KR102461123B1 - Ibc 모드를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

Ibc 모드를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시에서는 영상 복호화 방법이 개시된다. 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법은 비트스트림으로부터 획득된 현재 블록의 예측 모드 정보에 기반하여 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계; 상기 비트스트림으로부터 현재 블록의 변환 계수 블록을 획득하는 단계; 상기 변환 계수를 역양자화하여 역양자화된 변환 계수 블록을 생성하는 단계; 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대한 변환 커널을 결정하는 단계; 및 상기 변환 커널을 이용하여 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대해 역변환을 수행함으로써 현재 블록의 잔차 블록을 생성하는 단계를 포함한다.

Description

IBC 모드를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 변환 커널을 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법, 장치 및 이에 의하여 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 부호화 모드에 따라 변환 커널의 선택 방법을 달리함으로써 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 개시에서 기재된 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 문제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은 비트스트림으로부터 획득된 현재 블록의 예측 모드 정보에 기반하여 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계; 상기 비트스트림으로부터 현재 블록의 변환 계수 블록을 획득하는 단계; 상기 변환 계수를 역양자화하여 역양자화된 변환 계수 블록을 생성하는 단계; 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대한 변환 커널을 결정하는 단계; 및 상기 변환 커널을 이용하여 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대해 역변환을 수행함으로써 현재 블록의 잔차 블록을 생성하는 단계를 포함한다.
상기 변환 커널은 변환 커널 인덱스 정보에 기반하여 결정되되, 상기 변환 커널 인덱스 정보는, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드인 경우에만 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다.
상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드가 아닌 것에 기반하여, 상기 변환 커널 인덱스 정보는, 상기 비트스트림으로부터 획득되지 않고 소정의 값으로 결정될 수 있다.
상기 현재 블록의 예측 모드가 IBC(intra block copy) 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널 인덱스 정보는 소정의 제1 변환 커널을 나타내는 값으로 결정될 수 있다.
상기 제1 변환 커널은 DCT2 및 DCT7 중 어느 하나일 수 있다.
상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널은, 상기 변환 커널 인덱스 정보가 상기 비트스트림 내에 포함될 수 있는지 여부를 나타내는 제1 플래그 정보에 더 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널은, 상기 변환 커널 인덱스 정보가 상기 비트스트림 내에 포함될 수 있는지 여부를 나타내는 제2 플래그 정보에 더 기반하여 결정될 수 있다.
상기 제1 플래그 정보가, 상기 변환 커널 인덱스 정보가 상기 비트스트림에 포함되지 않음을 나타내는 제1 값(e.g., 0)을 갖는 것에 기반하여, 상기 변환 커널은 상기 현재 블록의 너비 및 높이에 기반하여 유도될 수 있다.
상기 변환 커널은 수평 방향 커널을 포함하고, 상기 수평 방향 커널은, 상기 현재 블록의 너비가 소정의 범위 내인지 여부에 기반하여 유도될 수 있다.
상기 변환 커널은 수직 방향 커널을 포함하고, 상기 수직 방향 커널은, 상기 현재 블록의 높이가 소정의 범위 내인지 여부에 기반하여 유도될 수 있다.
상기 변환 커널 인덱스 정보가 상기 비트스트림으로부터 획득되지 않는 경우, 상기 변환 커널 인덱스 정보는 미리 설정된 값으로 유도될 수 있다. 이 때, 상기 현재 블록의 예측 모드가 IBC(intra block copy) 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널 인덱스 정보는 소정의 제1 변환 커널(e.g., DCT2)을 나타내는 제1 값(e.g., 0)으로 유도될 수 있다. 이와 달리, 상기 현재 블록의 예측 모드가 IBC 모드가 아닌 경우, 상기 변환 커널 인덱스 정보는 소정의 제2 변환 커널(e.g., DCT7)을 나타내는 제2 값(e.g., 1)으로 유도될 수 있다.
또한, 상기한 문제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 비트스트림으로부터 획득된 현재 블록의 예측 모드 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하고, 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 변환 계수 블록을 획득하고, 상기 변환 계수 블록을 역양자화하여 역양자화된 변환 계수 블록을 생성하고, 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대한 변환 커널을 결정하고, 상기 변환 커널에 기반하여 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대해 역변환을 수행함으로써, 상기 현재 블록의 잔차 블록을 생성할 수 있다.
상기 변환 커널은 변환 커널 인덱스 정보에 기반하여 결정되되, 상기 변환 커널 인덱스 정보는, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드인 경우에만 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다.
또한, 상기한 문제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드를 선택하는 단계; 상기 선택된 예측 모드에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 예측 블록에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 잔차 블록을 생성하는 단계; 상기 예측 모드에 기반하여 상기 잔차 블록을 변환하기 위한 변환 커널을 선택하는 단계; 상기 변환 커널에 기반하여 상기 잔차 블록을 변환함으로써, 변환 계수 블록을 생성하는 단계; 상기 변환 계수 블록을 양자화하여 양자화된 변환 계수 블록을 생성하는 단계; 및 상기 양자화된 변환 계수 블록을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드인 경우에만, 상기 변환 커널에 관한 변환 커널 인덱스 정보가 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드가 아닌 것에 기반하여, 상기 잔차 블록의 변환은 소정의 변환 커널에 기반하여 수행되고, 상기 소정의 변환 커널에 관한 변환 커널 인덱스 정보는 상기 비트스트림에 포함되지 않을 수 있다.
인트라 예측 모드로 부호화된 현재 블록에 대한 변환 커널 인덱스 정보가 상기 비트스트림에 포함될 수 있는지 여부를 나타내는 제1 플래그 정보, 및 인터 예측 모드로 부호화된 현재 블록에 대한 변환 커널 인덱스 정보가 상기 비트스트림에 포함될 수 있는지 여부를 나타내는 제2 플래그 정보가 상기 비트스트림에 더 포함될 수 있다.
상기 제1 플래그 정보가, 상기 변환 커널 인덱스 정보가 상기 비트스트림에 포함되지 않음을 나타내는 제1 값을 갖는 것에 기반하여, 상기 소정의 변환 커널은 상기 현재 블록의 너비 및 높이에 기반하여 유도될 수 있다.
또한, 상기한 문제를 해결하기 위한 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 상기와 같이 생성된 비트스트림을 전송할 수 있다. 또한, 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 상기와 같이 생성된 비트스트림을 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장할 수 있다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 부호화 모드에 따라 변환 커널의 선택 방법을 달리함으로써 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4 내지 도 11은 일 실시 예에 따른 부호화 모드를 설명하는 도면이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 부호화 장치와 복호화 장치의 변환 및 역변환을 이용한 부호화 및 복호화 방법을 설명하는 순서도이다.
도 13 및 도 14는 일 실시 예예 따른 부호화 장치와 복호화 장치의 변환 및 역변환 수행 방법을 설명하는 순서도이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 변환 커널을 설명하는 도면이다.
도 16 내지 도 18은 부호화 장치와 복호화 장치가 변환 커널을 이용하여 부호화 및 복호화를 수행하는 일 실시 예를 설명하는 도면이다.
도 19 내지 도 24는 부호화 장치와 복호화 장치가 변환 커널을 이용하여 부호화 및 복호화를 수행하는 다른 일 실시 예를 설명하는 도면이다.
도 25는 일 실시 예에 따른 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
이하, 본 개시는 비디오/영상 코딩 기술을 개시한다. 본 개시에서 개시된 부호화/복호화 방법과 그 실시예는 VVC (versatile video coding) 표준 또는 차세대 비디오/이미지 코딩 표준에 개시된 방법에 적용될 수 있다.
본 개시는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 일 실시 예에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다. 일 실시 예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시 예예 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시 예예 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘레멘트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 “예측부”라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는, 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율등을 기반으로 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나, 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서, 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉 IBC는 본 개시에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 “예측부”라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(265)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 개시에서, 영상 부호화 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있으며, 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 부호화 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
인트라 예측 개요
이하 일 실시 예에 따른 인트라 예측 방법을 설명한다. 인트라 예측은 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nW x nH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2 x nH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2 x nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nW x nH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다. 한편, 후술하는 ISP가 적용되는 경우, 상기 주변 참조 샘플들은 서브파티션 단위로 도출될 수 있다.
한편, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 복호화 장치는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
주변 참조 샘플들이 도출된 경우, (i)현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 보간(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 또한, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향의 반대 방향에 위치하는 상기 제2 주변 샘플과 상기 제1 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다. 또한, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수도 있다. 이 경우는 LM 모드라고 불릴 수 있다. 또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 상기 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수도 있다. 상술한 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하고 이 때, 사용된 참조 샘플 라인을 복호화 장치에 지시(시그널링)하는 방법으로 인트라 예측 부호화를 수행할 수 있다. 상술한 경우는 multi-reference line(MRL) intra prediction 또는 MRL 기반 인트라 예측이 라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 나누어 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플들을 도출하여 이용할 수 있다. 즉, 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다. 또한, 예측 샘플을 기준으로 한 예측 방향이 주변 참조 샘플들 사이를 가리키는 경우, 즉, 예측 방향이 분수 샘플 위치를 가리키는 경우, 해당 예측 방향 주변(해당 분수 샘플 위치 주변)에 위치한 복수의 참조 샘플들의 보간을 통하여 예측 샘플의 값을 도출할 수도 있다. 상술한 인트라 예측 방법들은 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록의 좌측과 상측에 위치한 재구성된 주변 화소를 이용하여 현재 블록의 서브 샘플링된 화소 세트에 대한 예측 신호를 생성한 후, 생성된 예측 신호와 주변 샘플 값을 이용하여 수직 및 수평 방향으로 보간하여 원래 크기의 예측 신호를 생성함으로써 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 Matrix-weighted Intra Prediction(MIP)이 적용될 수도 있다.
상기 인트라 예측 타입은 인트라 예측 기법 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP, MIP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 부호화 장치에서 인코딩되어 비트스트림에 포함되어 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 각 인트라 예측 타입의 적용 여부를 가리키는 플래그 정보 또는 여러 인트라 예측 타입 중 하나를 지시하는 인덱스 정보 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
한편, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링이 수행될 수도 있다. 구체적으로, 인트라 예측 절차는 인트라 예측 모드/타입 결정 단계, 주변 참조 샘플 도출 단계, 인트라 예측 모드/타입 기반 예측 샘플 도출 단계를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링(post-filtering) 단계가 수행될 수도 있다.
이하, 인트라 예측에 기반한 비디오/영상 부호화 방법을 설명한다. 먼저, 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다. 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출하고, 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측 모드/타입 결정, 주변 참조 샘플들 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 한편, 후술하는 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(185)는 예측 샘플 필터부를 더 포함할 수도 있다. 부호화 장치는 복수의 인트라 예측 모드/타입들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드/타입을 결정할 수 있다. 부호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입들에 대한 RD(rate-distortion) cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
한편, 부호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수도 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 상기 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 부호화 장치는 현재 블록의 원본 샘플들에서 상기 예측 샘플들을 위상 기반으로 비교하고, 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 상기 인트라 예측에 관한 정보 (예측 정보) 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 모드 정보, 상기 인트라 예측 타입 정보를 포함할 수 있다. 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치로 전달될 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 후술하는 레지듀얼 코딩 신텍스를 포함할 수 있다. 부호화 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 부호화 장치는 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이를 위하여 부호화 장치는 상기 양자화된 변환 계수들을 다시 역양자화/역변환 처리하여 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 이와 같이 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화 후 다시 역양자화/역변환을 수행하는 이유는 상술한 바와 같이 복호화 장치에서 도출되는 레지듀얼 샘플들과 동일한 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위함이다. 부호화 장치는 상기 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
이하, 인트라 예측에 기반한 비디오/영상 복호화 방법을 설명한다. 복호화 장치는 상기 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
먼저, 복호화 장치는 수신된 예측 정보 (인트라 예측 모드/타입 정보)를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출할 수 있다. 복호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 이 경우 복호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 상기 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 도출할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수도 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 예를 들어 MPM(most probable mode)이 상기 현재 블록에 적용되는지 아니면 리메이닝 모드(remaining mode)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(ex. intra_luma_mpm_flag)를 포함할 수 있고, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되는 경우 상기 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들) 중 하나를 가리키는 인덱스 정보(ex. intra_luma_mpm_idx)를 더 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)은 MPM 후보 리스트 또는 MPM 리스트로 구성될 수 있다. 예를 들어, MPM 후보 리스트는 주변 블록의 인트라 예측 모드 또는 미리 설정된 기본 인트라 예측 모드를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되지 않는 경우, 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 가리키는 리메이닝 모드 정보(ex. intra_luma_mpm_remainder)를 더 포함할 수 있다. 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
또한, 상기 인트라 예측 타입 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 인트라 예측 타입들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 타입 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), 상기 ISP가 상기 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), 상기 ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들의 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDPC의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 타입 정보는 본 개시에서 설명한 코딩 방법을 통하여 인코딩/복호화될 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 타입 정보는 truncated (rice) binary code를 기반으로 엔트로피 코딩(ex. CABAC, CAVLC)을 통하여 인코딩/복호화될 수 있다.
이하, 인트라 예측 모드에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도 4는 일 실시 예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다. 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 도 4에 도시된 바와 같이 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 65개의 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 인트라 예측 모드는 상술한 인트라 예측 모드들 외에도 크로마 샘플을 위한 CCLM(cross-component linear model) 모드를 더 포함할 수 있다. CCLM 모드는 LM 파라미터 도출을 위하여 좌측 샘플들을 고려하는지, 상측 샘플들을 고려하는지, 둘 다를 고려하는지에 따라 L_CCLM, T_CCLM, LT_CCLM으로 나누어질 수 있으며, 크로마 성분에 대하여만 적용될 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드는 다음 표와 같이 인덱싱될 수 있다.
Intra prediction mode Associated name
0 INTRA_PLANAR
1 INTRA_DC
2..66 INTRA_ANGULAR2..INTRA_ANGULAR66
81..83 INTRA_LT_CCLM, INTRA_L_CCLM, INTRA_T_CCLM
도 5는 다른 일 실시 예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다. 여기서 점선 방향은 정사각형이 아닌 블록에만 적용되는 광각 모드를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드와 함께 93개의 방향성 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너(planar) 예측 모드 및 DC 예측 모드를 포함할 수 있다. 방향성 인트라 예측 모드는 도 5에 화살표로 나타낸 바와 같이 2번 내지 80번과 -1번 내지 -14번으로 구성되는 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 상기 플래너 예측 모드는 INTRA_PLANAR로 표기될 수 있고, DC 예측 모드는 INTRA_DC로 표기될 수 있다. 그리고 방향성 인트라 예측 모드는 INTRA_ANGULAR-14 내지 INTRA_ANGULAR-1 및 INTRA_ANGULAR2 내지 INTRA_ANGULAR80과 같이 표기될 수 있다.
한편, 상기 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP, MIP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 타입은 인트라 예측 타입 정보를 기반으로 지시될 수 있으며, 상기 인트라 예측 타입 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 인트라 예측 타입들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 타입 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), 상기 ISP가 상기 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), 상기 ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들의 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDPC의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보, MIP의 적용 여부를 나타내는 MIP 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
인터 예측 개요
이하 일 실시 예에 따른 인터 예측 방법을 설명한다. 부호화 장치와 복호화 장치의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(e.g. 샘플값들, 또는 움직임 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 의미할 수 있다. 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측이 적용되는 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등)에 따라 L0 움직임 정보 및/또는 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다. L0 방향의 움직임 벡터는 L0 움직임 벡터 또는 MVL0라고 불릴 수 있고, L1 방향의 움직임 벡터는 L1 움직임 벡터 또는 MVL1이라고 불릴 수 있다. L0 움직임 벡터에 기반한 예측은 L0 예측이라고 불릴 수 있고, L1 움직임 벡터에 기반한 예측을 L1 예측이라고 불릴 수 있고, 상기 L0 움직임 벡터 및 상기 L1 움직임 벡터 둘 다에 기반한 예측을 쌍(Bi) 예측이라고 불릴 수 있다. 여기서 L0 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L0 (L0)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있고, L1 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L1 (L1)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. 참조 픽처 리스트 L0는 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 포함할 수 있고, 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 포함할 수 있다. 상기 이전 픽처들은 순방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있고, 상기 이후 픽처들은 역방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L0은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트 L0 내에서 상기 이전 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이후 픽처들은 그 다음에 인덱싱될 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트1 내에서 상기 이후 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이전 픽처들은 그 다음에 인덱싱 될 수 있다. 여기서 출력 순서는 POC(picture order count) 순서(order)에 대응될 수 있다.
이하, 도 6 및 7을 참조하여, 인터 예측에 기반한 비디오/영상 인코딩 절차 및 부호화 장치 내 인터 예측부를 설명한다.
먼저, 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다(S11). 부호화 장치는 현재 블록의 인터 예측 모드 및 움직임 정보를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측 모드 결정, 움직임 정보 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 부호화 장치의 인터 예측부(180)는 예측 모드 결정부(181), 움직임 정보 도출부(182), 예측 샘플 도출부(183)를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부(181)에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(182)에서 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 예측 샘플 도출부(183)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 부호화 장치의 인터 예측부(180)는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처들의 일정 영역(서치 영역) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이를 기반으로 상기 참조 블록이 위치하는 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 도출하고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 위치 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 부호화 장치는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 부호화 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 RD 코스트를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 부호화 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다.
다른 예로, 부호화 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 mvp 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 mvp 후보가 상기 선택된 mvp 후보가 될 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보가 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 또한, (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보 구성되어 별도로 상기 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
부호화 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S12). 부호화 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
부호화 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S13). 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 정보에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보 및/또는 참조 픽처 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 복호화 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치로 전달될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 부호화 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이는 복호화 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 부호화 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 부호화 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)을 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
이하, 도 8 및 9를 참조하여, 인터 예측에 기반한 비디오/영상 복호화 절차 및 복호화 장치 내 인터 예측부를 설명한다. 복호화 장치는 상기 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
구체적으로 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S21). 복호화 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 (A)MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 (A)MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
복호화 장치는 상기 결정된 인터 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다(S22). 예를 들어, 복호화 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다.
다른 예로, 복호화 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD를 도출할 수 있으며, 상기 현재 블록의 mvp와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 또한, 상기 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 상기 현재 블록에 관한 참조 픽처 리스트 내에서 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 픽처가 상기 현재 블록의 인터 예측을 위하여 참조되는 참조 픽처로 도출될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 후보 리스트 구성 없이 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있으며, 이 경우 후술하는 예측 모드에서 개시된 절차에 따라 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 이 경우 상술한 바와 같은 후보 리스트 구성은 생략될 수 있다.
복호화 장치는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S23). 이 경우 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 상기 참조 픽처를 도출하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 후술하는 바와 같이 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 복호화 장치의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261), 움직임 정보 도출부(262), 예측 샘플 도출부(263)를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부(181)에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(182)에서 수신된 움직임 정보에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보(움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)를 도출하고, 예측 샘플 도출부(183)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S24). 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S25). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 인터 예측 절차는 인터 예측 모드 결정 단계, 결정된 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계, 도출된 움직임 정보에 기반한 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계를 포함할 수 있다. 상기 인터 예측 절차는 상술한 바와 같이 부호화 장치 및 복호화 장치에서 수행될 수 있다.
IBC(Intra Block Copy) 예측 모드 개요
일 실시 예에 따른 복호화 장치는 복호화 대상 블록인 현재 블록을 복호화 하기 위하여, 현재 블록이 위치한 현재 픽처의 참조 블록 정보를 이용하여 현재 블록을 복호화 하는 IBC(Intra Block Copy) 예측 모드를 수행할 수 있다. 예를들어, 복호화 장치는 현재 픽처의 복원된 영역 중에서 선정된 참조 블록의 복호화 정보를 이용하여 현재 블록을 복호화 할 수 있다. 현재 CTU를 포함하는 미리 설정된 영역 내의 복원된 영역 만이 참조 영역으로 사용됨에 따라 메모리 소비를 줄이고, 복호화 장치의 복잡도를 낮출 수 있다. 그리하여, 온-칩 메모리를 사용하는 하드웨어 구성으로 IBC 모드를 구현할 수 있다.
IBC 모드는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하지만, 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 예를들어, IBC는 앞서 설명된 인터 예측 기법들 중에서 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 예를들어, 복호화 장치는 IBC 모드를 수행하기 위하여 앞서 설명된 움직임 벡터의 도출 방법을 이용할 수 있다. 앞서 설명된 인터 예측 기법들 중 적어도 하나는 IBC 예측을 고려하여 후술하는 바와 같이 수정되어 사용될 수 있다. 일 실시 예에서, IBC는 현재 픽처를 참조하는 점에서 CPR(Current Picture Referencing)이라고 불릴수도 있다.
IBC 모드의 수행을 위하여, 부호화 장치는 블록 매칭을 수행하여 현재 블록(ex. CU)에 대한 최적의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 상기 도출된 움직임 벡터는 상술한 인터 예측에서의 움직임 벡터 시그널링과 유사한 방법을 이용하여 비트스트림을 통하여 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 복호화 장치는 상기 시그널링된 움직임 벡터를 통하여 현재 픽처 내에서 상기 현재 블록에 대한 참조 블록을 도출할 수 있으며, 이를 통하여 상기 현재 블록에 대한 예측 신호(예측된 블록 or 예측 샘플들)를 도출할 수 있다. 여기서 상기 블록 벡터(또는 움직임 벡터)는 현재 블록으로부터 현재 픽처 내 이미 복원된 영역에 위치하는 참조 블록까지의 변위(displacement)를 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 블록 벡터(또는 움직임 벡터)는 변위 벡터라고 불릴 수도 있다. 이하, IBC에서 상기 움직임 벡터는 상기 블록 벡터 또는 상기 변위 벡터에 대응될 수 있다. 현재 블록의 움직임 벡터는 루마 성분에 대한 움직임 벡터(루마 움직임 벡터) 또는 크로마 성분에 대한 움직임 벡터(크로마 움직임 벡터)를 포함할 수 있다. 예를 들어, IBC 코딩된 CU에 대한 루마 움직임 벡터는 정수 샘플 단위(즉, integer precision)일 수 있다. 크로마 움직임 벡터 또한 정수 샘플 단위로 클리핑될(clipped) 수 있다. 상술한 바와 같이 IBC는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있으며, 예를 들어 IBC가 AMVR과 같이 적용되는 경우, 1-pel 및 4-pel 움직임 벡터 정밀도(precision)은 스위칭될 수 있다.
CU 레벨에서, IBC 모드는 플래그를 이용하여 시그널 될 수 있고, 아래와 같이 IBC AMVP 모드 또는 IBC 스킵/ 머지 모드로 시그널 될 수 있다.
IBC 스킵/머지 모드 : 이웃하는 후보자 IBC 부호화 블록으로 구성된 리스트에 있어서 어떠한 블록 벡터가 현재 블록을 예측하기 위해 사용되는지를 나타내기 위하여 머지 후보 인덱스가 사용될 수 있다. 머지 리스트는 공간적, HMVP 및 쌍별 후보로 구성될 수 있다.
IBC AMVP 모드 : 모션 벡터 차분을 부호화 하는 것과 동일한 방식으로 블록 벡터 차분이 부호화될 수 있다. 블록 벡터 예측 방법은 예측자로써 두개의 후보자를 사용한다. 만약 IBC 모드로 부호화 ?榮摸?, 하나는 좌측 이웃에 관한 것이고, 하나는 상층 이웃에 관한 것이다. 적어도 하나의 이웃이 불가용하다면, 기본 블록 벡터가 예측자로써 사용될 수 있다. 블록 벡터 예측자 인덱스를 나타내기 위하여 플래그가 시그널될 수 있다.
이하, 도 10을 참조하여, IBC 모드에 기반한 비디오/영상 부호화 절차 및 부호화 장치 내 예측부를 설명한다.
부호화 장치는 현재 블록에 대한 IBC 예측(IBC 기반 예측)을 수행할 수 있다(S31). 부호화 장치는 현재 블록의 예측 모드 및 움직임 벡터를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 상기 예측 모드는 상술한 인터 예측 모드들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서 예측 모드 결정, 움직임 벡터 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 부호화 장치의 예측부는 예측 모드 결정부, 움직임 벡터 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 벡터 도출부에서 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출하고, 예측 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 부호화 장치의 예측부는 블록 매칭(BM)을 통하여 현재 픽처의 복원된 영역(또는 복원된 영역 중 일정 영역(서치 영역)) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 변위 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 부호화 장치는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 부호화 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 기반한 RD 코스트를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 부호화 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 상술한 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 도출할 수 있다.
다른 예로, 부호화 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상술한 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 mvp 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 mvp 후보가 상기 선택된 mvp 후보가 될 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보가 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
부호화 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S32). 부호화 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
부호화 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 부호화할 수 있다(S33). 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 벡터에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 움직임 벡터에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 벡터 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 벡터에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 복호화 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치로 전달될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 부호화 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이는 복호화 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 부호화 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 부호화 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)을 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
이하, 도 11을 참조하여, IBC에 기반한 비디오/영상 디코딩 절차 및 복호화 장치 내 예측부를 설명한다. 복호화 장치는 상기 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 IBC 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
구체적으로 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S41). 복호화 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 (A)MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 (A)MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
복호화 장치는 상기 결정된 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다(S42). 예를 들어, 복호화 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 상술한 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 벡터를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 도출할 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있다.
다른 예로, 복호화 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상술한 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD를 도출할 수 있으며, 상기 현재 블록의 mvp와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 후보 리스트 구성 없이 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수도 있으며, 이 경우 해당 예측 모드에서 개시된 절차에 따라 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 도출될 수 있다. 이 경우 상술한 바와 같은 후보 리스트 구성은 생략될 수 있다.
복호화 장치는 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S43). 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 현재 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 복호화 장치의 예측부는 예측 모드 결정부, 움직임 벡터 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 벡터 도출부에서 수신된 움직임 벡터에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출하고, 예측 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S44). 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S45). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있다.
변환 정보 시그널링 개요
일 실시 예에 있어서, 현재 블록을 변환/역변환하기 위한 정보가 비트스트림을 통하여 부호화 장치에서 복호화 장치로 시그널링 될 수 있다. 도 12를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 부호화 장치는 인터, 인트라 및 IBC 모드 예측 등을 통하여 예측된 예측 샘플들의 블록인 예측 블록을 생성할 수 있으며(S110), 예측 블록을 기반으로 부호화 대상 블록에 대한 잔차 블록(잔차 샘플들)을 도출할 수 있다(S120). 부호화 장치는 도출된 잔차 블록에 변환 및 양자화를 적용하여 양자화된 변환 계수들로 구성된 변환 블록을 도출할 수 있다(S130). 부호화 장치는 현재 블록을 부호화 하기 위하여 사용된 예측 모드(인터, 인트라 및 IBC 모드)를 나타내는 예측 모드 정보, 변환 블록을 도출하기 위하여 사용된 변환 정보 및 변환 블록을 구성하는 양자화된 변환 계수들에 대한 부호화 정보를 비트스트림으로 생성될 수 있다(S140). 다음으로, 부호화 장치는 생성된 비트스트림을 복호화 장치로 전송할 수 있다(S150).
복호화 장치는 상기 비트스트림을 입력받고(S160), 상기 비트스트림으로부터 예측 모드 정보, 변환 정보 및 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 부호화 정보를 획득할 수 있다. 복호화 장치는 변환 계수들에 대한 부호화 정보를 복호화하여 양자화된 변환 계수들로 구성된 변환 블록을 도출할 수 있다(S170). 복호화 장치는 변환 블록을 기반으로 역양자화/역변환을 거쳐 잔차 블록을 도출할 수 있다(S180). 다음으로, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 획득된 예측 정보에 기반하여 예측 블록을 생성할 수 있다(S190). 다음으로, 복호화 장치는 예측 블록과 잔차 블록에 기반하여 현재 블록의 복원 블록을 생성할 수 있다(S195). 한편, 상술한 양자화/역양자화 및/또는 변환/역변환 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
일 실시 예에 따른 부호화 장치와 복호화 장치는 상기 변환(역변환)을 수행하기 위해 변환 커널을 선택할 수 있다. 변환 커널은 변환 행렬(변환 매트릭스), 변환 타입, 변환 함수 등 다양한 용어로 명명될 수 있다. 부호화 장치는 선택된 변환 커널에 기반하여 잔차블록을 변환함으로써 변환블록을 생성할 수 있고, 복호화 장치는 선택된 변환 커널에 기반하여 변환 블록을 역변환함으로써 잔차 블록을 생성할 수 있다. 아래의 수학식은 변환 블록 x[j]에 대하여, 복호화 장치가 잔차 블록 samples y[i]를 생성하기 위하여 변환 행렬 transMatrix[i][j]를 적용하는 일 실시예를 나타낸다. 여기서, j는　0 내지 nonZeroS　-　1의 값을 가질 수 있다. nonZeroS는 0이 아닌 양자화된 변환 계수들의 수평 샘플 크기를 나타낸다. I는 0 내지 nTbS　-　1의 값을 가질 수 있다. nTbS는 잔차 샘플들의 수평 샘플 크기를 나타낸다.
Figure 112021103590746-pct00001
복호화 장치가 역변환을 수행할 때 사용되는 변환 커널은 부호화 장치가 변환을 수행할 때 사용되는 변환 커널에 대하여 역의 관계를 가질 수 있다. 예를들어, 변환 커널이 변환 행렬로 구성되는 경우, 복호화 장치가 역변환을 수행할 때 사용되는 변환 행렬은 부호화 장치가 변환을 수행할 때 사용되는 변환 행렬의 역행렬일 수 있다. 변환 커널이 변환 함수로 구성되는 경우, 복호화 장치가 역변환을 수행할 때 사용되는 변환 함수는 부호화 장치가 변환을 수행할 때 사용되는 변환 함수의 역함수일 수 있다.
일 실시 예에 따른 부호화 장치와 복호화 장치는, 복수의 변환 커널 중에서 현재 블록을 변환(역변환)하기 위한 커널을 선택하는 MTS(Multiple Transform Selection)를 수행할 수 있다. 도 13 및 도 14를 참조하여 보다 상세히 설명한다. 부호화 장치 또는 복호화 장치는 변환 또는 역변환을 수행하기 위하여, 복수의 변환 커널 중에서 어느 하나의 변환 커널을 선택할 수 있다. 일 실시 예에서, 부호화 장치는 잔차 블록에 대하여 복수의 변환 커널을 적용한 후 가장 변환 효율이 좋은 변환 커널을 잔차 블록을 변환하기 위한 변환 커널로 선택할 수 있다(S131). 변환 효율은 RD-코스트의 비교로 수행될 수 있다. 그리고, 부호화 장치는 선택된 변환 커널로 잔차 블록이 수행된 결과로 변환 블록을 생성할 수 있다(S132). 마지막으로, 부호화 장치는 변환에 사용된 변환 커널을 복호화 장치로 시그널하기 위한 변환 정보와 변환 블록의 정보를 비트스트림으로 출력할 수 있다(S133). 여기서 변환 정보는 예측 모드에 따른 MTS의 수행여부를 나타내는 정보, MTS에 적용된 커널을 나타내는 정보 및 이러한 정보가 비트스트림에 포함되어 있는지 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이에 대응하여, 복호화 장치는 변환블록의 역변환을 수행하여 그에 대응되는 잔차 블록을 생성하기 위하여, 비트스트림으로부터 변환 정보 및 변환 블록의 정보를 획득할 수 있다(S181). 그리고, 복호화 장치는 상기 변환 정보에 기초하여 현재 변환 블록의 역변환을 위한 변환 커널을 선택할 수 있다(S182). 그리고 복호화 장치는 선택된 변환 커널을 사용하여 현재 변환 블록에 대한 잔차 블록을 생성할 수 있다(S183).
위와 같이 다수의 변환 커널 중에서 어느 하나의 변환 커널이 변환 효율에 따라 선택되어 사용될 수 있는 점에서, 부호화 장치는 변환에 사용된 변환 커널의 정보를 복호화 장치로 시그널링함으로써, 복호화 장치는 부호화 장치의 변환에 사용된 변환 커널에 대응하는 변환 커널을 이용하여 역변환을 수행할 수 있다.
한편, MTS를 수행하기 위하여, 변환 커널은 다수의 변환 커널 세트 중 일부가 선택됨으로써 결정될 수 있다. 예를들어, 변환 커널 세트는 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 변환 커널 세트를 선택하기 위한 인덱스 정보로 변환 커널 인덱스 정보인 MTS 인덱스 정보가 사용될 수도 있다.
이에 따라, 일 실시 예에 따른 부호화 장치는, 복호화 장치가 변환 커널 세트를 선택하기 위한 정보로 MTS 인덱스 정보를 복호화 장치로 시그널할 수 있다. 예를들어, MTS 인덱스 정보가 변환 커널 세트들 중 하나를 지시하기 위하여 부호화 장치에서 생성되어 복호화 장치로 시그널링 될 수 있다. 일 실시 예에서, 변환 커널 세트는 수직 변환 커널을 나타내는 인덱스 정보와, 수평 변환 커널을 나타내는 인덱스 정보로 시그널될 수 있다. 아래의 표는 MTS 인덱스 정보의 값에 따른 변환 커널 세트의 일 실시 예를 나타낸다.
tu_mts_idx[　x0　][　y0　] 0 1 2 3 4
trTypeHor 0 1 2 1 2
trTypeVer 0 1 1 2 2
여기서, trTypeHor는 수평 변환 커널을 나타낼 수 있고, trTypeVer는 수직 변환 커널을 나타낼 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 표에 따른 trTypeHor와 trTypeVer 값 0은 DCT2를 나타낼 수 있고, trTypeHor와 trTypeVer 값 1은 DST7을 나타낼 수 있고, trTypeHor와 trTypeVer 값 2는 DCT8을 나타낼 수 있다. 다만 이는 예시로서, trTypeHor와 trTypeVer이 나타내는 값에는 다른 DCT 또는 DST가 매핑될 수도 있다. 도 15는 DCT2, DCT8, DST7에 대한 기저 함수들(basis functions)의 일 예를 나타낸다.
실시예 1
이하 도 16 내지 17을 참조하여 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 MTS 인덱스 시그널링과 그에 따른 복호화 장치의 역변환 처리에 대하여 설명한다. 도 16은 일 실시 예에 따른 부호화 장치가 MTS를 이용하여 현재 블록을 부호화하는 방법을 설명하는 순서도이다. 일 실시 예에 따른 부호화 장치는 현재 블록을 부호화 하기 위하여 비트스트림을 통해 MTS 인덱스의 시그널링이 수행되는지 여부를 결정할 수 있다(S210). 예를들어, 부호화 장치는 시퀀스 파라미터 세트(SPS)에 포함된 플래그 정보가 MTS 인덱스의 시그널링이 가능한지를 나타내면, 현재 블록을 부호화 하기 위하여 MTS 인덱스의 시그널링이 가능함을 결정할 수 있다. 예를들어, 시퀀스 파라미터 세트에는 현재 부호화 모드가 인터 모드일 때 비트스트림에 tu_mts_idx가 포함될 수 있는지를 나타내는 제 1 플래그 정보와, 현재 부호화 모드가 인트라 모드일 때 비트스트림에 tu_mts_idx가 포함될 수 있는지를 나타내는 제 2 플래그 정보가 포함될 수 있다. 이에 따라 부호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드에 따라 MTS 인덱스의 시그널링 가부를 결정할 수 있다.
여기서, 제 1 플래그는 tu_mts_idx가 인트라 코딩 유닛 신택스에 존재하는지 여부를 나타내는 파라미터인 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag일 수 있다. 예를들어, tu_mts_idx가 인트라 코딩 유닛 신택스에 존재하는 경우 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag는 1 값을 가질 수 있다. 한편, tu_mts_idx가 인트라 코딩 유닛 신택스에 존재하지 않는 경우 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag는 0 값을 가질 수 있다.
제 2 플래그는 tu_mts_idx가 인터 코딩 유닛 신택스에 존재하는지 여부를 나타내는 파라미터인 sps_explicit_mts_inter_enabled_flag일 수 있다. tu_mts_idx가 인터 코딩 유닛 신택스에 존재하는 경우 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag는 1값을 가질 수 있다. tu_mts_idx가 인터 코딩 유닛 신택스에 존재하지 않는 경우 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag는 0값을 가질 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 MTS 인덱스의 시그널링이 가능한 경우, 복수의 변환 커널별로 현재 블록의 변환을 수행할 수 있다(S221). 예를들어, 부호화 장치는 복수의 커널 별로 현재 블록에 대한 잔차 블록을 변환하여 변환 블록을 생성할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 복수의 커널별로 현재 블록의 변환을 수행한 결과에 기반하여, 현재 블록의 부호화를 수행하기 위하여 변환을 적용하는지 여부를 결정할 수 있다(S222). 예를들어, 부호화 장치는 변환을 수행하지 않는 경우와 각 변환 커널 별로 변환을 수행한 경우에 있어서의 부호화 효율을 비교함으로써, 부호화를 수행하기 위하여 변환을 적용하는지 여부를 결정할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 MTS 인덱스의 시그널링이 가능하고, 변환에 기반하여 현재 블록이 부호화 되는 경우, tu_mts_idx의 값으로 변환에 사용된 변 커널의 MTS 인덱스를 비트스트림으로 출력하고, 변환 스킵 여부를 나타내는 파라미터인 transform_skip_flag의 값으로 0을 비트스트림으로 출력할 수 있다(S223). 이로써, 부호화 장치는 변환에 사용된 변환 커널의 정보를 복호화 장치로 시그널링할 수 있다.
한편, 부호화 장치는 변환에 기반하여 현재 블록이 부호화 되지 않은 경우, tu_mts_idx의 값을 비트스트림에 출력하지 않고, 변환 스킵 여부를 나타내는 파라미터인 transform_skip_flag의 값으로 1을 비트스트림으로 출력할 수 있다(S224). 이로써, 부호화 장치는 현재 블록의 변환이 수행되지 않고, 스킵됨을 복호화 장치로 시그널링할 수 있다.
다시 S210단계를 참조하면, 부호화 장치는 MTS 인덱스의 시그널링이 가능하지 않은 경우, 미리 설정된 변환 커널을 이용하여 현재 블록의 변환을 수행할 수 있다(S231). 예를들어, 부호화 장치는 미리 설정된 변환 커널을 이용하여 현재 블록에 대한 잔차 블록을 변환하여 변환 블록을 생성할 수 있다. 예를들어, 부호화 장치는 수평 변환 커널로 DCT2를 이용하고 수직 변환 커널로 DCT2를 이용할 수 있다. 또는, 부호화 장치는 수평 변환 커널로 DST7을 이용하고 수직 변환 커널로 DST7을 이용할 수 있다. 또는, 부호화 장치는 수평 변환 커널로 DCT8을 이용하고 수직 변환 커널로 DCT8을 이용할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 미리 설정된 변환 커널을 이용하여 현재 블록의 변환을 수행한 결과에 기반하여, 현재 블록의 부호화를 수행하기 위하여 변환을 적용하는지 여부를 결정할 수 있다(S232). 예를들어, 부호화 장치는 변환을 수행하지 않는 경우와 변환을 수행한 경우에 있어서의 부호화 효율을 비교함으로써, 부호화를 수행하기 위하여 변환을 적용하는지 여부를 결정할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 변환에 기반하여 현재 블록이 부호화 되는 경우, tu_mts_idx의 값을 비트스트림으로 출력하지 않고, 변환 스킵 여부를 나타내는 파라미터인 transform_skip_flag의 값으로 0을 비트스트림으로 출력할 수 있다(S233). 이로써, 부호화 장치는 변환에 사용된 변환 커널의 정보를 복호화 장치가 유도하게 함으로써, 변환 커널의 정보를 복호화 장치로 시그널링할 수 있다.
한편, 부호화 장치는 변환에 기반하여 현재 블록이 부호화 되지 않은 경우, tu_mts_idx의 값을 비트스트림에 출력하지 않고, 변환 스킵 여부를 나타내는 파라미터인 transform_skip_flag의 값으로 1을 비트스트림으로 출력할 수 있다(S234). 이로써, 부호화 장치는 현재 블록의 변환이 수행되지 않고, 스킵됨을 복호화 장치로 시그널링할 수 있다.
도 17는 일 실시 예에 따른 복호화 장치가 MTS를 이용하여 현재 블록을 복호화 하는 방법을 설명한다. 일 실시 예에 따른 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 모드가 아니며, 부가 조건을 충족하는지 여부를 결정할 수 있다(S310). 여기서 부가 조건은 비트스트림으로부터 획득된 제 1 플래그가 현재 부호화 모드가 인터 모드일 때 비트스트림에 tu_mts_idx가 포함되어 있는지를 나타내는지 여부일 수 있다. 예를들어, 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 모드가 아니고, 제 1 플래그가 현재 부호화 모드가 인터 모드일 때 비트스트림에 tu_mts_idx가 포함되어 있는지를 나타내면, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 tu_mts_idx를 획득할 수 있다(S330).
그렇지 않다면, 일 실시 예에 따른 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 모드이며, 부가 조건을 충족하는지 여부를 결정한다(S320). 여기서 부가 조건은 비트스트림으로부터 획득된 제 2 플래그가 현재 부호화 모드가 인트라 모드일 때 비트스트림에 tu_mts_idx가 포함되어 있는지를 나타내는지 여부일 수 있다. 예를들어, 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 모드이고, 제 2 플래그가 현재 부호화 모드가 인트라 모드일 때 비트스트림에 tu_mts_idx가 포함되어 있는지를 나타내면, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 tu_mts_idx를 획득할 수 있다(S330).
한편, 위의 S320단계의 조건이 충족되지 않는다면, 복호화 장치는 현재 블록의 tu_mts_idx를 획득하지 않을 수 있다(S340). 또한, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 획득된 transform_skip_flag의 값이 현재 블록에 대한 변환이 수행되지 않음을 나타내는 경우, 현재 블록의 tu_mts_idx를 획득하지 않을 수 있다.
여기서 S310단계와 S320단계의 순서는 서로 바뀌어 실시될 수 있다. 예를들어, 부호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 모드이며, 부가 조건을 충족하는지 여부를 결정한 후(S320), 그 결과에 따라 현재 블록의 부호화 모드가 인터 모드이며, 부가 조건을 충족하는지 여부를 결정할(S310) 수도 있다.
복호화 장치는 현재 블록을 복호화 하기 위하여, 미리 결정된 변환 커널이 이용되는지 또는 tu_mts_idx에 따라 변환 커널이 선택되는지를 결정할 수 있다. 예를들어, 복호화 장치는 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag의 값이 0이고, sps_explicit_mts_inter_enabled_flag의 값이 0이며, 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 모드이면, 미리 결정된 변환 커널이 이용됨을 결정할 수 있다. 한편, 이와 같은 조건이 충족되지 않으면 복호화 장치는 tu_mts_idx에 따라 변환 커널이 선택됨을 결정할 수 있다.
복호화 장치는 미리 결정된 변환 커널을 이용하여 현재 블록을 복호화 하는 경우, tu_mts_idx의 값에 무관히 미리 결정된 변환 커널을 이용하여 현재 블록의 변환 블록을 역변환하여 현재 블록의 잔차 블록을 생성할 수 있다. 예를들어, 복호화 장치는 수평 변환 커널로 DCT2를 이용하고 수직 변환 커널로 DCT2를 이용할 수 있다. 또는, 복호화 장치는 수평 변환 커널로 DST7을 이용하고 수직 변환 커널로 DST7을 이용할 수 있다. 또는, 복호화 장치는 수평 변환 커널로 DCT8을 이용하고 수직 변환 커널로 DCT8을 이용할 수 있다.
한편, 복호화 장치는 tu_mts_idx에 따라 현재 블록이 복호화 되는 경우, 비트스트림으로부터 획득된 tu_mts_idx의 값과 표 2에 따라 선택된 변환 커널을 이용하여 현재 블록의 변환 블록을 역변환함으로써 현재 블록의 잔차 블록을 생성할 수 있다.도 18은 도 16 및 도 17의 예에 있어서, 일 실시 예에 따른 부호화 장치가 영상을 부호화 하여 생성한 비트스트림을 복호화 장치가 파싱하여 TU의 부호화 정보를 획득하기 위한 신택스 구조의 일부를 나타낸다.
앞서의 설명과 같이, 부호화 장치는 현재 코딩 유닛의 루마 변환 블록에 적용되는 수평 및 수직 변환 커널을 나타내는 MTS 인덱스 파라미터인 tu_mts_idx를 비트스트림에 포함시킬 수 있다. tu_mts_idx는 앞서 표 2를 참조하여 설명한 바와 같이 trTypeHor와 trTypeVer의 값을 설정하기 위한 값을 나타낼 수 있다.
부호화 장치는 tu_mts_idx를 특정 조건 하에서만 비트스트림을 통해 복호화 장치로 시그널링할 수 있다. 예를들어, 부호화 장치는 현재 블록의 예측 모드와, 제 1 플래그와 제 2 플래그의 값에 기반하여 tu_mts_idx의 시그널링 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 제 1 플래그는 tu_mts_idx가 인트라 코딩 유닛 신택스에 존재하는지 여부를 나타내는 파라미터인 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag일 수 있다. 그리고 제 2 플래그는 tu_mts_idx가 인터 코딩 유닛 신택스에 존재하는지 여부를 나타내는 파라미터인 sps_explicit_mts_inter_enabled_flag일 수 있다.
부호화 장치는 비트스트림의 비트수를 줄이기 위하여 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag와 sps_explicit_mts_inter_enabled_flag의 전송 여부를 나타내는 정보를 비트스트림에 포함시킬 수 있다. 예를들어, 부호화 장치는 상기 두 플래그가 비트스트림에 포함되어 있는지 여부를 나타내는 파라미터로 제 3 플래그 정보를 비트스트림에 포함시킬 수 있다. 예를들어, 제 3 플래그는 sps_mts_enabled_flag일 수 있다.
예를들어, sps_mts_enabled_flag는 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag와 sps_explicit_mts_inter_enabled_flag가 시퀀스 파라미터셋의 RBSP 신택스에 존재 하는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, sps_mts_enabled_flag는 값으로 1이 설정됨으로써, sps_explicit_mts_intra_enabled_flag와 sps_explicit_mts_inter_enabled_flag가 시퀀스 파라미터셋의 RBSP 신택스에 존재 함을 나타낼 수 있다. 한편, sps_mts_enabled_flag는 값으로 0이 설정됨으로써, sps_explicit_mts_intra_enabled_flag와 sps_explicit_mts_inter_enabled_flag가 시퀀스 파라미터셋의 RBSP 신택스에 존재 하지 않음을 나타낼 수 있다.
일 실시 예에서, 복호화 장치는 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag가 비트스트림에서 획득되지 않는 경우, sps_explicit_mts_intra_enabled_flag의 값을 0으로 설정할 수 있다. 그리고, sps_explicit_mts_intra_enabled_flag가 비트스트림에서 획득되지 않는 경우, sps_explicit_mts_intra_enabled_flag의 값을 0으로 설정할 수 있다.
다시 도 18을 참조하여 설명한다. 변환 유닛의 신택스에 관한 도 18에 표현된 세번째 if문(300)에 따라, 현재 블록의 예측 모드가 인트라 모드가 아니고 tu_mts_idx가 인터 코딩 유닛 신택스에 존재할 수 있거나, 현재 블록의 예측 모드가 인트라 모드이고 tu_mts_idx가 인트라 코딩 유닛 신택스에 존재할 수 있음을 나타내는 경우, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 tu_mts_idx 파라미터를 획득할 수 있다.
한편, 세번째 if문(300)이 참이 아니면 복호화 장치는 비트스트림으로부터 tu_mts_idx 파라미터를 획득하지 않는다. 이러한 경우 복호화 장치는 tu_mts_idx의 값으로 미리 설정된 값을 설정할 수 있다. 예를들어, 복호화 장치는 tu_mts_idx가 비트스트림으로부터 획득되지 않는 경우, tu_mts_idx의 값을 0으로 설정할 수 있다. 이에 따라 복호화 장치는 표 2를 참조하여 전술한 바와 같이 trTypeHor와 trTypeVer의 값을 0으로 설정하고, trTypeHor와 trTypeVer에 따라 현재 블록을 위한 변환 커널로 DCT2가 사용됨을 결정할 수 있다.
실시예 2
한편, 위와 같이 MTS를 수행하여 영상의 부호화를 수행하는 경우, 변환 블록에 최적의 변환 커널을 찾아 적용하는 점에서 압축 효율이 개선되는 효과가 발생한다. 하지만, MTS를 수행하게 되는 경우 대상 블록마다 변환 커널을 결정하여야 하는 점에서, 부호화 복잡도가 상당히 높아지는 문제가 있다. 이에 따라, 일 실시 예에 따른 부호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인터 또는 인트라 모드일 경우에는 복수의 변환 커널 중에 어느 하나의 변환 커널을 선택하여 변환을 수행하고, 그에 따라 선택된 변환 커널을 나타내는 MTS 인덱스를 비트스트림으로 출력하지만, 현재 블록의 부호화 모드가 IBC 모드일 경우에는 미리 설정된 변환 커널을 이용하여 변환을 수행함으로써 부호화 복잡도를 낮출 수 있다. 또한 이러한 경우, 미리 설정된 변환 커널을 이용함으로써, MTS 인덱스를 비트스트림으로 출력하지 않을 수도 있다.
이하 도 19 내지 21을 참조하여 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 MTS 인덱스 시그널링과 그에 따른 복호화 장치의 역변환 처리에 대하여 설명한다. 도 19는 일 실시 예에 따른 부호화 장치의 동작을 나타내는 순서도이다. 도 19를 참조하여 부호화 장치의 동작을 먼저 설명한다. 도 19에서 S410 내지 S424 단계 및 S434 내지 S436 단계는 도 16의 S210 내지 S224단계 및 S232 내지 S234와 대응되는 점에서 자세한 설명을 생략한다. 이하에서는, 도 16과의 차이점인 도 19의 S431 내지 S433 단계를 주로 설명한다.
일 실시 예에 따른 부호화 장치는 MTS 인덱스의 시그널링이 수행되지 않는 경우(S410), 현재 블록의 부호화 모드가 IBC 모드인지 여부를 판단할 수 있다(S431). 부호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 IBC 모드인 경우 제 1 변환 커널을 이용하여 현재 잔차 블록의 변환을 수행함으로써 변환 블록을 생성할 수 있다(S432). 일 실시 예에서, 부호화 장치는 복수의 변환 커널 중에서 최적의 변환 커널을 선택하여 변환을 수행하지 않고 미리 설정된 제 1 변환 커널을 이용하여 변환을 수행할 수 있다. 예를들어, 부호화 장치는 수평 변환 커널로 DCT2를 이용하고 수직 변환 커널로 DCT2를 이용할 수 있다. 또는, 부호화 장치는 수평 변환 커널로 DST7을 이용하고 수직 변환 커널로 DST7을 이용할 수 있다. 또는, 부호화 장치는 수평 변환 커널로 DCT8을 이용하고 수직 변환 커널로 DCT8을 이용할 수 있다.
한편, 부호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 IBC 모드가 아닌 경우 제 2 변환 커널을 이용하여 현재 잔차 블록의 변환을 수행함으로써 변환 블록을 생성할 수 있다(S433). 일 실시 예에서, 현재 블록의 부호화 모드가 인터 또는 인트라 모드인 경우, 부호화 장치는 미리 설정된 제 2 변환 커널을 이용하여 변환을 수행할 수 있다. 예를들어, 부호화 장치는 수평 변환 커널로 DCT2를 이용하고 수직 변환 커널로 DCT2를 이용할 수 있다. 또는, 부호화 장치는 수평 변환 커널로 DST7을 이용하고 수직 변환 커널로 DST7을 이용할 수 있다. 또는, 부호화 장치는 수평 변환 커널로 DCT8을 이용하고 수직 변환 커널로 DCT8을 이용할 수 있다.
일 실시 예에 따른 부호화 장치는 IBC 모드로 생성된 잔차 블록의 변환 특성과, IBC 모드가 아닌 모드(e.g. 인터 또는 인트라 모드)로 생성된 잔차 블록의 변환 특성에 따라 제 1 변환 커널과 제 2 변환 커널을 특정 변환 커널로 미리 설정할 수 있다. 일 실시 예에 따른 부호화 장치는 제 1 변환 커널과 제 2 변환 커널을 동일하게 설정할 수 있다. 예를들어, 부호화 장치는 제 1 변환 커널과 제 2 변환 커널에 대하여 모두 수평 변환 커널로 DCT2를 이용하고 수직 변환 커널로 DCT2를 이용할 수 있다.
다른 실시 예에서, 부호화 장치는 제 1 변환 커널과 제 2 변환 커널을 서로 다르게 설정할 수도 있다. 예를들어, 부호화 장치는 IBC 모드를 위한 제 1 변환 커널에 대하여 수평 변환 커널로 DST7을 이용하고 수직 변환 커널로 DST7을 이용하며, IBC 모드가 아닌 예측 모드를 위한 제 2 변환 커널에 대하여, 수평 변환 커널로 DCT2를 이용하고 수직 변환 커널로 DCT2를 이용할 수 있다.다음으로, 부호화 장치는 앞서 설명한 바와 같이 미리 설정된 변환 커널을 이용하여 현재 블록의 변환을 수행한 결과에 기반하여, 현재 블록의 부호화를 수행하기 위하여 변환을 적용하는지 여부를 결정할 수 있고(S434), 그에 따른 처리를 할 수 있다. 예를 들어, 부호화 장치는 변환에 기반하여 현재 블록이 부호화 되는 경우, tu_mts_idx의 값을 비트스트림으로 출력하지 않고, 변환 스킵 여부를 나타내는 파라미터인 transform_skip_flag의 값으로 0을 비트스트림으로 출력할 수 있다(S435). 한편, 변환에 기반하여 현재 블록이 부호화 되지 않은 경우, 부호화 장치는 tu_mts_idx의 값을 비트스트림에 출력하지 않고, 변환 스킵 여부를 나타내는 파라미터인 transform_skip_flag의 값으로 1을 비트스트림으로 출력할 수 있다(S436).
도 20은 일 실시 예에 따른 복호화 장치가 MTS 인덱스를 결정하는 방법을 설명한다. 일 실시 예에 따른 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인터 모드이며, 부가 조건을 충족하는지 여부를 결정할 수 있다(S510). 여기서 부가 조건은 비트스트림으로부터 획득된 제 1 플래그가 현재 부호화 모드가 인터 모드일 때 비트스트림에 tu_mts_idx가 포함되어 있는지를 나타내는지 여부일 수 있다. 예를들어, 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인터 모드이고, 제 1 플래그가 현재 부호화 모드가 인터 모드일 때 비트스트림에 tu_mts_idx가 포함되어 있는지를 나타내면, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 tu_mts_idx를 획득할 수 있다(S520).
그렇지 않다면, 일 실시 예에 따른 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 모드이며, 부가 조건을 충족하는지 여부를 결정할 수 있다(S530). 여기서 부가 조건은 비트스트림으로부터 획득된 제 2 플래그가 현재 부호화 모드가 인트라 모드일 때 비트스트림에 tu_mts_idx가 포함되어 있는지를 나타내는지 여부일 수 있다. 예를들어, 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 모드이고, 제 2 플래그가 현재 부호화 모드가 인트라 모드일 때 비트스트림에 tu_mts_idx가 포함되어 있는지를 나타내면, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 tu_mts_idx를 획득할 수 있다(S520).
한편, 그렇지 않다면 복호화 장치는 현재 블록의 tu_mts_idx를 비트스트림으로부터 획득하지 않고 유도할 수 있다(S540). 한편, 도 17을 참조하여 설명한 바와 같이, S510 단계와 S520 단계에 따른 조건 충족 여부 판단은 서로 순서가 바뀌어 수행될 수 있다.
이하 도 21을 참조하여 복호화 장치가 현재 블록의 tu_mts_idx를 비트스트림으로부터 획득하지 않고 유도하는 방법을 보다 상세히 설명한다. 일 실시 예에 따른 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 IBC 모드인지 여부를 판단할 수 있다(541). 일 실시 예에 따른 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 IBC 모드인 경우, 비트스트림으로부터 tu_mts_idx를 획득하는 바 없이 tu_mts_idx를 제 1 값으로 설정할 수 있다(S542). 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 IBC 모드가 아닌 경우, 비트스트림으로부터 tu_mts_idx를 획득하는 바 없이 tu_mts_idx를 제 2 값으로 설정할 수 있다(S543).
표 2의 예와 같은 경우 복호화 장치는 0 내지 4의 값 중에서 미리 설정된 어느 하나의 값으로 tu_mts_idx의 값을 설정할 수 있다. 일 실시 예에서, 부호화 장치가 현재 블록의 예측 모드가 IBC 모드인 경우와 IBC 모드가 아닌 경우 모두 수평 변환 커널로 DCT2를 이용하고 수직 변환 커널로 DCT2를 이용한 경우, 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 IBC 모드인지에 무관히 tu_mts_idx의 값으로 0을 설정할 수 있다.
다른 일 실시 예에서, 부호화 장치가 현재 블록의 예측 모드가 IBC 모드인 경우 수평 변환 커널로 DST7을 이용하고 수직 변환 커널로 DST7을 이용하며, 현재 블록의 예측 모드가 IBC 모드가 아닌 예측 모드인 경우 수평 변환 커널로 DCT2를 이용하고 수직 변환 커널로 DCT2를 이용한 경우, 복호화 장치는 현재 블록의 예측 모드가 IBC 모드인 경우 tu_mts_idx의 값으로 1을 설정하고, 현재 블록의 예측 모드가 IBC 모드가 아닌 경우 tu_mts_idx의 값으로 0을 설정할 수 있다.
도 22는 위와 같은 부호화 장치와 복호화 장치의 수행에 있어서, 일 실시 예에 따른 부호화 장치가 영상을 부호화하여 생성한 비트스트림을, 복호화 장치가 파싱하여 TU의 부호화 정보를 획득하기 위한 신택스 구조의 일부를 나타낸다.
도 22의 세번째 if문(400)은 현재 블록의 예측 모드가 인터모드이고 tu_mts_idx가 인터 코딩 유닛 신택스에 존재할 수 있거나, 현재 블록의 예측 모드가 인트라 모드이고 tu_mts_idx가 인트라 코딩 유닛 신택스에 존재할 수 있음을 나타내는 경우, 비트스트림에 tu_mts_idx 파라미터가 포함되어 있음을 나타낸다. 이에 따라 부호화 장치는 위와 같은 조건이 충족되면 tu_mts_idx의 값을 비트스트림으로 출력할 수 있다. 복호화 장치는 위와 같은 조건이 충족되면 비트스트림으로부터 tu_mts_idx의 값을 획득할 수 있다.
한편, 세번째 if문(400)이 충족되지 않으면, 부호화 장치는 tu_mts_idx의 값을 비트스트림으로 출력하지 않을 수 있다. 그리고, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 tu_mts_idx의 값을 획득하지 않을 수 있다. 이러한 경우 복호화 장치는 tu_mts_idx의 값으로 미리 설정된 값을 설정할 수 있다. 예를들어, 복호화 장치는 tu_mts_idx가 비트스트림으로부터 획득되지 않는 경우, tu_mts_idx의 값을 0으로 설정할 수 있다. 이에 따라 복호화 장치는 표 2를 참조하여 전술한 바와 같이 trTypeHor와 trTypeVer의 값을 0으로 설정하고, trTypeHor와 trTypeVer에 따라 현재 블록을 위한 변환 커널로 DCT2가 사용됨을 결정할 수 있다.
한편, 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 IBC인 경우 tu_mts_idx의 값을 1로 설정할 수 있다. 이에 따라 복호화 장치는 표 2를 참조하여 전술한 바와 같이 trTypeHor와 trTypeVer의 값을 1으로 설정하고, trTypeHor와 trTypeVer에 따라 현재 블록을 위한 변환 커널로 DST7이 사용됨을 결정할 수 있다.
이하 일 실시 예에 따른 복호화 장치가 MTS 인덱스에 기초하여 변환 커널을 선택하는 방법을 설명한다. 도 23 및 24는 일 실시 예에 따른 복호화 장치가 변환 커널을 선택하는 방법을 설명하는 순서도이다. 일 실시 예에 따른 복호화 장치는 변환 커널 인덱스의 유도 여부에 따라 변환 커널을 결정할 수 있다.
이하 도 23을 참조하여, 복호화 장치가 변환 커널 인덱스의 유도 여부를 판단하는 방법을 설명한다. 먼저, 일 실시 예에 따른 복호화 장치는 sps_mts_enabled_flag의 값에 따라 MTS 인덱스의 유도 여부를 결정할 수 있다(S610). 일 실시 예에 따른 복호화 장치는 sps_mts_enabled_flag의 값이 0이면, MTS 인덱스의 유도가 이루어 지지 않음을 결정할 수 있다. 이에 따라 복호화 장치는 MTS 인덱스의 유도 여부를 나타내는 파라미터인 implicitMtsEnabled의 값을 0으로 설정할 수 있다(S620).
일 실시 예에 따른 복호화 장치는 sps_mts_enabled_flag의 값이 1이면, MTS 인덱스의 유도 여부를 결정하기 위하여 부가 조건을 판단할 수 있다(S630). 예를들어, 복호화 장치는 sps_explicit_mts_intra_enabled_flag의 값이 0이고, sps_explicit_mts_inter_enabled_flag의 값이 0이며, 현재 블록의 부호화 모드가 IBC 모드인지 여부를 판단할 수 있다(S630). 복호화 장치는 이와 같은 부가 조건을 충족하면, implicitMtsEnabled의 값을 1로 설정할 수 있다(S640). 한편, 부가 조건이 충족되지 않으면, 복호화 장치는 implicitMtsEnabled의 값을 0로 설정할 수 있다(S650).
이하 도 24를 참조하여, 복호화 장치가 변환 커널 인덱스의 유도 가부에 따라 변환 커널을 결정하는 방법을 설명한다.
일 실시 예에 따른 복호화 장치는 implicitMtsEnabled의 값이 1인지에 따라, MTS 인덱스의 유도 여부를 결정할 수 있다(S710). 복호화 장치는 implicitMtsEnabled의 값이 1이 아니면, 변환 커널 인덱스의 값이 유도되지 않는 것으로 판단하고, tu_mts_idx의 값에 따라 trTypeHor 및 trTypeVer를 설정함으로써 수평 변환 커널과 수직 변환 커널을 결정할 수 있다(S720).
한편, 복호화 장치는 implicitMtsEnabled의 값이 1이면, 부가 조건을 판단함으로써 변환 커널을 결정할 수 있다(S730). 예를들어, 복호화 장치는 implicitMtsEnabled의 값이 1이면, sps_explicit_mts_intra_enabled_flag의 값이 0이고, sps_explicit_mts_inter_enabled_flag의 값이 0이며, 현재 블록의 부호화 모드가 IBC 모드인지 여부에 따라 변환 커널의 결정 방법을 선택할 수 있다(S730).
복호화 장치는 이와 같은 부가 조건을 충족하면, 블록의 너비 및 높이에 따라, trTypeHor 및 trTypeVer를 유도함으로써 수평 변환 커널과 수직 변환 커널을 결정할 수 있다(S740). 예를들어, 복호화 장치는 현재 블록의 너비가 4보다 크거나 같고, 현재 블록의 너비가 16보다 작거나 같고, 현재 블록의 높이가 현재 블록의 너비보다 크거나 같은 경우, trTypeHor를 1로 설정함으로써, 그에 따른 수평 변환 커널을 결정할 수 있다. 한편, 복호화 장치는 그렇지 않은 경우 trTypeHor를 0으로 설정함으로써, 그에 따른 수평 변환 커널을 결정할 수 있다.
또한, 복호화 장치는 현재 블록의 높이가 4보다 크거나 같고, 현재 블록의 높이가 16보다 작거나 같고, 현재 블록의 너비가 현재 블록의 높이보다 크거나 같은 경우, trTypeHor를 1로 설정함으로써, 그에 따른 수평 변환 커널을 결정할 수 있다. 한편, 복호화 장치는 그렇지 않은 경우 trTypeHor를 0으로 설정함으로써, 그에 따른 수평 변환 커널을 결정할 수 있다.
예를들어, 복호화 장치는 아래의 수식에 따라 trTypeHor 및 trTypeVer를 유도할 수 있다. 여기서 nTbW는 현재 블록의 너비, nTbH는 현재 블록의 높이를 의미한다.
[수학식 2]
trTypeHor = ( nTbW >= 4 && nTbW <= 16 && nTbW <= nTbH ) ? 1 : 0
[수학식 3]
trTypeVer = ( nTbH >= 4 && nTbH <= 16 && nTbH <= nTbW ) ? 1 : 0
상기의 수식과 앞선 표 2에 따라 현재 블록의 trTypeHor의 값이 1이면 복호화 장치는 DST7을 수평 변환 커널로 사용할 수 있고, trTypeVer의 값이 1이면 복호화 장치는 DST7을 수직 변환 커널로 사용할 수 있다. 또한, 현재 블록의 trTypeHor의 값이 0이면 복호화 장치는 DCT2를 수평 변환 커널로 사용할 수 있고, trTypeVer의 값이 0이면 복호화 장치는 DST2를 수직 변환 커널로 사용할 수 있다. 이와 같이, 현재 블록에 대한 수평 변환 커널과 수직 변환 커널을 유도함으로써, 부호화 효율을 높일 수 있다.
한편, 복호화 장치는 S730단계의 조건이 충족되지 않으면, 변환 커널 인덱스의 값이 유도되지 않는 것으로 판단하고, tu_mts_idx의 값에 따라 trTypeHor 및 trTypeVer를 설정함으로써 수평 변환 커널과 수직 변환 커널을 결정할 수 있다(S720).
본 개시에서 설명된 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 개시된 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계가 제외될 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시에서 설명되는 기술적 사상의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시에서의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 25는 본 개시에서의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 25에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
앞서 설명된 다양한 실시예의 방법에 따른 동작은 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되는 소프트웨어 또는 장치에서 실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등)에 의하여 장치 또는 컴퓨터 상에서 동작할 수 있다. 그리고, 이러한 소프트웨어 또는 장치에서 실행 가능한 명령 등은 장치 또는 컴퓨터의 구성요소를 통하여 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 개시된 사항을 구현하기 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 개시에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 비디오 또는 영상을 부호화하고 복호화하기 위한 구체적인 기술적 사상이 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 개시에 기재된 기술적 사상이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 본 개시에 기재된 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 개시에 기재된 기술적 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 개시의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 획득된 현재 블록의 예측 모드 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 변환 계수 블록을 획득하는 단계;
    상기 변환 계수 블록을 역양자화하여, 역양자화된 변환 계수 블록을 생성하는 단계;
    상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대한 변환 커널을 결정하는 단계; 및
    상기 변환 커널에 기반하여 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대해 역변환을 수행함으로써, 상기 현재 블록의 잔차 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 변환 커널은 변환 커널 인덱스 정보에 기반하여 결정되되,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널 인덱스 정보는 명시적 시그널링 여부에 관한 소정의 플래그 정보에 기반하여 상기 비트스트림으로부터 획득되고,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 IBC(intra block copy) 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널 인덱스 정보는 상기 플래그 정보와 무관하게 상기 비트스트림으로부터 획득되지 않는
    영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드가 아닌 것에 기반하여, 상기 변환 커널 인덱스 정보는, 상기 비트스트림으로부터 획득되지 않고 소정의 값으로 결정되는
    영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 IBC(intra block copy) 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널 인덱스 정보는 소정의 제1 변환 커널을 나타내는 값으로 결정되는
    영상 복호화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 변환 커널은 DCT2 및 DCT7 중 어느 하나인
    영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플래그 정보는, 상기 변환 커널 인덱스 정보가 인트라 코딩 유닛 신택스 내에 존재하는지 여부를 나타내는 제1 플래그 정보 및 상기 변환 커널 인덱스 정보가 인터 코딩 유닛 신택스 내에 존재하는지 여부를 나타내는 제2 플래그 정보를 포함하는
    영상 복호화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 플래그 정보가, 상기 인트라 코딩 유닛 신택스 내에 상기 변환 커널 인덱스 정보가 존재하지 않음을 나타내는 제1 값을 갖는 것에 기반하여,
    상기 변환 커널은 상기 현재 블록의 너비 및 높이에 기반하여 유도되는
    영상 복호화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 변환 커널은 수평 방향 커널을 포함하고,
    상기 수평 방향 커널은, 상기 현재 블록의 너비가 소정의 범위 내인지 여부에 기반하여 유도되는
    영상 복호화 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 변환 커널은 수직 방향 커널을 포함하고,
    상기 수직 방향 커널은, 상기 현재 블록의 높이가 소정의 범위 내인지 여부에 기반하여 유도되는
    영상 복호화 방법.
  9. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    비트스트림으로부터 획득된 현재 블록의 예측 모드 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 모드를 결정하고,
    상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록의 변환 계수 블록을 획득하고,
    상기 변환 계수 블록을 역양자화하여 역양자화된 변환 계수 블록을 생성하고,
    상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대한 변환 커널을 결정하고,
    상기 변환 커널에 기반하여 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대해 역변환을 수행함으로써, 상기 현재 블록의 잔차 블록을 생성하며,
    상기 변환 커널은 변환 커널 인덱스 정보에 기반하여 결정되되,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널 인덱스 정보는 명시적 시그널링 여부에 관한 소정의 플래그 정보에 기반하여 상기 비트스트림으로부터 획득되고,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 IBC(intra block copy) 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널 인덱스 정보는 상기 플래그 정보와 무관하게 상기 비트스트림으로부터 획득되지 않는
    영상 복호화 장치.
  10. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법에 있어서,
    현재 블록의 예측 모드를 선택하는 단계;
    상기 선택된 예측 모드에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 예측 블록에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 잔차 블록을 생성하는 단계;
    상기 예측 모드에 기반하여 상기 잔차 블록을 변환하기 위한 변환 커널을 선택하는 단계;
    상기 변환 커널에 기반하여 상기 잔차 블록을 변환함으로써, 변환 계수 블록을 생성하는 단계;
    상기 변환 계수 블록을 양자화하여 양자화된 변환 계수 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 양자화된 변환 계수 블록을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널을 나타내는 변환 커널 인덱스 정보는 명시적 시그널링 여부에 관한 소정의 플래그 정보에 기반하여 상기 비트스트림 내에 부호화되고,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 IBC(intra block copy) 모드인 것에 기반하여, 상기 변환 커널 인덱스 정보는 상기 플래그 정보와 무관하게 상기 비트스트림 내에 부호화되지 않는
    영상 부호화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드가 아닌 것에 기반하여, 상기 잔차 블록의 변환은 소정의 변환 커널에 기반하여 수행되고,
    상기 변환 커널 인덱스 정보는 상기 비트스트림 내에 부호화되지 않는
    영상 부호화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 플래그 정보는, 상기 변환 커널 인덱스 정보가 인트라 코딩 유닛 신택스 내에 존재하는지 여부를 나타내는 제1 플래그 정보 및 상기 변환 커널 인덱스 정보가 인터 코딩 유닛 신택스 내에 존재하는지 여부를 나타내는 제2 플래그 정보를 포함하는
    영상 부호화 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 플래그 정보가, 상기 인트라 코딩 유닛 신택스 내에 상기 변환 커널 인덱스 정보가 존재하지 않음을 나타내는 제1 값을 갖는 것에 기반하여,
    상기 소정의 변환 커널은 상기 현재 블록의 너비 및 높이에 기반하여 유도되는
    영상 부호화 방법.
  14. 제10항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
  15. 제10항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
  16. 삭제
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