KR101864979B1 - 비디오 코딩에 대한 단일 샘플 모드의 방법 및 장치 - Google Patents

비디오 코딩에 대한 단일 샘플 모드의 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

단일 샘플 모드를 포함하는 비디오 코딩의 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 실시형태들은 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록의 이전의 재구성된 이웃 샘플들로부터 하나 이상의 샘플 후보를 포함하는 샘플 후보 리스트를 구성한다. 샘플 후보는 샘플 후보 리스트로부터 선택되고, 그 선택된 샘플 후보는 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록에 대하여 재구성된 샘플로서 사용된다. 선택된 샘플 후보를 나타내는 샘플 후보 인덱스는 인코더 측에서는 시그널링되거나 또는 디코더 측에서 파싱(parse)될 수 있다. 대안적으로, 샘플 후보 인덱스는 함축적으로 유도될 수 있다.

Description

비디오 코딩에 대한 단일 샘플 모드의 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF SINGLE SAMPLE MODE FOR VIDEO CODING}
관련 출원의 교차 참조
본 발명은 2014년 3월 11일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/950,929호의 우선권을 주장한다. 이 미국 가특허 출원은 그 전체가 참고로 본원에 의해 통합된다.
기술 분야
본 발명은 스무드(smooth)한 컨텐츠를 가진 비디오 코딩에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 스무드한 컨텐츠를 가진 깊이 코딩 또는 비디오 코딩에 관한 것이다.
3D(three-dimensional) 텔레비전은 최근에 시청자의 선풍적인 시청 경험을 제공하도록 타겟화된 기술 트렌트가 되고 있다. 멀티-뷰 비디오는 일반적으로 복수의 카메라를 동시에 이용하여 장면을 캡처함으로써 생성되며, 여기서 복수의 카메라는 각각의 카메라가 하나의 뷰포인트로부터 장면을 캡처하도록 적절히 위치된다. 이러한 뷰와 연관된 복수의 비디오 시퀀스를 가지는 멀티-뷰 비디오는 대용량 데이터를 나타낸다. 따라서, 멀티뷰 비디오는, 저장하기 위한 큰 저장 공간 및/또는 송신하기 위한 큰 대역폭을 필요로 한다. 따라서, 멀티-뷰 비디오 코딩 기술은, 요구된 저장 공간 및 송신 대역폭을 감소시키기 위하여 당해 분야에서 개발되고 있다. 3차원 및 멀티-뷰 코딩 시스템에 있어서, 깊이 데이터뿐만 아니라 텍스처 데이터가 코딩된다.
현재, RExt(range extensions) 및 3D 확장판을 포함한, HEVC(High Efficiency Video Coding)의 확장판이 개발되고 있다. 범위 확장은 4:2:2 and 4:4:4와 같은 논-4:2:0 컬러 포맷을 타겟화하고, 12, 14 및 16 샘플 당 비트와 같은 더 높은 비트 깊이를 가진 비디오 데이터인 반면에 3D 확장은 깊이 데이터를 가진 멀티-뷰 비디오의 코딩을 타겟화한다.
RExt를 이용하는 일반적으로 예상되는 애플리케이션들 중 하나는, 유선 접속 또는 무선을 통한 스크린 쉐어링이다. 스크린 컨텐츠를 포함하는 비디오에 대하여, 코딩 툴은 스크린 컨텐츠의 특유의 특성을 고려하여 개발되어 왔고, 코딩 효율에 있어서 현저한 이득을 달성하도록 입증되고 있다. 이들 중에서, 팔레트 코딩(메리저 컬러 기반 코딩으로도 알려짐) 기술은, 팔레트(메이저 컬러)에 인덱스를 이용한 화소들의 블록을 나타내며, 공간 중복을 이용하여 팔레트 및 인덱스를 인코딩한다.
자동-입체 멀티-뷰 디스플레이를 지원하기 위하여, MVD(multi-view video plus depth) 포맷은, JCT3V-G1005(Zhang et al., Test Model 7 of 3D-HEVC and MV-HEVC, Joint Collaborative Team on 3D Video Coding Extension Development of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 7th Meeting: San Jose, US, 11-17 Jan. 2014, Document: JCT3V-G1005)에 설명된 바와 같이 새로운 3D 비디오 포맷으로서 도입되어 있다. MVD 포맷은 텍스터 이미지와 이와 연관된 깊이 맵로 구성된다. 물체의 휘도 및 색차(chrominance) 정보를 나타내는 텍스처 이미지와는 달리, 깊이 맵은 그레이 스케일 이미지로서 물체와 카메라 사이의 거리를 나타낸다. 깊이 맵은 일반적으로 가상 뷰 렌더링에 대한 비시각 정보로서 사용된다. MVD 포맷은 3D 디스플레이로 하여금 깊이 이미지 기반 렌더링(depth image based rendering (DIBR)을 이용하여 임의의 뷰에 대한 가상 텍스처 이미지를 생성하게 한다. 통상 소수의 뷰만이 송신될 필요가 있다. MVD 포맷은 3D 비디오 코딩에 대한 입력 포맷으로서 널리 사용되고 있다.
깊이 맵 및 스크린 컨텐츠 비디오는 일반적으로 자연스러운(natural) 비디오 데이터와 비교하여 상이한 신호 특성을 나타낸다. 일반적으로, 깊이 맵과 스크린 컨텐츠 양자는 유사한 화소 값을 가진 상당히 스무한 영역을 포함한다. 또한, 스무드한 영역 내의 화소들은 영역 내에서 종종 균일하게 동일한 화소값을 공유한다.
깊이 맵에서의 스무드한 영역의 특성 및 스크린 컨텐츠를 고려함으로써 새로운 예측 모드 및 신택스를 통하여 코딩 효율을 더욱 개선시키는 기술을 발전시키는 것이 바람직하다.
단일 샘플 모드를 포함하는 비디오 코딩의 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 실시형태들은 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록의 이전의 재구성된 이웃 샘플들로부터 하나 이상의 샘플 후보를 포함하는 샘플 후보 리스트를 구성한다. 샘플 후보는 샘플 후보 리스트로부터 선택되고, 그 선택된 샘플 후보는 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록에 대하여 재구성된 샘플로서 사용된다. 선택된 샘플 후보를 나타내는 샘플 후보 인덱스는 인코더 측에서는 시그널링되거나 또는 디코더 측에서 파싱(parse)될 수 있다. 대안적으로, 샘플 후보 인덱스는 함축적으로(implicitly) 유도될 수 있다.
샘플 후보 리스트는 미리 정해진 순서로 하나 이상의 샘플 후보를 포함할 수도 있다. 샘플 후보 리스트는 샘플 후보가 삽입되기 전에 또는 그 이후에 푸루닝(prune)될 수 있다. 이전에 재구성된 이웃 샘플들은, 공간 이웃 샘플, 임시 이웃 샘플, 인터-뷰 이웃 샘플, 또는 이들의 임의 조합을 포함할 수도 있다. 샘플 후보 리스트는, 스크린-컨텐츠 비디오 코딩에서의 현재 텍스처 블록에 대한 또는 깊이 코딩에서의 현재 깊이 블록에 대한 샘플 후보 리스트에서의 하나의 기존 샘플 후보에 오프셋 값을 부가함으로써 유도되는 적어도 하나의 새로운 샘플 후보를 더 포함할 수도 있다. 샘플 후보 리스트는 또한, 제로에 대응하는 적어도 하나의 디폴트 샘플 후보, 최대 허용 샘플 값의 중간값, 최대 허용 샘플 값, 재구성된 이웃 샘플의 최대값, 재구성된 이웃 샘플의 과반수, 또는 이전의 재구성된 이웃 샘플의 중간값을 더 포함할 수도 있다.
제어 플래그는, 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록에 대한 상기 단일 샘플 모드 프로세싱을 인에이블 또는 디스에이블시키기 위하여 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록에서 시그널링될 수 있다. 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록은 코딩 유닛(coding unit; CU)에 대응한다. 샘플 후보 리스트의 타겟 크기는, 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록과 연관된 코딩된 데이터를 포함하는 비트스트림의 블록 레벨, 슬라이스 레벨, 픽쳐(picture) 레벨, 시퀀스 레벨로 시그널링될 수 있다. 샘플 후보 리스트의 타겟 크기는 또한 인코더 측 및 디코더 측 양자에서의 동일한 프로세스에 따라서 함축적으로 결정될 수 있다.
샘플 후보 리스트의 타겟 크기는 양의 정수 N으로 고정될 수 있고, 샘플 후보 리스트의 타겟 크기는, 사전 지정되거나 또는, 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록과 연관되는 코딩된 데이터를 포함한 비트스트림에서 시그널링된다. 샘플 후보의 현재 개수가 N개 미만이면, 하나 이상의 부가적인 샘플 후보가 샘플 후보 리스트에 부가될 수 있다. 샘플 후보의 현재 개수가 N개 보다 더 크면, 우선 순위에 따른 첫 N개의 후보만이 샘플 후보 리스트에서 유지된다. 우선 순위는 사전 지정되거나 코딩된 샘플 인덱스의 통계에 따라 적응적으로 유도될 수 있다. 일 예에 있어서, 샘플 후보 리스트의 타겟 크기는 2로 고정된다. 이 경우에, 제1 샘플 후보는, 현재 블록의 좌측에 대한 공간 이웃 샘플의 열의 중간 샘플에 대응하고, 제2 샘플 후보는, 현재 블록의 최상부 측의 공간 이웃 샘플의 행의 중간 샘플에 대응한다. 샘플 후보 리스트 내의 샘플 후보가 비어 있는 경우에, 비어 있는 샘플 후보는, 샘플 후보 리스트 내의 이용가능한 샘플 후보에 오프셋을 부가함으로써 생성된 새로운 샘플 후보에 의해 교체될 수 있다. 샘플 후보의 현재 개수가 1개 이하이면, 선택된 샘플 후보를 식별하기 위한 샘플 후보 인덱스를 시그널링할 필요가 없다.
단일 샘플 모드는 또한 인코더 측에서 상기 선택된 샘플 후보와 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록 사이의 잔여물을 시그널링하는 것, 또는 디코더 측에서 그 잔여물을 파싱하는 것을 포함할 수도 있다. 잔여물은 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록의 디코딩 프로세스에 사용될 수 있다. 잔여물은 단일 대표 잔여값(single representative residual value)을 이용하거나 또는 쿼드-트리 프로세스를 이용하여 코딩될 수 있다. 또한, 플래그는 단일 대표 잔여값 또는 쿼드-트리 프로세스가 잔여물을 코딩하는데 사용되는지 여부를 나타내도록 시그널링될 수도 있다.
도 1a는 단일 샘플 모드 코딩에 대한 샘플 후보를 유도하는데 사용되는 공간 이웃 샘플의 예를 나타낸다.
도 1b는 단일 샘플 모드 코딩에 대한 샘플 후보를 유도하는데 사용되는 임시 이웃 샘플의 예를 나타낸다.
도 1c는 단일 샘플 모드 코딩에 대한 샘플 후보를 유도하는데 사용되는 인터-뷰 이웃 샘플의 예를 나타낸다.
도 2a는 단일 샘플 모드 코딩에 대한 샘플 후보를 유도하는데 사용되는 공간 이웃 샘플의 예를 나타낸다.
도 2b는 단일 샘플 모드 코드에 대한 샘플 후보를 유도하는데 사용되는 2개의 공간 이웃 샘플을 포함하는 샘플 후보 리스트의 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 단일 샘플 모드 코딩을 통합하는 시스템에 대한 예시적인 흐름도를 나타낸다.
전술한 바와 같이, 3D 시스템에서의 깊이 맵과 스크린 컨텐츠에 대응하는 텍스처 데이터는 종종 현저히 스무드한 영역을 포함한다. 본원에서는, 코딩 효율을 개선시키기 위하여 스크린 컨텐츠에 대응하는 비디오 데이터 및 깊이 맵에서의 스무드함의 이점을 취하는 코딩 방법이 개시된다. 따라서, 본 발명의 코딩 방법은, 비디오 데이터(또는 스크린 컨텐츠 데이터의 깊이 데이터)의 스무드한 영역을 나타내기 위하여 단일 샘플 값을 이용한다. 코딩 모드는 본 개시에서의 "단일 샘플 모드" 또는 "단일 샘플 코딩 모드"로서 지칭된다. 블록이 단일 샘플 코딩 모드로 코딩될 때, 전체 현재 블록은 단일 화소 값으로서 코딩된다. 즉, 블록이 단일 샘플 코딩 모드로 코딩될 때, 전체 블록은, 단일 샘플 값(즉, 깊이 값 또는 화소 값 중 어느 하나)으로 상기 블록 내의 모든 화소를 채움으로써 재구성된다. 화소는 임의의 컬러 포맷(예컨대, YUV444, YUV420, YUV422, YUV400 또는 RGB)에 대응할 수도 있다.
현재 블록을 채우기 위하여 사용되는 화소값은 이전의 디코딩된 화소들로부터 유도될 수 있다. 샘플 후보 리스트는 먼저 단일 샘플 코딩 모드로서 코딩된 블록에 대하여 구성된다. 디코더 측에 있어서, 그 블록은 샘플 후보 리스트로부터 선택된 후보의 단일 값으로 채워진다. 제안된 단일 샘플 코딩 모드의 세부사항은 아래와 같이 설명된다. 단일 샘플 모드는, 이것이 깊이 코딩에 적용될 때, “단일 깊이 모드”로서 지칭될 수도 있다. 단일 샘플 모드는, 이것이 텍스처 데이터의 비디오 코딩에 적용될 때, “단일 컬러 모드”로서 지칭될 수도 있다.
샘플 후보 리스트의 구성
본 발명에 따르면, 단일 샘플 코딩 모드로 코딩된 비디오 데이터의 블록에 대한 하나 이상의 샘플 후보를 포함하는 샘플 후보 리스트가 먼저 구성된다. 상기 샘플 후보 리스트의 크기는 고정되어 있거나 조정될 수 있다. 예컨대, 샘플 후보 리스트의 크기는 N개로 고정될 수 있으며, 여기서 N은 양의 정수이다. 샘플 후보 리스트의 크기가 N개로 고정되는 반면에, 실제 샘플 후보 리스트는, 후보 리스트 내에서 중복이 있을 수 있고 일부 샘플 후보가 이용가능하지 않을 수도 있으므로, 더 작아질 수도 있다. 따라서, 의도된 후보 리스트 크기는 본 개시에서 “타겟 크기”로서 지칭된다. 이러한 타겟 크기는 후보 리스트의 실제 크기와는 상이할 수도 있다.
샘플 후보 리스트는, 미리 정해진 순서로 샘플 후보 리스트에 하나 이상의 샘플 후보를 삽입함으로써 구성된다. 샘플 후보는 현재의 블록(예컨대, 코딩 유닛, CU)의 이웃 화소들로부터 선택될 수 있다. 이웃 화소들과 연관되는 픽쳐 유형에 따르면, 샘플 후보들은 상이한 유형들로 분류될 수 있다. 예컨대, 도 1a는 샘플 후보를 유도하는데 사용될 수 있는 공간 이웃 화소들의 예를 나타낸다. 도 1b는 샘플 후보들을 유도하는데 사용될 수 있는 임시 이웃 화소의 예를 나타낸다. 도 1c는 샘플 후보들을 유도하는데 사용될 수 있는 인터-뷰 이웃 화소들의 예를 나타낸다. 특정 예들이 도 1a 내지 도 1c에 예시되지만, 이웃 화소들은 이러한 예들로 제한되지 않는다. 임의의 이전에 재구성된 화소들이 동일한 화소 리스트를 구성하는데 사용될 수도 있다.
a. 공간 샘플 후보
도 1a에 도시된 바와 같이, 각각의 작은 정사각형은 하나의 화소를 나타내며, 공간 이웃 화소들은, 현재 픽쳐 내의 현재 블록 주위에 이러한 재구성된 화소들(즉, A0-Am, B0-Bn, D, C 및 E)을 포함한다. 공간 이웃 화소들은 현재 블록으로서 동일한 픽쳐 내에 있다. 특정 공간 이웃 화소들이 도시되는 반면에, 다른 공간 재구성된 화소들도 또한 이용될 수 있다.
b. 임시 샘플 후보
도 1b에 도시된 바와 같이, 임시 이웃 화소들은, 현재 블록의 임시 참조 픽쳐에 공동 배치되는 화소들이다. 즉, 임시 이웃은 임시 참조 픽쳐 내의 대응하는 블록 내에 있거나 그 블록에 이웃해 있다. 도 1b에 도시된 특정 예시적인 임시 화소들은, 중앙 블록 위치의 오른쪽 하부 측에서의 공동 배치된 임시 화소(TCtr) 및 공동 배치된 블록의 오른쪽 하부 코너 화소로부터 대각으로 횡단되는 공동 배치된 임시 화소에 대응한다. 특정 임시 이웃 화소들이 도시되지만, 다른 임시 재구성된 화소들도 또한 이용될 수도 있다.
c. 인터-뷰 샘플 후보
도 1c에 도시된 바와 같이, 인터-뷰 이웃 화소들은, 현재 블록의 인터-뷰 참조 픽쳐의 대응하는 블록 위치에서의 화소들이다. 도 1c에 도시된 특정 예시적인 인터-뷰 화소들은, 대응하는 인터-뷰 블록의 중앙 블록 위치의 오른쪽 하부측에서의 화소(ICtr), 및 대응하는 인터-뷰 블록의 오른쪽 하부 코더 화소로부터 대각으로 횡단하는 화소 위치에서의 화소(즉, IBr)에 대응한다. 특정 인터-뷰 이웃 화소들이 도시되지만, 다른 인터-뷰 재구성된 화소들이 또한 이용될 수도 있다.
d. 부가적인 샘플 후보
위에 개시된 공간, 임시 및 인터-뷰 후보들에 더하여, 다른 샘플들이 또한 샘플 후보 리스트에 삽입될 수도 있다. 예컨대, 부가적인 샘플 후보들은, 제로와 같은 디폴트 값, 최대 허용 값의 중간값, 최대 허용 값, 이웃 화소들의 최대값, 이웃 화소의 과반수, 또는 이웃 화소들의 중간값을 가진 샘플일 수도 있다. 또한, 부가적인 샘플 후보들은, 이웃 샘플로부터 유도된 샘플에 기초하여 변경된 샘플일 수도 있다. 예컨대, 부가적인 샘플 후보는 이웃하는 샘플 후보 중 하나에 일정한 값을 부가함으로써 유도될 수 있다. 다른 예에서, 부가적인 후보들은 최상부 N개 과반수 화소 값을 저장하는 룩업 테이블로부터 유도될 수 있다. 룩업 테이블은, 시퀀스 레벨, 픽쳐 레벨, 슬라이스 레벨, 코딩 블록 레벨(예컨대, HEVC에서의 코딩 유닛) 또는 예측 블록 레벨(예컨대, HEVC에서의 예측 유닛)과 같은 상이한 레벨들에서 비디오 데이터의 통계에 기초하여 설계될 수 있다. 후보 리스트의 실제 크기가 타겟 크기보다 더 작을 때, 부가적인 샘플 후보들이 샘플 후보 리스트에 부가될 수 있다.
샘플 후보 리스트의 푸루닝(pruning) 프로세스
옵션적인 중복 푸루닝 프로세스는, 코딩 효율을 개선시키기 위하여 후보 리스트에 적용될 수 있다. 예컨대, 샘플 후보는, 이 후보가 이전의 유도된 샘플 후보들 중 임의의 것과 동일하면 후보 리스트에 삽입될 수 없다. 복잡성을 감소시키기 위하여, 부분적인 중복 프로세스가 적용될 수도 있으며, 중복 검사는 일부 지정된 후보들에만 적용된다. 또한, 중복 푸루닝 프로세스는, 각각의 컬러 채널(예컨대, Y, Cr, Cr, R, G, B 또는 깊이)에 독립적으로 또는 공동으로 적용될 수 있다. 푸루닝 프로세스 이후에, 후보 리스트의 크기는 타겟 크기보다 더 작아질 수도 있다. 부가적인 샘플 후보들이 후보 리스트에 부가될 수 있다.
단일 샘플 모드의 잔여물 시그널링
단일 샘플 모드에서 코딩된 깊이 데이터 또는 텍스처 데이터의 블록이 선택된 샘플에 의해 그 블록 내의 모든 픽셀을 채움으로써 재구성될 수 있지만, 예측 잔여물은 임의의 공정으로서 선택적으로 단일화될 수 있다. 잔여물이 단일 샘플 모드에 대하여 단일화될 때, HEVC에서 종래의 잔여물 사지 트리 트랜스폼 및 잔여 시그널링이 그 잔여물을 시그널링하는데 사용될 수 있다. 대안으로, 단일 델타 값이 대표적인 잔여물 값으로서 단일 샘플 모드 코딩된 블록에 대하여 단일화될 수 있다.
단일 샘플 모드의 시그널링
하나의 플래그가 단일 샘플 코딩 모드의 인에이블/디스에이블을 시그널링하는데 사용될 수 있다. 이 플래그는 코딩 단위(CU) 수준에서 단일화될 수 있어 전체 CU에 대한 단일 샘플 코딩 모드의 인에이블/디스에이블을 지시하게 된다. 이 플래그는 또한 예측 단위(PU) 수준에서 단일화될 수 있어 그 PU에 대한 단일 샘플 코딩 모드의 인에이블/디스에이블을 지시하게 된다.
높은 수준 신택스가 또한 슬라이스 헤더, 픽쳐 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 비디오 파라미터 세트(VPS)에서 단일화될 수 있어, 비디오 코딩과 결부된 상응하는 전체 슬라이스, 픽쳐, 시퀀스 또는 비디오 데이터에 대한 단일 샘플 모드를 인에이블 또는 디스에이블하게 된다. 샘플 후보 목록의 사이즈가 또한 상이한 수준(예, 슬라이스 헤더, PPS, SPS 또는 VPS)에서 비트 스트림으로 단일화될 수 있다.
각각의 단일 샘플 모드 코딩된 블록에 있어서, 샘플 인덱스가 단일화될 수 있어, 그 단일 샘플 모드 코딩된 블록을 재구성하기 위한 샘플 후보 목록으로부터 선택된 후보를 지시하게 된다. 절삭형 일진화 또는 임의의 다른 코팅 방법이 샘플 인덱스의 이진화에 적용될 수 있다. 게다가, 컨텍스-의존성 엔트로피 코딩이 그 이진화 샘플 인덱스에 적용될 수 있다. 예를 들면, 샘플 인덱스의 이진 코드 워드의 제1 빈은 컨텍스 코딩되고, 나머지 빈은 바이패스 코딩된다.
샘플 후보 목록의 사이즈가 1 이하일 때, 샘플 인덱스의 시그널링이 생략될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 잔여물은 단일 샘플 모드 코딩된 블록에 대하여 임의로 단일화될 수 있다. 그 임의의 잔여물 시그널링이 이용되는 경우, 플래그가 추가 단일화될 수 있어, 단일 델타 DC 또는 정상 잔여물이 단일 샘플 모드 코딩된 블록에 대하여 사용되는지의 여부를 지시하게 된다. 그것이 잔여물을 지닌 정상 블록일 때, HEVC에서 사용된 바와 같이 쿼드 트리 코딩을 기초로 하는 종래의 잔여물 시그널링 신택스가 그 잔여물을 시그널링하는데 이용될 수 있다. 단일 델타 DC가 잔여물에 대하여 사용될 때, 오로지 델타 DC만이 그 단일 샘플 모드 코딩된 블록에 대하여 단일화된다.
단일 샘플 모드의 재구성
단일 샘플 모드는, 코딩 블록의 크기 또는 코딩 블록의 분할 유형과 같은 코딩 블록과 연관된 정보에 따라서 선택적으로 적용될 수 있다. 예컨대, 단일 샘플 모드는 32x32 및 64x64 CU (블록)에만 적용된다. 다른 예에서, 단일 샘플 모드는 분할 유형 2Nx2N을 이용하여 CU에만 적용된다.
단일 샘플 모드의 인코더 결정
단일 샘플 모드가 인에블되거나 또는 디스에이블되는 여부에 관한 결정은, 하부 비디오 데이터와 연관된 정보에 기초하여 현재 픽쳐/슬라이스에 대하여 행해질 수 있다. 2개의 예들이 이하와 같이 예시된다.
1. 인코더는 현재 픽쳐 내의 화소들의 통계를 수집할 수 있다. 현재 픽쳐의 스무드한 영역이 임계값보다 더 크면, 단일 샘플 모드는 현재 픽쳐/슬라이스에 대하여 인에이블되고, 그렇지 않으면, 단일 샘플 모드는 현재 픽쳐/슬라이스에 대하여 디스에이블된다. 문헌에는 스무드한 영역 검출에 대한 여러 가지 공지의 기술들이 존재한다. 예컨대, 현재 픽쳐 내의 화소들의 히스토그램은 스무드함의 검출의 측정으로서 이용될 수 있다. 최상부 N 과반수 화소 값들의 전체수가 임계값보다 더 크면, 이는 과반수 화소들이 제한된 값들로 집중된다는 것을 암시한다. 이는 픽쳐 내의 스무드함의 표시이며, 단일 샘플 모드는 현재 픽쳐/슬라이스에 대하여 인에이블된다. 그렇지 않으면, 단일 샘플 모드는 디스에이블된다.
2. 화소 통계는, 현재 픽쳐 대신에 이전의 재구성된 픽쳐에 기초하여 수집될 수 있다. 예컨대, 통계는, 현재의 임시 층 -(minus) 1과 동일한 임시 층을 이용하여 이전에 재구성된 픽쳐로부터 수집될 수 있다. 상세한 알고리즘의 예는 이하에 도시된다.
Figure 112016098502195-pct00001
단일 샘플 모드 대 인트라 예측 모드
단일 샘플 모드는, 이하의 인트라 코딩된 블록들이 이전에 재구성된 데이터로서 현재의 단일 샘플 코딩된 블록을 이용하여 인트라 예측을 형성하므로, 인트라 예측 모드로서 특히 인트라 DC 모드로서 여겨질 수 있다.
논-I-슬라이스(예컨대, P-슬라이스 또는 B-슬라이스)에서, 단일 샘플 모드는 샘플 후보 리스트 내의 임시(temporal) 또는 인터-뷰 후보를 포함할 수도 있다. I-슬라이스에서, 단일 샘플 모드는 샘플 후보 리스트에서 공간 후보만을 포함할 수 있다.
단일 샘플 모드의 예
하나의 예에 있어서, 깊이 코딩에 대한 고정된 크기를 가진 샘플 후보 리스트는 미리 규정된 순서에 따라서 공간 이웃 깊이 화소들만을 삽입함으로써 구성된다. 예컨대, 미리 규정된 순서는 도 2a에 도시된 바와 같이 A0, …, Am, B0, …, Bn 및 D에 대응할 수도 있다. 완전 중복 검사는 깊이 샘플 후보 리스트의 구성 동안에 적용될 수 있다. 디폴드 샘플 후보(예컨대, 중앙 깊이 값)은 일단 후보 리스트가 비어 있는 엔트리를 가지면 그 후보 리스트를 채우는데 이용될 수 있다.
다른 예에서, 간략화된 푸루닝(pruning) 프로세스가 이용되며, 여기서 후보 Am만이 중복 검사에서 후보 A0와 비교되며, 후보 Bn만이 중복 검사에서 후보 B0와 비교된다.
또 다른 예에서, 샘플 후보 리스트의 크기는 깊이 코딩에 대하여 2로 고정된다. 즉, 2개의 샘플 후보는 샘플 후보 리스트 내에 포함된다. 샘플 후보 리스트는, 현재 블록의 왼쪽 이웃 열 샘플들(left neighboring column samples)의 중앙에 있는 제1 샘플 후보를 사용하여 구성된다. 왼쪽 이웃 열 샘플들에서 n개의 샘플이 존재하면, 중앙 샘플은 도 2b에 도시된 바와 같이 An/2에 대응한다. 제1 샘플 후보가 삽입된 이후에, 현재 블록의 최상위 이웃 행(row) 샘플들의 중앙에 있는 제2 샘플 후보가 삽입된다. 최상위 이웃 행 샘플들에서 n개의 샘플이 존재하면, 중앙 샘플은 도 2b에 도시된 바와 같이 Bn/2에 대응한다.
완전(full) 중복 검사는 화소 샘플 후보 리스트의 구성 동안에 적용될 수 있다. 디폴트 샘플 후보는 후보 리스트를 채우는데 이용될 수 있다. 스크린 컨텐츠를 가진 컬러 비디오 코딩에 대하여, 디폴트 샘플은 개별 디폴트 컬러(예컨대, 3개의 컬러 성분에 대한 3개의 디폴트 값)를 가질 수도 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 단일 샘플 모드를 통합하는 비디오 코딩 시스템의 성능은, HTM-11.0[고효율 비디오 코딩(High Efficiency Video Coding), HEVC 테스트 모델)에 기초한 종래의 시스템의 성능과 비교된다. 본 발명에 따른 실시형태는, 깊이 데이터에 대한 단일 샘플 모드를 이용하며, 여기서 샘플 후보 리스트는 도 2b에 도시된 바와 같이 공간 이웃 샘플들로부터 유도되며, 잔여물이 시그널링되지 않는다. 성능 비교는 제1 칼럼에 목록화된 상이한 세트의 테스트 데이터에 기초한다. 공통 테스트 조건(common test conditions; CTC) 하에서 그리고 AI(all-Intra) 테스트 조건 하에서의 본 발명의 실시형태를 통합하는 시스템의 테스트 결과가 각각 표 1 및 표 2에 도시된다. 표에 도시된 바와 같이, 단일 샘플 모드는, 각각 CTC 및 AI 테스트 조건에서 0.29% 및 0.34% BD-레이트 절감을 달성할 수 있다.
표 1
Figure 112016098502195-pct00002
표 2
Figure 112016098502195-pct00003
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 깊이 데이터 또는 텍스처 데이터에 대한 단일 샘플 모드 코딩의 예시적인 흐름도를 나타낸다. 상기 시스템은 단계 310에 도시된 바와 같이 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록과 연관된 입력 데이터를 수신한다. 인코딩에 있어서, 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록과 연관되는 입력 데이터는, 코딩될 깊이 샘플들 또는 화소 값들에 대응한다. 디코딩에 있어서, 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록과 연관되는 입력 데이터는 디코딩될 상기 코딩된 깊이 데이터 또는 코딩된 비디오 화소 데이터에 대응한다. 현재 깊이 블록과 연관된 입력 데이터는 메모리[예컨대, 컴퓨터 메모리, 버퍼(RAM 또는 DRAM) 또는 기타 매체]로부터 또는 프로세서로부터 유도될 수도 있다. 단계 320에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 샘플 후보들을 포함하는 샘플 후보 리스트는 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록의 이전의 재구성된 이웃 샘플들로부터 구성된다. 선택된 샘플 후보는, 단계 330에 도시된 바와 같이 샘플 후보 리스트로부터 결정된다. 단계 340에 도시된 바와 같이, 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록은, 인코더 측에서 상기 선택된 샘플 후보에 의해 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록 내의 모든 샘플을 대표(represent)함으로써 인코딩되거나, 또는 디코더 측에서 현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록 내의 모든 샘플에 대하여 재구성된 값으로서 상기 선택된 샘플 후보를 이용함으로써 재구성된다.
상기 설명은 특정 애플리케이션 및 그 요건의 컨택스트에서 제공되는 바와 같이 당업자가 본 발명을 실행할 수 있도록 제공된다. 설명된 실시형태들에 대한 여러 가지 변형은, 당업자에 명백하며, 여기서 규정된 일반적인 원리는 다른 실시형태들에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 도시되고 설명된 특정 실시형태로 제한되도록 의도되지 않고, 본원에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일치하는 광의의 범위에 부합되어야 한다. 상기 상세한 설명부에 있어서, 여러 가지 특정 세부사항은 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위하여 예시된다. 그럼에도 불구하고, 본 발명이 실행될 수도 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시형태는, 여러 가지 하드웨어, 소프트웨어 코드, 또는 양자의 조합으로 구현될 수도 있다. 예컨대, 본 발명의 실시형태는, 본원에 설명된 프로세싱을 수행하기 위하여 비디오 압축 소프트웨어로 통합된 프로그램 코드 또는 비디오 압축 칩으로 통합된 회로일 수 있다. 본 발명의 실시형태는 또한 여기서 설명된 프로세싱을 수행하기 위하여 디지털 신호 프로세스(Digital Signal Processor; DSP) 상에 실행될 프로그램 코드일 수도 있다. 본 발명은, 컴퓨터 프로세서, 디지털 신호 프로세서, 마이크로프로세서, 또는 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA)에 의해 수행될 복수의 기능을 수반할 수도 있다. 이러한 프로세서는, 본 발명에 의해 구현된 특정 방법들을 규정하는 머신-판독가능한 소프트웨어 코드 또는 펌웨어 코드를 실행함으로써, 본 발명에 따른 특정 작업을 수행하도록 구성될 수 있다. 소프트웨어 코드 또는 펌웨어 코드는 상이한 프로그래밍 언어 및 상이한 포맷 또는 스타일로 개발될 수도 있다. 소프트웨어 코드는 또한 상이한 타겟 플랫폼을 위하여 컴파일링될 수도 있다. 그러나, 본 발명에 따른 작업을 수행하기 위하여 소프트웨어 코드의 다른 코드 포맷, 스타일 및 언어 그리고 구성 코드의 다른 의미는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않는다.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 본질적인 특성을 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 구현될 수도 있다. 설명된 예들은 모든 점에 있어서 단지 예시적이며 제한적이지 않은 것으로 고려되어야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 설명에 의해서 보다는 첨부된 청구범위에 의해 나타내어진다. 청구범위의 등가물의 의미 및 범위 내에 포함되는 모든 변경은 이들의 범위 내에 수용될 것이다.

Claims (23)

  1. 깊이 데이터 또는 텍스처(texture) 데이터의 블록에 대한 비디오 코딩 방법에 있어서,
    현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록과 연관된 입력 데이터를 수신하는 단계와,
    상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록이 단일 샘플 모드(Single Sample Mode)로 코딩되면, 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록에 단일 샘플 모드 프로세싱을 적용하는 단계
    를 포함하며,
    상기 단일 샘플 모드 프로세싱은,
    상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록의 이전의 재구성된 이웃 샘플들로부터 하나 이상의 샘플 후보들을 포함하는 샘플 후보 리스트를 구성하고,
    상기 샘플 후보 리스트로부터 선택된 샘플 후보를 결정하고,
    인코더 측에서 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록 내의 모든 샘플들을 상기 선택된 샘플 후보로 나타냄(representing)으로써 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록을 인코딩하거나, 또는 디코더 측에서 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록 내의 모든 샘플들에 대한 재구성된(reconstructed) 값으로서 상기 선택된 샘플 후보를 사용함으로써 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록을 디코딩하는 것을 포함하는 것인, 비디오 코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인코더 측에서 샘플 후보 인덱스를 시그널링하는 단계 또는 상기 디코더 측에서 샘플 후보 인덱스를 파싱하는 단계를 더 포함하며,
    상기 샘플 후보 인덱스는 상기 선택된 샘플 후보와 연관되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선택된 샘플 후보는 샘플 후보 인덱스에 의해 표시되며, 상기 샘플 후보 인덱스는 함축적으로 유도되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 샘플 후보 리스트를 구성하는 단계는, 하나 이상의 샘플 후보들을 미리 정해진 순서로 상기 샘플 후보 리스트에 삽입하는 단계를 포함하는 것인, 비디오 코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 샘플 후보 리스트를 구성하는 단계는, 하나의 샘플 후보가 삽입되기 전에 또는 그 이후에 상기 샘플 후보 리스트를 선택적으로 푸루닝(pruning)하는 단계를 포함하는 것인, 비디오 코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 이전의 재구성된 이웃 샘플들은, 공간 이웃 샘플들, 임시 이웃 샘플들, 인터-뷰 이웃 샘플들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 비디오 코딩 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 샘플 후보 리스트는 또한, 스크린-컨텐츠 비디오 코딩에서의 현재 텍스처 블록 또는 깊이 코딩에서의 현재 깊이 블록에 대한 샘플 후보 리스트 내의 하나의 기존 샘플 후보에 오프셋 값을 부가함으로써 유도된 적어도 하나의 새로운 샘플 후보를 포함하는 것인, 비디오 코딩 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 샘플 후보 리스트는 또한, 제로에 대응하는 적어도 하나의 디폴트 샘플 후보, 최대 허용 샘플 값의 중간값, 상기 최대 허용 샘플 값, 상기 재구성된 이웃 샘플들의 최대값, 상기 재구성된 이웃 샘플들의 과반수(majority), 또는 상기 이전의 재구성된 이웃 샘플들의 중간값을 포함하는 것인, 비디오 코딩 방법.
  9. 제1항에 있어서, 제어 플래그는, 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록에 대해 상기 단일 샘플 모드 프로세싱을 인에이블 또는 디스에이블시키기 위하여 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록에서 시그널링되며,
    상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록은 코딩 유닛(coding unit; CU)에 대응하는 것인, 비디오 코딩 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 샘플 후보 리스트의 타겟 크기는, 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록과 연관된 코딩된 데이터를 포함하는 비트스트림의 블록 레벨, 슬라이스 레벨, 픽쳐 레벨, 시퀀스 레벨 또는 뷰 레벨로 시그널링되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 샘플 후보 리스트의 타겟 크기는 상기 인코더 측 및 상기 디코더 측 양자에서 동일한 프로세스에 따라서 함축적으로 결정되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 샘플 후보 리스트의 타겟 크기는 양의 정수 N으로 고정되며,
    상기 샘플 후보 리스트의 상기 타겟 크기는, 사전 지정되거나 또는, 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록과 연관되는 코딩된 데이터를 포함한 비트스트림에서 시그널링되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  13. 제12항에 있어서, 샘플 후보의 현재 개수가 N개 미만이면, 하나 이상의 부가적인 샘플 후보들이 상기 샘플 후보 리스트에 부가되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  14. 제12항에 있어서, 샘플 후보의 현재 개수가 N개 보다 더 크면, 우선 순위에 따른 첫 N개의 후보만이 상기 샘플 후보 리스트에서 유지되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 우선 순위는 사전 지정되거나 또는 코딩된 샘플 인덱스의 통계에 따라 적응적으로 유도되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 샘플 후보 리스트의 타겟 크기는 2로 고정되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 샘플 후보 리스트는, 현재 블록의 좌측에 대한 공간 이웃 샘플들의 열의 중앙에 있는 제1 샘플 후보를 사용하고, 그 후에, 상기 현재 블록의 최상부 측의 공간 이웃 샘플들의 행의 중앙에 있는 제2 샘플을 사용하여 구성되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 샘플 후보 리스트 내의 하나의 샘플 후보가 비어 있는 경우, 비어 있는 상기 하나의 샘플 후보는, 상기 샘플 후보 리스트 내의 이용가능한 샘플 후보에 오프셋을 부가함으로써 생성된 새로운 샘플 후보에 의해 교체되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  19. 제12항에 있어서, 샘플 후보의 현재 개수가 1개 이하이면, 상기 선택된 샘플 후보를 식별하기 위하여 샘플 후보 인덱스가 시그널링되지 않는 것인, 비디오 코딩 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 인코더 측에서 상기 선택된 샘플 후보와 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록 사이의 잔여물들을 시그널링하는 단계, 또는 상기 디코더 측에서 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록을 디코딩하는데 있어서 상기 잔여물들을 파싱하고 잔차(residual)를 포함하는 단계를 더 포함하는 비디오 코딩 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 잔여물들은 단일 대표 잔여값을 이용하거나 또는 쿼드트리 프로세스를 이용하여 코딩되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  22. 제21항에 있어서, 플래그는, 상기 단일 대표 잔여값 또는 상기 쿼드트리 프로세스가 상기 잔여물들을 코딩하기 위하여 사용되는지 여부를 나타내기 위해 시그널링되는 것인, 비디오 코딩 방법.
  23. 비디오 코딩 시스템에서 깊이 데이터 또는 텍스처 데이터의 블록의 비디오 코딩을 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는 하나 이상의 전자 회로들을 포함하고,
    상기 하나 이상의 전자 회로들은,
    현재 깊이 블록 또는 현재 텍스처 블록과 연관된 입력 데이터를 수신하고,
    상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록이 단일 샘플 모드(Single Sample Mode)로 코딩되면,
    상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록의 이전의 재구성된 이웃 샘플들로부터 하나 이상의 샘플 후보들을 포함하는 샘플 후보 리스트를 구성하고,
    상기 샘플 후보 리스트로부터 선택된 샘플 후보를 결정하고,
    상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록 내의 모든 샘플들을 상기 선택된 샘플 후보로 나타냄으로써 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록을 인코딩하거나, 또는 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록 내의 모든 샘플들에 대한 재구성된 값으로서 상기 선택된 샘플 후보를 사용함으로써 상기 현재 깊이 블록 또는 상기 현재 텍스처 블록을 디코딩하도록 구성된 것인, 비디오 코딩 장치.
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