KR102501105B1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 부호화 및 복호화 방법에 관한 것이다. 이를 위한 영상 복호화 방법은, 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계 및 상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조일 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 {METHOD AND APPARATUS FOR ENCODING/DECODING IMAGE AND RECORDING MEDIUM FOR STORING BITSTREAM}
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 다양한 블록 분할 구조를 이용한 영상의 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 영상을 효율적으로 분할하기 위해 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다.
종래의 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에서 부호화 유닛은 항상 정사각형 형태를 가지며, 쿼드트리 형태로 분할되기 때문에 영상 내 국부적 특성을 고려하여 부호화/복호화하는데 한계가 있다.
본 발명은 영상의 부호화/복호화 효율을 향상시키기 위해 다양한 블록 분할 구조를 이용한 영상의 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법은, 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계 및 상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조일 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계는, 상기 부호화 유닛 기반으로 화면 내 예측 및 화면 간 예측 중 적어도 하나의 예측을 수행하여 복호화할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계는, 상기 부호화 유닛 기반으로 역변환 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하여 복호화할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 이진트리는, 수직 이진트리 및 수평 이진트리를 포함하고, 상기 3분할트리는, 수직 3분할트리 및 수평 3분할트리를 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 및 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나는 시퀀스 파라미터 세트에 포함될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 블록 분할 구조는, 최대 변환 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우, 상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은, 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계 및 상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조일 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계는, 상기 부호화 유닛 기반으로 화면 내 예측 및 화면 간 예측 중 적어도 하나의 예측을 수행하여 부호화할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계는, 상기 부호화 유닛 기반으로 변환 및 양자화 중 적어도 하나를 수행하여 부호화할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나에 기초하여 제한될 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 중 적어도 하나를 시퀀스 파라미터 세트에 포함하여 부호화될 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 블록 분할 구조는, 최대 변환 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우, 상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 기록 매체는 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계 및 상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 발명은 영상의 부호화/복호화 효율을 향상시키기 위해 다양한 블록 분할 구조를 이용한 영상의 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 영상의 부호화 및 복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 영상의 부호화기 및 복호화기의 계산 복잡도를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 쿼드트리 분할, 대칭 이진트리 분할(Symmetric BinaryTree, SBT) 및 비대칭 이진트리 분할(Asymmetric BinaryTree, ABT)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 6은 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할 구조로 분할된 CTU 및 이에 대응되는 트리 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할 의 일 실시 예를 나타낸다.
도 8은 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할에서 비대칭 이진트리 분할의 재귀적 수행의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할의 시그널링을 나타내는 도면이다.
도 10은 2의 지수로 분할 가능한 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 11은 2의 지수로 분할 가능하지 않는 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 12는 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 시그널링을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 14는 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 15는 블록 형태에 따른 수직 이진트리 분할(BI_VER_SPLIT), 수평 이진트리 분할(BI_HOL_SPLIT), 수직 3분할트리 분할(TRI_VER_SPLIT) 및 수평 3분할트리 분할(TRI_HOL_SPLIT)의 실시 예를 나타낸다.
도 16은 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할에서 허용되는 분할 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 허용되는 분할 모드에 따른 비트 할당의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할의 시그널링을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 정사각형 분할 정보 시그널링을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 분리된 PU/TU 트리 분할의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 21은 쿼드트리 깊이 및 이진트리 깊이 별로 쿼드트리 후 이진트리 분할의 블록 분할 구조로 분할된 CTU의 자세한 예를 나타내는 도면이다.
도 22은 CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 쿼드트리 후 이진트리 형태의 블록 분할 구조로 분할되는 예를 나타내는 도면이다.
도 23은 복원된 양자화 행렬 계수 스캔 방법들의 예를 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "동영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "동영상을 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다.
이하에서, 용어들 "동영상" 및 "비디오"는 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 영상은 부호화의 대상인 부호화 대상 영상 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 영상일 수 있다. 또한, 대상 영상은 부호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있고, 복호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있다. 여기서, 대상 영상은 현재 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
이하에서, 용어들 "영상", "픽처", "프레임(frame)" 및 "스크린(screen)"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 블록은 부호화의 대상인 부호화 대상 블록 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 블록일 수 있다. 또한, 대상 블록은 현재 부호화 및/또는 복호화의 대상인 현재 블록일 수 있다. 예를 들면, 용어들 "대상 블록" 및 "현재 블록"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 용어들 "블록" 및 "유닛"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다. 또는 "블록"은 특정한 유닛을 나타낼 수 있다.
이하에서, 용어들 "영역(region)" 및 "세그먼트(segment)"는 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 특정한 신호는 특정한 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예를 들면, 원(original) 신호는 대상 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예측(prediction) 신호는 예측 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 잔여(residual) 신호는 잔여 블록(residual block)을 나타내는 신호일 수 있다.
실시예들에서, 특정된 정보, 데이터, 플래그(flag), 색인(index) 및 요소(element), 속성(attribute) 등의 각각은 값을 가질 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "0"은 논리 거짓(logical false) 또는 제1 기정의된(predefined) 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "0", 거짓, 논리 거짓 및 제1 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "1"은 논리 참(logical true) 또는 제2 기정의된 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "1", 참, 논리 참 및 제2 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다.
행, 열 또는 색인(index)을 나타내기 위해 i 또는 j 등의 변수가 사용될 때, i의 값은 0 이상의 정수일 수 있으며, 1 이상의 정수일 수도 있다. 말하자면, 실시예들에서 행, 열 및 색인 등은 0에서부터 카운트될 수 있으며, 1에서부터 카운트될 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 부호화 장치를 의미할 수 있다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 복호화 장치를 의미할 수 있다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미할 수 있으며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다. 즉, 샘플, 화소, 픽셀은 서로 같은 의미를 가질 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 즉, 하나의 영상은 복수의 유닛들로 분할될 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 정사각형뿐만 아니라 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree), 3분할트리(ternary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 샘플 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다. 여기서, 쿼드트리는 4분할트리(quarternary tree)를 의미할 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽처 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 영상 내에서 현재 픽처의 현재 블록과 대응하는 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미할 수 있다. 트리 구조(Tree Structure)에서 가장 상위 노드(Root Node)는 분할되지 않은 최초의 유닛에 대응할 수 있다. 가장 상위 노드는 루트 노드로 칭해질 수 있다. 또한, 가장 상위 노드는 최소의 깊이 값을 가질 수 있다. 이 때, 가장 상위 노드는 레벨(Level) 0의 깊이를 가질 수 있다. 레벨 1의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 한 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 2의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 두 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 n의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 n번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 리프 노드(Leaf Node)는 가장 하위의 노드일 수 있으며, 더 분할될 수 없는 노드일 수 있다. 리프 노드의 깊이는 최대 레벨일 수 있다. 예를 들면, 최대 레벨의 기정의된 값은 3일 수 있다. 루트 노드는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더(header) 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문 요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 모드(Prediction Mode): 화면 내 예측으로 부호화/복호화되는 모드 또는 화면 간 예측으로 부호화/복호화되는 모드를 지시하는 정보일 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 예측 유닛은 더 작은 크기를 가지는 복수의 파티션(Partition) 또는 복수의 하위 예측 유닛들로 분할 될 수도 있다. 복수의 파티션들 또한 예측 또는 보상의 수행에 있어서의 기본 단위일 수 있다. 예측 유닛의 분할에 의해 생성된 파티션 또한 예측 유닛일 수 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미할 수 있다.
참조 영상 리스트(Reference Picture List): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 하나 이상의 참조 영상들을 포함하는 리스트를 의미할 수 있다. 참조 영상 리스트의 종류는 LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) 등이 있을 수 있으며, 화면 간 예측에는 1개 이상의 참조 영상 리스트들이 사용될 수 있다.
화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 현재 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향 예측 등)을 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 개수를 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대해 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 개수를 의미할 수 있다.
예측 리스트 활용 플래그(prediction list utilization flag): 특정 참조 영상 리스트 내 적어도 하나의 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하는지 여부를 나타낸다. 예측 리스트 활용 플래그를 이용하여 화면 간 예측 지시자를 도출할 수 있고, 반대로 화면 간 예측 지시자를 이용하여 예측 리스트 활용 플래그를 도출할 수 있다. 예를 들어, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값인 0을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트 내 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하지 않는 것을 나타낼 수 있고, 제2 값인 1을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있는 것을 나타낼 수 있다.
참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상을 지시하는 색인을 의미할 수 있다.
참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 블록이 참조하는 영상을 의미할 수 있다. 또는, 참조 영상은 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 위해 현재 블록이 참조하는 참조 블록을 포함하는 영상일 수 있다. 이하, 용어 "참조 픽처" 및 "참조 영상"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 움직임 벡터는 부호화/복호화 대상 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. mvX는 수평(horizontal) 성분, mvY는 수직(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.
탐색 영역(Search Range): 탐색 영역은 화면 간 예측 중 움직임 벡터에 대한 탐색이 이루어지는 2차원의 영역일 수 있다. 예를 들면, 탐색 영역의 크기는 MxN일 수 있다. M 및 N은 각각 양의 정수일 수 있다.
움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 블록 혹은 그 블록의 움직임 벡터를 의미할 수 있다. 또한, 움직임 벡터 후보는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함될 수 있다.
움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 하나 이상의 움직임 벡터 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)일 수 있다.
움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자 뿐만 아니라 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트 정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 머지 후보, 머지 색인 등 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 하나 이상의 머지 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 의미할 수 있다. 머지 후보는 화면 간 예측 지시자, 각 리스트에 대한 참조 영상 색인, 움직임 벡터, 예측 리스트 활용 플래그, 화면 간 예측 지시자 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.
머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 또한, 머지 색인은 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다. 또한, 머지 색인은 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 더 작은 크기를 가지는 복수의 하위 변환 유닛들로 분할될 수 있다. 여기서, 변환/역변환은 1차 변환/역변환 및 2차 변환/역변환 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
스케일링(Scaling): 양자화된 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있다. 양자화된 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수를 이용하여 양자화된 레벨(quantized level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 양자화된 레벨을 스케일링하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분(difference) 값을 의미할 수 있다.
스캔(Scan): 유닛, 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다. 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨 혹은 양자화된 레벨을 의미할 수 있다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미할 수 있다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미할 수 있다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
통계값(statistic value): 연산 가능한 특정 값들을 가지는 변수, 부호화 파라미터, 상수 등 적어도 하나에 대한 통계값은 해당 특정 값들의 평균값, 가중평균값, 가중합값, 최소값, 최대값, 최빈값, 중간값, 보간값 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 부호화된 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장될 수 있거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 사용하여 잔여 블록을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 샘플을 참조 샘플로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이때, 상기 영역으로 탐색 영역을 사용할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 여기서, 참조 영상에 대한 부호화/복호화가 처리되었을 때 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)와 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나, 양자화하거나, 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 생성된 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 생성된 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 샘플에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태(form) 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 색인 등)뿐만 아니라, 부호화 과정 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 형태, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 3분할트리 형태의 분할 여부, 3분할트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 3분할트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 여부, 복합형트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 복합형트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 트리(이진트리 혹은 3분할 트리), 예측 모드(화면 내 예측 또는 화면 간 예측), 화면 내 휘도 예측 모드/방향, 화면 내 색차 예측 모드/방향, 화면 내 분할 정보, 화면 간 분할 정보, 부호화 블록 분할 플래그, 예측 블록 분할 플래그, 변환 블록 분할 플래그, 참조 샘플 필터링 방법, 참조 샘플 필터 탭, 참조 샘플 필터 계수, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 예측 블록 경계 필터링 방법, 예측 블록 경계 필터 탭, 예측 블록 경계 필터 계수, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 색인, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 색인, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 색인, 2차 변환 색인, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 잔여 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프 필터 적용 여부, 적응적 루프 필터 계수, 적응적 루프 필터 탭, 적응적 루프 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 중요 계수 플래그, 마지막 중요 계수 플래그, 계수 그룹 단위 부호화 플래그, 마지막 중요 계수 위치, 계수 값이 1보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 2보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 3보다 큰지에 대한 플래그, 나머지 계수 값 정보, 부호(sign) 정보, 복원된 휘도 샘플, 복원된 색차 샘플, 잔여 휘도 샘플, 잔여 색차 샘플, 휘도 변환 계수, 색차 변환 계수, 휘도 양자화된 레벨, 색차 양자화된 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 크기, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 형태, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 횟수, CTU 크기 정보, 최소 블록 크기 정보, 최대 블록 크기 정보, 최대 블록 깊이 정보, 최소 블록 깊이 정보, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 입력 샘플 비트 심도, 복원 샘플 비트 심도, 잔여 샘플 비트 심도, 변환 계수 비트 심도, 양자화된 레벨 비트 심도, 휘도 신호에 대한 정보, 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 색인을 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 복호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 참조 픽처 버퍼(190)에 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수와 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 샘플, 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 루프내 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에서 발생한 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 샘플을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 샘플 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 샘플 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 샘플의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(180)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 샘플 값을 이용하는 공간적 예측을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다. 필터부(260)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(260)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 예측 모드 및 화면 간 예측 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 복수의 하위 유닛들로 분할될 수 있다. 말하자면, 유닛 및 상기의 유닛의 분할에 의해 생성된 하위 유닛은 노드 및 상기의 노드의 자식 노드에 각각 대응할 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다. 유닛 깊이는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 하위 유닛의 분할 정보는 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
분할 구조는 CTU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. 재귀적 분할에 의해, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나의 크기가 분할 전의 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나에 비해 감소될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, CTU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, CTU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. CTU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 예를 들면, 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 또한, 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 4개의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소할 수 있다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 CTU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할(쿼드트리 분할, quad-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 8x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 8x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할(이진트리 분할, binary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기를 1:2:1의 비율로 분할함으로써, 3개의 부호화 유닛으로 분할 할 수 있다. 일 예로, 16x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 상측부터 각각 16x8, 16x16 및 16x8의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 좌측부터 각각 8x32, 16x32 및 8x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 3분할트리(ternary-tree) 형태로 분할(3분할트리 분할, ternary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
도 3의 CTU(320)는 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할이 모두 적용된 CTU의 일 예이다.
전술한 바와 같이, CTU를 분할하기 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 각각의 분할은 소정의 우선 순위에 기초하여 적용될 수 있다. 예컨대, CTU에 대해 쿼드트리 분할이 우선적으로 적용될 수 있다. 더 이상 쿼드트리 분할될 수 없는 부호화 유닛은 쿼드트리의 리프 노드에 해당될 수 있다. 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 및/또는 3분할트리의 루트 노드가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 이 때, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 이진트리 분할하거나 3분할트리 분할하여 생성된 부호화 유닛에 대해서는 다시 쿼드트리 분할이 수행되지 않도록 함으로써, 블록의 분할 및/또는 분할 정보의 시그널링을 효과적으로 수행할 수 있다.
쿼드트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 쿼드 분할 정보를 이용하여 시그널링될 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 쿼드 분할 정보는 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에는 우선순위가 존재하지 않을 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할될 수 있다. 또한, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해 생성된 부호화 유닛은 다시 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에 우선순위가 존재하지 않는 경우의 분할은 복합형트리 분할(multi-type tree partition)이라고 호칭할 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 복합형트리(multi-type tree)의 루트 노드가 될 수 있다. 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 시그널링될 수 있다. 상기 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할을 위해 순차적으로 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보가 시그널링될 수도 있다.
제1값(예컨대, '1')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 방향 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 방향 정보는 복합형트리 분할의 분할 방향을 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 세로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 가로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 트리 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 트리 정보는 복합형트리 분할을 위해 사용된 트리를 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 이진트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 3분할트리 분할됨을 지시할 수 있다.
분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및 분할 방향 정보는 각각 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나는 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 상기 정보들의 엔트로피 부호화/복호화를 위해, 현재 부호화 유닛에 인접한 주변 부호화 유닛의 정보가 이용될 수 있다. 예컨대, 좌측 부호화 유닛 및/또는 상측 부호화 유닛의 분할 형태(분할 여부, 분할 트리 및/또는 분할 방향)는 현재 부호화 유닛의 분할 형태와 유사할 확률이 높다. 따라서, 주변 부호화 유닛의 정보에 기초하여, 현재 부호화 유닛의 정보의 엔트로피 부호화/복호화를 위한 컨텍스트 정보를 유도할 수 있다. 이때, 주변 부호화 유닛의 정보에는 해당 부호화 유닛의 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
다른 실시예로서, 이진트리 분할과 3분할트리 분할 중, 이진트리 분할이 우선적으로 수행될 수 있다. 즉, 이진트리 분할이 먼저 적용되고, 이진트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 3분할트리의 루트 노드로 설정할 수도 있다. 이 경우, 3분할트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해서는 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다.
쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할에 의해 더 이상 분할되지 않는 부호화 유닛은 부호화, 예측 및/또는 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 예측 및/또는 변환을 위해 부호화 유닛이 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 따라서, 부호화 유닛을 예측 유닛 및/또는 변환 유닛으로 분할하기 위한 분할 구조, 분할 정보 등이 비트스트림에 존재하지 않을 수 있다.
다만, 분할의 단위가 되는 부호화 유닛의 크기가 최대 변환 블록의 크기보다 큰 경우, 해당 부호화 유닛은 최대 변환 블록의 크기와 같거나 또는 작은 크기가 될 때까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 64x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 4개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 32x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 2개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 변환을 위한 부호화 유닛의 분할 여부는 별도로 시그널링되지 않고, 상기 부호화 유닛의 가로 또는 세로와 최대 변환 블록의 가로 또는 세로의 비교에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 가로가 최대 변환 블록의 가로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 세로로 2등분 될 수 있다. 또한, 부호화 유닛의 세로가 최대 변환 블록의 세로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 가로로 2등분 될 수 있다.
부호화 유닛의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보, 변환 블록의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최대 크기는 64x64로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다.
쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(쿼드트리 최소 크기)에 관한 정보 및/또는 복합형트리의 루트 노드에서 리프 노드에 이르는 최대 깊이(복합형트리 최대 깊이)에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 상기 쿼드트리 최소 크기에 관한 정보 및/또는 상기 복합형트리 최대 깊이에 관한 정보는 화면 내 슬라이스와 화면 간 슬라이스의 각각에 대해 시그널링되거나 결정될 수 있다.
CTU의 크기와 변환 블록의 최대 크기에 대한 차분 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(이진트리 최대 크기)에 관한 정보는 부호화 트리 유닛의 크기와 상기 차분 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(3분할트리 최대 크기)는 슬라이스의 타입에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예컨대, 화면 내 슬라이스인 경우, 3분할트리 최대 크기는 32x32일 수 있다. 또한, 예컨대, 화면 간 슬라이스인 경우, 3분할 트리 최대 크기는 128x128일 수 있다. 예컨대, 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(이진트리 최소 크기) 및/또는 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(3분할트리 최소 크기)는 부호화 블록의 최소 크기로 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 이진트리 최대 크기 및/또는 3분할트리 최대 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 또한, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다.
전술한 다양한 블록의 크기 및 깊이 정보에 기초하여, 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및/또는 분할 방향 정보 등이 비트스트림에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
예컨대, 부호화 유닛의 크기가 쿼드트리 최소 크기보다 크지 않으면, 상기 부호화 유닛은 쿼드 분할 정보를 포함하지 않고, 해당 쿼드 분할 정보는 제2값으로 추론될 수 있다.
예컨대, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최대 크기(가로 및 세로) 및/또는 3분할트리 최대 크기(가로 및 세로)보다 큰 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최소 크기(가로 및 세로)와 동일하거나, 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 3분할트리 최소 크기(가로 및 세로)의 두 배와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다. 왜냐하면, 상기 부호화 유닛을 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할할 경우, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기보다 작은 부호화 유닛이 생성되기 때문이다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 복합형트리 내의 깊이가 복합형트리 최대 깊이와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할, 수평 방향 이진트리 분할, 수직 방향 3분할트리 분할 및 수평 방향 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 가능한 경우에만, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수평 방향 이진트리 분할이 모두 가능하거나, 수직 방향 3분할트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 방향 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 방향 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 방향을 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수직 방향 3분할트리 분할이 모두 가능하거나, 수평 방향 이진트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 트리 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 트리 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 트리를 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
도 3에서 쿼드트리 분할, 이진트리 분할, 3분할트리 분할 및 복합형트리 분할에 대해 설명하였다. 이하에서는, 도 4 내지 도 23을 참고하여, 영상의 분할 구조의 추가적인 실시 예에 대해 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 쿼드트리 분할, 대칭 이진트리 분할(Symmetric BinaryTree, SBT) 및 비대칭 이진트리 분할(Asymmetric BinaryTree, ABT)을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서 w는 블록의 가로 크기, h는 블록의 세로 크기를 나타낸다.
도 4를 참고하면, 쿼드트리 분할은 하나의 블록이 4개의 블록으로 분할되는 분할 형태로, 분할된 4개의 블록의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 블록의 가로 및 세로 크기의 절반의 크기를 가질 수 있다.
이진트리 분할은 하나의 블록이 2개의 블록으로 분할되는 분할 형태로, 대칭 이진트리 분할 및 비대칭 이진트리 분할을 포함한다. 여기서, 대칭 이진트리 분할은 가로 방향 대칭 분할 및 세로 방향 대칭 분할을 포함할 수 있다. 그리고, 비대칭 이진트리 분할은 가로 방향 비대칭 분할 및 세로 방향 비대칭 분할을 포함할 수 있다. 한편, 이진트리의 리프 노드는 코딩 유닛(CU)을 의미할 수 있다.
대칭 이진트리로 분할되는 노드들은 서로 동일한 크기를 가질 수 있다. 반면, 비대칭 이진트리로 분할되는 노드들은 서로 다른 크기를 가질수 있다.
도 4에서는 비대칭 이진트리 분할의 일 예로, 가로 방향 및 세로 방향 각각 1:3, 3:1, 1:7 및 7:1 비대칭 이진트리 분할을 나타내고 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할(BinaryTree after QuadTree, QT+BT)
본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조로 쿼드트리 후 이진트리 분할이 있을 수 있다. 쿼드트리 후 이진트리 분할은 우선적으로 쿼드트리 분할이 적용된 후 이진트리 분할이 적용되는 분할 구조를 의미할 수 있다.
예컨대, 쿼드트리 후 이진트리 분할에서 CTU은 우선적으로 쿼드트리 분할되고, 쿼드트리의 리프 노드는 추가적으로 이진트리 분할될 수 있다. 여기서, 쿼드트리의 리프 노드 또는 이진트리의 리프 노드는 CU를 의미할 수 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서 이진트리 분할은 대칭 이진트리 분할만 적용된 이진트리 분할(쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할)이거나, 대칭 이진트리 분할과 비대칭 이진트리 분할이 모두 적용된 이진트리 분할(쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할)일 수 있다.
쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할을 위해, 쿼드트리 분할 여부를 지시하는 제1 플래그 및 수평 대칭 분할, 수직 대칭 분할 및 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 인덱스 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다. 이때, 제1 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 쿼드트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있다. 또한, 제1 인덱스가 제1 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 가로 방향 대칭 분할을 지시할 수 있고, 제3 값을 지시하는 경우 세로 방향 대칭 분할을 지시할 수 있다. 제1 인덱스는 제1 플래그가 제2 값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 또한, CU의 크기 및/또는 깊이에 기초하여, CU가 더 이상 분할될 수 없다고 판단된 경우, 제1 플래그 및/또는 제1 인덱스는 시그널링되지 않을 수 있다.
또 다른 예로, 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할을 위해, 쿼드트리 분할 여부를 지시하는 제1 플래그, 이진트리 분할 여부를 지시하는 제2 플래그 및 수평 대칭 분할 및 수직 대칭 분할를 나타내는 제3 플래그 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다. 이때, 제1 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 쿼드트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있다. 또한, 제2 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 이진트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있다. 또한, 제3 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 수평 대칭 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 수직 대칭 분할을 지시할 수 있다. 제2 플래그는 제1 플래그가 제2 값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 제3 플래그는 제2 플래그가 제1값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 또한, CU의 크기 및/또는 깊이에 기초하여, CU가 더 이상 분할될 수 없다고 판단된 경우, 제1 플래그, 제2 플래그 및/또는 제3 플래그는 시그널링되지 않을 수 있다.
도 5는 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다. 도 5에서, QT split flag는 쿼드트리 분할 여부를 지시하고, BT split flag는 이진트리 분할 여부를 지시하고, BT split type은 수평 분할(또는 가로 방향 분할) 및 수직 분할(또는 세로 방향 분할)을 지시할 수 있다.
도 6은 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할 구조로 분할된 CTU 및 이에 대응되는 트리 구조를 나타내는 도면이다. 도 6에서 실선은 쿼드트리 분할을 나타내며, 점선은 이진트리 분할을 나타낸다.
이진트리 분할이 수행되는 경우 수직 대칭 분할인지 수평 대칭 분할인지에 대한 플래그가 시그널링될 수 있다. 도 6의 트리 구조에서 0은 수평 대칭 분할을 1은 수직 대칭 분할을 나타낸다.
도 7은 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 7을 참고하면, 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할은 쿼드트리 분할(QT_SPLIT), 수평 대칭 분할(HOR), 수직 대칭 분할(VER), 수평 상측 비대칭 분할(HOR_UP), 수평 하측 비대칭 분할(HOR_DOWN), 수직 좌측 비대칭 분할(VER_LEFT) 및 수직 우측 비대칭 분할(VER_RIGHT) 등과 같은 다양한 유형의 분할 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할을 이용하면 블록을 정방형 또는 비정방형 블록으로 분할할 수 있다.
도 8은 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할에서 비대칭 이진트리 분할의 재귀적 수행의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 8를 참고하면, 비대칭 이진트리 분할된 블록에 비대칭 이진트리 분할이 재귀적으로 수행될 수 있다. 이때, 비대칭 이진트리 분할은 이진 대칭 분할, 크기가 2의 거듭 제곱 분할인 비대칭 이진 분할(예컨대, S/4, 3*S/4) 및 3분할 비대칭 이진 분할(예컨대, S/3, 2*S/3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, S는 상위 블록의 가로 또는 세로의 크기를 의미할 수 있다.
한편, 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할을 위해, 쿼드트리 분할 여부를 지시하는 제1 플래그, 이진트리 분할 여부를 지시하는 제2 플래그, 수평 분할 및 수직 분할을 지시하는 제3 플래그, 대칭 분할 및 비대칭 분할을 지시하는 제4 플래그 및 좌측/상단 및 후측/하단 등 비대칭 분할 타입을 지시하는 제5 플래그 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다. 이때, 제1 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 쿼드트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있다. 또한, 제2 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 이진트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있다. 또한, 제3 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 수평 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 수직 분할을 지시할 수 있다. 또한, 제4 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 대칭 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 비대칭 분할을 지시할 수 있다. 또한, 제5 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 좌측 또는 상단을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 우측 또는 하단을 지시할 수 있다. 제2 플래그는 제1 플래그가 제2 값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 제3 플래그 및 제4 플래그는 제2 플래그가 제1값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 제5 플래그는 제4 플래그가 제2값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 또한, CU의 크기 및/또는 깊이에 기초하여, CU가 더 이상 분할될 수 없다고 판단된 경우, 제1 플래그, 제2 플래그, 제3 플래그, 제4 플래그 및/또는 제5 플래그는 시그널링되지 않을 수 있다. 여기서, 제5 플래그 대신 비대칭 분할 형태를 지시하는 제1 인덱스가 시그널링될 수 있다.
한편, 제1 플래그, 제2 플래그, 제3 플래그, 제4 플래그 및 제5 플래그(또는 제1 인덱스)는 각각 별도의 정보로 시그널링될 수도 있고, 일부 또는 전부가 하나의 정보로 시그널링될 수 있다.
그리고, 이진트리 분할 가용성 정보 및 비대칭 분할 가용성 정보 중 적어도 하나는 CU보다 상위 레벨(예컨대, 비디오, 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 타일 또는 CTU)에서 시그널링될 수 있다. 이 경우, 이진트리 분할 가용성 정보 및 비대칭 분할 가용성 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제2 플래그, 제3 플래그, 제4 플래그 및 제5 플래그(또는 제1 인덱스)의 시그널링 여부가 결정될 수 있다. 예컨대, 이진트리 분할이 가용하지 않는 경우, 제2 플래그, 제3 플래그, 제4 플래그 및 제5 플래그(또는 제1 인덱스)는 시그널링되지 않을 수 있다. 또한, 이진트리 분할은 가용하지만 비대칭 분할이 가용하지 않는 경우, 제4 플래그 및 제5 플래그(또는 제1 인덱스)는 시그널링되지 않을 수 있다.
또는 CU의 크기 및/또는 깊이에 기초하여, CU가 이진트리 분할될 수 있는지 또는 비대칭 분할될 수 있는지가 판단될 수 있다. 예컨대, CU의 크기가 비대칭 분할될 수 없는 크기라면, 해당 CU에 대해서는 제4 플래그 및 제5 플래그(또는 제1 인덱스)가 시그널링되지 않을 수 있다.
도 9는 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할의 시그널링을 나타내는 도면이다.
도 9를 참고하면, 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할 구조에 최대 2개의 빈(bin)을 추가 시그널링하여 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할 구조를 나타낼 수 있다.
도 9에서, 첫번째 빈은 비대칭 이진트리 분할을 사용하는지 여부를 나타낼 수 있다. 만약, 첫번째 빈이 비대칭 이진트리 분할이 사용되는 것을 지시하는 경우(Asymmetric), 비대칭 분할 형태를 지시하는 두번째 빈이 추가로 시그널링 될 수 있다.
한편, 도 9와 같이 추가된 두개의 빈은 하나의 단일 컨텍스트로 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할의 일 예로 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할이 있을 수 있다. 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할은 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할에서 비대칭 이진트리가 쉬프팅된 이진트리(binarytree with shifting, BTS)로 표현된 분할 구조를 의미할 수 있다.
도 10 및 도 11은 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 10은 2의 지수로 분할 가능한 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 10의 첫번째 행은 쿼드트리 분할, 수평 대칭 분할 및 수직 대칭 분할의 예시를 나타낼 수 있다. 그리고, 도 10의 두번째 행은 서로 다른 방향으로 1:3 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할의 예시를 나타내고, 도 10의 세번째 행은 서로 다른 방향으로 3:5 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할의 예시를 나타낼 수 있다.
여기서, 블록의 가로 길이 또는 세로 길이가 2n(n은 양의 정수)이고 적어도 M(여기서, M은 양의 정수, 일 예로, 16)보다 작거나 같은 경우, 1/4 및 3/4 의 크기를 갖는 1:3 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할로 결정될 수 있다. 그리고, 블록의 가로 길이 또는 세로 길이가 2n이고 M보다 큰 경우, 3/8 및 5/8 의 크기를 갖는 3:5 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할로 결정될 수 있다.
도 11은 2의 지수로 분할 가능하지 않는 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 11의 첫번째 행, 두번째 행 및 세번째 행 각각은 서로 다른 방향으로 1:2, 1:4 및 2:3 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할의 예시를 나타낼 수 있다.
여기서, 블록의 가로 길이 또는 세로 길이가 2n(n은 양의 정수)이 아니고, 3x2n 인 경우 1/3 및 2/3의 크기를 갖는 1:2 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할로 결정될 수 있다. 그리고, 블록의 가로 길이 또는 세로 길이가 2n이 아니고, 5x2n 인 경우 1/5 및 4/5의 크기를 갖는 1:4 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할 또는 2/5 및 3/5의 크기를 갖는 2:3 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할로 결정될 수 있다.
도 12는 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 시그널링을 설명하기 위한 도면이다.
쉬프팅된 이진트리(BTS) 분할은 분할 방향과 분할 비율에 따라 결정될 수 있다
이진트리 분할 방향은 이전 분할의 분할 방향에 따라 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 즉, 수평 또는 수직 분할로 시그널링하는 대신 직교 분할(perpendicular split) 또는 병렬 분할(parallel split)으로 시그널링할 수 있다.
여기서, 직교 분할은 이전 분할의 분할 방향과 반대되는 분할 방향을 의미할 수 있다. 예컨대, 이전 분할의 분할 방향이 수직 분할이고 직교 분할이 시그널링된 경우, 현재의 분할 방향은 수평 분할일 수 있다.
반대로, 병렬 분할은 이전 분할의 분할 방향과 동일한 분할 방향을 의미할 수 있다. 예컨대, 이전 분할의 분할 방향이 수직 분할이고 병렬 분할이 시그널링된 경우, 현재의 분할 방향은 수직 분할일 수 있다.
도 12를 참고하면, 첫 번째 분할은 규칙에 따라 기 설정될 수 있다. 여기서 분할 가능한 두 방향(직교 및 평행)에 대해 2 개의 이진 플래그 perpend_split_flag 및 parallel_split_flag가 시그널링될 수 있다. 그런 다음 분할 비율은 이진 결정 트리(binary decision tree)를 사용하여 시그널링될 수 있다.
한편, 도 12에서 직교 부분은 병렬 부분과 동일한 트리가 있으므로 표시되지 않았고, 특정 노드에 하나의 하위 노드만 포함되어 있으면 분할 정보가 시그널링되지 않을 수 있다.
쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 화면 내 예측 혹은 화면 간 예측을 사용할지는 2x6, 2x14, 6x2, 혹은 14x2 블록 크기 단위 이상에서 결정될 수 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서는 다음의 블록 분할 구조에 대한 파라미터를 정의하고 상위 레벨의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 상기 상위 레벨의 단위는 예컨대, 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), 코딩 트리 유닛(CTU) 중 하나 이상일 수 있다.
CTUSize: 쿼드트리의 루트(root) 노드의 크기
MinQTSize: 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기
MaxBTSize: 이진트리 루트 노드의 최대 크기
MaxBTDepth: 이진트리 최대 깊이
MinBTSize: 이진트리 리프 노드의 최소 크기
상술한 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 휘도 신호 및 색차 신호 중 적어도 하나에 대한 파라미터로 이용될 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 휘도 신호 및 색차 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다. 그리고, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 Cb 신호 또는 Cr 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 각 슬라이스 타입 (I, P, 혹은 B)에 대한 파라미터로 이용될 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 슬라이스 타입 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 현재 블록의 깊이 혹은 크기와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 결정될 수 있다. 소정의 문턱값은 블록 구조를 결정하는 기준 깊이 혹은 크기를 의미한다. 이는 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록 혹은 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조의 일 예로, CTUSize는 휘도 샘플 단위로 128x128를 가질 수 있고, 색차 샘플 단위로 64x64 크기를 가질 수 있다.
또한, MinQTSize는 16x16 크기로 설정되고, MaxBTSize는 64x64 크기로 설정되고, MinBTSize는 가로 및 세로에 대해서 4x4 크기로 설정될 수 있고, MaxBTDepth는 4로 설정될 수 있다.
CTU에 대해 쿼드트리 분할이 수행되어 쿼드트리 리프 노드를 생성할 수 있다.
쿼드트리 분할은 블록의 크기가 MinQTSize에 도달할 때까지 반복적으로 분할될 수 있다.
쿼드트리 리프 노드는 MinQTSize인 16x16 크기에서부터 CTUSize인 128x128 크기까지 가질 수 있다.
쿼드트리 리프 노드의 크기가 128x128인 경우, 해당 크기가 MaxBTSize인 64x64 크기 이상이므로 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다. 그렇지 않은 경우 (즉, 쿼드트리 리프 노드의 크기가 64x64보다 작은 경우), 쿼드트리 리프 노드는 이진트리 형태로 분할될 수 있다. 즉, 쿼드트리 리프 노드의 크기가 MaxBTSize보다 크지 않을 경우, 이진트리 형태로 반복적으로 분할될 수 있다. 따라서, 쿼드트리 리프 노드는 이진트리의 루트 노드일 수 있고, 이진트리 깊이로 0을 가질 수 있다.
이진트리 깊이가 MaxBTDepth인 4에 도달할 경우, 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 또한, 이진트리 노드의 가로 크기가 MinBTSize인 4와 동일할 경우, 가로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 유사하게, 이진트리 노드의 세로 크기가 MinBTSize인 4와 동일할 경우, 세로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 또한, 이진트리 노드의 가로 크기가 MinBTSize인 4와 동일할 경우, 세로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 유사하게, 이진트리 노드의 세로 크기가 MinBTSize인 4와 동일할 경우, 가로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다.
이진트리 리프 노드는 추가 분할 없이 예측, 변환, 양자화, 역양자화, 역변환, 변환 계수 부호화/복호화 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
전술한 CTUSize, MinQTSize, MaxBTSize, MaxBTDepth 및 MinBTSize의 값은 일 예에 불과하며, 이에 한정되지 않는다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서 쿼드트리 분할 구조와 이진트리 분할 구조가 수행되는 블록 크기, 깊이 및 영역 중 적어도 하나가 중첩된다면, 쿼드트리 분할 구조 정보와 이진트리 분할 구조 정보가 함께 시그널링될 수 있다. 이때, 쿼드트리 분할 구조와 이진트리 분할 구조가 수행되는 블록 크기, 깊이 및 영역 중 적어도 하나의 중첩을 최소화하면 쿼드트리 분할 구조가 수행되는 블록 크기, 깊이 및 영역 중 적어도 하나에서는 쿼드트리 분할 구조 정보만 시그널링할 수 있고, 이진트리 분할 구조가 수행되는 블록 크기, 깊이 및 영역 중 적어도 하나에서는 이진트리 분할 구조 정보만 시그널링할 수 있다.
이를 위해, 쿼드트리 후 이진트리 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 블록의 크기, 깊이 및 영역 중 적어도 하나와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 결정될 수 있다. 소정의 문턱값은 블록 구조를 결정하는 기준 크기, 기준 깊이 및 기준 영역 중 적어도 하나를 의미한다. 이는 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록 혹은 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.
예를 들어, 부호화기 및 복호화기에서 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기인 MinQTSize는 NxN으로 고정된 값일 수 있고, 이진트리 루트 노드의 최대 크기인 MaxBTSize는 MxM으로 고정된 값일 수 있다. 이때, M은 N보다 작을 수 있다. 예컨대, N은 16, M은 8로 고정될 수 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 (Combined Quadtree and Binarytree , CQB)
본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조로 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할이 있을 수 있다. 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할은 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 우선순위 없이 적용될 수 있는 분할 구조를 의미할 수 있다. 앞서 설명한 쿼드트리 후 이진트리 분할은 반드시 쿼드트리 분할을 우선적으로 적용하는 반면, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할은 쿼드트리 분할을 우선하지 않고 이진트리 분할이 먼저 적용될 수도 있다.
도 13은 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 13를 참고하면, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할에서는 하나의 CU에 대해서 쿼드트리 분할 또는 이진트리 분할이 수행될 수 있다. 여기서, CU가 2개로 분할될 경우 이진트리를 이용해서 분할되었다고 할 수 있고, CU가 4개로 분할될 경우 쿼드트리를 이용해서 분할되었다고 할 수 있다. 또한, CU는 CTU로부터 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할로 분할되므로 정방형(정사각형) 혹은 비정방형(직사각형) 형태를 가질 수 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 형태의 블록 분할 구조를 이용해서 영상을 특정 가로 및 세로 크기 이상의 모든 비정방형 블록 형태로 부호화/복호화할 수 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할을 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 인덱스, 수평 분할 및 수직 분할 중 어느 하나의 분할 방향을 나타내는 제1 플래그, 분할 위치를 나타내는 제2 인덱스 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다.
이때, 제1 인덱스가 제1 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 쿼드트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제3 값을 지시하는 경우 이진트리 구조로 분할되는지를 지시할 수 있다. 또한, 제1 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 수평 분할(또는 가로 방향 분할)을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 수직 분할(또는 세로 방향 분할)을 지시할 수 있다. 제1 플래그는 제1 인덱스가 제3 값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다.
여기서, 상기 제1 인덱스를 이용해서 쿼드트리 구조로 분할될 경우, 모든 자식 노드(child node)는 부모 노드(parent node)로부터 가로 및 세로가 ½씩 감소된 크기로 분할될 수 있다. 이때, 모든 자식 노드는 4개의 노드들일 수 있고, 상기 4개의 자식 노드는 모두 동일한 크기를 가질 수 있다. 여기서, 부모 노드는 현재 분할 대상이 되는 블록을 의미할 수 있고, 자식 노드는 현재 분할 대상이 되는 블록을 분할한 결과 블록일 수 있다. 각 자식 노드는 MxN의 크기를 가질 수 있다. 여기서, M과 N은 1, 2, 4, 8, 16, 32 등 양의 정수일 수 있다.
또한, 상기 제1 인덱스 및 제1 플래그를 이용해서 이진트리 구조로 분할될 경우, 분할 위치 정보를 나타내는 제2 인덱스가 추가로 시그널링될 수 있다.
여기서, 분할 위치 정보를 기준으로 현재 블록을 이진트리 구조로 분할할 수 있다. 수평 분할되는 이진트리일 경우, 분할 위치 정보는 부모 노드의 위치, 크기 및 형태 중 적어도 하나를 기준으로 한 N-샘플 단위 오프셋을 의미할 수 있다. 이때, 부모 노드의 상단으로부터 N-샘플 단위 오프셋 혹은 부모 노드의 하단으로부터 N-샘플 단위 오프셋이 분할 위치 정보를 의미할 수도 있다. 이때, N은 1, 2, 4, 8, 16, 32 등 양의 정수일 수 있다.
마찬가지로 수직 분할되는 이진트리일 경우, 분할 위치 정보는 부모 노드의 위치, 크기 및 형태 중 적어도 하나를 기준으로 한 N-샘플 단위 오프셋을 의미할 수 있다. 이때, 부모 노드의 좌측으로부터 N-샘플 단위 오프셋 혹은 부모 노드의 우측으로부터 N-샘플 단위 오프셋이 분할 위치 정보를 의미할 수 있다.
분할 위치 정보는 블록의 너비(가로 크기) 혹은 높이(세로 크기)를 기준으로 미리 구성된 오프셋 세트 내 값을 지시하는 인덱스 형태로 시그널링될 수 있다.
여기서, 오프셋의 단위인 N 값은 상위 레벨의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화하여 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조를 표현하는데 이용할 수 있다. 상기 상위 레벨의 단위는 예컨대, 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU 중 하나 이상일 수 있다. 상기 N 값은 하나는 휘도 신호 및 색차 신호 중 적어도 하나에 대한 파라미터로 이용될 수 있다. 또한, 상기 N 값은 휘도 신호 및 색차 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 N 값은 Cb 신호 또는 Cr 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다. 상기 N 값은 각 슬라이스 타입 (I, P, 혹은 B)에 대한 파라미터로 이용될 수 있다. 또한, 상기 N 값은 슬라이스 타입 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 N 값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록 혹은 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다. 또한, 상기 N 값은 현재 블록의 깊이 또는 크기에 기반하여 문맥 모델 결정 및 문맥 모델 업데이트 중 적어도 하나가 수행될 수 있고, 블록 분할 구조를 지시하기 위한 다른 플래그 및 인덱스에 기반하여 문맥 모델 결정 및 문맥 모델 업데이트 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
전술한 인덱스 및 플래그 중 적어도 하나는 CTU, CU 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또는, 상기 인덱스 및 플래그 중 적어도 하나는 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록 혹은 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다.
또한, 상기 인덱스 및 플래그 중 적어도 하나는 현재 블록의 깊이 또는 크기에 기반하여 문맥 모델 결정 및 문맥 모델 업데이트 중 적어도 하나가 수행될 수 있고, 블록 분할 구조를 지시하기 위한 다른 플래그 및 인덱스에 기반하여 문맥 모델 결정 및 문맥 모델 업데이트 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
하나의 CTU는 쿼드트리 구조 혹은 이진트리 구조로 분할될 수 있다. 이때, 쿼드트리의 리프 노드 혹은 이진트리의 리프 노드는 CU를 의미할 수 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조에서는 다음의 블록 분할 구조에 대한 파라미터를 정의하고 상위 레벨의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화하여 조합된 쿼드트리 및 이진트리 형태의 블록 분할 구조를 표현하는데 이용할 수 있다. 상기 상위 레벨의 단위는 예컨대, 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU 중 하나 이상일 수 있다
CTUSize: 루트(root) 노드의 크기
MinCUSize: 리프 노드의 최소 크기
MaxCUDepth: CU의 최대 깊이
상술한 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 휘도 신호 및 색차 신호 중 적어도 하나에 대한 파라미터로 이용될 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 휘도 신호 및 색차 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다. 그리고, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 Cb 신호 또는 Cr 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 각 슬라이스 타입 (I, P, 혹은 B)에 대한 파라미터로 이용될 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 슬라이스 타입 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 현재 블록의 깊이 혹은 크기와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 결정될 수 있다. 소정의 문턱값은 블록 구조를 결정하는 기준 깊이 혹은 크기를 의미한다. 이는 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록 혹은 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조의 일 예로, CTUSize는 휘도 샘플 단위로 128x128를 가질 수 있고, 색차 샘플 단위로 64x64 크기를 가질 수 있다.
또한, MinCUSize는 4x4 크기로 설정되고, MaxCUDepth는 5로 설정될 수 있다. CTU에 대해 쿼드트리 혹은 이진트리 분할이 수행되어 리프 노드를 생성할 수 있다. 쿼드트리 분할 혹은 이진트리 분할은 블록의 크기가 MinCUSize에 도달할 때까지 반복적으로 분할될 수 있다.
CU 깊이가 MaxCUDepth인 5에 도달할 경우, 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 또한, 쿼드트리 노드의 가로 혹은 세로 크기가 MinCUSize인 4와 동일할 경우, 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 이진트리 노드의 가로 크기가 MinCUSize인 4와 동일할 경우, 가로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 유사하게, 이진트리 노드의 세로 크기가 MinCUSize인 4와 동일할 경우, 세로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 또한, 이진트리 노드의 가로 크기가 MinCUSize인 4와 동일할 경우, 세로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 유사하게, 이진트리 노드의 세로 크기가 MinCUSize인 4와 동일할 경우, 가로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 화면 내 예측 혹은 화면 간 예측을 사용할지는 MinCUSize로 설정되는 리프 노드의 크기인 2x4, 4x4, 4x2, 4x8, 8x4 블록 크기 단위 이상에서 결정될 수 있다. 리프 노드는 추가 분할 없이 예측, 변환, 양자화, 역양자화, 역변환, 변환 계수 부호화/복호화 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
전술한 CTUSize, MinCuSize 및 MaxCuDepth의 값은 일 예에 불과하며, 이에 한정되지 않는다.
쿼드트리 후 이진 / 3분할트리 분할( BinaryTree and TripleTree after QuadTree, QT+BTTT)
본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조로 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할이 있을 수 있다. 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할은 우선적으로 쿼드트리 분할이 적용된 후 이진트리 또는 3분할트리가 적용되는 분할 구조를 의미할 수 있다. 여기서, 이진/3분할트리는 도 3에서 설명한 복합형트리일 수 있다. 따라서, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할은 쿼드트리 후 복합형트리 분할(Multi-type tree after quadtree)로 칭해질 수 있다.
도 14는 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할에서 사용되는 분할 형태들인 쿼드트리 분할(a), 수직 이진트리 분할(b), 수평 이진트리 분할(c), 수직 3분할트리 분할(d) 및 수평 3분할트리 분할(e)을 나타낸다.
그리고, 도 15는 블록 형태에 따른 수직 이진트리 분할(BI_VER_SPLIT), 수평 이진트리 분할(BI_HOL_SPLIT), 수직 3분할트리 분할(TRI_VER_SPLIT) 및 수평 3분할트리 분할(TRI_HOL_SPLIT)의 실시 예를 나타낸다. 여기서, BI_VER_SPLIT, BI_HOL_SPLIT, TRI_VER_SPLIT 및 TRI_HOL_SPLIT는 수직 이진트리 모드, 수평 이진트리 모드, 수직 3분할트리 모드 및 수평 3분할트리 모드를 의미할 수 있다. 이외에, 분할 없음을 나타내는 NO_SPLIT 및 쿼드트리 모드를 나타내는 QUAD_SPLIT 의 분할모드가 있을 수 있다.
쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할이 적용의 경우, CTU를 쿼드트리 분할 후, 최대 CU는 이진트리 및 3분할트리 중 어느 하나에 의해 재귀적으로 더 분할 될 수 있다. 예를 들어, CTU 크기가 256x256 인 경우, CTU는 4 개의 128x128 CU로 분할되고 각 128x128 CU는 최대 CU 크기가 되고 더 깊이 분할될 수 있다.
이진/3분할트리 분할 구조를 사용함으로써 정방형(정사각형) CU 및 비정방형(비 정사각형)의 CU가 모두 가능할 수 있다.
한편, CTU 크기가 128x128 인 경우, CTU에서의 쿼드트리 분할은 생략될 수 있다.
전술한 실시 예에서 CU의 형태는 블록의 가로 크기와 세로 크기 사이의 비율로 나타낼 수 있다. 예를 들어 블록의 가로 크기와 세로 크기가 동일하면 1 : 1 비율 CU 또는 정방형 CU로 표시 할 수 있으며 가로 크기가 64이고 세로 크기가 16 인 경우 1 : 4 비율 CU 또는 비정방형 CU로 나타낼 수 있다.
블록 분할은 허용된 블록의 분할 형태와 허용되는 최대 및 최소 크기를 기반으로 수행될 수 있다. 즉, 블록의 각 분할 형태에 대한 최소 및 최대 크기 정보에 기초하여 허용되는 블록 분할 모드가 결정될 수 있다.
구체적으로, 현재 CU의 형태에 따라 허용되는 분할 모드는 상위 레벨의 시그널링에 따라 달라질 수 있다. 일 예에 따르면, CU의 각 형태에 대해 최소 및 최대 크기가 아래와 같이 상위 레벨의 파라미터 세트 혹은 헤더에서 시그널링될 수 있다. (여기서, 모든 크기는 log2 스케일이고, minus2는 log2 스케일의 원래 크기에서 2를 뺀 것을 의미할 수 있다.)
log2_cu_11_ratio_max_minus2 : 1 : 1 비율 CU의 최대 허용 크기
log2_cu_11_ratio_min_minus2 : 1 : 1 비율 CU의 최소 허용 크기
log2_cu_12_ratio_max_minus2 : 1 : 2 또는 2 : 1 비율 CU의 최대 허용 크기 (긴 쪽의 경우)
log2_cu_12_ratio_min_minus2 : 1 : 2 또는 2 : 1 비율 CU의 최소 허용 크기 (긴 쪽의 경우)
log2_cu_14_ratio_max_minus2 : 1 : 4 또는 4 : 1 비율 CU의 최대 허용 크기 (긴 쪽의 경우)
log2_cu_14_ratio_min_minus2 : 1 : 4 또는 4 : 1 비율의 CU의 최소 허용 크기 (더 긴 쪽의 경우)
log2_tri_split_max_minus2 : 3분할트리 분할의 최대 허용 크기 (긴 쪽의 경우)
log2_tri_split_min_minus2 : 3분할트리 분할의 최소 허용 크기 (긴 쪽의 경우)
일 예로, CU 크기가 128x128이고 log2_cu_12_ratio_max_minus2가 4 (1:2 비율 CU의 최대 허용 크기 64)인 경우, 수직 분할 모드 및 수평 분할 모드는 허용되지 않을 수 있다.
또 다른 예로, CU의 가로 크기가 64보다 크고 세로의 크기가 64와 같은 경우, 수평 이진트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 가로 크기가 64보다 크고 세로의 크기가 64와 같은 경우, 수평 이진트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 그렇지 않은 경우, 수평 이진트리 분할은 허용될 수 있고, 수평 이진트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다.
또 다른 예로, CU의 세로 크기가 64보다 크고 가로의 크기가 64와 같은 경우, 수직 이진트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 세로 크기가 64보다 크고 가로의 크기가 64와 같은 경우, 수직 이진트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 그렇지 않은 경우, 수직 이진트리 분할은 허용될 수 있고, 수직 이진트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다.
상기 CU의 가로 또는/및 세로의 크기는 64로 한정되는 것은 아니며, CU의 가로 또는/및 세로의 크기는 M 값과 비교될 수 있다. 또한, 상기 M 값은 변환 혹은 역변환 블록의 가로 또는/및 세로의 크기의 최대값과 동일한 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 M 값은 변환 혹은 역변환 행렬의 가로 또는/및 세로의 크기의 최대값과 동일한 값을 가질 수 있다.
상기 M 값은 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), 코딩 트리 유닛(CTU) 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 상기 M 값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있다.
다른 예로, CU 크기가 128x128이고 log2_tri_split_max_minus2가 4 (3분할 트리 분할의 최대 허용 크기 64)인 경우, 3분할트리 분할 모드는 허용되지 않을 수 있다. 즉, CU의 가로 또는 세로의 크기가 64보다 큰 경우, 3분할트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로 크기가 64보다 큰 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 따라서, CU의 가로 또는 세로의 크기가 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용될 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로 크기가 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다. 이때, 3분할트리 분할은 수평 3분할트리 분할 및 수직 3분할트리 분할 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 예로, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 큰 경우, 3분할트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 큰 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 따라서, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용될 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다. 이때, 3분할트리 분할은 수평 3분할트리 분할 및 수직 3분할트리 분할 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 예로, CU의 가로 크기가 64보다 크고 세로의 크기가 64와 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 가로 크기가 64보다 크고 세로의 크기가 64와 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 따라서, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용될 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다. 이때, 3분할트리 분할은 수평 3분할트리 분할 및 수직 3분할트리 분할 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 예로, CU의 세로 크기가 64보다 크고 가로의 크기가 64와 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 세로 크기가 64보다 크고 가로의 크기가 64와 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 따라서, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용될 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다. 이때, 3분할트리 분할은 수평 3분할트리 분할 및 수직 3분할트리 분할 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 CU의 가로 또는/및 세로의 크기는 64로 한정되는 것은 아니며, CU의 가로 또는/및 세로의 크기는 N 값과 비교될 수 있다. 또한, 상기 N 값은 변환 혹은 역변환 블록의 가로 또는/및 세로의 크기의 최대값과 동일한 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 N 값은 변환 혹은 역변환 행렬의 가로 또는/및 세로의 크기의 최대값과 동일한 값을 가질 수 있다.
상기 N 값은 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), 코딩 트리 유닛(CTU) 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 상기 N 값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있다.
도 16은 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할에서 허용되는 분할 모드를 설명하기 위한 도면이다.
현재 CU의 크기가 64x64 이고, log2_tri_split_max_minus2가 4(3분할트리 분할이 허용되는 CU의 최대 크기 64)이고, log2_cu_12_ratio_max_minus2가 4(1:2 비율 CU의 최대 허용 크기 64)이고, log2_cu_14_ratio_max_minus2가 3(1:4 비율 CU의 최대 허용 크기 32)인 경우, 16x64 또는 64x16의 CU로 분할되는 수직 3분할트리 모드(TRI_VER_SPLIT) 및 수평 3분할트리 모드(TRI_HOR_SPLIT)는 허용되지 않을 수 있다.
또한, 현재 CU의 크기가 32x64 이고, log2_tri_split_max_minus2가 4(3분할트리 분할이 허용되는 CU의 최대 크기 64)이고, log2_cu_12_ratio_max_minus2가 4(1:2 비율 CU의 최대 허용 크기 64)이고, log2_cu_14_ratio_max_minus2가 3(1:4 비율 CU의 최대 허용 크기 32)인 경우, 16x64 또는 64x16의 CU로 분할되는 수직 이진트리 모드(BI_VER_SPLIT) 및 수직 3분할트리 모드(TRI_VER_SPLIT) 는 허용되지 않을 수 있다.
도 17은 허용되는 분할 모드에 따른 비트 할당의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 17을 참고하면, 허용되는 분할 모드가 1개인 경우, 분할 모드를 나타내기 위해 1비트가 할당될 수 있다. 허용되는 분할 모드가 2개인 경우, 분할 모드를 나타내기 위해 최대 2비트가 할당될 수 있으며, 분할 모드가 3개 또는 4개인 경우, 분할 모드를 나타내기 위해 최대 3비트가 할당될 수 있다.
도 18은 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할의 시그널링을 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참고하면, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 구조를 이용해서 현재 블록이 분할되는 경우, 첫번째 빈(Bin)은 쿼드트리 분할 여부를 나타낼 수 있고, 두번째 빈은 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타낼 수 있고, 세번째 빈은 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타낼 수 있고, 네번째 빈은 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시할 수 있고, 다섯번째 빈 및 여섯번째 빈은 이진트리 분할의 타입을 나타낼 수 있다.
도 18에서 설명한 빈들은 복수 개의 신택스(또는 정보)로 시그널링되거나, 하나의 신택스(또는 정보)로 시그널링될 수 있다. 여기서, 복수 개의 신택스로 시그널링되는 경우, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 및 이진트리 분할 타입을 나타내는 제1 인덱스 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다.
한편, 도 18에서 세번째 빈은 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타낼 수 있고, 네번째 빈은 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시할 수 있다고 설명하였다. 그러나, 상기 실시 예에 한정되지 않고, 세번째 빈이 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시할 수 있고, 네번째 빈이 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.
쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 구조에서는 다음의 블록 분할 구조에 대한 파라미터를 정의하고 상위 레벨의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 상기 상위 레벨의 단위는 예컨대, 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), 코딩 트리 유닛(CTU) 중 하나 이상일 수 있다.
CTUSize: 쿼드트리의 루트(root) 노드의 크기
MinQtSize: 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기
MaxBtSize: 이진트리 루트 노드의 최대 크기
MaxTtSize: 3분할트리 루트 노드의 최대 크기
MaxMttDepth: 이진/3분할트리 최대 깊이
MinBtSize: 이진트리 리프 노드의 최소 크기
MinTtSize: 3분할트리 리프 노드의 최소 크기
최대 변환 크기보다 큰 가로 또는 세로를 가지는 블록은 자동적으로 쿼드트리 분할이 수행될 수 있다. 즉, 블록의 가로 및 세로 중 적어도 하나가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 명시적인 시그널링 없이 쿼드트리 분할이 자동적으로 수행될 수 있다.
일 예로, 최대 변환 크기 64보다 큰 가로 또는 세로를 갖는 CU(또는 코딩 블록, CB)는 명시적인 시그널링 없이(즉, 묵시적으로) 쿼드트리 분할에 의해 더 분할되도록 추론될 수 있다.
한편, 다른 실시 예에서 부호화 블록 플래그 (Coded Block Flag, CBF) 값은 화면 간 슬라이스에서 가로 또는 세로가 64보다 큰 CU의 경우 0과 같다고 추론될 수 있다.
화면 간 슬라이스에서, 가로 또는 세로가 64보다 큰 CU의 경우 스킵 모드가 유추되어 항상 적용될 수 있다.
반면, 화면 간 슬라이스이고 가로 또는 세로가 128보다 큰 CU의 경우, 스킵 모드와 부호화 블록 플래그가 0 인 AMVP 모드 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 여기서, AMVP 모드의 부호화 블록 플래그는 시그널링되지 않고 0으로 추론될 수 있다.
쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 구조에서 중복 분할 패턴이 있을 수 있다. 이 경우, 중복 분할 패턴을 방지하기 위해 특정 분할 구조를 금지할 수 있다.
일 예로, 제1 방향으로 2번 연속 이진트리 분할한 결과와 제1 방향으로 3분할트리 분할 후 중앙 위치 블록에 대해 제1 방향으로 이진트리 분할한 결과는 동일 할 수 있다. 즉, 동일한 방향의 2레벨의 이진트리 분할과 동일한 방향의 3분할트리 분할 후 중앙 위치 블록에 대해 이진트리 분할은 중복 분할 패턴에 해당될 수 있다. 따라서, 중복 분할 패턴 방지를 위해 3분할트리 분할 후 중앙 위치 블록에 대한 이진트리 분할은 허용되지 않을 수 있다.
쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 구조에서 트리 노드 블록은 영상의 하단 경계 또는 우측 경계를 넘어서 존재할 수 있다. 영상의 경계 내에 모든 CU가 존재하기 위해 영상의 하단 경계 또는 우측 경계를 넘어서 존재하는 트리 노드 블록은 아래와 같이 분할될 수 있다.
(1) 트리 노드 블록이 영상의 하단 경계 및 우측 경계를 모두 넘은 경우
- 현재 블록이 쿼드트리 노드 블록이고 현재 블록의 크기가 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 큰 경우, 현재 블록은 쿼드트리 분할로 분할될 수 있다.
- 그 외에는, 현재 블록은 수평 이진트리 분할로 분할될 수 있다.
(2) 트리 노드 블록이 영상의 하단 경계를 넘은 경우
- 현재 블록이 쿼드트리 노드 블록이고 현재 블록의 크기가 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 크고 현재 블록의 크기가 이진트리 루트노드의 최대 크기보다 큰 경우, 현재 블록은 쿼드트리 분할로 분할될 수 있다.
- 현재 블록이 쿼드트리 노드 블록이고 현재 블록의 크기가 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 크고 현재 블록의 크기가 이진트리 루트노드의 최대 크기보다 작거나 같은 경우, 현재 블록은 쿼드트리 분할 또는 수평 이진트리 분할로 분할될 수 있다.
- 그 외에는, 현재 블록은 수평 이진트리 분할로 분할될 수 있다.
(3) 트리 노드 블록이 영상의 우측 경계를 넘은 경우
- 현재 블록이 쿼드트리 노드 블록이고 현재 블록의 크기가 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 크고 현재 블록의 크기가 이진트리 루트노드의 최대 크기보다 큰 경우, 현재 블록은 쿼드트리 분할로 분할될 수 있다.
- 현재 블록이 쿼드트리 노드 블록이고 현재 블록의 크기가 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 크고 현재 블록의 크기가 이진트리 루트노드의 최대 크기보다 작거나 같은 경우, 현재 블록은 쿼드트리 분할 또는 수직 이진트리 분할로 분할될 수 있다.
- 그 외에는, 현재 블록은 수직 이진트리 분할로 분할될 수 있다.
정사각형 분할 (Split To Square, STS)
본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조로 정사각형 분할이 있을 수 있다. 정사각형 분할은 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할에서, 이진/3분할트리 외에 정사각형 분할을 더 포함하는 분할 구조를 의미할 수 있다. 여기서, 정사각형 분할은 블록을 정사각형의 서브 블록으로 분할하는 분할 구조를 의미할 수 있다. 즉, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할에서 블록 가로 크기 대 세로 크기 비율이 1 : 1, 1 : 4 또는 4 : 1 인 경우, 정사각형 분할이 적용될 수 있다. 일 예로, 64x16블록에 정사각형 분할이 적용된 경우, 16x16 크기의 4개의 CU로 분할 될 수 있다.
본 실시 예에서는, 정사각형 분할 정보 시그널링의 이진화 테이블은 도 19와 같다.
전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조에서의 리프노드를 CU라고 정의할 수 있다. 이 경우, CU는 추가 분할 없이 예측 및 변환의 수행 단위로 사용될 수 있다. 즉, 쿼드트리 후 이진트리 분할, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 및 정사각형 분할 중 적어도 하나의 분할 구조에서는 CU, PU 및 TU 모두 같은 형태 및 크기를 가질 수 있다.
또한, 화면 내 예측 혹은 화면 간 예측을 사용할지는 CU단위로 결정될 수 있다. 즉, 쿼드트리 후 이진트리 형태의 블록 분할 구조에서는 화면 내 예측, 화면 간 예측, 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화, 루프 내 필터링 과정 중 적어도 하나가 정방형(정사각형) 블록 혹은 비정방형(직사각형) 블록 단위로 수행될 수 있다.
CU는 하나의 휘도(Y) 성분 블록 및 2개의 색차(Cb/Cr) 성분 블록들을 포함할 수 있다. 또한, CU는 하나의 휘도 성분 블록만을 포함하거나, 2개의 색차 성분 블록들만을 포함할 수 있다. 또한, CU는 하나의 휘도 성분 블록만을 포함하거나, Cr 색차 성분 블록만을 포함하거나, Cb 색차 성분 블록만을 포함할 수 있다
분리된 PU/TU 트리 분할(Separated PU/TU Tree)
본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조로 분리된 PU/TU 트리 분할이 있을 수 있다. 분리된 PU/TU 트리 분할는 CTU에서 CU에 대한 블록 분할 없이, PU 분할과 TU 분할을 각각 적용하는 분할 구조를 의미할 수 있다. 여기서, PU 분할 및 TU 분할은 전술한 쿼드트리, 이진트리, 3분할트리 및 정사각형 분할 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 그리고, PU 또는 TU에 대한 분할 정보는 PU 또는 TU 별로 시그널링될 수 있다.
예를 들어, PU가 분할될 경우, 쿼드트리 구조로 분할되는지 혹은 더 이상 분할되지 않는지에 대한 제1 플래그가 시그널링될 수 있고, TU가 분할될 경우, 쿼드트리 구조로 분할되는지 혹은 더 이상 분할되지 않는지에 대한 제1 플래그가 시그널링될 수 있다.
도 20은 분리된 PU/TU 트리 분할의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
분리된 PU/TU 트리 분할에 있어서, 하나의 PU는 다수의 TU들을 포함할 수 있고, 하나의 TU는 다수의 PU들을 포함할 수 있다. 즉, PU의 경계가 TU들의 경계를 포함할 수 있고, TU의 경계가 PU들의 경계를 포함할 수 있다.
분리된 PU/TU 트리 구조에서는 CU에 대한 블록 분할이 없어짐으로써, PU의 리프 노드는 화면 내 예측, 화면 간 예측, 움직임 보상에 최적으로 설정된 단위로만 사용되고, TU의 리프 노드는 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화에 최적으로 설정된 단위로만 사용될 수 있다. 즉, 화면 내 예측 혹은 화면 간 예측을 사용할지는 PU단위로 결정될 수 있다.
분리된 PU/TU 트리 분할을 위해 CTU의 최대/최소 크기 정보, PU의 최대/최소 크기 정보, PU의 최대 깊이 정보, TU의 최대/최소 크기 정보, TU의 최대 깊이 정보 중 적어도 하나는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU, CU 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한 상기 CTU의 최대/최소 크기 정보, PU의 최대/최소 크기 정보, PU의 최대 깊이 정보, TU의 최대/최소 크기 정보, TU의 최대 깊이 정보 중 적어도 하나는 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다.
예를 들어, CTU 크기가 128x128이면, PU의 최대 크기는 128x128, TU의 최대 크기는 128x128일 수 있다. 또한, PU와 TU의 최소 크기는 4x4일 수 있다. PU의 깊이는 CTU의 크기와 동일한 0에서부터 최소 크기인 4x4까지로 정해질 수 있다. 마찬가지로, TU의 깊이는 CTU의 크기와 동일한 0에서부터 최소 크기인 4x4까지로 정해질 수 있다.
분리된 PU/TU 트리 분할에서의 PU 또는 TU의 분할을 위해, 전술한 CU의 분할 방법이 동일하게 적용될 수도 있다.
블록 분할을 위해 어떤 분할 구조를 이용할지를 나타내는 분할 구조 정보가 시그널링될 수 있다. 분할 구조 정보는 쿼드트리 후 이진트리 분할, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할, 정사각형 분할 및 분리된 PU/TU 트리 분할 중 어느 하나를 나타낼 수 있다. 여기서, 분할 구조 정보는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU 중 하나 이상의 단위에서 시그널링될 수 있다.
아래의 실시예들 중 적어도 하나 혹은 적어도 2개 이상의 조합된 방법은 상술한 블록 분할 구조들인 쿼드트리 후 이진트리 분할, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할, 정사각형 분할, 분리된 PU/TU 트리 분할 중 적어도 하나 이상에 사용될 수 있다.
즉, 아래에서 블록 분할 구조는 쿼드트리 후 이진트리 분할, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할, 정사각형 분할, 분리된 PU/TU 트리 분할 중 적어도 하나 이상을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조는 CU 단위 분할 구조뿐만 아니라, PU 혹은 TU의 분할에도 사용될 수 있다.
화면 내 예측, 화면 간 예측, 움직임 보상의 기본 단위로 사용되는 PU에서 상기 블록 분할 구조를 이용해서 PU를 재귀적으로 분할할 수 있다. 이때, 각 PU는 주변 PU들 중 최인접 PU의 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상을 화면 내 예측, 화면 간 예측, 움직임 보상 중 적어도 하나에 이용할 수 있다.
변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화의 기본 단위로 사용되는 TU에서 상기 블록 분할 구조를 이용해서 TU를 재귀적으로 분할할 수 있다. 이때, 각 TU는 주변 TU들 중 최인접 TU의 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상을 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화 중 적어도 하나에 이용할 수 있다.
또한, TU가 상기 블록 분할 구조를 이용해서 분할된 경우, 변환 수행 시에 분할된 블록에 대해 변환을 수행한 후 생성되는 DC 계수 값을 이용해서 추가 변환을 수행할 수 있다. 마찬가지로, 역변환 수행 시에 분할된 블록들의 DC 계수 값을 이용해서 추가 역변환을 수행한 후 분할된 블록 각각에 대해 역변환을 수행할 수 있다. 여기서, 최인접 PU(또는 TU)는 현재 PU(또는 TU) 와 수직 경계, 수평 경계를 공유하는 PU(또는 TU) 이거나, 꼭지점이 서로 맞닿는 PU(또는 TU) 일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 움직임 정보 (움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면간 예측 지시자 등)은 최소 크기의 CU 단위 별로 저장되어, 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 최소 크기의 CU 단위는 MinQTSize, MinBTSize, MinCUSize에 의해 지시되는 블록 크기일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 양자화 매개변수, 부호화 블록 플래그, 변환 스킵 모드 정보, 1차 변환 수행 여부, 2차 변환 수행 여부, 1차 변환 인덱스, 2차 변환 인덱스, 중첩 변환 수행 여부 등 TU 단위에서 필요한 정보 중 적어도 하나 이상은 트리 구조에 기반하여 최소 블록 크기 이상 CTU 이하 단위에서 시그널링될 수 있다. 여기서, 변환 스킵 모드 정보는 1차 변환 인덱스에 포함되어 시그널링될 수 있다.
중첩 변환은 블록 간의 불연속성을 감쇄하기 위해 변환 수행 시 현재 블록의 잔여 블록 데이터뿐만 아니라 현재 블록에 인접한 주변 블록의 잔여 블록 데이터도 함께 변환하는 것을 의미할 수 있다. 중첩 변환 수행 여부는 블록 크기 및 화면 내 예측 모드/방향 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 또한, 중첩 변환은 분리 변환 속성에 의해서 2가지의 1차원 변환에 의해서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나의 스캔 순서 또는 부호화/복호화 순서는 블록 크기/형태에 기반하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 현재 블록의 형태 (비정방형인지, 정방형인지) 및 크기 중 적어도 하나에 따라 엔트로피 복호화된 분할 정보를 현재 블록의 분할에 이용할 수 있다. 또한, 현재 블록의 분할 시 현재 블록이 분할된 형태와 반대되는 형태로만 분할을 허용할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 가로 방향으로 분할된 경우, 현재 블록에 대한 추가 분할은 세로 방향으로만 가능할 수 있고, 현재 블록이 세로 방향으로 분할된 경우, 현재 블록에 대한 추가 분할은 가로 방향으로만 가능할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서, 현재 블록이 이진트리 노드인 경우 현재 블록이 추가로 분할될 경우 비정방형 형태의 분할은 수행하지 않고, 정방형 형태의 분할만 수행할 수 있다. 추가 분할에 대해서 제1 플래그 (정방형 형태로 분할 혹은 더 이상 분할되지 않는지에 대해 지시)로 시그널링 할 수 있다. 이때, 정방형 형태의 분할 정보에 대한 시그널링만 필요하므로, 비정방형 형태의 분할 정보에 필요한 시그널링 비트를 절약할 수 있다.
유사하게, 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서, 현재 블록이 이진트리 노드인 경우 현재 블록이 추가로 분할될 경우 정방형 형태의 분할은 수행하지 않고, 비정방형 형태의 분할만 수행할 수 있다. 추가 분할에 대해서 제1 플래그 (비정방형 형태로 분할 혹은 더 이상 분할되지 않는지에 대해 지시)로 시그널링 할 수 있다. 이때, 비정방형 형태의 분할 정보에 대한 시그널링만 필요하므로, 정방형 형태의 분할 정보에 필요한 시그널링 비트를 절약할 수 있다.
도 21은 쿼드트리 깊이 및 이진트리 깊이 별로 쿼드트리 후 이진트리 분할의 블록 분할 구조로 분할된 CTU의 자세한 예를 나타낸다. 도 21은 CTU 내에서 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 쿼드트리 후 이진트리 형태의 블록 분할 구조로 분할되는 예를 포함하고 있고, 도 22은 CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 쿼드트리 후 이진트리 형태의 블록 분할 구조로 분할되는 예를 포함하고 있다.
여기서, CTU 내에서 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조를 가지는 것은 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에만 한정되는 것은 아니고, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할, 정사각형 분할, 분리된 PU/TU 트리 분할 중 적어도 하나에서 CTU 내 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조를 가질 수 있다.
도 21의 예와 같이, CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 수 있다. 예를 들어, 특정 슬라이스인 경우 (I 슬라이스, 인트라 슬라이스), CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 수 있고, 그렇지 않은 슬라이스인 경우 (P 혹은 B 슬라이스), CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 동일한 블록 분할 구조를 가질 수 있다.
도 21을 참조하면, CTU의 크기가 128x128인 경우, 휘도 신호에 대한 4개의 64x64 크기의 블록들 및 색차 신호에 대한 4개의 32x32 크기의 블록들로 분할한 후 휘도 신호과 색차 신호에 대해 서로 다른 쿼드트리 및 이진트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 휘도 신호 블록 내에 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 부호화 블록 플래그(coded block flag)가 시그널링될 수 있고, 색차 신호 블록의 부호화 블록 플래그가 시그널링될 수 있다.
CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 휘도 신호에 대한 화면 내 예측 모드와 색차 신호에 대한 화면 내 예측 모드는 휘도 신호인지 색차 신호인지 여부, 블록의 분할 구조, 블록의 크기, 블록의 형태 등 적어도 하나에 따라 별도로 시그널링될 수 있다.
CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 색차 신호에 대한 화면 내 예측 수행 시 대응 위치에 존재하는 휘도 신호에 대한 화면 내 예측 모드 및 복원된 주변 색차 신호 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하거나, 적어도 2개 이상을 함께 이용할 수 있다. 이때, 대응 위치에 존재하는 휘도 신호에 대한 화면 내 예측 모드는 현재 색차 신호 블록 위치를 기준으로 휘도 신호 블록의 대응 위치를 계산하고, 계산된 위치에 존재하는 휘도 신호에 대한 화면 내 예측뿐만 아니라 계산된 위치 주변에 존재하는 휘도 신호에 대한 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋(Adaptive Sample Offset), 적응적 루프내 필터(Adaptive In-loop Filter) 등 필터링 방법 중 적어도 하나는 휘도 신호인지 색차 신호인지 여부, 블록의 분할 구조, 블록의 크기, 블록의 형태 등 적어도 하나에 따라 휘도 신호와 색차 신호 중 적어도 하나에 대해 서로 다른 방식으로 필터링할 수 있다.
CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 복원된 휘도 신호에 기반하여 색차 신호의 예측을 수행하는 색 성분 간 예측 방법이 수행되지 않도록 하여, 색 성분 간 예측 방법 정보의 시그널링에 필요한 정보를 줄여 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 22의 예와 같이, CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 수 있다.
도 22를 참조하면, CTU의 크기가 128x128인 경우, 휘도 신호에 대한 4개의 64x64 크기의 블록들, Cb 신호에 대한 4개의 32x32 크기의 블록들, Cr 신호에 대한 4개의 32x32 크기의 블록들로 분할한 후 휘도 신호, Cb 신호, Cr 신호에 대해 서로 다른 쿼드트리 및 이진트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
예를 들어, 특정 슬라이스인 경우 (I 슬라이스), CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 수 있다. 또한, 이러한 경우 Cb 신호와 Cr 신호는 서로 다른 화면 내 예측 모드를 이용할 수 있고, Cb 신호와 Cr 신호 각각의 화면 내 예측 모드가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. Cb 신호의 화면 내 예측 모드는 Cr 신호의 화면 내 예측 모드를 이용하여 엔트로피 부호화/복호화될 수 있고, 반대로 Cr 신호의 화면 내 예측 모드는 Cb 신호의 화면 내 예측 모드를 이용하여 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, Cb 신호 블록의 부호화 블록 플래그가 시그널링될 수 있고, Cr 신호 블록의 부호화 블록 플래그가 시그널링될 수 있다.
CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, Cb 신호에 대한 화면 내 예측 모드와 Cr 신호에 대한 화면 내 예측 모드는 Cb 신호인지 Cr 신호인지 여부, 블록의 분할 구조, 블록의 크기, 블록의 형태 등 적어도 하나에 따라 별도로 시그널링될 수 있다.
CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, Cb/Cr 신호에 대한 화면 내 예측 수행 시 대응 위치에 존재하는 Cr/Cb 신호에 대한 화면 내 예측 모드 및 복원된 주변 Cb/Cr 신호 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하거나, 적어도 2개 이상을 함께 이용할 수 있다.
CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋(Adaptive Sample Offset), 적응적 루프내 필터(Adaptive In-loop Filter) 등 필터링 방법 중 적어도 하나는 Cb 신호인지 Cr 신호인지 여부, 블록의 분할 구조, 블록의 크기, 블록의 형태 등 적어도 하나에 따라 Cb 신호와 Cr 신호 중 적어도 하나에 대해 서로 다른 방식으로 필터링할 수 있다.
CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 복원된 Cb/Cr 잔여 신호에 기반하여 Cr/Cb 잔여 신호의 예측을 수행하는 색 성분 간 잔여 신호 예측 방법이 수행되지 않도록 하여, 색 성분 간 잔여 신호 예측 방법 정보의 시그널링에 필요한 정보를 줄여 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이 이하 또는 미만에서는 더 이상의 블록 분할이 수행되지 않을 수 있다.
여기서, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU, CU 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
또한, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 상기 상위 레벨 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 휘도 신호 및 색차 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 Cb 신호 및 Cr 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 현재 블록의 깊이 혹은 크기와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 결정될 수 있다. 소정의 문턱값은 블록 구조를 결정하는 기준 깊이 혹은 크기를 의미한다. 이는 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.
이때, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보에 따라 더 이상의 블록 분할이 수행되지 않으므로, 분할 구조를 나타내는 플래그 및 인덱스 중 적어도 하나 이상은 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이 이하 또는 미만에서 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 구조에서 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보에 따라 더 이상의 블록 분할이 수행되지 않는 경우, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 및 이진트리 분할 타입을 나타내는 제1 인덱스 중 적어도 하나는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 쿼드트리 분할로 분할되는지 또는 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 플래그 및 가로 방향 대칭 분할, 세로 방향 대칭 분할 및 더 이상 분할되지 않음 중 어느 하나를 나타내는 제1 인덱스 중 적어도 하나는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 쿼드트리 분할로 분할되는지 또는 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 플래그(쿼드트리 구조로 분할되는지, 더 이상 분할되지 않는지), 이진트리 구조로 분할 또는 더 이상 분할되지 않는지 제2 플래그, 가로 방향 대칭 분할 및 세로 방향 대칭 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 중 적어도 하나는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서 이진트리 대칭 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 가로 방향 대칭 분할, 세로 방향 대칭 분할 및 더 이상 분할되지 않음 중 어느 하나를 나타내는 제1 인덱스는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서 이진트리 비대칭 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 가로 방향 분할 및 세로 방향 분할 중 어느 하나를 나타내는 제1 플래그, 대칭 구조 분할 및 비대칭 구조 분할 중 어느 하나를 나타내는 제2 플래그, 다양한 비대칭 분할 형태 중 어떤 비대칭 분할 형태로 분할되는지에 대한 제3 플래그 혹은 제1 인덱스 중 적어도 하나는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 더 이상 분할되지 않음 중 어느 하나를 나타내는 제1 인덱스, 가로 방향 분할 및 세로 방향 분할 중 어느 하나를 나타내는 제1 플래그, 분할 위치 정보를 나타내는 제2 인덱스 중 적어도 하나는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 분리된 PU/TU 트리 분할 구조를 이용해서 PU가 분할될 경우, 쿼드트리 분할로 분할되는지 또는 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 플래그는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 분리된 PU/TU 트리 분할 구조를 이용해서 TU가 분할될 경우, 쿼드트리 분할로 분할되는지 또는 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 플래그는 시그널링되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 변환, 역변환, 양자화, 역양자화 방법 중 적어도 하나를 이용하여 변환 계수(양자화된 레벨 포함)를 부호화/복호화할 수 있다.
변환 혹은 역변환 수행 시 고주파수 성분의 변환 계수 중 일부를 제거하여 저주파수 성분의 변환 계수만 남겨둘 수 있다. 여기서, 고주파수 성분은 변환 계수 블록 내에서 우하단에 위치한 변환 계수들일 수 있고, 저주파수 성분은 변환 계수 블록 내에서 좌상단에 위치한 변환 계수들일 수 있다. 이때, 고주파수 성분의 변환 계수 제거 과정은 블록의 가로 및 세로 크기가 MxN 보다 크거나 같을 경우에 수행될 수 있다. 이때, M과 N은 양의 정수이며, 64일 수 있다.
예를 들어, MxN 블록이 있을 경우, M이 64보다 크거나 같을 경우 좌측 32개 열에 존재하는 변환 계수만 유지되고, N이 64보다 크거나 같을 경우 상단 32개 행에 존재하는 변환 계수만 유지될 수 있다.
예를 들어, MxN 블록이 있을 경우, M이 32보다 크거나 같을 경우 좌측 16개 열에 존재하는 변환 계수만 유지되고, N이 64보다 크거나 같을 경우 상단 32개 행에 존재하는 변환 계수만 유지될 수 있다.
예를 들어, MxN 블록이 있을 경우, M이 64보다 크거나 같을 경우 좌측 32개 열에 존재하는 변환 계수만 유지되고, N이 16보다 크거나 같을 경우 상단 8개 행에 존재하는 변환 계수만 유지될 수 있다.
고주파수 성분의 변환 계수 중 일부를 입력 신호의 비트 심도와 같거나 보다 낮은 비트 심도로 양자화 혹은 역양자화를 수행하고, 저주파수 성분의 변환 계수 중 일부는 입력 신호의 비트 심도와 같거나 보다 높은 비트 심도로 양자화 혹은 역양자화를 수행할 수 있다. 이때, 고주파수 성분의 변환 계수에 낮은 비트 심도로 양자화/역양자화하는 과정은 블록의 가로 및 세로 크기가 MxN 보다 크거나 같을 경우에 수행될 수 있다. 이때, M과 N은 양의 정수이며, 64일 수 있다.
예를 들어, 64x64 블록이 있을 경우, 좌상단 32x32 영역을 저주파수 성분의 변환 계수로 간주하고, 해당 좌상단 32x32 영역에 해당하지 않는 영역에 포함되는 변환 계수에 대해서는 입력 신호의 비트 심도보다 낮은 비트 심도로 양자화 혹은 역양자화를 적용하고, 좌상단 32x32 영역에 해당하는 영역에는 입력 신호의 비트 심도와 동일한 비트 심도로 양자화 혹은 역양자화를 적용할 수 있다.
고주파수 성분의 변환 계수 중 일부를 현재 블록의 양자화 매개변수와 같거나 보다 큰 값으로 양자화 혹은 역양자화를 수행하고, 저주파수 성분의 변환 계수 중 일부는 현재 블록의 양자화 매개변수와 같거나 보다 작은 값으로 양자화 혹은 역양자화를 수행할 수 있다. 이때, 고주파수 성분의 변환 계수에 현재 양자화 매개변수보다 큰 값으로 양자화/역양자화하는 과정은 블록의 가로 및 세로 크기가 MxN 보다 크거나 같을 경우에 수행될 수 있다. 이때, M과 N은 양의 정수이며, 64일 수 있다.
예를 들어, 64x64 블록이 있을 경우, 좌상단 32x32 영역을 저주파수 성분의 변환 계수로 간주하고, 해당 좌상단 32x32 영역에 해당하지 않는 영역에 포함되는 변환 계수에 대해서는 현재 블록의 양자화 매개변수에 P값만큼 더한 양자화 매개변수를 이용하여 양자화 혹은 역양자화를 적용하고, 좌상단 32x32 영역에 해당하는 영역에는 현재 블록의 양자화 매개변수로 양자화 혹은 역양자화를 적용할 수 있다. 이때, P는 양의 정수일 수 있다.
잔여 신호 중 일부를 비트 평면(bit plane)에 따라 MSB(Most Significant Bit)와 LSB(Least Significant Bit)를 분리하고, 분리된 MSB 및 LSB 별로 1차 변환, 2차 변환, 양자화, 1차 역변환, 2차 역변환, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
예를 들어, 잔여 신호가 11비트인 경우 상위 6비트를 MSB로 간주하고, 하위 5비트를 LSB로 간주할 수 있다. 이때, 상기 과정은 블록의 가로 및 세로 크기가 MxN 보다 크거나 같을 경우에 수행될 수 있다. 이때, M과 N은 양의 정수이며, 64일 수 있다.
또한, 변환 계수 중 일부를 비트 평면(bit plane)에 따라 MSB(Most Significant Bit)와 LSB(Least Significant Bit)를 분리하여 서로 다른 양자화 매개변수를 이용하여 양자화 혹은 역양자화를 수행할 수 있다. 이때, MSB에 대해서는 현재 블록의 양자화 매개변수와 같거나 보다 작은 값으로 양자화 혹은 역양자화를 수행하고, LSB에 대해서는 현재 블록의 양자화 매개변수와 같거나 보다 큰 값으로 양자화 혹은 역양자화를 수행할 수 있다.
예를 들어, 양자화 혹은 역양자화의 입력 신호가 10비트인 경우 상위 5비트를 MSB로 간주하고, 하위 5비트를 LSB로 간주할 수 있다. 이때, 상기 과정은 블록의 가로 및 세로 크기가 MxN 보다 크거나 같을 경우에 수행될 수 있다. 이때, M과 N은 양의 정수이며, 64일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서는 CU가 비정방형 형태를 가질 수 있으므로, 양자화 및 역양자화에서 사용하는 양자화 행렬이 비정방형 형태를 가질 수 있다.
부호화기에서 2차원 양자화 행렬 내의 계수들에 대해서 1차원 형태의 계수 배열로 정렬하기 위해 양자화 행렬 계수에 스캔을 수행할 수 있다. 또한, 복호화기에서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 비정방형 형태의 2차원 양자화 행렬로 정렬하기 위해 양자화 행렬 계수에 스캔을 수행할 수 있다. 그리고, 2차원 양자화 행렬로 정렬되는 대상이 되는 양자화 행렬은 부호화기 및 복호화기에서 정의한 기본(default) 양자화 행렬일 수 있다.
도 23은 복원된 양자화 행렬 계수 스캔 방법들의 예를 나타낸다.
일 예로, 도 23 (a)와 같이 대각 스캔(diagonal scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 대각 스캔의 방향은 좌하단에서 우상단일 수 있으며, 우상단에서 좌하단일 수가 있다. 스캔 방향이 좌하단에서 우상단일 경우 우상단 스캔(up-right scan)이라고 할 수 있으며, 우상단에서 좌하단일 경우 좌하단 스캔(down-left scan)이라고 할 수 있다. 도 23 (a)는 대각 스캔 중 우상단 스캔의 예를 나타낸다.
또 다른 예로, 도 23 (b)과 같이 수직 스캔(vertical scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 수직 스캔은 첫 번째 열에 해당하는 계수들을 우선적으로 스캔하는 방식일 수 있다.
또 다른 예로, 도 23 (c)과 같이 수평 스캔(horizontal scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 수평 스캔은 첫 번째 행에 해당하는 계수들을 우선적으로 스캔하는 방식일 수 있다.
또 다른 예로, 도 23 (d)과 같이 블록 기반 대각 스캔(block-based diagonal scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 블록의 크기는 4x4일 수가 있으며, 대각 스캔의 방향은 도 23 (d)와 같이 좌하단에서 우상단일 수 있으며, 우상단에서 좌하단일 수가 있다. 도 23 (d)는 전체 8x4 블록에 대해 블록 기반 대각 스캔 중 블록 기반 우상단 스캔의 예를 나타낸다.
또 다른 예로, 도 23 (e)와 같이 전체 8x4 블록에 대해 블록 기반 수직 스캔(block-based vertical scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 블록의 크기는 4x4일 수가 있으며, 첫 번째 열에 해당하는 블록들을 우선적으로 스캔하는 방식일 수 있다.
또 다른 예로, 도 23 (f)와 같이 전체 4x8 블록에 대해 블록 기반 수평 스캔(block-based horizontal scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 블록의 크기는 4x4일 수가 있으며, 첫 번째 행에 해당하는 블록들을 우선적으로 스캔하는 방식일 수 있다.
즉, 상기 예와 같이 비정방형 형태의 블록에 사용하는 양자화 행렬이 비정방형 형태를 가질 경우, 해당 양자화 행렬의 스캔 시 비정방형 형태로 스캔을 수행하거나, 해당 양자화 행렬을 특정 정방형 블록 단위인 MxM 크기로 분할하여 특정 정방형 블록 단위 별 스캔 및 특정 정방형 블록 단위 내 스캔을 수행할 수 있다. 여기서, M은 양의 정수일 수 있다.
한편, 2차원 양자화 행렬로 정렬되어 복원된 양자화 행렬 계수들은 역양자화 시 사용될 비정방형 형태의 2차원 양자화 행렬로 복원될 수 있다. 이때, 업샘플링(upsampling), 보간(interpolation), DC 행렬 계수 대체, 혹은 서브샘플링(subsampling) 등을 이용하여 2차원 양자화 행렬을 복원할 수 있으며, 양자화 행렬을 복원하는 실시 예는 아래와 같다.
일 예로, 16x4 크기의 변환 계수 블록에 사용하는 양자화 행렬은 16x16 크기의 복원된 양자화 행렬을 y 위치 (행 또는 수직 방향)에 대해 서브샘플링을 수행하여 16x4 크기의 양자화 행렬로 복원할 수 있다.
다른 예로, 4x16 크기의 변환 계수 블록에 사용하는 양자화 행렬은 16x16 크기의 복원된 양자화 행렬을 x 위치 (열 또는 수평 방향)에 대해 서브샘플링을 수행하여 4x16 크기의 양자화 행렬로 복원할 수 있다.
또 다른 예로, 32x8 크기의 변환 계수 블록에 사용하는 양자화 행렬은 32x32 크기의 복원된 양자화 행렬을 y 위치 (행 또는 수직 방향)에 대해 서브샘플링을 수행하여 32x8 크기의 양자화 행렬로 복원할 수 있다.
또 다른 예로, 8x32 크기의 변환 계수 블록에 사용하는 양자화 행렬은 32x32 크기의 복원된 양자화 행렬을 x 위치 (열 또는 수평 방향)에 대해 서브샘플링을 수행하여 8x32 크기의 양자화 행렬로 복원할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나로 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할) 중 적어도 하나를 현재 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나로 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나를 현재 블록의 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나로 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나의 유도에 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나의 유도에 이용할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나의 유도에 이용한다는 것은 현재 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상을 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 결정하는 것을 의미일 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나를 현재 블록의 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나의 유도에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 화면 내 예측에 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 화면 내 예측 모드, 화면 내 예측 방향, 참조 샘플 필터링 방법, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수 중 적어도 하나를 현재 블록의 화면 내 예측 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 참조 영상 리스트, 움직임 벡터 예측기, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도 중 적어도 하나를 현재 블록의 화면 간 예측 과정 혹은 움직임 보상 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 변환, 역변환, 양자화, 혹은 역양자화에 이용할 수 있다. 여기서, 변환 및 역변환은 1차 변환, 2차 변환, 1차 역변환, 2차 역변환 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 인덱스, 2차 변환 인덱스, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴, 부호화 블록 플래그, 양자화 매개변수, 양자화 행렬 중 적어도 하나를 현재 블록의 변환, 역변환, 양자화, 혹은 역양자화 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 엔트로피 부호화/복호화 과정에 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 엔트로피 부호화/복호화에 이용할 수 있다. 여기서, 엔트로피 부호화/복호화는 이진화/역이진화 방법 결정, 문맥 모델 결정, 문맥 모델 업데이트, 레귤러 모드 수행, 바이패스 모드 수행 등의 과정을 포함할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나를 현재 블록의 엔트로피 부호화/복호화에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 화면 내 루프 필터, 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋, 적응적 루프내 필터 등 필터링 방법에 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양, 화면 내 루프 필터 형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양, 디블록킹 필터 형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프내 필터 적용 여부, 적응적 루프내 필터 계수, 적응적 루프내 필터 탭, 적응적 루프내 필터 모양, 적응적 루프내 필터 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋, 적응적 루프내 필터 등 필터링 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 휘도 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 색차 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나로 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른상기 블록 분할 구조에서 휘도 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 색차 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나의 유도에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 휘도 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 색차 신호 블록의 화면 내 예측, 화면 간 예측, 움직임 보상, 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화, 화면 내 루프 필터, 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋, 적응적 루프내 필터 중 적어도 하나의 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 Cb/Cr 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 Cr/Cb 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나로 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 블록 분할 구조에서 Cb/Cr 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 Cr/Cb 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나의 유도에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 블록 분할 구조에서 Cb/Cr 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 Cr/Cb 신호 블록의 화면 내 예측, 화면 간 예측, 움직임 보상, 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화, 화면 내 루프 필터, 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋, 적응적 루프내 필터 중 적어도 하나의 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조를 이용해서 분할된 블록 별로 아래의 정보 중 적어도 하나 이상이 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 아래의 엔트로피 부호화/복호화된 정보 중 적어도 하나 이상과 블록 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기반하여 아래의 엔트로피 부호화/복호화된 정보가 지시하는 방법이 수행될 수 있다.
- 움직임 정보는 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면간 예측 지시자, 스킵 모드 사용 여부 정보(skip_flag), 머지 모드 사용 여부 정보(merge_flag), 머지 색인 정보(merge_index), 움직임 벡터 해상도(motion vector resolution) 정보, 중첩된 블록 움직임 보상(overlapped block motion compensation) 정보, 지역 조명 보상(local illumination compensation) 정보, 어파인 움직임 보상(affine motion compensation) 정보, 복호화기 움직임 벡터 유도(decoder-side motion vector derivation) 정보, 양방향 광학 흐름(bi-directional optical flow) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- 움직임 벡터 해상도 정보는 움직임 벡터 및 움직임 벡터 차분값 중 적어도 하나 이상에 대해 특정 해상도를 사용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 여기서, 해상도는 정밀도(precision)를 의미할 수 있다. 또한, 특정 해상도는 정수-화소(integer-pel) 단위, 1/2-화소(1/2-pel) 단위, 1/4-화소(1/4-pel) 단위, 1/8-화소(1/8-pel) 단위, 1/16-화소(1/16-pel) 단위, 1/32-화소(1/32-pel) 단위, 1/64-화소(1/64-pel) 단위 중 적어도 하나로 설정될 수 있다.
- 중첩된 블록 움직임 보상 정보는 현재 블록의 움직임 보상 시 현재 블록 블록에 공간적으로 인접한 주변 블록의 움직임 벡터를 추가로 사용하여 현재 블록의 예측 블록의 가중합을 계산하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다.
- 지역 조명 보상 정보는 현재 블록의 예측 블록 생성 시 가중치 값 및 오프셋 값 중 적어도 하나를 적용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 여기서, 가중치 값 및 오프셋 값은 참조 블록을 기반으로 산출된 값일 수 있다.
- 어파인 움직임 보상 정보는 현재 블록에 대한 움직임 보상 시 어파인 움직임 모델(affine motion model)을 사용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 여기서, 어파인 움직임 모델은 복수의 파라미터를 이용하여 하나의 블록을 다수의 하위 블록으로 분할하고, 대표 움직임 벡터들을 이용하여 분할된 하위 블록의 움직임 벡터를 산출하는 모델일 수 있다.
- 복호화기 움직임 벡터 유도 정보는 움직임 보상에 필요한 움직임 벡터를 복호화기에서 유도하여 사용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 복호화기 움직임 벡터 유도 정보에 기초하여 움직임 벡터에 관한 정보는 엔트로피 부호화/복호화되지 않을 수 있다. 그리고, 복호화기 움직임 벡터 유도 정보가 복호화기에서 움직임 벡터를 유도하여 사용하는 것을 나타내는 경우, 머지 모드에 관한 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 즉, 복호화기 움직임 벡터 유도 정보는 복호화기에서 머지 모드를 이용 여부를 나타낼 수 있다.
- 양방향 광학 흐름 정보는 픽셀 단위 혹은 하위 블록 단위로 움직임 벡터를 교정하여 움직임 보상을 수행하는지 여부에 나타내는 정보일 수 있다. 양방향 광학 흐름 정보에 기초하여 픽셀 단위 혹은 하위 블록 단위의 움직임 벡터는 엔트로피 부호화/복호화되지 않을 수 있다. 여기서, 움직임 벡터 교정은 블록 단위의 움직임 벡터를 픽셀 단위 혹은 하위 블록 단위로 움직임 벡터 값을 변경하는 것일 수 있다.
한편, 부호화기에서 엔트로피 부호화되고 복호화기에서 엔트로피 복호화되는 플래그 및 인덱스 중 적어도 하나 이상은 아래의 이진화(binarization) 방법 중 적어도 하나 이상을 이용할 수 있다.
절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법
K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법
단항(Unary) 이진화 방법
절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 24를 참고하면, 복호화기는 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할할 수 있다(S2401).
여기서, 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조일 수 있다.
한편, 상기 이진트리는, 수직 이진트리 및 수평 이진트리를 포함하고, 상기 3분할트리는, 수직 3분할트리 및 수평 3분할트리를 포함할 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 및 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나는 시퀀스 파라미터 세트에 포함될 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 최대 변환 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우, 상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정될 수 있다.
그리고, 복호화기는 부호화 유닛 기반으로 복호화할 수 있다(S2402).
한편, 복호화기는 부호화 유닛 기반으로 화면 내 예측 및 화면 간 예측 중 적어도 하나의 예측을 수행하여 복호화할 수 있다. 또한, 복호화기는 부호화 유닛 기반으로 역변환 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하여 복호화할 수 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 25를 참고하면, 부호화기는 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할할 수 있다(S2501).
여기서, 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조일 수 있다.
한편, 상기 이진트리는, 수직 이진트리 및 수평 이진트리를 포함하고, 상기 3분할트리는, 수직 3분할트리 및 수평 3분할트리를 포함할 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 및 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 나타낼 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나에 기초하여 제한될 수 있다.
한편, 상기 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나는 시퀀스 파라미터 세트에 포함하여 부호화될 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 최대 변환 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우, 상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정될 수 있다.
그리고, 부호화기는 부호화 유닛 기반으로 부호화할 수 있다(S2502).
한편, 부호화기는 부호화 유닛 기반으로 화면 내 예측 및 화면 간 예측 중 적어도 하나의 예측을 수행하여 부호화할 수 있다. 또한, 부호화기는 부호화 유닛 기반으로 변환 및 양자화 중 적어도 하나를 수행하여 부호화할 수 있다.
본 발명에 따른 기록 매체는 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계 및 상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type)이 정의되고, 해당 슬라이스 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 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 발명을 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 포함된다. 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 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (22)

  1. 영상 복호화 방법에 있어서,
    블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계; 및
    상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계를 포함하고,
    상기 블록 분할 구조는,
    상기 부호화 유닛의 크기가 기정의된 크기보다 큰 경우, 시그널링되는 정보에 관계없이 쿼드트리 분할이 묵시적으로 수행되며,
    상기 부호화 유닛의 크기가 기정의된 크기보다 같거나 작은 경우, 시그널링되는 정보에 기초하여 분할이 수행되는 블록 분할 구조이고,
    상기 기정의된 크기는 상기 블록 분할 구조의 분할 구조 파라미터에 관계없이 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기정의된 크기는 최대 변환 크기인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    상기 부호화 유닛이 영상의 하단 경계 및 우측 경계를 모두 넘고, 상기 부호화 유닛이 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 큰 경우, 묵시적으로 쿼드트리 분할이 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그 및 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 플래그 및 상기 제3 플래그는,
    주변 블록의 크기 및 깊이 중 적어도 하나를 이용하여 엔트로피 복호화되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    상기 부호화 유닛의 세로 크기가 기정의된 크기보다 크고 상기 부호화 유닛의 가로 크기가 상기 기정의된 크기와 같은 경우, 수직 이진트리 분할은 허용되지 않는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    상기 부호화 유닛의 가로 크기가 기정의된 크기보다 크고 상기 부호화 유닛의 세로 크기가 상기 기정의된 크기와 같은 경우, 수평 이진트리 분할은 허용되지 않는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우,
    상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 영상 부호화 방법에 있어서,
    블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계; 및
    상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 블록 분할 구조는,
    상기 부호화 유닛의 크기가 기정의된 크기보다 큰 경우, 쿼드트리 분할이 수행되고, 상기 블록 분할 구조에 대한 분할 정보가 시그널링되지 않으며,
    상기 부호화 유닛의 크기가 기정의된 크기보다 같거나 작은 경우, 분할이 수행되고, 상기 블록 분할 구조에 대한 분할 정보가 시그널링되는 블록 분할 구조이고,
    상기 기정의된 크기는 상기 블록 분할 구조의 분할 구조 파라미터에 관계없이 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그 및 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제10항에 있어서,
    상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우,
    상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  19. 기록 매체에 있어서,
    블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계; 및
    상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 블록 분할 구조는,
    상기 부호화 유닛의 크기가 기정의된 크기보다 큰 경우, 쿼드트리 분할이 수행되고, 상기 블록 분할 구조에 대한 분할 정보가 시그널링되지 않으며,
    상기 부호화 유닛의 크기가 기정의된 크기보다 같거나 작은 경우, 분할이 수행되고, 상기 블록 분할 구조에 대한 분할 정보가 시그널링되는 블록 분할 구조이고,
    상기 기정의된 크기는 상기 블록 분할 구조의 분할 구조 파라미터에 관계없이 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장하는 기록 매체.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 쿼드트리 분할은,
    비트스트림으로부터 획득된 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기 정보에 기초하여 수행 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기 정보는,
    휘도 신호 및 색차 신호 별로 각각 획득되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  22. 삭제
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