 예로, 상기 상관 계수는 인트라 예측 모드에 따라 서로 다른 값을 가질 수도 있다. 예를 들어, 수직 모드와 수평 모드의 경우 상관 계수는 다른 값을 가질 수 있다.
또한, 예측 방법이 인터 예측인 경우, 상기 상관 계수는 시간적 상관 계수(temporal correlation coefficient)라 부를 수 있으며, 이 경우 상기 시간적 상관 계수는 모션 궤도(motion trajectory)에 따라 변환 계수들(transform coefficients)의 시간적 의존성(temporal dependency)에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 주파수 도메인 상의 4x4 원본 블록에서 상기 주파수 도메인 상의 4x4 예측 블록을 감산함으로써 주파수 도메인 상의 차분 블록(residual block)을 획득할 수 있다(S940).
이후, 상기 주파수 도메인 상의 차분 블록(residual block)을 양자화하고 엔트로피 부호화할 수 있다.
상기 도 10은 변환 도메인 예측을 수행하는 디코딩 과정을 설명한다.
디코더에서는 인코더로부터 차분 데이터를 수신하고, 상기 차분 데이터에 대해 엔트로피 복호화 및 역양자화를 수행함으로써 주파수 도메인 상의 차분 블록을 획득할 수 있다(S1010).
또한, 디코더는 예측 모드에 따라 공간 도메인 상의 4x4 예측 블록을 획득할 수 있고, 이에 대해 변환을 수행함으로써 주파수 도메인 상의 4x4 예측 블록을 획득할 수 있다(S1020). 그리고, 상기 주파수 도메인 상의 4x4 예측 블록에 대해 상관 계수(correlation coefficient)를 적용함으로써 예측 정확도를 향상시킬 수 있다(S1030). 여기서, 상기 상관 계수는 기설정된 값이거나 인코더로부터 전송되는 정보일 수 있다.
상기 주파수 도메인 상의 차분 블록과 상기 주파수 도메인 상의 4x4 예측 블록을 합함으로써 주파수 도메인 상의 복원 블록을 획득할 수 있다(S1040).
상기 주파수 도메인 상의 복원 블록은 역변환 과정을 거쳐 공간 도메인(또는 픽셀 도메인) 상의 복원 블록을 생성할 수 있게 된다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 도메인 예측을 수행하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
인코더는 원본 영상이 입력되면 현재 블록에 대해 예측을 수행할 수 있다. 이때, 현재 블록과의 오차를 최소화하는 예측 모드를 결정하고(S1110), 상기 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성한다.
본 발명은 변환 도메인(또는 주파수 영역)에서의 예측 방법을 제공한다. 따라서, 코딩하려는 현재 블록과 예측 블록에 대해 변환을 수행함으로써 변환 도메인 상의 값으로 표현할 수 있다(S1120).
상기 변환된 현재 블록과 변환된 예측 블록과의 차이를 최소화하는 상관 계수를 획득하고(S1130), 상기 상관 계수를 상기 변환된 예측 블록에 적용함으로써 최적의 예측 블록을 생성할 수 있다(S1140).
여기서, 상기 상관 계수는 예측 모드에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측인 경우, 인트라 예측 모드에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이 경우 상기 상관 계수는 인트라 예측 모드의 공간적 방향성에 기초하여 결정될 수 있다.
다른 예로, 인터 예측인 경우, 인터 예측 모드에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이 경우 상기 상관 계수는 모션 궤도(motion trajectory)에 따라 변환 계수들(transform coefficients)의 시간적 의존성(temporal dependency)에 기초하여 결정될 수 있다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 도메인 상에서 공간적 방향성을 설명하기 위한 도면이다.
인트라 예측은 주변 샘플 값을 이용하여 현재 부호화할 값을 예측하는 방법으로, 예를 들어, 2가지 비방향성 예측 모드와 33가지 방향성 예측 모드로 구성될 수 있다.
도 12(a)는 인트라 예측 모드에 따라 생성된 예측 블록들의 방향성을 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 12(a)는 인트라 예측 모드에 따라 생성된 8x8 예측 블록들을 나타내며, 이는 공간 도메인 상에서의 방향성을 보여준다.
도 12(b)는 위 8x8 예측 블록들 중 수직 모드(mode 26)의 경우를 나타내며, 예측 블록의 픽셀 값들이 수직 방향성을 갖는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 선택된 방향성 예측 방법은 현재 부호화 대상의 방향적 특성을 대표할 수 있다.
도 12(c)는 상기 도 12(b)의 수직 모드인 8x8 예측 블록에 대해 변환을 수행한 변환 도메인 상에서의 8x8 예측 블록을 나타낸다. 상기 도 12(c)에서와 같이, 수직 모드인 경우 변환 도메인 상에서의 8x8 예측 블록은 수평 방향의 특성을 갖는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이, 방향적 상관성은 공간 도메인 뿐만 아니라 변환 도메인 상에서도 나타날 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 변환 도메인 상에서의 예측 방법을 제공하고자 한다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 도메인 공간적 예측(transform domain spatial prediction)을 수행하는 인코더의 개략적인 내부 블록도를 나타낸다.
상기 도 13은 변환 도메인 공간적 예측을 수행하는 인코더의 개략적인 내부 블록도를 나타내며, 상기 인코더(1300)는 영상 분할부(1310), 변환부(1320), 예측부(1330), 가산기/감산기, 양자화부(1340), 역양자화부(1341), 역변환부(1343), 인루프 필터링부(1345), 상관계수 업데이트부(1347) 및 엔트로피 인코딩부(1350)를 포함한다. 그리고, 상기 예측부(1330)는 인트라 예측부(1331), 변환부(1333) 및 공간 필터링부(1335)를 포함한다. 상기 도 13의 각 기능 유닛들은 상기 도 1 및 도 7의 인코더에서 설명한 유닛들의 설명이 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 필요한 부분들만 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예는 변환 도메인 상에서 인트라 예측 블록의 방향성을 고려하여 예측 샘플의 정확도를 증가시키고자 한다. 인코더는 원본 영상을 입력 받은 후, 영상 분할부(1310)를 통해 상기 원본 영상을 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 본 발명은 변환 도메인 상에서 예측 블록의 방향성을 고려하기 위한 것이므로, 코딩하고자 하는 현재 블록은 변환부(1320)를 통해 변환된다.
한편, 인트라 예측부(1331)는 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 예측 블록은 변환부(1333)를 통해 주파수 영역으로 변환될 수 있다.
공간 필터링부(1335)는 상기 변환된 현재 블록과 상기 변환된 예측 블록과의 차이를 최소화하는 공간적 상관 계수를 획득할 수 있다. 상기 공간적 상관 계수는 부호화되어 디코더로 전송될 수 있다. 다른 예로, 상기 공간적 상관 계수는 기설정된 값일 수 있으며, 이 경우 부호화 수행 전에 온라인 또는 오프라인 트레이닝(training)을 통해 미리 산출될 수 있다.
상기 공간 필터링부(1335)는 상기 공간적 상관 계수를 이용하여 상기 변환된 예측 블록을 필터링할 수 있다. 여기서, 필터링 방법으로는 로우패스 필터(Low Pass Filter) 또는 위너 필터(wiener filter)가 이용될 수 있다. 상기 예측 블록을 필터링함으로써 필터링된 예측 블록을 획득할 수 있으며, 감산기는 상기 변환된 현재 블록에서 상기 필터링된 예측 블록을 감산함으로써 차분 블록을 생성할 수 있다.
상기와 같이, 예측 모드에 따라 방향성, 비방향성 예측을 통해 생성된 차분 신호는 선택된 예측 모드에 따라 서로 다른 상관성을 갖는다. 따라서, 본 발명에서는 최적의 공간적 상관 계수를 산출하는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예로, 각 예측 모드에 따라 최적의 공간적 상관 계수를 산출하기 위해 루프 과정을 이용할 수 있다. 즉, 루프 과정을 통해 공간적 상관 계수를 업데이트할 수 있다.
예를 들어, 상기 차분 블록은 양자화부(1340)를 통해 양자화한 후 다시 역양자화부(1341)를 통해 역양자화를 할 수 있다. 상기 역양자화된 차분 블록은 역변환부(1343)를 통해 공간 도메인 상의 차분 블록으로 복원되고, 인루프 필터링부(1345)를 통해 필터링될 수 있다.
상기 상관 계수 업데이트부(1347)는 상기 필터링된 차분 블록에 기초하여, 상기 공간적 상관 계수를 업데이트할 수 있다. 상기 공간적 상관 계수는 아래 수학식 1 내지 3에 기초하여 업데이트될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2016001516-appb-M000001
여기서, Xn은 원본 블록의 변환 계수를 나타내고, Xn’은 예측 블록의 변환 계수를 나타내며, ρ는 공간적 상관 계수를 나타낸다. 그리고, Zn은 공간적 상관 계수가 적용된 예측 블록의 변환 계수와 원본 블록의 변환 계수 간의 차이를 나타낸다.
수학식 2
Figure PCTKR2016001516-appb-M000002
수학식 3
Figure PCTKR2016001516-appb-M000003
본 발명은, 상기 수학식 2 및 수학식 3을 통해 제곱 평균 예측 에러(mean square prediction error)를 최소화하기 위한 공간적 상관 계수를 구할 수 있다.
한편, 상기 공간적 상관 계수를 업데이트하기 위한 순서나 공간적 상관 계수의 필터링 위치는 변경 가능하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 상관 계수 업데이트부(1347)는 상기 역변환부(1343) 이전에 위치할 수도 있다.
상기 공간적 상관 계수가 업데이트되면, 상기 예측부(1330)는 업데이트된 공간적 상관 계수에 기초하여 보다 정확한 예측 블록을 생성할 수 있다.
최종적으로 생성된 차분 블록은 양자화부(1340)를 거쳐 양자화되고, 엔트로피 인코딩부(1350)를 거쳐 엔트로피 인코딩될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 상기 공간적 상관 계수는 예측 값의 특성에 기초하여 생성되거나 업데이트될 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드에서, 수직 모드인 경우와 수평 모드인 경우 상기 공간적 상관 계수는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이때, 인코더/디코더는 예측 모드에 따라 상기 공간적 상관 계수를 별도로 관리할 수 있다.
일실시예로, 유사한 특성을 갖는 예측 모드에 대해 하나의 공간적 상관 계수를 대응시킴으로써, 추가 비트 및 복잡도를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 수직 방향성, 수평 방향성, 대각선 방향성 및 비방향성 중 적어도 하나에 대해 하나의 클래스로 분류할 수 있고, 상기 클래스에 대해 하나의 공간적 상관 계수를 대응시킬 수 있다. 구체적 예로, 수직 방향성을 갖는 인트라 예측 모드 22 내지 30의 경우 하나의 클래스로 분류하여, 하나의 공간적 상관 계수를 대응시킬 수 있다.
다른 실시예로, 예측 모드에 대해 트레이닝 및 통계를 통해 분류한 후, 각 분류 그룹에 공간적 상관 계수를 매핑시킬 수 있다.
상기 실시예들은, 인트라 예측 모드에 대해 설명된 것이지만, 이는 인터 예측 모드인 경우에도 적용가능할 것이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 도메인 시간적 예측(transform domain temporal prediction)을 수행하는 인코더의 개략적인 내부 블록도를 나타낸다.
상기 도 14는 변환 도메인 시간적 예측을 수행하는 인코더의 개략적인 내부 블록도를 나타내며, 상기 인코더(1400)는 영상 분할부(1410), 변환부(1420), 예측부(1430), 가산기/감산기, 양자화부(1440), 역양자화부(1441), 역변환부(1443), 인루프 필터링부(1445), 상관계수 업데이트부(1447), DPB(1449) 및 엔트로피 인코딩부(1450)를 포함한다. 그리고, 상기 예측부(1430)는 인터 예측부(1431), 변환부(1433) 및 공간 필터링부(1435)를 포함한다. 상기 도 14의 각 기능 유닛들은 상기 도 1, 도 7 및 도 13의 인코더에서 설명한 유닛들의 설명이 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 본 발명의 실시예를 설명하기 위해 필요한 부분들만 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예는 모션 궤도에 따른 변환 계수들의 시간적 의존성을 고려하여 예측 샘플의 정확도를 증가시키고자 한다. 인코더는 원본 영상을 입력 받은 후, 영상 분할부(1410)를 통해 상기 원본 영상을 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 본 발명은 모션 궤도에 따른 변환 계수들의 시간적 의존성을 고려하기 위한 것이므로, 코딩하고자 하는 현재 블록은 변환부(1420)를 통해 변환된다.
한편, 인터 예측부(1431)는 인터 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 예측 블록은 변환부(1433)를 통해 주파수 영역으로 변환될 수 있다.
공간 필터링부(1435)는 상기 변환된 현재 블록과 상기 변환된 예측 블록과의 차이를 최소화하는 시간적 상관 계수를 획득할 수 있다. 상기 시간적 상관 계수는 부호화되어 디코더로 전송될 수 있다. 다른 예로, 상기 시간적 상관 계수는 기설정된 값일 수 있으며, 이 경우 부호화 수행 전에 온라인 또는 오프라인 트레이닝(training)을 통해 미리 산출될 수 있다.
상기 공간 필터링부(1435)는 상기 시간적 상관 계수를 이용하여 상기 변환된 예측 블록을 필터링할 수 있다. 상기 예측 블록을 필터링함으로써 필터링된 예측 블록을 획득할 수 있으며, 감산기는 상기 변환된 현재 블록에서 상기 필터링된 예측 블록을 감산함으로써 차분 블록을 생성할 수 있다.
본 발명의 실시예로, 각 인터 예측 모드에 따라 최적의 시간적 상관 계수를 산출하기 위해 루프 과정을 이용할 수 있다. 즉, 루프 과정을 통해 시간적 상관 계수를 업데이트할 수 있다.
예를 들어, 상기 차분 블록은 양자화부(1440)를 통해 양자화한 후 다시 역양자화부(1441)를 통해 역양자화를 할 수 있다. 상기 역양자화된 차분 블록은 상기 필터링된 예측 블록과 합해짐으로써 변환 도메인 상의 변환 블록을 복원할 수 있다. 그리고, 역변환부(1443)를 통해 공간 도메인 상의 복원 블록이 생성되고, 이는 인루프 필터링부(1445)를 통해 필터링될 수 있다.
상기 상관 계수 업데이트부(1447)는 상기 필터링된 복원 블록에 기초하여, 상기 시간적 상관 계수를 업데이트할 수 있다. 상기 시간적 상관 계수를 업데이트하기 위한 순서나 시간적 상관 계수의 필터링 위치는 변경 가능하며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 상관 계수 업데이트부(1447)는 상기 역변환부(1443) 이전에 위치할 수도 있다. 상기 시간적 상관 계수가 업데이트되면, 시간적 상관계수가 적용된 복원 영상은 DPB(1449)에 저장되어 향후 인터 예측을 위해 다시 이용될 수 있다.
상기 예측부(1430)는 업데이트된 시간적 상관 계수에 기초하여 보다 정확한 예측 블록을 생성할 수 있고, 그에 따라 최종적으로 생성된 차분 블록은 양자화부(1440)를 거쳐 양자화되고, 엔트로피 인코딩부(1450)를 거쳐 엔트로피 인코딩될 수 있다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 도메인 공간적 예측(transform domain spatial prediction)을 수행하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은, 변환 도메인 상에서 인트라 예측 모드의 공간적 방향성을 고려하여 예측을 수행하는 방법을 제공한다.
인코더는 원본 영상이 입력되면 현재 블록에 대해 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이때, 현재 블록과의 오차를 최소화하는 인트라 예측 모드를 결정하고(S1510), 상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성한다.
상기 인코더는 상기 현재 블록과 상기 예측 블록에 대해 변환을 수행함으로써 변환 도메인 상의 값으로 표현할 수 있다(S1520).
상기 변환된 현재 블록과 변환된 예측 블록과의 차이를 최소화하는 공간적 상관 계수를 획득하고(S1530), 상기 공간적 상관 계수를 이용하여 상기 변환된 예측 블록에 적용함으로써 필터링된 예측 블록을 생성할 수 있다(S1540).
여기서, 상기 공간적 상관 계수는 인트라 예측 모드에 따라 서로 다른 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 수직 모드, 수평 모드, 비방향성 모드, 또는 대각선 모드의 경우 서로 다른 공간적 상관 계수가 산출될 수 있다.
다른 예로, 유사한 방향적 특성을 갖는 인트라 예측 모드에 대해 하나의 공간적 상관 계수를 할당할 수 있다. 예를 들어, 수직 방향성, 수평 방향성, 대각선 방향성 및 비방향성 중 적어도 하나에 대해 하나의 클래스로 분류할 수 있고, 상기 클래스에 대해 하나의 공간적 상관 계수를 대응시킬 수 있다. 구체적 예로, 수직 방향성을 갖는 인트라 예측 모드 22 내지 30의 경우 하나의 클래스로 분류하여, 하나의 공간적 상관 계수를 대응시킬 수 있다. 또는, 인트라 예측 모드에 대해 트레이닝 및 통계를 통해 분류한 후, 각 분류 그룹에 공간적 상관 계수를 매핑시킬 수 있다.
이후, 변환된 현재 블록과 변환된 예측 블록과의 차분 데이터를 획득하고(S1550), 상기 차분 데이터를 양자화한 후(S1560), 상기 양자화된 차분 데이터를 엔트로피 인코딩할 수 있다(S1570).
본 발명의 다른 실시예로, 각 예측 모드에 따라 최적의 공간적 상관 계수를 산출하기 위해 루프 과정을 이용할 수 있다. 즉, 루프 과정을 통해 공간적 상관 계수를 업데이트할 수 있다.
예를 들어, 상기 양자화된 차분 데이터는 다시 역양자화 및 역변환을 통해 공간 도메인 상의 차분 데이터로 복원되고, 인루프 필터링을 통해 필터링될 수 있다. 그리고, 상기 필터링된 차분 데이터에 기초하여 상기 공간적 상관 계수를 업데이트할 수 있다. 상기 공간적 상관 계수를 업데이트하기 위해 상기 수학식 1 내지 3이 이용될 수 있다.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 1, 도 2, 도 7, 도 8 및 도 13 내지 도 14에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 및 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트 스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (15)

  1. 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서,
    상기 비디오 신호로부터 현재 블록의 인트라 예측 모드를 추출하는 단계;
    상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록(prediction block)을 생성하는 단계;
    상기 예측 블록에 대해 변환(transform)을 수행하는 단계;
    공간적 상관 계수(spatial correlation coefficient)를 이용하여 변환된 예측 블록(transformed prediction block)에 대해 필터링을 수행하는 단계; 및
    상기 필터링된 예측 블록과 차분 블록에 기초하여 복원 블록을 생성하는 단계
    를 포함하되,
    상기 공간적 상관 계수는 상기 인트라 예측 모드의 방향성에 기초하여 결정된 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공간적 상관 계수는 변환된 현재 블록과 상기 변환된 예측 블록과의 차이를 최소화하는 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공간적 상관 계수는 상기 인트라 예측 모드에 따라 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공간적 상관 계수는 기설정된 값이거나 인코더로부터 전송되는 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서,
    현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 현재 블록과 상기 예측 블록에 대해 변환을 수행하는 단계;
    상기 변환된 현재 블록과 상기 변환된 예측 블록의 차이를 최소화하는 공간적 상관 계수를 획득하는 단계; 및
    상기 공간적 상관 계수를 이용하여 상기 변환된 예측 블록에 대해 필터링을 수행하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 변환된 현재 블록과 상기 필터링된 예측 블록에 기초하여 차분 블록을 획득하는 단계;
    상기 차분 블록에 대해 양자화를 수행하는 단계; 및
    상기 양자화된 차분 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 공간적 상관 계수는 상기 차분 블록의 복원 과정을 통해 업데이트되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 공간적 상관 계수는 상기 인트라 예측 모드에 따라 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 공간적 상관 계수는 변환 도메인 상에서 상기 인트라 예측 모드의 방향성에 대응되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 비디오 신호를 디코딩하는 장치에 있어서,
    상기 비디오 신호로부터 현재 블록의 인트라 예측 모드를 추출하는 비트스트림 추출부;
    상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록(prediction block)을 생성하는 인트라 예측부;
    상기 예측 블록에 대해 변환(transform)을 수행하는 변환부;
    공간적 상관 계수(spatial correlation coefficient)를 이용하여 변환된 예측 블록(transformed prediction block)에 대해 필터링을 수행하는 공간 필터링부; 및
    상기 필터링된 예측 블록과 차분 블록에 기초하여 복원 블록을 생성하는 복원부
    를 포함하되,
    상기 공간적 상관 계수는 상기 인트라 예측 모드의 방향성에 기초하여 결정된 값인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 공간적 상관 계수는 변환된 현재 블록과 상기 변환된 예측 블록과의 차이를 최소화하는 값인 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 공간적 상관 계수는 상기 인트라 예측 모드에 따라 서로 다른 값을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 공간적 상관 계수는 기설정된 값이거나 인코더로부터 전송되는 정보인 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 비디오 신호를 인코딩하는 장치에 있어서,
    현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성하는 인트라 예측부;
    상기 현재 블록과 상기 예측 블록에 대해 변환을 수행하는 변환부; 및
    상기 변환된 현재 블록과 상기 변환된 예측 블록의 차이를 최소화하는 공간적 상관 계수를 획득하고, 상기 공간적 상관 계수를 이용하여 상기 변환된 예측 블록에 대해 필터링을 수행하는 공간 필터링부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 장치는,
    상기 변환된 현재 블록과 상기 필터링된 예측 블록에 기초하여 차분 블록을 획득하는 감산기;
    상기 차분 블록에 대해 양자화를 수행하는 양자화부; 및
    상기 양자화된 차분 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 엔트로피 인코딩부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
PCT/KR2016/001516 2015-02-13 2016-02-15 변환 도메인 예측을 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치 WO2016129980A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/550,331 US10382792B2 (en) 2015-02-13 2016-02-15 Method and apparatus for encoding and decoding video signal by means of transform-domain prediction

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562115651P 2015-02-13 2015-02-13
US62/115,651 2015-02-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016129980A1 true WO2016129980A1 (ko) 2016-08-18

Family

ID=56615446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/001516 WO2016129980A1 (ko) 2015-02-13 2016-02-15 변환 도메인 예측을 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10382792B2 (ko)
WO (1) WO2016129980A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113491116A (zh) * 2019-02-28 2021-10-08 韦勒斯标准与技术协会公司 基于帧内预测的视频信号处理方法和装置
US11973986B2 (en) 2019-02-08 2024-04-30 Humax Co., Ltd. Video signal processing method and device using secondary transform

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI750572B (zh) * 2020-01-30 2021-12-21 虹光精密工業股份有限公司 運用機器學習進行文件分類的文件處理系統及方法
CN114640847B (zh) * 2021-06-30 2023-03-24 杭州海康威视数字技术股份有限公司 编解码方法、装置及其设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100045007A (ko) * 2008-10-23 2010-05-03 에스케이 텔레콤주식회사 동영상 부호화/복호화 장치, 이를 위한 인트라 예측 방향에기반한 디블록킹 필터링 장치 및 필터링 방법, 및 기록 매체
KR20120009693A (ko) * 2010-07-20 2012-02-02 에스케이 텔레콤주식회사 다중 예측 필터를 이용하는 경쟁기반 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법
KR20120082960A (ko) * 2011-01-15 2012-07-25 에스케이 텔레콤주식회사 양방향 인트라 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치
US20140044166A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Google Inc. Transform-Domain Intra Prediction
US20140376631A1 (en) * 2009-07-01 2014-12-25 Sony Corporation Image processing device and method

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101159875B (zh) * 2007-10-15 2011-10-05 浙江大学 二重预测视频编解码方法和装置
TWI440363B (zh) * 2009-02-19 2014-06-01 Sony Corp Image processing apparatus and method
KR101507344B1 (ko) * 2009-08-21 2015-03-31 에스케이 텔레콤주식회사 가변 길이 부호를 이용한 인트라 예측모드 부호화 방법과 장치, 및 이를 위한기록 매체
CN104601997B (zh) * 2009-10-20 2018-11-09 夏普株式会社 运动图像编码装置、运动图像解码装置、运动图像编码方法及运动图像解码方法
GB2488830B (en) * 2011-03-10 2015-07-29 Canon Kk Method and device for encoding image data and method and device for decoding image data
JP5795525B2 (ja) * 2011-12-13 2015-10-14 日本電信電話株式会社 画像符号化方法，画像復号方法，画像符号化装置，画像復号装置，画像符号化プログラムおよび画像復号プログラム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100045007A (ko) * 2008-10-23 2010-05-03 에스케이 텔레콤주식회사 동영상 부호화/복호화 장치, 이를 위한 인트라 예측 방향에기반한 디블록킹 필터링 장치 및 필터링 방법, 및 기록 매체
US20140376631A1 (en) * 2009-07-01 2014-12-25 Sony Corporation Image processing device and method
KR20120009693A (ko) * 2010-07-20 2012-02-02 에스케이 텔레콤주식회사 다중 예측 필터를 이용하는 경쟁기반 인트라 예측 부호화/복호화 장치 및 방법
KR20120082960A (ko) * 2011-01-15 2012-07-25 에스케이 텔레콤주식회사 양방향 인트라 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치
US20140044166A1 (en) * 2012-08-10 2014-02-13 Google Inc. Transform-Domain Intra Prediction

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11973986B2 (en) 2019-02-08 2024-04-30 Humax Co., Ltd. Video signal processing method and device using secondary transform
CN113491116A (zh) * 2019-02-28 2021-10-08 韦勒斯标准与技术协会公司 基于帧内预测的视频信号处理方法和装置
US11979554B2 (en) 2019-02-28 2024-05-07 Humax Co., Ltd. Intra prediction-based video signal processing method and device

Also Published As

Publication number Publication date
US10382792B2 (en) 2019-08-13
US20180063552A1 (en) 2018-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018066959A1 (ko) 비디오 신호 처리 방법 및 장치
WO2018236031A1 (ko) 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
WO2016204531A1 (ko) 블록 경계에 따라 적응적으로 필터링을 수행하는 방법 및 장치
WO2020246849A1 (ko) 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
WO2019117639A1 (ko) 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
WO2013115572A1 (ko) 계층적 데이터 단위의 양자화 파라메터 예측을 포함하는 비디오 부호화 방법 및 장치, 비디오 복호화 방법 및 장치
WO2018070713A1 (ko) 크로마 성분에 대한 인트라 예측 모드를 유도하는 방법 및 장치
WO2013109123A1 (ko) 인트라 예측 처리 속도 향상을 위한 비디오의 부호화 방법 및 장치, 비디오의 복호화 방법 및 장치
WO2017065592A1 (ko) 비디오 신호의 인코딩, 디코딩 방법 및 그 장치
WO2018066809A1 (ko) 크로마 성분 코딩 유닛 분할 방법 및 장치
WO2016133356A1 (ko) 적응적 스캔 오더를 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치
WO2016140439A1 (ko) 향상된 예측 필터를 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치
WO2021137597A1 (ko) Ols에 대한 dpb 파라미터를 사용하는 영상 디코딩 방법 및 그 장치
WO2016064242A1 (ko) 그래프 템플릿으로부터 유도된 변환을 이용하여 비디오 신호를 디코딩/인코딩하는 방법 및 장치
WO2021040400A1 (ko) 팔레트 모드 기반 영상 또는 비디오 코딩
WO2020149630A1 (ko) 영상 코딩 시스템에서 cclm 예측 기반 영상 디코딩 방법 및 그 장치
WO2020256346A1 (ko) 변환 커널 세트에 관한 정보에 대한 코딩
WO2020197274A1 (ko) 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
WO2020167097A1 (ko) 영상 코딩 시스템에서 인터 예측을 위한 인터 예측 타입 도출
WO2017030418A1 (ko) 다중 그래프 기반 모델에 따라 최적화된 변환을 이용하여 비디오 신호를 인코딩/ 디코딩하는 방법 및 장치
WO2016129980A1 (ko) 변환 도메인 예측을 이용하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치
WO2021040398A1 (ko) 팔레트 이스케이프 코딩 기반 영상 또는 비디오 코딩
WO2021040402A1 (ko) 팔레트 코딩 기반 영상 또는 비디오 코딩
WO2021034116A1 (ko) 크로마 양자화 파라미터를 사용하는 영상 디코딩 방법 및 그 장치
WO2019199093A1 (ko) 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16749520

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15550331

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16749520

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1