KR102358152B1 - Method for image encoding/decoding and apparatus thereof - Google Patents

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Abstract

실시예들에 따른 영상 복호화 방법 및 복호화 장치는 비디오 시그널을 위한 비트스트림을 수신하고, 비트스트림에 포함된 시그널링 정보를 기반으로 복호화를 수행한다. 실시예들에 따른 영성 부호화 방법 및 부호화 장치는 비디오 시그널울 부호화하고 부호화된 비디오 시그널 및 시그널링 정보를 포함하는 비트스트림을 전송한다.An image decoding method and an apparatus for decoding an image according to embodiments receive a bitstream for a video signal, and perform decoding based on signaling information included in the bitstream. A spirituality encoding method and encoding apparatus according to embodiments encodes a video signal and transmits a bitstream including the encoded video signal and signaling information.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 장치{METHOD FOR IMAGE ENCODING/DECODING AND APPARATUS THEREOF}Image encoding/decoding method and apparatus

본 발명은 영상 처리에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 루마 픽셀을 이용하여 크로마 픽셀을 예측하는 인트라 예측 방법 및 이를 이용하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to image processing, and more particularly, to an intra prediction method for predicting a chroma pixel using a luma pixel, and an apparatus using the same.

최근 HD(High Definition) 해상도를 지원하는 방송 시스템이 국내뿐만 아니라 세계적으로 확대되면서, 많은 사용자가 고해상도, 고화질의 영상에 익숙해지고 있으며, 이에 따라 많은 기관들이 차세대 영상기기에 대한 개발에 박차를 가하고 있다. 또한, HDTV와 더불어 HDTV의 4배 이상의 해상도를 지원하는 UHD(Ultra High Definition)에 대한 관심이 증대되면서, 더욱 높은 해상도, 고화질의 영상에 대한 압축 기술이 요구되고 있다.Recently, as broadcasting systems supporting HD (High Definition) resolution have been expanded not only in Korea but also worldwide, many users are getting used to high-resolution and high-definition images, and many organizations are spurring the development of next-generation video equipment. . In addition, as interest in UHD (Ultra High Definition) supporting a resolution four times higher than that of HDTV increases along with HDTV, a compression technology for higher resolution and high-definition images is required.

영상의 압축을 위해, 선행하는 픽쳐 및/또는 뒤에 나오는 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 픽셀 값을 예측하는 인터(inter) 예측 기술, 픽쳐 내의 픽셀 정보를 이용하여 픽셀 값을 예측하는 인트라(intra) 예측 기술, 출현 빈도가 높은 심볼(symbol)에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 심볼에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등이 사용될 수 있다.For image compression, an inter prediction technique that predicts a pixel value included in a current picture from a preceding picture and/or a subsequent picture, and intra prediction that predicts a pixel value using pixel information in a picture technology, an entropy encoding technique in which a short code is assigned to a symbol having a high frequency of occurrence and a long code is assigned to a symbol having a low frequency of occurrence, or the like may be used.

본 발명의 목적은 루마 픽셀을 이용하여 크로마 픽셀을 예측하는 인트라 크로마 예측 방법 및 이를 이용하는 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an intra chroma prediction method for predicting a chroma pixel using a luma pixel and an apparatus using the same.

본 발명의 다른 목적은 주변 블록의 픽셀 값을 이용하지 않고 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 예측하는 인트라 크로마 예측 방법 및 이를 이용하는 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an intra chroma prediction method for predicting a relationship between a luma component and a chroma component without using pixel values of neighboring blocks and an apparatus using the same.

상술한 과제를 해결하기 위하여 실시예들에 따른 영상 복호화 방법은 각 프레임이 복수개의 부호화 단위블록으로 부호화된 비디오 시그널을 위한 비트스트림을 수신하는 단계를 포함한다. 실시예들에 따른 부호화 단위 블록에 대응되는 복호화 단위 블록은 적어도 하나 이상의 하위 복호화 블록을 포함하고, 하위 복호화 블록은 복호화 단위 블록이 분할된 블록이다. 적어도 하나의 하위 복호화 블록에 대한 비트스트림은 차분(residual)블록 및 적어도 하나의 하위 복호화 블록을 디코드하기 위한 시그널링 정보를 포함한다. 실시예들에 따른 영상 복호화 방법은 적어도 하나의 하위 복호화 블록의 예측 모드(prediciton mode)에 따라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계 및 예측 블록 및 차분 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하는 단계를 포함한다. 실시예들에 따른 예측 모드는 인트라 예측 모드(intra prediction mode) 및 인터 예측 모드(inter prediction mode) 중 적어도 어느 하나를 나타낸다. In order to solve the above problem, an image decoding method according to embodiments includes receiving a bitstream for a video signal in which each frame is encoded by a plurality of coding unit blocks. A decoding unit block corresponding to a coding unit block according to embodiments includes at least one lower decoding block, and the lower decoding block is a block obtained by dividing the decoding unit block. The bitstream for the at least one lower decoding block includes a residual block and signaling information for decoding the at least one lower decoding block. An image decoding method according to embodiments includes generating a prediction block by performing prediction according to a prediction mode of at least one lower decoding block, and generating a reconstructed block based on the prediction block and the residual block. include The prediction mode according to the embodiments indicates at least one of an intra prediction mode and an inter prediction mode.

실시예들에 따른 복호화 장치는 각 프레임이 복수개의 부호화 단위블록으로 부호화된 비디오 시그널을 위한 비트스트림을 수신할 수 있다. 실시예들에 따른 부호화 단위 블록에 대응되는 복호화 단위 블록은 적어도 하나 이상의 하위 복호화 블록을 포함하고, 하위 복호화 블록은 복호화 단위 블록이 분할된 블록이다. 적어도 하나의 하위 복호화 블록에 대한 비트스트림은 차분(residual)블록 및 적어도 하나의 하위 복호화 블록을 디코드하기 위한 시그널링 정보를 포함한다. 실시예들에 따른 복호화 장치는 예측기 및 감산기를 포함한다. 실시예들에 따른 예측기는 적어도 하나의 하위 복호화 블록의 예측 모드(prediction mode)에 따라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성한다. 예측 모드는 인트라 예측 모드(intra prediction mode) 및 인터 예측 모드(inter prediction mode) 중 적어도 어느 하나를 나타낸다. 실시예들에 따른 가산기는 예측 블록 및 차분 블록을 기반으로 복원 블록을 생성한다.The decoding apparatus according to the embodiments may receive a bitstream for a video signal in which each frame is encoded by a plurality of coding unit blocks. A decoding unit block corresponding to a coding unit block according to embodiments includes at least one lower decoding block, and the lower decoding block is a block obtained by dividing the decoding unit block. The bitstream for the at least one lower decoding block includes a residual block and signaling information for decoding the at least one lower decoding block. A decoding apparatus according to embodiments includes a predictor and a subtractor. A predictor according to embodiments generates a prediction block by performing prediction according to a prediction mode of at least one lower decoding block. The prediction mode indicates at least one of an intra prediction mode and an inter prediction mode. An adder according to embodiments generates a reconstructed block based on a prediction block and a residual block.

실시예들에 따른 영상 부호화 방법은, 부호화 대상 블록의 루마 성분 및 크로마 성분의 관계를 정의하는 매개 변수를 결정하는 단계, 결정된 매개 변수에 기반하여 부호화 대상 블록의 예측 블록을 생성하는 단계, 부호화 대상 블록에서 예측 블록을 차분하여 차분(residual)블록을 생성하는 단계 및 부호화된 차분 블록 및 매개 변수를 포함하는 시그널링 정보를 포함하는 비트스트림을 전송하는 단계를 포함한다.An image encoding method according to embodiments may include determining a parameter defining a relationship between a luma component and a chroma component of an encoding object block, generating a prediction block of the encoding object block based on the determined parameter, and encoding object generating a residual block by differentiating the prediction block from the block; and transmitting a bitstream including the coded residual block and signaling information including parameters.

실시예들에 따른 부호화 장치는, 부호화 대상 블록의 루마 성분 및 크로마 성분의 관계를 정의하는 매개 변수를 결정하고, 결정된 매개 변수에 기반하여 부호화 대상 블록의 예측 블록을 생성하는 예측기, 부호화 대상 블록에서 상기 예측 블록을 차분하여 차분(residual)블록을 생성하는 차분기 및 부호화된 차분 블록 및 매개 변수를 포함하는 시그널링 정보를 포함하는 비트스트림을 전송하는 전송부를 포함한다.The encoding apparatus according to the embodiments may include a predictor that determines a parameter defining a relationship between a luma component and a chroma component of an encoding object block, and generates a prediction block of the encoding object block based on the determined parameter, in the encoding object block and a differential for generating a residual block by differentiating the prediction block, and a transmitter for transmitting a bitstream including signaling information including an coded residual block and parameters.

영상 부호화 장치 및/또는 복호화 장치의 하드웨어 복잡도와 동작 전력 소비를 줄일 수 있다.Hardware complexity and operating power consumption of the image encoding apparatus and/or the decoding apparatus may be reduced.

외부 메모리로의 접근 없이 인트라 크로마 예측을 수행할 수 있다.Intra chroma prediction can be performed without access to external memory.

도 1은 영상 부호화기의 구조의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 영상 복호화기의 구조의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 일 예를 나타낸다.
도 4는 일반적인 인트라 크로마 예측 방법에 있어서 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 도출하기 위해 루마 성분에 대하여 다운 샘플링을 수행하는 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 크로마 예측 방법에 있어서 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 도출하기 위해 루마 성분에 대하여 다운 샘플링을 수행하는 일 예를 나타낸다.
도 6은 영상 복호화기에서 수행되는 인트라 예측의 일 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸다.
1 is a block diagram illustrating an example of the structure of an image encoder.
2 is a block diagram illustrating an example of the structure of an image decoder.
3 shows an example in which one unit is divided into a plurality of sub-units.
4 illustrates an example of down-sampling a luma component in order to derive a linear relationship between the luma component and the chroma component in a general intra chroma prediction method.
5 illustrates an example of down-sampling a luma component in order to derive a linear relationship between the luma component and the chroma component in the intra chroma prediction method according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates an example of intra prediction performed by an image decoder.
7 illustrates an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
8 shows an image decoding method according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명하기로 한다. 단, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있거나 "접속되어" 있다고 서술되어 있는 경우, 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있거나, 접속되어 있을 수 있으나, 또 다른 구성요소가 중간에 존재할 수도 있다. 또한, 본 발명에서 특정 구성 요소를 "포함"한다고 서술되어 있는 경우, 해당 구성 요소 이외의 구성 요소를 배제하는 것이 아니라, 추가적인 구성 요소가 본 발명의 실시예 또는 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.When a component is described as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but another component may exist in the middle. In addition, when it is stated that a specific component is "included" in the present invention, it does not exclude components other than the corresponding component, but additional components may be included in the scope of the embodiment or technical spirit of the present invention. it means.

"제 1", "제 2" 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 즉, 상기 용어 들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 따라서, 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 마찬가지로 제 2 구성요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.Terms such as “first” and “second” may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. That is, the above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. Accordingly, a first component may be termed a second component, and likewise the second component may also be termed a first component.

또한, 본 발명의 실시예에 나타나는 구성 요소는 서로 다른 특징적인 기능을 수행하는 것을 나타내기 위해 독립적으로 도시될 뿐, 각 구성 요소가 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현될 수 없음을 의미하는 것은 아니다. 즉, 각 구성 요소는 설명의 편의상 구분된 것으로, 복수의 구성 요소가 합쳐져 하나의 구성 요소로 동작하거나, 하나의 구성 요소가 복수의 구성 요소로 나뉘어져 동작할 수 있고, 이는 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위로 포함된다.In addition, the components shown in the embodiment of the present invention are shown independently to indicate that they perform different characteristic functions, and it does not mean that each component cannot be implemented as one piece of hardware or software. That is, each component is divided for convenience of description, and a plurality of components may be combined to operate as one component, or one component may be divided into a plurality of components to operate, which does not deviate from the essence of the present invention. Unless otherwise specified, it is included within the scope of the present invention.

또한, 일부 구성 요소는 본 발명의 본질적인 기능을 수행하는 필수 구성 요소가 아닌 성능의 향상을 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 선택적 구성 요소를 제외하고 필수 구성 요소만을 포함한 구조로도 구현될 수 있으며, 필수 구성 요소만을 포함한 구조 역시 본 발명의 권리 범위에 포함된다.In addition, some components may be optional components for improving performance rather than essential components performing the essential function of the present invention. The present invention may be implemented with a structure including only essential components except for optional components, and a structure including only essential components is also included in the scope of the present invention.

도 1은 영상 부호화기의 구조의 일 예를 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an example of the structure of an image encoder.

영상 부호화기(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽쳐 버퍼(190)를 포함한다.The video encoder 100 includes a motion prediction unit 111 , a motion compensation unit 112 , an intra prediction unit 120 , a switch 115 , a subtractor 125 , a transform unit 130 , a quantization unit 140 , and entropy. It includes an encoder 150 , an inverse quantizer 160 , an inverse transform unit 170 , an adder 175 , a filter unit 180 , and a reference picture buffer 190 .

영상 부호화기(100)는 입력 영상을 인트라 예측 모드(intra prediction mode) 또는 인터 예측 모드(inter prediction mode)로 부호화하여 비트스트림(bitstream)을 출력한다. 인트라 예측은 화면 내 예측, 인터 예측은 화면 간 예측을 의미한다. 영상 부호화기(100)는 스위치(115)의 전환을 통해 인트라 예측 모드와 인터 예측 모드 사이를 천이한다. 영상 부호화기(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 입력 블록과 예측 블록의 차분(residual)을 부호화한다.The image encoder 100 encodes an input image in an intra prediction mode or an inter prediction mode and outputs a bitstream. Intra prediction refers to intra prediction, and inter prediction refers to inter prediction. The video encoder 100 transitions between the intra prediction mode and the inter prediction mode by switching the switch 115 . The image encoder 100 generates a prediction block for an input block of an input image, and then encodes a residual between the input block and the prediction block.

인트라 예측 모드의 경우, 인트라 예측부(120)는 부호화 대상 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 픽셀 값을 이용한 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성한다.In the intra prediction mode, the intra prediction unit 120 generates a prediction block by performing spatial prediction using pixel values of an already encoded block around the encoding object block.

인터 예측 모드의 경우, 움직임 예측부(111)는 참조 픽쳐 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 픽쳐 내에서 입력 블록과 가장 매칭이 잘 되는 참조 블록을 찾아서 움직임 벡터를 구한다. 움직임 보상부(112)는 상기 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행하고 예측 블록을 생성한다. 여기서, 움직임 벡터는 인터 예측에 사용되는 2차원 벡터이며, 현재 부호화/복호화의 대상 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 나타낸다.In the inter prediction mode, the motion prediction unit 111 finds a reference block that best matches the input block in the reference picture stored in the reference picture buffer 190 to obtain a motion vector. The motion compensator 112 performs motion compensation using the motion vector and generates a prediction block. Here, the motion vector is a two-dimensional vector used for inter prediction, and represents an offset between a current encoding/decoding target block and a reference block.

감산기(125)는 입력 블록과 예측 블록의 차분에 기반하여 차분 블록(residual block)을 생성하고, 변환부(130)는 상기 차분 블록을 변환(transform)하여 변환 계수(transform coefficient)를 출력한다. 양자화부(140)는 상기 변환 계수를 양자화하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 출력한다.The subtractor 125 generates a residual block based on the difference between the input block and the prediction block, and the transform unit 130 transforms the residual block to output a transform coefficient. The quantization unit 140 quantizes the transform coefficient and outputs a quantized coefficient.

엔트로피 부호화부(150)는 부호화/양자화 과정에서 획득한 정보에 기반한 엔트로피 부호화를 수행하여 비트스트림을 출력한다. 엔트로피 부호화는 빈번하게 발생되는 심볼(symbol)을 적은 수의 비트로 표현함으로써 부호화의 대상 심볼에 대한 비트열의 크기를 감소시킨다. 따라서, 엔트로피 부호화를 통해 영상의 압축 성능의 향상을 기대할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골룸(exponential golomb), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다.The entropy encoding unit 150 outputs a bitstream by performing entropy encoding based on information obtained in the encoding/quantization process. Entropy encoding reduces the size of a bit stream of a symbol to be encoded by expressing frequently occurring symbols with a small number of bits. Therefore, it is expected that the compression performance of the image can be improved through entropy encoding. The entropy encoder 150 may use an encoding method such as exponential golomb or CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) for entropy encoding.

한편, 부호화된 픽쳐는 인터 예측을 수행하기 위한 참조 픽쳐로 사용되기 위해 다시 복호화되어 저장될 필요가 있다. 따라서, 역양자화부(160)는 양자화된 계수를 역양자화하고, 역변화부(170)는 역양자화된 계수를 역변환(inverse transform)하여 복원된 차분 블록을 출력한다. 가산기(175)는 예측 블록에 복원된 차분 블록을 더하여 복원 블록을 생성한다.Meanwhile, the coded picture needs to be decoded and stored again in order to be used as a reference picture for performing inter prediction. Accordingly, the inverse quantization unit 160 inverse quantizes the quantized coefficient, and the inverse transformation unit 170 inverse transforms the inverse quantized coefficient to output a reconstructed residual block. The adder 175 generates a reconstructed block by adding the reconstructed residual block to the prediction block.

필터부(180)는 적응적 인-루프(in-loop) 필터로도 불리며, 복원 블록에 디블록킹 필터링(deblocking filtering), SAO(Sample Adaptive Offset) 보상, ALF(Adaptive Loop Filtering) 중 적어도 하나 이상을 수행한다. 디블록킹 필터링은 블록 간 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거하는 것을 의미하고, SAO 보상은 코딩 에러를 보상하기 위해 픽셀 값에 적정 오프셋(offset)을 더해주는 것을 의미한다. 또한, ALF는 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행하는 것을 의미한다.The filter unit 180 is also referred to as an adaptive in-loop filter, and includes at least one of deblocking filtering, sample adaptive offset (SAO) compensation, and adaptive loop filtering (ALF) on the reconstructed block. carry out Deblocking filtering means removing block distortion caused at the boundary between blocks, and SAO compensation means adding an appropriate offset to a pixel value to compensate for a coding error. In addition, ALF means performing filtering based on a comparison value between the reconstructed image and the original image.

도 2는 영상 복호화기의 구조의 일 예를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram illustrating an example of the structure of an image decoder.

영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽쳐 버퍼(270)를 포함한다.The image decoder 200 includes an entropy decoding unit 210 , an inverse quantization unit 220 , an inverse transform unit 230 , an intra prediction unit 240 , a motion compensator 250 , an adder 255 , and a filter unit 260 . ) and a reference picture buffer 270 .

영상 복호화기(200)는 비트스트림을 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드로 복호화하여 복원 영상을 출력한다. 영상 복호화기(200)는 스위치의 전환을 통해 인트라 예측 모드와 인터 예측 모드 사이를 천이한다. 영상 복호화기(200)는 비트스트림으로부터 차분 블록을 획득하고, 복원 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 차분 블록과 예측 블록을 더하여 복원 블록을 생성한다.The image decoder 200 decodes the bitstream in the intra prediction mode or the inter prediction mode to output a reconstructed image. The image decoder 200 transitions between the intra prediction mode and the inter prediction mode by switching the switch. The image decoder 200 obtains a residual block from a bitstream, generates a prediction block for the reconstructed block, and then adds the residual block and the prediction block to generate a reconstructed block.

엔트로피 복호화부(210)는 확률 분포에 기반한 엔트로피 복호화를 수행한다. 엔트로피 복호화 과정은 상술한 엔트로피 부호화 과정의 반대과정이다. 즉, 엔트로피 복호화부(210)는 빈번하게 발생되는 심볼을 적은 수의 비트로 표현한 비트스트림으로부터 양자화된 계수를 포함하는 심볼을 생성한다.The entropy decoding unit 210 performs entropy decoding based on a probability distribution. The entropy decoding process is the opposite of the entropy encoding process described above. That is, the entropy decoding unit 210 generates a symbol including a quantized coefficient from a bitstream in which frequently generated symbols are expressed by a small number of bits.

역양자화부(220)는 양자화된 계수를 역양자화하고, 역변환부(230)는 역양자화된 계수를 역변환하여 차분 블록을 생성한다.The inverse quantization unit 220 inverse quantizes the quantized coefficient, and the inverse transform unit 230 inversely transforms the inverse quantized coefficient to generate a differential block.

인트라 예측 모드의 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 픽셀 값을 이용한 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성한다.In the intra prediction mode, the intra prediction unit 240 generates a prediction block by performing spatial prediction using pixel values of an already decoded block around the decoding object block.

인터 예측 모드의 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽쳐 버퍼(270)에 저장된 참조 픽쳐를 이용한 움직임 보상을 수행하여 예측 블록을 생성한다.In the inter prediction mode, the motion compensator 250 generates a prediction block by performing motion compensation using a motion vector and a reference picture stored in the reference picture buffer 270 .

가산기(255)는 차분 블록에 예측 블록을 더하고, 필터부(260)는 가산기를 거친 블록에 디블록킹 필터링, SAO 보상, ALF 중 적어도 하나 이상을 수행하여 복원 영상을 출력한다.The adder 255 adds the prediction block to the residual block, and the filter unit 260 outputs a reconstructed image by performing at least one of deblocking filtering, SAO compensation, and ALF on the block that has been subjected to the adder.

이하, 유닛(unit)은 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미한다. 부호화/복호화 과정에서, 영상은 소정의 크기로 분할되어 부호화/복호화된다. 따라서, 유닛은 부호화/복호화 과정에 따라 부호화 유닛 (CU: Coding Unit), 예측 유닛 (PU: Prediction Unit), 변환 유닛(TU: Transform Unit) 등으로 구분되어 불릴 수 있다. 또한, 유닛은 블록으로 지칭될 수 있다. 하나의 유닛은 크기가 더 작은 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다.Hereinafter, a unit means a unit of image encoding and decoding. In the encoding/decoding process, an image is divided into predetermined sizes and encoded/decoded. Accordingly, the unit may be divided into a coding unit (CU), a prediction unit (PU), a transform unit (TU), and the like according to an encoding/decoding process. Also, a unit may be referred to as a block. One unit may be further divided into smaller sub-units.

도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 일 예를 나타낸다.3 shows an example in which one unit is divided into a plurality of sub-units.

하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)에 기반하여 깊이 정보(depth)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 상기 깊이 정보는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 상기 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.One unit may be hierarchically divided with depth information based on a tree structure. Each divided sub-unit may have depth information. Since the depth information indicates the number and/or degree of division of the unit, it may include information on the size of the sub-unit.

도 3의 310을 참조하면, 가장 상위 노드는 루트 노드(root node)로 불릴 수 있고, 가장 작은 깊이 값을 가질 수 있다. 이때, 가장 상위 노드는 레벨 0의 깊이를 가질 수 있으며, 분할되지 않은 최초의 유닛을 나타낼 수 있다.Referring to 310 of FIG. 3 , the highest node may be referred to as a root node and may have the smallest depth value. In this case, the highest node may have a depth of level 0 and may represent an undivided first unit.

레벨 1의 깊이를 갖는 하위 노드는 최초 유닛이 한 번 분할된 유닛을 나타낼 수 있으며, 레벨 2의 깊이를 갖는 하위 노드는 최초의 유닛이 두 번 분할된 유닛을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 3의 320에서 노드 a에 대응하는 유닛 a는 최초 유닛에서 한 번 분할된 유닛이고, 레벨 1의 깊이를 가질 수 있다.A lower node having a depth of level 1 may indicate a unit in which the initial unit is divided once, and a lower node having a depth of level 2 may indicate a unit in which the initial unit is divided twice. For example, unit a corresponding to node a in 320 of FIG. 3 is a unit divided once from the initial unit, and may have a depth of level 1.

레벨 3의 리프 노드(leaf node)는 최초 유닛이 3번 분할된 유닛을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 3의 320에서 노드 d에 대응하는 유닛 d는 최초 유닛에서 세 번 분할된 유닛이고, 레벨 3의 깊이를 가질 수 있다. 따라서, 가장 하위 노드인 레벨 3의 리프 노드는 가장 깊은 깊이를 가질 수 있다.A leaf node of level 3 may indicate a unit in which the initial unit is divided three times. For example, in 320 of FIG. 3 , a unit d corresponding to node d is a unit divided three times in the initial unit, and may have a depth of level 3. Accordingly, the leaf node of level 3, which is the lowest node, may have the deepest depth.

이하에서 부호화/복호화 대상 블록은 경우에 따라 현재 블록으로 지칭될 수도 있다. 또한 부호화/복호화 대상 블록에 대해 인트라 예측이 수행되는 경우, 상기 부호화/복호화 대상 블록은 예측 대상 블록으로 불릴 수도 있다. Hereinafter, the encoding/decoding target block may be referred to as a current block in some cases. Also, when intra prediction is performed on an encoding/decoding object block, the encoding/decoding object block may be referred to as a prediction object block.

한편, 영상 신호는 일반적으로 빛의 3 원색 성분을 나타내는 세 가지의 색 신호를 포함할 수 있다. 상기 세 가지 색 신호는 각각 R(Red), G(Green), B(Blue)로 표시될 수 있다. 상기 R, G, B 신호는 상기 R, G, B 신호와 등가인 하나의 루마(luma) 신호 및 두 개의 크로마(chroma) 신호로 변환될 수 있다. 여기서, 루마 신호는 화면의 밝기를 나타내는 성분이고, 크로마 신호는 화면의 색(color)을 나타내는 성분이다. 루마 신호는 Y로 표시될 수 있고, 크로마 신호는 C로 표시될 수 있다. 이하에서, 루마 성분을 포함하는 블록을 루마 블록, 크로마 성분을 포함하는 블록을 크라마 블록이라 한다.Meanwhile, the image signal may include three color signals representing three primary color components of light. The three color signals may be represented by R (Red), G (Green), and B (Blue), respectively. The R, G, and B signals may be converted into one luma signal and two chroma signals equivalent to the R, G and B signals. Here, the luma signal is a component representing the brightness of the screen, and the chroma signal is a component representing the color of the screen. The luma signal may be denoted by Y, and the chroma signal may be denoted by C. Hereinafter, a block including a luma component is referred to as a luma block, and a block including a chroma component is referred to as a chroma block.

인간의 눈은 루마 신호에 대해서 민감하고, 크로마 신호에 대해서 둔감하므로, 하나의 영상 또는 블록 내에서 크로마 성분의 픽셀 수를 루마 성분의 픽셀 수보다 작게 설정할 수 있다. 예를 들어, 4:2:0 영상 포맷에서, 임의의 크로마 블록의 수평/수직 픽셀 수는 대응되는 루마 블록의 픽셀수의 수평/수직 픽셀 수의 1/2일 수 있다. 예를 들어, 4:2:2 영상 포맷에서, 임의의 크로마 블록의 수평 픽셀 수는 대응되는 루마 블록의 수평 픽셀 수의 1/2일 수 있다(수직 픽셀 수는 동일). 이러한 특성을 이용하여 R, G, B 신호가 루마 신호 및 크로마 신호로 변환되는 경우, 영상 처리에 사용되는 주파수 대역을 감소시킬 수 있다.Since the human eye is sensitive to the luma signal and insensitive to the chroma signal, the number of pixels of the chroma component in one image or block may be set to be smaller than the number of pixels of the luma component. For example, in a 4:2:0 image format, the number of horizontal/vertical pixels of any chroma block may be 1/2 of the number of horizontal/vertical pixels of the corresponding luma block. For example, in a 4:2:2 image format, the number of horizontal pixels of any chroma block may be 1/2 of the number of horizontal pixels of a corresponding luma block (the number of vertical pixels is the same). When the R, G, and B signals are converted into a luma signal and a chroma signal using these characteristics, a frequency band used for image processing may be reduced.

인트라 예측은 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 수행된다. 영상 내의 크로마 성분은 대응되는 루마 성분과 큰 상관성을 가지므로, 크로마 블록의 예측 모드는 대응되는 루마 블록의 예측 모드를 이용하여 부호화될 수 있으며, 복호화기는 루마 블록의 예측 모드를 이용하여 크로마 블록의 예측 모드를 도출할 수 있다.Intra prediction is performed according to the intra prediction mode of the current block. Since the chroma component in the image has a high correlation with the corresponding luma component, the prediction mode of the chroma block may be encoded using the prediction mode of the corresponding luma block, and the decoder uses the prediction mode of the luma block to generate the chroma block. A prediction mode can be derived.

루마 성분과 크로마 성분의 상관성은 매개변수를 이용한 선형 관계로 표현될 수 있다. 수학식 1은 루마 성분과 크로마 성분의 상관성을 나타내는 일 예이다.The correlation between the luma component and the chroma component may be expressed as a linear relationship using parameters. Equation 1 is an example showing the correlation between the luma component and the chroma component.

Figure 112021029100447-pat00001
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여기서, PU/V는 예측 대상 블록 내의 크로마 성분에 대한 예측 값을 나타낸다. 일반적으로, 수학식 1의 매개변수 αU/V와 βU/V는 이미 복원된 주변 블록의 루마 성분 픽셀 값 및 크로마 성분 픽셀 값을 이용하여 도출된다. RY'은 예측 대상 블록 내의 이미 복원된 루마 성분의 픽셀들을 크로마 성분의 픽셀 수만큼 다운 샘플링(down sampling)함으로써 생성된 샘플의 픽셀 값을 의미한다. RY'은 다음 수학식 2에 의해 나타낼 수 있다.Here, P U/V represents a prediction value for a chroma component in a prediction object block. In general, the parameters α U/V and β U/V of Equation 1 are derived using the luma component pixel values and the chroma component pixel values of the already reconstructed neighboring blocks. R Y ' denotes a pixel value of a sample generated by down-sampling the pixels of the luma component already reconstructed in the prediction object block by the number of pixels of the chroma component. R Y ' may be represented by Equation 2 below.

Figure 112021029100447-pat00002
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여기서, RY은 예측 대상 블록 내의 이미 복원된 루마 성분의 픽셀 값을 나타낸다.Here, R Y denotes a pixel value of an already reconstructed luma component in the prediction object block.

이하에서, 예측 대상 블록 내의 이미 복원된 루마 성분으로 구성되는 블록을 현재 루마 블록, 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 내의 이미 복원된 루마 성분으로 구성되는 블록을 주변 루마 블록, 예측 대상 블록 내의 크로마 성분으로 구성되는 블록을 현재 크로마 블록, 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 내의 이미 복원된 크로마 성분으로 구성된 블록은 주변 크로마 블록이라 한다.Hereinafter, a block composed of an already reconstructed luma component in a prediction object block is a current luma block, a block composed of an already reconstructed luma component in a neighboring block adjacent to the prediction object block is a neighboring luma block, and a chroma component in the prediction object block. The configured block is referred to as a current chroma block, and a block composed of already reconstructed chroma components in a neighboring block adjacent to the prediction object block is referred to as a neighboring chroma block.

한편, 국제 비디오 압축 표준화 단체인 JCT-VC는 새로운 비디오 압축 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)의 표준화 작업을 진행하고 있다. HEVC는 이전 비디오 압축 표준인 H.264/AVC의 부호화 성능을 넘어서기 위해 다양한 부호화 방법들을 도입하였다.Meanwhile, JCT-VC, an international video compression standardization organization, is in the process of standardizing HEVC (High Efficiency Video Coding), a new video compression standard. HEVC introduced various encoding methods to exceed the encoding performance of the previous video compression standard H.264/AVC.

표준으로 채택된 부호화 방법은 공정한 검증과 용이한 부호화 툴(tool) 개발을 위해 하나의 소프트웨어에 통합되는데, 상기 소프트웨어를 HM(HEVC test Model)이라고 한다. HM는 영상 부호화에 관한 다양한 알고리즘들을 포함하고 있다.The encoding method adopted as a standard is integrated into one software for fair verification and easy development of an encoding tool, and the software is called HM (HEVC test model). HM includes various algorithms for image encoding.

HM 4.0에서는 크로마 성분의 예측을 위해 현재 블록의 경계에 인접하는 주변 블록의 루마 성분을 이용하는 루마(LM: luma) 모드를 지원한다. LM 모드는 인트라 크로마 예측 모드 또는 Intra_FromLuma 모드로 불릴 수도 있다. LM 모드에 따르면, 현재 블록의 경계가 최대 부호화 유닛(LCU: Largest Coding Unit)의 경계인 경우, 현재 블록의 경계에 인접한 블록의 루마 샘플의 픽셀 값을 이용하여 인트라 크로마 예측을 수행한다. 현재 블록의 경계에 인접한 블록의 루마 샘플의 픽셀 값은 외부 메모리에 저장되므로, 상기 경우, 매번 외부 메모리에 접근하여 복원된 루마 샘플의 픽셀 값을 읽어와야 한다. 이로 인해, 이를 저장하기 위한 내부 메모리를 할당해야하며, 외부 메모리로의 접근으로 인한 전력 소비 증가 및 속도 저하가 유발된다.HM 4.0 supports a luma (LM) mode that uses the luma component of a neighboring block adjacent to the boundary of the current block for prediction of the chroma component. The LM mode may be called an intra chroma prediction mode or an Intra_FromLuma mode. According to the LM mode, when the boundary of the current block is the boundary of a Largest Coding Unit (LCU), intra chroma prediction is performed using pixel values of luma samples of blocks adjacent to the boundary of the current block. Since the pixel value of the luma sample of the block adjacent to the boundary of the current block is stored in the external memory, in this case, the pixel value of the restored luma sample must be read by accessing the external memory each time. For this reason, it is necessary to allocate an internal memory for storing it, and an increase in power consumption and a decrease in speed due to access to the external memory are caused.

도 4는 일반적인 인트라 크로마 예측 방법에 있어서 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 도출하기 위해 루마 성분에 대하여 다운 샘플링을 수행하는 일 예를 나타낸다.4 illustrates an example of down-sampling a luma component in order to derive a linear relationship between the luma component and the chroma component in a general intra chroma prediction method.

도 4를 참조하면, 현재 루마 블록(400)의 높이(height)와 폭(width)은 2N이고, 현재 크로마 블록(500)의 높이와 폭은 N이다. RecL'은 주변 루마 블록을 다운 샘플링함으로써 획득한 샘플을 의미하고, RecC는 주변 크로마 블록의 샘플을 나타낸다.Referring to FIG. 4 , the height and width of the current luma block 400 are 2N, and the height and width of the current chroma block 500 are N. Rec L ' denotes a sample obtained by down-sampling the neighboring luma block, and Rec C denotes a sample of the neighboring chroma block.

상술한 바와 같이, 루마 성분과 크로마 성분의 상관성은 수학식 1과 같은 매개변수를 이용한 선형 관계로 표현될 수 있고, 일반적으로 매개변수는 주변 루마 블록 및 주변 크로마 블록으로부터 도출된다. 예를 들어, 매개변수는 수학식 3 및 수학식 4에 의해 도출될 수 있다.As described above, the correlation between the luma component and the chroma component may be expressed as a linear relationship using a parameter as in Equation 1, and in general, the parameter is derived from the surrounding luma block and the surrounding chroma block. For example, the parameter can be derived by Equations 3 and 4.

Figure 112021029100447-pat00003
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Figure 112021029100447-pat00004
Figure 112021029100447-pat00004

여기서, I는 매개변수 αU/V 및 βU/V를 구하기 위해 사용되는 루마 블록 및 크로마 블록의 샘플 수를 의미한다. RU/V(i)는 매개변수 계산에 사용되는 주변 크로마 블록(즉, RecC)의 픽셀 값, RY'(i)는 매개변수 계산에 사용되는 주변 루마 블록(즉, RecL')의 픽셀 값을 의미한다.Here, I means the number of samples of the luma block and the chroma block used to obtain the parameters α U/V and β U/V . R U/V (i) is the pixel value of the surrounding chroma block (i.e. Rec C ) used for parameter calculation, R Y '(i) is the surrounding luma block used for parameter calculation (i.e. Rec L ') is the pixel value of

도 4, 수학식 3 및 4를 참조하면, 루마 성분과 크로마 성분의 관계를 도출하기 위해 주변 루마 블록 및 주변 크로마 블록이 이용된다. 즉, 일반적인 인트라 크로마 예측 방법에서는 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 정의하는 매개변수를 도출하기 위해 주변 루마 블록 및 주변 크로마 블록의 픽셀 값을 참조 샘플로 이용한다.4 and Equations 3 and 4, a neighboring luma block and a neighboring chroma block are used to derive the relationship between the luma component and the chroma component. That is, in a general intra chroma prediction method, pixel values of the neighboring luma block and the neighboring chroma block are used as reference samples in order to derive a parameter defining a linear relationship between the luma component and the chroma component.

한편, 일반적인 인트라 크로마 예측 방법에서는, 상술한 바와 같이, 이미 복원된 주변 루마 블록 및 주변 크로마 블록을 참조 샘플로 이용하여 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계가 예측되므로, 영상 부호화기와 복호화기에서 동일한 과정이 수행될 수 있다. 따라서, 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 정의하는 매개변수를 별도로 전송하지 않아도 된다.On the other hand, in the general intra chroma prediction method, as described above, the linear relationship between the luma component and the chroma component is predicted by using the already reconstructed neighboring luma block and the neighboring chroma block as reference samples. The process may be performed. Accordingly, it is not necessary to separately transmit a parameter defining a linear relationship between the luma component and the chroma component.

그러나, 복원된 주변 블록의 픽셀 값은 메모리부터 읽어와야 한다. 따라서, 현재 블록의 경계가 LCU 경계와 일치하는 경우, 복원된 주변 블록의 픽셀 값을 저장하기 위한 내부 메모리를 할당해야하고, 매번 외부 메모리에 접근하여 픽셀 값을 읽어오기 위해 전력 및 처리 시간을 소모해야 한다.However, the pixel values of the restored neighboring blocks must be read from the memory. Therefore, when the boundary of the current block coincides with the boundary of the LCU, it is necessary to allocate an internal memory to store the pixel values of the restored neighboring blocks, and it consumes power and processing time to access the external memory each time to read the pixel values. Should be.

이를 해결하기 위해, 본 발명에 의한 인트라 크로마 예측 방법에서는 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 예측하기 위해 현재 루마 블록과 현재 크로마 블록을 참조 샘플로 이용한다. 특히, 현재 블록의 경계가 LCU 경계와 일치하는 경우, 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 정의하는 매개변수를 현재 루마 블록과 현재 크로마 블록에 기반하여 계산하고, 계산된 매갭변수를 복호화기로 전송할 수 있다. LCU 경계 바깥의 샘플들을 이용하지 않음으로써, 하드웨어 구현시 외부 메모리에 저장된 주변 샘플의 픽셀 값을 읽어와야 하는 복잡도를 제거할 수 있고, 소비 전력을 절약할 수 있다.To solve this problem, in the intra chroma prediction method according to the present invention, the current luma block and the current chroma block are used as reference samples to predict the linear relationship between the luma component and the chroma component. In particular, when the boundary of the current block coincides with the LCU boundary, a parameter defining a linear relationship between the luma component and the chroma component is calculated based on the current luma block and the current chroma block, and the calculated parameter parameters are transmitted to the decoder. can By not using the samples outside the LCU boundary, it is possible to remove the complexity of reading pixel values of neighboring samples stored in an external memory when implementing hardware, and power consumption can be saved.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 크로마 예측 방법에 있어서 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 도출하기 위해 루마 성분에 대하여 다운 샘플링을 수행하는 일 예를 나타낸다.5 illustrates an example of performing downsampling on a luma component in order to derive a linear relationship between the luma component and the chroma component in the intra chroma prediction method according to an embodiment of the present invention.

도 4와 마찬가지로, 현재 루마 블록(400)의 높이(height)와 폭(width)은 2N이고, 현재 크로마 블록(500)의 높이와 폭은 N이다. 또한, RecL'은 주변 루마 블록을 다운 샘플링함으로써 획득한 샘플을 의미하고, RecC는 주변 크로마 블록의 샘플을 나타낸다.4 , the height and width of the current luma block 400 are 2N, and the height and width of the current chroma block 500 are N. In addition, Rec L ' denotes a sample obtained by down-sampling a neighboring luma block, and Rec C denotes a sample of a neighboring chroma block.

상술한 바와 같이, 루마 성분과 크로마 성분의 상관성은 수학식 1과 같은 매개변수를 이용한 선형 관계로 표현될 수 있다. 본 발명에서는 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 정의하는 매개변수를 현재 루마 블록 및 현재 크로마 블록으로부터 도출한다. 예를 들어, 매개변수는 수학식 5 및 6에 의해 도출될 수 있다.As described above, the correlation between the luma component and the chroma component may be expressed as a linear relationship using a parameter as in Equation 1. In the present invention, a parameter defining a linear relationship between the luma component and the chroma component is derived from the current luma block and the current chroma block. For example, the parameter can be derived by Equations 5 and 6.

Figure 112021029100447-pat00005
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Figure 112021029100447-pat00006
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여기서, I는 매개변수 αU/V 및 βU/V를 구하기 위해 사용되는 루마 블록 및 크로마 블록의 샘플 수를 의미한다. OU/V(i)는 매개변수 계산에 사용되는 현재 크로마 블록(500)의 픽셀 값, OY'(i)는 매개변수 계산에 사용되는 현재 루마 블록(400)의 픽셀 값을 의미한다.Here, I means the number of samples of the luma block and the chroma block used to obtain the parameters α U/V and β U/V . O U/V (i) denotes a pixel value of the current chroma block 500 used for parameter calculation, and O Y '(i) denotes a pixel value of the current luma block 400 used for parameter calculation.

도 5, 수학식 5 및 6를 참조하면, 루마 성분과 크로마 성분의 관계를 도출하기 위해 현재 루마 블록 및 현재 크로마 블록이 이용된다. 즉, 본 발명에 의한 인트라 크로마 예측 방법에서는 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 정의하는 매개변수 값을 도출하기 위해 현재 루마 블록 및 현재 크로마 블록의 픽셀 값을 참조 샘플로 이용한다. 이때, 매개변수 계산에 사용되는 루마 샘플들은 현재 루마 블록 내의 샘플들을 크로마 성분의 픽셀 수로 다운 샘플링된 것이다. 루마 샘플에 대한 다운 샘플링은 다양한 패턴으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 다운 샘플링은 도 5와 같은 패턴으로 수행될 수 있다. 상기 예에 있어서, 다운 샘플링된 루마 샘플의 픽셀 값은 상술한 수학식 2과 같이 나타낼 수 있다. 또한, 매개변수를 구하기 위해 사용되는 샘플 수는 영상 부호화기에 의해 결정되어 영상 복호화기로 전송되거나 일정한 규칙 등으로 미리 정해질 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이 현재 크로마 블록 내에서 상단 경계와 좌측 경계에 인접하는 샘플들 및 이에 대응되는 루마 샘플들을 이용하여 매개변수를 계산하는 것으로 미리 정해진 경우, 매개변수를 구하기 위해 사용되는 샘플 수는 2N-1이 된다.5 and Equations 5 and 6, a current luma block and a current chroma block are used to derive the relationship between the luma component and the chroma component. That is, in the intra chroma prediction method according to the present invention, pixel values of the current luma block and the current chroma block are used as reference samples in order to derive a parameter value defining a linear relationship between the luma component and the chroma component. In this case, the luma samples used for parameter calculation are down-sampled from samples in the current luma block to the number of pixels of the chroma component. Downsampling of the luma sample may be performed in various patterns. For example, down-sampling may be performed in the pattern shown in FIG. 5 . In the above example, the pixel value of the down-sampled luma sample may be expressed by Equation 2 above. In addition, the number of samples used to obtain the parameter may be determined by the video encoder and transmitted to the video decoder, or may be predetermined by a certain rule or the like. For example, when it is predetermined to calculate a parameter using samples adjacent to the upper boundary and the left boundary and corresponding luma samples in the current chroma block as shown in FIG. 5 , the sample used to obtain the parameter The number will be 2N-1.

한편, 본 발명에 따른 인트라 크로마 예측 방법에 의하면, 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 정의하는 매개변수가 전송될 수 있다. 즉, 영상 부호화기는 루마 성분과 크로마 성분 사이의 선형 관계를 정의하는 매개변수를 계산하고, 계산된 매개변수를 복호화기에 전송할 수 있다. 상기 매개변수가 전송될 경우, 전송되는 매개변수의 양을 줄이고 부호화 효율이 낮아지는 것을 방지하기 위해, 상위 블록에서 사용된 매개변수 값을 하위 블록에서 재사용할 수 있다.Meanwhile, according to the intra chroma prediction method according to the present invention, a parameter defining a linear relationship between a luma component and a chroma component may be transmitted. That is, the video encoder may calculate a parameter defining a linear relationship between the luma component and the chroma component, and transmit the calculated parameter to the decoder. When the parameter is transmitted, the parameter value used in the upper block may be reused in the lower block in order to reduce the amount of the transmitted parameter and prevent the encoding efficiency from being lowered.

또한, 본 발명에 따른 인트라 크로마 예측 방법을 현재 블록의 경계가 LCU 경계와 일치하는 경우에만 적용할 수 있다. 즉, 예측 대상 크로마 블록의 왼쪽 및/또는 위쪽 경계가 LCU 경계와 맞닿아 있을 경우, 주변 블록의 픽셀 값을 참조하지 않고, 현재 블록의 픽셀 값을 참조할 수 있다.In addition, the intra chroma prediction method according to the present invention can be applied only when the boundary of the current block coincides with the LCU boundary. That is, when the left and/or upper boundary of the prediction target chroma block is in contact with the LCU boundary, the pixel value of the current block may be referred to without referring to the pixel value of the neighboring block.

또한, 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 비선형 관계로 정의할 수 있다. 상기 경우, 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계는 수학식 1과 같은 선형 함수가 아닌 2차 이상의 함수로 나타낼 수 있고, 상기 함수의 매개변수는 현재 루마 블록 및 현재 크로마 블록에 의해 도출될 수 있다.In addition, the relationship between the luma component and the chroma component may be defined as a non-linear relationship. In this case, the relationship between the luma component and the chroma component may be expressed as a second-order or higher-order function rather than a linear function as in Equation 1, and a parameter of the function may be derived by the current luma block and the current chroma block.

본 발명에 따르면, 주변 루마 블록의 픽셀 값을 메모리로 읽지 않아도 현재 크로마 블록의 픽셀 값을 예측할 수 있으므로, 일반적인 인트라 크로마 예측 방법의 단점을 극복할 수 있다.According to the present invention, since the pixel value of the current chroma block can be predicted without reading the pixel value of the neighboring luma block into the memory, the disadvantages of the general intra chroma prediction method can be overcome.

도 6은 영상 복호화기에서 수행되는 인트라 예측의 일 예를 나타낸다.6 illustrates an example of intra prediction performed by an image decoder.

영상 복호화기는 영상 부호화기로부터 비트스트림을 수신하여 복호화 대상 블록에 대한 차분 블록을 획득한다(S610). 상기 비트스트림은 복호화 대상 블록의 부호화 모드에 관한 정보를 포함할 수 있다.The image decoder receives the bitstream from the image encoder to obtain a residual block with respect to the decoding object block (S610). The bitstream may include information about the encoding mode of the decoding object block.

영상 복호화기는 복호화 대상 블록의 인트라 예측 모드를 결정한다(S620). 복호화 대상 블록의 인트라 예측 모드는 영상 부호화기로부터 획득하거나 미리 정해진 규칙에 의해 결정될 수 있다. 상기 인트라 예측 모드의 예로는 Intra_Angular, Intra_DC, Intra_Planar 등이 있으며, 크로마 블록의 경우에는 LM 모드가 사용될 수도 있다.The image decoder determines the intra prediction mode of the decoding object block ( S620 ). The intra prediction mode of the decoding object block may be obtained from an image encoder or determined by a predetermined rule. Examples of the intra prediction mode include Intra_Angular, Intra_DC, Intra_Planar, and the like, and in the case of a chroma block, an LM mode may be used.

영상 복호화기는 인트라 예측 모드에 기반하여 복호화 대상 블록에 대한 예측 블록을 생성한다(S630). 예를 들어, 인트라 예측 모드가 LM 모드인 경우, 이미 복원된 루마 블록으로부터 크로마 블록을 예측할 수 있다.The image decoder generates a prediction block for the decoding object block based on the intra prediction mode (S630). For example, when the intra prediction mode is the LM mode, the chroma block may be predicted from the already reconstructed luma block.

영상 복호화기는 예측 블록에 차분 블록을 가산하여 복원 블록을 생성한다(S640).The image decoder generates a reconstructed block by adding a residual block to the prediction block (S640).

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸다.7 illustrates an image encoding method according to an embodiment of the present invention.

영상 부호화기는 현재 블록, 즉 부호화 대상 블록의 경계가 LCU 경계와 일치하는지를 판단한다(S710). 상기 단계 S710은 본 발명에 의한 인트라 크로마 예측이 수행되는 조건을 만족하는지를 판단하는 단계로서, 필수적인 단계가 아닌 선택적인 단계이다. 따라서, 상기 단계 S710은 생략될 수 있다.The video encoder determines whether the boundary of the current block, that is, the encoding target block coincides with the LCU boundary (S710). The step S710 is a step of determining whether a condition for performing intra chroma prediction according to the present invention is satisfied, and is an optional step, not an essential step. Accordingly, the step S710 may be omitted.

예를 들어, 부호화 대상 블록의 경계가 LCU 경계와 일치하는 경우, 영상 부호화기는 부호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 정의하는 매개변수를 상기 부호화 대상 블록 내의 루마 성분의 픽셀 값과 상기 부호화 대상 블록 내의 크로마 성분의 픽셀 값에 기반하여 계산할 수 있다.For example, when the boundary of the encoding object block coincides with the LCU boundary, the image encoder sets a parameter defining a relationship between the luma component and the chroma component of the encoding object block to the pixel value of the luma component in the encoding object block and the It can be calculated based on the pixel value of the chroma component in the encoding object block.

예를 들어, 부호화 대상 블록의 경계가 LCU 경계와 일치하지 않는 경우, 영상 부호화기는 일반적인 인트라 크로마 예측을 수행할 수 있다. 즉, 영상 부호화기는 부호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 정의하는 매개변수를 부호화 대상 블록에 인접하는 블록 내의 루마 성분의 픽셀 값과 크로마 성분의 픽셀 값에 기반하여 계산할 수 있다.For example, when the boundary of the encoding object block does not coincide with the LCU boundary, the image encoder may perform general intra chroma prediction. That is, the image encoder may calculate a parameter defining the relationship between the luma component and the chroma component of the encoding object block based on the pixel value of the luma component and the pixel value of the chroma component in a block adjacent to the encoding object block.

영상 부호화기는 부호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 정의하는 매개변수를 결정한다(S720). 상술한 바와 같이, 부호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계는 수학식 1과 같이 선형 관계로 나타낼 수 있다. 또한, 부호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 정의하는 매개변수(예컨대, 수학식 1의 αU/V와 βU/V)는 수학식 5 및 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 매개변수를 부호화 대상 블록 내의 루마 성분의 픽셀 값과 부호화 대상 블록 내의 크로마 성분의 픽셀 값에 기반하여 계산할 수 있다.The video encoder determines a parameter defining the relationship between the luma component and the chroma component of the encoding object block (S720). As described above, the relationship between the luma component and the chroma component of the encoding object block may be expressed as a linear relationship as shown in Equation (1). Also, parameters defining the relationship between the luma component and the chroma component of the encoding object block (eg, α U/V and β U/V in Equation 1) may be expressed as Equations 5 and 6. That is, as described above, the parameter may be calculated based on the pixel value of the luma component in the encoding object block and the pixel value of the chroma component in the encoding object block.

영상 부호화기는 매개변수에 기반하여 부호화 대상 블록에 대한 예측 블록을 생성한다(S730). 즉, 부호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 이용하여, 이미 복원된 루마 성분으로부터 크로마 성분을 예측할 수 있다.The image encoder generates a prediction block for the encoding object block based on the parameter (S730). That is, the chroma component may be predicted from the already reconstructed luma component by using the relationship between the luma component and the chroma component of the encoding object block.

영상 부호화기는 부호화 대상 블록에서 예측 블록을 차분하여 차분 블록을 생성하고(S740), 상기 차분 블록을 부호화하여 영상 복호화기로 전송한다(S750). 즉, 차분 블록은, 상술한 바와 같이, 변환 과정, 양자화 과정, 엔트로피 부호화 과정 등을 거쳐 비트스트림 형태로 전송된다. 이때, 부호화된 차분 블록과 함께 부호화 대상 블록을 복호화하기 위한 파라미터(예컨대, 상술한 매개변수)를 함께 전송할 수 있다.The video encoder generates a residual block by differentiating the prediction block from the encoding target block (S740), and encodes the residual block and transmits the encoded residual block to the video decoder (S750). That is, as described above, the residual block is transmitted in the form of a bitstream through a transformation process, a quantization process, an entropy encoding process, and the like. In this case, parameters for decoding the encoding object block (eg, the above-described parameters) may be transmitted together with the encoded residual block.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸다.8 shows an image decoding method according to an embodiment of the present invention.

영상 복호화기는 복호화 대상 블록의 크로마 성분에 대한 차분 블록 및 상기 복호화 대상 블록을 복호화하기 위한 파라미터를 획득한다(S810). 차분 블록은 영상 부호화기로부터 전송되는 비트스트림을 복호화하여 획득될 수 있다. 복호화를 수행하기 위한 파라미터는 복호화 대상 블록의 부호화 모드에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 복호화 대상 블록의 크로마 성분이 LM 모드로 부호화된 경우, 상기 파라미터는 복호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 정의하는 매개변수를 포함할 수 있다.The image decoder obtains a residual block with respect to the chroma component of the decoding object block and a parameter for decoding the decoding object block (S810). The residual block may be obtained by decoding a bitstream transmitted from an image encoder. A parameter for performing decoding may include information about an encoding mode of a decoding object block. Also, when the chroma component of the decoding object block is encoded in the LM mode, the parameter may include a parameter defining a relationship between the luma component and the chroma component of the decoding object block.

영상 복호화기는 현재 블록, 즉 복호화 대상 블록의 경계가 LCU 경계와 일치하는지를 판단한다(S820). 상기 단계 S820은 도 7에서의 단계 710과 마찬가지로, 필수적인 단계가 아닌 선택적인 단계로서, 영상 복호화기는 상기 단계 S820을 통해 본 발명에 의한 인트라 크로마 예측이 수행되는 조건을 만족하는지를 판단할 수 있다.The image decoder determines whether the boundary of the current block, that is, the decoding object block, coincides with the LCU boundary ( S820 ). Like step 710 in FIG. 7 , step S820 is an optional step, not an essential step, and the video decoder may determine whether a condition for performing intra chroma prediction according to the present invention is satisfied through step S820.

예를 들어, 복호화 대상 블록의 경계가 LCU 경계와 일치하는 경우, 복호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 정의하는 매개변수가 영상 부호화기로부터 전송되는 복호화 대상 블록을 복호화하기 위한 파라미터에 포함될 수 있다.For example, when the boundary of the decoding object block coincides with the LCU boundary, a parameter defining the relationship between the luma component and the chroma component of the decoding object block is included in the parameter for decoding the decoding object block transmitted from the image encoder. can

예를 들어, 복호화 대상 블록의 경계가 LCU 경계와 일치하지 않는 경우, 복호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 정의하는 매개변수가 영상 부호화기로부터 전송되는 복호화 대상 블록을 복호화하기 위한 파라미터에 포함되지 않을 수 있다.For example, when the boundary of the decoding object block does not coincide with the LCU boundary, a parameter defining the relationship between the luma component and the chroma component of the decoding object block is a parameter for decoding the decoding object block transmitted from the image encoder. may not be included.

영상 복호화기는 매개변수에 기반하여 복호화 대상 블록의 크로마 성분에 대한 예측 블록을 생성한다(S830). 예를 들어, 복호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계는 수학식 1과 같이 선형 관계로 나타낼 수 있으므로, 부호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 이용하여, 이미 복원된 루마 성분으로부터 크로마 성분을 예측할 수 있다. 즉. 영상 복호화기는 복호화 대상 블록의 루마 성분과 크로마 성분 사이의 관계를 정의하는 매개변수(예컨대, 수학식 1의 αU/V와 βU/V)에 기반하여 복호화 대상 블록의 크로마 성분에 대한 예측을 수행할 수 있다.The image decoder generates a prediction block for the chroma component of the decoding object block based on the parameter (S830). For example, since the relationship between the luma component and the chroma component of the decoding object block can be expressed as a linear relationship as in Equation 1, the luma component already reconstructed using the relationship between the luma component and the chroma component of the encoding object block It is possible to predict the chroma component from In other words. The image decoder predicts the chroma component of the decoding object block based on parameters (eg, α U/V and β U/V in Equation 1) defining the relationship between the luma component and the chroma component of the decoding object block. can be done

영상 복호화기는 예측 블록에 차분 블록을 가산하여 복원 블록을 생성한다(S840).The image decoder generates a reconstructed block by adding a residual block to the prediction block (S840).

한편, 상술한 실시예들은 일련의 단계 또는 블록으로 표현된 순서도를 통해 설명되고 있으나, 본 발명은 상술한 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 일부의 단계는 다른 단계와, 다른 순서 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 순서도에 나타낸 단계들은 배타적이지 않으며, 다른 단계가 포함되거나, 일부의 단계가 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.On the other hand, although the above-described embodiments are described through a flowchart expressed as a series of steps or blocks, the present invention is not limited to the order of the above-described steps, and some steps may occur in a different order or at the same time as other steps. have. In addition, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the steps shown in the flowchart are not exclusive, and other steps may be included or some steps may be deleted.

또한, 상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위해, 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.In addition, the above-described embodiments include examples of various aspects. It is not possible to describe every possible combination in order to represent various aspects, but one of ordinary skill in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, it is intended that the present invention cover all other substitutions, modifications and variations falling within the scope of the following claims.

Claims (12)

각 프레임이 복수개의 부호화 단위블록으로 부호화된 비디오 시그널을 위한 비트스트림을 수신하는 단계로서, 부호화 단위 블록에 대응되는 복호화 단위 블록은 적어도 하나 이상의 하위 복호화 블록을 포함하고, 상기 하위 복호화 블록은 상기 복호화 단위 블록이 분할된 블록이고, 상기 적어도 하나의 하위 복호화 블록에 대한 비트스트림은 차분(residual)블록 및 상기 적어도 하나의 하위 복호화 블록을 디코드하기 위한 시그널링 정보를 포함하고;
상기 적어도 하나의 하위 복호화 블록의 예측 모드(prediction mode)에 따라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계로서, 상기 예측 모드는 인트라 예측 모드(intra prediction mode) 및 인터 예측 모드(inter prediction mode) 중 적어도 어느 하나를 나타내고; 및
상기 예측 블록 및 상기 차분 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 인트라 예측 모드는 현재 하위 복호화 블록의 루마 샘플들 및 크로마 샘플들을 기반으로 상기 현재 하위 복호화 블록의 크로마 성분이 인트라 예측 모드로 복호화 되는지를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
Receiving a bitstream for a video signal in which each frame is encoded by a plurality of coding unit blocks, wherein a decoding unit block corresponding to a coding unit block includes at least one lower decoding block, and the lower decoding block includes the decoding a unit block is a divided block, and a bitstream for the at least one lower decoding block includes a residual block and signaling information for decoding the at least one lower decoding block;
generating a prediction block by performing prediction according to a prediction mode of the at least one lower decoding block, wherein the prediction mode is selected from among an intra prediction mode and an inter prediction mode represents at least one; and
generating a reconstructed block based on the prediction block and the residual block;
The intra prediction mode includes information indicating whether a chroma component of the current lower decoding block is decoded in the intra prediction mode based on luma samples and chroma samples of the current lower decoding block.
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