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KR101549911B1 - 화면 내 예측 모드에 기초한 적응적인 변환 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치 - Google Patents

화면 내 예측 모드에 기초한 적응적인 변환 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치 Download PDF

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KR101549911B1
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mode
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권재철
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주식회사 케이티
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Abstract

화면 내 예측 모드에 기초한 적응적인 변환 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치가 개시되어 있다. 영상 복호화 방법은 화면 내 예측 모드 그룹을 판단하는 단계와 화면 내 예측 모드 그룹에 따라 변환 방법을 다르게 사용하여 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, 화면 내 예측 모드에 따라 변환 방법을 다르게 적용하여 변환을 수행할 수 있다.

Description

화면 내 예측 모드에 기초한 적응적인 변환 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치{ADAPTIVE TRANSFORM METHOD BASED ON IN-SCREEN REDICTION AND APPARATUS USING THE METHOD}
본 발명은 화면 내 예측 모드에 기초한 적응적인 변환 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 부/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
본 발명의 목적은 영상 부호화 효율을 증가시키기 위한 화면 내 예측 모드에 따라 적응적으로 변환 모드를 변화시키는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 영상 부호화 효율을 증가시키기 위한 화면 내 예측 모드에 따라 적응적으로 스캔 방법를 변화시키는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 영상 부호화 효율을 증가시키기 위한 화면 내 예측 모드에 따라 적응적으로 변환 모드를 변화시키는 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 영상 부호화 효율을 증가시키기 위한 화면 내 예측 모드에 따라 적응적으로 스캔 방법를 변화시키는 방법을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 복호화 방법은 블록의 화면 내 예측 모드를 판단하는 단계와 상기 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 역변환 방법을 다르게 사용하여 상기 블록을 역변환하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 블록의 화면 내 예측 모드를 판단하는 단계는 상기 블록의 화면 내 예측 모드가 수직 방향성 예측 모드를 포함하는 제1 화면 내 예측 모드 그룹, 수평 방향성 예측 모드를 포함하는 제2 화면 내 예측 모드 그룹, 방향성 예측 모드 중 제1 화면 내 예측 모드 그룹과 제2 화면 내 예측 모드 그룹을 제외한 나머지 화면 내 예측 모드를 포함하는 제3 화면 내 예측 모드 그룹 중 어떠한 화면 내 예측 모드 그룹에 포함되는지를 판단하는 단계일 수 있다. 상기 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 역변환 방법을 다르게 사용하여 상기 블록을 역변환하는 단계는, 상기 블록의 화면 내 예측 모드를 복수 개의 예측 모드 그룹으로 분류하고 상기 예측 모드 그룹에 따라 역변환 방법을 결정하는 단계일 수 있다. 상기 블록에 대하여 역변환을 수행할 것인지 여부를 결정하는 플래그 정보를 복호하여 상기 블록에 대해 역변환 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 복호화 방법은 블록의 화면 내 예측 모드를 판단하는 단계와 상기 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 스캔 방법을 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 스캔 방법을 결정하는 단계는 상기 블록의 화면 내 예측 모드를 복수 개의 예측 모드 그룹으로 분류하고 상기 예측 모드 그룹에 따라 스캔 방법을 결정하는 단계일 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 부호화 방법은 블록의 화면 내 예측 모드를 판단하는 단계와 상기 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 변환 방법을 다르게 사용하여 상기 블록을 변환하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 역변환 방법을 다르게 사용하여 상기 블록을 변환하는 단계는 상기 블록의 화면 내 예측 모드를 복수 개의 예측 모드 그룹으로 분류하고 상기 예측 모드 그룹에 따라 변환 방법을 결정하는 단계일 수 있다. 상기 영상 부호화 방법은 상기 블록에 대하여 변환을 수행할 것인지 여부를 결정하고 상기 블록의 변환 여부 정보를 부호화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 부호화 방법은 블록의 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계와 상기 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 스캔 방법을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 스캔 방법을 결정하는 단계는 상기 블록의 화면 내 예측 모드를 복수 개의 예측 모드 그룹으로 분류하고 상기 예측 모드 그룹에 따라 스캔 방법을 결정하는 단계일 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 복호화 장치는 화면 내 예측 모드 정보를 복호화하는 엔트로피 복호화부와 상기 엔트로피 복호화부에서 복호화된 화면 내 예측 모드에 따라 역변환 방법을 다르게 사용하여 상기 블록을 역변환하는 역변환부를 포함할 수 있다. 상기 역변환부는 복수 개의 예측 모드 그룹으로 분류된 상기 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 역변환 방법을 결정하는 역변환부일 수 있다. 상기 엔트로피 복호화부는 상기 블록에 대하여 역변환을 수행할 것인지 여부를 결정하는 플래그 정보를 복호하는 엔트로피 복호화부일 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 복호화 장치는 화면 내 예측 모드 정보를 복호화하는 엔트로피 복호화부와 상기 엔트로피 복호화부에서 복호화된 화면 내 예측 모드에 따라 결정된 스캔 방법을 기초로 계수를 스캔하는 재정렬부를 포함할 수 있다. 상기 재정렬부는 복수개의 예측 모드 그룹으로 분류된 상기 블록의 화면 내 예측 모드를 기초로 스캔을 수행하는 재정렬부일 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 부호화 장치는 블록의 화면 내 예측 모드를 결정하는 예측부와 상기 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 변환 방법을 다르게 사용하여 상기 블록을 변환하는 변환부를 포함할 수 있다. 상기 변환부는 상기 블록의 화면 내 예측 모드를 복수 개의 예측 모드 그룹으로 분류하고 상기 예측 모드 그룹에 따라 변환 방법을 결정하는 변환부일 수있다. 상기 변환부는 상기 블록에 대해 변환을 수행할지 여부를 판단하는 변환부일 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 영상 부호화 장치는 블록의 화면 내 예측 모드를 결정하는 예측부와 상기 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 스캔 방법을 결정된 스캔 방법을 기초로 상기 블록의 계수를 스캔하여 정렬하는 정렬부를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드에 기초한 적응적인 변환 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치에 따르면 화면 내 예측 모드를 그룹핑하여 화면 내 예측 모드에 따라 각기 다른 변환 방법을 적용하여 변환을 수행할 수 있다. 따라서, 연산 복잡도가 낮아지고 효과적인 변환을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화기를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드에 따라 변환 방법을 다르게 하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 변환 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드에 따른 변환 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드에 따라 변환 방법을 다르게 하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드에 따라 코드 워드를 재할당하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변환 방법에 따른 스캔 모드를 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 변환 방법에 따른 스캔 모드를 결정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 변환 방법에 따른 스캔 모드를 결정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(105), 예측부(110), 변환부(115), 양자화부(120), 재정렬부(125), 엔트로피 부호화부(130), 역양자화부(135), 역변환부(140), 필터부(145) 및 메모리(150)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벋어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
픽쳐분할부(105)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할 할수있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(105)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위의 의미를 부호화를 하는 단위라는 의미뿐만 아니라 복호화를 하는 단위의 의미로 사용할 수 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할되거나 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 하나의 예측 단위의 형태가 다른 예측 단위의 형태와 다른 형태를 가지고 분할될 수 있다.
부호화 단위를 기초로 화면 내 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위(NxN)으로 분할하지 않고 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
예측부(110)는화면 간 예측을 수행하는 화면 간 예측부와 화면 내 예측을 수행하는 화면 내 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 화면 간 예측을 사용할 것인지 또는 화면 내 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 화면 내 예측 모드, 움직임 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측블록과 원본블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(115)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 벡터 정보등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(130)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(110)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다
화면 간 예측부는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수 있다. 화면 간 예측부는 참조 픽쳐 보간부, 움직임 예측부, 움직임 보상부가 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(150)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
움직임 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 움직임 예측을 수행할 수 있다. 움직임 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 움직임 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 움직임 벡터값을 가질 수 있다. 움직임 예측부에서는 움직임 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 움직임 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction)방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
화면 내 예측부는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 화면 간 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 화면 간 예측을 수행한 픽셀일 경우, 화면 간 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 화면 내 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
화면 내 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보을 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측한 화면 내 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 화면 내 예측을 수행하지만, 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 화면 내 예측을 사용할 수 있다.
화면 내 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 화면 내 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 화면 내 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 화면 내 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 화면 내 예측 모드가 동일할 경우, 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이할 경우, 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(110)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(115)로 입력될 수 있다. 변환부(115)에서는 원본 블록과 예측부(110)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Transform)와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지 DST를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
현재 변환 단위의 화면 내 예측 모드는 수직 방향성 예측 모드를 포함하는 제1 화면 내 예측 모드 그룹, 수평 방향성 예측 모드를 포함하는 제2 화면 내 예측 모드 그룹, 방향성 예측 모드 중 제1 화면 내 예측 모드 그룹과 제2 화면 내 예측 모드 그룹을 제외한 나머지 화면 내 예측 모드를 포함하는 제3 화면 내 예측 모드 그룹 중 어떠한 화면 내 예측 모드 그룹으로 나눌 수 있다. 변환부(115)에서는 화면 내 예측 모드 그룹을 판단하고 화면 내 예측 모드 그룹에 따라 변환 방법을 다르게 사용하여 변환을 수행할 수 있다.
양자화부(120)는 변환부(115)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(120)에서 산출된 값은 역양자화부(135)와 재정렬부(125)에 제공될 수 있다.
재정렬부(125)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(125)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(125)에서는 diagonal(diagonal Scan)방법을 이용하여 블록의 계수를 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 diagonal 방법이 아닌 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔 방법, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔 방법이 사용될 수 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 diagonal 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(130)는 재정렬부(125)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(130)는 재정렬부(125) 및 예측부(110)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 움직임 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(130)에서는 재정렬부(125)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(130)에서는 가변 길이 부호화 테이블(Variable Length Coding Table)과 같은 엔트로피 부호화를 수행하기 위한 테이블이 저장될 수 있고 저장된 가변 길이 부호화 테이블을 사용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화를 수행함에 있어서 테이블에 포함된 일부의 코드 워드(Codeword)에 카운터(Counter)를 이용한 방법 또는 직접 변환(Direct Swapping)방법을 사용하여 해당 정보의 코드 번호에 대한 코드 워드 할당을 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 코드 번호와 코드 워드를 매핑하는 테이블에서 적은 비트수의 코드 워드가 할당된 상위 몇 개의 코드 번호의 경우, 카운터를 사용해 코드 번호의 합산된 발생 횟수가 가장 많은 코드 번호에 짧은 길이의 코드 워드를 할당할 수 있도록 적응적으로 코드 워드와 코드 번호를 매핑하는 테이블의 매핑 순서를 바꿀 수 있다. 카운터에서 카운팅된 횟수가 소정의 임계값에 이른 경우, 카운터에 기록된 카운팅 횟수를 반으로 나누어 다시 카운팅을 수행할 수 있다.
카운팅을 수행하지 않는 테이블 내의 코드 번호는 직접 변환(Direct Swapping) 방법을 사용하여 코드 번호에 해당하는 정보가 발생할 경우, 바로 위의 코드 번호와 자리를 변환하는 방법을 통해 해당 코드 번호에 할당되는 비트 수를 적게하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다.
엔트로피 부호화부에서는 상기 화면 내 예측 모드 그룹에 따라 변환 방법을 부호화하는 매핑 테이블을 다르게 사용할 수 있다.
역양자화부(135) 및 역변환부(140)에서는 양자화부(120)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(115)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(135) 및 역변환부(140)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(110)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(145)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터(145)는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링을 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF (Adaptive Loop Filter)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF의 크기 및 계수는 달라질 수 있다. ALF는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 필터에 그에 따라 포함되는 계수의 갯수도 달라질 수 있다. 이러한 ALF의 필터링 관련 정보(필터 계수 정보, ALF On/Off 정보, 필터 형태 정보)는 비트스트림에서 소정의 파라메터 셋에 포함되어 전송될 수 있다.
메모리(150)는 필터부(145)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 화면 간 예측을 수행 시 예측부(110)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 복호화기를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(2110), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235), 메모리(240)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 엔트로피 부호화를 수행하기 위해 사용된 VLC 테이블은 엔트로피 복호화부에서도 동일한 가변 길이 부호화 테이블로 구현되어 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 복호화부(210)에서 복호화된 정보 중 예측 블록을 생성하기 위한 정보는 예측부(230)로 제공되고 엔트로피 복호화부에서 엔트로피 복호화를 수행한 잔차값은 재정렬부(215)로 입력될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서도 엔트로피 부호화부와 마찬가지로 카운터(Counter) 또는 직접 변환(Direct Swapping) 방법을 이용해 코드 워드 할당 테이블을 변화시킬 수 있고, 변화된 코드 워드 할당 테이블에 기초하여 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 화면 내 예측 및 화면 간 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다. 전술한 바와 같이 영상 부호화기에서 화면 내 예측 및 화면 간 예측을 수행시 소정의 제약이 있는 경우, 이러한 제약을 기초로 한 엔트로피 복호화를 수행해 현재 블록에 대한 화면 내 예측 및 화면 간 예측에 관련된 정보를 제공받을 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 DCT 및 DST에 대해 역 DCT 및 역 DST를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 부호화기의 변환부에서는 DCT와 DST는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 선택적으로 수행될 수 있고, 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 영상 부호화기의 변환부에서 수행된 변환 정보를 기초로 역변환을 수행할 수 있다.
변환을 수행시 변환 단위가 아닌 부호화 단위를 기준으로 변환을 수행할 수 있다.
현재 변환 단위의 화면 내 예측 모드는 수직 방향성 예측 모드를 포함하는 제1 화면 내 예측 모드 그룹, 수평 방향성 예측 모드를 포함하는 제2 화면 내 예측 모드 그룹, 방향성 예측 모드 중 제1 화면 내 예측 모드 그룹과 제2 화면 내 예측 모드 그룹을 제외한 나머지 화면 내 예측 모드를 포함하는 제3 화면 내 예측 모드 그룹 중 어떠한 화면 내 예측 모드 그룹으로 나눌 수 있다. 역변환부(225)에서는 화면 내 예측 모드 그룹을 판단하고 화면 내 예측 모드 그룹에 따라 변환 방법을 다르게 사용하여 역변환을 수행할 수 있다.
변환 방법을 복호화함에 있어서, 제1 화면 내 예측 모드 그룹인 경우, 제1 매핑 테이블을 사용하여 상기 변환 방법을 복호화하고 제2 화면 내 예측 모드 그룹인 경우, 제2 매핑 테이블을 사용하여 상기 변환 방법을 복호화하고 제3 화면 내 예측 모드 그룹인 경우, 제3 매핑 테이블을 사용하여 상기 변환 방법을 복호화할 수 있다.
예측부(230)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(240)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 화면 내 예측을 수행하지만, 화면 내 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 화면 내 예측을 사용할 수 있다.
예측부(230)는 예측 단위 판별부, 화면 간 예측부 및 화면 내 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부에서 입력되는 예측 단위 정보, 화면 내 예측 방법의 예측 모드 정보, 화면 간 예측 방법의 움직임 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 화면 간 예측을 수행하는지 아니면 화면 내 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 화면 간 예측부는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 화면 간 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 화면 간 예측을 수행할 수 있다.
화면 간 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 움직임 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode) 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
화면 내 예측부는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 화면 내 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 화면 내 예측부에는 AIS 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 화면 내 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(235)로 제공될 수 있다. 필터부(235)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다. 영상 부호화기에서와 마찬가지로 우선 수직 디블록킹 필터링 및 수평 디블록킹 필터링을 수행하되, 겹치는 부분에 있어서는 수직 디블록킹 및 수평 디블록킹 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 수직 디블록킹 필터링 및 수평 디블록킹 필터링이 겹치는 부분에서 이전에 수행되지 못한 수직 디블록킹 필터링 또는 수평 디블록킹 필터링이 수행될 수 있다. 이러한 디블록킹 필터링 과정을 통해서 디블록킹 필터링의 병행 처리(Parallel Processing)이 가능하다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 필터링을 수행 후 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 ALF를 적용할 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(240)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드에 따라 변환 방법을 다르게 하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 화면 내 예측 모드의 방향성에 따라 사용되는 변환 방법을 서로 다르게 적용할 수 있다.
제1 화면 내 예측 모드 그룹(300)은 수직 방향의 화면 내 예측 모드(26)와 그 주변에 위치한 모드들(23, 24, 25, 27, 28, 29)이고, 제2 화면 내 예측 모드 그룹(320)은 수평 방향 화면 내 예측 모드(10)와 그 주변에 위치한 모드(13, 12, 11, 9, 8, 7)들이 될 수 있다. 제3 화면 내 예측 모드 그룹(340)은 제1 화면 내 예측 모드 그룹(300)과 제2 화면 내 예측 모드 그룹(320)을 제외한 나머지 사선 방향 예측 모드들을 포함할 수 있다.
제1 화면 내 예측 모드 그룹(300), 제2 화면 내 예측 모드 그룹(320), 제3 화면 내 예측 모드 그룹(340)은 임의로 설정한 값이다. 본 발명의 실시예에 따른 예측 모드에 따른 변환 방법에서는 다른 예측 모드 번호도 해당 그룹에 포함될 수 있다. 즉, 제1 화면 내 예측 모드 그룹(300)은 수직 방향 예측 경향성이 큰 화면 내 예측 모드를 포함하는 그룹을 나타내고, 제2 화면 내 예측 모드 그룹(320)은 수평 방향 예측 경향성이 큰 화면 내 예측 모드를 포함하는 그룹을 나타내는 것으로서 해당 그룹에 포함된는 화면 내 예측 모드는 변할 수 있고 이러한 실시예는 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 변환 방법은 화면 내 예측 모드를 일정한 그룹으로 분류하고 분류된 그룹에 따라 변환 방법을 다르게 적용하는 방법에 관한 것으로서 화면 내 예측 모드를 3개의 그룹이 아닌 다른 복수개의 그룹으로 분류하고 그에 따라 다른 변환 방법을 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 변환 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 잔여 신호의 변환 방법으로 4가지 방법을 사용할 수 있다.
이하에서 사용되는 변환 방법은 블록에 대해 행 변환 및 열 변환의 수행 여부에 따라 분류될 수 있다. 부호화 단계에서 사용되는 변환 방법에 대하여 복호화 단계에서는 부호화 단계에서 변환에 대하여 역변환을 수행할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 부호화 단계의 변환 방법만을 개시하다 복호화 단계에서 이러한 부호화 단계의 변환 방법에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다.
제1 변환 방법(400)은 행 변환과 열 변환을 모두 수행하는 방법으로 블록에 대하여 2D(2 direction) 변환을 수행할 수 있다.
제2 변환 방법(420)은 행 변환만을 수행하는 방법으로 블록에 대하여 행 방향으로 1D(1 direction) 변환을 수행할 수 있고 제3 변환 방법(440)은 열 변환만을 수행하는 방법으로 변환 단위에 대하여 열방향으로 1D(1 direction) 변환을 수행할 수 있다.
제4 변환 방법(460)은 행 및 열에 대한 변환을 수행하지 않는 방법이 될 수 있다. 제4 변환 방법의 경우, 소정의 플래그 정보를 기초로 표현되어 현재 블록이 변환을 수행하지 않았음을 나타낼 수 있다. 또한 부호화 단계에서는 제4 변환 방법과 같은 무변환 방법이 전체 부호화 과정에서 사용될지 여부에 대한 정보를 추가의 플래그 정보로서 표시할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면 제1 변환 방법 내지 제4 변환 방법을 모두 사용하지 않고 일부의 변환 방법만을 선택적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 소정의 플래그 정보를 이용하여 변환을 수행하지 않는 제4 변환 방법을 선택적으로 사용하도록 할 수 있다. 즉, 블록에 대한 변환을 수행시 제1 변환 방법 내지 제3 변환 방법만을 사용하고 제4 변환 방법은 선택적으로 사용할 수 있다. 또 다른 예로서, 제1 변환 방법과 제4 변환 방법만을 사용하여 소정의 플래그 정보를 이용하여 선택적으로 제1 변환 방법만을 사용하거나 제1 변환 방법 또는 제1 변환 방법 및 제4 변환 방법을 함께 사용할 수 있다.
아래의 표 1은 각각의 변환 방법과 변환 방법을 나타내기 위한 코드 워드에 대한 표이다.
Figure 112014072511588-pat00001
본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드에 따른 변환 방법에서는 화면 내 예측 모드에 따라 변환 방법을 서로 다르게 적용할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드에 따른 변환 방법을 나타낸 개념도이다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 화면 내 예측 모드를 3개의 화면 예측 모드 그룹로 분류하고 해당 그룹에 대하여 서로 다른 변환을 수행하는 것으로 가정하였다. 하지만, 위와 같은 실시예는 화면 내 예측 모드를 복수개의 예측 모드 그룹으로 분류하고 분류된 그룹에 기초하여 변환 방법을 적용하는 방법에 대한 하나의 예시로서 실시예는 화면 내 예측 모드를 복수개의 예측 모드 그룹으로 분류하고 분류된 그룹에 기초하여 변환 방법을 적용하는 다른 실시예도 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
도 5를 참조하면, 수직 방향 예측 모드와 그 주변 예측 모드를 포함하는 제1 화면 내 예측 모드 그룹(500)은 행 방향의 1D 변환을 수행하는 제2 변환 방법을 사용할 수 있다.
수평 방향 예측 모드와 그 주변 예측 모드를 포함하는 제2 화면 내 예측 모드 그룹(520)인 경우, 열 방향의 1D 변환을 수행하는 제3 변환 방법을 사용할 수 있다.
제3 화면 내 예측 모드 그룹(540)인 경우, 행 방향과 열 방향으로 2D 변환을 수행하는 제1 변환 방법 또는 어떠한 방향으로도 변환을 수행하지 않는 제4 변환 방법 중 하나를 사용하여 변환을 수행할 수 있다.
비방향성 모드인 DC 모드 또는 Planar 모드는 제1 변환 방법 내지 제4 변환 방법 중 RDO 값이 적은 하나의 변환 방법을 선택하여 사용할 수 있다.
복호화 단계에서는 부호화 단계에서 수행된 변환 방법과 동일한 방법으로 예측 모드 그룹에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따르면
(1) 부호화 단계에서는 화면 내 예측 모드 정보를 산출하고 산출된 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 변환 방법을 선택적으로 사용할 수 있다. 화면 내 예측 모드 정보는 화면 내 예측 모드 정보가 어떠한 예측 모드 그룹에 포함되어 있는지에 대한 정보일 수 있다.
(2) 복호화 단계에서는 화면 내 예측 모드 정보를 복호화하고 복호화된 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 부호화 과정에서 사용된 변환 방법을 기초로한 역변환 과정을 수행하여 블록을 복원할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드에 따라 변환 방법을 다르게 선택하는 방법을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 6에서는 추가적인 실시예로서 화면 내 예측 모드에 따라 변환 방법 중 일부를 선택적으로 사용하는 방법에 대하여 개시한다.
도 6을 참조하면, 현재 화면 내 예측 모드가 어떤 화면 내 예측 모드 그룹에 속해있는지를 판단한다(단계 S600).
제1 화면 내 예측 모드 그룹의 경우(S610), 열 방향만으로 1D 변환을 수행하는 제3 변환 방법이 RDO 성능상 최상의 성능을 보일 확률이 적다. 따라서, 화면 내 예측을 수행함에 있어서, 제2 변환 방법을 제외한 제1 변환 방법, 제2 변환 방법 및 제4 변환 방법 중 적어도 하나의 변환 방법을 사용한 변환을 수행하여 RDO 성능을 비교할 수 있다. 이 중 최대 성능을 가지는 변환 방법을 현재 변환 단위의 변환 방법으로 선택하여 변환을 수행할 수 있다(단계 S640).
제2 화면 내 예측 모드 그룹(단계 S620)의 경우, 행 방향만으로 1D 변환을 수행하는 제2 변환 방법이 RDO 성능상 최상의 성능을 보일 확률이 적다. 따라서 화면 내 예측을 수행함에 있어서, 제1 변환 방법을 제외한 제1 변환 방법, 제3 변환 방법, 제4 변환 방법 중 적어도 하나의 변환 방법을 사용한 변환을 수행하여 RDO 성능을 비교하여 최대 성능을 가지는 변환 방법을 현재 변환 단위의 변환 방법으로 선택하여 변환을 수행할 수 있다(단계 S650).
제3 화면 내 예측 모드 그룹(S630)의 경우, 행 방향으로 1D 변환을 수행하는 제2 변환과 열 방향으로 1D 변환을 수행하는 제3 변환 방법을 제외한 제1 변환 방법 또는 제4 변환 방법 중 하나를 선택하여 변환을 수행할 수 있다(단계 S660).
아래의 표 2 내지 표 4는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 그룹에 따라 사용될 수 있는 변환 방법의 종류를 다르게 적용한 것을 나타낸 표이다.
Figure 112014072511588-pat00002
표 2는 제1 화면 내 예측 모드 그룹에서 수행하는 변환 방법의 종류를 나타낸 것으로서 열 변환만을 수행하는 제3 변환 방법을 제외한 3 개의 변환 방법 중 하나의 변환 방법 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.
Figure 112014072511588-pat00003
표 3은 제2 화면 내 예측 모드 그룹에서 수행하는 변환 방법의 종류를 나타낸 것으로서 행 변환만을 수행하는 제2 변환 방법을 제외한 3 개의 변환 방법 중 하나의 변환 방법 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.
Figure 112014072511588-pat00004
표 4은 제3 화면 내 예측 모드 그룹에서 수행하는 변환 방법의 종류를 나타낸 것으로써 행 변환만을 수행하는 제2 변환 방법과 열 변환만을 수행하는 제3 변환 방법을 제외한 2 개의 변환 방법 중 하나의 변환 방법 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이 이러한 실시예는 하나의 예시로서 화면 내 예측 모드 그룹과 변환 방법 사이의 매핑 관계는 전술한 실시예와 다른 매핑 관계를 가질 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 모드에 따라 코드 워드를 재할당하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7을 참조하면, 화면 내 예측 모드 그룹에 따라 변환 모드에 할당되는 코드 워드를 다르게 할 수 있다.
제1 화면 내 예측 모드 그룹(700)은 행 변환만을 수행하는 제2 변환 방법이 사용될 가능성이 크고, 따라서 코드 워드를 부여함에 있어서, 제3 변환 방법보다 제2 변환 방법에 할당되는 코드 워드를 더 짧게 부여하는 방법을 통해 부호화 효율을 높힐 수 있다. 또 다른 실시예로 코드 워드를 부여함에 있어 제2 변환 방법에 할당되는 코드 워드를 가장 짧은 코드 워드에 매핑하고, 제3 변환 방법에 할당되는 코드 워드를 가장 긴 코드 워드에 매핑하는 방법을 통해 부호화 효율을 높힐 수 있다.
이러한 방법으로 제1 화면 내 예측 모드 그룹(700)의 경우, 제1 매핑 테이블(710), 제2 화면 내 예측 모드 그룹(720)의 경우, 제2 매핑 테이블(730), 제3 화면 내 예측 모드 그룹(740)의 경우, 제3 매핑 테이블(750)을 각각 서로 다르게 사용하여 각각의 코드 워드에 따른 부호화를 수행할 수 있다. 즉, 화면 내 예측 모드 그룹에 따라 변환 방법에 매핑하는 코드 워드를 다르게 적용하는 방법을 통해 부호화 및 복호화 효율을 높힐 수 있다.
아래의 표 5는 제2 화면 내 예측 그룹의 경우, 각각의 변환 방법에 대해 코드 워드를 매핑시킨 것을 나타낸 표이다.
Figure 112014072511588-pat00005
표 5를 참조하면, 제2 화면 내 예측 모드 그룹은 열 방향 변환을 사용하는 제3 변환 방법이 제2 변환 방법보다 최적의 변환 방법으로 선택될 가능성이 높으므로 제3 변환 방법에 매핑되는 코드 워드를 제2 변환 방법에 매핑되는 코드 워드보다 짧게 할당할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변환 방법에 따른 스캔 모드를 나타낸 개념도이다.
도 8을 참조하면, 스캔 방법은 수평 방향 스캔 방법(800), 수직 방향 스캔 방법(820), diagonal 스캔 방법(840, 860)을 사용할 수 있다. diagonal 스캔 방법의 경우, 블록의 크기에 따라 서로 다른 diagonal scan 방법을 사용할 수 있다. diagonal 스캔(840)은 블록이 4x4의 크기일 경우 사용될 수 있고 diagonal 스캔(840)은 블록이 4x4 크기 이상일 경우 사용될 수 있다.도 8의 스캔 방법은 스캔 방법의 예시로서 도 8에서의 스캔 방법뿐만이 아니라 다른 스캔 방법도 또한 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 블록의 화면 내 예측 모드와 블록의 사이즈에 따라 스캔 방법을 서로 다르게 적용할 수 있다. 예를 들어, 화면 내 예측 모드와 블록 사이즈를 입력값으로 하여 화면 내 예측 모드 및 블록 사이즈와 스캔 방법 사이의 매핑 관계를 나타낸 매핑 테이블을 이용하여 블록에 사용된 스캔 방법 정보를 얻을 수 있다.
또한 화면 내 예측 모드 및 사이즈 정보뿐만 아니라 변환 방법에 따라서 서로 다른 스캔 방법을 적용하여 계수를 배열할 수 있다. 예를 들어, 행 방향으로만 변환을 수행하는 제1 변환 방법의 경우, 수직 방향으로 잔차 신호가 많이 남아 있을 확률이 높기 때문에 수직 방향 스캔 방법(820)을 사용하고, 열 방향으로만 변환을 수행하는 제2 변환 방법의 경우, 행 방향에 잔차 신호가 많이 남아 있을 확률이 높기 때문에 수평 방향 스캔 방법(800)을 사용할 수 있다. 그 외의 행 변환과 열 변환을 모두 수행하는 경우, diagonal 스캔 방법(840)을 사용하여 변환된 잔차 신호에 대한 변환을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 변환 방법에 따른 스캔 모드를 결정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9에서는 화면 내 예측 모드 그룹 정보와 같은 화면 내 예측 모드에 따라 스캔 방법을 결정하는 방법에 대해 개시한다. 유사하게 화면 내 예측 모드 그룹에 따라 변환 방법이 결정되기 때문에 변환 방법에 따른 스캔 방법을 결정하는 방법도 또한 본 발명의 실시예로 포함된다.
도 9를 참조하면, 화면 내 예측 모드 그룹을 판단한다(단계 S900).
화면 내 예측 모드 그룹에 따라 변환을 수행하기 때문에 현재 변환 단위에서 사용된 화면 내 예측 모드 정보를 판단하고 그에 따라 화면 내 예측 모드 그룹을 결정한다.
제1 화면 내 예측 모드 그룹인 경우(단계 S910), 제2 변환 방법을 사용할 수 있고 변환된 잔차 정보는 열 방향 스캔 방법을 사용하게 된다(단계 S940).
제2 화면 내 예측 모드 그룹인 경우(단계 S920), 제3 변환 방법을 사용할 수 있고 변환된 잔차 정보는 행 방향 스캔 방법을 사용하게 된다(단계 S950).
제3 화면 내 예측 모드 그룹 인 경우(단계 S930), 제1 변환 방법을 사용할 수 있고 변환된 잔차 정보에 대하여 지그 재그 스캔을 사용하여 변환을 수행할 수 있다(단계 S960).
도 9에서는 화면 내 예측 모드를 3개의 그룹으로 구분하여 블록에 대한 스캔 방법을 결정하였지만, 전술한 바와 같이 추가적으로 화면 내 예측 모드는 더 많은 그룹으로 구분될 수 도 있고 이러한 실시예 또한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
또한, 전술한 바와 같이 화면 내 예측 모드 정보뿐만 아니라 스캔을 수행하는 블록의 사이즈 또한 블록에 적용되는 스캔 방법을 결정하기 위한 하나의 요소로서 사용될 수 있다.
부호화 방법일 경우 화면 내 예측 모드를 결정하고 결정된 화면 내 예측 모드에 따라 스캔 방법을 결정할 수 있다. 화면 내 예측 모드를 복수 개의 그룹으로 구분하여 해당 그룹에 따라 스캔 방법을 결정할 수 있다.
복호화 방법일 경우, 부호화 단계에서 결정된 화면 내 예측 모드에 따라 스캔 방법을 결정하여 부호화 단계에서와 동일한 스캔 방법을 기초로 블록을 복원할 수 있다. 복호화 단계에서도 마찬가지로 화면 내 예측 모드를 복수 개의 그룹으로 구분하여 해당 그룹에 따라 스캔 방법을 결정할 수 있다.
복호화 단계에서도 마찬가지로 복호화된 화면 내 예측 모드 정보 및 블록의 사이즈 정보를 기초로 부호화 단계에서 사용된 스캔 방법에 대한 정보를 산출할 수 있다. 산출된 부호화 단계의 스캔 방법 정보에 기초하여 복호화 단계에서 스캔을 수행할 수 있고 복호화 단계에서는 부호화 단계와 동일한 블록을 생성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 변환 방법에 따른 스캔 모드를 결정하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 화면 내 예측 모드 정보뿐만 아니라 블록의 사이즈 정보를 추가적으로 받아서 스캔 모드를 결정하는 방법을 나타내 순서도이다.
도 10을 참조하면, 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 입력받는다(단계 S1000).
화면 내 예측 모드 번호 정보를 입력받거나 화면 내 예측 모드 번호가 소정의 집합에 포함되는 경우, 해당 집합의 인덱스 정보를 입력받을 수 있다.
블록의 사이즈 정보를 입력받는다(단계 S1010).
스캔 방법을 결정하기 위해서는 화면 내 예측 모드 정보뿐만 아니라 블록의 사이즈 정보를 추가적으로 고려할 수 있다. 즉, 동일한 화면 내 예측 모드 번호를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 블록인 경우에도 블록의 사이즈에 따라 서로 다른 스캔 방법을 사용할 수 있다.
화면 내 예측 모드 정보와 블록 사이즈 정보를 기초로 블록의 스캔 방법을 산출한다(단계 S1020).
단계 S1000과 단계 S1010을 통해 입력받은 화면 내 예측 모드 정보와 스캔 정보를 기초로 블록을 스캔하기 위한 방법을 산출할 수 있다.
부호화 단계에서는 예측 과정에서 화면 내 예측 모드와 블록 사이즈 정보가 결정되어 블록에 적용되는 스캔 방법을 산출할 수 있고 복호화 단계에서는 엔트로피 복호화된 화면 내 예측 모드 정보와 블록 사이즈 정보를 기초로 블록에 적용되는 스캔 방법을 산출할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 비트스트림으로부터 현재 블록의 잔차 계수를 획득하는 단계;
    상기 잔차 계수를 역양자화하여 역양자화된 잔차 계수를 획득하는 단계;
    상기 현재 블록의 변환 스킵 모드를 특정하는 변환 스킵 인덱스에 기초하여, 상기 현재 블록의 변환 스킵 모드 후보로부터 상기 현재 블록의 변환 스킵 모드를 결정하는 단계; 상기 변환 스킵 모드 후보는 2D 변환 모드, 수평 변환 모드, 수직 변환 모드 또는 비변환 모드 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 변환 스킵 모드 후보의 개수 또는 종류는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하여 결정됨,
    상기 결정된 변환 스킵 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 역양자화된 잔차 계수로부터 레지듀얼 샘플을 획득하는 단계;
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드와 상기 현재 블록의 이웃 샘플들에 기초하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 획득하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 현재 블록의 변환 스킵 모드가 상기 비변환 모드가 아닌 경우, 상기 레지듀얼 샘플을 획득하는 단계는,
    상기 현재 블록의 변환 타입을 결정하는 단계;여기서, 상기 변환 타입은 이산 코사인 변환(DCT)과 이산 사인 변환(DST) 중 어느 하나임, 및
    상기 결정된 변환 타입을 이용하여 역변환을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 현재 블록의 변환 타입은 상기 현재 블록의 예측 모드 또는 상기 현재 블록의 변환 단위의 크기 중 적어도 하나를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 예측 모드는 인트라 모드와 인터 모드 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  5. 삭제
  6. 제2항에 있어서, 상기 역변환은 열 방향의 변환 및 행 방향의 변환을 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 이웃 샘플들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되지 않는 비가용 샘플이 존재하는 경우, 상기 비가용 샘플은 상기 비가용 샘플의 주변에 위치한 가용 샘플들 중 적어도 하나로 대체되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 비가용 샘플은 인터 모드로 코딩된 이웃 블록의 샘플이되, 상기 이웃 블록은 상기 현재 블록에 인접한 블록인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 현재 블록의 잔차 계수를 획득하는 단계는,
    상기 현재 블록의 변환 단위의 크기와 상기 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 상기 현재 블록의 스캔 모드를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 스캔 모드에 따른 스캔 순서를 고려하여 상기 잔차 계수를 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 결정된 스캔 모드는 대각선(diagonal) 방향 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 방법.
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