KR102434480B1 - 영상 부호화 방법 및 장치, 영상 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따라 움직임 관련 정보를 결정하기 위한 정보는 공간적 정보 및 시간적 정보를 포함하고, 공간적 정보는 현재 예측 단위의 좌측 및 상측에 위치한 공간적 예측 후보 중 서브 단위들에 이용되는 공간적 예측 후보의 방향을 가리키는 것을 특징으로 하고, 시간적 정보는 현재 예측 단위의 예측을 위해 이용되는 이전 픽처의 참조 예측 단위를 가리키는 것을 특징으로 하는, 움직임 정보의 복호화 방법이 제공될 수 있다. 또한 상술한 부호화 또는 복호화 방법을 수행할 수 있는 부호화 장치 또는 복호화 장치가 제공될 수도 있다.

Description

영상 부호화 방법 및 장치, 영상 복호화 방법 및 장치
본 개시는 영상에 포함되는 다양한 데이터 단위를 이용하여 영상을 부호화 또는 복호화 하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 구체적으로 동영상 압축 코덱에서 변환 형태(변환의 크기 및 정사각형, 비정사각형 또는 비정형 등의 모양) 에 기반하여 변환 커널을 적응적으로 선택하는 방법에 관한 것이다.
일반적인 동영상 압축 코덱은 화면내(Intra) 또는 화면간(Inter) 예측을 실시해 얻은 잔차(Residual)신호에 변환(Transform)을 적용한 후, 변환 계수를 양자화(Quantization) 및 엔트로피 부호화(Entropy coding)하여 압축하는 방식을 취하고 있다. 변환의 형태는 정사각형(Square)이고, 변환 커널(Kernel)로는 일반적으로 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 혹은 DCT를 정수 변환으로 근사화한 커널이 사용된다. 예를 들어, 최신 High Efficiency Video Coding(HEVC) 코덱은 4x4, 8x8, 16x16, 32x32 크기의 정사각형 정수 변환을 채택하고 있으며, 이 정수 변환은 DCT를 근사화하여 얻은 것이다. 단, HEVC는 예외적으로 화면내 예측으로 얻은 4x4크기의 잔차 신호의 경우에만 이산 사인 변환(Discrete Sine Transform, DST)을 근사화하여 얻은 정수 변환을 사용하고 있다.
최근 Joint Video Experts Team(JVET)을 중심으로 HEVC 이후의 차세대 비디오 코덱 표준화를 위한 기술 탐색이 활발히 이루어지고 있으며, 새로운 변환 기술도 소개되었다. 예를 들어 Adaptive Multiple Transform(AMT)은 미리 정의되어 있는 복수개의 후보 변환 커널 중, 현재 변환 단위(Transform Unit, TU)에 어떤 커널을 사용할지를 선택하여 적용하고, 어떤 커널이 사용되었는지에 대한 정보를 추가적으로 전송하는 방식이다. 이 때, 후보 커널의 집합은 화면간 예측이 적용된 부호화 단위(Coding Unit, CU)에서는 고정되어 있고, 화면내 예측이 적용된 CU에서는 화면간 예측 모드에 따라 달라진다. 그 외, 주 변환(Primary transform) 이후 얻어지는 변환 계수에 다시 한번 변환을 적용하는 2차 변환(Secondary transform)기술도 다수 제안되었다. 예를 들어 Rotational Transform(ROT)은 변환 계수를 4x4 단위로 분할한 후, 미리 정해진 2차 변환들 중 하나를 택일하여 적용한다. 그리고 Non-Separable Secondary Transform(NSST)은 ROT와 같은 방식으로 작동하되, 변환 커널이 Non-separable인 특징을 갖고 있으며, 적용할 2차 변환 커널 후보가 AMT와 마찬가지로 화면내 예측 모드에 기반하여 달라지는 특징을 갖고 있다.
종래의 인터 예측 기술에서는 한 블록당 한 개의 움직임 벡터를 할당하고 예측을 수행하여, 블록 내 여러 움직임이 있을 경우 더 작은 블록을 압축하기 때문에 더 많이 비트가 필요하였다. 또한, 동일 블록 내 다른 객체가 있는 경우에도 한 개의 움직임 벡터를 사용하기 때문에 예측 정확도가 떨어지는 문제가 있었다.
종래 기술은 현재 TU내의 잔차 신호 특징에 따라 변환 커널을 적응적으로 바꿔 선택해 사용하면 압축 효율을 높일 수 있다는 점은 증명했으나, 모두 정사각형 변환이 사용되는 경우를 가정하고 있어, 비정사각형(Non-square rectangular) 혹은 비정형(Arbitrary shape) 형태의 변환이 사용될 경우 적용이 불가한 문제점이 있다.
일 실시예 따른 비디오를 부호화 하는 방법에 있어서, 현재 부호화 단위에 대한 예측에 의해 생성된 예측신호에 기초하여, 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 포함하는 잔차 블록을 생성하는 단계, 및 잔차 블록의 크기에 대응하는 소정 크기의 변환 커널을 적용하여 잔차 신호에 대한 변환을 수행하는 단계를 포함하고, 변환을 수행하는 단계는 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 획득하는 단계, 및 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오를 부호화 하는 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오를 복호화 하는 방법에 있어서, 파싱된 비트스트림으로부터 부호화된 비디오의 현재 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위들 중 현재 부호화 단위의 부호화된 데이터, 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 포함하는 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 획득하는 단계, 부호화된 데이터를 복호화하기 위하여, 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 단계, 결정된 변환 커널을 이용하여 현재 부호화 단위의 변환을 수행하여 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 생성하는 단계, 및 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호에 기초하여 복호화를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오를 복호화 하는 장치에 있어서, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱하는 수신부, 파싱된 비트스트림으로부터 부호화된 비디오의 현재 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위들 중 현재 부호화 단위의 부호화된 데이터, 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 포함하는 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 추출하는 추출부, 부호화된 데이터를 복호화하기 위하여, 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 변환 커널 선택부; 결정된 변환 커널을 이용하여 현재 부호화 단위의 변환을 수행하여 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 생성하는 변환부, 및 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호에 기초하여 복호화를 수행하는 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면 화면내 예측 모드 등 기존에 사용되던 정보 외에, 변환의 형태(예를 들어 변환이 정사각형(Square), 비정사각형(Non-square), 혹은 비정형(Arbitrary)인지에 기반하여 변환 커널을 적응적으로 선택하여 압축 효율 향상이 가능하다.
도 1 은 일 실시예에 따라 변환의 형태에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 선택하는 변환 커널 선택부 및 변환부를 포함하는 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 는 일 실시예에 따라 변환의 형태에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 선택하는 변환 커널 선택부 및 역변환부를 포함하는 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 3 은 일 실시예에 따라 변환시에 적용될 수 있는 변환의 형태를 도시한다.
도 4 는 일 실시예에 따라 수직 및 수평 방향으로 분리되는지 여부에 따라 변환 커널을 할당하는 것을 도시한다.
도 5 는 일 실시예에 따라 변환 커널 후보 도출부 및 변환 커널 결정부를 포함하는 변환 커널 선택부의 블록도를 도시한다.
도 6 은 일 실시예에 따라 화면내 예측 모드에 대한 정보를 도시한다.
도 7a 는 일 실시예에 따라 화면내 예측인 경우 변환 커널 후보 도출 과정에 대한 순서도를 도시한다.
도 7b 는 일 실시예에 따라 화면내 예측이 아닌 경우 변환 커널 후보 도출 과정에 대한 순서도를 도시한다.
도 8 은 일 실시예에 따라 부호화단에서 변환 커널 선택부를 적응적으로 선택하여 변환을 수행하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 9 는 일 실시예에 따라 복호화단에서 변환 커널 선택부를 적응적으로 선택하여 변환을 수행하는 방법의 흐름도를 도시한다.
도 10 은 일 실시예에 따라 제1 부호화 단위가 분할되어 결정된 비-정사각형 형태의 제 2 부호화 단위가 소정의 조건을 만족하는 경우, 제2 부호화 단위가 분할될 수 있는 형태가 제한되는 것을 도시한다.
도 11 은 일 실시예에 따라 분할 형태 정보가 4개의 정사각형 형태의 부호화 단위로 분할하는 것을 나타낼 수 없는 경우, 정사각형 형태의 부호화 단위가 분할되는 과정을 도시한다
도 12 는 일 실시예에 따라 복수개의 부호화 단위들 간의 처리 순서가 부호화 단위의 분할 과정에 따라 달라질 수 있음을 도시한 것이다.
도 13 은 일 실시예에 따라 부호화 단위가 재귀적으로 분할되어 복수개의 부호화 단위가 결정되는 경우, 부호화 단위의 형태 및 크기가 변함에 따라 부호화 단위의 심도가 결정되는 과정을 도시한다.
도 14 는 일 실시예에 따라 부호화 단위들의 형태 및 크기에 따라 결정될 수 있는 심도 및 부호화 단위 구분을 위한 인덱스(part index, PID)를 도시한다.
도 15 는 일 실시예에 따라 픽쳐에 포함되는 복수개의 소정의 데이터 단위에 따라 복수개의 부호화 단위들이 결정된 것을 도시한다.
도 16 은 일 실시예에 따라 픽쳐에 포함되는 기준 부호화 단위의 결정 순서를 결정하는 기준이 되는 프로세싱 블록을 도시한다.
도 17 은 일 실시예에 따라 부호화 단위가 분할될 수 있는 형태의 조합이 픽쳐마다 서로 다른 경우, 각각의 픽쳐마다 결정될 수 있는 부호화 단위들을 도시한다.
도 18 은 일 실시예에 따라 바이너리(binary)코드로 표현될 수 있는 분할 형태 정보에 기초하여 결정될 수 있는 부호화 단위의 다양한 형태를 도시한다.
도 19 는 일 실시예에 따라 바이너리 코드로 표현될 수 있는 분할 형태 정보에 기초하여 결정될 수 있는 부호화 단위의 또 다른 형태를 도시한다.
도 20 는 루프 필터링을 수행하는 영상 부호화 및 복호화 시스템의 블록도를 도시한다.
도 21 은 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위에 포함되는 필터링 단위들의 일례와 필터링 단위의 필터링 수행 정보를 도시한다.
도 22 는 일 실시예에 따라 소정의 부호화 방법에 따라 결정된 부호화 단위들 간의 병합(merge) 또는 분할(split)이 수행되는 과정을 도시한다.
도 23 은 일 실시예에 따른 부호화 단위의 Z 스캔 순서에 따른 인덱스를 도시한다.
도 24 는 일 실시예에 따른 부호화 단위의 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 도시한다.
발명의 실시를 위한 최선의 형태
일 실시예 따른 비디오를 부호화 하는 방법에 있어서, 현재 부호화 단위에 대한 예측에 의해 생성된 예측신호에 기초하여, 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 포함하는 잔차 블록을 생성하는 단계, 및 잔차 블록의 크기에 대응하는 소정 크기의 변환 커널을 적용하여 잔차 신호에 대한 변환을 수행하는 단계를 포함하고, 변환을 수행하는 단계는 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 획득하는 단계, 및 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오를 부호화 하는 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보는 잔차 블록의 모양이 정사각형, 비-정사각형 또는 비정형인지를 나타내는 모양에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 부호화 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 잔차 신호를 수직 방향 및 수평 방향으로 분리하여 변환이 수행되는지 결정하는 단계, 및 잔차 신호를 수직 방향 및 수평 방향으로 분리하여 변환이 수행되는 경우, 각각의 수직 방향 및 수평 방향에 대하여 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 부호화 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득되었는지 나타내는 예측 정보를 획득하는 단계, 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득된 경우, 화면내 예측에 사용된 화면내 예측 모드에 대한 정보를 획득하는 단계, 및 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득된 경우, 화면내 예측 모드에 대한 정보에 기초하여 변환 커널을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 부호화 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널 후보를 획득하는 단계, 변환 커널 후보 중 변환에 사용되는 변환 커널을 나타내는 변환 커널 색인을 획득하는 단계, 및 변환 커널 색인에 기초하여 변환 커널 후보 중 변환에 사용되는 변환 커널을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 부호화 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오를 복호화 하는 방법에 있어서, 파싱된 비트스트림으로부터 부호화된 비디오의 현재 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위들 중 현재 부호화 단위의 부호화된 데이터, 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 포함하는 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 획득하는 단계, 부호화된 데이터를 복호화하기 위하여, 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 단계, 결정된 변환 커널을 이용하여 현재 부호화 단위의 변환을 수행하여 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 생성하는 단계, 및 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호에 기초하여 복호화를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 복호화 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보는 잔차 블록의 모양이 정사각형, 비-정사각형 또는 비정형인지를 나타내는 모양에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 잔차 신호를 수직 방향 및 수평 방향으로 분리하여 변환이 수행되는지 결정하는 단계, 및 잔차 신호를 수직 방향 및 수평 방향으로 분리하여 변환이 수행되는 경우, 각각의 수직 방향 및 수평 방향에 대하여 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 비트스트림으로부터 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득되었는지 나타내는 예측 정보를 획득하는 단계, 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득된 경우, 비트스트림으로부터 화면내 예측에 사용된 화면내 예측 모드에 대한 정보를 획득하는 단계, 및 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득된 경우, 화면내 예측 모드에 대한 정보에 기초하여 변환 커널을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널 후보를 획득하는 단계, 변환 커널 후보 중 변환에 사용되는 변환 커널을 나타내는 변환 커널 색인을 획득하는 단계; 및 변환 커널 색인에 기초하여 변환 커널 후보 중 변환에 사용되는 변환 커널을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 방법이 제공될 수 있다.
일 실시예에 따른 비디오를 복호화 하는 장치에 있어서, 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱하는 수신부, 파싱된 비트스트림으로부터 부호화된 비디오의 현재 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위들 중 현재 부호화 단위의 부호화된 데이터, 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 포함하는 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 추출하는 추출부, 부호화된 데이터를 복호화하기 위하여, 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 변환 커널 선택부; 결정된 변환 커널을 이용하여 현재 부호화 단위의 변환을 수행하여 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 생성하는 변환부, 및 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호에 기초하여 복호화를 수행하는 복호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보는 잔차 블록의 모양이 정사각형, 비-정사각형 또는 비정형인지를 나타내는 모양에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부는 잔차 신호를 수직 방향 및 수평 방향으로 분리하여 변환이 수행되는지 결정하고, 잔차 신호를 수직 방향 및 수평 방향으로 분리하여 변환이 수행되는 경우, 각각의 수직 방향 및 수평 방향에 대하여 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부는 비트스트림으로부터 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득되었는지 나타내는 예측 정보를 획득하고, 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득된 경우, 비트스트림으로부터 화면내 예측에 사용된 화면내 예측 모드에 대한 정보를 획득하며, 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득된 경우, 화면내 예측 모드에 대한 정보에 기초하여 변환 커널을 결정하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부는 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널 후보를 획득하는 변환 커널 후보 도출부, 및 변환 커널 후보 중 변환에 사용되는 변환 커널을 나타내는 변환 커널 색인을 획득하고, 변환 커널 색인에 기초하여 변환 커널 후보 중 변환에 사용되는 변환 커널 정보를 생성하는 변환 커널 결정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예 따른 비디오 부호화 장치에 있어서, 현재 부호화 단위에 대한 예측에 의해 생성된 예측신호에 기초하여, 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 포함하는 잔차 블록을 생성하고, 잔차 블록의 크기에 대응하는 소정 크기의 변환 커널을 적용하여 잔차 신호에 대한 변환을 수행하는 변환부, 및 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 획득하고, 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 변환 커널 선택부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 부호화 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보는 잔차 블록의 모양이 정사각형, 비-정사각형 또는 비정형인지를 나타내는 모양에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 부호화 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 잔차 신호를 수직 방향 및 수평 방향으로 분리하여 변환이 수행되는지 결정하고, 잔차 신호를 수직 방향 및 수평 방향으로 분리하여 변환이 수행되는 경우, 각각의 수직 방향 및 수평 방향에 대하여 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정하는 것을 특징으로 하는, 비디오 부호화 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득되었는지 나타내는 예측 정보를 획득하고, 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득된 경우, 화면내 예측에 사용된 화면내 예측 모드에 대한 정보를 획득하며, 잔차 신호가 화면내 예측으로 획득된 경우, 화면내 예측 모드에 대한 정보에 기초하여 변환 커널을 결정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 부호화 장치가 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널 후보를 획득하고, 변환 커널 후보 중 변환에 사용되는 변환 커널을 나타내는 변환 커널 색인을 획득하며, 변환 커널 색인에 기초하여 변환 커널 후보 중 변환에 사용되는 변환 커널을 결정하는 것을 특징으로 하는, 비디오 부호화 장치가 제공될 수 있다.
발명의 실시를 위한 형태
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서의 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에서 사용되는 "부"라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, "부"는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 "부"는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. "부"는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 "부"는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 "부"들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 "부"들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 "부"들로 더 분리될 수 있다.
이하, "영상"은 비디오의 정지영상과 같은 정적 이미지이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체와 같은 동적 이미지를 나타낼 수 있다.
이하 "샘플"은, 영상의 샘플링 위치에 할당된 데이터로서 프로세싱 대상이 되는 데이터를 의미한다. 예를 들어, 공간영역의 영상에서 픽셀값, 변환 영역 상의 변환 계수들이 샘플들일 수 있다. 이러한 적어도 하나의 샘플들을 포함하는 단위를 블록이라고 정의할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
도 1 은 일 실시예에 따라 변환의 형태에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 선택하는 변환 커널 선택부 및 변환부를 포함하는 부호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 1 을 참조하면, 잔차 신호가 주어졌을 때, 변환부(110)에서 변환을 수행할 수 있다. 또한, 변환 커널 선택부(120)는 잔차 신호에 어떤 변환 커널을 적용할지에 대한 변환 커널 정보를 결정해 변환부에 입력으로 줄 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(120)는 변환 형태 정보를 기본 입력으로 받을 수 있다. 예를 들어, 변환 형태 정보는 현재 변환의 크기와 모양에 대한 정보를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 모양에 대한 변환 형태 정보는 정사각형, 비정사각형, 또는 비정형인지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 변환 형태가 비정사각형 또는 비정형인 경우, 모양에 대한 변환 형태 정보는 상세한 모양(예를 들어, 가로 또는 세로의 길이 등)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 한편, 크기에 대한 변환 형태 정보는 정사각형, 비정사각형, 또는 비정형 변환의 수직 방향 및 수평 방향의 길이에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 변환 형태가 비정형인 경우, 크기에 대한 변환 형태 정보는 대각선 방향의 길이에 대한 정보를 더 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(120)는 현재 입력으로 주어진 잔차 신호가 화면내 예측을 수행하여 얻은 신호인지 나타내는 정보를 입력으로 받을 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 선택부(120)는 현재 입력으로부터 주어진 잔차신호가 화면내 예측을 수행하여 얻은 신호인지 아닌지 나타내는 예측 정보를 입력으로 받을 수 있다. 예측 정보는 현재 입력으로부터 주어진 잔차신호가 화면내 예측을 수행하여 얻은 신호인지 또는 화면간 예측을 수행하여 얻은 신호인지 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따라, 입력된 잔차 신호가 화면내 예측을 통해 얻어진 경우, 변환 커널 선택부(120)는 화면내 예측에 사용된 화면내 예측 모드에 대한 정보(즉, 화면내 예측 모드 정보)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 화면내 예측 모드는 Intra_DC 모드, Intra_Planar 모드, Intra_Angular 모드에 색인을 나타낼 수 있다. 한편, 입력된 잔차 신호를 화면간 예측을 통해 얻은 것인 경우, 변환 커널 선택부(120)는 화면내 예측 모드 정보를 입력으로 받지 못할 수 있다.
예를 들어, 휘도 성분에 대한 화면내 예측 모드는 Intra_Planar 모드, Intra_DC 모드, 그리고 Intra_Angular 모드를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, Intra_Planar 모드에서는 참조 픽셀을 복사한 값을 수평, 수직 방향으로 각각 선형 보간(거리에 따른 가중치를 두고 보간)하여 얻어진 값에 평균을 취해 예측값이 생성될 수 있다. 또한, Intra_DC 모드에서는 현재 블록의 주변 화소들의 평균값을 예측값으로 사용할 수 있다. Intra_DC 모드의 예측은 예측하고자 하는 블록에 대해 평균값을 예측 샘플로 사용하지 않고, 예측 샘플과 참조 샘플들과의 비연속성을 제거하기 위하여 예측 블록의 경계에 위치하는 샘플에 대하여 필터링을 수행할 수 있다. 또한, Intra_Angular 모드에서는 참조 샘플들로부터 예측 샘플을 계산할 때 방향성을 고려하여 예측 샘플을 획득하는 방법이 수행될 수 있다. 한편, Intra_Angular 모드의 모드별 방향성에 대해서는 도 6 에서 후술하도록 한다.
또한, 예를 들어, 색차 성분에 대한 화면내 예측 모드는 Intra_Planar 모드, Intra_DC 모드, Intra_Vertical 모드, Intra_Horizontal, 그리고 Intra_DM 모드를 포함할 수 있다. Intra_DM 모드를 제외한 나머지 모드들은 휘도 성분에서 설명한 방법과 동일한 과정으로 예측 샘플을 생성할 수 있다. 한편, Intra_DM 모드에서는 휘도 성분과 색차 성분이 유사하다는 특성을 이용하여 색차 성분의 모드를 휘도 성분과 동일한 모드로 사용할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환부(110)는 변환 커널 선택부(120)가 결정해 입력으로 준 변환 커널 정보에 기초하여 잔차 신호에 변환을 적용한 후, 그 결과인 변환 계수를 출력할 수 있다.
예를 들어, 변환 커널 선택부(120)는 변환 형태 정보 또는 화면내 예측 모드 정보 중 적어도 하나에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 선택부(120)는 적응적으로 선택된 변환 커널에 대한 변환 커널 정보를 변환부(110)에 제공할 수 있다. 이 경우, 변환부(110)는 제공받은 변환 커널 정보에 기초하여 선택된 변환 커널을 적용하여 잔차신호에 대한 변환을 수행할 수 있다. 변환 커널에는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 혹은 DCT 를 정수 변환으로 근사환 커널이 사용될 수 있고, 화면내 예측으로 얻은 4x4 크기의 잔차 신호의 경우 이산 사인 변환(Discrete Sine Transform, DST)을 근사화하여 얻은 커널이 사용될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널의 종류에는 DCT-5, DCT-8, DST-1, DST-7 변환을 정수화한 것들을 포함할 수 있다. 또한, 화면내 예측이 적용된 잔차 신호의 경우, 변환 커널의 종류에는 각 화면내 예측 모드 및 변환 모양들에 대하여 Offline Training을 통해 얻은 변환 커널이 포함될 수 있다. 또한, 화면간 예측이 적용된 잔차 신호의 경우, 변환 커널의 종류에는 DCT 및 DST 변환들 외에 각 변환 모양 별로 Offline Training을 통해 얻은 변환 커널이 포함될 수 있다. 상술한 변환 커널 종류는 단지 예시일 뿐, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 변환 커널 선택부(120)는 미리 정의되어 있는 복수개의 후보 변환 커널 중 현재 변환 단위(Transform Unit, TU)에 어떤 커널을 사용할 지를 선택하여 적용하고 어떤 커널이 사용되었는지에 대한 정보를 추가적으로 전송할 수 있다. 이 경우, 후보 커널의 집합은 화면간 예측이 적용된 부호화 단위에서는 고정되어 있고, 화면내 예측이 적용된 부호화 단위에서는 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 또한, 예를 들어, 변환부(110)는 주 변환(Primary transform)이후 얻어지는 변환 계수에 다시 한번 변환을 적용하는 2차 변환(Secondary transform)을 수행할 수 있다. 보다 상세하게, Rotational Transform(ROT)변환 계수를 4x4 단위로 분할한 후, 미리 정해진 2 차 변환들 중 하나를 택일하여 적용할 수 있다. 또한, 비-분리 2차 변환(Non-separable Secondary Transform, NSST)은 ROT 와 같은 방식으로 작동하되, 변환 커널이 비-분리(Non-separable)인 특징을 갖고 있으며, 적용할 2차 변환 커널 후보가 화면내 예측 모드에 기반하여 달라지는 특징을 갖고 있을 수 있다.
도 3 은 일 실시예에 따라 변환시에 적용될 수 있는 변환의 형태를 도시한다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 비트스트림 획득부를 통해 획득한 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보를 이용하여 부호화 단위를 다양한 형태로 분할할 수 있다. 분할될 수 있는 부호화 단위의 형태는 상술한 실시예들을 통해 설명한 형태들을 포함하는 다양한 형태에 해당할 수 있다.
일 실시예에 따라, 잔차 블록의 모양은 정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 분할한 정사각형 형태일 수 있고, 비-정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할한 비-정사각형 형태일 수 있다.
일 실시예에 따라 변환 형태 정보는 2자리의 바이너리 코드로써 표현될 수 있으며, 각각의 변환 형태마다 바이너리 코드가 할당될 수 있다. 예를 들면 부호화 단위가 분할되지 않는 경우 변환 형태 정보는 (00)b로 표현될 수 있고, 부호화 단위가 수평 방향 및 수직 방향으로 분할되는 경우 변환 형태 정보는 (01)b로 표현될 수 있고, 부호화 단위가 수평 방향으로 분할되는 경우 변환 형태 정보는 (10)b로 표현될 수 있고 부호화 단위가 수직 방향으로 분할되는 경우 변환 형태 정보는 (11)b로 표현될 수 있다.
또한, 예를 들어, 부호화 단위는 두 개의 부호화 단위로 분할될 수 있으며, 이 경우 변환 형태 정보는 (10)b로 표현될 수 있다. 또한, 부호화 단위는 세 개의 부호화 단위로 분할할 수 있으며, 이 경우 변환 형태 정보는 (11)b로 표현될 수 있다. 또한, 부호화 단위를 분할하지 않는 것으로 결정될 수 있으며, 이 경우 변환 형태 정보는 (0)b로 표현될 수 있다. 한편, 변환 형태 정보를 나타내는 바이너리 코드를 이용하기 위하여 고정길이 코딩(FLC: Fixed Length Coding)이 아니라 가변길이 코딩(VLC: Variable Length Coding)을 이용할 수 있다.
도 4 는 일 실시예에 따라 수직 및 수평 방향으로 분리되는지 여부에 따라 변환 커널을 할당하는 것을 도시한다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(120)는 잔차 블록의 모양(즉, 변환이 정사각형 또는 비-정사각형인지)을 판단하고, 잔차 신호를 수직 방향 및 수평 방향으로 분리하여 변환이 수행될 수 있는지 결정할 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 선택부(120)는 잔차 신호의 분리 가능(separable)한 특징을 변환 커널 정보에 포함시켜 변환부에 제공할 수 있다.
일 실시예에 따라, 잔차 신호가 분리 가능(separable)한 특징을 포함하고 있는 경우, 변환 커널 선택부(120)는 잔차 신호의 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 형태 정보에 기초하여 각각 변환 커널을 선택하도록 결정할 수 있다.
예를 들어, 잔차 블록 (410) 에 대한 변환 커널 정보가 변환이 정사각형 또는 비-정사각형 형태이고 분리 가능(separable)한 특징을 갖고 있는 경우, 변환 커널 정보는 각각 수직 및 수평 방향으로 적용될 변환 커널의 정보를 포함할 수 있다. 반면, 잔차 블록 (420) 과 같이 변환이 정사각형 또는 비-정사각형이고 분리 불가능(Non-separable)한 특징을 갖고 있는 경우 또는 변환이 비정형인 경우, 변환 커널 정보는 적용 방향과 관계없이 하나의 변환 커널에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 5 는 일 실시예에 따라 변환 커널 후보 도출부 및 변환 커널 결정부를 포함하는 변환 커널 선택부의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부는 변환 커널 후보 도출부(510) 및 변환 커널 결정부(520)를 포함할 수 있다. 변환 커널 후보 도출부(510)는 변환 형태 정보와 화면내 예측 모드 정보를 입력으로 받아, 현재 잔차 신호에 적용할 변환 커널의 후보를 도출 할 수 있다. 한편, 화면내 예측 모드 정보는 현재 잔차 신호가 화면내 예측으로 얻어진 경우에만 변환 커널 후보 도출부(510)에 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 후보는 1개 또는 2개 이상의 복수개의 변환 커널 후보의 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 후보에는 DCT-5, DCT-8, DST-1, DST-7 변환을 정수화한 것들을 포함할 수 있다. 또한, 화면내 예측이 적용된 잔차 신호의 경우, 변환 커널 후보에는 각 화면내 예측 모드 및 변환 모양들에 대하여 Offline Training을 통해 얻은 변환 커널이 포함될 수 있다. 또한, 화면간 예측이 적용된 잔차 신호의 경우, 변환 커널 후보의 종류에는 DCT 및 DST 변환들 외에 각 변환 모양 별로 Offline Training을 통해 얻은 변환 커널이 포함될 수 있다. 상술한 변환 커널 후보는 단지 예시일 뿐, 이에 제한되지 않는다.
변환 커널 결정부(520)는 변환 커널 후보 도출부(510)로부터 변환 커널 후보를 입력으로 받고, 비트스트림으로부터 변환 커널 색인을 입력으로 받아 현재 잔차 신호에 적용될 변환 커널을 결정하고, 변환 커널 정보를 변환부에 제공할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 색인은 복수개의 변환 커널 후보 중 어떤 커널을 현재 잔차 신호에 적용할지에 대한 색인 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 색인은 변환 커널 후보가 복수개의 집합으로 구성된 경우에만 입력으로 주어질 수 있으며, 상술한 바와 같이 변환 커널 색인은 비트스트림에 포함될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 후보 도출부(510)가 출력한 변환 커널 후보가 1개인 경우 변환 커널 결정부는 이 단일 입력을 그대로 변환 커널로 결정하고, 변환 커널 정보를 변환부에 제공할 수 있다. 예를 들어, 변환이 정사각형 또는 비-정사각형 형태이고, 분리 가능한 특징을 갖고 있는 경우, 변환 커널 후보 도출과 변환 커널 결정 과정을 수직 및 수평 방향에 대해 각각 수행하여, 수직 및 수평 방향 변환에 대한 변환 커널 정보를 출력할 수 있다.
도 6 은 일 실시예에 따라 화면내 예측 모드 중 Intra_Angular 모드에 대한 정보를 도시한다.
일 실시예에 따라 화면내 예측 모드 중 Intra_Angular 모드에는 기존 35개의 예측 모드(610)에서 32개의 예측 모드(620)를 추가한 새로운 67개의 예측 모드가 포함될 수 있다.
예를 들어, 화면내 예측 모드에 따라 좌측 및 상단 데이터 단위(630) 또는 우측 및 하단 데이터 단위(640) 모두 이용하여 화면내 예측이 수행되는 경우, 변환 커널 선택부는 각각의 화면내 예측에 사용된 화면내 예측 모드 정보를 획득하고, 각각 획득된 화면내 예측 모드 정보에 기초하여 변환 커널을 선택할 수 있다.
일 실시예에 따라, 화면내 예측 모드는 Intra_DC 모드, Intra_Planar 모드, Intra_Angular 모드에 색인을 나타낼 수 있다.
도 7 은 일 실시예에 따라 변환 커널 후보 도출 과정에 대한 순서도를 도시한다.
도 7a 는 현재 잔차 신호가 화면내 예측으로 얻어진 신호인 경우, 변환 커널 후보 도출 과정을 순서도로 나타낸 것이다.
일 실시예에 따라, 입력으로 주어진 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형(정사각형 또는 비-정사각형) 모양인지, 임의의 비정형 모양인지 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S711 에서 입력으로 주어진 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형인지 결정하고, 사각형인 경우 단계 S712 에서 정사각형인지 또는 비-정사각형인지 결정할 수 있다. 반면, 단계 S711 에서 입력으로 주어진 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형이 아닌 것으로 결정되는 경우, 현재 잔차 블록의 모양은 비정형인 것으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보가 잔차 블록의 모양이 사각형 (즉, 정사각형 또는 비-정사각형) 인 경우, 변환이 수직 방향 또는 수평 방향 각각으로 분리 가능한지 분리 불가능한지 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S713 에서는 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형인 경우 분리 가능한지 여부를 결정하고, 단계 S714 에서는 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형인 경우 분리 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 변환이 수직 방향 또는 수평 방향 각각으로 분리 가능한 경우, 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 커널 후보를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보 및 분리 가능한지 여부가 결정된 경우, 변환 형태 정보 및 분리 가능 여부에 기초하여 변환 커널 후보가 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S715 에서 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형이고 분리 가능한 경우, 변환 커널 선택부는 화면내 예측 모드에 기초하여 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S716 에서 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형이고 분리 가능한지 않은 경우, 변환 커널 선택부는 화면내 예측 모드에 기초하여 변환 커널 후보를 획득 할 수 있다. 단계 S717 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형이고 분리 가능한 경우, 변환 커널 선택부는 비-정각형 변환의 수직 방향 및 수평 방향 길이 및 화면내 예측 모드에 기초하여 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S718 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형이고 분리 가능한지 않은 경우, 변환 커널 선택부는 비-정사각형 방향의 수직 방향 및 수평 방향 길이 및 화면내 예측 모드에 기초하여 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S719 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비정형인 경우, 변환 커널 선택부는 비정형 잔차 블록의 모양, 변환의 전단계로 이루어지는 잔차 신호 샘플의 스캔 순서(Scanning order) 및 화면내 예측 모드에 기초하여 변환 커널 후보를 획득할 수 있다.
도 7b 는 현재 잔차 신호가 화면간 예측으로 얻어진 신호인 경우, 변환 커널 후보 도출 과정을 순서도로 나타낸 것이다.
일 실시예에 따라, 입력으로 주어진 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형(정사각형 또는 비-정사각형) 모양인지, 임의의 비정형 모양인지 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S721 에서 입력으로 주어진 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형인지 결정하고, 사각형인 경우 단계 S722 에서 정사각형인지 또는 비-정사각형인지 결정할 수 있다. 반면, 단계 S721 에서 입력으로 주어진 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형이 아닌 것으로 결정되는 경우, 현재 잔차 블록의 모양은 비정형인 것으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보가 잔차 블록의 모양이 사각형 (즉, 정사각형 또는 비-정사각형) 인 경우, 변환이 수직 방향 또는 수평 방향 각각으로 분리 가능한지 분리 불가능한지 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S723 에서는 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형인 경우 분리 가능한지 여부를 결정하고, 단계 S724 에서는 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형인 경우 분리 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 변환이 수직 방향 또는 수평 방향 각각으로 분리 가능한 경우, 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 커널 후보를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보 및 분리 가능한지 여부가 결정된 경우, 변환 형태 정보 및 분리 가능 여부에 기초하여 변환 커널 후보가 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S725 에서 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형이고 분리 가능한 경우, 변환 커널 선택부는 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 미리 정해진 (predetermined) 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S716 에서 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형이고 분리 가능한지 않은 경우, 변환 커널 선택부는 미리 정해진 변환 커널 후보를 획득 할 수 있다. 단계 S717 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형이고 분리 가능한 경우, 변환 커널 선택부는 비-정각형 변환의 수직 방향 및 수평 방향 길이에 기초하여 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S718 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형이고 분리 가능한지 않은 경우, 변환 커널 선택부는 비-정사각형 방향의 수직 방향 및 수평 방향 길이에 기초하여 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S719 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비정형인 경우, 변환 커널 선택부는 비정형 잔차 블록의 모양 및 변환의 전단계로 이루어지는 잔차 신호 샘플의 스캔 순서(Scanning order)에 기초하여 변환 커널 후보를 획득할 수 있다.
도 8 은 일 실시예에 따라 부호화단에서 변환 커널 선택부를 적응적으로 선택하여 변환을 수행하는 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 S810 에서 변환부(110)는 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 포함하는 잔차 블록을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따라, 잔차 블록은 현재 부호화하려는 부호화 단위에서 화면간 예측 또는 화면내 예측을 통해서 생성된 예측 블록을 빼줌으로써 현재 부호화 단위와 동일한 크기 및 모양으로 생성될 수 있다.
단계 S820 에서 변환 커널 선택부(120)는 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보는 현재 변환의 크기와 모양에 대한 정보를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 모양에 대한 변환 형태 정보는 정사각형, 비정사각형, 또는 비정형인지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 변환 형태가 비정사각형 또는 비정형인 경우, 모양에 대한 변환 형태 정보는 상세한 모양(예를 들어, 가로 또는 세로의 길이 등)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(120)는 화면내 예측에 사용된 화면내 예측 모드에 대한 정보(즉, 화면내 예측 모드 정보)를 획득할 수 있다. 다만, 입력된 잔차 신호를 화면간 예측을 통해 얻은 것인 경우, 변환 커널 선택부(120)는 화면내 예측 모드 정보를 입력으로 받지 못할 수 있다. 예를 들어, 화면내 예측 모드는 Intra_Planar 모드, Intra_DC 모드, 그리고 Intra_Angular 모드를 포함할 수 있다. Intra_Angular 모드에는 기존 35개의 예측 모드에서 32개의 예측 모드를 추가한 새로운 67개의 예측 모드가 포함될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(120)는 잔차 신호의 수평 방향 및 수직 방향 분리 가능(separable)한 특징을 변환 커널 정보에 포함시켜 변환부에 제공할 수 있다.
예를 들어, 잔차 신호가 분리 가능(separable)한 특징을 포함하고 있는 경우, 변환 커널 선택부(120)는 잔차 신호의 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 형태 정보에 기초하여 각각 변환 커널을 선택하도록 결정할 수 있다. 반면, 잔차 신호가 분리 불가능(Non-separable)한 특징을 포함하고 있는 경우, 변환 커널 정보는 적용 방향과 관계없이 하나의 변환 커널에 대한 정보를 포함할 수 있다.
단계 S830 에서 변환 커널 선택부(120)는 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(120)의 변환 커널 후보 도출부는 변환 형태 정보와 화면내 예측 모드 정보를 입력으로 받아, 현재 잔차 신호에 적용할 변환 커널의 후보를 도출 할 수 있다. 또한, 변환 커널 선택부(120)의 변환 커널 결정부는 변환 커널 후보 도출부로부터 변환 커널 후보를 입력으로 받고, 비트스트림으로부터 변환 커널 색인을 입력으로 받아 현재 잔차 신호에 적용될 변환 커널을 결정하고, 변환 커널 정보를 변환부에 제공할 수 있다.
한편, 변환 커널 후보 도출부가 출력한 변환 커널 후보가 1개인 경우 변환 커널 결정부는 이 단일 입력을 그대로 변환 커널로 결정하고, 변환 커널 정보를 변환부에 제공할 수 있다. 또는, 변환이 정사각형 또는 비-정사각형 형태이고, 분리 가능한 특징을 갖고 있는 경우, 변환 커널 후보 도출과 변환 커널 결정 과정을 수직 및 수평 방향에 대해 각각 수행하여, 수직 및 수평 방향 변환에 대한 변환 커널 정보를 출력할 수 있다.
단계 S840 에서 변환부(110)는 결정된 변환 커널을 적용하여 잔차 신호에 대한 변환을 수행할 수 있다.
예를 들어, 부호화 단위와 동일한 크기 및 모양의 차분 블록이 변환 단위로 분할된 후 변환 단위로 부호화가 수행될 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따라 영상 부호화 장치가 제1 부호화 단위(1000)가 분할되어 결정된 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위가 소정의 조건을 만족하는 경우 제2 부호화 단위가 분할될 수 있는 형태가 제한되는 것을 도시한다.
일 실시예에 따라 부호화부 정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1000)를 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1010a, 1010b, 1020a, 1020b)로 분할하는 것으로 결정할 수 있다. 제2 부호화 단위(1010a, 1010b, 1020a, 1020b)는 독립적으로 분할될 수 있다. 이에 따라 부호화부는 제2 부호화 단위(1010a, 1010b, 1020a, 1020b) 각각을 복수개의 부호화 단위로 분할하거나 분할하지 않는 것을 결정할 수 있다. 도 10과 관련한 영상 부호화 장치가 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위가 소정의 조건을 만족 시 분할될 수 있는 형태가 제한하는 동작은, 도 10과 관련하여 후술할 영상 복호화 장치의 동작에 반대되는 것일 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 11은 일 실시예에 따라 분할 형태 정보가 4개의 정사각형 형태의 부호화 단위로 분할하는 것을 나타낼 수 없는 경우, 영상 부호화 장치가 정사각형 형태의 부호화 단위를 분할하는 과정을 도시한다. 이와 관련한 영상 부호화 장치의 동작은, 도 11과 관련하여 후술할 영상 복호화 장치의 동작에 반대되는 것일 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 12는 일 실시예에 따라 복수개의 부호화 단위들 간의 처리 순서가 부호화 단위의 분할 과정에 따라 달라질 수 있음을 도시한 것이다.
일 실시예에 따라 부호화부는 정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1200)를 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 분할할 수 있다. 일 실시예에 따라 비트스트림 생성부는 제1 부호화 단위(1200)가 정사각형 형태임을 나타내는 블록 형태 정보 및 제1 부호화 단위(1200)가 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 분할됨을 나타내는 분할 형태 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따라 부호화부는 제1 부호화 단위(1200)를 분할하여 제2 부호화 단위(예를 들면, 1210a, 1210b, 1220a, 1220b, 1230a, 1230b, 1230c, 1230d 등)를 결정할 수 있다. 도 12를 참조하면 제1 부호화 단위1200)가 수평 방향 또는 수직 방향만으로 분할되어 결정된 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1210a, 1210b, 1220a, 1220b)는 독립적으로 분할될 수 있다. 예를 들면 부호화부는 제1 부호화 단위(1200)가 수직 방향으로 분할되어 생성된 제2 부호화 단위(1210a, 1210b)를 수평 방향으로 각각 분할하여 제3 부호화 단위(1216a, 1216b, 1216c, 1216d)를 결정할 수 있고, 제1 부호화 단위(1200)가 수평 방향으로 분할되어 생성된 제2 부호화 단위(1220a, 1220b)를 수평 방향으로 각각 분할하여 제3 부호화 단위(1226a, 1226b, 1226c, 1226d)를 결정할 수 있다. 도 10과 관련한 영상 부호화 장치의 동작은, 도 10과 관련하여 후술할 영상 복호화 장치의 동작에 반대되는 것일 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 13은 일 실시예에 따라 부호화 단위가 재귀적으로 분할되어 복수개의 부호화 단위가 결정되는 경우, 부호화 단위의 형태 및 크기가 변함에 따라 부호화 단위의 심도가 결정되는 과정을 도시한다. 영상 부호화 장치의 부호화부가 부호화 단위의 심도를 결정하는 과정은, 도 13과 관련하여 후술할 영상 복호화 장치의 복호화부가 부호화 단위의 심도를 결정하는 과정에 반대되는 것일 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에 따라 영상 부호화 장치는 현재 부호화 단위로부터 분할되어 결정된 복수개의 부호화 단위들을 구분하기 위한 인덱스의 값에 기초하여 특정 분할 형태로 분할된 것인지를 결정할 수 있다. 도 14를 참조하면 영상 부호화 장치는 높이가 너비보다 긴 직사각형 형태의 제1 부호화 단위(1410)를 분할하여 짝수개의 부호화 단위(1412a, 1412b)를 결정하거나 홀수개의 부호화 단위(1414a, 1414b, 1414c)를 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 복수개의 부호화 단위 각각을 구분하기 위하여 각 부호화 단위를 나타내는 인덱스(PID)를 이용할 수 있다. 일 실시예에 따라 PID는 각각의 부호화 단위의 소정 위치의 샘플(예를 들면, 좌측 상단 샘플)에서 획득될 수 있다. 도 14와 관련된 영상 부호화 장치의 동작은, 도 14와 관련하여 후술할 영상 복호화 장치의 동작에 반대되는 것일 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 15는 일 실시예에 따라 픽쳐에 포함되는 복수개의 소정의 데이터 단위에 따라 복수개의 부호화 단위들이 결정된 것을 도시한다. 일 실시예에 따라 부호화부는 부호화 단위의 재귀적인 분할이 시작되는 소정의 데이터 단위로서 상술한 기준 부호화 단위를 이용할 수 있다. 도 15와 관련하여 영상 부호화 장치가 기준 부호화 단위를 이용하는 동작은, 도 15와 관련하여 후술할 영상 복호화 장치가 기준 부호화 단위를 이용하는 동작에 반대되는 것일 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에 따라 영상 부호화 장치의 비트스트림 생성부는 기준 부호화 단위의 형태에 대한 정보 및 기준 부호화 단위의 크기에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 비트스트림을 상기 다양한 데이터 단위마다 생성할 수 있다. 정사각형 형태의 기준 부호화 단위(1500)에 포함되는 적어도 하나의 부호화 단위가 결정되는 과정은 현재 부호화 단위가 분할되는 과정을 통해 상술하였고, 비-정사각형 형태의 기준 부호화 단위(1500)에 포함되는 적어도 하나의 부호화 단위가 결정되는 과정은 현재 부호화 단위가 분할되는 과정을 통해 상술하였으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에 따라 부호화부는 소정의 조건에 기초하여 미리 결정되는 일부 데이터 단위에 따라 기준 부호화 단위의 크기 및 형태를 결정하기 위하여, 기준 부호화 단위의 크기 및 형태를 식별하기 위한 인덱스를 이용할 수 있다. 즉, 비트스트림 생성부는 상기 다양한 데이터 단위(예를 들면, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 슬라이스 세그먼트, 최대부호화단위 등) 중 소정의 조건(예를 들면 슬라이스 이하의 크기를 갖는 데이터 단위)을 만족하는 데이터 단위마다, 기준 부호화 단위의 크기 및 형태의 식별을 위한 인덱스를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있다. 부호화부는 인덱스를 이용함으로써 상기 소정의 조건을 만족하는 데이터 단위마다 기준 데이터 단위의 크기 및 형태를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 기준 부호화 단위의 크기 및 형태를 나타내는 인덱스와 관련된 기준 부호화 단위의 크기 및 형태 중 적어도 하나는 미리 결정되어 있을 수 있다. 즉, 부호화부는 미리 결정된 기준 부호화 단위의 크기 및 형태 중 적어도 하나를 인덱스에 따라 선택함으로써, 인덱스 획득의 기준이 되는 데이터 단위에 포함되는 기준 부호화 단위의 크기 및 형태 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 기준 부호화 단위의 크기 및 형태를 식별하기 위한 인덱스를 이용하는 부호화부의 동작은, 상술한 복호화부의 동작과 유사한 것일 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 16은 일 실시예에 따라 픽쳐(1600)에 포함되는 기준 부호화 단위의 결정 순서를 결정하는 기준이 되는 프로세싱 블록을 도시한다.
일 실시예에 따라 부호화부는 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 획득하여 영상에 포함되는 적어도 하나의 프로세싱 블록의 크기를 결정할 수 있다. 부호화부는 영상에 포함되는 적어도 하나의 프로세싱 블록의 크기를 결정할 수 있고, 비트스트림 생성부는 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있다. 이러한 프로세싱 블록의 크기는 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보가 나타내는 데이터 단위의 소정의 크기일 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 부호화 장치의 비트스트림 생성부는 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 포함하는 비트스트림을 특정의 데이터 단위마다 생성할 수 있다. 예를 들면 영상, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 슬라이스 세그먼트 등의 데이터 단위마다 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있다. 즉, 비트스트림 생성부는 상기 여러 데이터 단위마다 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 부호화부는 상기 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 이용하여 픽쳐를 분할하는 적어도 하나의 프로세싱 블록의 크기를 결정할 수 있으며, 이러한 프로세싱 블록의 크기는 기준 부호화 단위의 정수배의 크기일 수 있다.
일 실시예에 따라 부호화부는 픽쳐(1600)에 포함되는 프로세싱 블록(1602, 1612)의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들면, 부호화부는 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보에 기초하여 프로세싱 블록의 크기를 결정할 수 있다. 도 16을 참조하면, 부호화부는 일 실시예에 따라 프로세싱 블록(1602, 1612)의 가로크기를 기준 부호화 단위 가로크기의 4배, 세로크기를 기준 부호화 단위의 세로크기의 4배로 결정할 수 있다. 부호화부는 적어도 하나의 프로세싱 블록 내에서 적어도 하나의 기준 부호화 단위가 결정되는 순서를 결정할 수 있다. 프로세싱 블록과 관련된 부호화부의 동작은, 도 16과 관련하여 상술한 복호화부의 동작과 유사한 것일 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에 따라 영상 부호화 장치의 비트스트림 생성부는 현재 부호화 단위의 형태를 나타내는 블록 형태 정보 또는 현재 부호화 단위를 분할하는 방법을 나타내는 분할 형태 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있다. 블록 형태 정보 또는 분할 형태 정보는 다양한 데이터 단위와 관련된 비트스트림에 포함될 수 있다. 예를 들면, 영상 부호화 장치의 비트스트림 생성부는 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽쳐 파라미터 세트(picture parameter set), 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 슬라이스 헤더(slice header), 슬라이스 세그먼트 헤더(slice segment header)에 포함된 블록 형태 정보 또는 분할 형태 정보를 이용할 수 있다. 나아가, 영상 부호화 장치의 비트스트림 생성부는 블록 형태 정보 또는 분할 형태 정보를 나타내는 신택스를 포함하는 비트스트림을 최대 부호화 단위, 기준 부호화 단위, 프로세싱 블록마다 생성할 수 있다.
일 실시예에 따라 부호화부는 부호화 단위가 분할될 수 있는 분할 형태의 종류를 소정의 데이터 단위마다 다르게 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치의 부호화부는 일 실시예에 따라 소정의 데이터 단위(예를 들면, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스 등)마다 부호화 단위가 분할될 수 있는 형태들의 조합을 다르게 결정할 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따라 부호화 단위가 분할될 수 있는 형태의 조합이 픽쳐마다 서로 다른 경우, 각각의 픽쳐마다 결정될 수 있는 부호화 단위들을 도시한다.
도 17을 참조하면, 부호화부는 픽쳐마다 부호화 단위가 분할될 수 있는 분할 형태들의 조합을 다르게 결정할 수 있다. 예를 들면, 부호화부는 영상에 포함되는 적어도 하나의 픽쳐들 중 4개의 부호화 단위로 분할될 수 있는 픽쳐(1700), 2개 또는 4개의 부호화 단위로 분할될 수 있는 픽쳐(1710) 및 2개, 3개 또는 4개의 부호화 단위로 분할될 수 있는 픽쳐(1720)를 이용하여 영상을 복호화 할 수 있다. 부호화부는 픽쳐(1700)를 4개의 정사각형의 부호화 단위로 분할할 수 있다. 부호화부는 픽쳐(1710)를 2개 또는 4개의 부호화 단위로 분할할 수 있다. 부호화부는 픽쳐(1720)를 2개, 3개 또는 4개의 부호화 단위로 분할할 수 있다. 상술한 분할 형태의 조합은 영상 부호화 장치의 동작을 설명하기 위한 실시예에 불과하므로 상술한 분할 형태의 조합은 상기 실시예에 한정하여 해석되어서는 안되며 소정의 데이터 단위마다 다양한 형태의 분할 형태의 조합이 이용될 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
일 실시예에 따라 영상 부호화 장치의 부호화부는 분할 형태 정보의 조합을 나타내는 인덱스를 이용하여 소정의 데이터 단위마다 부호화 단위가 분할될 수 있는 분할 형태의 조합을 결정할 수 있으며, 이에 따라 소정의 데이터 단위마다 서로 다른 분할 형태의 조합을 이용할 수 있다. 나아가 영상 부호화 장치의 비트스트림 생성부는 분할 형태 정보의 조합을 나타내는 인덱스를 포함하는 비트스트림을 소정의 데이터 단위 (예를 들면, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스 등)마다 생성할 수 있다. 예를 들면, 비트스트림 생성부는 분할 형태 정보의 조합을 나타내는 인덱스를 포함하는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set) 또는 슬라이스 마다 생성할 수 있다.
도 18, 도 19는 일 실시예에 따라 바이너리(binary)코드로 표현될 수 있는 분할 형태 정보에 기초하여 결정될 수 있는 부호화 단위의 다양한 형태를 도시한다.
일 실시예에 따라 영상 부호화 장치의 부호화부는 부호화 단위를 다양한 형태로 분할할 수 있고, 비트스트림 생성부를 통해 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있다. 분할될 수 있는 부호화 단위의 형태는 상술한 실시예들을 통해 설명한 형태들을 포함하는 다양한 형태에 해당할 수 있다. 도 18을 참조하면, 부호화부는 분할 형태 정보에 기초하여 정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 분할할 수 있고, 비-정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할할 수 있다. 영상 부호화 장치가 이용할 수 있는 분할 형태 정보의 바이너리 코드에 대한 특징은 도 18 및 도 19를 통해 후술할 영상 복호화 장치의 특징에 해당할 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는, 부호화 단위에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행하여 예측 데이터를 생성하고, 현재 부호화 단위에 포함된 변환 단위에 대해 변환을 수행하여 레지듀얼 데이터를 생성하며, 생성된 예측 데이터와 레지듀얼 데이터를 이용하여 현재 부호화 단위를 부호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 예측 모드는 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 일 실시예에 따라, 부호화 단위 마다 독립적으로 예측이 수행되어 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
일 실시예에 따른 2Nx2N 형태의 부호화 단위가 분할하여 두 개의 2NxN 또는 두 개의 Nx2N 형태의 부호화 단위들로 분할된 경우, 이들 각각의 부호화 단위에 대해서 인터 모드 예측 및 인트라 모드 예측이 별개로 수행될 수도 있다. 또한, 일 실시예에 따라 영상 부호화 장치의 부호화부는 부호화 단위가 정사각형 형태인 경우뿐만 아니라, 비-정사각형 형태인 경우에도 CU 스킵 모드(skip mode)를 이용하여 부호화 단위를 부호화할 수 있다. 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있는 정사각형 형태의 부호화 단위뿐만 아니라 비-정사각형 형태의 부호화 단위의 경우에도 CU 스킵 모드를 이용하여 영상을 복호화 할 수 있음에 따라 상대적으로 더 적응적인 스킵 모드의 이용이 가능하게 됨으로써 영상 부/복호화 효율이 향상될 수 있다. 이러한 비-정사각형 형태의 부호화 단위에서 스킵모드를 이용하는 영상 부호화 장치의 특징은 영상 부호화 장치의 스킵모드 이용과 관련하여 상술한 특징과 유사한 것일 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 22는 일 실시예에 따라 소정의 부호화 방법에 따라 결정된 부호화 단위들 간의 병합(merge) 또는 분할(split)이 수행되는 과정을 도시한다.
일 실시예에 따라 영상 부호화 장치는 상술한 소정의 부호화 방법을 이용하여, 픽쳐를 분할하는 부호화 단위들을 결정할 수 있다. 예를 들면 영상 부호화 장치는 부호화 단위의 분할 정보에 기초하여 현재 심도의 부호화 단위를 결정하거나 또는 하위 심도의 4개의 부호화 단위들로 분할할 수 있다. 상술한 바와 같이 영상 부호화 장치는 일 실시예에 따라 현재 부호화 단위는 항상 정사각형 형태를 가지는 것을 나타내는 블록 형태 정보, 현재 부호화 단위는 분할되지 않음을 나타내거나 4개의 정사각형 형태의 부호화 단위들로 분할되는 것을 나타낼 수 있는 분할 형태 정보를 이용하여 부호화 단위를 결정할 수 있다. 도 22를 참조하면, 상술한 소정의 부호화 방법에 따라 결정된 정사각형의 부호화 단위에 따라 픽쳐(2200, 2220)가 분할될 수 있다.
다만, 상술한 소정의 복호화 단위에 따르는 경우, 현재 부호화 단위가 분할될지 여부는 현재 부호화 단위 내에 포함되는 상대적으로 작은 오브젝트(object)가 표현되기에 적합한지 여부에 따라 결정되기 때문에, 픽쳐 내의 큰 오브젝트와 작은 오브젝트가 하나의 부호화 단위를 통해 부호화 되는 것은 불가능할 수 있다. 여기서 오브젝트란, 픽쳐에 포함된 샘플들의 집합으로서, 유사한 샘플값을 가짐으로써 다른 영역과 구분될 수 있는 샘플들의 영역을 의미할 수 있다. 도 22를 참조하면, 영상 부호화 장치는 작은 오브젝트(2221)를 복원하기 위하여 제1 부호화 단위(2222)를 4개의 하위 심도의 부호화 단위로 분할함으로써 작은 오브젝트(2221)의 복호화를 위한 부호화 단위를 결정할 수 있다. 하지만, 큰 오브젝트(2223)가 현재 부호화 단위(2222)에 포함되지 않으므로 큰 오브젝트(2223)가 현재 부호화 단위(2222)를 이용하여 복호화 되기에는 부적합하며, 나아가 작은 오브젝트(2221)를 복호화 하기 위해 현재 부호화 단위(2222)가 분할되었기 때문에 결국 큰 오브젝트(2223)의 복호화를 위해 불필요한 부호화 단위의 분할 과정이 수행되어야 하므로 비효율적이다. 즉, 영상 부호화 장치가 큰 오브젝트(2223)에 대한 부분을 부호화 하기 위하여 하나의 부호화 단위를 이용할 수 있다면 영상 부호화를 효율적으로 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 부호화 장치의 부호화부는 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 현재 부호화 단위를 분할할 수 있으며, 블록 형태 정보는 정사각형 형태만을 이용하는 것으로 미리 결정되고, 분할 형태 정보는 분할하지 않거나 또는 4개의 정사각형 형태의 부호화 단위로 분할됨을 나타낼 수 있는 것으로 미리 결정될 수 있다. 이는 다양한 실시예를 통해 상술한 소정의 부호화 방법에서 이용되는 부호화 단위 결정 과정에 해당할 수 있다. 이 경우 부호화부는 상기 소정의 부호화 방법을 이용하여 결정된 부호화 단위들을 서로 병합(merge)하거나 결정된 부호화 단위를 분할(split)하기 위하여, 픽쳐에 포함되는 샘플값을 이용할 수 있다. 예를 들면, 부호화부는 유사한 샘플값을 가지는 부분을 검토하여 픽쳐에 포함되는 다양한 오브젝트들을 검출할 수 있으며, 이렇게 검출된 오브젝트들에 대한 부분에 기초하여 부호화 단위들의 병합/분할 과정을 수행할 수 있다.
도 22를 참조하면 일 실시예에 따라 부호화부는 상술한 소정의 부호화 방법을 이용하여 픽쳐(2200)를 분할하는 복수개의 부호화 단위를 결정할 수 있다. 다만, 픽쳐에 포함된 유사한 샘플값을 가지는 부분(2201)이 존재함에도 불구하고, 유사 영역을 하나의 부호화 단위가 아닌 복수개의 부호화 단위로 분할하는 과정이 수행되는 경우가 있을 수 있다. 이 경우 부호화부는 소정의 부호화 방법을 통해 부호화 단위가 결정되었더라도, 이러한 부호화 단위들을 하나의 부호화 단위(2202)로 병합하여 하나의 부호화 단위로서 부호화 할 수 있다. 도 22를 참조하면, 또 다른 실시예로서 부호화부는 상술한 소정의 부호화 방법을 이용하여, 작은 오브젝트(2221)의 부호화를 위한 부호화 단위(2222)를 4개의 부호화 단위로 분할할 수 있다. 이렇게 분할된 부호화 단위들의 경우 검출된 큰 오브젝트(2223)가 모두 포함될 수 없으므로, 부호화부는 유사한 샘플값을 가지는 부분을 포함하는 하나의 부호화 단위로 부호화 단위들을 병합(2225)할 수 있다.
일 실시예에 따라 부호화부는 부호화 단위의 분할 정보를 이용하여 부호화 단위를 분할하지 않거나 4개의 부호화 단위로 분할하는 소정의 부호화 방법을 이용하여 부호화 단위를 결정한 다음, 픽쳐에 포함되는 샘플들의 샘플값을 고려하여 부호화 단위를 다시 분할할 수 있다. 즉, 부호화부(130)는 오브젝트 별로 부호화 단위를 결정하기 위하여, 부호화 단위 간의 병합뿐만 아니라 이미 결정된 부호화 단위를 분할할 수 있다. 도 22를 참조하면, 부호화부(130)는 오브젝트(2223)를 위해 부호화 단위를 병합할 수 있고, 오브젝트(2223)를 위해 최적화된 부호화 단위를 결정하기 위하여 오브젝트(2223)을 위해 병합된 부호화 단위를 다시 분할(2226)할 수 있다. 즉 부호화부는 분할(2226)과정을 통해 오브젝트(2223)가 포함되지 않는 부분을 오브젝트(2223)와는 별개의 부호화 단위(2227)로 결정할 수 있다.
상술한 영상 부호화 장치의 동작을 통해 소정의 부호화 방법에 따라 결정된 부호화 단위들 간의 병합(merge) 또는 분할(split)을 수행한 후 영상에 대한 비트스트림을 생성한 경우, 영상 복호화 장치로서는 이러한 비트스트림을 획득한 후 상술한 영상 부호화 방법의 역순의 동작에 해당하는 영상 복호화 방법을 수행함으로써 영상을 복호화 할 수 있다.
도 23은 일 실시예에 따른 부호화 단위의 Z 스캔 순서에 따른 인덱스를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 부호화부는, 상위 데이터 단위에 포함된 하위 데이터 단위들을 Z 스캔 순서에 따라 스캔할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 최대 부호화 단위 또는 프로세싱 블록에 포함되는 부호화 단위 내의 Z 스캔 인덱스에 따라 데이터를 순차적으로 액세스할 수 있다. 이 때, 기준 부호화 단위 내에는 정사각형 형태의 부호화 단위들과 비-정사각형 형태의 부호화 단위들이 혼재할 수 있다. 영상 부호화 장치가 부호화 단위의 Z 스캔 순서에 따른 인덱스에 대한 특징은 도 23을 통해 후술할 영상 복호화 장치의 특징과 유사한 특징일 수 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
상술한 다양한 실시예들은 영상 부호화 장치가 수행하는 영상 부호화 방법과 관련된 동작을 설명한 것이다. 이하에서는 이러한 영상 부호화 방법에 역순의 과정에 해당하는 영상 복호화 방법을 수행하는 영상 복호화 장치의 동작을 다양한 실시예를 통해 설명하도록 한다.
도 2 는 일 실시예에 따라 추출부(210), 변환의 형태에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 선택하는 변환 커널 선택부(230), 변환부(220) 및 복호화부(240)를 포함하는 복호화 장치의 블록도를 도시한다.
도 2 를 참조하면, 추출부(210)는 파싱된 비트스트림으로부터 현재 부호화 단위의 데이터, 현재 부호화 단위에 대한 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따라, 추출부(210)가 현재 부호화된 데이터를 획득하는 경우, 변환부(220)에서 변환을 수행할 수 있다. 또한, 변환 커널 선택부(230)는 어떤 변환 커널을 적용할지에 대한 변환 커널 정보를 결정해 변환부에 입력으로 줄 수 있다. 예를 들어, 부호화된 데이터는 잔차 신호가 변환된 변환 계수에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(230)는 변환 형태 정보를 기본 입력으로 받을 수 있다. 예를 들어, 변환 형태 정보는 현재 변환의 크기와 모양에 대한 정보를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 모양에 대한 변환 형태 정보는 정사각형, 비정사각형, 또는 비정형인지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 변환 형태가 비정사각형 또는 비정형인 경우, 모양에 대한 변환 형태 정보는 상세한 모양(예를 들어, 가로 또는 세로의 길이 등)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 한편, 크기에 대한 변환 형태 정보는 정사각형, 비정사각형, 또는 비정형 변환의 수직 방향 및 수평 방향의 길이에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 변환 형태가 비정형인 경우, 크기에 대한 변환 형태 정보는 대각선 방향의 길이에 대한 정보를 더 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(230)는 비트스트림으로부터 획득된 부호화 단위의 데이터에 포함된 부호화 단위의 데이터에 포함된 잔차 신호가 화면내 예측을 수행하여 얻은 신호인지 나타내는 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 선택부(230)는 비트스트림으로부터 획득된 부호화 단위의 데이터에 포함된 잔차신호가 화면내 예측을 수행하여 얻은 신호인지 아닌지 나타내는 예측 정보를 획득할 수 있다. 예측 정보는 비트스트림으로부터 획득된 잔차신호가 화면내 예측을 수행하여 얻은 신호인지 또는 화면간 예측을 수행하여 얻은 신호인지 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따라, 비트스트림으로부터 획득된 잔차 신호가 화면내 예측을 통해 얻어진 경우, 변환 커널 선택부(230)는 화면내 예측에 사용된 화면내 예측 모드에 대한 정보(즉, 화면내 예측 모드 정보)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 화면내 예측 모드는 Intra_DC 모드, Intra_Planar 모드, Intra_Angular 모드에 색인을 나타낼 수 있다. 한편, 비트스트림으로부터 획득된 잔차 신호를 화면간 예측을 통해 얻은 것인 경우, 변환 커널 선택부(230)는 화면내 예측 모드 정보를 입력으로 받지 못할 수 있다.
예를 들어, 휘도 성분에 대한 화면내 예측 모드는 Intra_Planar 모드, Intra_DC 모드, 그리고 Intra_Angular 모드를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, Intra_Planar 모드에서는 참조 픽셀을 복사한 값을 수평, 수직 방향으로 각각 선형 보간(거리에 따른 가중치를 두고 보간)하여 얻어진 값에 평균을 취해 예측값이 생성될 수 있다. 또한, Intra_DC 모드에서는 현재 블록의 주변 화소들의 평균값을 예측값으로 사용할 수 있다. Intra_DC 모드의 예측은 예측하고자 하는 블록에 대해 평균값을 예측 샘플로 사용하지 않고, 예측 샘플과 참조 샘플들과의 비연속성을 제거하기 위하여 예측 블록의 경계에 위치하는 샘플에 대하여 필터링을 수행할 수 있다. 또한, Intra_Angular 모드에서는 참조 샘플들로부터 예측 샘플을 계산할 때 방향성을 고려하여 예측 샘플을 획득하는 방법이 수행될 수 있다. 한편, Intra_Angular 모드의 모드별 방향성에 대해서는 도 6 에서 후술하도록 한다.
또한, 예를 들어, 색차 성분에 대한 화면내 예측 모드는 Intra_Planar 모드, Intra_DC 모드, Intra_Vertical 모드, Intra_Horizontal, 그리고 Intra_DM 모드를 포함할 수 있다. Intra_DM 모드를 제외한 나머지 모드들은 휘도 성분에서 설명한 방법과 동일한 과정으로 예측 샘플을 생성할 수 있다. 한편, Intra_DM 모드에서는 휘도 성분과 색차 성분이 유사하다는 특성을 이용하여 색차 성분의 모드를 휘도 성분과 동일한 모드로 사용할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환부(220)는 변환 커널 선택부(230)가 결정해 입력으로 준 변환 커널 정보에 기초하여 원본 잔차 신호에 변환을 적용한 후, 그 결과인 복원 잔차 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 변환 커널 선택부(230)는 변환 형태 정보 또는 화면내 예측 모드 정보 중 적어도 하나에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 선택부(230)는 적응적으로 선택된 변환 커널에 대한 변환 커널 정보를 변환부(220)에 제공할 수 있다. 이 경우, 변환부(220)는 제공받은 변환 커널 정보에 기초하여 선택된 변환 커널을 적용하여 원본 잔차신호에 대한 변환을 수행할 수 있다. 변환 커널에는 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT) 혹은 DCT 를 정수 변환으로 근사환 커널이 사용될 수 있고, 화면내 예측으로 얻은 4x4 크기의 잔차 신호의 경우 이산 사인 변환(Discrete Sine Transform, DST)을 근사화하여 얻은 커널이 사용될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널의 종류에는 DCT-5, DCT-8, DST-1, DST-7 변환을 정수화한 것들을 포함할 수 있다. 또한, 화면내 예측이 적용된 잔차 신호의 경우, 변환 커널의 종류에는 각 화면내 예측 모드 및 변환 모양들에 대하여 Offline Training을 통해 얻은 변환 커널이 포함될 수 있다. 또한, 화면간 예측이 적용된 잔차 신호의 경우, 변환 커널의 종류에는 DCT 및 DST 변환들 외에 각 변환 모양 별로 Offline Training을 통해 얻은 변환 커널이 포함될 수 있다. 상술한 변환 커널 종류는 단지 예시일 뿐, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 변환 커널 선택부(230)는 미리 정의되어 있는 복수개의 후보 변환 커널 중 현재 변환 단위(Transform Unit, TU)에 어떤 커널을 사용할 지를 선택하여 적용하고 어떤 커널이 사용되었는지에 대한 정보를 추가적을 전송할 수 있다. 이 경우, 후보 커널의 집합은 화면간 예측이 적용된 부호화 단위에서는 고정되어 있고, 화면내 예측이 적용된 CU 에서는 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 또한, 예를 들어, 변환부(220)는 주 변환(Primary transform)이후 얻어지는 변환 계수에 다시 한번 변환을 적용하는 2차 변환(Secondary transform)을 수행할 수 있다. 보다 상세하게, Rotational Transform(ROT)변환 계수를 4x4 단위로 분할한 후, 미리 정해진 2 차 변환들 중 하나를 택일하여 적용할 수 있다. 또한, 비-분리 2차 변환(Non-separable Secondary Transform, NSST)은 ROT 와 같은 방식으로 작동하되, 변환 커널이 비-분리(Non-separable)인 특징을 갖고 있으며, 적용할 2차 변환 커널 후보가 화면내 예측 모드에 기반하여 달라지는 특징을 갖고 있을 수 있다.
일 실시예에 따라, 복호화부(240)는 변환부(220)에서 생성된 변환계수에 기초하여 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 역변환 과정의 적용을 통하여 복원 차분 계수 신호가 생성되는 경우, 복원된 차분 계수 값을 예측 블록과 더함으로써 영상의 복호화를 수행할 수 있다. 이 때 유도된 예측 블록은 차분 계수를 구할 때와 영상을 복호화할 때가 동일할 수 있다.
도 3 은 일 실시예에 따라 변환시에 적용될 수 있는 변환의 형태를 도시한다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 비트스트림 획득부를 통해 획득한 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보를 이용하여 부호화 단위를 다양한 형태로 분할할 수 있다. 분할될 수 있는 부호화 단위의 형태는 상술한 실시예들을 통해 설명한 형태들을 포함하는 다양한 형태에 해당할 수 있다.
일 실시예에 따라, 잔차 블록의 모양은 정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 분할한 정사각형 형태일 수 있고, 비-정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할한 비-정사각형 형태일 수 있다.
일 실시예에 따라 변환 형태 정보는 2자리의 바이너리 코드로써 표현될 수 있으며, 각각의 변환 형태마다 바이너리 코드가 할당될 수 있다. 예를 들면 부호화 단위가 분할되지 않는 경우 변환 형태 정보는 (00)b로 표현될 수 있고, 부호화 단위가 수평 방향 및 수직 방향으로 분할되는 경우 변환 형태 정보는 (01)b로 표현될 수 있고, 부호화 단위가 수평 방향으로 분할되는 경우 변환 형태 정보는 (10)b로 표현될 수 있고 부호화 단위가 수직 방향으로 분할되는 경우 변환 형태 정보는 (11)b로 표현될 수 있다.
또한, 예를 들어, 부호화 단위는 두 개의 부호화 단위로 분할될 수 있으며, 이 경우 변환 형태 정보는 (10)b로 표현될 수 있다. 또한, 부호화 단위는 세 개의 부호화 단위로 분할할 수 있으며, 이 경우 변환 형태 정보는 (11)b로 표현될 수 있다. 또한, 부호화 단위를 분할하지 않는 것으로 결정될 수 있으며, 이 경우 변환 형태 정보는 (0)b로 표현될 수 있다. 한편, 변환 형태 정보를 나타내는 바이너리 코드를 이용하기 위하여 고정길이 코딩(FLC: Fixed Length Coding)이 아니라 가변길이 코딩(VLC: Variable Length Coding)을 이용할 수 있다.
도 4 는 일 실시예에 따라 수직 및 수평 방향으로 분리되는지 여부에 따라 변환 커널을 할당하는 것을 도시한다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(230)는 잔차 블록의 모양(즉, 잔차 블록의 모양이 정사각형 또는 비-정사각형인지)을 판단하고, 잔차 신호를 수직 방향 및 수평 방향으로 분리하여 변환이 수행될 수 있는지 결정할 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 선택부(230)는 잔차 신호의 분리 가능(separable)한 특징을 변환 커널 정보에 포함시켜 변환부에 제공할 수 있다.
일 실시예에 따라, 잔차 신호가 분리 가능(separable)한 특징을 포함하고 있는 경우, 변환 커널 선택부(230)는 잔차 신호의 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 형태 정보에 기초하여 각각 변환 커널을 선택하도록 결정할 수 있다.
예를 들어, 잔차 블록 (410) 에 대한 변환 커널 정보가 잔차 블록의 모양이 정사각형 또는 비-정사각형 형태이고 분리 가능(separable)한 특징을 갖고 있는 경우, 변환 커널 정보는 각각 수직 및 수평 방향으로 적용될 변환 커널의 정보를 포함할 수 있다. 반면, 잔차 블록 (420) 과 같이 잔차 블록의 모양이 정사각형 또는 비-정사각형이고 분리 불가능(Non-separable)한 특징을 갖고 있는 경우 또는 변환이 비정형인 경우, 변환 커널 정보는 적용 방향과 관계없이 하나의 변환 커널에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 5 는 일 실시예에 따라 변환 커널 후보 도출부 및 변환 커널 결정부를 포함하는 변환 커널 선택부의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부는 변환 커널 후보 도출부(510) 및 변환 커널 결정부(520)를 포함할 수 있다. 변환 커널 후보 도출부(510)는 비트스트림으로부터 변환 형태 정보와 화면내 예측 모드 정보를 입력으로 받아, 변환 형태 정보 또는 화면내 예측 모드 정보 중 적어도 하나에 기초하여 현재 잔차 신호에 적용할 변환 커널의 후보를 도출 할 수 있다. 한편, 화면내 예측 모드 정보는 현재 잔차 신호가 화면내 예측으로 얻어진 경우에만 변환 커널 후보 도출부(510)에 제공될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 후보는 1개 또는 2개 이상의 복수개의 변환 커널 후보의 집합으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 후보에는 DCT-5, DCT-8, DST-1, DST-7 변환을 정수화한 것들을 포함할 수 있다. 또한, 화면내 예측이 적용된 잔차 신호의 경우, 변환 커널 후보에는 각 화면내 예측 모드 및 변환 모양들에 대하여 Offline Training을 통해 얻은 변환 커널이 포함될 수 있다. 또한, 화면간 예측이 적용된 잔차 신호의 경우, 변환 커널 후보의 종류에는 DCT 및 DST 변환들 외에 각 변환 모양 별로 Offline Training을 통해 얻은 변환 커널이 포함될 수 있다. 상술한 변환 커널 후보는 단지 예시일 뿐, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 후보의 개수는 변환 형태 정보 또는 화면내 예측 모드 정보 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 후보의 개수는 변환의 형태가 정사각형인지, 비-정사각형인지 또는 비정방형이라면 수직 또는 수평 방향의 길이에 따라 결정될 수 있다. 또한, 예를 들어, 변환 커널 후보의 개수는 화면내 예측 모드가 방향성이 없는 DC 모드인지 Planar 모드인지 또는 방향성이 있는지에 따라 결정될 수 있다.
변환 커널 결정부(520)는 변환 커널 후보 도출부(510)로부터 변환 커널 후보를 입력으로 받고, 비트스트림으로부터 변환 커널 색인을 입력으로 받아 현재 잔차 신호에 적용될 변환 커널을 결정하고, 변환 커널 정보를 변환부에 제공할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 색인은 복수개의 변환 커널 후보 중 어떤 커널을 현재 잔차 신호에 적용할지에 대한 색인 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 색인은 변환 커널 후보가 복수개의 집합으로 구성된 경우에만 입력으로 주어질 수 있으며, 상술한 바와 같이 변환 커널 색인은 비트스트림에 포함될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 후보 도출부(510)가 출력한 변환 커널 후보가 1개인 경우 변환 커널 결정부(520)는 이 단일 입력을 그대로 변환 커널로 결정하고, 변환 커널 정보를 변환부(220)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 변환이 정사각형 또는 비-정사각형 형태이고, 분리 가능한 특징을 갖고 있는 경우, 변환 커널 후보 도출과 변환 커널 결정 과정을 수직 및 수평 방향에 대해 각각 수행하여, 수직 및 수평 방향 변환에 대한 변환 커널 정보를 출력할 수 있다.
도 6 은 일 실시예에 따라 화면내 예측 모드에 대한 정보를 도시한다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(230)는 비트스트림으로부터 화면내 예측 모드 정보를 획득할 수 있고, 화면내 예측 모드에는 기존 35개의 예측 모드(610)에서 32개의 예측 모드(620)를 추가한 새로운 67개의 예측 모드가 포함될 수 있다.
예를 들어, 화면내 예측 모드에 따라 좌측 및 상단 데이터 단위(630) 또는 우측 및 하단 데이터 단위(640) 모두 이용하여 화면내 예측이 수행되는 경우, 변환 커널 선택부(230)는 각각의 화면내 예측에 사용된 화면내 예측 모드 정보를 획득하고, 각각 획득된 화면내 예측 모드 정보에 기초하여 변환 커널을 선택할 수 있다.
도 7 은 일 실시예에 따라 변환 커널 후보 도출 과정에 대한 순서도를 도시한다.
도 7a 는 현재 잔차 신호가 화면내 예측으로 얻어진 신호인 경우, 변환 커널 후보 도출 과정을 순서도로 나타낸 것이다.
일 실시예에 따라, 비트스트림으로부터 현재 부호화 단위의 부호화된 데이터, 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 포함하는 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따라, 비트스트림으로부터 획득된 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형(정사각형 또는 비-정사각형) 모양인지, 임의의 비정형 모양인지 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S711 에서 비트스트림으로부터 획득된 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형인지 결정하고, 사각형인 경우 단계 S712 에서 정사각형인지 또는 비-정사각형인지 결정할 수 있다. 반면, 단계 S711 에서 비트스트림으로부터 획득된 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형이 아닌 것으로 결정되는 경우, 현재 잔차 블록의 모양은 비정형인 것으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보가 잔차 블록의 모양이 사각형 (즉, 정사각형 또는 비-정사각형) 인 경우, 변환이 수직 방향 또는 수평 방향 각각으로 분리 가능한지 분리 불가능한지 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S713 에서는 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형인 경우 분리 가능한지 여부를 결정하고, 단계 S714 에서는 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형인 경우 분리 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 변환이 수직 방향 또는 수평 방향 각각으로 분리 가능한 경우, 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 커널 후보를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보 및 분리 가능한지 여부가 결정된 경우, 변환 형태 정보 및 분리 가능 여부에 기초하여 변환 커널 후보가 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S715 에서 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형이고 분리 가능한 경우, 변환 커널 선택부(230)는 화면내 예측 모드에 기초하여 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S716 에서 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형이고 분리 가능한지 않은 경우, 변환 커널 선택부(230)는 화면내 예측 모드에 기초하여 변환 커널 후보를 획득 할 수 있다. 단계 S717 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형이고 분리 가능한 경우, 변환 커널 선택부(230)는 비-정각형 변환의 수직 방향 및 수평 방향 길이 및 화면내 예측 모드에 기초하여 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S718 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형이고 분리 가능한지 않은 경우, 변환 커널 선택부(230)는 비-정사각형 방향의 수직 방향 및 수평 방향 길이 및 화면내 예측 모드에 기초하여 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S719 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비정형인 경우, 변환 커널 선택부(230)는 비정형 잔차 블록의 모양, 변환의 전단계로 이루어지는 잔차 신호 샘플의 스캔 순서(Scanning order) 및 화면내 예측 모드에 기초하여 변환 커널 후보를 획득할 수 있다.
도 7b 는 현재 잔차 신호가 화면간 예측으로 얻어진 신호인 경우, 변환 커널 후보 도출 과정을 순서도로 나타낸 것이다.
일 실시예에 따라, 비트스트림으로부터 현재 부호화 단위의 부호화된 데이터, 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 포함하는 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따라, 비트스트림으로부터 획득된 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형(정사각형 또는 비-정사각형) 모양인지, 임의의 비정형 모양인지 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S721 에서 비트스트림으로부터 획득된 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형인지 결정하고, 사각형인 경우 단계 S722 에서 정사각형인지 또는 비-정사각형인지 결정할 수 있다. 반면, 단계 S721 에서 비트스트림으로부터 획득된 변환 형태 정보에 기초하여 현재 잔차 블록의 모양이 사각형이 아닌 것으로 결정되는 경우, 현재 잔차 블록의 모양은 비정형인 것으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보가 잔차 블록의 모양이 사각형 (즉, 정사각형 또는 비-정사각형) 인 경우, 변환이 수직 방향 또는 수평 방향 각각으로 분리 가능한지 분리 불가능한지 결정할 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S723 에서는 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형인 경우 분리 가능한지 여부를 결정하고, 단계 S724 에서는 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형인 경우 분리 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 변환이 수직 방향 또는 수평 방향 각각으로 분리 가능한 경우, 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 커널 후보를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보 및 분리 가능한지 여부가 결정된 경우, 변환 형태 정보 및 분리 가능 여부에 기초하여 변환 커널 후보가 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 단계 S725 에서 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형이고 분리 가능한 경우, 변환 커널 선택부(230)는 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 미리 정해진 (predetermined) 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S716 에서 현재 잔차 블록의 모양이 정사각형이고 분리 가능한지 않은 경우, 변환 커널 선택부(230)는 미리 정해진 변환 커널 후보를 획득 할 수 있다. 단계 S717 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형이고 분리 가능한 경우, 변환 커널 선택부(230)는 비-정각형 변환의 수직 방향 및 수평 방향 길이에 기초하여 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S718 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비-정사각형이고 분리 가능한지 않은 경우, 변환 커널 선택부(230)는 비-정사각형 방향의 수직 방향 및 수평 방향 길이에 기초하여 변환 커널 후보를 획득할 수 있다. 단계 S719 에서 현재 잔차 블록의 모양이 비정형인 경우, 변환 커널 선택부(230)는 비정형 잔차 블록의 모양 및 변환의 전단계로 이루어지는 잔차 신호 샘플의 스캔 순서(Scanning order)에 기초하여 변환 커널 후보를 획득할 수 있다.
도 9 는 일 실시예에 따라 복호화단에서 변환 커널 선택부(230)를 적응적으로 선택하여 변환을 수행하는 방법의 흐름도를 도시한다.
단계 S910 에서 추출부(210)는 파싱된 비트스트림으로부터 부호화된 비디오의 현재 픽처를 부호화하기 위한 데이터 단위인 부호화 단위들 중 현재 부호화 단위의 데이터, 상기 현재 부호화 단위에 대한 잔차 블록의 크기 또는 모양에 대한 변환 형태 정보를 추출할 수 있다.
단계 S920 에서 변환 커널 선택부(230)는 부호화된 데이터를 복호화하기 위하여 비트스트림으로부터 획득된 변환 형태 정보에 기초하여 변환 커널을 적응적으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 형태 정보는 현재 변환의 크기와 모양에 대한 정보를 포함할 수 있다. 보다 상세하게, 모양에 대한 변환 형태 정보는 정사각형, 비정사각형, 또는 비정형인지에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 변환 형태가 비정사각형 또는 비정형인 경우, 모양에 대한 변환 형태 정보는 상세한 모양(예를 들어, 가로 또는 세로의 길이 등)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(230)는 화면내 예측에 사용된 화면내 예측 모드에 대한 정보(즉, 화면내 예측 모드 정보)를 획득할 수 있다. 다만, 입력된 잔차 신호를 화면간 예측을 통해 얻은 것인 경우, 변환 커널 선택부(230)는 화면내 예측 모드 정보를 입력으로 받지 못할 수 있다. 예를 들어, 화면내 예측 모드는 Intra_Planar 모드, Intra_DC 모드, 그리고 Intra_Angular 모드를 포함할 수 있다. Intra_Angular 모드에는 기존 35개의 예측 모드에서 32개의 예측 모드를 추가한 새로운 67개의 예측 모드가 포함될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(230)는 잔차 신호의 수평 방향 및 수직 방향 분리 가능(separable)한 특징을 변환 커널 정보에 포함시켜 변환부에 제공할 수 있다.
예를 들어, 잔차 신호가 분리 가능(separable)한 특징을 포함하고 있는 경우, 변환 커널 선택부(230)는 잔차 신호의 수직 방향 및 수평 방향 각각에 대한 변환 형태 정보에 기초하여 각각 변환 커널을 선택하도록 결정할 수 있다. 반면, 잔차 신호가 분리 불가능(Non-separable)한 특징을 포함하고 있는 경우, 변환 커널 정보는 적용 방향과 관계없이 하나의 변환 커널에 대한 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 커널 선택부(230)의 변환 커널 후보 도출부는 변환 형태 정보와 화면내 예측 모드 정보를 비트스트림으로부터 획득하여, 현재 잔차 신호에 적용할 변환 커널의 후보를 도출 할 수 있다. 또한, 변환 커널 선택부(230)의 변환 커널 결정부는 변환 커널 후보 도출부로부터 변환 커널 후보를 입력으로 받고, 비트스트림으로부터 변환 커널 색인을 입력으로 받아 현재 잔차 신호에 적용될 변환 커널을 결정하고, 변환 커널 정보를 변환부에 제공할 수 있다.
한편, 변환 커널 후보 도출부가 출력한 변환 커널 후보가 1개인 경우 변환 커널 결정부는 이 단일 입력을 그대로 변환 커널로 결정하고, 변환 커널 정보를 변환부에 제공할 수 있다. 또는, 변환이 정사각형 또는 비-정사각형 형태이고, 분리 가능한 특징을 갖고 있는 경우, 변환 커널 후보 도출과 변환 커널 결정 과정을 수직 및 수평 방향에 대해 각각 수행하여, 수직 및 수평 방향 변환에 대한 변환 커널 정보를 출력할 수 있다.
단계 S930 에서 변환부(220)는 결정된 변환 커널을 이용하여 현재 부호화 단위의 변환을 수행하여 현재 부호화 단위에 대한 잔차 신호를 생성할 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환부(220)는 역양자화 및 역변환을 수행하여 복원된 잔차 신호를 생성할 수 있다.
단계 S940 에서 복호화부(240)는 생성된 잔차 신호에 기초하여 복호화를 수행할 수 있다.
일 실시예에 따라, 복호화부(240)는 예측 데이터와 생성된 잔차 신호를 이용하여 현재 부호화 단위를 복원할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따라 영상 복호화 장치가 제1 부호화 단위(1000)가 분할되어 결정된 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위가 소정의 조건을 만족하는 경우 제2 부호화 단위가 분할될 수 있는 형태가 제한되는 것을 도시한다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 비트스트림 획득부를 통해 획득한 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나에 기초하여 정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1000)를 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1010a, 1010b, 1020a, 1020b)로 분할하는 것으로 결정할 수 있다. 제2 부호화 단위(1010a, 1010b, 1020a, 1020b)는 독립적으로 분할될 수 있다. 이에 따라 복호화부(240)는 제2 부호화 단위(1010a, 1010b, 1020a, 1020b) 각각에 관련된 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나에 기초하여 복수개의 부호화 단위로 분할하거나 분할하지 않는 것을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 복호화부(240)는 수직 방향으로 제1 부호화 단위(1000)가 분할되어 결정된 비-정사각형 형태의 좌측 제2 부호화 단위(1010a)를 수평 방향으로 분할하여 제3 부호화 단위(1012a, 1012b)를 결정할 수 있다. 다만 복호화부(240)는 좌측 제2 부호화 단위(1010a)를 수평 방향으로 분할한 경우, 우측 제2 부호화 단위(1010b)는 좌측 제2 부호화 단위(1010a)가 분할된 방향과 동일하게 수평 방향으로 분할될 수 없도록 제한할 수 있다. 만일 우측 제2 부호화 단위(1010b)가 동일한 방향으로 분할되어 제3 부호화 단위(1014a, 1014b)가 결정된 경우, 좌측 제2 부호화 단위(1010a) 및 우측 제2 부호화 단위(1010b)가 수평 방향으로 각각 독립적으로 분할됨으로써 제3 부호화 단위(1012a, 1012b, 1014a, 1014b)가 결정될 수 있다. 하지만 이는 복호화부(240)가 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제1 부호화 단위(1000)를 4개의 정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1030a, 1030b, 1030c, 1030d)로 분할한 것과 동일한 결과이며 이는 영상 복호화 측면에서 비효율적일 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 수평 방향으로 제1 부호화 단위(900)가 분할되어 결정된 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1020a 또는 1020b)를 수직 방향으로 분할하여 제3 부호화 단위(1022a, 1022b, 1024a, 1024b)를 결정할 수 있다. 다만 복호화부(240)는 제2 부호화 단위 중 하나(예를 들면 상단 제2 부호화 단위(1020a))를 수직 방향으로 분할한 경우, 상술한 이유에 따라 다른 제2 부호화 단위(예를 들면 하단 부호화 단위(1020b))는 상단 제2 부호화 단위(1020a)가 분할된 방향과 동일하게 수직 방향으로 분할될 수 없도록 제한할 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따라 분할 형태 정보가 4개의 정사각형 형태의 부호화 단위로 분할하는 것을 나타낼 수 없는 경우, 영상 복호화 장치가 정사각형 형태의 부호화 단위를 분할하는 과정을 도시한다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제1 부호화 단위(1100)를 분할하여 제2 부호화 단위(1110a, 1110b, 1120a, 1120b 등)를 결정할 수 있다. 분할 형태 정보에는 부호화 단위가 분할될 수 있는 다양한 형태에 대한 정보가 포함될 수 있으나, 다양한 형태에 대한 정보에는 정사각형 형태의 4개의 부호화 단위로 분할하기 위한 정보가 포함될 수 없는 경우가 있다. 이러한 분할 형태 정보에 따르면, 복호화부(240)는 정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1100)를 4개의 정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1130a, 1130b, 1130c, 1130d)로 분할하지 못한다. 분할 형태 정보에 기초하여 복호화부(240)는 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1110a, 1110b, 1120a, 1120b 등)를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1110a, 1110b, 1120a, 1120b 등)를 각각 독립적으로 분할할 수 있다. 재귀적인 방법을 통해 제2 부호화 단위(1110a, 1110b, 1120a, 1120b 등) 각각이 소정의 순서대로 분할될 수 있으며, 이는 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제1 부호화 단위(1100)가 분할되는 방법에 유사한 분할 방법일 수 있다.
예를 들면 복호화부(240)는 좌측 제2 부호화 단위(1110a)가 수평 방향으로 분할되어 정사각형 형태의 제3 부호화 단위(1112a, 1112b)를 결정할 수 있고, 우측 제2 부호화 단위(1110b)가 수평 방향으로 분할되어 정사각형 형태의 제3 부호화 단위(1114a, 1114b)를 결정할 수 있다. 나아가 복호화부(240)는 좌측 제2 부호화 단위(1110a) 및 우측 제2 부호화 단위(1110b) 모두 수평 방향으로 분할되어 정사각형 형태의 제3 부호화 단위(1116a, 1116b, 1116c, 1116d)를 결정할 수도 있다. 이러한 경우 제1 부호화 단위(1100)가 4개의 정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1130a, 1130b, 1130c, 1130d)로 분할된 것과 동일한 형태로 부호화 단위가 결정될 수 있다.
또 다른 예를 들면 복호화부(240)는 상단 제2 부호화 단위(1120a)가 수직 방향으로 분할되어 정사각형 형태의 제3 부호화 단위(1122a, 1122b)를 결정할 수 있고, 하단 제2 부호화 단위(1120b)가 수직 방향으로 분할되어 정사각형 형태의 제3 부호화 단위(1124a, 1124b)를 결정할 수 있다. 나아가 복호화부(240)는 상단 제2 부호화 단위(1120a) 및 하단 제2 부호화 단위(1120b) 모두 수직 방향으로 분할되어 정사각형 형태의 제3 부호화 단위(1122a, 1122b, 1124a, 1124b)를 결정할 수도 있다. 이러한 경우 제1 부호화 단위(1100)가 4개의 정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1130a, 1130b, 1130c, 1130d)로 분할된 것과 동일한 형태로 부호화 단위가 결정될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따라 복수개의 부호화 단위들 간의 처리 순서가 부호화 단위의 분할 과정에 따라 달라질 수 있음을 도시한 것이다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보에 기초하여 제1 부호화 단위(1200)를 분할할 수 있다. 블록 형태 정보가 정사각형 형태를 나타내고, 분할 형태 정보가 제1 부호화 단위(1200)가 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 분할됨을 나타내는 경우, 복호화부(240)는 제1 부호화 단위(1200)를 분할하여 제2 부호화 단위(예를 들면, 1210a, 1210b, 1220a, 1220b, 1230a, 1230b, 1230c, 1230d 등)를 결정할 수 있다. 도 12를 참조하면 제1 부호화 단위1200)가 수평 방향 또는 수직 방향만으로 분할되어 결정된 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1210a, 1210b, 1220a, 1220b)는 각각에 대한 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보에 기초하여 독립적으로 분할될 수 있다. 예를 들면 복호화부(240)는 제1 부호화 단위(1200)가 수직 방향으로 분할되어 생성된 제2 부호화 단위(1210a, 1210b)를 수평 방향으로 각각 분할하여 제3 부호화 단위(1216a, 1216b, 1216c, 1216d)를 결정할 수 있고, 제1 부호화 단위(1200)가 수평 방향으로 분할되어 생성된 제2 부호화 단위(1220a, 1220b)를 수평 방향으로 각각 분할하여 제3 부호화 단위(1226a, 1226b, 1226c, 1226d)를 결정할 수 있다. 이러한 제2 부호화 단위(1210a, 1210b, 1220a, 1220b)의 분할 과정은 도 10과 관련하여 상술하였으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 소정의 순서에 따라 부호화 단위를 처리할 수 있다. 소정의 순서에 따른 부호화 단위의 처리에 대한 특징은 상술하였으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다. 도 12를 참조하면 복호화부(240)는 정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1200)를 분할하여 4개의 정사각형 형태의 제3 부호화 단위(1216a, 1216b, 1216c, 1216d, 1226a, 1226b, 1226c, 1226d)를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 복호화부(240)는 제1 부호화 단위(1200)가 분할되는 형태에 따라 제3 부호화 단위(1216a, 1216b, 1216c, 1216d, 1226a, 1226b, 1226c, 1226d)의 처리 순서를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 수직 방향으로 분할되어 생성된 제2 부호화 단위(1210a, 1210b)를 수평 방향으로 각각 분할하여 제3 부호화 단위(1216a, 1216b, 1216c, 1216d)를 결정할 수 있고, 복호화부(240)는 좌측 제2 부호화 단위(1210a)에 포함되는 제3 부호화 단위(1216a, 1216b)를 수직 방향으로 먼저 처리한 후, 우측 제2 부호화 단위(1210b)에 포함되는 제3 부호화 단위(1216c, 1216d)를 수직 방향으로 처리하는 순서(1217)에 따라 제3 부호화 단위(1216a, 1216b, 1216c, 1216d)를 처리할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 수평 방향으로 분할되어 생성된 제2 부호화 단위(1220a, 1220b)를 수직 방향으로 각각 분할하여 제3 부호화 단위(1226a, 1226b, 1226c, 1226d)를 결정할 수 있고, 복호화부(240)는 상단 제2 부호화 단위(1220a)에 포함되는 제3 부호화 단위(1226a, 1226b)를 수평 방향으로 먼저 처리한 후, 하단 제2 부호화 단위(1220b)에 포함되는 제3 부호화 단위(1226c, 1226d)를 수평 방향으로 처리하는 순서(1227)에 따라 제3 부호화 단위(1226a, 1226b, 1226c, 1226d)를 처리할 수 있다.
도 12를 참조하면, 제2 부호화 단위(1210a, 1210b, 1220a, 1220b)가 각각 분할되어 정사각형 형태의 제3 부호화 단위(1216a, 1216b, 1216c, 1216d, 1226a, 1226b, 1226c, 1226d)가 결정될 수 있다. 수직 방향으로 분할되어 결정된 제2 부호화 단위(1210a, 1210b) 및 수평 방향으로 분할되어 결정된 제2 부호화 단위(1220a, 1220b)는 서로 다른 형태로 분할된 것이지만, 이후에 결정되는 제3 부호화 단위(1216a, 1216b, 1216c, 1216d, 1226a, 1226b, 1226c, 1226d)에 따르면 결국 동일한 형태의 부호화 단위들로 제1 부호화 단위(1200)가 분할된 결과가 된다. 이에 따라 복호화부(240)는 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상이한 과정을 통해 재귀적으로 부호화 단위를 분할함으로써 결과적으로 동일한 형태의 부호화 단위들을 결정하더라도, 동일한 형태로 결정된 복수개의 부호화 단위들을 서로 다른 순서로 처리할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따라 부호화 단위가 재귀적으로 분할되어 복수개의 부호화 단위가 결정되는 경우, 부호화 단위의 형태 및 크기가 변함에 따라 부호화 단위의 심도가 결정되는 과정을 도시한다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 부호화 단위의 심도를 소정의 기준에 따라 결정할 수 있다. 예를 들면 소정의 기준은 부호화 단위의 긴 변의 길이가 될 수 있다. 복호화부(240)는 현재 부호화 단위의 긴 변의 길이가 분할되기 전의 부호화 단위의 긴 변의 길이보다 2n (n>0) 배로 분할된 경우, 현재 부호화 단위의 심도는 분할되기 전의 부호화 단위의 심도보다 n만큼 심도가 증가된 것으로 결정할 수 있다. 이하에서는 심도가 증가된 부호화 단위를 하위 심도의 부호화 단위로 표현하도록 한다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따라 정사각형 형태임을 나타내는 블록 형태 정보(예를 들면 블록 형태 정보는 ′0: SQUARE′를 나타낼 수 있음)에 기초하여 복호화부(240)는 정사각형 형태인 제1 부호화 단위(1300)를 분할하여 하위 심도의 제2 부호화 단위(1302), 제3 부호화 단위(1304) 등을 결정할 수 있다. 정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1300)의 크기를 2Nx2N이라고 한다면, 제1 부호화 단위(1300)의 너비 및 높이를 1/21배로 분할하여 결정된 제2 부호화 단위(1302)는 NxN의 크기를 가질 수 있다. 나아가 제2 부호화 단위(1302)의 너비 및 높이를 1/2크기로 분할하여 결정된 제3 부호화 단위(1304)는 N/2xN/2의 크기를 가질 수 있다. 이 경우 제3 부호화 단위(1304)의 너비 및 높이는 제1 부호화 단위(1300)의 1/22배에 해당한다. 제1 부호화 단위(1300)의 심도가 D인 경우 제1 부호화 단위(1300)의 너비 및 높이의 1/21배인 제2 부호화 단위(1302)의 심도는 D+1일 수 있고, 제1 부호화 단위(1300)의 너비 및 높이의 1/22배인 제3 부호화 단위(1304)의 심도는 D+2일 수 있다.
일 실시예에 따라 비-정사각형 형태를 나타내는 블록 형태 정보(예를 들면 블록 형태 정보는, 높이가 너비보다 긴 비-정사각형임을 나타내는 ′1: NS_VER′ 또는 너비가 높이보다 긴 비-정사각형임을 나타내는 ′2: NS_HOR′를 나타낼 수 있음)에 기초하여, 복호화부(240)는 비-정사각형 형태인 제1 부호화 단위(1310 또는 1320)를 분할하여 하위 심도의 제2 부호화 단위(1312 또는 1322), 제3 부호화 단위(1314 또는 1324) 등을 결정할 수 있다.
복호화부(240)는 Nx2N 크기의 제1 부호화 단위(1310)의 너비 및 높이 중 적어도 하나를 분할하여 제2 부호화 단위(예를 들면, 1302, 1312, 1322 등)를 결정할 수 있다. 즉, 복호화부(240)는 제1 부호화 단위(1310)를 수평 방향으로 분할하여 NxN 크기의 제2 부호화 단위(1302) 또는 NxN/2 크기의 제2 부호화 단위(1322)를 결정할 수 있고, 수평 방향 및 수직 방향으로 분할하여 N/2xN 크기의 제2 부호화 단위(1312)를 결정할 수도 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 2NxN 크기의 제1 부호화 단위(1320) 의 너비 및 높이 중 적어도 하나를 분할하여 제2 부호화 단위(예를 들면, 1302, 1312, 1322 등)를 결정할 수도 있다. 즉, 복호화부(240)는 제1 부호화 단위(1320)를 수직 방향으로 분할하여 NxN 크기의 제2 부호화 단위(1302) 또는 N/2xN 크기의 제2 부호화 단위(1312)를 결정할 수 있고, 수평 방향 및 수직 방향으로 분할하여 NxN/2 크기의 제2 부호화 단위(1322)를 결정할 수도 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 NxN 크기의 제2 부호화 단위(1302) 의 너비 및 높이 중 적어도 하나를 분할하여 제3 부호화 단위(예를 들면, 1304, 1314, 1324 등)를 결정할 수도 있다. 즉, 복호화부(240)는 제2 부호화 단위(1302)를 수직 방향 및 수평 방향으로 분할하여 N/2xN/2 크기의 제3 부호화 단위(1304)를 결정하거나 N/22xN/2 크기의 제3 부호화 단위(1314)를 결정하거나 N/2xN/22 크기의 제3 부호화 단위(1324)를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 N/2xN 크기의 제2 부호화 단위(1312)의 너비 및 높이 중 적어도 하나를 분할하여 제3 부호화 단위(예를 들면, 1304, 1314, 1324 등)를 결정할 수도 있다. 즉, 복호화부(240)는 제2 부호화 단위(1312)를 수평 방향으로 분할하여 N/2xN/2 크기의 제3 부호화 단위(1304) 또는 N/2xN/22 크기의 제3 부호화 단위(1324)를 결정하거나 수직 방향 및 수평 방향으로 분할하여 N/22xN/2 크기의 제3 부호화 단위(1314)를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 NxN/2 크기의 제2 부호화 단위(1314)의 너비 및 높이 중 적어도 하나를 분할하여 제3 부호화 단위(예를 들면, 1304, 1314, 1324 등)를 결정할 수도 있다. 즉, 복호화부(240)는 제2 부호화 단위(1312)를 수직 방향으로 분할하여 N/2xN/2 크기의 제3 부호화 단위(1304) 또는 N/22xN/2 크기의 제3 부호화 단위(1314)를 결정하거나 수직 방향 및 수평 방향으로 분할하여 N/2xN/22크기의 제3 부호화 단위(1324)를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 정사각형 형태의 부호화 단위(예를 들면, 1300, 1302, 1304)를 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할할 수 있다. 예를 들면, 2Nx2N 크기의 제1 부호화 단위(1300)를 수직 방향으로 분할하여 Nx2N 크기의 제1 부호화 단위(1310)를 결정하거나 수평 방향으로 분할하여 2NxN 크기의 제1 부호화 단위(1320)를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 심도가 부호화 단위의 가장 긴 변의 길이에 기초하여 결정되는 경우, 2Nx2N 크기의 제1 부호화 단위(1300, 1302 또는 1304)가 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할되어 결정되는 부호화 단위의 심도는 제1 부호화 단위(1300, 1302 또는 1304)의 심도와 동일할 수 있다.
일 실시예에 따라 제3 부호화 단위(1314 또는 1324)의 너비 및 높이는 제1 부호화 단위(1310 또는 1320)의 1/22배에 해당할 수 있다. 제1 부호화 단위(1310 또는 1320)의 심도가 D인 경우 제1 부호화 단위(1310 또는 1320)의 너비 및 높이의 1/2배인 제2 부호화 단위(1312 또는 1314)의 심도는 D+1일 수 있고, 제1 부호화 단위(1310 또는 1320)의 너비 및 높이의 1/22배인 제3 부호화 단위(1314 또는 1324)의 심도는 D+2일 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따라 부호화 단위들의 형태 및 크기에 따라 결정될 수 있는 심도 및 부호화 단위 구분을 위한 인덱스(part index, 이하 PID)를 도시한다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1400)를 분할하여 다양한 형태의 제2 부호화 단위를 결정할 수 있다. 도 14를 참조하면, 복호화부(240)는 분할 형태 정보에 따라 제1 부호화 단위(1400)를 수직 방향 및 수평 방향 중 적어도 하나의 방향으로 분할하여 제2 부호화 단위(1402a, 1402b, 1404a, 1404b, 1406a, 1406b, 1406c, 1406d)를 결정할 수 있다. 즉, 복호화부(240)는 제1 부호화 단위(1400)에 대한 분할 형태 정보에 기초하여 제2 부호화 단위(1402a, 1402b, 1404a, 1404b, 1406a, 1406b, 1406c, 1406d)를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1400)에 대한 분할 형태 정보에 따라 결정되는 제2 부호화 단위(1402a, 1402b, 1404a, 1404b, 1406a, 1406b, 1406c, 1406d)는 긴 변의 길이에 기초하여 심도가 결정될 수 있다. 예를 들면, 정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1400)의 한 변의 길이와 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1402a, 1402b, 1404a, 1404b)의 긴 변의 길이가 동일하므로, 제1 부호화 단위(1400)와 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1402a, 1402b, 1404a, 1404b)의 심도는 D로 동일하다고 볼 수 있다. 이에 반해 복호화부(240)가 분할 형태 정보에 기초하여 제1 부호화 단위(1400)를 4개의 정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1406a, 1406b, 1406c, 1406d)로 분할한 경우, 정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1406a, 1406b, 1406c, 1406d)의 한 변의 길이는 제1 부호화 단위(1400)의 한 변의 길이의 1/2배 이므로, 제2 부호화 단위(1406a, 1406b, 1406c, 1406d)의 심도는 제1 부호화 단위(1400)의 심도인 D보다 한 심도 하위인 D+1의 심도일 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 높이가 너비보다 긴 형태의 제1 부호화 단위(1410)를 분할 형태 정보에 따라 수평 방향으로 분할하여 복수개의 제2 부호화 단위(1412a, 1412b, 1414a, 1414b, 1414c)로 분할할 수 있다. 일 실시예에 따라 복호화부(240)는 너비가 높이보다 긴 형태의 제1 부호화 단위(1420)를 분할 형태 정보에 따라 수직 방향으로 분할하여 복수개의 제2 부호화 단위(1422a, 1422b, 1424a, 1424b, 1424c)로 분할할 수 있다.
일 실시예에 따라 비-정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1410 또는 1420)에 대한 분할 형태 정보에 따라 결정되는 제2 부호화 단위(1412a, 1412b, 1414a, 1414b, 1416a, 1416b, 1416c, 1416d)는 긴 변의 길이에 기초하여 심도가 결정될 수 있다. 예를 들면, 정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1412a, 1412b)의 한 변의 길이는 높이가 너비보다 긴 비-정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1410)의 한 변의 길이의 1/2배이므로, 정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1402a, 1402b, 1404a, 1404b)의 심도는 비-정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1410)의 심도 D보다 한 심도 하위의 심도인 D+1이다.
나아가 복호화부(240)가 분할 형태 정보에 기초하여 비-정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1410)를 홀수개의 제2 부호화 단위(1414a, 1414b, 1414c)로 분할할 수 있다. 홀수개의 제2 부호화 단위(1414a, 1414b, 1414c)는 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1414a, 1414c) 및 정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1414b)를 포함할 수 있다. 이 경우 비-정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1414a, 1414c)의 긴 변의 길이 및 정사각형 형태의 제2 부호화 단위(1414b)의 한 변의 길이는 제1 부호화 단위(1410)의 한 변의 길이의 1/2배 이므로, 제2 부호화 단위(1414a, 1414b, 1414c)의 심도는 제1 부호화 단위(1410)의 심도인 D보다 한 심도 하위인 D+1의 심도일 수 있다. 복호화부(240)는 제1 부호화 단위(1410)와 관련된 부호화 단위들의 심도를 결정하는 상기 방식에 유사한 방식으로, 너비가 높이보다 긴 비-정사각형 형태의 제1 부호화 단위(1420)와 관련된 부호화 단위들의 심도를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 분할된 부호화 단위들의 구분을 위한 인덱스(PID)를 결정함에 있어서, 홀수개로 분할된 부호화 단위들이 서로 동일한 크기가 아닌 경우, 부호화 단위들 간의 크기 비율에 기초하여 인덱스를 결정할 수 있다. 도 14를 참조하면, 홀수개로 분할된 부호화 단위들(1414a, 1414b, 1414c) 중 가운데에 위치하는 부호화 단위(1414b)는 다른 부호화 단위들(1414a, 1414c)와 너비는 동일하지만 높이가 다른 부호화 단위들(1414a, 1414c)의 높이의 두 배일 수 있다. 즉, 이 경우 가운데에 위치하는 부호화 단위(1414b)는 다른 부호화 단위들(1414a, 1414c)의 두 개를 포함할 수 있다. 따라서, 스캔 순서에 따라 가운데에 위치하는 부호화 단위(1414b)의 인덱스(PID)가 1이라면 그 다음 순서에 위치하는 부호화 단위(1414c)는 인덱스가 2가 증가한 3일수 있다. 즉 인덱스의 값의 불연속성이 존재할 수 있다. 일 실시예에 따라 복호화부(240)는 이러한 분할된 부호화 단위들 간의 구분을 위한 인덱스의 불연속성의 존재 여부에 기초하여 홀수개로 분할된 부호화 단위들이 서로 동일한 크기가 아닌지 여부를 결정할 수 있다.
(PID를 이용하여 tri-split 결정)
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 현재 부호화 단위로부터 분할되어 결정된 복수개의 부호화 단위들을 구분하기 위한 인덱스의 값에 기초하여 특정 분할 형태로 분할된 것인지를 결정할 수 있다. 도 14를 참조하면 영상 복호화 장치는 높이가 너비보다 긴 직사각형 형태의 제1 부호화 단위(1410)를 분할하여 짝수개의 부호화 단위(1412a, 1412b)를 결정하거나 홀수개의 부호화 단위(1414a, 1414b, 1414c)를 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치는 복수개의 부호화 단위 각각을 구분하기 위하여 각 부호화 단위를 나타내는 인덱스(PID)를 이용할 수 있다. 일 실시예에 따라 PID는 각각의 부호화 단위의 소정 위치의 샘플(예를 들면, 좌측 상단 샘플)에서 획득될 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 부호화 단위의 구분을 위한 인덱스를 이용하여 분할되어 결정된 부호화 단위들 중 소정 위치의 부호화 단위를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 높이가 너비보다 긴 직사각형 형태의 제1 부호화 단위(1410)에 대한 분할 형태 정보가 3개의 부호화 단위로 분할됨을 나타내는 경우 영상 복호화 장치는 제1 부호화 단위(1410)를 3개의 부호화 단위(1414a, 1414b, 1414c)로 분할할 수 있다. 영상 복호화 장치는 3개의 부호화 단위(1414a, 1414b, 1414c) 각각에 대한 인덱스를 할당할 수 있다. 영상 복호화 장치는 홀수개로 분할된 부호화 단위 중 가운데 부호화 단위를 결정하기 위하여 각 부호화 단위에 대한 인덱스를 비교할 수 있다. 영상 복호화 장치는 부호화 단위들의 인덱스에 기초하여 인덱스들 중 가운데 값에 해당하는 인덱스를 갖는 부호화 단위(1414b)를, 제1 부호화 단위(1410)가 분할되어 결정된 부호화 단위 중 가운데 위치의 부호화 단위로서 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 분할된 부호화 단위들의 구분을 위한 인덱스를 결정함에 있어서, 부호화 단위들이 서로 동일한 크기가 아닌 경우, 부호화 단위들 간의 크기 비율에 기초하여 인덱스를 결정할 수 있다. 도 14를 참조하면, 제1 부호화 단위(1410)가 분할되어 생성된 부호화 단위(1414b)는 다른 부호화 단위들(1414a, 1414c)와 너비는 동일하지만 높이가 다른 부호화 단위들(1414a, 1414c)의 높이의 두 배일 수 있다. 이 경우 가운데에 위치하는 부호화 단위(1414b)의 인덱스(PID)가 1이라면 그 다음 순서에 위치하는 부호화 단위(1414c)는 인덱스가 2가 증가한 3일수 있다. 이러한 경우처럼 균일하게 인덱스가 증가하다가 증가폭이 달라지는 경우, 영상 복호화 장치는 다른 부호화 단위들과 다른 크기를 가지는 부호화 단위를 포함하는 복수개의 부호화 단위로 분할된 것으로 결정할 수 있다, 일 실시예에 따라 분할 형태 정보가 홀수개의 부호화 단위로 분할됨을 나타내는 경우, 영상 복호화 장치는 홀수개의 부호화 단위 중 소정 위치의 부호화 단위(예를 들면 가운데 부호화 단위)가 다른 부호화 단위와 크기가 다른 형태로 현재 부호화 단위를 분할할 수 있다. 이 경우 영상 복호화 장치는 부호화 단위에 대한 인덱스(PID)를 이용하여 다른 크기를 가지는 가운데 부호화 단위를 결정할 수 있다. 다만 상술한 인덱스, 결정하고자 하는 소정 위치의 부호화 단위의 크기 또는 위치는 일 실시예를 설명하기 위해 특정한 것이므로 이에 한정하여 해석되어서는 안되며, 다양한 인덱스, 부호화 단위의 위치 및 크기가 이용될 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 부호화 단위의 재귀적인 분할이 시작되는 소정의 데이터 단위를 이용할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따라 픽쳐에 포함되는 복수개의 소정의 데이터 단위에 따라 복수개의 부호화 단위들이 결정된 것을 도시한다.
일 실시예에 따라 소정의 데이터 단위는 부호화 단위가 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 재귀적으로 분할되기 시작하는 데이터 단위로 정의될 수 있다. 즉, 현재 픽쳐를 분할하는 복수개의 부호화 단위들이 결정되는 과정에서 이용되는 최상위 심도의 부호화 단위에 해당할 수 있다. 이하에서는 설명 상 편의를 위해 이러한 소정의 데이터 단위를 기준 데이터 단위라고 지칭하도록 한다.
일 실시예에 따라 기준 데이터 단위는 소정의 크기 및 형태를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따라, 기준 부호화 단위는 MxN의 샘플들을 포함할 수 있다. 여기서 M 및 N은 서로 동일할 수도 있으며, 2의 승수로 표현되는 정수일 수 있다. 즉, 기준 데이터 단위는 정사각형 또는 비-정사각형의 형태를 나타낼 수 있으며, 이후에 정수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치의 복호화부(240)는 현재 픽쳐를 복수개의 기준 데이터 단위로 분할할 수 있다. 일 실시예에 따라 복호화부(240)는 현재 픽쳐를 분할하는 복수개의 기준 데이터 단위를 각각의 기준 데이터 단위에 대한 분할 정보를 이용하여 분할할 수 있다. 이러한 기준 데이터 단위의 분할 과정은 쿼드 트리(quad-tree)구조를 이용한 분할 과정에 대응될 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 현재 픽쳐에 포함되는 기준 데이터 단위가 가질 수 있는 최소 크기를 미리 결정할 수 있다. 이에 따라, 복호화부(240)는 최소 크기 이상의 크기를 갖는 다양한 크기의 기준 데이터 단위를 결정할 수 있고, 결정된 기준 데이터 단위를 기준으로 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보를 이용하여 적어도 하나의 부호화 단위를 결정할 수 있다.
도 15를 참조하면, 영상 복호화 장치는 정사각형 형태의 기준 부호화 단위(1500)를 이용할 수 있고, 또는 비-정사각형 형태의 기준 부호화 단위(1502)를 이용할 수도 있다. 일 실시예에 따라 기준 부호화 단위의 형태 및 크기는 적어도 하나의 기준 부호화 단위를 포함할 수 있는 다양한 데이터 단위(예를 들면, 시퀀스(sequence), 픽쳐(picture), 슬라이스(slice), 슬라이스 세그먼트(slice segment), 최대부호화단위 등)에 따라 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치의 비트스트림 획득부는 기준 부호화 단위의 형태에 대한 정보 및 기준 부호화 단위의 크기에 대한 정보 중 적어도 하나를 상기 다양한 데이터 단위마다 비트스트림으로부터 획득할 수 있다. 정사각형 형태의 기준 부호화 단위(1500)에 포함되는 적어도 하나의 부호화 단위가 결정되는 과정은 상술하였고, 비-정사각형 형태의 기준 부호화 단위(1500)에 포함되는 적어도 하나의 부호화 단위가 결정되는 과정은 상술하였으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 소정의 조건에 기초하여 미리 결정되는 일부 데이터 단위에 따라 기준 부호화 단위의 크기 및 형태를 결정하기 위하여, 기준 부호화 단위의 크기 및 형태를 식별하기 위한 인덱스를 이용할 수 있다. 즉, 비트스트림 획득부는 비트스트림으로부터 상기 다양한 데이터 단위(예를 들면, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 슬라이스 세그먼트, 최대부호화단위 등) 중 소정의 조건(예를 들면 슬라이스 이하의 크기를 갖는 데이터 단위)을 만족하는 데이터 단위로서 슬라이스, 슬라이스 세그먼트, 최대부호화 단위 등 마다, 기준 부호화 단위의 크기 및 형태의 식별을 위한 인덱스만을 획득할 수 있다. 복호화부(240)는 인덱스를 이용함으로써 상기 소정의 조건을 만족하는 데이터 단위마다 기준 데이터 단위의 크기 및 형태를 결정할 수 있다. 기준 부호화 단위의 형태에 대한 정보 및 기준 부호화 단위의 크기에 대한 정보를 상대적으로 작은 크기의 데이터 단위마다 비트스트림으로부터 획득하여 이용하는 경우, 비트스트림의 이용 효율이 좋지 않을 수 있으므로, 기준 부호화 단위의 형태에 대한 정보 및 기준 부호화 단위의 크기에 대한 정보를 직접 획득하는 대신 상기 인덱스만을 획득하여 이용할 수 있다. 이 경우 기준 부호화 단위의 크기 및 형태를 나타내는 인덱스와 관련된 기준 부호화 단위의 크기 및 형태 중 적어도 하나는 미리 결정되어 있을 수 있다. 즉, 복호화부(240)는 미리 결정된 기준 부호화 단위의 크기 및 형태 중 적어도 하나를 인덱스에 따라 선택함으로써, 인덱스 획득의 기준이 되는 데이터 단위에 포함되는 기준 부호화 단위의 크기 및 형태 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 하나의 최대 부호화 단위에 포함하는 적어도 하나의 기준 부호화 단위를 이용할 수 있다. 즉, 영상을 분할하는 최대 부호화 단위에는 적어도 하나의 기준 부호화 단위가 포함될 수 있고, 각각의 기준 부호화 단위의 재귀적인 분할 과정을 통해 부호화 단위가 결정될 수 있다. 일 실시예에 따라 최대 부호화 단위의 너비 및 높이 중 적어도 하나는 기준 부호화 단위의 너비 및 높이 중 적어도 하나의 정수배에 해당할 수 있다. 일 실시예에 따라 기준 부호화 단위의 크기는 최대부호화단위를 쿼드 트리 구조에 따라 n번 분할한 크기일 수 있다. 즉, 복호화부(240)는 최대부호화단위를 쿼드 트리 구조에 따라 n 번 분할하여 기준 부호화 단위를 결정할 수 있고, 다양한 실시예들에 따라 기준 부호화 단위를 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나에 기초하여 분할할 수 있다.
도 16은 일 실시예에 따라 픽쳐(1600)에 포함되는 기준 부호화 단위의 결정 순서를 결정하는 기준이 되는 프로세싱 블록을 도시한다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 픽쳐를 분할하는 적어도 하나의 프로세싱 블록을 결정할 수 있다. 프로세싱 블록이란, 영상을 분할하는 적어도 하나의 기준 부호화 단위를 포함하는 데이터 단위로서, 프로세싱 블록에 포함되는 적어도 하나의 기준 부호화 단위는 특정 순서대로 결정될 수 있다. 즉, 각각의 프로세싱 블록에서 결정되는 적어도 하나의 기준 부호화 단위의 결정 순서는 기준 부호화 단위가 결정될 수 있는 다양한 순서의 종류 중 하나에 해당할 수 있으며, 각각의 프로세싱 블록에서 결정되는 기준 부호화 단위 결정 순서는 프로세싱 블록마다 상이할 수 있다. 프로세싱 블록마다 결정되는 기준 부호화 단위의 결정 순서는 래스터 스캔(raster scan), Z 스캔(Z-scan), N 스캔(N-scan), 우상향 대각 스캔(up-right diagonal scan), 수평적 스캔(horizontal scan), 수직적 스캔(vertical scan) 등 다양한 순서 중 하나일 수 있으나, 결정될 수 있는 순서는 상기 스캔 순서들에 한정하여 해석되어서는 안 된다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 획득하여 영상에 포함되는 적어도 하나의 프로세싱 블록의 크기를 결정할 수 있다. 복호화부(240)는 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 비트스트림으로부터 획득하여 영상에 포함되는 적어도 하나의 프로세싱 블록의 크기를 결정할 수 있다. 이러한 프로세싱 블록의 크기는 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보가 나타내는 데이터 단위의 소정의 크기일 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치의 비트스트림 획득부는 비트스트림으로부터 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 특정의 데이터 단위마다 획득할 수 있다. 예를 들면 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보는 영상, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 슬라이스 세그먼트 등의 데이터 단위로 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 즉 비트스트림 획득부는 상기 여러 데이터 단위마다 비트스트림으로부터 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 획득할 수 있고 복호화부(240)는 획득된 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보를 이용하여 픽쳐를 분할하는 적어도 하나의 프로세싱 블록의 크기를 결정할 수 있으며, 이러한 프로세싱 블록의 크기는 기준 부호화 단위의 정수배의 크기일 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 픽쳐(1600)에 포함되는 프로세싱 블록(1602, 1612)의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들면, 복호화부(240)는 비트스트림으로부터 획득된 프로세싱 블록의 크기에 대한 정보에 기초하여 프로세싱 블록의 크기를 결정할 수 있다. 도 16을 참조하면, 복호화부(240)는 일 실시예에 따라 프로세싱 블록(1602, 1612)의 가로크기를 기준 부호화 단위 가로크기의 4배, 세로크기를 기준 부호화 단위의 세로크기의 4배로 결정할 수 있다. 복호화부(240)는 적어도 하나의 프로세싱 블록 내에서 적어도 하나의 기준 부호화 단위가 결정되는 순서를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라, 복호화부(240)는 프로세싱 블록의 크기에 기초하여 픽쳐(1600)에 포함되는 각각의 프로세싱 블록(1602, 1612)을 결정할 수 있고, 기준 부호화 단위 결정부는 프로세싱 블록(1602, 1612)에 포함되는 적어도 하나의 기준 부호화 단위의 결정 순서를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 기준 부호화 단위의 결정은 기준 부호화 단위의 크기의 결정을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 비트스트림으로부터 적어도 하나의 프로세싱 블록에 포함되는 적어도 하나의 기준 부호화 단위의 결정 순서에 대한 정보를 획득할 수 있고, 획득한 결정 순서에 대한 정보에 기초하여 적어도 하나의 기준 부호화 단위가 결정되는 순서를 결정할 수 있다. 결정 순서에 대한 정보는 프로세싱 블록 내에서 기준 부호화 단위들이 결정되는 순서 또는 방향으로 정의될 수 있다. 즉, 기준 부호화 단위들이 결정되는 순서는 각각의 프로세싱 블록마다 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 특정 데이터 단위마다 기준 부호화 단위의 결정 순서에 대한 정보를 비트스트림으로부터 획득할 수 있다. 예를 들면, 비트스트림 획득부는 기준 부호화 단위의 결정 순서에 대한 정보를 영상, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 슬라이스 세그먼트, 프로세싱 블록 등의 데이터 단위로마다 비트스트림으로부터 획득할 수 있다. 기준 부호화 단위의 결정 순서에 대한 정보는 프로세싱 블록 내에서의 기준 부호화 단위 결정 순서를 나타내므로, 결정 순서에 대한 정보는 정수개의 프로세싱 블록을 포함하는 특정 데이터 단위 마다 획득될 수 있다.
영상 복호화 장치는 일 실시예에 따라 결정된 순서에 기초하여 적어도 하나의 기준 부호화 단위를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 비트스트림 획득부는 비트스트림으로부터 프로세싱 블록(1602, 1612)과 관련된 정보로서, 기준 부호화 단위 결정 순서에 대한 정보를 획득할 수 있고, 복호화부(240)는 상기 프로세싱 블록(1602, 1612)에 포함된 적어도 하나의 기준 부호화 단위를 결정하는 순서를 결정하고 부호화 단위의 결정 순서에 따라 픽쳐(1600)에 포함되는 적어도 하나의 기준 부호화 단위를 결정할 수 있다. 도 16을 참조하면, 복호화부(240)는 각각의 프로세싱 블록(1602, 1612)과 관련된 적어도 하나의 기준 부호화 단위의 결정 순서(1604, 1614)를 결정할 수 있다. 예를 들면, 기준 부호화 단위의 결정 순서에 대한 정보가 프로세싱 블록마다 획득되는 경우, 각각의 프로세싱 블록(1602, 1612)과 관련된 기준 부호화 단위 결정 순서는 프로세싱 블록마다 상이할 수 있다. 프로세싱 블록(1602)과 관련된 기준 부호화 단위 결정 순서(1604)가 래스터 스캔(raster scan)순서인 경우, 프로세싱 블록(1602)에 포함되는 기준 부호화 단위는 래스터 스캔 순서에 따라 결정될 수 있다. 이에 반해 다른 프로세싱 블록(1612)과 관련된 기준 부호화 단위 결정 순서(1614)가 래스터 스캔 순서의 역순인 경우, 프로세싱 블록(1612)에 포함되는 기준 부호화 단위는 래스터 스캔 순서의 역순에 따라 결정될 수 있다.
복호화부(240)는 일 실시예에 따라, 결정된 적어도 하나의 기준 부호화 단위를 복호화할 수 있다. 복호화부(240)는 상술한 실시예를 통해 결정된 기준 부호화 단위에 기초하여 영상을 복호화 할 수 있다. 기준 부호화 단위를 복호화 하는 방법은 영상을 복호화 하는 다양한 방법들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 현재 부호화 단위의 형태를 나타내는 블록 형태 정보 또는 현재 부호화 단위를 분할하는 방법을 나타내는 분할 형태 정보를 비트스트림으로부터 획득하여 이용할 수 있다. 블록 형태 정보 또는 분할 형태 정보는 다양한 데이터 단위와 관련된 비트스트림에 포함될 수 있다. 예를 들면, 영상 복호화 장치는 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽쳐 파라미터 세트(picture parameter set), 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 슬라이스 헤더(slice header), 슬라이스 세그먼트 헤더(slice segment header)에 포함된 블록 형태 정보 또는 분할 형태 정보를 이용할 수 있다. 나아가, 영상 복호화 장치는 최대 부호화 단위, 기준 부호화 단위, 프로세싱 블록마다 비트스트림으로부터 블록 형태 정보 또는 분할 형태 정보와 관련된 신택스를 비트스트림으로부터 획득하여 이용할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 부호화 단위가 분할될 수 있는 분할 형태의 종류를 소정의 데이터 단위마다 다르게 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치의 복호화부(240)는 일 실시예에 따라 소정의 데이터 단위(예를 들면, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스 등)마다 부호화 단위가 분할될 수 있는 형태들의 조합을 다르게 결정할 수 있다.
도 17은 일 실시예에 따라 부호화 단위가 분할될 수 있는 형태의 조합이 픽쳐마다 서로 다른 경우, 각각의 픽쳐마다 결정될 수 있는 부호화 단위들을 도시한다.
도 17을 참조하면, 복호화부(240)는 픽쳐마다 부호화 단위가 분할될 수 있는 분할 형태들의 조합을 다르게 결정할 수 있다. 예를 들면, 복호화부(240)는 영상에 포함되는 적어도 하나의 픽쳐들 중 4개의 부호화 단위로 분할될 수 있는 픽쳐(1700), 2개 또는 4개의 부호화 단위로 분할될 수 있는 픽쳐(1710) 및 2개, 3개 또는 4개의 부호화 단위로 분할될 수 있는 픽쳐(1720)를 이용하여 영상을 복호화 할 수 있다. 복호화부(240)는 픽쳐(1700)를 복수개의 부호화 단위로 분할하기 위하여, 4개의 정사각형의 부호화 단위로 분할됨을 나타내는 분할 형태 정보만을 이용할 수 있다. 복호화부(240)는 픽쳐(1710)를 분할하기 위하여, 2개 또는 4개의 부호화 단위로 분할됨을 나타내는 분할 형태 정보만을 이용할 수 있다. 복호화부(240)는 픽쳐(1720)를 분할하기 위하여, 2개, 3개 또는 4개의 부호화 단위로 분할됨을 나타내는 분할 형태 정보만을 이용할 수 있다. 상술한 분할 형태의 조합은 영상 복호화 장치의 동작을 설명하기 위한 실시예에 불과하므로 상술한 분할 형태의 조합은 상기 실시예에 한정하여 해석되어서는 안되며 소정의 데이터 단위마다 다양한 형태의 분할 형태의 조합이 이용될 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치의 비트스트림 획득부는 분할 형태 정보의 조합을 나타내는 인덱스를 포함하는 비트스트림을 소정의 데이터 단위 (예를 들면, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스 등)마다 획득할 수 있다. 예를 들면, 비트스트림 획득부는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set) 또는 슬라이스 헤더(Slice Header)에서 분할 형태 정보의 조합을 나타내는 인덱스를 획득할 수 있다. 영상 복호화 장치의 복호화부(240)는 획득한 인덱스를 이용하여 소정의 데이터 단위마다 부호화 단위가 분할될 수 있는 분할 형태의 조합을 결정할 수 있으며, 이에 따라 소정의 데이터 단위마다 서로 다른 분할 형태의 조합을 이용할 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따라 바이너리(binary)코드로 표현될 수 있는 분할 형태 정보에 기초하여 결정될 수 있는 부호화 단위의 다양한 형태를 도시한다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 비트스트림 획득부를 통해 획득한 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보를 이용하여 부호화 단위를 다양한 형태로 분할할 수 있다. 분할될 수 있는 부호화 단위의 형태는 상술한 실시예들을 통해 설명한 형태들을 포함하는 다양한 형태에 해당할 수 있다.
도 18을 참조하면, 복호화부(240)는 분할 형태 정보에 기초하여 정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 및 수직 방향 중 적어도 하나의 방향으로 분할할 수 있고, 비-정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)가 정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 및 수직 방향으로 분할하여 4개의 정사각형의 부호화 단위로 분할할 수 있는 경우, 정사각형의 부호화 단위에 대한 분할 형태 정보가 나타낼 수 있는 분할 형태는 4가지일 수 있다. 일 실시예에 따라 분할 형태 정보는 2자리의 바이너리 코드로써 표현될 수 있으며, 각각의 분할 형태마다 바이너리 코드가 할당될 수 있다. 예를 들면 부호화 단위가 분할되지 않는 경우 분할 형태 정보는 (00)b로 표현될 수 있고, 부호화 단위가 수평 방향 및 수직 방향으로 분할되는 경우 분할 형태 정보는 (01)b로 표현될 수 있고, 부호화 단위가 수평 방향으로 분할되는 경우 분할 형태 정보는 (10)b로 표현될 수 있고 부호화 단위가 수직 방향으로 분할되는 경우 분할 형태 정보는 (11)b로 표현될 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 비-정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할하는 경우 분할 형태 정보가 나타낼 수 있는 분할 형태의 종류는 몇 개의 부호화 단위로 분할하는지에 따라 결정될 수 있다. 도 18을 참조하면, 복호화부(240)는 일 실시예에 따라 비-정사각형 형태의 부호화 단위를 3개까지 분할할 수 있다. 복호화부(240)는 부호화 단위를 두 개의 부호화 단위로 분할할 수 있으며, 이 경우 분할 형태 정보는 (10)b로 표현될 수 있다. 복호화부(240)는 부호화 단위를 세 개의 부호화 단위로 분할할 수 있으며, 이 경우 분할 형태 정보는 (11)b로 표현될 수 있다. 복호화부(240)는 부호화 단위를 분할하지 않는 것으로 결정할 수 있으며, 이 경우 분할 형태 정보는 (0)b로 표현될 수 있다. 즉, 복호화부(240)는 분할 형태 정보를 나타내는 바이너리 코드를 이용하기 위하여 고정길이 코딩(FLC: Fixed Length Coding)이 아니라 가변길이 코딩(VLC: Variable Length Coding)을 이용할 수 있다.
일 실시예에 따라 도 18을 참조하면, 부호화 단위가 분할되지 않는 것을 나타내는 분할 형태 정보의 바이너리 코드는 (0)b로 표현될 수 있다. 만일 부호화 단위가 분할되지 않음을 나타내는 분할 형태 정보의 바이너리 코드가 (00)b로 설정된 경우라면, (01)b로 설정된 분할 형태 정보가 없음에도 불구하고 2비트의 분할 형태 정보의 바이너리 코드를 모두 이용하여야 한다. 하지만 도 18에서 도시하는 바와 같이, 비-정사각형 형태의 부호화 단위에 대한 3가지의 분할 형태를 이용하는 경우라면, 복호화부(240)는 분할 형태 정보로서 1비트의 바이너리 코드(0)b를 이용하더라도 부호화 단위가 분할되지 않는 것을 결정할 수 있으므로, 비트스트림을 효율적으로 이용할 수 있다. 다만 분할 형태 정보가 나타내는 비-정사각형 형태의 부호화 단위의 분할 형태는 단지 도 18에서 도시하는 3가지 형태만으로 국한되어 해석되어서는 안되고, 상술한 실시예들을 포함하는 다양한 형태로 해석되어야 한다.
도 19는 일 실시예에 따라 바이너리 코드로 표현될 수 있는 분할 형태 정보에 기초하여 결정될 수 있는 부호화 단위의 또 다른 형태를 도시한다.
도 19를 참조하면 복호화부(240)는 분할 형태 정보에 기초하여 정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할할 수 있고, 비-정사각형 형태의 부호화 단위를 수평 방향 또는 수직 방향으로 분할할 수 있다. 즉, 분할 형태 정보는 정사각형 형태의 부호화 단위를 한쪽 방향으로 분할되는 것을 나타낼 수 있다. 이러한 경우 정사각형 형태의 부호화 단위가 분할되지 않는 것을 나타내는 분할 형태 정보의 바이너리 코드는 (0)b로 표현될 수 있다. 만일 부호화 단위가 분할되지 않음을 나타내는 분할 형태 정보의 바이너리 코드가 (00)b로 설정된 경우라면, (01)b로 설정된 분할 형태 정보가 없음에도 불구하고 2비트의 분할 형태 정보의 바이너리 코드를 모두 이용하여야 한다. 하지만 도 19에서 도시하는 바와 같이, 정사각형 형태의 부호화 단위에 대한 3가지의 분할 형태를 이용하는 경우라면, 복호화부(240)는 분할 형태 정보로서 1비트의 바이너리 코드(0)b를 이용하더라도 부호화 단위가 분할되지 않는 것을 결정할 수 있으므로, 비트스트림을 효율적으로 이용할 수 있다. 다만 분할 형태 정보가 나타내는 정사각형 형태의 부호화 단위의 분할 형태는 단지 도 19에서 도시하는 3가지 형태만으로 국한되어 해석되어서는 안되고, 상술한 실시예들을 포함하는 다양한 형태로 해석되어야 한다.
일 실시예에 따라 블록 형태 정보 또는 분할 형태 정보는 바이너리 코드를 이용하여 표현될 수 있고, 이러한 정보가 곧바로 비트스트림으로 생성될 수 있다. 또한 바이너리 코드로 표현될 수 있는 블록 형태 정보 또는 분할 형태 정보는 바로 비트스트림으로 생성되지 않고 CABAC(context adaptive binary arithmetic coding)에서 입력되는 바이너리 코드로서 이용될 수도 있다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 CABAC을 통해 블록 형태 정보 또는 분할 형태 정보에 대한 신택스를 획득하는 과정을 설명한다. 비트스트림 획득부를 통해 상기 신택스에 대한 바이너리 코드를 포함하는 비트스트림을 획득할 수 있다. 복호화부(240)는 획득한 비트스트림에 포함되는 빈 스트링(bin string)을 역 이진화하여 블록 형태 정보 또는 분할 형태 정보를 나타내는 신택스 요소(syntax element)를 검출할 수 있다. 일 실시예에 따라 복호화부(240)는 복호화할 신택스 요소에 해당하는 바이너리 빈 스트링의 집합을 구하고, 확률 정보를 이용하여 각각의 빈을 복호화할 수 있고, 복호화부(240)는 이러한 복호화된 빈으로 구성되는 빈 스트링이 이전에 구한 빈 스트링들 중 하나와 같아질 때까지 반복할 수 있다. 복호화부(240)는 빈 스트링의 역 이진화를 수행하여 신택스 요소를 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 적응적 이진 산술 코딩(adaptive binary arithmetic coding)의 복호화 과정을 수행하여 빈 스트링에 대한 신택스를 결정할 수 있고, 복호화부(240)는 비트스트림 획득부를 통해 획득한 빈들에 대한 확률 모델을 갱신할 수 있다. 도 18을 참조하면, 영상 복호화 장치의 비트스트림 획득부는 일 실시예에 따라 분할 형태 정보를 나타내는 바이너리 코드를 나타내는 비트스트림을 획득할 수 있다. 획득한 1비트 또는 2비트의 크기를 가지는 바이너리 코드를 이용하여 복호화부(240)는 분할 형태 정보에 대한 신택스를 결정할 수 있다. 복호화부(240)는 분할 형태 정보에 대한 신택스를 결정하기 위하여, 2비트의 바이너리 코드 중 각각의 비트에 대한 확률을 갱신할 수 있다. 즉, 복호화부(240)는 2비트의 바이너리 코드 중 첫번째 빈의 값이 0 또는 1 중 어떤 값이냐에 따라, 다음 빈을 복호화 할 때 0 또는 1의 값을 가질 확률을 갱신할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 신택스를 결정하는 과정에서, 신택스에 대한 빈 스트링의 빈들을 복호화 하는 과정에서 이용되는 빈들에 대한 확률을 갱신할 수 있으며, 복호화부(240)는 상기 빈 스트링 중 특정 비트에서는 확률을 갱신하지 않고 동일한 확률을 가지는 것으로 결정할 수 있다.
도 18을 참조하면, 비-정사각형 형태의 부호화 단위에 대한 분할 형태 정보를 나타내는 빈 스트링을 이용하여 신택스를 결정하는 과정에서, 복호화부(240)는 비-정사각형 형태의 부호화 단위를 분할하지 않는 경우에는 0의 값을 가지는 하나의 빈을 이용하여 분할 형태 정보에 대한 신택스를 결정할 수 있다. 즉, 블록 형태 정보가 현재 부호화 단위는 비-정사각형 형태임을 나타내는 경우, 분할 형태 정보에 대한 빈 스트링의 첫번째 빈은, 비-정사각형 형태의 부호화 단위가 분할되지 않는 경우 0이고, 2개 또는 3개의 부호화 단위로 분할되는 경우 1일 수 있다. 이에 따라 비-정사각형의 부호화 단위에 대한 분할 형태 정보의 빈 스트링의 첫번째 빈이 0일 확률은 1/3, 1일 확률은 2/3일 수 있다. 상술하였듯이 복호화부(240)는 비-정사각형 형태의 부호화 단위가 분할되지 않는 것을 나타내는 분할 형태 정보는 0의 값을 가지는 1비트의 빈 스트링만을 표현될 수 있으므로, 복호화부(240)는 분할 형태 정보의 첫번째 빈이 1인 경우에만 두번째 빈이 0인지 1인지 판단하여 분할 형태 정보에 대한 신택스를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 복호화부(240)는 분할 형태 정보에 대한 첫번째 빈이 1인 경우, 두번째 빈이 0 또는 1일 확률은 서로 동일한 확률인 것으로 보고 빈을 복호화할 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 분할 형태 정보에 대한 빈 스트링의 빈을 결정하는 과정에서 각각의 빈에 대한 다양한 확률을 이용할 수 있다. 일 실시예에 따라 복호화부(240)는 비-정사각형 블록의 방향에 따라 분할 형태 정보에 대한 빈의 확률을 다르게 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 복호화부(240)는 현재 부호화 단위의 넓이 또는 긴 변의 길이에 따라 분할 형태 정보에 대한 빈의 확률을 다르게 결정할 수 있다. 일 실시예에 따라 복호화부(240)는 현재 부호화 단위의 형태 및 긴 변의 길이 중 적어도 하나에 따라 분할 형태 정보에 대한 빈의 확률을 다르게 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 소정 크기 이상의 부호화 단위들에 대하여는 분할 형태 정보에 대한 빈의 확률을 동일한 것으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 부호화 단위의 긴 변의 길이를 기준으로 64샘플 이상의 크기의 부호화 단위들에 대하여는 분할 형태 정보에 대한 빈의 확률이 동일한 것으로 결정할 수 있다.
일 실시예에 따라 복호화부(240)는 분할 형태 정보의 빈 스트링을 구성하는 빈들에 대한 초기 확률은 슬라이스 타입(예를 들면, I 슬라이스, P 슬라이스 또는 B 슬라이스)에 기초하여 결정될 수 있다.
도 20는 루프 필터링을 수행하는 영상 부호화 및 복호화 시스템의 블록도를 나타낸 도면이다.
영상 부호화 및 복호화 시스템(2000)의 부호화단(2010)은 영상의 부호화된 비트스트림을 전송하고, 복호화단(2050)은 비트스트림을 수신하여 복호화함으로써 복원 영상을 출력한다. 여기서 부호화단(2010)은 후술할 영상 부호화 장치(200)에 유사한 구성일 수 있고, 복호화단(2050)은 영상 복호화 장치에 유사한 구성일 수 있다.
부호화단(2010)에서, 예측 부호화부(2015)는 인터 예측 및 인트라 예측을 통해 참조 영상을 출력하고, 변환 및 양자화부(2020)는 참조 영상과 현재 입력 영상 간의 레지듀얼 데이터를 양자화된 변환 계수로 양자화하여 출력한다. 엔트로피 부호화부(2025)는 양자화된 변환 계수를 부호화하여 변환하고 비트스트림으로 출력한다. 양자화된 변환 계수는 역양자화 및 역변환부(2030)을 거쳐 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹 필터링부(2035) 및 루프 필터링부(2040)를 거쳐 복원 영상으로 출력된다. 복원 영상은 예측 부호화부(2015)를 거쳐 다음 입력 영상의 참조 영상으로 사용될 수 있다.
복호화단(2050)으로 수신된 비트스트림 중 부호화된 영상 데이터는, 엔트로피 복호화부(2055) 및 역양자화 및 역변환부(2060)를 거쳐 공간 영역의 레지듀얼 데이터로 복원된다. 예측 복호화부(2075)로부터 출력된 참조 영상 및 레지듀얼 데이터가 조합되어 공간 영역의 영상 데이터가 구성되고, 디블로킹 필터링부(2065) 및 루프 필터링부(2070)는 공간 영역의 영상 데이터에 대해 필터링을 수행하여 현재 원본 영상에 대한 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 예측 복호화부(2075)에 의해 다음 원본 영상에 대한 참조 영상으로서 이용될 수 있다.
부호화단(2010)의 루프 필터링부(2040)는 사용자 입력 또는 시스템 설정에 따라 입력된 필터 정보를 이용하여 루프 필터링을 수행한다. 루프 필터링부(2040)에 의해 사용된 필터 정보는 엔트로피 부호화부(2010)로 출력되어, 부호화된 영상 데이터와 함께 복호화단(2050)으로 전송된다. 복호화단(2050)의 루프 필터링부(2070)는 복호화단(2050)으로부터 입력된 필터 정보에 기초하여 루프 필터링을 수행할 수 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위에 포함되는 필터링 단위들의 일례와 필터링 단위의 필터링 수행 정보를 나타낸 도면이다.
부호화단(2010)의 루프 필터링부(2040) 및 복호화단(2050)의 루프 필터링부(2070)의 필터링 단위가, 도 3 내지 도 5를 통해 전술한 일 실시예에 따른 부호화 단위와 유사한 데이터 단위로 구성된다면, 필터 정보는 필터링 단위를 나타내기 위한 데이터 단위의 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보, 그리고 필터링 단위에 대한 루프 필터링 수행 여부를 나타내는 루프 필터링 수행 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위(2100)에 포함된 필터링 단위들은 최대 부호화 단위(2100)에 포함된 부호화 단위들과 동일한 블록 형태 및 분할 형태를 가질 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위(2100)에 포함된 필터링 단위들은 최대 부호화 단위(2100)에 포함된 부호화 단위들의 크기를 기준으로 분할될 수 있다. 도 21을 참조하여 예를 들면, 필터링 단위들은 심도 D의 정사각형 형태의 필터링 단위(2140), 심도 D의 비-정사각형 형태의 필터링 단위(2132, 2134), 심도 D+1의 정사각형 형태의 필터링 단위(2112, 2114, 2116, 2152, 2154, 2164), 심도 D+1의 비-정사각형 형태의 필터링 단위(2162, 2166), 심도 D+2의 정사각형 형태의 필터링 단위(2122, 2124, 2126, 2128)를 포함할 수 있다.
최대 부호화 단위(2100)에 포함된 필터링 단위들의 블록 형태 정보, 분할 형태 정보(심도) 및 루프 필터링 수행 정보는 아래 표 1와 같이 부호화될 수 있다.
Figure 112018056412506-pct00001
일 실시예에 따른 블록 형태 정보 및 블록 분할 정보에 따라 부호화 단위가 재귀적으로 분할되어 복수개의 부호화 단위가 결정되는 과정은, 도 13을 통해 전술한 바와 같다. 일 실시예에 따른 필터링 단위들의 루프 필터링 수행 정보는, 플래그 값이 1인 경우 해당 필터링 단위에 대해 루프 필터링이 수행됨을 나타내며, 0인 경우 루프 필터링이 수행되지 않음을 나타낸다. 표 1를 참조하면, 루프 필터링부(2040, 2070)에 의해 필터링의 대상이 되는 필터링 단위를 결정하기 위한 데이터 단위의 정보들은 필터 정보로서 모두 부호화되어 전송될 수 있다.
일 실시예에 따라 구성된 부호화 단위들은, 원본 영상과의 오차를 최소화하는 형태로 구성된 부호화 단위이므로, 부호화 단위 내에서 공간적 상관도가 높다고 예상된다. 따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기반하여 필터링 단위가 결정됨으로써, 부호화 단위의 결정과 별도로 필터링 단위를 결정하는 동작이 생략될 수도 있다. 또한 이에 따라, 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기반하여 필터링 단위를 결정함으로써 필터링 단위의 분할 형태를 결정하기 위한 정보를 생략할 수 있으므로 필터 정보의 전송 비트레이트를 절약할 수 있다.
전술한 실시예에서는 필터링 단위가 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기반하여 결정되는 것으로 설명하였지만, 부호화 단위에 기반하여 필터링 단위의 분할을 수행하다가 임의의 심도에서 더 이상 분할하지 않고 해당 심도까지만 필터링 단위의 형태가 결정될 수도 있다.
전술한 실시예에 개시된 필터링 단위의 결정은 루프 필터링 뿐만 아니라, 디블로킹 필터링, 적응적 루프 필터링 등 다양한 실시예에도 적용될 수 있다.
일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 현재 부호화 단위를 분할할 수 있으며, 블록 형태 정보는 정사각형 형태만을 이용하는 것으로 미리 결정되고, 분할 형태 정보는 분할하지 않거나 또는 4개의 정사각형 형태의 부호화 단위로 분할됨을 나타낼 수 있는 것으로 미리 결정될 수 있다. 즉, 현재 부호화 단위는 상기 블록 형태 정보에 따르면 부호화 단위는 항상 정사각형 형태를 가지고, 상기 분할 형태 정보에 기초하여 분할되지 않거나 4개의 정사각형 형태의 부호화 단위들로 분할될 수 있다. 영상 복호화 장치는 이러한 블록 형태 및 분할 형태만을 이용하는 것으로 미리 결정된 소정의 부호화 방법을 이용하여 생성된 비트스트림을 비트스트림 획득부를 통해 획득할 수 있고, 복호화부(240)는 미리 결정된 블록 형태 및 분할 형태만을 이용할 수 있다. 이러한 경우 영상 복호화 장치는 상술한 소정의 부호화 방법과 유사한 소정의 복호화 방법을 이용함으로써 소정의 부호화 방법과의 호환성 문제를 해결할 수 있다. 일 실시예에 따라 영상 복호화 장치는 블록 형태 정보 및 분할 형태 정보가 나타낼 수 있는 다양한 형태들 중 미리 결정된 블록 형태 및 분할 형태만을 이용하는 상술한 소정의 복호화 방법을 이용하는 경우, 블록 형태 정보는 정사각형 형태만을 나타내게 되므로 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 블록 형태 정보를 획득하는 과정을 생략할 수 있다. 상술한 소정의 복호화 방법을 이용할 것인지 여부를 나타내는 신택스가 이용될 수 있고, 이러한 신택스는 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스 단위, 최대부호화단위 등 복수개의 부호화 단위를 포함할 수 있는 다양한 형태의 데이터 단위마다 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 즉, 비트스트림 획득부는 소정의 복호화 방법의 사용 여부를 나타내는 신택스에 기초하여 블록 형태 정보를 나타내는 신택스를 비트스트림으로부터 획득하는지 여부를 결정할 수 있다.
도 23은 일 실시예에 따른 부호화 단위의 Z 스캔 순서에 따른 인덱스를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는, 상위 데이터 단위에 포함된 하위 데이터 단위들을 Z 스캔 순서에 따라 스캔할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 최대 부호화 단위 또는 프로세싱 블록에 포함되는 부호화 단위 내의 Z 스캔 인덱스에 따라 데이터를 순차적으로 액세스할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치가 기준 부호화 단위를 적어도 하나의 부호화 단위로 분할할 수 있음은 전술한 바와 같다. 이 때, 기준 부호화 단위 내에는 정사각형 형태의 부호화 단위들과 비-정사각형 형태의 부호화 단위들이 혼재할 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는, 기준 부호화 단위 내의 각 부호화 단위에 포함된 Z 스캔 인덱스에 따라 데이터 액세스를 수행할 수 있다. 이 때, 기준 부호화 단위 내에 비-정사각형 형태의 부호화 단위가 존재하는지 여부에 따라 Z 스캔 인덱스를 적용하는 방식이 상이해질 수 있다.
일 실시예에 따라, 기준 부호화 단위 내에 비-정사각형 형태의 부호화 단위가 존재하지 않는 경우, 기준 부호화 단위 내의 하위 심도의 부호화 단위들끼리는 연속된 Z 스캔 인덱스를 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따라 상위 심도의 부호화 단위는 하위 심도의 부호화 단위 4 개를 포함할 수 있다. 여기서, 4 개의 하위 심도의 부호화 단위들은 서로 인접하는 경계가 연속적일 수 있으며, 각각의 하위 심도의 부호화 단위들은 Z 스캔 순서를 나타내는 인덱스에 따라 Z 스캔 순서로 스캔될 수 있다. 일 실시예에 따른 Z 스캔 순서를 나타내는 인덱스는 각 부호화 단위에 대해 Z 스캔 순서에 따라 증가하는 수로 설정될 수 있다. 이 경우, 동일한 심도의 심도별 부호화 단위들끼리 Z 스캔 순서에 따라 스캔이 가능하다.
일 실시예에 따라, 기준 부호화 단위 내에 비-정사각형 형태의 부호화 단위가 적어도 하나 이상 존재하는 경우, 영상 복호화 장치는 기준 부호화 단위 내의 부호화 단위들을 각각 서브 블록들로 분할하여, 분할된 서브 블록들에 대해 Z 스캔 순서에 따른 스캔을 수행할 수 있다. 예를 들어, 기준 부호화 단위 내에 수직 방향 또는 수평 방향의 비-정사각형 형태의 부호화 단위가 존재하는 경우 분할된 서브 블록들을 이용하여 Z 스캔을 수행할 수 있다. 또한, 예를 들어, 기준 부호화 단위 내에서 홀수 개의 부호화 단위들로 분할이 수행된 경우 서브 블록들을 이용하여 Z 스캔을 수행할 수 있다. 서브 블록은, 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위 또는 임의의 부호화 단위가 분할된 것으로서, 정사각형 형태일 수 있다. 예를 들어, 정사각형 형태의 부호화 단위로부터 4개의 정사각형 형태의 서브 블록들이 분할될 수 있다. 또한, 예를 들어, 비-정사각형 형태의 부호화 단위로부터는 2 개의 정사각형 형태의 서브 블록들이 분할될 수 있다.
도 23을 참조하여 예를 들면, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는, 부호화 단위(2300) 내에서 하위 심도의 부호화 단위들(2302, 2304, 2306, 2308, 2310)을 Z 스캔 순서에 따라 스캔할 수 있다. 부호화 단위(2300) 및 부호화 단위(2302, 2304, 2306, 2308, 2310)는, 각각 상대적으로 상위 부호화 단위 및 하위 부호화 단위이다. 부호화 단위(2300)는 수평 방향의 비-정사각형 형태의 부호화 단위(2306, 2310)를 포함한다. 이들 비-정사각형 형태의 부호화 단위들(2306, 2310)은 인접한 정사각형 형태의 부호화 단위(2302, 2304)와의 경계가 불연속적이다. 또한, 부호화 단위(2308)는 정사각형 형태이며, 비-정사각형 형태의 부호화 단위가 홀수 개로 분할 시 중간에 위치한 부호화 단위이다. 비-정사각형 형태의 부호화 단위들(2306, 2310)과 마찬가지로, 부호화 단위(2308)는 인접한 정사각형 형태의 부호화 단위(2302, 2304)와의 경계가 불연속적이다. 부호화 단위(2300) 내에 비-정사각형 형태의 부호화 단위(2306, 2310)가 포함되거나 비-정사각형 형태의 부호화 단위가 홀수 개로 분할 시 중간에 위치한 부호화 단위(2308)가 포함된 경우, 부호화 단위들 간에 인접하는 경계가 불연속적이기 때문에 연속적인 Z 스캔 인덱스가 설정될 수 없다. 따라서, 영상 복호화 장치는 부호화 단위들을 서브 블록들로 분할함으로써 Z 스캔 인덱스를 연속적으로 설정할 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치는, 비-정사각형 형태의 부호화 단위(2306, 2310) 또는 홀수 개로 분할된 비-정사각형 형태의 부호화 단위의 중간에 위치한 부호화 단위(2308)에 대해 연속된 Z 스캔을 수행할 수 있다.
도 23에 도시된 부호화 단위(2320)는 부호화 단위(2300) 내의 부호화 단위들(2302, 2304, 2306, 2308, 2310)을 서브 블록들로 분할한 것이다. 서브 블록들 각각에 대해 Z 스캔 인덱스가 설정될 수 있고, 서브 블록들 간의 인접하는 경계는 연속적이므로, 서브 블록들끼리 Z 스캔 순서에 따라 스캔이 가능하다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 복호화 장치에서, 부호화 단위(2308)는 서브 블록들(2322, 2324, 2326, 2328)로 분할될 수 있다. 이 때, 서브 블록(2322, 2324)은 서브 블록(2330)에 대한 데이터 처리 이후에 스캔될 수 있으며, 서브 블록(2326, 2328)은 서브 블록(2332)에 대한 데이터 처리 이후에 스캔될 수 있다. 또한, 각각의 서브 블록들끼리 Z 스캔 순서에 따라 스캔될 수 있다.
전술한 실시예에서, 데이터 단위들에 대해 Z 스캔 순서에 따라 스캔하는 것은, 데이터 저장, 데이터 로딩, 데이터 액세스 등을 위한 것일 수 있다.
또한, 전술한 실시예에서는, 데이터 단위들을 Z 스캔 순서에 따라 스캔할 수 있음을 설명하였지만, 데이터 단위들의 스캔 순서는 래스터 스캔, N 스캔, 우상향 대각 스캔, 수평적 스캔, 수직적 스캔 등 다양한 스캔 순서로 수행될 수 있고, Z 스캔 순서에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한, 전술한 실시예에서는, 기준 부호화 단위 내의 부호화 단위들에 대해 스캔을 수행하는 것으로 설명하였지만, 이에 한정하여 해석되어서는 안되며, 스캔 수행의 대상은 최대 부호화 단위 또는 프로세싱 블록 내의 임의의 블록일 수 있다.
또한, 전술한 실시예에서는, 비-정사각형 형태의 블록이 적어도 하나 이상 존재하는 경우에만 서브 블록들로 분할하여 Z 스캔 순서에 따른 스캔을 수행하는 것으로 설명하였지만, 단순화된 구현을 위해 비-정사각형 형태의 블록이 존재하지 않는 경우에도 서브 블록들을 분할하여 Z 스캔 순서에 따른 스캔을 수행할 수도 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는, 부호화 단위에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행하여 예측 데이터를 생성하고, 현재 부호화 단위에 포함된 변환 단위에 대해 역변환을 수행하여 레지듀얼 데이터를 생성하며, 생성된 예측 데이터와 레지듀얼 데이터를 이용하여 현재 부호화 단위를 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 예측 모드는 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 일 실시예에 따라, 부호화 단위 마다 독립적으로 예측 모드가 선택될 수 있다.
일 실시예에 따른 2Nx2N 형태의 부호화 단위가 분할하여 두 개의 2NxN 또는 두 개의 Nx2N 형태의 부호화 단위들로 분할된 경우, 이들 각각의 부호화 단위에 대해서 인터 모드 예측 및 인트라 모드 예측이 별개로 수행될 수도 있다. 또한, 일 실시예에 따른 2NxN 또는 Nx2N 형태의 부호화 단위에 대해서는 스킵 모드가 적용될 수도 있다.
한편, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는, 8x4 또는 4x8 형태의 부호화 단위의 스킵 모드에서 양방향 예측(bi-prediction)의 수행이 허용될 수도 있다. 스킵 모드에서는 부호화 단위에 대해 스킵 모드 정보만을 전송받기 때문에 해당 부호화 단위에 대한 레지듀얼 데이터의 이용이 생략된다. 따라서, 이 경우 역양자화 및 역변환에 대한 오버헤드(overhead)를 절약할 수 있다. 그 대신, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 스킵 모드가 적용되는 부호화 단위에 대해 양방향 예측을 허용하여 복호화 효율을 높일 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 8x4 또는 4x8 형태의 부호화 단위에 대해 양방향 예측을 허용하되, 움직임 보상 단계에서 보간 탭(interpolation tap) 수를 상대적으로 적게 설정하여 메모리 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있다. 일 예로, 8-탭의 보간 필터를 사용하는 대신 8 미만의 탭 수의 보간 필터(예를 들어, 2-탭 보간 필터)를 사용할 수도 있다.
또한, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 현재 부호화 단위에 포함된 영역을 미리설정된 형태로 분할(예를 들어, 사선 기반 분할)하여 분할된 각 영역에 대한 인트라 또는 인터 예측 정보를 시그널링할 수도 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 인트라 모드를 이용하여 현재 부호화 단위의 예측 샘플을 현재 부호화 단위의 주변 샘플을 이용하여 획득할 수 있다. 이 때, 인트라 예측은 주변의 이미 재구성된 샘플들을 사용하여 예측을 수행하는데 이러한 샘플들을 참조 샘플이라고 한다.
도 24는 일 실시예에 따른 부호화 단위의 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 나타내는 도면이다. 도 24를 참조하면, 블록 형태가 비-사각형 형태이고 수평 방향의 길이가 w, 수직 방향의 길이가 h인 현재 부호화 단위(2300)에 대하여, 상단의 참조 샘플(2302)이 w+h 개, 좌측의 참조 샘플(2304)이 w+h 개, 좌측 상단의 참조 샘플(2306)에 한 개로 총 2(w+h)+1 개의 참조 샘플이 필요하다. 참조 샘플의 준비를 위해, 참조 샘플이 존재하지 않는 부분에 대해 패딩을 수행하는 단계를 거치며, 재구성된 참조 샘플에 포함된 양자화 에러를 줄이기 위한 예측 모드별 참조 샘플 필터링 과정을 거칠 수도 있다.
전술한 실시예에서는 현재 부호화 단위의 블록 형태가 비-사각형 형태인 경우의 참조 샘플의 개수를 설명하였으나, 이러한 참조 샘플의 개수는 현재 부호화 단위가 사각형 형태의 블록 형태인 경우에도 동일하게 적용된다.
이제까지 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.

Claims (15)

  1. 비트스트림으로부터 추출된 분할 정보를 이용하여 적어도 하나의 부호화 단위를 결정하는 단계;
    상기 비트스트림으로부터 상기 적어도 하나의 부호화 단위 중 현재 부호화 단위가 수직 방향으로 분할되는지 또는 수평 방향으로 분할되는지 또는 분할되지 않는지를 나타내는 변환 형태 정보를 획득하는 단계;
    상기 변환 형태 정보에 기초하여 상기 현재 부호화 단위에 관한 변환 블록의 수평 길이 및 수직 길이를 결정하는 단계;
    상기 변환 블록으로부터 변환 계수에 대한 데이터를 획득하는 단계;
    변환이 분리불가능(non-separable)한 특징을 갖는지에 대한 변환 커널 정보 및 변환 커널 후보들 중 변환에 사용되는 변환 커널을 나타내는 변환 커널 색인을 획득하는 단계;
    상기 변환 커널 정보가 상기 변환이 분리불가능(non-separable)을 나타내면, 상기 변환 블록의 상기 수평 길이 및 상기 수직 길이와 상기 현재 부호화 단위에 관한 인트라 예측에서 이용된 인트라 모드, 및 상기 변환 커널 색인에 기초하여 상기 변환 커널 후보들 중에서 상기 변환 커널을 결정하는 단계;
    상기 결정된 변환 커널을 이용하여 상기 데이터에 역변환을 적용함으로써 상기 현재 부호화 단위에 대한 상기 변환 블록의 잔차 신호를 획득하는 단계;
    상기 잔차 신호와 상기 인트라 예측에 의해 생성된 예측 신호에 기초하여 상기 현재 부호화 단위를 복원하는 단계를 포함하고,
    상기 변환 블록은 비정사각형을 포함하는 것을 특징으로 하는, 비디오 복호화 방법.
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