特許 6134761 映像のイントラ予測符号化方法、イントラ予測復号化方法及びその装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6134761

(24)【登録日】2017年4月28日

(45)【発行日】2017年5月24日

(54)【発明の名称】映像のイントラ予測符号化方法、イントラ予測復号化方法及びその装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 19/593 20140101AFI20170515BHJP

【ＦＩ】

   H04N19/593

【請求項の数】2

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2015-203119(P2015-203119)

(22)【出願日】2015年10月14日

(62)【分割の表示】特願2013-519606(P2013-519606)の分割

【原出願日】2011年7月15日

(65)【公開番号】特開2016-40923(P2016-40923A)

(43)【公開日】2016年3月24日

【審査請求日】2015年10月14日

(31)【優先権主張番号】10-2010-0097424

(32)【優先日】2010年10月6日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】61/364,986

(32)【優先日】2010年7月16日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】503447036

【氏名又は名称】サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】ミン，ジョン−ヘ

(72)【発明者】

【氏名】リー，ソン−イル

(72)【発明者】

【氏名】ハン，ウ−ジン

【審査官】 堀井 啓明

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／００２２１４（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２００９−２８４２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２０５２５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２２７８６３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ１９／００−１９／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

映像の復号化方法において、
複数の方向のうち特定方向を指す現在ブロックのイントラ予測モードをビットストリームから獲得する段階と、
前記イントラ予測モードによって前記現在ブロックについてのイントラ予測を行う段階とを含み、
前記特定方向は、水平方向にｄｘ（ｄｘは、整数）及び垂直方向に固定された整数によって指されるか、垂直方向にｄｙ（ｄｙは、整数）及び水平方向に固定された整数によって指され、
前記特定方向を指すｄｘ及びｄｙのうち一つと現在ピクセルの位置に基づいたシフト演算によって前記現在ブロックの左側または上側に位置した周辺ピクセルの位置を決定する段階と、
前記周辺ピクセルの個数が１である時、１つの周辺ピクセルに基づき現在ピクセルの予測値を獲得する段階と、
前記周辺ピクセルの個数が２である時、２つの周辺ピクセルに基づき前記現在ピクセルの予測値を獲得する段階とを含み、
前記ｄｘ、ｄｙは前記現在ブロックのイントラ予測モードによって｛３２、２６、２１、１７、１３、９、５、２、０、−２、−５、−９、−１３、−１７、−２１、−２６｝のうち一つの値を有することを特徴とする映像の復号化方法。

【請求項2】

映像の復号化装置において、
複数の方向のうち特定方向を指す現在ブロックのイントラ予測モードをビットストリームから獲得するエントロピー復号化部と、
前記イントラ予測モードによって前記現在ブロックについてのイントラ予測を行うイントラ予測部とを備え、
前記特定方向は、水平方向にｄｘ（ｄｘは、整数）及び垂直方向に固定された整数によって指されるか、垂直方向にｄｙ（ｄｙは、整数）及び水平方向に固定された整数によって指され、
前記イントラ予測部は、前記特定方向を指すｄｘ及びｄｙのうち一つと現在ピクセルの位置に基づいたシフト演算によって前記現在ブロックの左側または上側に位置した周辺ピクセルの位置を決定し、前記周辺ピクセルの個数が１である時、１つの周辺ピクセルに基づき現在ピクセルの予測値を獲得し、前記周辺ピクセルの個数が２である時、２つの周辺ピクセルに基づき前記現在ピクセルの予測値を獲得し、
前記ｄｘ、ｄｙは前記現在ブロックのイントラ予測モードによって｛３２、２６、２１、１７、１３、９、５、２、０、−２、−５、−９、−１３、−１７、−２１、−２６｝のうち一つの値を有することを特徴とする映像の復号化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、映像の符号化及び復号化に係り、さらに具体的には、多様な方向性を有するイントラ予測モードを利用して映像の圧縮効率を向上させる映像のイントラ予測符号化方法、イントラ予測復号化方法及びその装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＭＰＥＧ（moving picture expert group）−１、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ−４、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ＡＶＣ（advanced video coding）のような映像圧縮方式では、映像を符号化するために、１つのピクチャをマクロブロックに分ける。そして、インター予測及びイントラ予測で利用可能な全ての符号化モードで、それぞれのマクロブロックを符号化した後、マクロブロックの符号化に所要するビット率と、原マクロブロックと復号化されたマクロブロックとの歪曲程度とによって符号化モードを一つ選択し、マクロブロックを符号化する。

【0003】

高解像度または高画質のビデオコンテンツを再生、保存することができるハードウェアの開発及び普及によって、高解像度または高画質のビデオコンテンツを効果的に符号化したり復号化するビデオコーデックの必要性が増大している。既存のビデオコーデックによれば、ビデオは、所定サイズのマクロブロックに基づいて、制限された予測モードによって符号化されている。

【0004】

従来のビデオコーデックによれば、ビデオは、所定サイズのマクロブロックに基づいて、制限された予測モードによって符号化されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、多様な方向性を有するイントラ予測モードを利用する映像のイントラ予測符号化方法、イントラ予測復号化方法及びその装置を提供するものである。

【0006】

本発明はまた、イントラ予測時に遂行される演算量を減少させることができる映像のイントラ予測符号化方法、イントラ予測復号化方法及びその装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態による映像のイントラ予測符号化方法は、現在ピクチャを、所定サイズの少なくとも１つのブロックに分割する段階と、前記現在ブロック内部の各ピクセルを中心に所定の勾配を有する延長線を利用し、以前に復号化された周辺ブロックのピクセルのうち、前記現在ブロック内部の各ピクセルの予測に利用される周辺ブロックのピクセルを決定する段階と、前記決定された周辺ブロックのピクセルを利用し、前記現在ブロック内部の各ピクセルを予測する段階と、を含むことを特徴とする。

【0008】

本発明の一実施形態による映像のイントラ予測復号化方法は、現在ピクチャを、所定サイズの少なくとも１つのブロックに分割する段階と、ビットストリームから、復号化される現在ブロックに適用されたイントラ予測モード情報を抽出する段階と、前記抽出されたイントラ予測モードによって、前記現在ブロックに係わるイントラ予測を行う段階と、を含み、前記イントラ予測モードは、前記現在ブロック内部の各ピクセルを中心に所定の勾配を有する延長線を利用し、以前に復号化された周辺ブロックのピクセルのうち、前記現在ブロック内部の各ピクセルの予測に利用される周辺ブロックのピクセルを決定し、前記決定された周辺ブロックのピクセルを利用し、前記現在ブロック内部の各ピクセルを予測することを特徴とする。

【0009】

本発明の一実施形態による映像のイントラ予測符号化装置は、符号化される現在ブロック内部の各ピクセルを中心に所定の勾配を有する延長線を利用し、以前に復号化された周辺ブロックのピクセルのうち、前記現在ブロック内部の各ピクセルの予測に利用される周辺ブロックのピクセルを決定し、前記決定された周辺ブロックのピクセルを利用し、前記現在ブロック内部の各ピクセルを予測するイントラ予測部を含むことを特徴とする。

【0010】

本発明の一実施形態による映像のイントラ予測復号化装置は、ビットストリームから、復号化される現在ブロックに適用されたイントラ予測モード情報を抽出し、前記抽出されたイントラ予測モードによって、前記現在ブロックに係わるイントラ予測を行うイントラ予測部を含み、前記イントラ予測モードは、前記現在ブロック内部の各ピクセルを中心に所定の勾配を有する延長線を利用し、以前に復号化された周辺ブロックのピクセルのうち、前記現在ブロック内部の各ピクセルの予測に利用される周辺ブロックのピクセルを決定し、前記決定された周辺ブロックのピクセルを利用し、前記現在ブロック内部の各ピクセルを予測することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、多様な方向にイントラ予測を行うことにより、映像の圧縮効率を向上させることができる。

【0012】

また、本発明によれば、イントラ予測時に、参照ピクセル決定のための演算量を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態による映像符号化装置のブロック図である。

【図2】本発明の一実施形態による現在ブロックの大きさによるイントラ予測モードの個数を図示する図面である。

【図3】本発明の一実施形態による所定サイズのブロックに適用されるイントラ予測モードの一例を説明するための図面である。

【図4】図３のイントラ予測モードの方向を示す図面である。

【図5】図３に図示されたブロックに係わるイントラ予測方法を図示した図面である。

【図6】本発明の一実施形態による所定サイズのブロックに適用されるイントラ予測モードの他の例を説明するための図面である。

【図7】本発明の一実施形態による多様な方向性を有するイントラ予測モードを説明するための参照図である。

【図8】本発明の一実施形態によって、所定の勾配を有する延長線が、整数位置の周辺ピクセルではない整数位置周辺ピクセル間を通過する場合、予測子を生成する過程について説明するための参照図である。

【図9】本発明の一実施形態によって、所定の勾配を有する延長線が、整数位置周辺ピクセル間を通過する場合、予測子を生成する実施形態について説明するための他の参照図である。

【図10】本発明の一実施形態による双線形モードについて説明するための参照図である。

【図11】本発明の一実施形態によって、現在ブロックのイントラ予測モードの予測値を生成する過程について説明するための図面である。

【図12】本発明の一実施形態によって、互いに異なる大きさを有するブロック間のイントラ予測モードのマッピング過程について説明するための参照図である。

【図13】本発明の一実施形態によって、互いに異なる大きさを有するブロック間のイントラ予測モードのマッピング過程について説明するための参照図である。

【図14】本発明の一実施形態によって、周辺ブロックのイントラ予測モードを代表イントラ予測モードのうち一つにマッピングする過程について説明するための参照図である。

【図15】本発明の一実施形態によって、（ｄｘ，ｄｙ）の方向性を有する延長線上に位置した周辺ピクセルと、現在ピクセルとの関係について説明するための図面である。

【図16】本発明の一実施形態によって、現在ピクセルの位置によって、（ｄｘ，ｄｙ）の方向性を有する延長線上に位置した周辺ピクセルの変化について説明するための図面である。

【図17】本発明の他の実施形態によって、イントラ予測モード方向を決定する方法について説明するための図面である。

【図18】本発明の他の実施形態によって、イントラ予測モード方向を決定する方法について説明するための図面である。

【図19】本発明の一実施形態による映像のイントラ予測符号化方法を示したフローチャートである。

【図20】本発明の一実施形態による映像復号化装置を示したブロック図である。

【図21】本発明の一実施形態による映像のイントラ予測復号化方法を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付された図面を参照し、本発明の望ましい実施形態による映像のイントラ予測符号化、イントラ予測復号化の装置及びその方法について説明する。

【0015】

図１は、本発明の一実施形態による映像符号化装置のブロック図を示したものである。図１を参照すれば、映像符号化装置１００は、イントラ予測部１１０、動き推定部１２０、動き補償部１２５、周波数変換部１３０、量子化部１４０、エントロピ符号化部１５０、逆量子化部１６０、周波数逆変換部１７０、デブロッキング部１８０及びループ・フィルタリング部１９０を具備する。

【0016】

動き推定部１２０及び動き補償部１２５は、現在ピクチャを分割した所定サイズのブロックの予測値を、参照ピクチャで探索するインター予測を行う。

【0017】

イントラ予測部１１０は、現在ブロックの予測値を、現在ピクチャの周辺ブロックのピクセルを利用して求めるイントラ予測を行う。特に、本発明の一実施形態によるイントラ予測部１１０は、従来技術によるイントラ予測モード以外に、（ｄｘ，ｄｙ）パラメタを利用した多様な方向性を有するイントラ予測モードを付加的に遂行する。本発明の一実施形態によって、付加するイントラ予測モードについては後述する。

【0018】

イントラ予測部１１０、動き補償部１２５から出力された予測値に基づいて、現在ブロックの残差値が生成され、生成された残差値は、周波数変換部１３０及び量子化部１４０を経て、量子化された変換係数として出力される。

【0019】

量子化された変換係数は、逆量子化部１６０、周波数逆変換部１７０を介して、再び残差値に復元され、復元された残差値は、デブロッキング部１８０及びループ・フィルタリング部１９０を経て後処理され、参照フレーム１９５として出力される。量子化された変換係数は、エントロピ符号化部１５０を経て、ビットストリーム１５５として出力される。

【0020】

以下、図１のイントラ予測部１１０で行われるイントラ予測について具体的に説明する。本発明について説明するにおいて、１６ｘ１６サイズのマクロブロックを基準に符号化を行うＨ．２６４のような従来技術によるコーデックに限定されるものではなく、１６ｘ１６サイズより大きいか、あるいは小さいブロック単位を符号化単位にして圧縮符号化を行うことができるコーデックを仮定し、映像の圧縮効率を向上させるためのイントラ予測方法を記述する。

【0021】

図２は、本発明の一実施形態による現在ブロックの大きさによるイントラ予測モードの個数を図示する。

【0022】

本発明の一実施形態によれば、ブロックの大きさによってブロックに適用するイントラ予測モードの個数を多様に設定することができる。一例として、図２を参照すれば、イントラ予測されるブロックの大きさをＮｘＮとするとき、２ｘ２，４ｘ４，８ｘ８，１６ｘ１６，３２ｘ３２，６４ｘ６４，１２８ｘ１２８サイズのブロックそれぞれについて実際遂行されるイントラ予測モードの個数は、それぞれ５，９，９，１７，３３，５，５個（Example ２の場合）に設定される。このように、ブロックの大きさによって、実際遂行されるイントラ予測モードの個数を差別化する理由は、ブロックの大きさによって、予測モード情報を符号化するためのオーバーヘッドが異なるからである。換言すれば、小サイズブロックの場合、全体映像で占める部分が小さいにもかかわらず、このような小ブロックの予測モードなどの付加情報を伝送するためのオーバーヘッドが増加することがある。従って、小ブロックを過度に多くの予測モードで符号化する場合、ビット量が増加し、圧縮効率が低下することがある。また、大サイズを有するブロック、例えば、６４ｘ６４以上の大きさを有するブロックは、一般的に、映像の平坦な領域で選択される場合が多いので、このような平坦な領域を符号化するのに多く選択される大サイズのブロックを過度に多くの予測モードで符号化することも、圧縮効率側面で非効率的である。

【0023】

従って、本発明の一実施形態によれば、ブロックがＮ１ｘＮ１（２≦Ｎ１≦８、Ｎ１は整数）、Ｎ２ｘＮ２（１６≦Ｎ２≦３２、Ｎ２は整数）、Ｎ３ｘＮ３（６４≦Ｎ３、Ｎ３は整数）の少なくとも３種の大きさに大別され、Ｎ１ｘＮ１サイズを有するブロックごとに遂行されるイントラ予測モードの個数をＡ１（Ａ１は、正の整数）、Ｎ２ｘＮ２サイズを有するブロックごとに遂行されるイントラ予測モードの個数をＡ２（Ａ２は、正の整数）、Ｎ３ｘＮ３サイズを有するブロックごとに遂行されるイントラ予測モードの個数をＡ３（Ａ３は正の整数）とするとき、Ａ３≦Ａ１≦Ａ２の関係を満足するように、各ブロックの大きさによって遂行されるイントラ予測モードの個数を設定することが望ましい。すなわち、現在ピクチャが、小サイズのブロック、中間サイズのブロック、大サイズのブロックに大別されるとき、中間サイズの符号化単位が最も多数の予測モードを有し、小サイズのブロック及び大サイズのブロックは、相対的にさらに少ない数の予測モードを有するように設定することが望ましい。ただし、ここに限定されるものではなく、小サイズ及び大サイズのブロックについても、さらに多数の予測モードを有するように設定することもできるであろう。図２に図示された各ブロックの大きさによる予測モードの個数は、一実施形態に過ぎず、各ブロックの大きさによる予測モードの個数は、変更されるものである。

【0024】

図３は、本発明の一実施形態による所定サイズのブロックに適用されるイントラ予測モードの一例について説明するための図面である。

【0025】

図２及び図３を参照すれば、一例として、４×４サイズを有するブロックのイントラ予測時に、垂直（vertical）モード（モード０）、水平（horizontal）モード（モード１）、ＤＣ（direct current）モード（モード２）、対角線左側（diagonal down-left）モード（モード３）、対角線右側（diagonal down-right）モード（モード４）、垂直右側（vertical−right）モード（モード５）、水平下側（horizontal−down）モード（モード６）、垂直左側（vertical−left）モード（モード７）及び水平上側（horizontal−up）モード（モード８）を有することができる。

【0026】

図４は、図３のイントラ予測モードの方向を示す図面である。図４で、矢印の先端にある数字は、その方向に予測を行う場合の当該モード値を示す。ここで、モード２は、方向性のないＤＣ予測モードであって、図示されていない。

【0027】

図５は、図３に図示されたブロックに係わるイントラ予測方法を図示した図面である。図５を参照すれば、ブロックの大きさによって決定された利用可能なイントラ予測モードによって、現在ブロックの周辺ピクセルであるＡ〜Ｍを利用して予測ブロックを生成する。例えば、図３のモード０、すなわち、垂直モードによって、４×４サイズの現在ブロックを予測符号化する動作について説明する。まず、４×４サイズの現在ブロックの上側に隣接したピクセルＡないしＤのピクセル値を、４×４現在ブロックのピクセル値と予測する。すなわち、ピクセルＡの値を、４×４現在ブロックの最初の列に含まれた４個のピクセル値、ピクセルＢの値を、４×４現在ブロックの２列目に含まれた４個のピクセル値、ピクセルＣの値を、４×４現在ブロックの３列目に含まれた４個のピクセル値、ピクセルＤの値を、４×４現在ブロックの４列目に含まれた４個のピクセル値と予測する。次に、ピクセルＡないしＤを利用して予測された４×４現在ブロックと、本来の４×４現在ブロックとに含まれたピクセル値とを減算して残差を求めた後、その残差を符号化する。

【0028】

図６は、本発明の一実施形態による所定サイズのブロックに適用されるイントラ予測モードの他の例について説明するための図面である。

【0029】

図２及び図６を参照すれば、一例として、２×２サイズまたは１２８ｘ１２８サイズを有するブロックのイントラ予測時に、垂直（vertical）モード、水平（horizontal）モード、ＤＣ（direct current）モード、プレーン（plane）モード及び対角線右側（diagonal down−right）モードの全５個のモードが利用される。

【0030】

一方、図２に図示されたように、３２ｘ３２サイズを有する符号化単位が、３３個のイントラ予測モードを有するとするとき、３３個のイントラ予測モードの方向を設定する必要がある。本発明の一実施形態では、図４及び図６に図示されたようなイントラ予測モード以外に、多様な方向のイントラ予測モードを設定するために、ブロック内の各ピクセルを中心に、参照ピクセルとして利用される周辺ピクセルを選択するための予測方向を、ｄｘ，ｄｙパラメータを利用して設定する。一例として、３３個の予測モードをそれぞれmode Ｎ（Ｎは、０から３２までの整数）と定義するとき、mode ０は、垂直モード、mode １は、水平モード、mode ２は、ＤＣモード、mode ３は、プレーンモードに設定し、mode ４〜mode ３１それぞれは、次の表１に表記したような（１，−１）、（１，１）、（１，２）、（２，１）、（１，−２）、（２，１）、（１，−２）、（２，−１）、（２，−１１）、（５，−７）、（１０，−７）、（１１，３）、（４，３）、（１，１１）、（１，−１）、（１２，−３）、（１，−１１）、（１，−７）、（３，−１０）、（５，−６）、（７，−６）、（７，−４）、（１１，１）、（６，１）、（８，３）、（５，３）、（５，７）、（２，７）、（５，−７）、（４，−３）のうち１つの値に表現される（ｄｘ，ｄｙ）を利用し、ｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の方向性を有する延長性を利用した予測モードで定義する。

【0031】

【表1】

最後のmode ３２は、図１０を利用して説明するように、双線形（bilinear）補間を利用する双線形モードに設定される。

【0032】

図７ないし図９は、本発明の一実施形態による多様な方向性を有するイントラ予測モードについて説明するための参照図である。

【0033】

表１を参照して説明したように、本発明の一実施形態によるイントラ予測モードは、複数個の（ｄｘ，ｄｙ）パラメータを利用し、ｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の多様な方向性を有することができる。

【0034】

図７を参照すれば、現在ブロック内部の予測しようとする現在ピクセルＰを中心に、表１に表記したモード別（ｄｘ，ｄｙ）の値によって決まるｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の勾配を有する延長線７００上に位置した周辺ピクセルＡ，Ｂを、現在ピクセルＰの予測子として利用する。このとき、予測子として利用される周辺ピクセルは、以前に符号化されて復元された、現在ブロックの上側、左側、右上側及び左下側に位置した周辺ブロックのピクセルであることが望ましい。また、延長線７００が、整数位置の周辺ピクセルではない整数位置周辺ピクセル間を通過する場合、延長線７００に近い周辺ピクセルのうち、現在ピクセルＰにさらに近い周辺ピクセルを予測子として利用したり、あるいは、延長線７００に近い周辺ピクセルを利用して、予測を行うことができる。例えば、延長線７００に近い周辺ピクセルの平均値、または延長線７００の交差点間の距離を考慮した加重平均値を、現在ピクセルＰの予測子として利用することができる。また、図７に図示されたように、周辺ピクセルＡ，Ｂのように、予測方向に沿って利用可能なｘ軸上の周辺ピクセル、及びｙ軸上の周辺ピクセルのうち、いずれのピクセルを利用するかということは、ブロック単位別にシグナリングすることができる。

【0035】

図８は、本発明の一実施形態による所定の勾配を有する延長線が、整数位置の周辺ピクセルではない整数位置周辺ピクセル間を通過する場合、予測子を生成する過程について説明するための参照図である。

【0036】

図８を参照すれば、モード別（ｄｘ，ｄｙ）の値によって定められるｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の角度を有する延長線８００が、整数ピクセル位置の周辺ピクセルＡ ８１０及びＢ ８２０間を通過する場合、前述のように、延長線８００に近い周辺ピクセルＡ ８１０及びＢ ８２０と延長線８００の交差点までの距離を考慮した加重平均値を、現在ピクセルＰの予測子として利用することができる。例えば、ｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の角度を有する延長線８００の交差点と、周辺ピクセルＡ ８１０との距離をｆ、交差点と、周辺ピクセルＢ ８２０との距離をｇとすれば、現在ピクセルＰの予測子は、（Ａ＊ｇ＋Ｂ＊ｆ）／（ｆ＋ｇ）のように獲得される。ここで、ｆ及びｇは、整数に正規化された距離であることが望ましい。実際、ソフトウェアやハードウェアで具現するときに、現在ピクセルＰの予測子は、（ｇ＊Ａ＋ｆ＊Ｂ＋２）＞＞２のように、シフト演算を介して具現される。図８に図示されたように、延長線８００が、整数ピクセル位置の周辺ピクセルＡ ８１０と、周辺ピクセルＢ ８２０との間を４等分した地点のうち、周辺ピクセルＡ ８１０と近い１／４位置を通る場合、現在ピクセルＰの予測子は、（３＊Ａ＋Ｂ）／４のように獲得される。かような演算は、（３＊Ａ＋Ｂ＋２）＞＞２のように、四捨五入過程を考慮したシフト演算を介して具現されるのである。

【0037】

図９は、本発明の一実施形態によって、所定の勾配を有する延長線が、整数位置周辺ピクセル間を通過する場合、予測子を生成する実施形態について説明するための他の参照図である。

【0038】

図９を参照すれば、モード別（ｄｘ，ｄｙ）の値によって決まるｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の角度を有する延長線が、整数ピクセル位置の周辺ピクセルＡ ９１０及びＢ ９２０間を通過する場合、周辺ピクセルＡ ９１０及び周辺ピクセルＢ ９２０間の区間を所定個数で分割し、各分割された領域別に、周辺ピクセルＡ ９１０及び周辺ピクセルＢ ９２０と交差点との距離を考慮した加重平均値を予測値として利用することができる。例えば、周辺ピクセルＡ ９１０及び周辺ピクセルＢ ９２０間の区間を、図示されたように、５個の区間Ｐ１ないしＰ５に分離し、各区間別に、周辺ピクセルＡ ９１０及び周辺ピクセルＢ ９２０と交差地点との距離を考慮した代表加重平均値を決定し、かような代表加重平均値を、現在ピクセルＰの予測子として利用することができる。具体的には、延長線が区間Ｐ１を通過する場合、現在ピクセルＰの予測子として、周辺ピクセルＡ ９１０の値を決定することができる。延長線が区間Ｐ２を通過する場合、区間Ｐ２の中間地点と、周辺ピクセルＡ ９１０及び周辺ピクセルＢ ９２０との距離を考慮した加重平均値である（３＊Ａ＋１＊Ｂ＋２）＞＞２を、現在ピクセルの予測子として決定することができる。延長線が区間Ｐ３を通過する場合、区間Ｐ３の中間地点と、周辺ピクセルＡ ９１０及び周辺ピクセルＢ ９２０との距離を考慮した加重平均値である（２＊Ａ＋２＊Ｂ＋２）＞＞２を、現在ピクセルの予測子として決定することができる。延長線が区間Ｐ４を通過する場、合区間Ｐ４の中間地点と、周辺ピクセルＡ ９１０及び周辺ピクセルＢ ９２０との距離を考慮した加重平均値である（１＊Ａ＋３＊Ｂ＋２）＞＞２を現在ピクセルの予測子として決定することができる。延長線が区間Ｐ５を通過する場合、現在ピクセルの予測子として、周辺ピクセルＢ ９２０の値を決定することができる。

【0039】

また、前述の図７に図示されたように、延長線と出合う上側の周辺ピクセルＡ及び左側の周辺ピクセルＢの２つの周辺ピクセルが存在する場合、上側の周辺ピクセルＡ及び左側の周辺ピクセルＢの平均値を、現在ピクセルＰの予測子として利用したり、またはｄｘ＊ｄｙ値が正の数である場合には、上側の周辺ピクセルＡを利用し、ｄｘ＊ｄｙ値が負数である場合には、左側の周辺ピクセルＢを利用することができる。

【0040】

表１に表記したような多様な方向性を有するイントラ予測モードは、符号化端と復号化端とであらかじめ設定され、各ブロックごとに設定されたイントラ予測モードの当該インデックスだけが伝送されるようにすることが望ましい。

【0041】

図１０は、本発明の一実施形態による双線形モードについて説明するための参照図である。図１０を参照すれば、双線形（bilinear）モードは、現在ブロック内部の予測しようとする現在ピクセルＰを中心に、現在ピクセルＰ及びその上下左右境界のピクセル値、現在ピクセルＰの上下左右境界までの距離を考慮した幾何平均値を計算し、その結果値を現在ピクセルＰの予測子として利用するものである。すなわち、双線形モードでは、現在ピクセルＰの予測子として、現在ピクセルＰの上下左右境界に位置したピクセルＡ １０６１、ピクセルＢ １００２、ピクセルＤ １００６及びピクセルＥ １００７から、現在ピクセルＰの上下左右境界までの距離の幾何平均値を利用する。このとき、双線形モードも、イントラ予測モードのうち一つであるので、予測時の参照ピクセルとして、以前に符号化された後で復元された上側と左側との周辺ピクセルを利用しなければならない。従って、ピクセルＡ １０６１及びピクセルＢ １００２として、現在ブロック内部の当該ピクセル値をそのまま利用するのではなく、上側及び左側の周辺ピクセルを利用して生成された仮想のピクセル値を利用する。

【0042】

具体的には、まず、次の数式（１）のように、現在ブロックに隣接した上側最右側の周辺ピクセル（RightupPixel）１００４及び左側最下側の周辺ピクセル（LeftDownPixel）１００５の平均値を計算することにより、現在ブロックの右側最下端位置の仮想のピクセルＣ １００３を計算する。

【0043】

【数1】

数式（１）は、シフト演算を利用して、次の数式Ｃ＝０．５（LeftDownPixel＋RightupPixel＋１）＞＞１のように計算される。

【0044】

次に、現在ピクセルＰの左側境界までの距離（Ｗ１）及び右側境界までの距離（Ｗ２）を考慮し、現在ピクセルＰを下端に延長させたとき、最下側境目に位置する仮想のピクセルＡ １０６１の値は、距離（Ｗ１，Ｗ２）を考慮し、左側最下側の周辺ピクセル（LeftDownPixel）１００５と、ピクセルＣ １００３との平均値を利用して設定される。一例として、ピクセルＡ １０６１の値は、次の数式（２）のうちいずれか一つに計算される。

【0045】

【数2】

数式（２）で、（Ｗ１＋Ｗ２）が２＾ｎのように、２の指数乗の値を有する場合、Ａ＝（Ｃ＊Ｗ１＋LeftDownPixel＊Ｗ２＋（（Ｗ１＋Ｗ２）／２））／（Ｗ１＋Ｗ２）は、Ａ＝（Ｃ＊Ｗ１＋LeftDownPixel＊Ｗ２＋２＾（ｎ−１））＞＞ｎのようにシフト演算を介して、除法演算なしに計算される。

【0046】

同様に、現在ピクセルＰの上側境界までの距離（ｈ１）、及び下側境界までの距離（ｈ２）を考慮し、現在ピクセルＰを右側に延長させたとき、最右側境目に位置する仮想のピクセルＢ １００２の値は、距離（ｈ１，ｈ２）を考慮し、上側最右側の周辺ピクセル（RightupPixel）１００４と、ピクセルＣ １００３との平均値を利用して設定される。一例として、ピクセルＢ １００２の値は、次の数式（３）のうちいずれか一つに計算される。

【0047】

【数3】

数式（３）で、（ｈ１＋ｈ２）が、２＾ｍのように、２の指数乗の値を有する場合、Ｂ＝（Ｃ＊ｈ１＋RightupPixel＊ｈ２＋（（ｈ１＋ｈ２）／２））／（ｈ１＋ｈ２）は、Ｂ＝（Ｃ＊ｈ１＋RightupPixel＊ｈ２＋２＾（ｍ−１））＞＞ｍのように、シフト演算を介して除法演算なしに計算される。

【0048】

数式（１）ないし（３）を利用して、現在ピクセルＰ １０６０の下側境界線上の仮想のピクセルＡ １０６１及び右側境界線上の仮想のピクセルＢ １００２の値が決定されれば、（Ａ＋Ｂ＋Ｄ＋Ｅ）の平均値を利用して、現在ピクセルＰ １０６０の予測子を決定することができる。具体的には、現在ピクセルＰ １０６０の予測子として、前述の（Ａ＋Ｂ＋Ｄ＋Ｅ）の平均値を利用したり、あるいは現在ピクセルＰ １０６０と、仮想のピクセルＡ １０６１、仮想のピクセルＢ １００２、ピクセルＤ １００６及びピクセルＥ １００７との距離を考慮した加重平均値を利用することができる。例えば、図１０で、ブロックサイズが１６ｘ１６であるというとき、加重平均値を利用する場合、現在ピクセルＰの予測子は、（ｈ１＊Ａ＋ｈ２＊Ｄ＋Ｗ１＊Ｂ＋Ｗ２＊Ｅ＋１６）＞＞５のように獲得される。かような双線形予測過程は、現在ブロック内部の全てのピクセルについて適用され、双線形予測モードによる現在ブロックの予測ブロックが生成される。

【0049】

本発明の一実施形態によれば、ブロックの大きさによって多様に設定されたイントラ予測モードによって予測符号化を行うことにより、映像の特性によって、さらに効率的な圧縮が可能になる。

【0050】

一方、本発明の一実施形態によれば、従来コーデックで利用されるイントラ予測モードの個数に比べ、多い個数のイントラ予測モードを利用するから、従来コーデックと互換性が問題になることがある。従って、本発明の一実施形態によって、利用可能な多様な方向のイントラ予測モードを、さらに少数のイントラ予測モードのうち一つとマッピングさせる必要がある。すなわち、現在ブロックの利用可能なイントラ予測モードの個数を、Ｎ１（Ｎ１は整数）とするとき、現在ブロックの利用可能なイントラ予測モードと異なるＮ２（Ｎ２は整数）個のイントラ予測モードを有するブロックとのイントラ予測モードの互換のために、現在ブロックのイントラ予測モードを、Ｎ２個のイントラ予測モードのうち、最も類似した方向のイントラ予測モードにマッピングすることができる。例えば、現在ブロックについて説明した表１のように、全３３個のイントラ予測モードが利用可能であり、現在ブロックに最終的に適用されたイントラ予測モードは、mode １４、すなわち、（ｄｘ，ｄｙ）＝（４，３）の場合であり、ｔａｎ^−１（３／４）≒３６．８７（°）の方向性を有すると仮定する。この場合、現在ブロックに適用されたイントラ予測モードを、図４に図示されたような９個のイントラ予測モードのうち一つにマッチングさせるために、３６．８７（°）の方向性と最も類似した方向を有するmode ４（down_right）モードが選択される。すなわち、表１のmode １４は、図４に図示されたmode ４にマッピングされる。同様に、現在ブロックに適用されたイントラ予測モードが、表１の全３３個の利用可能なイントラ予測モードのうち、mode １５、すなわち、（ｄｘ，ｄｙ）＝（１，１１）である場合に選択されれば、現在ブロックに適用されたイントラ予測モードの方向性は、ｔａｎ^−１（１１）≒８４。８０（°）を有するので、かような方向性と最も類似した図４のmode ０（vertical）モードにマッピングされる。

【0051】

一方、イントラ予測を介して符号化されたブロックを復号化するためには、現在ブロックがいかなるイントラ予測モードを介して符号化されたに係わる予測モード情報が必要である。従って、映像の符号化時に、現在ブロックのイントラ予測モードについての情報をビットストリームに付加するが、各ブロックごとに、イントラ予測モード情報をそのままビットストリームに付加する場合、オーバーヘッドが増加して圧縮効率が低下してしまう。従って、現在ブロックの符号化の結果として決定されたイントラ予測モードについての情報がそのまま伝送されるのではなく、周辺ブロックから予測されたイントラ予測モードの予測値と、実際イントラ予測モード値との差値だけが伝送される。

【0052】

本発明の一実施形態によって、多様な方向のイントラ予測モードを利用する場合、ブロックの大きさによって利用可能なイントラ予測モードの個数に違いがある。従って、現在ブロックのイントラ予測モードを予測するためには、まず、周辺ブロックのイントラ予測モードを代表イントラ予測モードにマッピングさせる必要がある。ここで、代表イントラ予測モードは、利用可能な周辺ブロックのイントラ予測モードのうち、さらに少ない個数のイントラ予測モードであるか、図１４に図示される９個のイントラ予測モードであることが望ましい。

【0053】

図１１は、本発明の一実施形態によって、現在ブロックのイントラ予測モードの予測値を生成する過程について説明するための図面である。図１１を参照すれば、現在ブロックをＡ １１０とするとき、現在ブロックＡ１１０のイントラ予測モードは、周辺ブロックで決定されたイントラ予測モードから予測される。例えば、現在ブロックＡ １１０の左側ブロックＢ １１１の決定されたイントラ予測モードがmode ３であり、上側ブロックＣ １１２のイントラ予測モードがmode ４とすれば、現在ブロックＡ１１０のイントラ予測モードは、上側ブロックＣ １１２及び左側ブロックＢ １１１の予測モードのうち、小さい値を有するmode ３で予測される。もし現在ブロックＡ１１０に係わる実際イントラ予測符号化の結果として決定されたイントラ予測モードがmode ４であるならば、イントラ予測モード情報として、周辺ブロックＢ，Ｃから予測されたイントラ予測モードの値であるmode ３との差である１のみを伝送し、復号化時に、前述のところと同一な方法で、現在ブロックのイントラ予測モードの予測値を生成し、ビットストリームを介して伝送されたモード差値を、イントラ予測モードの予測値に加算し、現在ブロックに実際適用されたイントラ予測モード情報を獲得することができる。前述の説明では、現在ブロックの上側及び左側に位置した周辺ブロックのみを利用することを中心に説明したが、それ以外にも、図１１のＥ及びＤのような他の周辺ブロックを利用して、現在ブロックＡ １１０のイントラ予測モードを予測することができるであろう。

【0054】

一方、ブロックの大きさによって実際遂行されるイントラ予測モードが異なるために、周辺ブロックから予測されたイントラ予測モードは、現在ブロックのイントラ予測モードとマッチングされないこともある。従って、互いに異なる大きさを有する周辺ブロックから、現在ブロックのイントラ予測モードを予測するためには、互いに異なるイントラ予測モードを有するブロック間のイントラ予測モードを統一させるマッピング（mapping）過程が必要である。

【0055】

図１２及び図１３は、本発明の一実施形態によって、互いに異なる大きさを有するブロック間のイントラ予測モードのマッピング過程について説明するための参照図である。

【0056】

図１２を参照すれば、現在ブロックＡ １２０は、１６ｘ１６サイズ、左側ブロックＢ １２１は、８ｘ８サイズ、上側ブロックＣ １２２は、４ｘ４の大きさを有すると仮定する。また、前述の図２の第１例のように、４ｘ４，８ｘ８，１６ｘ１６サイズのブロックとして利用可能なイントラ予測モードの個数が、それぞれ９，９，３３個と差があると仮定する。この場合、左側ブロックＢ １２１及び上側ブロックＣ １２２として利用可能なイントラ予測モードと、現在ブロックＡ １２０として利用可能なイントラ予測モードは異なるので、左側ブロックＢ １２１及び上側ブロックＣ １２２から予測されたイントラ予測モードは、現在ブロックＡ １２０のイントラ予測モードの予測値として利用するのに適していない。従って、本発明の一実施形態によれば、周辺ブロックＢ １２１及び周辺ブロックＣ １２２のイントラ予測モードを、図１４に図示されたような所定個数の代表イントラ予測モードのうち、最も類似した方向の第１代表イントラ予測モード及び第２代表イントラ予測モードにそれぞれ変更し、第１代表イントラ予測モード及び第２代表イントラ予測モードのうち、さらに小さいモード値を有するものを最終的な代表イントラ予測モードとして選択する。そして、現在ブロックＡ １２０の大きさによって利用可能なイントラ予測モードのうち選択された最終代表イントラ予測モードと最も類似した方向を有するイントラ予測モードを、現在ブロックＡ １２０のイントラ予測モードとして予測する。

【0057】

他の例として、図１３を参照すれば、現在ブロックＡ１３０は、１６ｘ１６サイズ、左側ブロックＢ １３３は、３２ｘ３２サイズ、上側ブロックＣ １３２は、８ｘ８サイズを有すると仮定する。また、前述の図２の第１例のように、８ｘ８，１６ｘ１６，３２ｘ３２サイズのブロックとして利用可能なイントラ予測モードの個数が、それぞれ９，９，３３個と差があると仮定する。また、左側ブロックＢ １３３のイントラ予測モードをmode ４、上側ブロックＣ １３２のイントラ予測モードをmode ３１と仮定する。この場合、左側ブロックＢ １３３と、上側ブロックＣ １３２のイントラ予測モードは、互換されないので、左側ブロックＢ １３３と上側ブロックＣ １３２とのイントラ予測モードを、それぞれ図１４に図示されたような代表イントラ予測モードのうち一つにマッピングする。表１に記載したように、左側ブロックＢ １３３のイントラ予測モードであるmode ３１は、（ｄｘ，ｄｙ）＝（４，−３）の方向性を有するので、左側ブロックＢ １３３のイントラ予測モードmode ３１は、図１４の代表イントラ予測モードのうち、ｔａｎ^−１（−３／４）と最も類似した方向性を有するmode ５にマッピングされ、上側ブロックＣ １３２のイントラ予測モードであるmode ４は、図１４の代表イントラ予測モードのうち、mode ４と同一の方向性を有するので、そのままmode ４にマッピングされる。

【0058】

次に、左側ブロックＢ １３３のマッピングされたイントラ予測モードmode ５と、上側ブロックＣ １３２のマッピングされたイントラ予測モードmode ４とのうち、さらに小さいモード値を有するmode ４が、現在ブロックＡ１３０のイントラ予測モードの予測値として決定され、現在ブロックＡ１３０の実際イントラ予測モードと、予測されたイントラ予測モードとのモード差値だけが、現在ブロックＡ１３０の予測モード情報として符号化される。

【0059】

図１４は、本発明の一実施形態によって、周辺ブロックのイントラ予測モードを代表イントラ予測モードのうち一つにマッピングする過程について説明するための参照図である。図１４では、代表イントラ予測モードとして、垂直モード、水平モード、ＤＣ（direct current）モード、対角線左側モード、対角線右側モード、垂直右側モード、垂直左側モード、水平上側モード及び水平下側モードが設定された場合を図示している。しかし、代表イントラ予測モードは、図示されたところに限定されるものではなく、多様な個数の方向性を有するように設定される。

【0060】

図１４を参照すれば、あらかじめ所定個数の代表イントラ予測モードを設定し、周辺ブロックのイントラ予測モードを最も類似した方向の代表イントラ予測モードにマッピングする。例えば、周辺ブロックの決定されたイントラ予測モードが、MODE＿Ａ １４０と図示された方向性を有せば、周辺ブロックのイントラ予測モードMODE＿Ａ １４０は、９個のあらかじめ設定された代表イントラ予測モード１ないし９のうち、最も類似した方向を有するMODE １にマッピングされる。もし周辺ブロックの決定されたイントラ予測モードが、MODE＿Ｂ １４１と図示された方向性を有せば、周辺ブロックのイントラ予測モードMODE＿Ｂ １４１は、９個のあらかじめ設定された代表イントラ予測モード１ないし９のうち、最も類似した方向を有するMODE ５にマッピングされる。

【0061】

このように、周辺ブロックの利用可能なイントラ予測モードが一致しない場合、周辺ブロックの各イントラ予測モードを代表イントラ予測モードにマッピングした後、周辺ブロックのマッピングされたイントラ予測モードのうち、最も小さいモード値を有するイントラ予測モードが、最終的な周辺ブロックの代表イントラ予測モードとして選択される。このように、さらに小さいモード値を有する代表イントラ予測モードを選択する理由は、一般的にさらに頻繁に発生するイントラ予測モードで、さらに小さいモード値が設定されているからである。すなわち、周辺ブロックから、互いに異なるイントラ予測モードが予測された場合、さらに小さいモード値を有するイントラ予測モードがさらに発生確率が高い予測モードであるので、互いに異なる予測モードが競合する場合、現在ブロックの予測モードの予測子として、さらに小さいモード値を有する予測モードを選択することが望ましい。

【0062】

周辺ブロックから、代表イントラ予測モードが選択されても、代表イントラ予測モードを、現在ブロックのイントラ予測モードの予測子としてそのまま利用することができない場合がある。例えば、前述の図１２のように、現在ブロックＡ １２０が、３３個のイントラ予測モードを有し、代表イントラ予測モードが、ただ９個のイントラ予測モードを有するならば、代表イントラ予測モードに対応する現在ブロックＡ １２０のイントラ予測モードは存在しない。かような場合、前述の周辺ブロックのイントラ予測モードを代表イントラ予測モードにマッピングするところと同様に、現在ブロックの大きさによる利用可能なイントラ予測モードのうち、周辺ブロックから決定された代表イントラ予測モードと最も類似した方向を有するイントラ予測モードを、現在ブロックのイントラ予測モード予測子として最終的に選択することができる。例えば、図１４で、周辺ブロックから最終的に選択された代表イントラ予測モードがmode ６であるとするなら、現在ブロックの大きさによって利用可能なイントラ予測モードのうち、mode ６と最も類似した方向性を有するイントラ予測モードが、現在ブロックのイントラ予測モードの予測子として最終選択される。

【0063】

一方、前述の図７を参照して説明したように、延長線７００に位置したり、あるいは延長線７００に近い周辺ピクセルを利用して、現在ピクセルＰの予測子を生成する場合、延長線７００は、実際にｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の方向性を有するが、かような方向性を計算するためには、（ｄｙ／ｄｘ）の除法演算が必要であるために、ハードウェアやソフトウェアで具現するとき、小数点演算を含むことがあり、演算量を増加させる要因になる。従って、本発明の一実施形態によれば、前述の表１に記載したところと同様に、参照ピクセルとして利用される周辺ピクセルを選択するための予測方向を、ｄｘ，ｄｙパラメータを利用して設定するとき、演算量を減少させることができるように、ｄｘ，ｄｙの値を設定することが望ましい。

【0064】

図１５は、本発明の一実施形態によって、（ｄｘ，ｄｙ）の方向性を有する延長線上に位置した周辺ピクセルと、現在ピクセルとの関係について説明するための図面である。

【0065】

図１５を参照すれば、現在ブロックの上側境界を基準に、ｉ（ｉは整数）番目、左側境界を基準に、ｊ（ｊは整数）番目の現在ピクセルＰ １５１０の位置を、Ｐ（ｊ，ｉ）、現在ピクセルＰ １５１０を通過するｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の方向性、すなわち、勾配を有する延長線上に位置した上側周辺ピクセルをＡ １５２０、左側周辺ピクセルをＢ １５３０と定義する。また、上側周辺ピクセルの位置を、座標平面上のｘ軸に該当させ、左側周辺ピクセルの位置を、座標平面上のｙ軸に該当させると仮定するとき、三角比を利用して、延長線と出合う上側周辺ピクセルＡ １５２０は、（ｊ＋ｉ＊ｄｘ／ｄｙ，０）上、左側周辺ピクセルＢ １５３０は、（０，ｉ＋ｊ＊ｄｙ／ｄｘ）上に位置するということが分かる。従って、現在ピクセルＰ １５１０の予測のための上側周辺ピクセルＡ １５２０または左側周辺ピクセルＢ １５３０のうち、いずれか一つを決定するためには、ｄｘ／ｄｙまたはｄｙ／ｄｘのような除法演算が必要である。前述のように、かような除法演算は、演算複雑度が高いから、ソフトウェアまたはハードウェアでの具現時に、演算速度の低下をもたらすことがある。

【0066】

従って、本発明の一実施形態では、イントラ予測に利用される周辺ピクセルを決定するための予測モードの方向性を示すｄｘ及びｄｙのうち、少なくとも１つの値を２の指数乗でもって決定することができる。すなわち、ｎ、ｍをそれぞれ整数とするとき、ｄｘ及びｄｙは、それぞれ２＾ｎ、２＾ｍである。

【0067】

図１５を参照すれば、現在ピクセルＰ １５１０の予測子として、左側周辺ピクセルＢ １５３０が利用されて、ｄｘが２＾ｎの値を有する場合、左側周辺ピクセルＢ １５３０の位置である（０，ｉ＋ｊ＊ｄｙ／ｄｘ）を決定するために必要なｊ＊ｄｙ／ｄｘ演算は、（ｉ＊ｄｙ）／（２＾ｎ）であり、かような２の指数乗で除法を遂行する演算は、（ｉ＊ｄｙ）＞＞ｎのように、シフト演算を介して具現されるので、演算量が減少する。

【0068】

同様に、現在ピクセルＰ １５１０の予測子として、上側周辺ピクセルＡ １５２０が利用されて、ｄｙが２＾ｍの値を有する場合、上側周辺ピクセルＡ １５２０の位置である（ｊ＋ｉ＊ｄｘ／ｄｙ，０）を決定するために必要なｉ＊ｄｘ／ｄｙ演算は、（ｉ＊ｄｘ）／（２＾ｍ）であり、かような２の指数乗で除法を遂行する演算は、（ｉ＊ｄｘ）＞＞ｍのように、シフト演算を介して具現される。

【0069】

図１６は、本発明の一実施形態によって、現在ピクセルの位置によって、（ｄｘ，ｄｙ）の方向性を有する延長線上に位置した周辺ピクセルの変化について説明するための図面である。

【0070】

現在ピクセルの位置及び延長線の勾配によって、現在ピクセルを通過する延長線上に位置した周辺ピクセルは、上側周辺ピクセルまたは左側周辺ピクセルのうち一つが選択される。

【0071】

図１６を参照すれば、現在ピクセルを、図面符号１６１０に図示されたＰ（ｊ，ｉ）であり、図示されたような勾配を有する延長線に位置した周辺ピクセルを利用して、現在ピクセルＰ １６１０が予測されるとするとき、現在ピクセルＰ １６１０の予測時に、上側ピクセルＡが利用され、現在ピクセルを図面符号１６２０に図示されたＱ（ｂ，ａ）とする場合、現在ピクセルＱ １６２０の予測時に、左側ピクセルＢが利用される。

【0072】

もし予測方向を示す（ｄｘ，ｄｙ）において、ｙ軸方向のｄｙ成分だけが２＾ｍ形態の２の指数乗値を有しているのであるなら、図１６で、上側ピクセルＡは、（ｊ＋（ｉ＊ｄｘ）＞＞ｍ，０）のように、除法演算なしにシフト演算などで決定されるが、左側ピクセルＢは（、０，ａ＋ｂ＊２＾ｍ／ｄｘ）のように除法演算が必要になる。従って、現在ブロックの全てのピクセルについて予測子を生成させるとき、除法演算を除外させるため、ｄｘ，ｄｙいずれも２の指数乗形態を有することができる。

【0073】

図１７及び図１８は、本発明の他の実施形態によって、イントラ予測モード方向を決定する方法について説明するための図面である。

【0074】

一般的には、映像やビデオ信号で示される直線パターンは、垂直方向や水平方向の場合が多い。従って、（ｄｘ，ｄｙ）のパラメータを利用して、多様な方向性を有するイントラ予測モードを定義するとき、次のように、ｄｘ，ｄｙの値を定義することにより、映像のコーディング効率を向上させることができる。例えば、ｄｘ及びｄｙの絶対値は、水平方向に近い予測モード間の距離、または垂直方向に近い予測方向間の距離は、狭くなるように設定され、対角線方向に近い予測モード間の距離は、広くなるように設定される。

【0075】

具体的には、図１７を参照すれば、ｄｙが２＾ｍの値に固定された値を有する場合、ｄｘの絶対値は、垂直方向に近い予測方向間の間隔は、狭いように設定され、水平方向に近い予測方向であればあるほど、予測モード間の間隔が広くなるように設定される。換言すれば、ｄｘの絶対値は、垂直方向に近い予測方向間の距離は狭く、対角線（＋４５°または−４５°）方向に近いほど、予測モード間の距離が広くなるように設定される。すなわち、ｄｙは、２の指数乗の固定された値を有する場合、延長線の方向が垂直方向に近いほど間隔が狭く設定されるように、ｄｘの絶対値は、０に近いほど間隔が狭く設定され、延長線の方向が水平方向に近いほど間隔が広く設定されるように、ｄｘの絶対値は、０より大きくなるほど間隔が増大するように設定される。例えば、図１７に図示されたように、ｄｙが２＾４、すなわち、１６の値を有する場合、ｄｘの値を１、２、３、４、６、９、１２、１６、０，−１，−２，−３，−４，−６，−９，−１２，−１６のように設定することにより、垂直方向に近い延長線の間隔は狭く設定され、水平方向に近い延長線の間隔は広くなるように設定される。

【0076】

同様に、ｄｘが２＾ｎの値に固定された値を有する場合、ｄｙの絶対値は、水平方向に近い予測方向間の間隔は狭く設定され、垂直方向に近い予測方向であればあるほど、予測モード間の間隔が広く設定される。換言すれば、ｄｙの絶対値は、水平方向に近い予測方向間の距離は狭く、対角線（＋４５°または−４５°）方向に近いほど予測モード間の距離が広くなるように設定される。すなわち、ｄｘは、２の指数乗の固定された値を有する場合、延長線の方向が水平方向に近いほど間隔が狭く設定されるように、ｄｙの絶対値は、０に近いほど間隔が狭く設定され、延長線の方向が水平方向に近いほど、間隔が広く設定されるように、ｄｙの絶対値は、０より大きくなるほど、間隔が増大するように設定される。例えば、図１８に図示されたように、ｄｘが２＾４、すなわち、１６の値を有する場合、ｄｙの値を１、２、３、４、６、９、１２、１６、０，−１，−２，−３，−４，−６，−９，−１２，−１６のように設定することにより、水平方向に近い延長線間の間隔は狭く設定され、垂直方向に近い延長線間の間隔が広く設定される。

【0077】

また、ｄｘ及びｄｙのうちいずれか１つの値が固定されたとき、固定されていない残りの値は、予測モード別に増大するように設定される。具体的には、ｄｙが固定された場合、ｄｘ間の間隔が所定値ほど増大するように設定される。例えば、ｄｙの値が、１６の固定された値を有する場合、ｄｘは、予測モードによって、０、１、３、６、８のように、互いに異なるｄｘ間の絶対値差が１ずつ増加されるように設定される。また、かような増加幅は、水平方向と垂直方向との角度を所定単位に区分し、区分された角度別に設定されもする。例えば、ｄｙが固定された場合、ｄｘの値は、延長線と垂直軸との角度が１５°以内である区間では、互いに異なるｄｘ間の絶対値差がａという増加幅を有し、１５°と３０°との間では、ｂという増加幅を有し、３０°以上では、ｃという増加幅を有するように設定される。この場合、前述の図１７のような形態を有するためには、ａ＜ｂ＜ｃになるように設定するのである。

【0078】

前述の図１５ないし図１８を介して説明した本発明の他の実施形態による予測モードは、次の表２ないし表４に表記したような（ｄｘ，ｄｙ）を利用して、ｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の方向性を有する予測モードと定義することができる。

【0079】

【表2】

前述の図１５に図示されたように、現在ブロックの上側境界を基準にｉ番目、左側境界を基準にｊ番目の現在ピクセルＰの位置をＰ（ｊ，ｉ）とし、現在ピクセルＰを通過するｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の勾配を有する延長線上に位置した上側周辺ピクセルＡは、（ｊ＋ｉ＊ｄｘ／ｄｙ，０）上に、左側周辺ピクセルＢは、（０，ｉ＋ｊ＊ｄｙ／ｄｘ）上に位置する。従って、ソフトウェアやハードウェアでイントラ予測を具現するためには、ｉ＊ｄｘ／ｄｙ及びｊ＊ｄｙ／ｄｘのような演算が必要である。

【0080】

ｉ＊ｄｘ／ｄｙのような演算が必要な場合、あらかじめｄｘ／ｄｙ、または所定の整数Ｃが乗じられたＣ＊ｄｘ／ｄｙの可能な値をテーブルに保存し、実際イントラ予測時に、あらかじめ設けたテーブルの保存値を利用して、現在ピクセルのイントラ予測に利用される周辺ピクセルの位置を決定することができる。すなわち、前述の表１のように、予測モードによって決まる多様な（ｄｘ，ｄｙ）の値と、ブロックサイズによって決定されるｉ値とを考慮し、可能なｉ＊ｄｘ／ｄｙの値をテーブル化してあらかじめ保存し、イントラ予測に利用することができる。具体的には、Ｃ＊ｄｘ／ｄｙが、Ｎ（Ｎは整数）個の互いに異なる値を有するとするとき、互いに異なるＮ個のＣ＊ｄｘ／ｄｙの値を、ｄｙｖａｌ＿table［ｎ］（ｎ＝０，…，Ｎ−１までの整数）に保存することができる。

【0081】

同様に、ｊ＊ｄｙ／ｄｘのような演算が必要な場合、あらかじめｄｙ／ｄｘ、または所定の整数Ｃが乗じられたＣ＊ｄｙ／ｄｘの可能な値をテーブルに保存し、実際イントラ予測時に、あらかじめ設けたテーブルの保存値を利用して、現在ピクセルのイントラ予測に利用される周辺ピクセルの位置を決定することができる。すなわち、前述の表１のように、予測モードによって決定される多様な（ｄｘ，ｄｙ）の値と、ブロックサイズによって決定されるｊ値とを考慮し、可能なｊ＊ｄｙ／ｄｘの値をテーブル化してあらかじめ保存し、イントラ予測に利用することができる。具体的には、Ｃ＊ｄｙ／ｄｘが、Ｎ個の互いに異なる値を有するとするとき、互いに異なるＮ個のＣ＊ｄｙ／ｄｘの値を、ｄｘｖａｌ＿table［ｎ］（ｎ＝０，…，Ｎ−１までの整数）に保存することができる。

【0082】

このようにテーブル化され、あらかじめＣ＊ｄｘ／ｄｙまたはＣ＊ｄｙ／ｄｘの値が保存されれば、ｉ＊ｄｘ／ｄｙ及びｊ＊ｄｙ／ｄｘに対応するテーブルに保存された値を利用して、別途の演算なしに、現在ピクセルの予測に利用する周辺ブロックのピクセル位置を決定することができる。

【0083】

例えば、図１７に図示されたところと類似した形態に予測モードが形成されるように、ｄｙが３２であり、ｄｘが、｛０，２，５，９，１３，１７，２１，２６，３２｝のうち一つであり、定数Ｃが３２である場合を仮定する。その場合、Ｃ＊ｄｙ／ｄｘは、３２＊３２／ｄｘであり、ｄｘの値によって、｛０，５１２，２０５，１１４，７９，６０，４９，３９，３２｝のような値のうち１つの値を有することになるので、かような｛０，５１２，２０５，１１４，７９，６０，４９，３９，３２｝の値をテーブル化して保存し、イントラ予測に利用することができる。

【0084】

図１９は、本発明の一実施形態による映像のイントラ予測符号化方法を示したフローチャートである。図１９を参照すれば、段階１９１０で、現在ピクチャを、所定サイズの少なくとも１つのブロックに分割する。前述のように、本発明の実施形態によれば、現在ピクチャは、１６ｘ１６サイズのマクロブロックに限定されるものではなく、２ｘ２，４ｘ４，８ｘ８，１６ｘ１６，３２ｘ３２，６４ｘ６４，１２８ｘ１２８サイズのブロック、またはそれ以上の大きさを有するブロックに分割される。

【0085】

段階１９２０で、現在ブロック内部の各ピクセルを中心に、所定の勾配を有する延長線を利用し、以前に復号化された周辺ブロックのピクセルのうち、現在ブロック内部の各ピクセルの予測に利用される周辺ブロックのピクセルを決定する。前述のように、現在ブロックの上側境界を基準にｉ番目、左側境界を基準にｊ番目の現在ピクセルＰの位置をＰ（ｊ，ｉ）とし、現在ピクセルＰを通過するｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の勾配を有する延長線上に位置した上側周辺ピクセルは、（ｊ＋ｉ＊ｄｘ／ｄｙ，０）上、左側周辺ピクセルは、（０，ｉ＋ｊ＊ｄｙ／ｄｘ）上に位置する。かような周辺ピクセルの位置を決定するために必要なｄｘ／ｄｙ，ｄｙ／ｄｘの演算量を減少させるために、ｄｘ及びｄｙのうち、少なくとも１つの値を２の指数乗形態に設定することが望ましい。また、可能なｄｘ／ｄｙ及びｄｙ／ｄｘの値ま、たはｄｘ／ｄｙ及びｄｙ／ｄｘの値に、所定の整数が乗じられた値をテーブル化してあらかじめ保存する場合、別途の演算なしに、テーブルで該当する値を検索することにより、周辺ブロックのピクセルを決定することができる。

【0086】

段階１９３０で、決定された周辺ブロックのピクセルを利用して、現在ブロック内部の各ピクセルを予測する。すなわち、周辺ブロックのピクセル値を、現在ブロックのピクセル値と予測し、現在ブロック内の各ピクセルについて、かような過程を反復することにより、現在ブロックの予測ブロックを生成する。

【0087】

図２０は、本発明の一実施形態による映像復号化装置を示したブロック図である。図２０を参照すれば映像復号化装置２０００は、パージング部２０１０、エントロピ復号化部２０２０、逆量子化部２０３０、周波数逆変換部２０４０、イントラ予測部２０５０、動き補償部２０６０、デブロッキング部２０７０及びループ・フィルタリング部２０８０を具備する。ここで、イントラ予測部２０５０は、本発明によるイントラ予測復号化装置に対応する。

【0088】

ビットストリーム２００５がパージング部２０１０を経て復号化対象である現在ブロックの映像データ、及び復号化のために必要な符号化情報が抽出される。符号化された映像データは、エントロピ復号化部２０２０及び逆量子化部２０３０を経て逆量子化されたデータとして出力され、周波数逆変換部２０４０を経て、残差値に復元される。

【0089】

動き補償部２０６０及びイントラ予測部２０５０では、パージングされた現在ブロックの符号化情報を使用して、現在ブロックの予測ブロックを生成する。特に、本発明による前記イントラ予測部２０５０は、ビットストリームに具備されたイントラ予測モードによって決定された所定の勾配を有する延長線を利用し、以前に復号化された周辺ブロックのピクセルのうち、現在ブロック内部の各ピクセルの予測に利用される周辺ブロックのピクセルを決定する。前述のように、周辺ピクセルの位置を決定するために必要なｄｘ／ｄｙ，ｄｙ／ｄｘの演算量を減少させるために、ｄｘ及びｄｙのうち、少なくとも１つの値が２の指数乗形態に設定されていることが望ましい。また、イントラ予測部２０５０は、可能なｄｘ／ｄｙ及びｄｙ／ｄｘの値、またはｄｘ／ｄｙ及びｄｙ／ｄｘの値に所定の整数が乗じられた値をテーブル化してあらかじめ保存し、テーブルで該当する値を検索することにより、周辺ブロックのピクセルを決定し、決定された周辺ブロックのピクセルを利用して、イントラ予測を行うことができる。

【0090】

動き補償部２０６０またはイントラ予測部２０５０で生成された予測ブロックと、残差値とが加算され、現在ブロックが復元される。復元された現在ブロックは、デブロッキング部２０７０及びループ・フィルタリング部２０８０を経て、次のブロックの参照データに利用される。

【0091】

図２１は、本発明の一実施形態による映像のイントラ予測復号化方法を示したフローチャートである。図２１を参照すれば、段階２１１０で、現在ピクチャを、所定サイズの少なくとも１つのブロックに分割する。

【0092】

段階２１２０で、ビットストリームから、復号化される現在ブロックに適用されたイントラ予測モード情報を抽出する。イントラ予測モード情報は、前述のように、（ｄｘ，ｄｙ）パラメータを利用して定義される多様な方向性を有するイントラ予測モードのモード値、または周辺ブロックから予測された予測イントラ予測モードと、実際現在ブロックのイントラ予測モードとのモード差値である。もしモード差値が、予測モード情報として伝送された場合、イントラ予測部２０５０は、以前に復号化された周辺ブロックのイントラ予測モードから、現在ブロックのイントラ予測モードを予測して予測イントラ予測モードを決定し、ビットストリームから抽出されたモード差値と、予測イントラ予測モードのモード値とを加え、現在ブロックのイントラ予測モードを決定する。

【0093】

段階２１３０で、イントラ予測部２０５０は、抽出された予測モードによる所定の勾配を有する延長線を利用し、以前に復号化された周辺ブロックのピクセルのうち、現在ブロック内部の各ピクセルの予測に利用される周辺ブロックのピクセルを決定する。前述のように、現在ブロックの上側境界を基準にｉ番目、左側境界を基準にｊ番目の現在ピクセルＰの位置をＰ（ｊ，ｉ）とし、現在ピクセルＰを通過するｔａｎ^−１（ｄｙ／ｄｘ）の勾配を有する延長線上に位置した上側周辺ピクセルは、（ｊ＋ｉ＊ｄｘ／ｄｙ，０）上、左側周辺ピクセルは、（０，ｉ＋ｊ＊ｄｙ／ｄｘ）上に位置する。周辺ピクセルの位置を決定するために必要なｄｘ／ｄｙ，ｄｙ／ｄｘの演算量を減少させるために、ｄｘ及びｄｙのうち少なくとも１つの値は、２の指数乗形態を有することが望ましい。また、可能なｄｘ／ｄｙ及びｄｙ／ｄｘの値、またはｄｘ／ｄｙ及びｄｙ／ｄｘの値に所定の整数が乗じられた値をテーブル化してあらかじめ保存し、テーブルで該当する値を検索することにより、周辺ブロックのピクセルを決定することができる。そして、イントラ予測部２０５０は、決定された周辺ブロックのピクセル値を、現在ブロックのピクセル値と予測し、現在ブロック内の各ピクセルについて、かような過程を反復することにより、現在ブロックの予測ブロックを生成する。

【0094】

一方、前述の本発明の実施形態は、コンピュータで実行されるプログラムに作成可能であり、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を利用し、前記プログラムを動作させる汎用デジタルコンピュータで具現される。前記コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、マグネチック記録媒体（例えば、ＲＯＭ（read-only memory）、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクなど）である。

【0095】

例示的な実施形態の装置、エンコーダ及びデコーダは、装置のあらゆるユニットと結合されたバス、前述の機能を実行する装置のオペレーションを制御し、命令を行う少なくとも１つのプロセッサ（例えば、中央処理装置、マイクロプロセッサなど）、及びバスに接続され、命令を保存し、かつメッセージを受け取って発生させるメモリを含んでもよい。

【0096】

以上、本発明について、その望ましい実施形態を中心に説明した。本発明が属する技術分野で当業者であるならば、本発明が本発明の本質的な特性から外れない範囲で変形された形態に具現されるということを理解することができるであろう。従って、開示された実施形態は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されなければならない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、特許請求の範囲に示されており、それと同等な範囲内にある全ての差異は、本発明に含まれたものであると解釈されなければならないものである。

【符号の説明】

【0097】

１００ 映像符号化装置
１１０ イントラ予測部
１２０ 動き推定部
１２５ 動き補償部
１３０ 周波数変換部
１４０ 量子化部
１５０ エントロピ符号化部
１６０ 逆量子化部
１７０ 周波数逆変換部
１８０ デブロッキング部
１９０ ループ・フィルタリング部
２０００ 映像復号化装置
２０１０ パージング部
２０２０ エントロピ復号化部
２０３０ 逆量子化部
２０４０ 周波数逆変換部
２０５０ イントラ予測部
２０６０ 動き補償部
２０７０ デブロッキング部
２０８０ ループ・フィルタリング部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】