Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2019035658A1 - 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2019035658A1
WO2019035658A1 PCT/KR2018/009392 KR2018009392W WO2019035658A1 WO 2019035658 A1 WO2019035658 A1 WO 2019035658A1 KR 2018009392 W KR2018009392 W KR 2018009392W WO 2019035658 A1 WO2019035658 A1 WO 2019035658A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spm
prediction
mode
mpm
candidate list
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/009392
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
유선미
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Publication of WO2019035658A1 publication Critical patent/WO2019035658A1/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
    • H04N19/10—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
    • H04N19/11—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of spatial predictive coding modes
    • 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
    • H04N19/13—Adaptive entropy coding, e.g. adaptive variable length coding [AVLC] or context adaptive binary arithmetic coding [CABAC]
    • 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
    • H04N19/50—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
    • H04N19/70—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards

Definitions

  • the present invention relates to a still image or moving image processing method, and more particularly, to a method of encoding / decoding a still image or moving image based on an intra prediction mode and an apparatus for supporting the same.
  • Compressive encoding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information over a communication line or for storing it in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as video, image, and audio can be subject to compression coding.
  • a technique for performing compression coding on an image is referred to as video image compression.
  • Next-generation video content will feature high spatial resolution, high frame rate, and high dimensionality of scene representation. Processing such content will result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • an object of the present invention is to propose a method of effectively signaling prediction modes other than MPM (Most Probable Mode) to represent an increased intra-picture prediction mode with less bits.
  • a method of processing an image based on an intra prediction mode comprising: decoding an MPM flag indicating whether a current block is encoded using an MPM (Most Probable Mode); Decoding the SPM flag indicating whether the current block is coded using a secondary probable mode (SPM) if the current block is not coded using the MPM; Generating an SPM candidate list using prediction modes other than an MPM candidate when the current block is coded using the SPM; Decoding an SPM index indicating a current prediction mode in the SPM candidate list; And generating a prediction block of the current block based on the current prediction mode.
  • MPM Motion Probable Mode
  • SPM secondary probable mode
  • the step of generating the SPM candidate list includes adding, to the SPM candidate list, prediction modes not included in the MPM candidate from a default mode group including predetermined specific prediction modes can do.
  • the prediction modes included in the default mode group may be determined according to the probability of being selected in intra prediction.
  • the step of generating the SPM candidate list may further include the step of, when the prediction mode number of the SPM candidate list does not satisfy the predetermined number, determining a prediction mode adjacent to the prediction direction of the angular prediction mode among the MPM candidates, To the SPM candidate list.
  • the SPM index may be entropy encoded using a context selected based on at least one of an MPM flag and an SPM flag of a neighboring block.
  • the SPM index may be binarized by a fixed length or a truncated unary method.
  • an apparatus for processing an image based on an intra prediction mode comprising: an MPM flag decoding unit for decoding an MPM flag indicating whether a current block is encoded using an MPM (Most Probable Mode) part; An SPM flag decoding unit for decoding the SPM flag indicating whether the current block is coded using a secondary probable mode (SPM) when the current block is not coded using the MPM; An SPM candidate list generation unit for generating an SPM candidate list using prediction modes other than an MPM candidate when the current block is coded using the SPM; An SPM index decoding unit for decoding an SPM index indicating a current prediction mode in the SPM candidate list; And a prediction block generator for generating a prediction block of the current block based on the current prediction mode.
  • MPM flag decoding unit for decoding an MPM flag indicating whether a current block is encoded using an MPM (Most Probable Mode) part
  • An SPM flag decoding unit for decoding the SPM flag indicating whether the current block is coded using
  • the embodiment of the present invention by effectively grouping the prediction modes other than the MPM (Most Probable Mode), bits for expressing the intra prediction mode can be saved and the compression performance can be improved.
  • MPM Moving Probable Mode
  • bits for expressing the intra prediction mode can be reduced by considering the selection probability of the prediction mode.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a division structure of a coding unit applicable to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit that can be applied to the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 illustrates a prediction direction according to an intra prediction mode.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a quad-tree binary tree (QTBT) among the divided structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • QTBT quad-tree binary tree
  • FIG. 8 is a diagram illustrating prediction directions according to an intra prediction mode, to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a method of interpolating a reference sample to generate a prediction sample, to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method of constructing an MPM (Most Probable Mode) using a prediction mode of a neighboring block, to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining an intra prediction method using SPM (Secondary Probable Mode) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flow chart illustrating a method of decoding an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a diagram specifically illustrating an intra predictor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 shows a structure of a contents streaming system as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 'processing unit' means a unit in which processing of encoding / decoding such as prediction, conversion and / or quantization is performed.
  • the processing unit may be referred to as a " processing block " or a " block "
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • the processing unit may correspond to 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 processing unit can be interpreted as a unit for a luminance (luma) component or as a unit for a chroma component.
  • the processing unit may include a Coding Tree Block (CTB), a Coding Block (CB), a Prediction Block (PU), or a Transform Block (TB) ).
  • CTB Coding Tree Block
  • CB Coding Block
  • PU Prediction Block
  • TB Transform Block
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • processing unit is not necessarily limited to a square block, but may be configured as a polygonal shape having three or more vertexes.
  • a pixel, a pixel, or the like is collectively referred to as a sample.
  • using a sample may mean using a pixel value, a pixel value, or the like.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • an encoder 100 includes an image divider 110, a subtractor 115, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, A decoding unit 160, a decoded picture buffer (DPB) 170, a predicting unit 180, and an entropy encoding unit 190.
  • the prediction unit 180 may include an inter prediction unit 181 and an intra prediction unit 182.
  • the image divider 110 divides an input video signal (or a picture, a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the subtractor 115 subtracts a prediction signal (or a prediction block) output from the prediction unit 180 (i.e., the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182) from the input video signal, And generates a residual signal (or difference block).
  • the generated difference signal (or difference block) is transmitted to the conversion unit 120.
  • the transforming unit 120 transforms a difference signal (or a difference block) by a transform technique (for example, DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), GBT (Graph-Based Transform), KLT (Karhunen- Etc.) to generate a transform coefficient.
  • a transform technique for example, DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), GBT (Graph-Based Transform), KLT (Karhunen- Etc.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by performing transform using a transform technique determined according to a prediction mode applied to a difference block and a size of a difference block.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 entropy-codes the quantized signals and outputs them as a bitstream.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal can be reconstructed 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 can be generated by adding the reconstructed difference signal to a prediction signal output from the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the restored signal and outputs the restored signal to the playback apparatus or the decoded picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoding picture buffer 170 may be used as a reference picture in the inter-prediction unit 181. [ As described above, not only the picture quality but also the coding efficiency can be improved by using the filtered picture as a reference picture in the inter picture prediction mode.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter-prediction unit 181.
  • the inter-prediction unit 181 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 for prediction is a transformed signal obtained through quantization and inverse quantization 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 181 can interpolate signals between pixels by sub-pixel by applying a low-pass filter in order to solve the performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • a subpixel means a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • an integer pixel means an actual pixel existing in a reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter and the like can be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the accuracy of the prediction.
  • the inter-prediction unit 181 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to an integer pixel, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block Prediction can be performed.
  • the intra predictor 182 predicts a current block by referring to samples in the vicinity of a block to be currently encoded.
  • the intraprediction unit 182 may perform the following procedure to perform intra prediction. First, a reference sample necessary for generating a prediction signal can be prepared. Then, a prediction signal can be generated using the prepared reference sample. Thereafter, the prediction mode is encoded. At this time, reference samples can be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference samples have undergone prediction and reconstruction processes, quantization errors may exist. Therefore, a reference sample filtering process can be performed for each prediction mode used for intraprediction to reduce such errors.
  • the intra predictor 182 can perform intra prediction on a current block by linearly interpolating prediction sample values generated based on an intra prediction mode of the current block. A more detailed description of the intra predictor 182 will be described later.
  • a prediction signal (or a prediction block) generated through the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182 is used to generate a reconstruction signal (or reconstruction block) or a difference signal (or a difference block) / RTI >
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, a decoded picture buffer (DPB) A buffer unit 250, and a prediction unit 260.
  • the prediction unit 260 may include an inter prediction unit 261 and an intra prediction unit 262.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through a reproducing apparatus.
  • the decoder 200 receives a signal (i.e., a bit stream) output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal is entropy-decoded through the entropy decoding unit 210.
  • a signal i.e., a bit stream
  • 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 obtains a residual signal (or a difference block) by inverse transforming the transform coefficient by applying an inverse transform technique.
  • the adder 235 adds the obtained difference signal (or difference block) to the prediction signal output from the prediction unit 260 (i.e., the inter prediction unit 261 or the intra prediction unit 262) ) To generate a reconstructed signal (or reconstruction block).
  • the filtering unit 240 applies filtering to a reconstructed signal (or a reconstructed block) and outputs it to a reproducing apparatus or transmits the reconstructed signal to a decoding picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoding picture buffer unit 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 261.
  • the embodiments described in the filtering unit 160, the inter-prediction unit 181 and the intra-prediction unit 182 of the encoder 100 respectively include the filtering unit 240 of the decoder, the inter-prediction unit 261, The same can be applied to the intra prediction unit 262.
  • the intra-prediction unit 262 can perform intra-prediction on a current block by linearly interpolating prediction sample values generated based on an intra-prediction mode of the current block. A more detailed description of the intra prediction unit 262 will be described later.
  • a block-based image compression method is used in a still image or moving image compression technique (for example, HEVC).
  • HEVC still image or moving image compression technique
  • a block-based image compression method is a method of dividing an image into a specific block unit, and can reduce memory usage and computation amount.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a division structure of a coding unit applicable to the present invention.
  • the encoder divides one image (or picture) into units of a rectangular shaped coding tree unit (CTU: Coding Tree Unit). Then, one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • CTU Coding Tree Unit
  • the size of CTU can be set to 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, or 16 ⁇ 16.
  • the encoder can select the size of the CTU according to the resolution of the input image or characteristics of the input image.
  • the CTU includes a coding tree block (CTB) for a luma component and a CTB for two chroma components corresponding thereto.
  • CTB coding tree block
  • One CTU can be partitioned into a quad-tree structure. That is, one CTU is divided into four units having a square shape and having a half horizontal size and a half vertical size to generate a coding unit (CU) have. This division of the quad-tree structure can be performed recursively. That is, the CU is hierarchically partitioned from one CTU to a quad-tree structure.
  • CU coding unit
  • the CU means a basic unit of coding in which processing of an input image, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU includes a coding block (CB) for the luma component and CB for the corresponding two chroma components.
  • CB coding block
  • the size of CU can be set to 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, or 8 ⁇ 8.
  • the root node of the quad-tree is associated with the CTU.
  • the quad-tree is divided until it reaches the leaf node, and the leaf node corresponds to the CU.
  • the CTU may not be divided.
  • the CTU corresponds to the CU.
  • a node that is not further divided in the lower node having a depth of 1 corresponds to a CU.
  • CU (a), CU (b), and CU (j) corresponding to nodes a, b, and j in FIG. 3B are divided once in the CTU and have a depth of one.
  • a node that is not further divided in the lower node having a depth of 2 corresponds to a CU.
  • CU (c), CU (h) and CU (i) corresponding to nodes c, h and i in FIG. 3B are divided twice in the CTU and have a depth of 2.
  • a node that is not further divided in the lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • the maximum size or the minimum size of the CU can be determined according to the characteristics of the video image (for example, resolution) or considering the efficiency of encoding. Information on this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size is called a Largest Coding Unit (LCU), and a CU having a minimum size can be referred to as a Smallest Coding Unit (SCU).
  • LCU Largest Coding Unit
  • SCU Smallest Coding Unit
  • a CU having a tree structure can be hierarchically divided with a predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each divided CU can have depth information.
  • the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, and therefore may include information on the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the LCU size and the maximum depth information. Conversely, by 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 divided may be transmitted to the decoder.
  • This partitioning information is included in all CUs except SCU. For example, if the value of the flag indicating division is '1', the corresponding CU is again divided into four CUs. If the flag indicating the division is '0', the corresponding CU is not further divided, Can be performed.
  • the CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • the HEVC divides the CU into units of Prediction Unit (PU) in order to more effectively code the input image.
  • PU Prediction Unit
  • PU is a basic unit for generating prediction blocks, and it is possible to generate prediction blocks in units of PU different from each other in a single CU.
  • PUs belonging to one CU are not mixed with intra prediction and inter prediction, and PUs belonging to one CU are coded by the same prediction method (i.e., intra prediction or inter prediction).
  • the PU is not divided into a quad-tree structure, and is divided into a predetermined form in one CU. This will be described with reference to the following drawings.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit that can be applied to the present invention.
  • the PU is divided according to whether the intra prediction mode is used or the inter prediction mode is used in the coding mode of the 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 has two types (ie, 2N ⁇ 2N or N X N).
  • one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
  • the division of the PU can be performed only when the size of the CB with respect to the luminance component of the CU is the minimum size (i.e., when the CU is the SCU).
  • one CU has eight PU types (ie, 2N ⁇ 2N , NN, 2NN, NNN, NLNN, NRNN, 2NNU, 2NND).
  • N ⁇ N type PU segmentation can be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (ie, when the CU is SCU).
  • AMP Asymmetric Motion Partition
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • the AMP can not be used when the CU to which the PU belongs is the minimum size CU.
  • the optimal division structure of the coding unit (CU), the prediction unit (PU), and the conversion unit (TU) for efficiently encoding an input image in one CTU is a rate-distortion- Value. ≪ / RTI > For example, if we look at the optimal CU partitioning process within a 64 ⁇ 64 CTU, the rate-distortion cost can be calculated by dividing from a 64 ⁇ 64 CU to an 8 ⁇ 8 CU.
  • the concrete procedure is as follows.
  • 32 ⁇ 32 CUs are subdivided into 4 16 ⁇ 16 CUs to determine the optimal PU and TU partition structure that yields the minimum rate-distortion value for each 16 ⁇ 16 CU.
  • a prediction mode is selected in units of PU, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means the basic unit on which the actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for the luma component and a TB for the two chroma components corresponding thereto.
  • the TU is hierarchically divided into a quad-tree structure from one CU to be coded, as one CTU is divided into a quad-tree structure to generate a CU.
  • the TUs segmented from the CUs can be further divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU can be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • the root node of the quadtree is associated with a CU.
  • the quad-tree is divided until it reaches a leaf node, and the leaf node corresponds to TU.
  • the CU may not be divided.
  • the CU corresponds to the TU.
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j in FIG. 3B are once partitioned in the CU and have a depth of one.
  • the node that is not further divided in the lower node having the depth of 2 corresponds to TU.
  • TU (c), TU (h) and TU (i) corresponding to nodes c, h and i in FIG. 3B are divided twice in CU and have a depth of 2.
  • a node that is not further divided in the 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 in FIG. Depth.
  • a TU having a tree structure can be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Then, each divided TU can have depth information.
  • the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, and therefore may include information on the size of the TU.
  • information indicating whether the corresponding TU is divided may be communicated to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the minimum size TU. For example, if the value of the flag indicating whether or not to divide is '1', the corresponding TU is again divided into four TUs, and if the flag indicating the division is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • And may use the decoded portion of the current picture or other pictures that contain the current processing unit to recover the current processing unit in which decoding is performed.
  • a picture (slice) that uses only the current picture, that is, a picture (slice) that uses only the current picture, that is, a picture (slice) that performs only intra-picture prediction is referred to as an intra picture or an I picture
  • a picture (slice) using a predictive picture or a P picture (slice), a maximum of two motion vectors and a reference index may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
  • Intra prediction refers to a prediction method that derives the current processing block from a data element (e.g., a sample value, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, it means a method of predicting the pixel value of the current processing block by referring to the reconstructed areas in the current picture.
  • a data element e.g., a sample value, etc.
  • Inter prediction refers to a prediction method of deriving a current processing block based on a data element (e.g., a sample value or a motion vector) of a picture other than the current picture. That is, this means a method of predicting pixel values of a current processing block by referring to reconstructed areas in other reconstructed pictures other than the current picture.
  • a data element e.g., a sample value or a motion vector
  • intra prediction (or intra prediction) will be described in more detail.
  • Intra prediction Intra prediction (or intra prediction)
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder derives an intra prediction mode of the current processing block (S501).
  • intra prediction it is possible to have a prediction direction with respect to the position of a reference sample used for prediction according to the prediction mode.
  • An intra prediction mode having a prediction direction is referred to as an intra prediction mode (Intra_Angular prediction mode).
  • intra prediction mode Intra_Angular prediction mode
  • intra-planar (INTRA_PLANAR) prediction mode there are an intra-planar (INTRA_PLANAR) prediction mode and an intra-DC (INTRA_DC) prediction mode as intra-prediction modes having no prediction direction.
  • Table 1 illustrates the intra-prediction mode and related names
  • FIG. 6 illustrates the 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 in the prediction differs from the concrete prediction method used in the prediction mode according to the prediction mode, when the current block is encoded in the intra prediction mode, the decoder derives the prediction mode of the current block in order to perform prediction.
  • the decoder checks whether neighboring samples of the current processing block can be used for prediction, and constructs reference samples to be used for prediction (S502).
  • neighbor samples of the current processing block include a sample adjacent to the left boundary of the current processing block of size nS x nS and a total of 2 x nS samples neighboring the bottom-left, A sample adjacent to the top boundary and a total of 2 x n S samples neighboring the top-right side and one sample neighboring the top-left of the current processing block.
  • the decoder may substitute samples that are not available with the available samples to construct reference samples for use in prediction.
  • the decoder may perform filtering of the reference samples based on the intra prediction mode (S503).
  • Whether or not the filtering of the reference sample is performed can be determined based on the size of the current processing block.
  • the filtering method of the reference sample may be determined by a filtering flag transmitted from the encoder.
  • the decoder generates a prediction block for the current processing block based on the intra prediction mode and the reference samples (S504). That is, the decoder determines the intra prediction mode derived in the intra prediction mode deriving step S501, the prediction for the current processing block based on the reference samples acquired in the reference sample building step S502 and the reference sample filtering step S503, (I.e., generates a prediction sample).
  • the left boundary sample of the prediction block i.e., the sample in the prediction block adjacent to the left boundary
  • samples in the prediction block adjacent to the upper boundary that is, samples in the prediction block adjacent to the upper boundary
  • filtering may be applied to the left boundary sample or the upper boundary sample, similar to the INTRA_DC mode, for the vertical direction mode and the horizontal direction mode of the intra directional prediction modes.
  • the value of a predicted sample can be derived based on a reference sample located in a prediction direction.
  • the boundary sample which is not located in the prediction direction may be adjacent to the reference sample which is not used for prediction. That is, the distance from the reference sample that is 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 the left boundary samples or the upper boundary samples according to whether the intra-prediction direction is vertical or horizontal. That is, when the intra prediction direction is vertical, filtering is applied to the left boundary samples, and filtering is applied to the upper boundary samples when the intra prediction direction is the horizontal direction.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a quad-tree binary tree (QTBT) among the divided structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • QTBT quad-tree binary tree
  • the encoder can divide one image (or picture) into units of a rectangular Coding Tree Unit (CTU). Then, one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • CTU Coding Tree Unit
  • One CTU can be decomposed into a quadtree (QT) structure and a binary tree (BT).
  • QT quadtree
  • BT binary tree
  • one CTU can be divided into four units, each having a square shape, the length of each side decreasing by half, or divided into two units having a rectangular shape and decreasing the width or height length by half.
  • the decomposition of this QT BT structure can be performed recursively.
  • the root node of the QT may be associated with a CTU.
  • the QT can be partitioned until it reaches the QT leaf node, and the leaf node of the QT can be partitioned into BT and can be partitioned until it reaches the BT leaf node.
  • the CTU corresponds to a root node and has the smallest depth (i.e., level 0) value. Depending on the characteristics of the input image, the CTU may not be divided. In this case, the CTU corresponds to the CU.
  • the CTU can be decomposed into the QT form, and the QT leaf node can be divided into the BT form.
  • child nodes having a depth of level n can be generated.
  • a node that is not further divided in a lower node having a depth of level n corresponds to a CU.
  • information indicating whether or not the CU is divided may be transmitted to the decoder.
  • the information may be defined as a segmentation flag and may be expressed as a syntax element " split_cu_flag ".
  • Information indicating whether or not to be divided into BT at the QT leaf node may be transmitted to the decoder.
  • the information may be defined as a BT segment flag and may be expressed as a syntax element " bt_split_flag ".
  • the BT split shape may be transmitted to the decoder such that it is divided into a rectangular shape having a half-size width or a rectangular shape having a half-height height.
  • the information may be defined in BT split mode and may be expressed as a syntax element " bt_split_mode ".
  • FIG. 8 is a diagram illustrating prediction directions according to an intra prediction mode, to which the present invention is applied.
  • the six non-directional DC modes, the remaining 65 directional prediction modes except the planar mode can have a prediction direction as shown in FIG. 8, and the encoder / It is possible to perform intra prediction by copying a reference sample determined according to the direction.
  • the prediction mode numbers from 2 to 66 can be sequentially allocated from the lower left prediction direction to the upper right prediction direction, respectively.
  • the method proposed by the present invention mainly describes intraprediction using 65 prediction modes recently discussed, but can also be applied to intra prediction using 35 conventional prediction modes in the same manner.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a method of interpolating a reference sample to generate a prediction sample, to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder can generate a prediction sample by copying a reference sample determined according to the prediction direction of the intra-prediction mode. If the reference sample determined according to the prediction direction is not an integer pixel position, the encoder / decoder can interpolate adjacent integer pixel reference samples to compute a reference sample of the fractional pixel location and copy it to generate a prediction sample have.
  • the encoder / decoder can compute the interpolated reference samples using the reference samples of the corresponding two integer pixel positions and the reference sample-to-sample distance ratio obtained through the angle of the prediction mode, as shown in FIG. 9 .
  • the encoder / decoder can then generate a predicted sample by copying the computed interpolated reference sample.
  • a tan value for the angle? Of the prediction mode may be defined to calculate the position of the sub-pixel (i.e., the fractional pixel). Also, in order to improve the complexity of the operation, it can be defined by scaling in integer units, and tan? Can be determined for each of 67 prediction modes by using Table 2 below.
  • the encoder / decoder may apply an interpolation filter on the integer pixel reference samples.
  • the interpolation filter can be selectively determined according to the size of the current processing block.
  • the encoder / decoder performs interpolation on reference samples at integer pixel locations, and when the width or height of the current processing block is less than or equal to 8, a cubic filter is used as the interpolation filter . If the width or height of the current processing block is greater than 8, the encoder / decoder may use a Gaussian filter as the interpolation filter.
  • the directional prediction mode may be classified into a vertical direction prediction mode when the prediction mode is larger than or equal to the prediction mode 34, and a horizontal direction prediction mode when the prediction mode is 34 times smaller. If the mode is the vertical direction prediction mode, the encoder / decoder selects the interpolation filter based on the width of the current processing block. If the mode is the horizontal direction prediction mode, the interpolation filter can be selected based on the height of the current processing block.
  • the DC mode indicates a prediction method of constructing a prediction block using an average value of reference samples located around the current block.
  • An effective prediction can be expected when the pixels in the current processing block are homogeneous.
  • the value of the reference sample is not uniform, a discontinuity may occur between the prediction block and the reference sample.
  • a planar prediction method has been devised.
  • the planar prediction method constructs a prediction block by performing horizontal linear prediction and vertical linear prediction using surrounding reference samples and then averaging them.
  • the encoder / decoder may perform post-processing filtering to alleviate the discontinuity between the reference sample and the prediction block boundary for blocks predicted in the horizontal direction, the vertical direction, and the DC mode. Thereafter, the decoder can restore the block encoded by intraprediction by summing the prediction block and the inverse-transformed residual signal into the pixel region.
  • the prediction mode information is transmitted to the decoder, where MPM (Most Probable Mode) can be used for encoding of the efficient prediction mode.
  • MPM Most Probable Mode
  • the MPM starts with the assumption that the intra prediction mode of the current processing block will be the same as or similar to the prediction mode of the previously intra predicted block in the surroundings. Will be described with reference to the following drawings.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method of constructing an MPM (Most Probable Mode) using a prediction mode of a neighboring block, to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder may use a prediction mode of a neighboring block to construct an MPM candidate list.
  • the encoder / decoder may construct six MPM candidate lists (which may be referred to as MPM lists, MPM candidates, MPM candidate groups, etc. in the present invention) using the prediction mode of the neighboring blocks as well.
  • the encoder / decoder can construct an MPM candidate list in the order of Left (L), Above (A), Planar, DC, Below left (BL), Above right (AR) and Above left (AL).
  • the prediction mode defined as the default modes is set to the MPM list As shown in FIG.
  • the default mode represents a predicting mode (or a prediction mode group) which is preferentially considered, and may include statistically selected prediction modes.
  • the default mode may be configured to include a total of six prediction modes: 50, 18, 2, 34, 60, and 65 prediction modes.
  • the current prediction mode is a prediction mode existing in the MPM candidate list
  • the index information indicating the prediction mode to be applied to the current intra prediction is transmitted in the MPM list. Therefore, (In this case, a total of 7 bits is required), the number of bits according to the prediction mode signaling can be saved.
  • the prediction mode exists in the MPM candidate list, one of the modes excluding the six MPM candidates will be applied to the current block, so that the prediction mode information can be accurately transmitted by only signaling for a total of 61 prediction modes.
  • the decoder When the current block to be decoded is coded in the intra mode, the decoder decodes the residual signal from the video signal transmitted from the encoder. At this time, the decoder performs entropy decoding on the signal that is symbol-based on the probability, and then performs inverse quantization and inverse transform to restore the residual signal of the pixel domain. Meanwhile, the intra-prediction unit 262 of the decoder generates a prediction block using the prediction mode transmitted from the encoder and the neighboring reference samples already reconstructed. Thereafter, the predicted signal and the decoded residual signal are summed to reconstruct the intra predicted block.
  • prediction mode signaling can be performed using only the MPM application information and the MPM index information, so that the compression performance according to the MPM application can be improved.
  • the amount of prediction mode information to be transmitted is still high. Furthermore, considering the intra prediction method in which the number of prediction modes is significantly increased as compared with the conventional method, the possibility that the prediction mode of the current processing block does not exist in the MPM candidate list becomes large, and the compression efficiency may be further lowered have.
  • the present invention proposes a method of signaling a prediction mode using a secondary probable mode (SPM) using prediction modes other than MPM in order to solve such a problem and express the intra prediction mode with a smaller number of bits do.
  • SPM secondary probable mode
  • the prediction modes having a relatively high probability of being selected among the prediction modes other than the MPM candidates are referred to as SPMs.
  • the SPM may also be referred to as an auxiliary mode group, a secondary mode group, a selection mode group, and the like.
  • a prediction mode (or a prediction mode group) which is preferentially considered (or added) in constructing an SPM candidate is referred to as a default mode.
  • the default mode may be referred to as a basic mode, a basic mode group, a fixed mode, a fixed mode group, a second candidate group, a second candidate list, and the like.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining an intra prediction method using SPM (Secondary Probable Mode) according to an embodiment of the present invention.
  • a decoder is mainly described for convenience of description, but intra prediction using a secondary probable mode (SPM) can be similarly applied to an encoder.
  • SPM secondary probable mode
  • the decoder decodes the MPM flag indicating whether the current block is encoded using MPM (Most Probable Mode) (S1101).
  • the decoder parses the MPM flags from the bit stream received from the encoder to determine whether the current block is encoded using the MPM.
  • the decoder decodes the SPM flag indicating whether the current block is encoded using the SPM (Secondary Probable Mode) (S1102).
  • the encoder / decoder can construct the candidate list again as a prediction mode that is not inserted in the MPM candidate list but is still likely to be the same as the current prediction mode.
  • the MPM candidate list may be referred to as an MPM list, a basic mode group, a first candidate group, a first candidate list, and the like.
  • the decoder parses the SPM flag from the bit stream received from the encoder to determine whether the current block has been encoded using the SPM.
  • the decoder If the current block is coded using the SPM, the decoder generates the SPM candidate list using the prediction modes other than the MPM candidate (S1103).
  • the decoder may add prediction modes not included in the MPM candidate among the default mode groups including predetermined specific prediction modes to the SPM candidate list.
  • the default mode group represents a prediction mode group (or a prediction mode) that is preferentially considered, and may include statistically selected prediction modes. That is, the prediction modes included in the default mode group may be determined according to the probability of being selected in intra prediction.
  • the default mode group (or default mode) may be referred to as a default mode list, a reference mode group, a reference mode list, or a mainly selected modes list.
  • the decoder can add a prediction mode adjacent to the prediction direction of the MPM candidate to the SPM candidate list. That is, if the number of prediction modes included in the SPM candidate list is not equal to the predetermined total number, the decoder can add the adjacent prediction mode of the directional prediction mode included in the MPM candidate list to the SPM candidate list.
  • the decoder sets the prediction mode having the even mode value adjacent to the mode value of the MPM candidate angular prediction mode to the SPM candidate list Can be added.
  • a prediction mode having an even mode value may correspond to a prediction mode used in the HEVC described in FIG. Since such a mode has a high probability of selection statistically, by adding a prediction mode having an even mode value adjacent to the directional prediction mode among the MPM candidates, it is possible to increase the selection probability of the SPM coding and consequently improve the compression performance.
  • the decoder may first fill the SPM candidate list with the directional mode (i.e., mode with a mode value of the prediction mode greater than or equal to 2) closest to the even-numbered mode among the modes of the MPM candidate list.
  • the directional mode i.e., mode with a mode value of the prediction mode greater than or equal to 2
  • the decoder can add a prediction mode to the SPM candidate list that is closest to the directional mode of the MPM candidates and has a small even mode value. In this way, the decoder adds +4, -4, +6, -6, ... to the mode value of the directional mode in the MPM candidate list. And so on can be added until all the SPM candidate lists are filled up.
  • the decoder decodes the SPM index indicating the current prediction mode in the SPM candidate list (S1104), and generates a prediction block of the current block based on the current prediction mode (S1105). If the current block is coded using the SPM, the SPM index may indicate the prediction mode applied to the intra prediction of the current block in the SPM candidate list generated in step S1103. The decoder may use the neighbor reference samples of the current block based on the prediction mode determined (or derived) by the SPM index to generate a prediction block of the current block.
  • the SPM candidate list (or SPM candidate, SPM list) may include a total of eight prediction modes.
  • the number of SPM candidate lists is not limited thereto, and the total number may be preset in various numbers, or the corresponding values may be signaled by a high-level syntax (e.g., sequence, picture, slice, etc.).
  • the decoder may first add a default mode that is not inserted (or added) to the MPM list in the SPM candidate list.
  • the default mode may include eight prediction modes: 0, 50, 18, 66, 1, 2, 34, Alternatively, it may include six prediction modes of 50, 18, 2, 34, 60, and 65, such as the default mode added in the MPM.
  • the default mode can be variously configured by using statistically selected prediction modes. However, for convenience of explanation, the default mode includes 8 prediction modes 0, 50, 18, 66, 1, 2, 34, As a premise.
  • the decoder may add prediction modes that are not inserted (or added) to the MPM list in the default mode to the SPM candidate list. Thereafter, if not all eight can be filled, the decoder can add the nearest even mode to the SPM candidate list that is larger than the directional mode (mode greater than or equal to 2) in the MPM list. If not yet, the decoder can add to the SPM candidate list in the even-numbered even mode, which is smaller than the directional MPM. In this way, the decoders can be used in MPM mode +4, -4, +6, -6, ... It is possible to repeatedly add or subtract the prediction mode to the SPM candidate list by adding or subtracting 2 units until the list is filled.
  • the decoder will add the default modes 0, 50, 18, 66, 1, 34, After confirming whether the mode is the same as the MPM candidate, it is possible to add the non-overlapping prediction modes to the SPM candidate list. If the SPM candidate list is constructed as described above, an SPM candidate list including 50, 18, 66, 34, 65, 4, 38, and 46 prediction modes can be finally generated.
  • the SPM candidate list (or SPM candidate, SPM list) may include a total of 16 prediction modes.
  • the number of SPM candidate lists is not limited thereto, and the total number may be preset in various numbers, or the corresponding values may be signaled by a high-level syntax (e.g., sequence, picture, slice, etc.).
  • the decoder may first add a default mode that is not inserted (or added) to the MPM list in the SPM candidate list.
  • the default mode may include eight prediction modes: 0, 50, 18, 66, 1, 2, 34, Alternatively, it may include six prediction modes of 50, 18, 2, 34, 60, and 65, such as the default mode added in the MPM.
  • the default mode can be variously configured by using statistically selected prediction modes. However, for convenience of explanation, the default mode includes 8 prediction modes 0, 50, 18, 66, 1, 2, 34, As a premise.
  • the decoder may add prediction modes that are not inserted (or added) to the MPM list in the default mode to the SPM candidate list. Thereafter, if not all 16 can be filled, the decoder can add the nearest even mode to the SPM candidate list, which is larger than the directional mode (mode greater than or equal to 2) in the MPM list. If not yet, the decoder can add to the SPM candidate list in the even-numbered even mode, which is smaller than the directional MPM. In this way, the decoders can be used in MPM mode +4, -4, +6, -6, ... It is possible to repeatedly add or subtract the prediction mode to the SPM candidate list by adding or subtracting 2 units until the list is filled.
  • the decoder will add the default modes 0, 50, 18, 66, 1, 34, After confirming whether the mode is the same as the MPM candidate, it is possible to add the non-overlapping prediction modes to the SPM candidate list. After that, the decoder can add 4, 38, 46, and 38 prediction modes. Since the SPM candidate list is still not filled, the order of -2, +4, and so on is finally added to 50, 18, 66, 34, 65, 4, 38, 46, 36, 44, , 42, and 32 prediction modes may be generated.
  • the SPM index may be encoded in a contex mode coding manner and may be entropy encoded using a context selected based on at least one of the MPM flag and the SPM flag of the neighboring block .
  • the SPM index can be binarized by a fixed length method or a truncated unary method. If the current block is not encoded by the MPM and the SPM, the remaining prediction mode information may also be binarized by a fixed length method or a truncated unary method.
  • the method proposed by the present invention can be applied not only to the intra prediction using the 65 prediction modes recently discussed, but also to the intra prediction using the conventional 35 prediction modes. This will be described in detail below.
  • the decoder sets the prediction mode having the mode value closest to the prediction direction of the MPM candidate angular prediction mode to the SPM candidate list Can be added.
  • the decoder may first fill the SPM candidate list with a mode that is closest to the directional mode among the modes of the MPM candidate list, i.e., a mode in which the mode value of the prediction mode is larger by one. If it is still not satisfied, the decoder can add a prediction mode to the SPM candidate list having the smallest mode (that is, the mode value of the predictive mode is set to 1) while maximizing the directional mode among the MPM candidates. In this way, the decoder adds +2, -2, +3, -3, ... to the mode value of the directional mode in the MPM candidate list. 1, 2, and 3 can be added until the SPM candidate list is filled.
  • FIG. 12 is a flow chart illustrating a method of decoding an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder parses the MPM flag indicating whether the current block is encoded using the MPM (S1201). Then, the decoder checks whether the current block is encoded using the MPM through the parsed MPM flag (S1202).
  • the decoder constructs an MPM candidate list using the neighboring blocks of the current block, and selects an MPM index indicating a prediction mode applied to the current block from the configured MPM candidate list (S1203).
  • the SPM flag indicating whether the current block is encoded using the SPM is parsed (S1204). Then, the decoder checks whether the current block is encoded using the SPM through the parsed SPM flag (S1205). 12, a syntax element may be parsed to indicate whether the MPM is applied or not and whether the SPM is applied. In this case, steps S1202 and S1204 may be simultaneously performed.
  • the decoder constructs the SPM candidate list using the prediction modes other than the candidates included in the MPM candidate list,
  • the SPM index indicating the mode is parsed (S1206). At this time, the methods described above with reference to FIGS. 10 and 11 may be applied.
  • the decoder parses the residual prediction mode index indicating the prediction mode applied to the current block among the prediction modes excluding the MPM candidate and the SPM candidate (S1207) .
  • the decoder determines the prediction mode indicated by the index parsed in steps S1203, S1206, and S1207 as the prediction mode of the current block (S1208), and generates a prediction block of the current block through intra prediction based on the determined prediction mode S1209).
  • FIG. 13 is a diagram specifically illustrating an intra predictor according to an embodiment of the present invention.
  • the intra prediction unit is shown as one block for ease of explanation. However, the intra prediction unit may be implemented by an encoder and / or a decoder.
  • the intra prediction unit implements the functions, procedures and / or methods proposed in FIGS. 7 to 10 above. More specifically, the intraprediction unit includes an MPM flag decoding unit 1301, an SPM flag decoding unit 1302, an SPM candidate list generating unit 1303, an SPM index decoding unit 1304, and a prediction block generating unit 1305 .
  • the MPM flag decoding unit 1301 decodes the MPM flag indicating whether the current block is encoded using the MPM (Most Probable Mode).
  • the MPM flag decoding unit 1301 parses the MPM flag from the bit stream received from the encoder to check whether the current block is encoded using the MPM.
  • the SPM flag decoding unit 1302 decodes the SPM flag indicating whether the current block is encoded using the SPM (Secondary Probable Mode).
  • the SPM flag decoding unit 1302 parses the SPM flag from the bit stream received from the encoder to check whether the current block is encoded using the SPM.
  • the SPM candidate list generation unit 1303 If the current block is coded using the SPM, the SPM candidate list generation unit 1303 generates an SPM candidate list using the prediction modes other than the MPM candidate.
  • the SPM candidate list generation unit 1303 can construct the candidate list again as a prediction mode that is not inserted in the MPM candidate list but is still likely to be the same as the current prediction mode.
  • the SPM candidate list generation unit 1303 may add, to the SPM candidate list, prediction modes not included in the MPM candidate among the default mode groups including predetermined specific prediction modes.
  • the default mode group represents a prediction mode group (or a prediction mode) that is preferentially considered, and may include statistically selected prediction modes. That is, the prediction modes included in the default mode group may be determined according to the probability of being selected in intra prediction.
  • the default mode group (or default mode) may be referred to as a default mode list, a reference mode group, a reference mode list, or a mainly selected modes list.
  • the SPM candidate list generation unit 1303 adds a prediction mode adjacent to the prediction direction of the MPM candidate to the SPM candidate list can do. That is, if the number of prediction modes included in the SPM candidate list is not equal to the predetermined total number, the SPM candidate list generation unit 1303 sets the adjacent prediction mode of the directional prediction mode included in the MPM candidate list to the SPM candidate list Can be added.
  • the SPM candidate list generation unit 1303 when the number of prediction modes of the SPM candidate list does not satisfy the predetermined number, the SPM candidate list generation unit 1303 generates an SPM candidate list having an even mode value adjacent to the mode value of the directional (angular)
  • the prediction mode can be added to the SPM candidate list.
  • a prediction mode having an even mode value may correspond to a prediction mode used in the HEVC described in FIG. Since such a mode has a high probability of selection statistically, by adding a prediction mode having an even mode value adjacent to the directional prediction mode among the MPM candidates, it is possible to increase the selection probability of the SPM coding and consequently improve the compression performance.
  • the SPM candidate list generation unit 1303 firstly compares the SPM candidate list with the directional mode (that is, the mode in which the mode value of the prediction mode is greater than or equal to 2) among the modes of the MPM candidate list and closest to the even- .
  • the SPM candidate list generation unit 1303 may add a prediction mode having the smallest even mode value closest to the directional mode among the MPM candidates to the SPM candidate list. In this way, the SPM candidate list generation unit 1303 adds +2, -2, +4, -4, +6, -6, ... to the mode value of the directional mode in the MPM candidate list. And so on can be added until all the SPM candidate lists are filled up.
  • the proposed method can also be applied to intra prediction using 35 modes. In this case, the mode value of the directional mode in the MPM candidate list is +1, -1, +2, -2, +3, -3, ... 1, 2, and 3 can be added until the SPM candidate list is filled.
  • the SPM index decoding unit 1304 decodes the SPM index indicating the current prediction mode in the SPM candidate list and the prediction block generating unit 1305 generates a prediction block of the current block based on the current prediction mode . If the current block is coded using the SPM, the SPM index may indicate a prediction mode to be applied to intra prediction of the current block in the SPM candidate list.
  • the prediction block generation unit 1305 may generate a prediction block of a current block using neighbor reference samples of the current block based on a prediction mode determined (or derived) by the SPM index.
  • FIG. 14 shows a structure of a contents streaming system as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the content streaming system to which the present invention is applied may include an encoding server, a streaming server, a web server, a media repository, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, and a camcorder into digital data to generate a bit stream and transmit the bit stream to the streaming server.
  • multimedia input devices such as a smart phone, a camera, a camcorder, or the like directly generates a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generating method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through the web server, and the web server serves as a medium for informing the user of what services are available.
  • the web server delivers it to the streaming server, and the streaming server transmits the multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server. In this case, the control server controls commands / responses among the devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media repository and / or an encoding server. For example, when receiving the content from the encoding server, the content can be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server can store the bit stream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC, Such as tablet PCs, ultrabooks, wearable devices (e.g., smartwatches, smart glass, HMDs (head mounted displays)), digital TVs, desktops Computers, and digital signage.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC Such as tablet PCs, ultrabooks, wearable devices (e.g., smartwatches, smart glass, HMDs (head mounted displays)), digital TVs, desktops Computers, and digital signage.
  • Each of the servers in the content streaming system can be operated as a distributed server. In this case, data received at each server can be distributed.
  • the embodiments described in the present invention can be implemented and executed on a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the functional units depicted in the figures may be implemented and implemented on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied can be applied to multimedia communication devices such as 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 chatting device, (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices, and the like, which may be included in, for example, a storage medium, a camcorder, a video on demand (VoD) service provision device, an OTT video (Over the top video) And may be used to process video signals or data signals.
  • the OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet access TV, a home theater system, a smart phone, a tablet PC, a DVR (Digital Video Recorder)
  • the processing method to which the present invention is applied may be produced in the form of a computer-executed program, and may be stored in a computer-readable recording medium.
  • the multimedia data having the 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 and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium may be, for example, a Blu-ray Disc (BD), a Universal Serial Bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD- Data storage devices.
  • the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet).
  • the bit stream generated by the encoding method can be stored in a computer-readable recording medium or transmitted over a wired or wireless communication network.
  • an embodiment of the present invention may be embodied as a computer program product by program code, and the program code may be executed in a computer according to an embodiment of the present invention.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like for performing the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory is located inside or outside the processor and can exchange data with the processor by various means already known.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에서는 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화하는 단계; 상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, 상기 현재 블록이 SPM(Secondary Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 SPM 플래그를 복호화하는 단계; 상기 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화된 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 SPM 후보 리스트를 생성하는 단계; 상기 SPM 후보 리스트 내에서 현재 예측 모드를 지시하는 SPM 인덱스(index)를 복호화하는 단계; 및 상기 현재 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 인트라 예측 모드(intra prediction mode) 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 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.
최근, 기존의 화면 내 예측 방법(또는 인트라 예측 방법) 대비 더 많은 화면 내 예측 모드를 사용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법이 논의되고 있다. 화면 내 예측 방향의 증가는 보다 정확한 예측을 가능하게 함으로써 왜곡(distortion)을 감소시킬 수 있는 반면, 늘어난 예측 모드를 시그널링하기 위한 비트가 증가되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 증가된 화면 내 예측 모드를 보다 적은 비트로 표현하기 위하여 MPM(Most Probable Mode) 이외의 예측 모드들을 효율적으로 시그널링하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화하는 단계; 상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, 상기 현재 블록이 SPM(Secondary Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 SPM 플래그를 복호화하는 단계; 상기 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화된 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 SPM 후보 리스트를 생성하는 단계; 상기 SPM 후보 리스트 내에서 현재 예측 모드를 지시하는 SPM 인덱스(index)를 복호화하는 단계; 및 상기 현재 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 SPM 후보 리스트를 생성하는 단계는, 미리 정해진 특정 예측 모드들을 포함하는 디폴트 모드 그룹(default mode group) 중에서 상기 MPM 후보에 포함되지 않는 예측 모드들을 상기 SPM 후보 리스트에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 디폴트 모드 그룹에 포함되는 예측 모드들은 인트라 예측시 선택되는 확률에 따라 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 SPM 후보 리스트를 생성하는 단계는, 상기 SPM 후보 리스트의 예측 모드 수가 미리 정해진 특정 개수를 만족하지 않는 경우, 상기 MPM 후보 중 방향성(angular) 예측 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드를 상기 SPM 후보 리스트에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 SPM 후보 리스트를 생성하는 단계는, 상기 SPM 후보 리스트의 예측 모드 수가 미리 정해진 특정 개수를 만족하지 않는 경우, 상기 MPM 후보 중 방향성(angular) 예측 모드의 모드 값에 인접한 짝수 모드 값을 가지는 예측 모드를 상기 SPM 후보 리스트에 추가하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 SPM 인덱스는 주변 블록의 MPM 플래그 및 SPM 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 선택되는 컨텍스트(context)를 이용하여 엔트로피 부호화될 수 있다.
바람직하게, 상기 SPM 인덱스는 고정 길이(Fixed length) 또는 절삭형 단항(Truncated unary) 방법으로 이진화될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서, 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화하는 MPM 플래그 복호화부; 상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, 상기 현재 블록이 SPM(Secondary Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 SPM 플래그를 복호화하는 SPM 플래그 복호화부; 상기 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화된 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 SPM 후보 리스트를 생성하는 SPM 후보 리스트 생성부; 상기 SPM 후보 리스트 내에서 현재 예측 모드를 지시하는 SPM 인덱스(index)를 복호화하는 SPM 인덱스 복호화부; 및 상기 현재 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, MPM(Most Probable Mode) 이외의 예측 모드들을 효율적으로 그룹핑(grouping)함으로써, 화면 내 예측 모드를 표현하기 위한 비트를 절감할 수 있고 압축 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 예측 모드의 선택 확률을 고려함으로써 화면 내 예측 모드를 표현하기 위한 비트를 줄일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조 중 쿼드-트리 바이너리-트리(QTBT)를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 있는 실시예로서, 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 참조 샘플을 보간하여 예측 샘플을 생성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 블록의 예측 모드를 이용하여 MPM(Most probable mode)을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, SPM(Secondary Probable Mode)을 이용한 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드를 복호화하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
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.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 처리 유닛은 '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭될 수도 있다.
처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 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)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위 또는 색차(chroma) 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 코딩 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PU: Prediction Block) 또는 변환 블록(TB: Transform Block)에 해당될 수 있다. 또는, 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 블록(CB), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TB)에 해당될 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 감산기(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 예측부(180) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(180)는 인터 예측부(181), 인트라 예측부(182)을 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상 신호(Input video signal)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할한다.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)를 감산하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 생성한다. 생성된 차분 신호(또는 차분 블록)는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 차분 신호(또는 차분 블록)에 변환 기법(예를 들어, DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), KLT(Karhunen-Loeve transform) 등)을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 이때, 변환부(120)는 차분 블록에 적용된 예측 모드와 차분 블록의 크기에 따라서 결정된 변환 기법을 이용하여 변환을 수행함으로써 변환 계수들을 생성할 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트 스트림으로 출력한다.
한편, 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 차분 신호를 복원할 수 있다. 복원된 차분 신호를 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182)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(181)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(181)에서의 참조 픽쳐으로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(181)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(181)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(181)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.
인트라 예측부(182)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측한다. 인트라 예측부(182)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.
특히, 본 발명에 따른 인트라 예측부(182)는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여 생성되는 예측 샘플 값들을 선형 보간하여 현재 블록에 대하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(182)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
인터 예측부(181) 또는 상기 인트라 예측부(182)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)는 복원 신호(또는 복원 블록)를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호(또는 차분 블록)를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산기(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 예측부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(260)는 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)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 신호(즉, 비트 스트림)을 수신하고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩된다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 획득하게 된다.
가산기(235)는 획득된 차분 신호(또는 차분 블록)를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(261)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(181) 및 인트라 예측부(182)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)에도 동일하게 적용될 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 인트라 예측부(262)는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여 생성되는 예측 샘플 값들을 선형 보간하여 현재 블록에 대하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(262)에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
일반적으로 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용한다. 블록 기반의 영상 압축 방법은 영상을 특정 블록 단위로 나누어서 처리하는 방법으로서, 메모리 사용과 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할한다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
HEVC에서 CTU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16 중 어느 하나로 정해질 수 있다. 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 CTB를 포함한다.
하나의 CTU은 쿼드-트리(Quad-tree) 구조로 분할될 수 있다. 즉, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 절반의 수평 크기(half horizontal size) 및 절반의 수직 크기(half vertical size)를 가지는 4개의 유닛으로 분할되어 코딩 유닛(CU: Coding Unit)이 생성될 수 있다. 이러한 쿼드-트리 구조의 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다. 즉, CU은 하나의 CTU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미한다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함한다. HEVC에서 CU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16, 8×8 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련된다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 CU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당한다.
CTU은 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 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, 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 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, 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 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 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 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 쿼드 트리 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 정보(예를 들어, 분할 CU 플래그(split_cu_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 처리 과정이 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. HEVC는 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할한다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. 다만, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 인트라 예측과 인터 예측이 혼합되어 사용되지 않으며, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 동일한 예측 방법(즉, 인트라 예측 혹은 인터 예측)으로 코딩된다.
PU는 쿼드-트리 구조로 분할되지 않으며, 하나의 CU에서 미리 정해진 형태로 한번 분할된다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 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 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2N×2N 또는 N×N)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2N×2N 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 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, N×N 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 2N×N 형태 및 세로 방향으로 분할되는 N×2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD 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, 64×64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64×64 크기의 CU에서 8×8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64×64 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) 64×64 CU를 32×32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32×32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32×32 CU를 16×16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16×16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16×16 CU를 8×8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8×8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16×16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8×8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16×16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16×16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32×32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16×16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32×32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32×32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64×64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32×32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64×64 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 쿼드-트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드-트리 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, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드-트리는 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 CU은 TU에 해당한다.
CU은 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.
예측(prediction)
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
이하, 인트라 예측(또는 화면 내 예측)에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
인트라 예측( Intra prediction)(또는 화면 내 예측)
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출(derivation)한다(S501).
인트라 예측에서는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향을 가질 수 있다. 예측 방향을 가지는 인트라 예측 모드를 인트라 방향성 예측 모드(Intra_Angular prediction mode)라고 지칭한다. 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.
Figure PCTKR2018009392-appb-T000001
인트라 예측에서는 도출되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘풀과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 도출한다.
디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성한다(S502).
인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nS×nS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2×nS 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 있(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 생성한다(S504). 즉, 디코더는 인트라 예측 모드 도출 단계(S501)에서 도출된 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)한다.
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 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)로 인코딩된 경우, 예측 방향에 위치하는 참조 샘플에 기반하여 예측 샘플의 값을 도출할 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 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조 중 쿼드-트리 바이너리-트리(QTBT)를 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.
하나의 CTU은 쿼드트리(quadtree, 이하 'QT'라 함) 구조와 바이너리트리(binarytree, 이하 BT라 함)로 분해될 수 있다. 예를 들어, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 각 변의 길이가 절반씩 감소하는 4개의 유닛으로 분할하거나 직사각형 형태를 가지면서 너비 또는 높이 길이가 절반씩 감소하는 2개의 유닛으로 분할할 수 있다. 이러한 QT BT구조의 분해는 재귀적으로 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, QT의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련될 수 있다. QT는 QT 리프 노드(QT leaf node)에 도달할 때까지 분할될 수 있고, QT의 리프노드는 BT로 분할할 수 있으며 BT 리프노드에 도달할 때까지 분할 될 수 있다.
도 7을 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 QT리프노드는 BT형태로 분할 될 수 있다. 그 결과 레벨 n의 깊이를 가지는 하위 노드들이 생성될 수 있다. 그리고, 레벨 n의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다.
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. 또한 QT리프노드에서 BT로 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 BT 분할 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 “bt_split_flag”로 표현될 수 있다. 추가적으로 split_bt_flagh에 의하여 BT로 분할이 되는 경우, 절반크기의 너비를 가지는 직사각형 또는 절반크기의 높이를 가지는 직사각형 형태로 분할되도록 BT 분할 모양이 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 BT분할 모드로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 “bt_split_mode”로 표현될 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 있는 실시예로서, 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 기존의 영상 압축 기술에서는 인트라 예측을 위하여 33가지의 방향성 예측 모드와 두 가지의 비방향성 예측 모드(즉, DC 모드, 플래너(Planar) 모드), 총 35가지 예측 모드가 이용되었으나, 최근에는 기존의 인트라 예측 방법 대비 더 많은 67가지 인트라 예측 모드를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법이 논의되고 있다.
67개의 인트라 예측 모드들 중에서, 2개의 비방향성 모드인 DC 모드, 플래너 모드를 제외한 나머지 65개의 방향성 예측 모드들은 도 8에 도시된 바와 같은 예측 방향을 가질 수 있고, 인코더/디코더는 예측 모드의 예측 방향에 따라 결정되는 참조 샘플을 복사함으로써 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이때, 좌하단 예측 방향부터 우상단 예측 방향까지 각각 순차적으로 2번부터 66번까지의 예측 모드 번호가 할당될 수 있다.
본 발명에서 제안하는 방법은 최근 논의되는 65가지 예측 모드를 이용하는 인트라 예측을 위주로 설명하나, 종래의 35가지 예측 모드를 이용하는 인트라 예측에도 동일한 방법으로 적용될 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 참조 샘플을 보간하여 예측 샘플을 생성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드의 예측 방향에 따라 결정되는 참조 샘플을 복사함으로써 예측 샘플을 생성할 수 있다. 만약, 예측 방향에 따라 결정되는 참조 샘플이 정수 화소 위치가 아닌 경우, 인코더/디코더는 인접한 정수 화소 참조 샘플들을 보간하여 분수 화소 위치의 참조 샘플을 계산할 수 있고, 이를 복사하여 예측 샘플을 생성할 수 있다.
구체적으로, 인코더/디코더는 도 9에 도시된 바와 같이 대응되는 2개의 정수 화소 위치의 참조 샘플들 및 예측 모드의 각도를 통해 획득된 참조 샘플간 거리비를 이용하여 보간된 참조 샘플을 계산할 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 계산된 보간된 참조 샘플을 복사하여 예측 샘플을 생성할 수 있다.
이때, 부화소(즉, 분수 화소)의 위치를 계산하기 위하여 예측 모드의 각도 θ에 대한 tan 값이 정의될 수 있다. 또한, 연산의 복잡도 개선을 위하여 정수 단위로 스케일하여 정의될 수 있으며, 67개의 예측 모드별로 tanθ는 아래의 표 2를 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2018009392-appb-T000002
또한, 일부 예측 모드들에 대한 별로 tan- 1θ는 아래의 표 3을 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2018009392-appb-T000003
부화소 위치의 참조 샘플 값을 유도하기 위하여, 인코더/디코더는 정수 화소 참조 샘플들에 대하여 보간 필터를 적용할 수 있다. 그리고, 보간 필터는 현재 처리 블록의 크기에 따라 선택적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 정수 화소 위치의 참조 샘플들에 대하여 보간을 수행함에 있어서, 현재 처리 블록의 너비 또는 높이가 8 보다 작거나 같은 경우, 보간 필터로 큐빅 필터(Cubic filter)를 이용할 수 있다. 만약, 현재 처리 블록의 너비 또는 높이가 8 보다 큰 경우, 인코더/디코더는 보간 필터로 가우시안(Gaussian filter)를 이용할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 방향성 예측 모드는 34번 예측 모드를 기준으로 이보다 크거나 같은 경우 수직 방향 예측 모드, 34번 작은 경우 수평 방향 예측 모드로 구분될 수 있다. 만약, 수직 방향 예측 모드인 경우, 인코더/디코더는 현재 처리 블록의 너비를 기준으로 보간 필터를 선택하고, 수평 방향 예측 모드일 경우, 현재 처리 블록의 높이를 기준으로 보간 필터를 선택할 수 있다.
비방향성 모드 중 DC 모드는 현재 블록 주변에 위치한 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 예측 블록을 구성하는 예측 방법을 나타낸다. 현재 처리 블록 내 픽셀들이 균일한(homogeneous) 경우 효과적인 예측을 기대할 수 있다. 한편 참조 샘플의 값이 균일하지 않은 경우에는, 예측 블록과 참조 샘플 사이에 불연속성이 발생할 수 있다. 유사한 상황에서 방향성 예측 모드로 예측하는 경우에도 의도하지 않은 가시적인 윤곽 형성(visible contouring)이 발생할 수 있는데, 이를 보완하기 위하여 플래너(Planar) 예측 방법이 고안되었다.
플래너(Planar) 예측 방법은 주변 참조 샘플을 이용하여 수평 선형 예측(horizontal linear prediction)과 수직 선형 예측(vertical linear prediction)을 수행한 후, 이를 평균함으로써 예측 블록을 구성한다.
또한, 인코더/디코더는 수평 방향(horizontal direction), 수직 방향(vertical direction) 및 DC 모드로 예측된 블록에 대해서는 참조 샘플과 예측 블록 경계의 불연속성을 완화하기 위하여 후처리 필터링을 수행할 수 있다. 이후, 디코더는 예측 블록과 픽셀 영역으로 역변환된 잔차 신호를 합하여 인트라 예측으로 부호화된 블록을 복원할 수 있다.
인코더로부터 예측 모드 정보는 디코더로 전송되는데, 이때 효율적인 예측 모드의 부호화를 위하여 MPM(Most probable mode)이 이용될 수 있다. MPM은 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드는 주변에 이전에 인트라 예측된 블록의 예측 모드와 동일 또는 유사할 것이라는 가정에서 출발한다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 블록의 예측 모드를 이용하여 MPM(Most probable mode)을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 인코더/디코더는 MPM 후보 리스트를 구성하기 위하여 주변 블록의 예측 모드를 이용할 수 있다.
구체적으로, 인코더/디코더는 같이 주변 블록의 예측 모드를 이용하여 6개의 MPM 후보 리스트(본 발명에서, MPM 리스트, MPM 후보, MPM 후보 그룹 등으로 지칭될 수도 있음)를 구성할 수 있다. 일 예로, 인코더/디코더는 Left (L), above(A), Planar, DC, Below left (BL), above right (AR), above left(AL) 순서로 MPM 후보 리스트를 구성할 수 있다.
만약, MPM 후보 리스트 내 이미 존재하는 중복 모드를 제거하는 프루닝(Pruning) 작업 이후, 6개 미만의 예측 모드가 채워지는 경우, 디폴트 모드(Default modes)로 정의되는 예측 모드가 중복 체크 후에 MPM 리스트로 삽입될 수 있다. 여기서, 디폴트 모드는 우선적으로 고려되는 예측 모드(또는 예측 모드 그룹)을 나타내며, 통계적으로 많이 선택되는 예측 모드들을 포함할 수 있다. 일 예로, 디폴트 모드는 50, 18, 2, 34, 60, 65번 예측 모드의 총 6개의 예측 모드들을 포함하도록 구성될 수 있다.
만약, 현재 예측 모드가 MPM 후보 리스트 내에 존재하는 예측 모드라면, MPM 리스트 내에서 현재 인트라 예측에 적용되는 예측 모드를 지시하는 인덱스 정보만 전송하면 되기 때문에, 단순히 총 67개 모드 중에서 특정 예측 모드를 시그널링하기 위한 경우(이 경우, 총 7 비트가 필요함)보다 예측 모드 시그널링에 따른 비트의 수를 절약할 수 있다.
만약, MPM 후보 리스트 내에 존재하는 예측 모드가 아니라면, 6개의 MPM 후보를 제외한 모드들 중 하나가 현재 블록에 적용될 것이므로, 총 61개의 예측 모드에 대한 시그널링만으로 예측 모드 정보를 정확하게 전송할 수 있다.
현재 복호화 대상 블록이 인트라 모드로 부호화된 경우, 디코더는 인코더로부터 전송된 비디오 신호로부터 잔차 신호를 복호화한다. 이때, 디코더는 확률 기반으로 심볼화된 신호에 대하여 엔트로피 복호화를 수행하며, 이후, 역양자화 및 역변환을 수행함으로써 픽셀 도메인의 잔차 신호를 복원할 수 있다. 한편, 디코더의 인트라 예측부(262)에서는 인코더로부터 전송된 예측 모드와 이미 복원된 주변 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성한다. 이후, 예측 신호와 복호화된 잔차 신호를 합하여 인트라 예측된 블록을 복원한다.
기존의 압축 부호화 기술에서, MPM 후보 리스트에 현재 처리 블록의 예측 모드가 존재하는 경우에는, MPM 적용 여부 및 MPM 인덱스 정보만으로 예측 모드 시그널링이 가능하기 때문에 MPM 적용에 따른 압축 성능 향상이 가능하다.
그러나, MPM 후보 리스트에 현재 처리 블록의 예측 모드가 존재하지 않는 경우, 전송해야 하는 예측 모드 정보의 양은 여전히 높다. 더욱이 기존보다 예측 모드의 수가 현저히 증가된 인트라 예측 방법이 논의중인 점을 고려하면, MPM 후보 리스트에 현재 처리 블록의 예측 모드가 존재하지 않을 가능성은 커질 수 밖에 없고, 이로 인해 압축 효율이 더욱 낮아질 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 이러한 문제점을 해결하고 인트라 예측 모드를 보다 적은 비트로 표현하기 위하여 MPM 이외의 예측 모드들을 이용하여 보조 예상 모드(SPM: Secondary Probable Mode)를 이용하여 예측 모드를 시그널링하는 방법을 제안한다.
본 발명에서, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 선택될 확률이 상대적으로 높은 예측 모드들을 SPM이라 지칭한다. SPM은 보조 모드 그룹, 이차 모드 그룹, 선택 모드 그룹 등으로 지칭될 수도 있다.
또한, 본 발명에서, SPM 후보를 구성함에 있어서, 우선적으로 고려(또는 추가)되는 예측 모드(또는 예측 모드 그룹)을 디폴트 모드라 지칭한다. 디폴트 모드는 기본 모드, 기본 모드 그룹, 고정 모드, 고정 모드 그룹, 제2 후보 그룹, 제2 후보 리스트 등으로 지칭될 수도 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, SPM(Secondary Probable Mode)을 이용한 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 설명의 편의를 위하여 디코더를 위주로 설명하나, SPM(Secondary Probable Mode)을 이용한 인트라 예측은 인코더에서도 동일하게 적용될 수 있다.
디코더는 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화한다(S1101). 디코더는 인코더로부터 수신된 비트 스트림으로부터 MPM 플래그를 파싱하여 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되었는지 여부를 확인한다.
상기 확인 결과, 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, 디코더는 현재 블록이 SPM(Secondary Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 SPM 플래그를 복호화한다(S1102).
본 발명의 실시예에서, 인코더/디코더는 MPM 후보 리스트에는 삽입되지 않았지만 여전히 현재 예측 모드와 동일할 가능성이 높은 예측 모드를 다시 후보 리스트로 구성할 수 있다. 본 발명에서, MPM 후보 리스트는 MPM 리스트, 기본 모드 그룹, 제1 후보 그룹, 제1 후보 리스트 등으로 지칭될 수 있다.
디코더는 인코더로부터 수신된 비트 스트림으로부터 SPM 플래그를 파싱하여 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화되었는지 여부를 확인한다.
상기 확인 결과, 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화된 경우, 디코더는 MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 SPM 후보 리스트를 생성한다(S1103).
먼저, 디코더는 미리 정해진 특정 예측 모드들을 포함하는 디폴트 모드 그룹(default mode group) 중에서 MPM 후보에 포함되지 않는 예측 모드들을 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 여기서, 디폴트 모드 그룹(또는 디폴트 모드)는 우선적으로 고려되는 예측 모드 그룹(또는 예측 모드)을 나타내며, 통계적으로 많이 선택되는 예측 모드들을 포함할 수 있다. 즉, 디폴트 모드 그룹에 포함되는 예측 모드들은 인트라 예측시 선택되는 확률에 따라 결정될 수 있다. 디폴트 모드 그룹(또는 디폴트 모드)는 디폴트 모드 리스트, 기준 모드 그룹, 기준 모드 리스트, 주로 선택되는 모드 리스트(mainly hit modes list)로 지칭될 수 있다.
이후, 디코더는 SPM 후보 리스트의 예측 모드 수가 미리 정해진 특정 개수를 만족하지 않는 경우, MPM 후보 중 방향성(angular) 예측 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 즉, 디코더는 SPM 후보 리스트에 포함된 예측 모드의 개수가 미리 정해진 전체 개수만큼 채워지지 못한 경우, MPM 후보 리스트에 포함된 방향성 예측 모드의 인접 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다.
일 실시예에서, 디코더는 SPM 후보 리스트의 예측 모드 수가 미리 정해진 특정 개수를 만족하지 않는 경우, MPM 후보 중 방향성(angular) 예측 모드의 모드 값에 인접한 짝수 모드 값을 가지는 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 최근 논의 중인 67개의 예측 모드를 이용하는 예측 방법이 적용되는 경우를 가정하면, 짝수 모드 값을 가지는 예측 모드는 앞서 도 6에서 설명한 HEVC에서 이용되는 예측 모드에 대응될 수 있다. 이와 같은 모드는 통계적으로 선택 확률이 높기 때문에, MPM 후보 중 방향성 예측 모드에 인접한 짝수 모드 값을 가지는 예측 모드를 추가함으로써 SPM 부호화 선택 확률을 높이고, 결과적으로 압축 성능을 향상시킬 수 있다.
일 예로, 먼저 디코더는 MPM 후보 리스트의 모드들 중에서 방향성 모드(즉, 예측 모드의 모드 값이 2보다 크거나 같은 모드)와 가장 가깝고 큰 짝수 모드로 SPM 후보 리스트를 채울 수 있다.
이후에도 여전히 채워지지 않은 경우, 디코더는 MPM 후보 중 방향성 모드와 가장 가깝고 작은 짝수 모드값을 가지는 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이와 같은 방법으로 디코더는 MPM 후보 리스트 내 방향성 모드의 모드 값에 +4, -4, +6, -6, … 등과 같이 2, 4, 6을 더하거나 뺀 모드들을 SPM 후보 리스트를 모두 채울 때까지 추가할 수 있다.
디코더는 SPM 후보 리스트 내에서 현재 예측 모드를 지시하는 SPM 인덱스(index)를 복호화하고(S1104), 현재 예측 모드에 기초하여 현재 블록의 예측 블록을 생성한다(S1105). 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화된 경우, SPM 인덱스는 S1103 단계에서 생성된 SPM 후보 리스트 중에서 현재 블록의 인트라 예측에 적용되는 예측 모드를 지시할 수 있다. 디코더는 SPM 인덱스에 의해 결정(또는 유도)되는 예측 모드에 기초하여 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 이용하요 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.
이하에서는, 구체적인 예시와 함께 SPM을 이용하여 예측 모드의 시그널링 및 이를 통한 인트라 예측 방법을 설명한다.
일 실시예에서, SPM 후보 리스트(또는 SPM 후보, SPM 리스트)는 총 8개의 예측 모드를 포함할 수 있다. SPM 후보 리스트의 개수는 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 여러 개수로 총 개수가 미리 설정되거나, 또는 상위 레벨 신택스(예를 들어, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스 등)로 해당 값이 시그널링될 수 있다.
이때, 디코더는 먼저 SPM 후보 리스트에 MPM 리스트에 삽입(또는 추가)되지 않은 디폴트 모드를 추가할 수 있다. 일 예로, 디폴트 모드는 0, 50, 18, 66, 1, 2, 34, 65번 8개의 예측 모드들을 포함할 수 있다. 또는, MPM에서 추가되는 디폴트 모드와 같이, 50, 18, 2, 34, 60, 65번의 6개 예측 모드들을 포함할 수도 있다. 디폴트 모드는 통계적으로 많이 선택되는 예측 모드들을 이용하여 다양하게 구성될 수 있으나, 설명의 편의를 위해, 디폴트 모드는 0, 50, 18, 66, 1, 2, 34, 65번 8개의 예측 모드들을 포함하는 경우를 전제로 설명한다.
디코더는 디폴트 모드 중에서 MPM 리스트에 삽입(또는 추가)되지 않은 예측 모드들을 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이후, 8개를 모두 채우지 못한 경우, 디코더는 MPM 리스트 중에서의 방향성 모드(2보다 크거나 같은 모드)보다 크면서 가장 가까운 짝수 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 만약, 아직 모두 채우지 못한 경우, 디코더는 방향성 MPM 보다 작으면서 가장 가까운 짝수 모드로 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이와 같은 방법으로 디코더는 MPM 모드 +4, -4, +6, -6, …과 같이 리스트를 모두 채울 때까지 2 단위로 더하거나 뺀 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가하면서 반복할 수 있다.
예를 들어, MPM 후보가 2, 37, 0, 1, 45, 36번 예측 모드들로 결정되었다면, 디코더는 SPM 후보 리스트에 디폴트 모드인 0, 50, 18, 66, 1, 34, 65번 예측 모드를 MPM 후보와 동일한지 여부를 확인한 후, 중복되지 않는 예측 모드들을 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이와 같이 SPM 후보 리스트를 구성하면 최종적으로 50, 18, 66, 34, 65, 4, 38, 46번 예측 모드들을 포함하는 SPM 후보 리스트가 생성될 수 있다.
다른 일 실시예에서, SPM 후보 리스트(또는 SPM 후보, SPM 리스트)는 총 16개의 예측 모드를 포함할 수 있다. SPM 후보 리스트의 개수는 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 여러 개수로 총 개수가 미리 설정되거나, 또는 상위 레벨 신택스(예를 들어, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스 등)로 해당 값이 시그널링될 수 있다.
이때, 디코더는 먼저 SPM 후보 리스트에 MPM 리스트에 삽입(또는 추가)되지 않은 디폴트 모드를 추가할 수 있다. 일 예로, 디폴트 모드는 0, 50, 18, 66, 1, 2, 34, 65번 8개의 예측 모드들을 포함할 수 있다. 또는, MPM에서 추가되는 디폴트 모드와 같이, 50, 18, 2, 34, 60, 65번의 6개 예측 모드들을 포함할 수도 있다. 디폴트 모드는 통계적으로 많이 선택되는 예측 모드들을 이용하여 다양하게 구성될 수 있으나, 설명의 편의를 위해, 디폴트 모드는 0, 50, 18, 66, 1, 2, 34, 65번 8개의 예측 모드들을 포함하는 경우를 전제로 설명한다.
디코더는 디폴트 모드 중에서 MPM 리스트에 삽입(또는 추가)되지 않은 예측 모드들을 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이후, 16개를 모두 채우지 못한 경우, 디코더는 MPM 리스트 중에서의 방향성 모드(2보다 크거나 같은 모드)보다 크면서 가장 가까운 짝수 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 만약, 아직 모두 채우지 못한 경우, 디코더는 방향성 MPM 보다 작으면서 가장 가까운 짝수 모드로 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이와 같은 방법으로 디코더는 MPM 모드 +4, -4, +6, -6, …과 같이 리스트를 모두 채울 때까지 2 단위로 더하거나 뺀 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가하면서 반복할 수 있다.
예를 들어, MPM 후보가 2, 37, 0, 1, 45, 36번 예측 모드들로 결정되었다면, 디코더는 SPM 후보 리스트에 디폴트 모드인 0, 50, 18, 66, 1, 34, 65번 예측 모드를 MPM 후보와 동일한지 여부를 확인한 후, 중복되지 않는 예측 모드들을 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이후, 디코더는 4, 38, 46, 38번 예측 모드를 추가할 수 있다. 여전히 SPM 후보 리스트는 모두 채워지지 않았으므로, 순서대로 -2, +4 등을 더하여 최종적으로 50, 18, 66, 34, 65, 4, 38, 46, 36, 44, 6, 40, 48, 64, 42, 32번 예측 모드들을 포함하는 SPM 후보 리스트가 생성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, SPM 인덱스는 문맥 모드 코딩(contex mode coding) 방법으로 부호화 될 수 있고, 주변 블록의 MPM 플래그 및 SPM 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 선택되는 컨텍스트(context)를 이용하여 엔트로피 부호화될 수 있다. 그리고, SPM 인덱스는 고정 길이(Fixed length) 방식 또는 절삭형 단항(Truncated unary) 방식으로 이진화될 수 있다. 만약, 현재 블록이 MPM 및 SPM으로 부호화되지 않은 경우, 나머지 예측 모드 정보 역시 고정 길이(Fixed length) 방식 또는 절삭형 단항(Truncated unary) 방식으로 이진화될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서 제안하는 방법은 최근 논의되는 65가지 예측 모드를 이용하는 인트라 예측뿐만 아니라, 종래의 35가지 예측 모드를 이용하는 인트라 예측에도 동일한 방법으로 적용될 수 있다. 이하에서 구체적으로 설명한다.
일 실시예에서, 디코더는 SPM 후보 리스트의 예측 모드 수가 미리 정해진 특정 개수를 만족하지 않는 경우, MPM 후보 중 방향성(angular) 예측 모드의 예측 방향에 가장 인접한 모드 값을 가지는 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다.
일 예로, 먼저 디코더는 MPM 후보 리스트의 모드들 중에서 방향성 모드와 가장 가까우면서 큰 모드(즉, 예측 모드의 모드 값이 1만큼 큰 모드)로 SPM 후보 리스트를 채울 수 있다. 이후에도 여전히 채워지지 않은 경우, 디코더는 MPM 후보 중 방향성 모드와 가장 가우면서 작은 모드(즉, 예측 모드의 모드 값이 1 만큼 작 모드)을 가지는 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이와 같은 방법으로 디코더는 MPM 후보 리스트 내 방향성 모드의 모드 값에 +2, -2, +3, -3, … 등과 같이 1, 2, 3을 더하거나 뺀 모드들을 SPM 후보 리스트를 모두 채울 때까지 추가할 수 있다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드를 복호화하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 디코더는 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 파싱한다(S1201). 그리고, 디코더는 파싱된 MPM 플래그를 통해 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되었는지 여부를 확인한다(S1202).
상기 확인 결과, 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화된 경우, 디코더는 현재 블록의 주변 블록을 이용하여 MPM 후보 리스트를 구성하고, 구성된 MPM 후보 리스트 중에서 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 지시하는 MPM 인덱스를 파싱한다(S1203).
상기 확인 결과, 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 SPM 플래그를 파싱한다(S1204). 그리고, 디코더는 파싱된 SPM 플래그를 통해 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화되었는지 여부를 확인한다(S1205). 다만, 도 12에 도시된 바와 다르게 MPM 적용 여부와 SPM 적용 여부를 함께 나타내는 신택스 엘리먼트(syntax element)를 파싱할 수도 있으며, 이 경우에는 S1202 단계와 S1204 단계가 동시에 수행될 수 있다.
상기 확인 결과, 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화된 경우, 디코더는 MPM 후보 리스트에 포함된 후보를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 SPM 후보 리스트를 구성하고, 구성된 SPM 후보 리스트 중에서 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 지시하는 SPM 인덱스를 파싱한다(S1206). 이때, 앞서 도 10 및 도 11에서 설명한 방법이 적용될 수 있다.
상기 확인 결과, 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, 디코더는 MPM 후보 및 SPM 후보를 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 지시하는 잔여 예측 모드 인덱스를 파싱한다(S1207).
디코더는 S1203, S1206, S1207 단계에서 파싱한 인덱스에 의해 지시되는 예측 모드를 현재 블록의 예측 모드로 결정하고(S1208), 결정된 예측 모드에 기초하여 인트라 예측을 통해 현재 블록의 예측 블록을 생성한다(S1209).
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 13에서는 설명의 편의를 위해 인트라 예측부를 하나의 블록으로 도시하였으나, 인트라 예측부는 인코더 및/또는 디코더에 포함되는 구성으로 구현될 수 있다.
도 13을 참조하면, 인트라 예측부는 앞서 도 7내지 도 10에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인트라 예측부는 MPM 플래그 복호화부(1301), SPM 플래그 복호화부(1302), SPM 후보 리스트 생성부(1303), SPM 인덱스 복호화부(1304) 및 예측 블록 생성부(1305)를 포함하여 구성될 수 있다.
MPM 플래그 복호화부(1301)는 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화한다. MPM 플래그 복호화부(1301)는 인코더로부터 수신된 비트 스트림으로부터 MPM 플래그를 파싱하여 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되었는지 여부를 확인한다.
상기 확인 결과, 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, SPM 플래그 복호화부(1302)는 현재 블록이 SPM(Secondary Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 SPM 플래그를 복호화한다.
SPM 플래그 복호화부(1302)는 인코더로부터 수신된 비트 스트림으로부터 SPM 플래그를 파싱하여 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화되었는지 여부를 확인한다.
상기 확인 결과, 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화된 경우, SPM 후보 리스트 생성부(1303)는 MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 SPM 후보 리스트를 생성한다.
SPM 후보 리스트 생성부(1303)는 MPM 후보 리스트에는 삽입되지 않았지만 여전히 현재 예측 모드와 동일할 가능성이 높은 예측 모드를 다시 후보 리스트로 구성할 수 있다.
먼저, SPM 후보 리스트 생성부(1303)는 미리 정해진 특정 예측 모드들을 포함하는 디폴트 모드 그룹(default mode group) 중에서 MPM 후보에 포함되지 않는 예측 모드들을 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 여기서, 디폴트 모드 그룹(또는 디폴트 모드)는 우선적으로 고려되는 예측 모드 그룹(또는 예측 모드)을 나타내며, 통계적으로 많이 선택되는 예측 모드들을 포함할 수 있다. 즉, 디폴트 모드 그룹에 포함되는 예측 모드들은 인트라 예측시 선택되는 확률에 따라 결정될 수 있다. 디폴트 모드 그룹(또는 디폴트 모드)는 디폴트 모드 리스트, 기준 모드 그룹, 기준 모드 리스트, 주로 선택되는 모드 리스트(mainly hit modes list)로 지칭될 수 있다.
이후, SPM 후보 리스트 생성부(1303)는 SPM 후보 리스트의 예측 모드 수가 미리 정해진 특정 개수를 만족하지 않는 경우, MPM 후보 중 방향성(angular) 예측 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 즉, SPM 후보 리스트 생성부(1303)는 SPM 후보 리스트에 포함된 예측 모드의 개수가 미리 정해진 전체 개수만큼 채워지지 못한 경우, MPM 후보 리스트에 포함된 방향성 예측 모드의 인접 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다.
일 실시예에서, SPM 후보 리스트 생성부(1303)는 SPM 후보 리스트의 예측 모드 수가 미리 정해진 특정 개수를 만족하지 않는 경우, MPM 후보 중 방향성(angular) 예측 모드의 모드 값에 인접한 짝수 모드 값을 가지는 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 최근 논의 중인 67개의 예측 모드를 이용하는 예측 방법이 적용되는 경우를 가정하면, 짝수 모드 값을 가지는 예측 모드는 앞서 도 6에서 설명한 HEVC에서 이용되는 예측 모드에 대응될 수 있다. 이와 같은 모드는 통계적으로 선택 확률이 높기 때문에, MPM 후보 중 방향성 예측 모드에 인접한 짝수 모드 값을 가지는 예측 모드를 추가함으로써 SPM 부호화 선택 확률을 높이고, 결과적으로 압축 성능을 향상시킬 수 있다.
일 예로, 먼저 SPM 후보 리스트 생성부(1303)는 MPM 후보 리스트의 모드들 중에서 방향성 모드(즉, 예측 모드의 모드 값이 2보다 크거나 같은 모드)와 가장 가깝고 큰 짝수 모드로 SPM 후보 리스트를 채울 수 있다.
이후에도 여전히 채워지지 않은 경우, SPM 후보 리스트 생성부(1303)는 MPM 후보 중 방향성 모드와 가장 가깝고 작은 짝수 모드값을 가지는 예측 모드를 SPM 후보 리스트에 추가할 수 있다. 이와 같은 방법으로 SPM 후보 리스트 생성부(1303)는 MPM 후보 리스트 내 방향성 모드의 모드 값에 +2, -2, +4, -4, +6, -6, … 등과 같이 2, 4, 6을 더하거나 뺀 모드들을 SPM 후보 리스트를 모두 채울 때까지 추가할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 제안하는 방법은 35개 모드를 이용하는 인트라 예측에도 동일하게 적용될 수 있고, 이 경우, MPM 후보 리스트 내 방향성 모드의 모드 값에 +1, -1, +2, -2, +3, -3, … 등과 같이 1, 2, 3을 더하거나 뺀 모드들을 SPM 후보 리스트를 모두 채울 때까지 추가할 수 있다.
SPM 인덱스 복호화부(1304)는 SPM 후보 리스트 내에서 현재 예측 모드를 지시하는 SPM 인덱스(index)를 복호화하고, 예측 블록 생성부(1305)는 현재 예측 모드에 기초하여 현재 블록의 예측 블록을 생성한다. 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화된 경우, SPM 인덱스는 SPM 후보 리스트 중에서 현재 블록의 인트라 예측에 적용되는 예측 모드를 지시할 수 있다. 예측 블록 생성부(1305)는 SPM 인덱스에 의해 결정(또는 유도)되는 예측 모드에 기초하여 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 이용하요 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
도 14를 살펴보면, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 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, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 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 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, 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 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
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 (8)

  1. 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서,
    현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화하는 단계;
    상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, 상기 현재 블록이 SPM(Secondary Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 SPM 플래그를 복호화하는 단계;
    상기 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화된 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 SPM 후보 리스트를 생성하는 단계;
    상기 SPM 후보 리스트 내에서 현재 예측 모드를 지시하는 SPM 인덱스(index)를 복호화하는 단계; 및
    상기 현재 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 SPM 후보 리스트를 생성하는 단계는,
    미리 정해진 특정 예측 모드들을 포함하는 디폴트 모드 그룹(default mode group) 중에서 상기 MPM 후보에 포함되지 않는 예측 모드들을 상기 SPM 후보 리스트에 추가하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 디폴트 모드 그룹에 포함되는 예측 모드들은 인트라 예측시 선택되는 확률에 따라 결정되는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 SPM 후보 리스트를 생성하는 단계는,
    상기 SPM 후보 리스트의 예측 모드 수가 미리 정해진 특정 개수를 만족하지 않는 경우, 상기 MPM 후보 중 방향성(angular) 예측 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드를 상기 SPM 후보 리스트에 추가하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 SPM 후보 리스트를 생성하는 단계는,
    상기 SPM 후보 리스트의 예측 모드 수가 미리 정해진 특정 개수를 만족하지 않는 경우, 상기 MPM 후보 중 방향성(angular) 예측 모드의 모드 값에 인접한 짝수 모드 값을 가지는 예측 모드를 상기 SPM 후보 리스트에 추가하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 SPM 인덱스는 주변 블록의 MPM 플래그 및 SPM 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 선택되는 컨텍스트(context)를 이용하여 엔트로피 부호화되는 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 SPM 인덱스는 고정 길이(Fixed length) 또는 절삭형 단항(Truncated unary) 방법으로 이진화되는 방법.
  8. 인트라 예측(intra prediction) 모드 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서,
    현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 복호화하는 MPM 플래그 복호화부;
    상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화되지 않은 경우, 상기 현재 블록이 SPM(Secondary Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 SPM 플래그를 복호화하는 SPM 플래그 복호화부;
    상기 현재 블록이 SPM을 이용하여 부호화된 경우, MPM 후보(candidate)를 제외한 나머지 예측 모드들을 이용하여 SPM 후보 리스트를 생성하는 SPM 후보 리스트 생성부;
    상기 SPM 후보 리스트 내에서 현재 예측 모드를 지시하는 SPM 인덱스(index)를 복호화하는 SPM 인덱스 복호화부; 및
    상기 현재 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 포함하는 장치.
PCT/KR2018/009392 2017-08-17 2018-08-16 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 WO2019035658A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762546567P 2017-08-17 2017-08-17
US62/546,567 2017-08-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019035658A1 true WO2019035658A1 (ko) 2019-02-21

Family

ID=65362262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/009392 WO2019035658A1 (ko) 2017-08-17 2018-08-16 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019035658A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113767625A (zh) * 2019-03-26 2021-12-07 Lg 电子株式会社 基于mpm列表的帧内预测方法及其设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012078001A2 (ko) * 2010-12-08 2012-06-14 엘지전자 주식회사 인트라 예측 방법과 이를 이용한 부호화 장치 및 복호화 장치
WO2012087035A2 (ko) * 2010-12-21 2012-06-28 한국전자통신연구원 인트라 예측 모드 부호화/복호화 방법 및 그 장치
KR20130002286A (ko) * 2011-06-28 2013-01-07 삼성전자주식회사 인트라 예측을 수반한 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치
KR20130124285A (ko) * 2010-09-30 2013-11-13 파나소닉 주식회사 화상 복호 방법, 화상 부호화 방법, 화상 복호 장치, 화상 부호화 장치, 프로그램 및 집적 회로
KR20170058837A (ko) * 2015-11-19 2017-05-29 한국전자통신연구원 화면내 예측모드 부호화/복호화 방법 및 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130124285A (ko) * 2010-09-30 2013-11-13 파나소닉 주식회사 화상 복호 방법, 화상 부호화 방법, 화상 복호 장치, 화상 부호화 장치, 프로그램 및 집적 회로
WO2012078001A2 (ko) * 2010-12-08 2012-06-14 엘지전자 주식회사 인트라 예측 방법과 이를 이용한 부호화 장치 및 복호화 장치
WO2012087035A2 (ko) * 2010-12-21 2012-06-28 한국전자통신연구원 인트라 예측 모드 부호화/복호화 방법 및 그 장치
KR20130002286A (ko) * 2011-06-28 2013-01-07 삼성전자주식회사 인트라 예측을 수반한 비디오 부호화 방법 및 그 장치, 비디오 복호화 방법 및 그 장치
KR20170058837A (ko) * 2015-11-19 2017-05-29 한국전자통신연구원 화면내 예측모드 부호화/복호화 방법 및 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113767625A (zh) * 2019-03-26 2021-12-07 Lg 电子株式会社 基于mpm列表的帧内预测方法及其设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020071830A1 (ko) 히스토리 기반 움직임 정보를 이용한 영상 코딩 방법 및 그 장치
WO2019190181A1 (ko) 인트라 예측 기반 영상/비디오 코딩 방법 및 그 장치
WO2018236031A1 (ko) 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
WO2020246849A1 (ko) 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
WO2020184991A1 (ko) Ibc 모드를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
WO2020256389A1 (ko) Bdpcm 기반 영상 디코딩 방법 및 그 장치
WO2019017694A1 (ko) 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
WO2018212569A1 (ko) 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
WO2020091213A1 (ko) 영상 코딩 시스템에서 인트라 예측 방법 및 장치
WO2019022537A1 (ko) 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
WO2017065592A1 (ko) 비디오 신호의 인코딩, 디코딩 방법 및 그 장치
WO2021137597A1 (ko) Ols에 대한 dpb 파라미터를 사용하는 영상 디코딩 방법 및 그 장치
WO2021040400A1 (ko) 팔레트 모드 기반 영상 또는 비디오 코딩
WO2020149630A1 (ko) 영상 코딩 시스템에서 cclm 예측 기반 영상 디코딩 방법 및 그 장치
WO2021145728A1 (ko) 인루프 필터링 기반 영상 코딩 장치 및 방법
WO2021040402A1 (ko) 팔레트 코딩 기반 영상 또는 비디오 코딩
WO2020256506A1 (ko) 다중 참조 라인 인트라 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
WO2020060233A1 (ko) 인트라 예측을 수행하는 영상 예측 방법 및 장치
WO2019009620A1 (ko) 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
WO2021034161A1 (ko) 인트라 예측 장치 및 방법
WO2021091256A1 (ko) 영상/비디오 코딩 방법 및 장치
WO2020180043A1 (ko) Lmcs에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
WO2020055208A1 (ko) 인트라 예측을 수행하는 영상 예측 방법 및 장치
WO2019103542A1 (ko) 인트라 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
WO2021145725A1 (ko) 필터링 관련 정보 시그널링 기반 영상 코딩 장치 및 방법

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: 18845690

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18845690

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1