KR101981905B1 - 인코딩 방법 및 장치, 디코딩 방법 및 장치, 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체 - Google Patents

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Abstract

이미지 또는 이미지 부분의 적어도 하나의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값은 수 개의 가능한 컬러 포맷 중에서 현재 컬러 포맷을 이용하여 결정된다. 이 결정은 가능한 컬러 포맷과 관련된 적어도 하나의 기능을 선택하는 단계와, 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터의 값에 기초하는 중간 양자화 파라미터의 값에 상기 적어도 하나의 기능을 적용함으로써 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 단계를 포함한다. 적어도 하나의 기능은 현재 컬러 포맷에 대하여 독립적으로 선택된다.

Description

인코딩 방법 및 장치, 디코딩 방법 및 장치, 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체{ENCODING METHOD AND DEVICE, DECODING METHOD AND DEVICE, AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM}
본 발명은 양자화 파라미터의 값을 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이러한 방법과 장치는 비디오 표준 HEVC("High Efficiency Video Coding"을 나타냄)의 범위 확장(Range Extension)(RExt)의 컬러 컴포넌트의 결합 양자화의 향상을 제공하는데 사용될 수 있다.
컬러 화상은 통상적으로 3 개의 컬러 컴포넌트, R, G 및 B로 구성된다. 이들 컴포넌트는 통상적으로 상관되므로, 화상을 처리하기 전에 컬러 컴포넌트의 상관을 제거하는 것이 이미지 및 비디오 압축에서는 매우 통상적이다. 그를 위하여, 이용되는 그 가장 통상적인 포맷은 YUV 컬러 포맷(또는 YCbCr라고 불리는 다른 유사한 변형)이다. YUV 신호는 전형적으로 3개의 입력 R, G 및 B의 선형 변환을 이용하여 RGB 화상으로부터 생성된다. YUV 포맷에서, U와 V는 제2 컬러 컴포넌트이고 Y는 제1 컬러 컴포넌트이다. 이 3개의 컴포넌트는 현재 컬러 컴포넌트로 간주된다.
이미지 또는 화상과, 특히 그 컬러 컴포넌트는 화상 인코딩 동안의 변환(예컨대 DCT 또는 DST)에 의해 픽셀 샘플 값으로부터 유도되는 계수의 양자화 프로세스 및 이미지 인코딩과 디코딩 동안의 역 양자화 프로세스에서 사용되는 양자화 파라미터 QP(전형적으로 0과 51)과 관련된다.
비디오 표준 HEVC에서, 예컨대 (YUV 컬러 포맷의 경우에는 제1 컬러 컴포넌트이고, 예컨대 RGB 컬러 포맷의 경우에는 G 컬러 컴포넌트일 수 있는) 제1 컬러 컴포넌트에 적용되며 이하에서 QPY로 표기하는 양자화 파라미터 QP와, (YUV 컬러 포맷의 경우에는 제2 컬러 컴포넌트이고, 예컨대 RGB 컬러 포맷의 경우에는 R 및 B 컬러 컴포넌트일 수 있는) 제2 컬러 컴포넌트라고 불리는 다른 컬러 컴포넌트에 적용되고, 이하 QPC로 표기하는 양자화 파라미터 QP 사이에는 관련성이 존재할 수 있다.
QPY로부터의 QPC를 생성하기 위해, 중간값 QPI는 다음과 같이 계산된다.
QPI = MAX( -QPBdOffsetC, MIN( 57, QPY + QPOffsetC ) )
여기서,
- QPBdOffsetC는 제2 컬러 컴포넌트를 나타내는데 사용되는 비트 깊이(bit-depth)에 의존하는 미리 정의된 오프셋이며,
- QPOffsetC는 QPY와 QPC 사이의 관련성을 부분적으로 제어하는 것을 가능하게 하는 오프셋이다.
그러면, 제2 컴포넌트 QPC에 적용된 양자화 파라미터는, 예컨대 (파라미터 ChromaArrayType에 의해 특정되는) 사용된 컬러 포맷에 따라 선택된 (HEVC의 범위 확장의 현재의 드래프트로부터의) 다음과 같은 대응표 중 하나를 사용하여 중간값 QPI로부터 유도된다.
[표 1] 4:2:0 YUV 컬러 포맷
Figure 112018024648401-pat00001
[표 2] 4:2:2 YUV 컬러 포맷
Figure 112018024648401-pat00002
[표 3] 4:4:4 YUV 컬러 포맷
Figure 112018024648401-pat00003
그러므로, 이들 표는 컬러 포맷과 상관하여 사용될 때마다 제2 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터를 획득하는데 사용된다. HEVC(범위 확장 버전 이전에 발행된 버전)의 제1 버전에서, 표 1만 특정되어 이용된다. 범위 확장 사양의 현재 드래프트에서는, 2개의 추가적인 표(표 2 및 표 3)가 추가되었다.
이들이 4:2:0 YUV 컬러 포맷에 초점이 맞추어진 HEVC 표준의 제1 버전의 수 개의 컬러 포맷에 대한 일반화를 허용하는 경우에도, 하나 컬러 포맷에는 하나의 단일의 표가 관련되기 때문에 표의 선택의 유연성이 없다.
또한, 4:2:0 YUV가 아닌 다른 컬러 포맷에 대한 HEVC 표준의 일반화를 허용하기 위해서, 표 2 및 3의 값을 저장하기 위해서 추가의 메모리가 요구된다.
본 발명은 비디오 표준 HEVC의 범위 확장의 제1 및 제2 컬러 컴포넌트의 양자화의 유연성을 향상시키는 것을 고려하여 상기 문제점의 하나 이상을 다루기 위해서 고안되었다.
이와 관련해서, 그리고 본 발명의 제1 측면에 따르면, 수 개의 가능한 컬러 포맷 중에서 현재 컬러 포맷을 사용하여 이미지 또는 이미지 부분의 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 방법으로서,
- 가능한 컬러 포맷과 연관된 하나 이상의 함수를 선택하는 단계와,
- 상기 하나 이상의 함수를, 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터의 값에 기초하는 중간 양자화 파라미터의 값에 적용함으로써 상기 제2 컬러 컴포넌트에 대한 상기 양자화 파라미터의 값을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 하나 이상의 함수는 상기 현재 컬러 포맷에 대하여 독립적으로 선택되는 방법이 제공된다.
그러한 방법은 종래 기술과 비교하여 향상된 유연성을 제공하는데, 이것은 하나의 컬러 포맷에는 하나의 단일의 함수가 반드시 연관되지는 않기 때문이다.
정말로, 본 발명에 의해서, 이제는 하나의 최초로 추론된 함수를 다른 것으로 스위칭할 수 있다.
이것은 본 발명자들이, 상이한 포맷에 연관된 각각의 함수의 사용의 평가에 기초하여, 결정 단계에서 사용되는 함수가 현재의 컬러 포맷과 초기에 연관된 것이 아닌 경우에 코딩 성능이 크게 영향을 받지 않는다는 것을 인지하였기 때문에 가능하게 된 것이다.
또한, 본 발명자들은, 일부 경우에서 컴포넌트 중 하나에서 코딩 성능의 현저한 손실이 나타나는 경우에도, 그러한 손실이 다른 컴포넌트에서의 필적할 만한 이득에 의해서 전체적으로 보상되는 것도 인지하였다.
일부 실시예에서, 함수는 현재 컬러 포맷을 포함하는 각각의 가능한 컬러 포맷에 대하여 이용가능하며, 하나 이상의 함수가 구문 요소에 기초하여 선택된다.
결과적으로, 각각의 가능한 컬러 포맷과 연관된 함수가 존재하는 경우에도, 본 발명은, 예컨대 다른 함수를 나타내는 구문 요소에 기초하여 (선택 단계 동안에) 현재의 컬러 포맷과 연관된 함수로부터 다른 함수로의 스위칭을 가능하게 한다.
일부 실시예에서, 컬러 포맷은 YUV 컬러 포맷이고, 제1 컬러 컴포넌트는 루마 컴포넌트이고 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트는 크로마 컴포넌트이다.
일부 실시예에서, 상기 함수는 중간 양자화 파라미터의 각각 값과, 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 연관시키는 표이다.
일부 실시예에서, 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 결정하는 데 있어서 가능한 컬러 포맷의 수보다도 적은 수의 함수가 이용가능하며, 선택되는 함수는 이용가능한 함수 중 하나이다.
예컨대, 3개의 가능할 컬러 포맷이 존재하며, 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 결정하는 데 단지 2개의 이용가능한 함수가 존재한다.
바람직한 실시예에서, 3개의 가능한 컬러 포맷은 4:2:0 YUV 컬러 포맷, 4:2:2 YUV 컬러 포맷 및 4:4:4 YUV 컬러 포맷이고, 2개의 이용가능한 함수는 하기 표이다.
4:2:0 YUV 컬러 포맷과 관련된 표
Figure 112018024648401-pat00004
4:4:4 YUV 컬러 포맷과 관련된 표
Figure 112018024648401-pat00005
본 발명의 다른 측면에 따르면, 수 개의 가능한 컬러 포맷 중에서 현재 컬러 포맷을 사용하여 이미지 또는 이미지 부분의 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 방법으로서, 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 결정하는 소정의 수의 함수가 이용가능하고, 이용가능한 함수의 수는 가능한 컬러 포맷의 수보다 적고, 상기 이용가능한 함수는 상기 현재의 컬러 포맷과 상이한 컬러 포맷에 각각 연관되고, 상기 방법은 하나 이상의 이용가능한 함수를 중간 양자화 파라미터의 값에 적용하여 상기 제2 컬러 컴포넌트에 대한 상기 양자화 파라미터의 값을 결정하는 것을 포함하고, 상기 중간 양자화 파라미터는 상기 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터의 값에 기초하는 방법이 제공된다.
가능한 컬러 포맷보다 더 적은 함수가 이용가능하기 때문에, 선행 기술과 비교하여 함수의 값을 저장하는 데 필요한 추가의 메모리가 제한된다(다른 표로부터 추론될 수 없는 구체적인 값을 포함하는 도입 부분의 예시표 2 참조).
그러므로, 현재 컬러 포맷과 관련된 이용가능한 함수가 없는 경우에도, 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값의 결정은 이용가능한 함수를 이용하여 처리될 수 있다.
일부 실시예에서, 정확하게 3개의 가능한 컬러 포맷이 있고, 제2 컬러 컴포넌트를 위한 양자화 파라미터를 결정하기 위한 단지 2개의 이용가능한 함수가 있다.
일부 실시예에서, 컬러 포맷은 YUV 컬러 포맷이고, 제1 컬러 컴포넌트가 루마 컴포넌트이고, 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트가 크로마 컴포넌트이다.
일부 실시예에서, 상기 함수는 중간 양자화 파라미터의 각각의 값과 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 연관시키는 표이다.
일부 실시예에서, 중간 양자화 파라미터 QPI의 값은 다음과 같은 식을 이용하여 계산된다.
QPI = MAX(-QPBdOffsetC, MIN( 57, QPY + QPOffsetC))
여기서,
- QPBdOffsetC는 제2 컬러 컴포넌트를 나타내는데 사용된 비트 깊이에 의존하는 미리 정의된 오프셋이며,
- QPY는 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터의 값이며,
- QPOffsetC는 QPC와 QPY 사이의 관련성을 부분적으로 제어하는 것을 가능하게 하는 오프셋이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1 컬러 컴포넌트 및 하나 이상의 대응하는 제2 컬러 컴포넌트에 의해서 나타나는 이미지 또는 이미지 부분을 인코딩하는 방법으로서, 컴포넌트가 이미지 시퀀스의 일부를 형성하는 코딩 유닛으로 분할되는 방법이며,
- 상기 언급한 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 단계와,
- 상기 제1 컬러 컴포넌트 및 제2 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터를 이용하여 이미지 또는 이미지 부분의 상기 제1 컬러 컴포넌트 및 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트를 양자화하는 단계를 포함하는, 연속적인 코딩 유닛을 인코딩된 데이터로 인코딩하는 단계와,
- 상기 인코딩된 데이터의 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
일부 실시예에서, 생성 단계는 결정 단계에 사용된 함수를 나타내는 파라미터를 비트스트림의 NAL 유닛 내에 삽입하는 것을 포함한다.
일부 실시예에서, 상기 NAL 유닛은 시퀀스 파라미터 세트 또는 화상 파라미터 세트이다.
변형예에서, 상기 NAL 유닛은 슬라이스를 포함하고, 여기에서 상기 파라미터는 슬라이스의 헤더에 포함된다.
일부 실시예에서, 이미지가 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 하나 이상의 디블록킹 양자화 파라미터를 이용하는 디블록킹 필터에 의해 필터링되는 경우에, 디블록킹 양자화 파라미터는 또한 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터의 값에 기초하여 상기 하나 이상의 함수를 또 다른 중간 양자화 파라미터 QPI'의 값에 적용함으로써 결정된다.
예컨대, 필터링된 이미지는 양자화된 데이터에 기초하여 복원된 이미지이다. 필터링된 이미지는 또 다른 이미지를 인코딩하기 위한 참조 영상으로서 이용될 수 있다.
일부 실시예에서, 이미지 또는 이미지 부분이 블록들로 분할되고, 여기에서 다른 중간 양자화 파라미터 QPI'의 값이 다음과 같은 식을 이용하여 계산된다.
QPI' = QPYpred + cQpPicOffset
여기서,
- cQpPicOffset은 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 나타내는데 사용되는 생성된 비트스트림에 전송되는 미리 정의된 오프셋이며,
- QPYpred는 처리되는 현재 블록의 근접 블록으로부터 추론된 평균 디블록킹 양자화 파라미터 값이다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 이미지 시퀀스의 일부를 형성하는 이미지 또는 이미지 부분을 디코딩하는 방법으로서,
- 디코딩할, 상기 이미지 또는 이미지 부분에 관련된 인코딩된 데이터를 수신하는 단계와,
- 상기 인코딩된 데이터를 디코딩하는 단계와,
- 전술한 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 단계와,
- 상기 제1 컬러 컴포넌트 및 제2 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터를 이용하여 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트 및 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트를 역양자화하는 것을 포함하는, 상기 디코딩된 데이터로부터 상기 디코딩된 이미지 또는 이미지 부분을 복원하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
일부 실시예에서, 수신되는 인코딩된 데이터는 결정 단계에서 사용될 함수를 나타내는 파라미터를 포함한다.
일부 실시예에서, 디코딩 방법은 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 하나 이상의 디블록킹 양자화 파라미터를 이용하는 디블록킹 필터로 이미지 또는 이미지 부분을 필터링하는 것을 더 포함하고, 상기 디블록킹 양자화 파라미터는 상기 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터의 값에 역시 기초하는 또 다른 중간 양자화 파라미터 QPI'의 값에 상기 하나 이상의 함수를 적용함으로써 결정된다.
일부 실시예에서, 이미지 또는 이미지 부분은 블록으로 나뉘어지고 다른 중간 양자화 파라미터 QPI'의 값은 다음과 같은 식을 이용하여 계산된다.
QPI' = QPYpred + cQpPicOffset
여기서,
- cQpPicOffset은 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 디블록킹 양자화 파라미터를 나타내는데 사용되는 수신된 비트스트림에서 전송된 미리 정해진 오프셋이고,
- QPYpred는 처리되고 있는 현재 블록의 근접 블록으로부터 추론된 평균 디블록킹 양자화 파라미터 값이다.
대응하여, 수 개의 가능한 컬러 포맷 중에서 현재 컬러 포맷을 사용하여 이미지 또는 이미지 부분의 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 장치로서,
- 가능한 컬러 포맷과 연관된 하나 이상의 함수를 현재 컬러 포맷에 대하여 독립적으로 선택하는 모듈과,
- 상기 하나 이상의 함수를, 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터의 값에 기초하는 중간 양자화 파라미터의 값에 적용함으로써 상기 제2 컬러 컴포넌트에 대한 상기 양자화 파라미터의 값을 결정하는 모듈을 포함하는 장치가 제공된다.
대응하여, 3개 이상의 가능한 컬러 포맷 중에서 현재 컬러 포맷을 사용하여 이미지 또는 이미지 부분의 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 장치로서, 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 결정하는 소정의 수의 함수가 이용가능하고, 이용가능한 함수의 수는 가능한 컬러 포맷의 수보다 적고, 상기 이용가능한 함수는 상기 현재의 컬러 포맷과 상이한 컬러 포맷에 각각 연관되고, 상기 장치는 하나 이상의 이용가능한 함수를 중간 양자화 파라미터의 값에 적용하여 상기 제2 컬러 컴포넌트에 대한 상기 양자화 파라미터의 값을 결정하는 모듈을 포함하고, 상기 중간 양자화 파라미터는 상기 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터의 값에 기초하는 장치가 제공된다.
대응하여, 제1 컬러 컴포넌트 및 하나 이상의 대응하는 제2 컬러 컴포넌트에 의해서 나타나는 이미지 또는 이미지 부분을 인코딩하는 장치로서, 상기 컴포넌트가 이미지 시퀀스의 일부를 형성하는 코딩 유닛으로 분할되는 장치이며,
- 상술한 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 장치와,
- 상기 제1 컬러 컴포넌트 및 제2 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터를 이용하여 이미지 또는 이미지 부분의 상기 제1 컬러 컴포넌트 및 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트를 양자화하는 모듈을 포함하는, 연속적인 코딩 유닛을 인코딩된 데이터로 인코딩하는 모듈과,
- 상기 인코딩된 데이터의 비트스트림을 생성하는 모듈을 포함하는 장치가 제공된다.
대응하여, 이미지 시퀀스의 일부를 형성하는 이미지 또는 이미지 부분을 디코딩하는 장치로서,
- 디코딩할, 상기 이미지 또는 이미지 부분에 관련된 인코딩된 데이터를 수신하는 모듈과,
- 상기 인코딩된 데이터를 디코딩하는 모듈과,
- 상술한 것과 같은 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 장치와,
- 상기 제1 컬러 컴포넌트 및 제2 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터를 이용하여 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트 및 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트를 역양자화하는 모듈을 포함하는, 상기 디코딩된 데이터로부터 상기 디코딩된 이미지 또는 이미지 부분을 복원하는 모듈을 포함하는 장치가 제공된다.
장치는 방법 종속 청구항에서 상기 정의된 것와 유사한 선택사항적인 특징을 가질 수도 있다. 특징이 상기의 프로세스에 의하여 설명되는 경우, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명의 장치의 기능 요소로서 그것을 구현할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 방법들 중 적어도 일부는 컴퓨터 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명은 완전한 하드웨어 구현, 완전한 소프트웨어 구현, 또는 본 명세서에서 모두 전반적으로 "장치" 또는 "시스템"이라고 불리는 소프트웨어와 하드웨어를 결합하는 구현의 형태를 취할 수도 있다. 게다가, 본 발명은 컴퓨터 사용가능 프로그램 코드가 매체에 구현되어 있는 임의의 유형의 표현 매체로 구현되어 있는 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.
본 발명이 소프트웨어로 구현될 수 있으므로, 본 발명은 임의의 적합한 캐리어 매체, 예컨대 유형의 캐리어 매체 또는 일시적인 캐리어 매체 상의 프로그래머블 장치에 제공하기 위한 컴퓨터 판독가능 코드로서 구현될 수 있다. 유형의 캐리어 매체는, 플로피 디스크, CD-ROM, 하드 디스크 드라이브, 자기 테이프 디바이스 또는 반도체 메모리 장치 등과 같은 스토리지 매체를 포함할 수 있다. 일시적 캐리어 매체는, 전기 신호, 전자 신호, 광 신호, 음향 신호, 자기 신호 또는, 예컨대, 마이크로파 또는 RF 신호와 같은 전자기 신호를 포함할 수 있다.
이제, 본 발명의 실시예들이, 단지 예로서, 다음의 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 이미지의 HEVC 분할을 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 한 특정한 실시예에 따른 인코딩 장치의 예를 나타내는 단순화된 블록도.
도 3은 본 발명의 한 특정한 실시예에 따른 디코딩 장치의 예를 나타내는 단순화된 블록도.
도 4는 본 발명의 특정한 실시예에 따른 이미지의 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 방법의 통상적인 단계를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 특정한 실시예에 따른 이미지를 인코딩하는 방법의 통상적인 단계를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 특정한 실시예에 따른 이미지를 디코딩하는 방법의 통상적인 단계를 나타내는 도면.
본 발명은 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하기 위한 방법과 장치를 제공한다.
도 1은 3개의 컬러 컴포넌트로 이루어지는 이미지 또는 화상의 HEVC 분할을 설명한다. 예컨대, 제1 컬러 컴포넌트는 루마 컴포넌트 Y 이고 다른 컴포넌트는 크로마 컴포넌트 U, V 이다.
특히, 도 1은 HEVC와 범위 확장의 양쪽의 제1 버전에 적용가능한, HEVC에 사용된 인코딩 구조를 나타낸다. HEVC 및 그것의 이전의 선행자(predecessor) 중의 하나에 따라, 오리지널 비디오 시퀀스(101)는 일련의 디지털 이미지 "image i"이다. 그 자체로 알려진 바와 같이, 디지털 이미지는 계수가 픽셀을 나타내는 하나 이상의 매트릭스로 나타낸다.
이미지(102)는 슬라이스(103)으로 나뉘어진다. 슬라이스는 이미지의 일부 또는 전체 이미지이다. HEVC에서 이러한 슬라이스는 비중첩 코딩 트리 유닛(CTU)(104)으로 나뉘어진다 (최대 코딩 유닛(Largest Coding Unit)이라고도 불린다).
각각의 CTU(105)는 쿼드트리 분해(quadtree decomposition)를 이용하여 반복적으로 더 작은 가변 크기의 코딩 유닛(CU)으로 분할될 수 있다. 코딩 유닛(CU)는 각각 2개의 서브 유닛, CU의 크기와 동일한 최대 크기를 가지는 예측 유닛(PU)(106) 및 변환 유닛(TU)(107)을 포함하는 기본적인 코딩 요소이다.
예측 유닛은 픽셀 값의 예측을 위한 CU의 파티션에 대응된다. 각각의 CU는 4개의 정방형 또는 2개의 직사각형의 최대값으로 더 분할될 수 있다. 변환 유닛은 공간적으로 변환되는 기본적인 유닛을 나타내는 데 사용된다 (예컨대, DCT 또는 DST를 이용함). CU는 쿼드트리 표현에 기초하여 TU에서 분할될 수 있다.
각각의 슬라이스는 하나 NAL 유닛 내에 포함된다. 또한, 비디오 시퀀스의 코딩 파라미터는 파라미터 세트라 불리는 전용 NAL 유닛에 저장될 수 있다. HEVC 및 H.264/AVC에서, 2 종류의 파라미터 세트 NAL 유닛이 사용된다.
- 전체 비디오 시퀀스 동안 변하지 않는 모든 파라미터를 모은 시퀀스 파라미터 세트(SPS) NAL 유닛, 전형적으로, 이것은 코딩 프로파일, 비디오 프레임 및 다른 파라미터의 크기를 다룬다.
- 프레임마다 변할 수 있는 상이한 값을 코딩하는 화상 파라미터 세트(PPS) NAL 유닛.
도 2는 그것의 선행자(H. 264/AVC) 중 하나의 슈퍼세트로 간주될 수 있는 고전적인 HEVC 비디오 인코더(20)의 도면을 나타낸다. 도 5를 참조하여 후술하는 바와 같이, 그와 같은 인코더는 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 방법을 구현할 수 있다.
오리지널 비디오 시퀀스(101)의 각각의 프레임은 먼저 모듈(201)에 의해 코딩 유닛(CU)의 그리드로 나뉘어진다. 이 단계는 코딩 및 엔트로피 슬라이스의 정의 또한 제어한다. 일반적으로, 2개의 방법이 다음과 같은 슬라이스 경계를 규정하는데, 즉, 슬라이스당 고정 수의 CU를 사용하거나(엔트로피 또는 코딩 슬라이스), 또는 고정 수의 바이트를 사용한다.
CTU의 CU로의 세분과, CU의 TU 및 PU로의 분할은 레이트 왜곡 기준에 기초하여 결정된다. 처리되는 CU의 각각의 PU는 공간적으로 "인트라(Intra)" 예측인자(217)에 의해, 또는 시간적으로 "인터(Inter)" 예측인자(218)에 의해 예측된다. 각각의 예측인자는 차 블록(또는 "레지듀얼(residual)")이 도출되는 동일 이미지 또는 다른 이미지로부터 발생된 픽셀의 블록이다. 예측인자 블록의 식별 및 레지듀얼의 코딩에 의해, 실제로 인코딩될 정보의 양을 감소시킬 수 있다.
인코딩된 프레임은 2개의 타입, 즉, 시간적 예측 프레임(P 프레임이라 불리우는 하나의 참조 프레임으로부터 예측된 것 또는 B 프레임이라 불리우는 2개의 참조 프레임으로부터 예측된 것) 및 비시간적 예측 프레임(인트라 프레임 또는 I 프레임이라 불린다)이 존재한다. I 프레임에서는, CU/PU를 코딩하는 데 인트라 예측만이 고려된다. P 프레임 및 B 프레임에서는, CU/PU를 코딩하는 데 인트라 및 인터 예측이 고려된다.
인트라 예측 처리 모듈(217)에서, 현재 블록은 인트라 예측인자, 즉, 현재 이미지의 이미 인코딩된 정보로부터 구성된 픽셀의 블록에 의해 예측된다. 모듈(202)은 근접 PU 픽셀로부터 픽셀을 예측하는데 사용된 공간 예측 모드를 결정한다. HEVC에서, 최대 35개의 모드가 고려된다. 레지듀얼 블록은 픽셀의 인트라 예측 블록과 현재 블록의 차를 계산함으로써 획득된다. 따라서, 인트라 예측된 블록은 레지듀얼을 가진 예측 모드로 구성된다.
인트라 예측 모드의 코딩은 근접 예측 유닛의 예측 모드로부터 추론된다. 모듈(203)에 의해 실행되는 인트라 예측 모드의 이러한 추론 프로세스는 인트라 예측 모드의 인코딩율을 감소시킬 수 있게 한다. 인트라 예측 프로세싱 모듈은 픽셀을 예측하기 위해, 또한 예측 유닛의 인트라 예측 모드를 추론하기 위해 프레임의 공간 종속성 또한 이용한다.
제2 프로세싱 모듈(218)은 모노-예측(P-타입) 또는 바이-예측(B-타입)을 이용하여 인터 코딩을 수행한다. 모노-예측(P-타입)은 하나의 참조 화상으로부터 하나의 참조 블록을 참조하여 블록을 예측하고, 바이-예측(B-타입)은 하나 또는 2개의 참조 화상으로부터 2개의 참조 블록을 참조하여 블록을 예측한다.
현재 PU와 참조 이미지(215) 사이의 움직임의 추정은, 하나(P-타입) 또는 수 개(B-타입)의 픽셀 블록을 이 현재 블록의 예측인자로서 사용하기 위해, 이들을 이 참조 이미지 중 하나 또는 수 개로 식별하기 위하여 모듈(204)에 의해서 이루어진다. 수 개의 블록 예측인자가 사용되는 경우(B 타입), 이들은 병합되어 하나의 단일 예측 블록을 생성한다. 참조 이미지는 이미 코딩된 후에 (디코딩에 의해) 복원된 비디오 시퀀스 내의 이미지이다.
참조 블록은 현재 프레임 내의 PU와 참조 블록 사이의 변위와 동일한 움직임 벡터에 의해 참조 프레임에서 식별된다. 다음 모듈(205)은 예측 블록과 현재 블록 사이의 차를 계산하는 인터 예측 프로세스를 수행한다. 이러한 차 블록은 인터 예측 블록의 레지듀얼이다. 인터 예측 프로세스의 종료 시에, 현재 PU는 하나의 움직임 벡터와 레지듀얼로 구성된다.
HEVC는 각각의 PU의 움직임 벡터를 예측하기 위한 방법을 제공한다. 수 개의 후보 움직임 벡터 예측인자가 사용된다. 전형적으로, 현재 PU의 상단, 좌측 또는 상단 좌측 모서리에 국부화된 PU의 움직임 벡터는 공간 예측인자의 제1 세트이다. 참조 프레임 내에 병치된 PU(즉, 동일한 좌표에서의 PU)의 하나인 시간적 움직임 벡터 후보 또한 이용된다. 그것은 MV 예측인자와 현재 PU의 하나 사이의 차를 최소화하는 기준에 기초하여 예측인자 중 하나를 선택한다. HEVC에서, 이 프로세스는 AMVP(적응형 움직임 벡터 예측을 위한 기준)로 언급된다.
마지막으로, 현재 PU의 움직임 벡터는 후보의 세트 내의 예측인자를 식별하는 인덱스와, PU의 MV와 선택된 MV 후보의 MV 차(MVD)를 이용하여 모듈(206)에 의해서 코딩된다. 인터 예측 프로세싱 모듈은 인터 예측 코딩 유닛의 압축율을 증가시기키 위해서 예측 유닛의 움직임 정보 사이의 공간적인 의존성에 의존한다.
따라서, 이러한 2개의 타입의 코딩은 수 개의 텍스쳐 레지듀얼(현재 블록과 예측인자 블록 간의 차)를 공급하고, 이 레지듀얼은 최상의 코딩 모드를 선택하는 모듈(216)에서 비교된다.
그 후에, 인터 또는 인트라 예측 프로세스의 마지막에 획득되는 레지듀얼은 모듈(207)에 의해서 변환된다. 변환은 CU에 포함된 변환 유닛(TU)에 적용된다. TU는 RQT(Residual Quadtree) 분해를 이용하여 더 작은 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서, 일반적으로 2 또는 3 레벨의 분해가 사용되고 인정된 변환 사이즈는 32x32으로부터, 16x16, 8x8, 4x4이다. 변환 단위는 이산 코사인 변환(DCT) 또는 이산 사인 변환(DST)로부터 도출된다.
그 후에, 레지듀얼 변환 계수는 제1 및 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 이용하여 모듈(208)에 의해 양자화된다. 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터는, 예컨대 도 4와 관련하여 후에 기술되는 것처럼 본 발명의 실시예에 따른 결정 방법을 이용하여 결정된다. 그 후, 양자화된 변환 레지듀얼의 계수는 모듈(209)에 의해서 행해지는 엔트로피 코딩에 의해서 코딩되고, 그 후에, 압축 비트스트림(210)에 삽입된다. 코딩 구문 요소 또한 모듈(209)의 도움으로 코딩된다. 도 5와 관련하여 상세히 더 설명될 것처럼, 이러한 코딩 구문 요소는 양자화 파라미터를 얻는데 사용된 함수을 나타내는 파라미터를 포함할 수 있다. 프로세싱 모듈(209)은 코딩 효율을 높이기 위해 구문 요소 사이의 공간 종속성을 이용한다.
인트라 예측인자를 산출하거나 인터 예측인자에 대한 움직임을 추정하기 위하여, 인코더는 모듈(211, 212, 213, 214, 215)에 의해서 행해지는 디코딩 루프에 의해 이미 인코딩된 블록의 디코딩을 수행한다. 이 디코딩 루프는 양자화된 변환 레지듀얼로부터 블록 및 이미지를 복원할 수 있게 한다.
그러므로, 양자화된 변환 레지듀얼은 모듈(208)에 의해 제공된 것에 대하여 역양자화를 적용함으로써 모듈(211)에 의해 역양자화되고, 모듈(207)에 의해 실행된 것에 대하여 역변환을 적용함으로써 모듈(212)에 의해 복원이다.
레지듀얼이 인트라 코딩 모듈(217)로부터 기인한 것이면, 손실을 가지는 변환, 여기서는 양자화 동작으로부터 기인하는 손실에 의해서 변형된 오리지널 블록에 대응하는 복원된 블록을 회복하기 위하여, 사용된 인트라 예측인자가 이 레지듀얼에 가산된다.
한편, 레지듀얼이 인터 코딩 모듈(218)로부터 기인하는 것이면, 현재 움직임 벡터에 의해 지정되는 블록(이 블록은 현재 이미지 인덱스에 의해 참조되는 참조 이미지(215)에 속한다)이 병합되고, 그 후에 이 디코딩된 레지듀얼에 가산된다. 이런 방식으로, 오리지널 블록이 양자화 동작으로부터 기인하는 손실에 의해서 변형된다.
구해진 레지듀얼의 헤비(heavy) 양자화에 의해 생성된 효과를 감소시키고 신호 품질을 개선하기 위해서, 복원된 신호에 최종 루프 필터 프로세싱 모듈(219)이 적용된다. 현재 HEVC 표준에서, 2개의 타입의 루프 필터, 즉 디블록킹 필터(213)와 샘플 적응형 오프셋(SAO)(220)이 이용된다.
디블록킹 필터(213)는 양자화 모듈(208)에 의해 이용된 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 결정하기 위해 적용된 것보다는, 동일한 함수을 적용함으로써 획득된 디블록킹 양자화 파라미터를 이용할 수 있다.
복원된 이미지라고 칭해지는 필터링된 이미지는, 그 후에, 현재의 비디오 시퀀스의 다음의 이미지의 압축 동안 발생하는 후속의 인터 예측을 허용하기 위해 참조 이미지(215)로서 저장된다. 현재 이미지의 추정과 움직임 보상을 위한 수 개의 참조 이미지(215)를 사용하는 것이 가능하다.
인코더(20)의 결과적인 비트스트림(210)은 파라미터 세트 및 코딩 슬라이스에 대응하는 NAL 유닛의 세트로 구성된다.
도 3은 HEVC 타입의 고전적 비디오 디코더(30)의 전체적 도면을 나타낸다. 디코더(30)는 도 2에 도시된 것과 같은 HEVC 타입의 인코더에 의해 압축된 비디오 시퀀스(201)에 대응하는 비트스트림(210)을 입력으로서 수신한다.
도 6과 관련하여 후에 기술되는 것처럼, 그와 같은 디코더는 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 방법을 구현시킬 수 있다.
디코딩 처리 동안, 비트스트림(210)은 먼저 엔트로피 디코딩 모듈(301)의 도움으로 분석된다. 이 프로세싱 모듈은 인코딩된 데이터를 디코딩하기 위해 이전에 엔트로피 디코딩된 요소를 이용한다. 그것은, 디코더를 초기화하고 또한 각각의 비디오 프레임의 코딩 트리 유닛(CTU, LCU라고도 칭함)을 디코딩하기 위해, 특히 비디오 시퀀스의 파라미터 세트를 디코딩한다. 그 후에, 코딩 슬라이스 또는 엔트로피 슬라이스에 대응하는 각각의 NAL 유닛이 디코딩된다. 모듈(301, 302, 304)를 이용한 파싱 프로세스는 각각의 슬라이스에 대하여 병렬적으로 행해질 수 있지만, 블록 예측 프로세스 모듈(305, 303)과 루프 필터 모듈은 근접한 데이터 이용가능성의 문제를 회피하기 위하여 순차적이어야 한다.
CTU의 파티션이 분석되고 CU, PU 및 TU 세분화가 식별된다. 디코더는 각각의 CU를 연속하여 처리하고, 그 후에 인트라(307) 및 인터(306) 프로세싱 모듈, 역양자화 및 역변환 모듈, 최종적으로 루프 필터 프로세싱 모듈(219)의 도움으로 수행된다.
현재 블록에 대한 인터 또는 인트라 예측 모드는 파싱 처리 모듈(301)의 도움으로 비트스트림(210)으로부터 분석된다. 예측 모드에 따라서, 인트라 예측 프로세싱 모듈(307) 또는 인터 예측 프로세싱 모듈(306)이 이용된다. 현재 블록의 예측 모드가 인트라 타입이면, 인트라 예측 모드는 비트스트림으로부터 추출되고, 인트라 예측 프로세싱 모듈(307)의 근접 예측 모드 모듈(302)의 도움으로 디코딩된다. 그 후에, 인트라 예측 블록이 현재 PU의 경계의 이미 디코딩된 픽셀과 디코딩된 인트라 예측 모드에 의해 모듈(303)에서 산출된다. 현재 블록과 연관된 레지듀얼이 비트스트림(210)으로부터 회복되고 그 후에 엔트로피 디코딩된다.
현재 블록의 예측 모드가 이 블록이 인터 타입이라는 것을 지시하면, 움직임 정보가 비트스트림(210)으로부터 추출되고, 모듈(304)에 의해 디코딩된다. AMVP 프로세스는 모듈(304, 305)에 의해 실행된다. 이미 디코딩된 근접 PU의 움직임 정보 또한 현재 PU의 움직임 벡터를 계산하는데 사용된다. 이 움직임 벡터는 디코더(30)의 참조 이미지(215)에 포함된 인터 예측인자 블록을 결정하기 위하여 역 움직임 보상 모듈(305)에 이용된다. 인코더와 유사한 방식으로, 이들 참조 이미지(215)는 현재 디코딩되는 이미지에 선행하고, 비트스트림으로부터 복원된(따라서 이전에 디코딩된) 이미지로 구성된다.
다음 디코딩 단계는 비트스트림에서 전송된 레지듀얼 블록을 디코딩하는 것이다. 파싱 모듈(301)은 비트스트림으로부터 레지듀얼 계수를 추출하고, 레지듀얼 블록을 획득하기 위해 역양자화(모듈(211)에서)과 역변환(모듈 212)을 연속하여 수행한다.
특히, 역양자화는, 예컨대 도 4와 관련하여 후에 기술되는 것처럼 본 발명의 실시예에 따른 결정 방법을 이용하여 결정된 제1 및 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 이용하여 수행된다. 그와 같은 결정에서, 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 얻는데 사용되는 함수는 인코딩 동안 비트스트림에서 구문 요소로서 포함된 파라미터에 의해 나타날 수 있다.
이 레지듀얼 블록은 인트라 또는 이터 프로세싱 모듈의 출력에서 얻어지는 예측 블록에 더해진다.
현재 이미지의 모든 블록의 디코딩의 마지막에, 참조 이미지(215)를 얻기 위해서, 루프 필터 프로세싱 모듈(219)가 이용되어 블록 효과를 차단하고 신호 품질을 향샹시킨다. 인코더에 행해진 것처럼, 이 프로세싱 모듈은 디블록킹 필터(213), 그 후에 SAO(220) 필터를 사용한다.
디블록킹 필터(213)는 역양자화 또는 역양자화 모듈(211)에 의해 이용된 제2 컬러 컴포넌트에 대한 역양자화 파라미터를 결정하기 위해 적용된 것보다 동일한 함수를 적용함으로써 획득된 디블록킹 양자화 파라미터를 이용할 수 있다.
이렇게 디코딩된 이미지는 디코더의 출력 비디오 신호(308)를 구성하고, 그 후, 이것은 디스플레이되어 사용된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이미지(102) 또는 이미지 부분(예컨대 슬라이스(103))의 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값을 결정하는 방법의 일반적 단계를 나타낸다.
이러한 방법은, 예컨대 모듈(207)에 의해서 산출된 변환(예컨대, DCT 또는 DST)에 의해서 픽셀 값으로부터 유도된 계수의 양자화에 대한 양자화 파라미터를 얻기 위해서, 또는 인코딩된 부호의 엔트로피 디코딩에 의해서 얻어진 역양자화를 위하여 도 2 및 3을 참조하여 설명한 것과 같은 인코딩 장치 또는 디코딩 장치에 의해서 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 컬러 컴포넌트QPY에 적용된 양자화 파라미터와 제2 컬러 컴포넌트QPC에 적용된 양자화 파라미터 사이에 관련성이 있다. 그 관련성은, QPY에 기초하고, 예컨대 다음과 같은 식을 이용하여 단계 410에서 계산된 중간값 QPI로 구성될 수 있다.
QPI = MAX( -QPBdOffsetC, MIN( 57, QPY + QPOffsetC ) )
여기서,
- QPBdOffsetC는 제2 컬러 컴포넌트를 나타내는데 사용된 비트 깊이에 의존하는 미리 정의된 오프셋이고,
- QPY는 이미지 또는 이미지 부분의 제1 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터의 값이고,
- QPOffsetC는 부분적으로 QPC와 QPY 사이의 관련성을 제어할 수 있게 하는 오프셋이다.
상기 방법이 인코딩 장치에 의해 구현될 때, 제1 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPY는 통상적으로 사용자에 의해 제공된다.
그러나, 양자화가 디코더에 의해 수신된 데이터에 대해 실행될 때, 즉, 상기 방법이 디코딩 장치에 의해 구현될 때, 양자화 파라미터 QPY는 비트스트림에 포함된다.
상기시키기 위해, 수 개의 컬러 포맷이 HEVC의 범위 확장, 즉 4:4:4 YUV 컬러 포맷, 4:2:2 YUV 컬러 포맷 및 4:2:0 YUV 컬러 포맷에 의해서 지원된다. 분명히, 다른 컬러 포맷이 존재한다.
일반적으로, 함수는 컬러 포맷과 관련된다. 그와 같은 함수는 제2 컬러 컴포넌트 QPC에 대한 양자화 파라미터의 값인 각각의 중간값 QPI와 연관될 수 있다. 일반적으로, 이러한 함수는 상기된 바와 같은 표 1(4:2:0 YUV에 대응함), 2(4:2:2 YUV에 대응함) 및 3(4:4:4 YUV에 대응함)로서의 대응표로서 나타난다.
본 발명은 상이한 함수 사이에 스위칭을 허락함에 있어 범위 확장의 유연성을 향상시키는 것을 목표한다. 다른 용어로, 현재 컬러 포맷(예컨대 4:2:2 YUV)이 주어지면, 현재 컬러 포맷과 다른 컬러 포맷(예컨대 4:2:0 YUV 또는 4:4:4 YUV)과 관련된 함수를 이용하는 것이 이제 가능하다.
그렇게 하기 위해, 중간값 QPI에 적용되기 위해, 그리고 제2 컬러 컴포넌트 QPC에 대한 양자화 파라미터를 결정하기 위해 하나 또는 수 개의 함수가 선택되는 선택 단계 420이 제공된다.
상기에 나타난 표 1, 2와 3의 예로 돌아가서, 표 3(4:4:4 YUV에 대응함)이 QPI의 클리프된 버전, QPC = MIN(QPI, 51)에 대응되기 때문에, 표 3이 매우 단순한다는 것을 알 수 있다. 그러나, 표 2 (4:2:2 YUV에 대응함)는 표 1(4:2:0 YUV에 대응함)로부터 또는 표 3으로부터 추론될 수 없는 구체적인 값을 포함한다.
이들 표의 하나 또는 2개가 단계 420 동안 선택될 수 있다. 예컨대, 현재 컬러 포맷이 4:2:2 YUV 일 때, 더 단순한 4:4:4 YUV와 관련된 표 3이 표 2 대신에 선택될 수 있다.
변형예에서, 현재 컬러 포맷이 4:2:2 YUV 일 때, 4:2:0 YUV와 관련된 표 1 및 4:4:4 YUV와 관련된 표 3이 표 2 대신에 선택될 수 있다.
그 선택 단계 420은 메모리가 제한되고 단지 제한된 수의 함수가 이용 가능한 경우에는 특히 흥미롭다. 예컨대, 메모리를 절약하기 위해서, 표 2의 값을 저장하는 것을 회피하고, 표 1과 표 3의 값만을 저장할 수 있다. 그러한 경우에, 현재 컬러 포맷은 이용가능한 함수의 컬러 포맷에 해당되지 않지만, 선택 단계 420은 그러한 경우가 처리되는 것을 가능하게 하는데, 이용가능한 함수에 대한 일종의 조직적 스위칭을 제공하기 때문이다.
이를 위하여, 현재 컬러 포맷과 관련된 이용가능한 함수가 없을 경우, 이용가능한 함수가 디폴트로 이용되도록 지정될 수 있다.
변형예에서, 유저에 의해 주어지거나, 디코더에 의해서 결정 방법이 수행되는 경우에 구문 요소의 브런치 내에, 또는 유저에 의해 주어지는 파라미터에 따라서 함수가 선택될 수 있다(도 5 이하 참조).
함수가 선택될 때, 그들은 단계 430 단계에서 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPC의 값에 결정하기 위해 중간값 QPI에 적용된다.
예컨대, 2개의 함수 F1과 F3이 선택되면, QPC는 다음과 같이 결정될 수 있다.
QPC = IntegerValueOf (F1(QPI) + F3(QPI) + R) /2
여기에서 R는 0 또는 1와 동일한 라운딩 오프셋이고, 고정되거나, 중간값 QPI에 의존할 수 있다. 예컨대, QPI<44일 때 R=0 이고, 그 밖에는 R=1이다.
결정된 QPC와 QPY는 그 후에 인코더 또는 디코더에 의한 양자화 또는 역양자화 동작에서 사용된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이미지(102) 또는 이미지 부분(예컨대, 슬라이스(103))을 인코딩하는 방법의 일반적 단계를 나타낸다.
그러한 방법은도 2를 참조하여 기술된 것과 같은 인코딩 장치에 의해서 구현될 수 있다.
이미지(102) 또는 이미지 부분(103)이 코딩 유닛 CU로 분할되는 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트 및 제1 컴포넌트에 의해서 나타나기 때문에, 본 인코딩 방법은 이미지(102) 또는 이미지 부분(103)의 코딩 유닛 모두를 인코딩하는 것에 주의한다.
그와 같은 인코딩 방법은, 예컨대 도 4와 관련하여 위에서 기술된 방법(단계 410, 420 및 430)를 적용함으로써 (단계 510에서)하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPC의 값을 결정하는 것을 포함한다.
그 후에, 결정된 QPC는 연속적인 코딩 유닛을 인코딩된 데이터 ENC(Data) 로 인코딩하기 위해 QPY와 함께 사용된다. 단계 520은 상응하는 양자화 파라미터를 이용하여 제1 및 제2 컬러 컴포넌트를 양자화하는 것을 포함한다. 특히, 제1 컬러 컴포넌트는 양자화 파라미터 QPY를 이용하여 양자화되고 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트는 결정된 양자화 파라미터 QPC를 이용하여 양자화된다.
단계 530에서, 인코딩된 데이터 ENC(Data)의 비트스트림(210)이 생성된다. 인코딩된 데이터는 제1 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPY를 포함한다.
일부 실시예에서, 생성 단계 530은 양자화 파라미터를 얻기 위해 단계 510에서 이용되는 함수를 나타내는 구문 요소로서 파라미터를 삽입하는 것을 포함한다.
파라미터는 특정한 아미지에 관련되므로, PPS NAL 유닛에 포함된다.
변형예에서, 파라미터는 이미지의 시퀀스와 관련될 수 있으므로, SPS NAL 유닛에 포함된다.
예컨대, chroma_table_idc로 불리는 파라미터를 포함하는 SPS NAL 유닛에 대한 구문 seq_parameter_set_rbsp( )가 다음과 같이 나타난다.
Figure 112018024648401-pat00006
여기서,
chroma_format_idc는 유입되는 비트스트림의 컬러 포맷을 특정한다.
- 흑백 콘텐츠(즉, 단지 하나 컬러 컴포넌트)에 대해서는 0,
- 4:2:0 YUV 컬러 포맷에 대해서는 1,
- 4:2:2 YUV 컬러 포맷에 대해서는 2,
- 4:4:4 YUV 컬러 포맷에 대해서는 3.
separate_colour_plane_flag는 1과 동일할 때 각각의 컴포넌트가 흑백 컴포넌트로서 독립적으로 코딩되는 것을 특정한다.
chroma_table_idc는 제1 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPY로부터 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPC를 결정하는데 사용되는 함수(여기에서 표)를 특정한다.
- 0 : 4:2:0 YUV 표가 이용되고,
- 1 : 4:2:2 YUV 표가 이용되고,
- 2 : 4:4:4 YUV 표가 이용된다.
변형예에서, 가능한 컬러 포맷보다 더 적은 이용가능한 함수(표)가 존재하는 경우, 예컨대 단지 4:2:0 YUV및 4:4:4 YUV 표가 이용가능할 때, chroma_420_table_not_used_flag로 불리는 파라미터를 포함하는 SPS NAL 유닛에 대한 구문 seq_parameter_set_rbsp( )가 다음과 같이 나타날 수 있다.
Figure 112018024648401-pat00007
여기서,
chroma_format_idc는 유입되는 비트스트림의 컬러 포맷을 특정한다.
- 흑백 콘텐츠(즉, 단지 하나의 컬러 컴포넌트)에 대해서는 0,
- 4:2:0 YUV 컬러 포맷에 대해서는 1,
- 4:2:2 YUV 컬러 포맷에 대해서는 2,
- 4:4:4 YUV 컬러 포맷에 대해서는 3.
separate_colour_plane_flag는 1과 동일할 때 각각의 컴포넌트가 흑백 컴포넌트로서 독립적으로 코딩되는 것을 특정한다.
chroma_420_table_not_used_flag는 0과 동일할 때 4:2:0 YUV 표가 디폴트로 이용되어, 제1 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPY로부터 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPC를 결정하는 것을 특정한다. 1과 동일할 때, 이 파라미터는 다른 표(즉, 4:4:4 YUV)가 디폴트로 이용되어 제1 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPY로부터 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPC를 결정하는 것을 특정한다. 변형예에서, 디폴트로(즉, 비트스트림에 존재하지 않을 경우에), chroma_420_table_not_used_flag가 0과 동일하게 설정된다.
또 다른 변형예에서, 파라미터는 슬라이스와 관련될 수 있으므로, 슬라이스의 헤더에 포함된다.
파라미터가 삽입되는 곳이 어디인지에 관계없이, 그것은 디코더에 의해 비트스트림(210)에 수신된다.
일 실시예에서, 2개의 표는 다음과 같이 특정된다.
Figure 112018024648401-pat00008
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이미지(102) 또는 이미지 부분(예컨대, 슬라이스(103))을 디코딩하는 방법의 일반적 단계를 나타낸다.
그러한 방법은 도 3을 참조하여 설명한 것과 같은 디코딩 장치에 의해서 구현될 수 있다.
디코더는, 예컨대 제1 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPY를 포함하는, 도 5를 참조하여 전술한 것과 같은 인코딩 방법에 따라 인코딩되는 인코딩 데이터를 수신하고, 상기 인코딩 데이터를 단계 610에서 디코딩한다.
단계 620에서, 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터 QPC의 값이, 예컨대 도 4와 관련하여 위에서 기술된 방법(단계 410, 420과 430)을 적용함으로써 결정되며, 여기서 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 결정하는 함수는 인코딩 중에 비트스트림(210)에 포함되는 상응하는 파라미터(각각 선행하는 예의 chroma_table_idc 및 chroma_420_table_not_used_flag)에 기초하여 선택된다(단계 420)(도 5 참조).
변형예에서, 디코더는 QPI를 QPC와 연관시키는 함수가, 현재 컬러 포맷과 관련된 이용가능한 함수가 없을 경우에, 디폴트로 지정되도록 형성될 수 있다.
단계 630에서, 디코딩 화상 또는 이미지 부분은 디코딩된 데이터로부터 복원된다. 이러한 복원은 단계 620에서 결정된 제1 및 제2 컬러 컴포넌트의 양자화 파라미터를 이용하여 이미지 또는 이미지 부분의 제1 및 제2 컬러 컴포넌트를 역양자화하는 것을 포함한다.
특히, 제1 컬러 컴포넌트는 디코딩된 데이터에 포함된 양자화 파라미터 QPY를 이용하여 역양자화되고 하나 이상의 제2 컬러 컴포넌트는 결정된 양자화 파라미터 QPC를 이용하여 역양자화된다.
선택된 함수는 디블록킹 양자화 파라미터를 결정하는 디블록킹 필터에서도 이용된다.
마지막으로, 본 발명은 향상된 유연성이 제2 컬러 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터를 결정하는 데 사용되는 함수의 선택을 허용함으로써 제공한다. 게다가, 최종적으로 선택된 함수에 따라서, 그 향상은 코딩 성능의 감소를 의미하지 않고, 또는, 컴포넌트 중 하나의 주목할 만한 손실이 있는 경우에, 그 손실은 다른 컴포넌트의 필적할만한 이득에 의해 통상적으로 보상된다.
특히, 상이한 품질 밸런스가 컬러 컴포넌트(예컨대, 보다 약한 루마와 보다 강한 크로마 컴포넌트) 사이에서 목표가 되고 현재 컬러 포맷이 4:4:4 YUV 또는 4:2:2 YUV인 경우, 본 발명자는, 4:4:4 YUV 또는 4:2:2 YUV 컬러 포맷과 관련된 함수을 이용하는 것 대신에 4:2:0 YUV 컬러 포맷과 관련된 함수를 선택하는 것이 특히 흥미롭다는 것을 알았다.
또한, 현재 컬러 포맷과 관련된 것 이외의 다른 함수가 QPC를 결정하는 데 선택될 수 있기 때문에, 이 향상된 유연성이 단지 소정의 함수만을 메모리에 저장할 수 있게 한다.
앞선 예들은 본 발명의 가능한 실시예일뿐이며, 그것에 한정되지 않는다.

Claims (24)

  1. 이미지 또는 이미지 부분을 인코딩하는 방법으로서,
    컬러 포맷을 나타내는 데이터를 결정하는 단계;
    상기 데이터가 4:2:0 컬러 포맷을 나타내면, 중간 양자화 파라미터의 QPI 값으로부터 QPC 값을 획득하기 위해 제1 함수를 이용하고,
    (제1 함수)
    Figure 112018101304989-pat00015

    상기 데이터가 4:2:0 컬러 포맷을 나타내지 않으면, 상기 중간 양자화 파라미터의 QPI 값으로부터 상기 QPC 값을 획득하기 위해 제2 함수를 이용하는 것에 의해,
    (제2 함수) QPC = MIN(QPI, 51)
    상기 이미지 또는 이미지 부분의 적어도 하나의 크로마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 상기 QPC 값을 결정하는 단계 - 상기 중간 양자화 파라미터의 QPI 값은 상기 이미지 또는 이미지 부분의 루마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값에 기초함 -; 및
    상기 이미지 또는 이미지 부분을 인코딩하기 위해 상기 결정된 QPC 값을 이용하는 단계를 포함하는 인코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 데이터가 4:2:2 또는 4:4:4 컬러 포맷을 나타내면, 상기 제2 함수가 사용되고,
    상기 데이터가 4:4:4 컬러 포맷을 나타내면, 컬러 컴포넌트들이 개별적으로 인코딩되었는지 여부를 나타내는 다른 데이터가 결정되는, 인코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 중간 양자화 파라미터의 QPI 값은 다음 식을 이용하여 계산되고,
    QPI　=　MAX(-QPBdOffsetC,　MIN(57,　QPY　+　QPOffsetC))
    여기서,
    - QPBdOffsetC는 상기 크로마 컴포넌트 또는 하나의 크로마 컴포넌트를 나타내기 위해 사용되는 비트 깊이(bit-depth)에 의존하는 미리 정의된 오프셋이고,
    - QPY는 상기 이미지 또는 이미지 부분의 루마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값이고,
    - QPOffsetC는 QPC 값과 QPY 값 사이의 관련성을 부분적으로 제어할 수 있게 하는 오프셋인, 인코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    루마 컴포넌트 및 적어도 하나의 크로마 컴포넌트에 의해 나타내어지는 상기 이미지 또는 이미지 부분은 이미지 시퀀스의 일부를 형성하고, 상기 루마 및 크로마 컴포넌트들은 코딩 유닛들로 분할되고,
    상기 인코딩 방법은,
    - 루마 및 크로마 컬러 컴포넌트들에 대한 양자화 파라미터들을 이용하여 상기 이미지 또는 이미지 부분의 상기 루마 컴포넌트 및 상기 크로마 컴포넌트 또는 하나의 크로마 컴포넌트를 양자화하는 것을 포함하는, 연속적인 코딩 유닛들을 인코딩된 데이터로 인코딩하는 단계; 및
    - 상기 인코딩된 데이터의 비트스트림을 생성하는 단계
    를 더 포함하는, 인코딩 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 크로마 컴포넌트 또는 하나의 크로마 컴포넌트에 대한 적어도 하나의 디블록킹 양자화 파라미터를 이용하는 디블록킹 필터에 의해 상기 이미지가 필터링될 때, 상기 제1 또는 제2 함수를, 상기 이미지 또는 이미지 부분의 상기 루마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값에 또한 기초하여 다른 중간 양자화 파라미터의 QPI' 값에 적용함으로써 상기 디블록킹 양자화 파라미터가 결정되는, 인코딩 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이미지 또는 이미지 부분은 블록들로 분할되고,
    상기 다른 중간 양자화 파라미터의 QPI' 값은 다음 식을 이용하여 계산되고,
    QPI' = QPYpred + cQpPicOffset
    여기서,
    - cQpPicOffset은 상기 크로마 컴포넌트 또는 하나의 크로마 컴포넌트에 대한 상기 양자화 파라미터를 나타내기 위해 사용되는 상기 생성된 비트스트림 내에 전송되는 미리 정의된 오프셋이고,
    - QPYpred는 상기 디블록킹 필터가 적용되는 이웃 블록들의 양자화 파라미터들로부터 결정 가능한 평균 디블록킹 양자화 파라미터 값인, 인코딩 방법.
  7. 이미지 또는 이미지 부분을 디코딩하는 방법으로서,
    컬러 포맷을 나타내는 데이터를 결정하는 단계;
    상기 데이터가 4:2:0 컬러 포맷을 나타내면, 중간 양자화 파라미터의 QPI 값으로부터 QPC 값을 획득하기 위해 제1 함수를 이용하여 디코딩되고,
    (제1 함수)
    Figure 112018101304989-pat00016

    상기 데이터가 4:2:0 컬러 포맷을 나타내지 않으면, 상기 중간 양자화 파라미터의 QPI 값으로부터 상기 QPC 값을 획득하기 위해 제2 함수를 이용하는 것에 의해 디코딩되는,
    (제2 함수) QPC = MIN(QPI, 51)
    상기 이미지 또는 이미지 부분의 적어도 하나의 크로마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 상기 QPC 값을 결정하는 단계 - 상기 중간 양자화 파라미터의 QPI 값은 상기 이미지 또는 이미지 부분의 루마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값에 기초함 -; 및
    상기 이미지 또는 이미지 부분을 디코딩하기 위해 상기 결정된 QPC 값을 이용하는 단계를 포함하는 디코딩 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 데이터가 4:2:2 또는 4:4:4 컬러 포맷을 나타내면, 상기 제2 함수가 사용되고,
    상기 데이터가 4:4:4 컬러 포맷을 나타내면, 컬러 컴포넌트들이 개별적으로 인코딩되었는지 여부를 나타내는 다른 데이터가 결정되는, 디코딩 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 이미지 또는 이미지 부분은 이미지 시퀀스의 일부를 형성하고,
    상기 디코딩 방법은,
    - 디코딩할, 상기 이미지 또는 이미지 부분과 관련된 인코딩된 데이터를 수신하는 단계;
    - 디코딩된 데이터에 기초하여 컬러 포맷을 나타내는 상기 데이터를 결정하기 위해 상기 인코딩된 데이터를 디코딩하는 단계; 및
    - 상기 루마 및 크로마 컴포넌트들에 대한 양자화 파라미터들을 이용하여 상기 이미지 또는 이미지 부분의 상기 루마 컴포넌트 및 상기 크로마 컴포넌트 또는 하나의 크로마 컴포넌트를 역양자화하는 것을 포함하는, 상기 디코딩된 데이터로부터 상기 디코딩된 이미지 또는 이미지 부분을 복원하는 단계
    를 더 포함하는, 디코딩 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 크로마 컴포넌트 또는 하나의 크로마 컴포넌트에 대한 적어도 하나의 디블록킹 양자화 파라미터를 이용하는 디블록킹 필터로 상기 이미지 또는 이미지 부분을 필터링하는 단계를 더 포함하고,
    상기 디블록킹 양자화 파라미터는, 상기 제1 또는 제2 함수를, 상기 이미지 또는 이미지 부분의 상기 루마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값에 또한 기초하여 다른 중간 양자화 파라미터의 QPI' 값에 적용함으로써 결정되는, 디코딩 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이미지 또는 이미지 부분은 블록들로 분할되고,
    상기 다른 중간 양자화 파라미터의 QPI' 값은 다음 식을 이용하여 계산되고,
    QPI' = QPYpred + cQpPicOffset
    여기서,
    - cQpPicOffset은 상기 크로마 컴포넌트 또는 하나의 크로마 컴포넌트에 대한 상기 디블록킹 양자화 파라미터를 나타내기 위해 사용되는 수신된 비트스트림 내에 전송되는 미리 정의된 오프셋이고,
    - QPYpred는 상기 디블록킹 필터가 적용되는 이웃 블록들의 양자화 파라미터들로부터 결정 가능한 평균 디블록킹 양자화 파라미터 값인, 디코딩 방법.
  12. 프로그램가능 장치에 의해 로딩되어 실행될 때, 제1항에 따른 방법을 실행하기 위한 인스트럭션들을 저장하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  13. 프로그램가능 장치에 의해 로딩되어 실행될 때, 제7항에 따른 방법을 실행하기 위한 인스트럭션들을 저장하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  14. 이미지 또는 이미지 부분을 인코딩하는 장치로서,
    컬러 포맷을 나타내는 데이터를 결정하기 위한 수단;
    상기 데이터가 4:2:0 컬러 포맷을 나타내면, 중간 양자화 파라미터의 QPI 값으로부터 QPC 값을 획득하기 위해 제1 함수를 이용하고,
    (제1 함수)
    Figure 112018101304989-pat00017

    상기 데이터가 4:2:0 컬러 포맷을 나타내지 않으면, 상기 중간 양자화 파라미터의 QPI 값으로부터 상기 QPC 값을 획득하기 위해 제2 함수를 이용하는 것에 의해,
    (제2 함수) QPC = MIN(QPI, 51)
    상기 이미지 또는 이미지 부분의 적어도 하나의 크로마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 상기 QPC 값을 결정하기 위한 수단 - 상기 중간 양자화 파라미터의 QPI 값은 상기 이미지 또는 이미지 부분의 루마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값에 기초함 -; 및
    상기 이미지 또는 이미지 부분을 인코딩하기 위해 상기 결정된 QPC 값을 이용하기 위한 수단을 포함하는 인코딩 장치.
  15. 이미지 또는 이미지 부분을 디코딩하는 장치로서,
    컬러 포맷을 나타내는 데이터를 결정하기 위한 수단;
    상기 데이터가 4:2:0 컬러 포맷을 나타내면, 중간 양자화 파라미터의 QPI 값으로부터 QPC 값을 획득하기 위해 제1 함수를 이용하여 디코딩되고,
    (제1 함수)
    Figure 112018101304989-pat00018

    상기 데이터가 4:2:0 컬러 포맷을 나타내지 않으면, 상기 중간 양자화 파라미터의 QPI 값으로부터 상기 QPC 값을 획득하기 위해 제2 함수를 이용하는 것에 의해 디코딩되는,
    (제2 함수) QPC = MIN(QPI, 51)
    상기 이미지 또는 이미지 부분의 적어도 하나의 크로마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 상기 QPC 값을 결정하기 위한 수단 - 상기 중간 양자화 파라미터의 QPI 값은 상기 이미지 또는 이미지 부분의 루마 컴포넌트에 대한 양자화 파라미터의 값에 기초함 -; 및
    상기 이미지 또는 이미지 부분을 디코딩하기 위해 상기 결정된 QPC 값을 이용하기 위한 수단을 포함하는 디코딩 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이미지 또는 이미지 부분은 이미지 시퀀스의 일부를 형성하고,
    상기 디코딩 장치는,
    - 디코딩할, 상기 이미지 또는 이미지 부분과 관련된 인코딩된 데이터를 수신하기 위한 수단;
    - 디코딩된 데이터에 기초하여 컬러 포맷을 나타내는 상기 데이터를 결정하기 위해 상기 인코딩된 데이터를 디코딩하기 위한 수단; 및
    - 상기 루마 및 크로마 컴포넌트들에 대한 양자화 파라미터들을 이용하여 상기 이미지 또는 이미지 부분의 상기 루마 컴포넌트 및 상기 크로마 컴포넌트 또는 하나의 크로마 컴포넌트를 역양자화하는 것을 포함하는, 상기 디코딩된 데이터로부터 상기 디코딩된 이미지 또는 이미지 부분을 복원하기 위한 수단
    을 더 포함하는, 디코딩 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 삭제
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  23. 삭제
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