KR102662351B1 - 혼합된 nal 유닛 타입들을 갖는 픽처들 - Google Patents
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Abstract
비디오 코딩 메커니즘이 개시된다. 이 메커니즘은 픽처와 연관된 복수의 서브픽처들 및 플래그를 포함하는 비트스트림을 수신하는 것을 포함한다. 서브픽처들은 복수의 비디오 코딩 계층(VCL) 네트워크 추상화 계층(NAL) 유닛들에 포함된다. 플래그가 제1 값으로 설정될 때, NAL 유닛 타입 값은 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일하다. 플래그가 제2 값으로 설정될 때, 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값은 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다르다. 서브픽처들은 NAL 유닛 타입 값들에 기초하여 디코딩된다. 서브픽처들은 디코딩된 비디오 시퀀스의 일부로서 디스플레이를 위해 전달된다.
Description
본 특허출원은 Ye-Kui Wang 등에 의해 "Support Of Mixed NAL Unit Types Within One Picture In Video Coding"이라는 명칭으로 2019년 3월 11일자 출원된 미국 가특허출원 제62/816,749호, 및 Ye-Kui Wang 등에 의해 "Support Of Mixed NAL Unit Types Within One Picture In Video Coding"이라는 명칭으로 2019년 4월 10일자 출원된 미국 가특허출원 제62/832,132호를 우선권으로 주장하며, 이 가특허출원들은 이로써 인용에 의해 포함된다.
본 개시내용은 일반적으로 비디오 코딩에 관한 것으로, 구체적으로는 비디오 코딩에서의 픽처들의 서브픽처(sub-picture)들의 코딩에 관한 것이다.
비교적 짧은 비디오라도 묘사하는 데 필요한 비디오 데이터의 양은 상당할 수 있으며, 이는 데이터가 스트리밍(stream)되거나 아니면 제한된 대역폭 용량을 갖는 통신 네트워크를 통해 전달되어야 할 때 어려움들을 야기할 수 있다. 따라서 비디오 데이터는 일반적으로 현대의 통신 네트워크들을 통해 전달되기 전에 압축된다. 메모리 자원들이 제한될 수 있기 때문에 비디오가 저장 디바이스에 저장될 때 비디오의 크기가 또한 문제가 될 수 있다. 비디오 압축 디바이스들은 종종 소스(source)에서 소프트웨어 및/또는 하드웨어를 사용하여 전송 또는 저장 전에 비디오 데이터를 코딩함으로써, 디지털 비디오 이미지들을 표현하는 데 필요한 데이터의 양을 감소시킨다. 압축된 데이터는 다음에, 비디오 데이터를 디코딩하는 비디오 압축 해제 디바이스에 의해 목적지에서 수신된다. 제한된 네트워크 자원들을 이용하여 그리고 더 높은 비디오 품질에 대한 요구들이 계속 증가함에 따라, 이미지 품질을 거의 또는 전혀 희생하지 않고 압축비를 개선하는 개선된 압축 및 압축 해제 기술들이 바람직하다.
일 실시예에서, 본 개시내용은 디코더(decoder)에서 구현되는 방법을 포함하며, 이 방법은: 디코더의 수신기에 의해, 픽처와 연관된 복수의 서브픽처들 및 플래그(flag)를 포함하는 비트스트림(bitstream)을 수신하는 단계 ― 서브픽처들은 비디오 코딩 계층(VCL: video coding layer) 네트워크 추상화 계층(NAL: network abstraction layer) 유닛들에 포함됨 ―; 플래그가 제1 값으로 설정되면, 프로세서에 의해, 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일하다고 결정하는 단계; 플래그가 제2 값으로 설정되면, 프로세서에 의해, 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다르다고 결정하는 단계; 및 프로세서에 의해, 제1 NAL 유닛 타입 값 또는 제2 NAL 유닛 타입 값에 기초하여 서브픽처들 중 하나 이상을 디코딩하는 단계를 포함한다.
픽처는 다수의 서브픽처들로 파티셔닝(partition)될 수 있다. 이러한 서브픽처들은 개별 서브 비트스트림(sub-bitstream)들로 코딩될 수 있고, 그런 다음 개별 서브 비트스트림들은 디코더로의 전송을 위해 비트스트림으로 병합될 수 있다. 예를 들어, 가상 현실(VR: virtual reality) 애플리케이션들을 위해 서브픽처들이 이용될 수 있다. 특정 예로서, 사용자는 언제든지 VR 픽처의 일부만을 볼 수 있다. 이에 따라, 디스플레이될 가능성이 있는 서브픽처들에 더 많은 대역폭이 할당될 수 있고 디스플레이될 가능성이 낮은 서브픽처들은 압축되어 코딩 효율을 증가시킬 수 있도록 상이한 서브픽처들이 상이한 해상도들로 전송될 수 있다. 추가로, 비디오 스트림들은 인트라 랜덤 액세스 포인트(IRAP: intra-random access point) 픽처들을 사용함으로써 인코딩될 수 있다. IRAP 픽처는 인트라 예측(intra-prediction)에 따라 코딩되고, 다른 픽처들에 대한 참조 없이 디코딩될 수 있다. 비-IRAP 픽처들은 인터 예측(inter-prediction)에 따라 코딩될 수 있고, 다른 픽처들을 참조함으로써 디코딩될 수 있다. 비-IRAP 픽처들은 IRAP 픽처들보다 상당히 더 압축된다. 그러나 IRAP 픽처는 다른 픽처들을 참조하지 않고 디코딩되기에 충분한 데이터를 포함하므로, 비디오 시퀀스는 IRAP 픽처로 디코딩을 시작해야 한다. IRAP 픽처들은 서브픽처들에 사용될 수 있고, 동적 해상도 변화들을 허용할 수 있다. 이에 따라, 비디오 시스템은 (예컨대, 사용자들의 현재 뷰포트(viewport)에 기반하여) 보일 가능성이 더 높은 서브픽처들에 대해 더 많은 IRAP 픽처들을 그리고 보일 가능성이 낮은 서브픽처들에 대해 더 적은 IRAP 픽처들을 전송하여 코딩 효율을 높일 수 있다. 그러나 서브픽처들은 동일한 픽처의 일부이다. 이에 따라, 이러한 방식은 IRAP 서브픽처와 비-IRAP 서브픽처 모두를 포함하는 픽처를 야기할 수 있다. 일부 비디오 시스템들은 IRAP 및 비-IRAP 구역들 모두를 갖는 혼합된 픽처를 취급하는 능력이 있지 않다. 본 개시내용은, 픽처가 혼합되는지 여부를 지시하고 그러므로 IRAP 및 비-IRAP 컴포넌트들 모두를 포함하는 플래그를 포함한다. 이 플래그에 기초하여, 디코더는 픽처/서브픽처들을 적절하게 디코딩 및 디스플레이하기 위해 상이한 서브픽처들을 디코딩할 때 상이하게 취급할 수 있다. 이 플래그는 PPS에 저장될 수 있고, mixed_nalu_types_in_pic_flag로 지칭될 수 있다. 이에 따라, 개시된 메커니즘들은 추가 기능의 구현을 가능하게 한다. 추가로, 개시된 메커니즘들은 서브픽처 비트스트림들을 이용할 때 동적 해상도 변화들을 허용한다. 그러므로 개시된 메커니즘들은 사용자 경험을 상당히 손상시키지 않으면서 VR 비디오를 스트리밍할 때 더 낮은 해상도 서브픽처 비트스트림들이 전송될 수 있게 한다. 이에 따라, 개시된 메커니즘들은 코딩 효율을 높이고, 그러므로 인코더 및 디코더에서의 네트워크 자원들, 메모리 자원들 및/또는 처리 자원들의 사용을 감소시킨다.
선택적으로, 이전의 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 비트스트림은 플래그를 포함하는 픽처 파라미터 세트(PPS: picture parameter set)를 포함한다.
선택적으로, 이전의 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 제1 NAL 유닛 타입 값은 픽처가 인트라 랜덤 액세스 포인트(IRAP) 서브픽처를 포함함을 지시하고, 제2 NAL 유닛 타입 값은 픽처가 비-IRAP 서브픽처를 포함함을 지시한다.
선택적으로, 이전 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 제1 NAL 유닛 타입 값은 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩 픽처(random access decodable leading picture)가 있는 순간 디코딩 리프레시(IDR: Instantaneous Decoding Refresh)(IDR_W_RADL), 리딩 픽처들이 없는 IDR(IDR_N_LP), 또는 클린 랜덤 액세스(CRA: clean random access) NAL 유닛 타입(CRA_NUT)과 같다.
선택적으로, 이전 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 제2 NAL 유닛 타입 값은 트레일링 픽처(trailing picture) NAL 유닛 타입(TRAIL_NUT), 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩(random access decodable leading) 픽처 NAL 유닛 타입(RADL_NUT) 또는 랜덤 액세스 스킵 리딩(random access skipped leading) 픽처(RASL) NAL 유닛 타입(RASL_NUT)과 같다.
선택적으로, 이전의 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 플래그는 mixed_nalu_types_in_pic_flag이다.
선택적으로, 이전 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 mixed_nalu_types_in_pic_flag는, PPS를 참조하는 픽처가 VCL NAL 유닛들 중 하나보다 많은 VCL NAL 유닛들을 갖고 VCL NAL 유닛들이 동일한 NAL 유닛 타입(nal_unit_type) 값을 갖지 않음을 특정할 때 1과 같고, mixed_nalu_types_in_pic_flag는, PPS를 참조하는 픽처가 VCL NAL 유닛들 중 하나 이상을 갖고 VCL NAL 유닛들이 동일한 nal_unit_type 값을 가짐을 특정할 때 0과 같다.
일 실시예에서, 본 개시내용은 인코더에서 구현되는 방법을 포함하며, 이 방법은: 프로세서에 의해, 픽처가 상이한 타입들의 복수의 서브픽처들을 포함하는지 여부를 결정하는 단계; 프로세서에 의해, 픽처의 서브픽처들을 비트스트림의 복수의 VCL NAL 유닛들로 인코딩하는 단계; 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일할 때는 제1 값으로 설정되고, 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다를 때는 제2 값으로 설정되는 플래그를 프로세서에 의해 비트스트림으로 인코딩하는 단계; 및 디코더를 향한 통신을 위해 비트스트림을 프로세서에 결합된 메모리에 의해 저장하는 단계를 포함한다.
픽처는 다수의 서브픽처들로 파티셔닝될 수 있다. 이러한 서브픽처들은 개별 서브 비트스트림들로 코딩될 수 있고, 그런 다음 개별 서브 비트스트림들은 디코더로의 전송을 위해 비트스트림으로 병합될 수 있다. 예를 들어, 가상 현실(VR) 애플리케이션들을 위해 서브픽처들이 이용될 수 있다. 특정 예로서, 사용자는 언제든지 VR 픽처의 일부만을 볼 수 있다. 이에 따라, 디스플레이될 가능성이 있는 서브픽처들에 더 많은 대역폭이 할당될 수 있고 디스플레이될 가능성이 낮은 서브픽처들은 압축되어 코딩 효율을 증가시킬 수 있도록 상이한 서브픽처들이 상이한 해상도들로 전송될 수 있다. 추가로, 비디오 스트림들은 인트라 랜덤 액세스 포인트(IRAP) 픽처들을 사용함으로써 인코딩될 수 있다. IRAP 픽처는 인트라 예측에 따라 코딩되고, 다른 픽처들에 대한 참조 없이 디코딩될 수 있다. 비-IRAP 픽처들은 인터 예측에 따라 코딩될 수 있고, 다른 픽처들을 참조함으로써 디코딩될 수 있다. 비-IRAP 픽처들은 IRAP 픽처들보다 상당히 더 압축된다. 그러나 IRAP 픽처는 다른 픽처들을 참조하지 않고 디코딩되기에 충분한 데이터를 포함하므로, 비디오 시퀀스는 IRAP 픽처로 디코딩을 시작해야 한다. IRAP 픽처들은 서브픽처들에 사용될 수 있고, 동적 해상도 변화들을 허용할 수 있다. 이에 따라, 비디오 시스템은 (예컨대, 사용자들의 현재 뷰포트에 기반하여) 보일 가능성이 더 높은 서브픽처들에 대해 더 많은 IRAP 픽처들을 그리고 보일 가능성이 낮은 서브픽처들에 대해 더 적은 IRAP 픽처들을 전송하여 코딩 효율을 높일 수 있다. 그러나 서브픽처들은 동일한 픽처의 일부이다. 이에 따라, 이러한 방식은 IRAP 서브픽처와 비-IRAP 서브픽처 모두를 포함하는 픽처를 야기할 수 있다. 일부 비디오 시스템들은 IRAP 및 비-IRAP 구역들 모두를 갖는 혼합된 픽처를 취급하는 능력이 있지 않다. 본 개시내용은, 픽처가 혼합되는지 여부를 지시하고 그러므로 IRAP 및 비-IRAP 컴포넌트들 모두를 포함하는 플래그를 포함한다. 이 플래그에 기초하여, 디코더는 픽처/서브픽처들을 적절하게 디코딩 및 디스플레이하기 위해 상이한 서브픽처들을 디코딩할 때 상이하게 취급할 수 있다. 이 플래그는 PPS에 저장될 수 있고, mixed_nalu_types_in_pic_flag로 지칭될 수 있다. 이에 따라, 개시된 메커니즘들은 추가 기능의 구현을 가능하게 한다. 추가로, 개시된 메커니즘들은 서브픽처 비트스트림들을 이용할 때 동적 해상도 변화들을 허용한다. 그러므로 개시된 메커니즘들은 사용자 경험을 상당히 손상시키지 않으면서 VR 비디오를 스트리밍할 때 더 낮은 해상도 서브픽처 비트스트림들이 전송될 수 있게 한다. 이에 따라, 개시된 메커니즘들은 코딩 효율을 높이고, 그러므로 인코더 및 디코더에서의 네트워크 자원들, 메모리 자원들 및/또는 처리 자원들의 사용을 감소시킨다.
선택적으로, 이전 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 이는 PPS를 비트스트림으로 인코딩하는 것을 더 포함하며, 여기서 플래그는 PPS로 인코딩된다.
선택적으로, 이전의 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 제1 NAL 유닛 타입 값은 픽처가 IRAP 서브픽처를 포함함을 지시하고, 제2 NAL 유닛 타입 값은 픽처가 비-IRAP 서브픽처를 포함함을 지시한다.
선택적으로, 이전 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 제1 NAL 유닛 타입 값은 IDR_W_RADL, IDR_N_LP 또는 CRA_NUT와 같다.
선택적으로, 이전 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 제2 NAL 유닛 타입 값은 TRAIL_NUT, RADL_NUT 또는 RASL_NUT와 같다.
선택적으로, 이전의 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 플래그는 mixed_nalu_types_in_pic_flag이다.
선택적으로, 이전 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 mixed_nalu_types_in_pic_flag는, PPS를 참조하는 픽처가 VCL NAL 유닛들 중 하나보다 많은 VCL NAL 유닛들을 갖고 VCL NAL 유닛들이 동일한 nal_unit_type 값을 갖지 않음을 특정할 때 1과 같고, mixed_nalu_types_in_pic_flag는, PPS를 참조하는 픽처가 VCL NAL 유닛들 중 하나 이상을 갖고 VCL NAL 유닛들이 동일한 nal_unit_type 값을 가짐을 특정할 때 0과 같다.
일 실시예에서, 본 개시내용은: 프로세서, 프로세서에 결합된 수신기, 프로세서에 결합된 메모리, 및 프로세서에 결합된 전송기를 포함하는 비디오 코딩 디바이스를 포함하며, 여기서 프로세서, 수신기, 메모리 및 전송기는 이전의 양상들 중 임의의 양상의 방법을 수행하도록 구성된다.
일 실시예에서, 본 개시내용은 비디오 코딩 디바이스에 의한 사용을 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하며, 컴퓨터 프로그램 제품은 프로세서에 의해 실행될 때 비디오 코딩 디바이스로 하여금 이전의 양상들 중 임의의 양상의 방법을 수행하게 하도록 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장된 컴퓨터 실행 가능 명령들을 포함한다.
일 실시예에서, 본 개시내용은 디코더를 포함하며, 이 디코더는: 픽처와 연관된 복수의 서브픽처들 및 플래그를 포함하는 비트스트림을 수신하기 위한 수신 수단 ― 서브픽처들은 복수의 VCL NAL 유닛들에 포함됨 ―; 플래그가 제1 값으로 설정되면, 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일하다고 결정하고; 그리고 플래그가 제2 값으로 설정되면, 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다르다고 결정하기 위한 결정 수단; 및 제1 NAL 유닛 타입 값 또는 제2 NAL 유닛 타입 값에 기초하여 서브픽처들 중 하나 이상을 디코딩하기 위한 디코딩 수단을 포함한다.
선택적으로, 이전의 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 디코더는 이전의 양상들 중 임의의 양상의 방법을 수행하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 본 개시내용은 인코더를 포함하며, 이 인코더는: 픽처가 상이한 타입들의 복수의 서브픽처들을 포함하는지 여부를 결정하기 위한 결정 수단; 픽처의 서브픽처들을 비트스트림의 복수의 VCL NAL 유닛들로 인코딩하고; 그리고 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일할 때는 제1 값으로 설정되고, 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다를 때는 제2 값으로 설정되는 플래그를 비트스트림으로 인코딩하기 위한 인코딩 수단; 및 디코더를 향한 통신을 위해 비트스트림을 저장하기 위한 저장 수단을 포함한다.
선택적으로, 이전의 양상들 중 임의의 양상에서, 양상의 다른 구현이 제공되는데, 여기서 인코더는 이전의 양상들 중 임의의 양상의 방법을 수행하도록 추가로 구성된다.
명확성의 목적으로, 앞서 말한 실시예들 중 임의의 실시예는 앞서 말한 다른 실시예들 중 임의의 하나 이상과 조합되어 본 개시내용의 범위 내에서 새로운 실시예를 생성할 수 있다.
이들 및 다른 특징들은 첨부 도면들 및 청구항들과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 이해될 것이다.
본 개시내용의 보다 완벽한 이해를 위해, 이제 첨부 도면들 및 상세한 설명과 관련하여 제시되는 다음의 간단한 설명에 대해 참조가 이루어지며, 여기서 유사한 참조 번호들은 유사한 부분들을 나타낸다.
도 1은 비디오 신호를 코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 2는 비디오 코딩을 위한 예시적인 코딩 및 디코딩(코덱(codec)) 시스템의 개략도이다.
도 3은 예시적인 비디오 인코더를 예시하는 개략도이다.
도 4는 예시적인 비디오 디코더를 예시하는 개략도이다.
도 5는 예시적인 코딩된 비디오 시퀀스를 예시하는 개략도이다.
도 6은 가상 현실(VR) 픽처 비디오 스트림으로부터 분할된 복수의 서브픽처 비디오 스트림들을 예시하는 개략도이다.
도 7은 혼합된 네트워크 추상화 계층(NAL) 유닛 타입들을 갖는 픽처들을 포함하는 예시적인 비트스트림을 예시하는 개략도이다.
도 8은 예시적인 비디오 코딩 디바이스의 개략도이다.
도 9는 혼합된 NAL 유닛 타입들을 갖는 픽처를 포함하는 비디오 시퀀스를 비트스트림으로 인코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 10은 혼합된 NAL 유닛 타입들을 갖는 픽처를 포함하는 비디오 시퀀스를 비트스트림으로부터 디코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 11은 혼합된 NAL 유닛 타입들을 갖는 픽처를 포함하는 비디오 시퀀스를 비트스트림으로 코딩하기 위한 예시적인 시스템의 개략도이다.
도 1은 비디오 신호를 코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 2는 비디오 코딩을 위한 예시적인 코딩 및 디코딩(코덱(codec)) 시스템의 개략도이다.
도 3은 예시적인 비디오 인코더를 예시하는 개략도이다.
도 4는 예시적인 비디오 디코더를 예시하는 개략도이다.
도 5는 예시적인 코딩된 비디오 시퀀스를 예시하는 개략도이다.
도 6은 가상 현실(VR) 픽처 비디오 스트림으로부터 분할된 복수의 서브픽처 비디오 스트림들을 예시하는 개략도이다.
도 7은 혼합된 네트워크 추상화 계층(NAL) 유닛 타입들을 갖는 픽처들을 포함하는 예시적인 비트스트림을 예시하는 개략도이다.
도 8은 예시적인 비디오 코딩 디바이스의 개략도이다.
도 9는 혼합된 NAL 유닛 타입들을 갖는 픽처를 포함하는 비디오 시퀀스를 비트스트림으로 인코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 10은 혼합된 NAL 유닛 타입들을 갖는 픽처를 포함하는 비디오 시퀀스를 비트스트림으로부터 디코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 11은 혼합된 NAL 유닛 타입들을 갖는 픽처를 포함하는 비디오 시퀀스를 비트스트림으로 코딩하기 위한 예시적인 시스템의 개략도이다.
하나 이상의 실시예들의 예시적인 구현이 아래에서 제공되지만, 개시된 시스템들 및/또는 방법들은 현재 알려져 있든 또는 존재하든, 임의의 수의 기술들을 사용하여 구현될 수 있다고 처음에 이해되어야 한다. 본 개시내용은 본 명세서에서 예시되고 설명되는 예시적인 설계들 및 구현들을 포함하여, 아래에서 예시되는 예시적인 구현들, 도면들 및 기술들로 결코 제한되지 않아야 하지만, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 이들의 등가물들의 전체 범위와 함께 수정될 수 있다.
다음의 약어들: 코딩된 비디오 시퀀스(CVS: Coded Video Sequence), 디코딩된 픽처 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer), 순간 디코딩 리프레시(IDR), 인트라 랜덤 액세스 포인트(IRAP), 최하위 비트(LSB: Least Significant Bit), 최상위 비트(MSB: Most Significant Bit), 네트워크 추상화 계층(NAL), 픽처 순서 카운트(POC: Picture Order Count), 원시 바이트 시퀀스 페이로드(RBSP: Raw Byte Sequence Payload), 시퀀스 파라미터 세트(SPS: Sequence Parameter Set) 및 규격 초안(WD: Working Draft)이 본 명세서에서 사용된다.
데이터의 최소 손실로 비디오 파일들의 크기를 감소시키기 위해 많은 비디오 압축 기술들이 이용될 수 있다. 예를 들어, 비디오 압축 기술들은 공간(예컨대, 인트라 픽처(intra-picture)) 예측 및/또는 시간(예컨대, 인터 픽처(inter-picture)) 예측을 수행하여 비디오 시퀀스들에서 데이터 중복을 감소시키거나 제거하는 것을 포함할 수 있다. 블록 기반 비디오 코딩의 경우, 비디오 슬라이스(예컨대, 비디오 픽처 또는 비디오 픽처의 일부)는 비디오 블록들로 분할될 수 있으며, 비디오 블록들은 트리 블록들, 코딩 트리 블록(CTB)들, 코딩 트리 유닛(CTU)들, 코딩 유닛(CU)들 및/또는 코딩 노드로도 또한 지칭될 수 있다. 픽처의 인트라 코딩된(I) 슬라이스의 비디오 블록들은 동일한 픽처의 이웃 블록들의 참조 샘플들에 대한 공간 예측을 사용하여 코딩된다. 픽처의 인터 코딩된 단방향 예측(P) 또는 양방향 예측(B) 슬라이스의 비디오 블록들은 동일한 픽처의 이웃 블록들의 참조 샘플들에 대한 공간 예측 또는 다른 참조 픽처들의 참조 샘플들에 대한 시간 예측을 이용함으로써 코딩될 수 있다. 픽처들은 프레임들 및/또는 이미지들로 지칭될 수 있고, 참조 픽처들은 참조 프레임들 및/또는 참조 이미지들로 지칭될 수 있다. 공간 또는 시간 예측은 이미지 블록을 나타내는 예측 블록을 야기한다. 잔차 데이터는 원래의 이미지 블록과 예측 블록 간의 픽셀(pixel) 차이들을 나타낸다. 이에 따라, 인터 코딩된 블록은 예측 블록을 형성하는 참조 샘플들의 블록을 가리키는 모션 벡터, 및 코딩된 블록과 예측 블록 간의 차이를 나타내는 잔차 데이터에 따라 인코딩된다. 인트라 코딩된 블록은 인트라 코딩 모드 및 잔차 데이터에 따라 인코딩된다. 추가 압축을 위해, 잔차 데이터는 픽셀 도메인에서 변환 도메인으로 변환될 수 있다. 이들은 양자화될 수 있는 잔차 변환 계수들이 된다. 양자화된 변환 계수들은 초기에는 2차원 어레이(array)로 배열될 수 있다. 양자화된 변환 계수들은 변환 계수들의 1차원 벡터를 생성하기 위해 스캔(scan)될 수 있다. 엔트로피 코딩(entropy coding)이 적용되어 훨씬 더 많은 압축을 달성할 수 있다. 그러한 비디오 압축 기술들은 아래에서 더 상세히 논의된다.
인코딩된 비디오가 정확하게 디코딩될 수 있음을 보장하기 위해, 비디오는 대응하는 비디오 코딩 표준들에 따라 인코딩 및 디코딩된다. 비디오 코딩 표준들은 국제 전기통신 연합(ITU: International Telecommunication Union) 표준화 부문(ITU-T) H.261, 국제 표준화 기구/국제 전기 기술위원회(ISO/IEC: International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission) 동화상 전문가 그룹(MPEG: Motion Picture Experts Group)-1 Part 2, ITU-T H.262 또는 ISO/IEC MPEG-2 Part 2, ITU-T H.263, ISO/IEC MPEG-4 Part 2, ITU-T H.264 또는 ISO/IEC MPEG-4 Part 10으로도 또한 알려진 고급 비디오 코딩(AVC: Advanced Video Coding), 및 ITU-T H.265 또는 MPEG-H Part 2로도 또한 알려진 고효율 비디오 코딩(HEVC: High Efficiency Video Coding)을 포함한다. AVC는 스케일러블 비디오 코딩(SVC: Scalable Video Coding), 다시점 비디오 코딩(MVC: Multiview Video Coding) 및 다시점 비디오 코딩 + 깊이(MVC+D: Multiview Video Coding plus Depth) 및 3차원(3D: three dimensional) AVC(3D-AVC)와 같은 확장들을 포함한다. HEVC는 스케일러블 HEVC(SHVC: Scalable HEVC), 다시점 HEVC(MV-HEVC: Multiview HEVC) 및 3D HEVC(3D-HEVC)와 같은 확장들을 포함한다. ITU-T 및 ISO/IEC의 공동 비디오 전문가 팀(JVET)은 다용도 비디오 코딩(VVC)으로 지칭되는 비디오 코딩 표준을 개발하기 시작했다. VVC는 알고리즘 설명, VVC WD의 인코더 측 설명, 및 참조 소프트웨어를 제공하는 JVET-M1001-v6를 포함하는 규격 초안(WD)에 포함된다.
비디오 코딩 시스템들은 IRAP 픽처들 및 비-IRAP 픽처들을 이용함으로써 비디오를 인코딩할 수 있다. IRAP 픽처들은 비디오 시퀀스에 대한 랜덤 액세스 포인트들로서 기능하는 인트라 예측에 따라 코딩된 픽처들이다. 인트라 예측에서, 픽처의 블록들은 동일한 픽처 내의 다른 블록들을 참조하여 코딩된다. 이는 인터 예측을 이용하는 비-IRAP 픽처들과는 대조적이다. 인터 예측에서는, 현재 픽처의 블록들이 현재 픽처와 상이한 참조 픽처 내의 다른 블록들을 참조하여 코딩된다. IRAP 픽처가 다른 픽처들에 대한 참조 없이 코딩되기 때문에, IRAP 픽처는 어떠한 다른 픽처들도 먼저 디코딩하지 않고 디코딩될 수 있다. 이에 따라, 디코더는 임의의 IRAP 픽처에서 비디오 시퀀스를 디코딩하기 시작할 수 있다. 대조적으로, 비-IRAP 픽처는 다른 픽처들을 참조하여 코딩되며, 그러므로 디코더는 일반적으로 비-IRAP 픽처에서 비디오 시퀀스의 디코딩을 시작할 수 없다. IRAP 픽처들은 또한 DPB를 리프레시한다. 이는, IRAP 픽처가 CVS에 대한 시작점이고, CVS의 픽처들이 이전 CVS의 픽처들을 참조하지 않기 때문이다. 이에 따라, IRAP 픽처들은 또한 인터 예측 관련 코딩 에러들을 중단시킬 수 있는데, 이는 이러한 에러들이 IRAP 픽처를 통해 전파될 수 없기 때문이다. 그러나 IRAP 픽처들은 데이터 크기 관점에서 비-IRAP 픽처들보다 상당히 더 크다. 이에 따라, 비디오 시퀀스는 일반적으로, 코딩 효율과 기능의 균형을 맞추기 위해 더 적은 수의 산재된 IRAP 픽처들을 갖는 많은 비-IRAP 픽처들을 포함한다. 예를 들어, 60 프레임 CVS는 하나의 IRAP 픽처 및 59개의 비-IRAP 픽처들을 포함할 수 있다.
일부 경우들에서, 360도 비디오로 또한 지칭될 수 있는 가상 현실(VR) 비디오를 코딩하기 위해 비디오 코딩 시스템들이 이용될 수 있다. VR 비디오는 사용자가 마치 구의 중심에 있는 것처럼 디스플레이되는 비디오 콘텐츠의 구를 포함할 수 있다. 뷰포트로 지칭되는 구의 일부만이 사용자에게 디스플레이된다. 예를 들어, 사용자는 사용자의 머리 움직임에 기반하여 구의 뷰포트를 선택하고 디스플레이하는 머리 장착 디스플레이(HMD: head mount display)를 이용할 수 있다. 이는 비디오에 의해 묘사된 가상 공간에 물리적으로 존재하는 인상을 제공한다. 이 결과를 달성하기 위해, 비디오 시퀀스의 각각의 픽처는 대응하는 시간 순간에 비디오 데이터의 전체 구를 포함한다. 그러나 픽처의 작은 부분(예컨대, 단일 뷰포트)만이 사용자에게 디스플레이된다. 픽처의 나머지는 렌더링되지 않고 폐기된다. 일반적으로, 사용자들의 머리 움직임에 대한 응답으로 상이한 뷰포트가 동적으로 선택되고 디스플레이될 수 있도록 전체 픽처가 전송된다. 이러한 접근 방식은 매우 큰 비디오 파일 크기들을 야기할 수 있다.
코딩 효율을 개선하기 위해, 일부 시스템들은 픽처들을 서브픽처들로 분할한다. 서브픽처는 픽처의 정의된 공간 구역이다. 각각의 서브픽처는 픽처의 대응하는 뷰포트를 포함한다. 비디오는 2개 이상의 해상도들로 인코딩될 수 있다. 각각의 해상도는 상이한 서브 비트스트림으로 인코딩된다. 사용자가 VR 비디오를 스트리밍할 때, 코딩 시스템은 사용자에 의해 사용 중인 현재 뷰포트에 기반하여 전송을 위해 서브 비트스트림들을 비트스트림으로 병합할 수 있다. 구체적으로, 현재 뷰포트는 고해상도 서브 비트스트림으로부터 획득되고, 보이지 않는 뷰포트들은 저해상도 비트스트림(들)으로부터 획득된다. 이런 식으로, 최고 품질의 비디오가 사용자에게 디스플레이되고 더 낮은 품질의 비디오는 폐기된다. 사용자가 새로운 뷰포트를 선택하는 경우, 더 낮은 해상도의 비디오가 사용자에게 제공된다. 디코더는 새로운 뷰포트가 더 높은 해상도의 비디오를 수신할 것을 요청할 수 있다. 그 다음, 인코더는 그에 따라 병합 프로세스를 변경할 수 있다. 일단 IRAP 픽처에 도달하면, 디코더는 새로운 뷰포트에서 더 높은 해상도의 비디오 시퀀스를 디코딩하기 시작할 수 있다. 이러한 접근 방식은 사용자의 시청(viewing) 경험에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 비디오 압축을 상당히 증가시킨다.
위에서 언급된 접근 방식에 대한 하나의 관심사는, 해상도들을 변경하는 데 필요한 시간의 길이가 IRAP 픽처에 도달할 때까지의 시간의 길이에 기반한다는 것이다. 이는, 디코더가 위에서 설명된 바와 같이 비-IRAP 픽처에서 상이한 비디오 시퀀스의 디코딩을 시작할 수 없기 때문이다. 이러한 레이턴시를 감소시키기 위한 하나의 접근 방식은 더 많은 IRAP 픽처들을 포함하는 것이다. 그러나 이는 파일 크기의 증가를 야기한다. 기능과 코딩 효율의 균형을 맞추기 위해, 상이한 뷰포트들/서브픽처들은 상이한 빈도들로 IRAP 픽처들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보일 가능성이 더 높은 뷰포트들은 다른 뷰포트들보다 더 많은 IRAP 픽처들을 가질 수 있다. 예를 들어, 농구 상황에서, 바스켓들 및/또는 센터 코트와 관련된 뷰포트들은 스탠드들 또는 천장을 보는 뷰포트들보다 더 높은 빈도로 IRAP 픽처들을 포함할 수 있는데, 이러한 뷰포트들은 사용자가 볼 가능성이 더 낮기 때문이다.
이 접근 방식은 다른 문제들로 이어진다. 구체적으로, 뷰포트들을 포함하는 서브픽처들은 단일 픽처의 일부이다. 상이한 서브픽처들이 상이한 빈도들로 IRAP 픽처들을 가질 때, 픽처들 중 일부는 IRAP 서브픽처들과 비-IRAP 서브픽처들 모두를 포함한다. 이는, 픽처들이 NAL 유닛들을 이용함으로써 비트스트림에 저장되기 때문에 문제이다. NAL 유닛은 파라미터 세트 또는 픽처의 슬라이스 및 대응하는 슬라이스 헤더를 포함하는 저장 유닛이다. 액세스 유닛은 전체 픽처를 포함하는 유닛이다. 이에 따라, 액세스 유닛은 픽처와 관련된 모든 NAL 유닛들을 포함한다. NAL 유닛들은 또한, 슬라이스를 포함하는 픽처의 타입을 지시하는 타입을 포함한다. 일부 비디오 시스템들에서, (예컨대, 동일한 액세스 유닛에 포함된) 단일 픽처와 관련된 모든 NAL 유닛들은 동일한 타입을 갖도록 요구된다. 이에 따라, 픽처가 IRAP 서브픽처들과 비-IRAP 서브픽처들 모두를 포함할 때, NAL 유닛 저장 메커니즘이 정확하게 동작하는 것을 중단할 수 있다.
IRAP 서브픽처들과 비-IRAP 서브픽처들 모두를 포함하는 픽처들을 지원하도록 NAL 저장 방식을 조정하기 위한 메커니즘들이 본 명세서에 개시된다. 이는 결국, 상이한 뷰포트들에 대한 상이한 IRAP 서브픽처 빈도들을 포함하는 VR 비디오를 가능하게 한다. 제1 예에서, 픽처가 혼합되는지 여부를 지시하는 플래그가 본 명세서에 개시된다. 예를 들어, 플래그는 픽처가 IRAP 및 비-IRAP 서브픽처들 모두를 포함한다는 것을 지시할 수 있다. 이 플래그에 기초하여, 디코더는 픽처/서브픽처들을 적절하게 디코딩 및 디스플레이하기 위해 상이한 타입들의 서브픽처들을 디코딩할 때 상이하게 취급할 수 있다. 이 플래그는 픽처 파라미터 세트(PPS)에 저장될 수 있고, mixed_nalu_types_in_pic_flag로 지칭될 수 있다.
제2 예에서, 픽처가 혼합되는지 여부를 지시하는 플래그가 본 명세서에 개시된다. 예를 들어, 플래그는 픽처가 IRAP 및 비-IRAP 서브픽처들 모두를 포함한다는 것을 지시할 수 있다. 추가로, 플래그는, 혼합된 픽처가 하나의 IRAP 타입 및 하나의 비-IRAP 타입을 포함하는 정확히 2개의 NAL 유닛 타입들을 포함하도록 픽처를 제약한다. 예를 들어, 픽처는 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩 픽처가 있는 순간 디코딩 리프레시(IDR)(IDR_W_RADL), 리딩 픽처들이 없는 IDR(IDR_N_LP), 또는 클린 랜덤 액세스(CRA) NAL 유닛 타입(CRA_NUT) 중 하나 그리고 단 하나만을 포함하는 IRAP NAL 유닛들을 포함할 수 있다. 추가로, 픽처는 트레일링 픽처 NAL 유닛 타입(TRAIL_NUT), 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩 픽처 NAL 유닛 타입(RADL_NUT) 또는 랜덤 액세스 스킵 리딩(RASL: random access skipped leading) 픽처 NAL 유닛 타입(RASL_NUT) 중 하나 그리고 단 하나만을 포함하는 비-IRAP NAL 유닛들을 포함할 수 있다. 이 플래그에 기초하여, 디코더는 픽처/서브픽처들을 적절하게 디코딩 및 디스플레이하기 위해 상이한 서브픽처들을 디코딩할 때 상이하게 취급할 수 있다. 이 플래그는 PPS에 저장될 수 있고, mixed_nalu_types_in_pic_flag로 지칭될 수 있다.
도 1은 비디오 신호를 코딩하는 예시적인 동작 방법(100)의 흐름도이다. 구체적으로, 비디오 신호는 인코더에서 인코딩된다. 인코딩 프로세스는 다양한 메커니즘들을 이용하여 비디오 파일 크기를 감소시킴으로써 비디오 신호를 압축한다. 더 작은 파일 크기는 압축된 비디오 파일이 사용자를 향해 전송될 수 있게 하면서, 연관된 대역폭 오버헤드를 감소시킨다. 그런 다음, 디코더는 압축된 비디오 파일을 디코딩하여, 최종 사용자에게 디스플레이하기 위해 원본 비디오 신호를 재구성한다. 디코딩 프로세스는 일반적으로, 디코더가 비디오 신호를 일관되게 재구성할 수 있게 하도록 인코딩 프로세스를 미러링한다.
단계(101)에서, 비디오 신호가 인코더에 입력된다. 예를 들어, 비디오 신호는 메모리에 저장된 압축되지 않은 비디오 파일일 수 있다. 다른 예로서, 비디오 파일은 비디오 카메라와 같은 비디오 캡처 디바이스에 의해 캡처되고, 비디오의 라이브 스트리밍을 지원하도록 인코딩될 수 있다. 비디오 파일은 오디오 컴포넌트와 비디오 컴포넌트를 모두 포함할 수 있다. 비디오 컴포넌트는 시퀀스에서 볼 때, 모션의 시각적인 인상을 제공하는 일련의 이미지 프레임들을 포함한다. 프레임들은 본 명세서에서 루마 컴포넌트들(또는 루마 샘플들)로 지칭되는 광 및 크로마(chroma) 컴포넌트들(또는 컬러 샘플들)로 지칭되는 컬러의 관점에서 표현되는 픽셀들을 포함한다. 일부 예들에서, 프레임들은 3차원 시청을 지원하도록 깊이 값들을 또한 포함할 수 있다.
단계(103)에서, 비디오는 블록들로 파티셔닝된다. 파티셔닝은 각각의 프레임 내의 픽셀들을 압축을 위해 정사각형 및/또는 직사각형 블록들로 세분하는 것을 포함한다. 예를 들어, (H.265 및 MPEG-H Part 2로도 또한 알려진) 고효율 비디오 코딩(HEVC)에서, 프레임은 먼저, 미리 정의된 크기(예컨대, 64 픽셀들 x 64 픽셀들)의 블록들인 코딩 트리 유닛(CTU)들로 분할될 수 있다. CTU들은 루마 및 크로마 샘플들 모두를 포함한다. 코딩 트리들은 CTU들을 블록들로 분할한 다음, 추가 인코딩을 지원하는 구성들이 달성될 때까지 블록들을 재귀적으로 세분화하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 프레임의 루마 컴포넌트들은, 개별 블록들이 비교적 균질한 조명 값들을 포함할 때까지 세분될 수 있다. 추가로, 프레임의 크로마 컴포넌트들은, 개별 블록들이 비교적 균질한 색상 값들을 포함할 때까지 세분될 수 있다. 이에 따라, 파티셔닝 메커니즘들은 비디오 프레임들의 콘텐츠에 따라 달라진다.
단계(105)에서는, 단계(103)에서 파티셔닝된 이미지 블록들을 압축하기 위해 다양한 압축 메커니즘들이 이용된다. 예를 들어, 인터 예측 및/또는 인트라 예측이 이용될 수 있다. 인터 예측은 공통 장면의 객체들이 연속적인 프레임들에 나타나는 경향이 있다는 사실을 이용하도록 설계된다. 이에 따라, 참조 프레임 내의 객체를 묘사하는 블록은 인접한 프레임들에서 반복적으로 설명될 필요가 없다. 구체적으로, 테이블과 같은 객체는 다수의 프레임들에 걸쳐 일정한 포지션으로 유지될 수 있다. 그러므로 표가 일단 기술되고, 인접한 프레임들이 참조 프레임을 다시 참조할 수 있다. 다수의 프레임들에 걸쳐 객체들을 매칭시키기 위해 패턴 매칭 메커니즘들이 이용될 수 있다. 추가로, 예를 들어, 객체 움직임 또는 카메라 움직임으로 인해 움직이는 객체들이 다수의 프레임들에 걸쳐 표현될 수 있다. 특정 예로서, 비디오는 다수의 프레임들에 걸쳐 스크린을 가로질러 움직이는 자동차를 보여줄 수 있다. 이러한 움직임을 설명하기 위해 모션 벡터들이 이용될 수 있다. 모션 벡터는 프레임 내의 객체의 좌표들로부터 참조 프레임 내의 객체의 좌표들까지의 오프셋을 제공하는 2차원 벡터이다. 이에 따라, 인터 예측은 참조 프레임에서 대응하는 블록으로부터의 오프셋을 지시하는 모션 벡터들의 세트로서 현재 프레임의 이미지 블록을 인코딩할 수 있다.
인트라 예측은 공통 프레임의 블록들을 인코딩한다. 인트라 예측은 루마 및 크로마 컴포넌트들이 프레임에 클러스터링(cluster)되는 경향이 있다는 사실을 이용한다. 예를 들어, 트리의 일부에서의 녹색의 패치는 녹색의 유사한 패치들에 인접하게 포지셔닝되는 경향이 있다. 인트라 예측은 다수의 방향성 예측 모드들(예컨대, HEVC에서는 33개), 평면 모드 및 직류(DC: direct current) 모드를 이용한다. 방향성 모드들은 현재 블록이 대응하는 방향에서 이웃 블록의 샘플들과 유사/동일하다는 것을 지시한다. 평면 모드는 행/열(예컨대, 평면)을 따라 일련의 블록들이 행의 에지들에서 이웃 블록들에 기반하여 보간될 수 있음을 지시한다. 사실상, 평면 모드는 변화하는 값들에서 비교적 일정한 경사를 이용함으로써 행/열에 걸친 광/컬러의 매끄러운 전환을 지시한다. DC 모드는 경계 평활화를 위해 이용되며, 블록이 방향성 예측 모드들의 각도 방향들과 연관된 모든 이웃 블록들의 샘플들과 연관된 평균 값과 유사/동일하다는 것을 지시한다. 이에 따라, 인트라 예측 블록들은 실제 값들 대신에 다양한 관계형 예측 모드 값들로서 이미지 블록들을 표현할 수 있다. 추가로, 인터 예측 블록들은 이미지 블록들을 실제 값들 대신 모션 벡터 값들로서 표현할 수 있다. 어느 경우든, 예측 블록들은 일부 경우들에서 이미지 블록들을 정확하게 표현하지 않을 수 있다. 임의의 차이들이 잔차 블록들에 저장된다. 파일을 더 압축하기 위해, 변환들이 잔차 블록들에 적용될 수 있다.
단계(107)에서, 다양한 필터링 기술들이 적용될 수 있다. HEVC에서, 필터들은 루프 내 필터링 방식에 따라 적용된다. 위에서 논의된 블록 기반 예측은 디코더에서 블록 이미지들의 생성을 야기할 수 있다. 추가로, 블록 기반 예측 방식은 블록을 인코딩한 다음, 인코딩된 블록을 참조 블록으로서 추후 사용을 위해 재구성할 수 있다. 루프 내 필터링 방식은 잡음 억제 필터들, 블록 분리(de-blocking) 필터들, 적응 루프 필터들 및 샘플 적응 오프셋(SAO: sample adaptive offset) 필터들을 블록들/프레임들에 반복적으로 적용한다. 이러한 필터들은 인코딩된 파일이 정확하게 재구성될 수 있도록 이러한 블로킹 아티팩트들을 완화한다. 또한, 이러한 필터들은 재구성된 참조 블록들에서 아티팩트들을 완화하여, 아티팩트들이 재구성된 참조 블록들에 기반하여 인코딩되는 후속 블록들에서 추가 아티팩트들을 생성할 가능성이 더 낮아진다.
비디오 신호가 파티셔닝되고, 압축되고, 필터링되면, 단계(109)에서 결과적인 데이터가 비트스트림으로 인코딩된다. 비트스트림은 위에서 논의된 데이터뿐만 아니라 디코더에서의 적절한 비디오 신호 재구성을 지원하기 위해 요구되는 임의의 시그널링 데이터를 포함한다. 예를 들어, 이러한 데이터는 파티션 데이터, 예측 데이터, 잔차 블록들, 및 코딩 명령들을 디코더에 제공하는 다양한 플래그들을 포함할 수 있다. 비트스트림은 요청 시에 디코더를 향한 전송을 위해 메모리에 저장될 수 있다. 비트스트림은 또한 복수의 디코더들을 향해 브로드캐스트 및/또는 멀티캐스트될 수 있다. 비트스트림의 생성은 반복적인 프로세스이다. 이에 따라, 단계들(101, 103, 105, 107, 109)은 많은 프레임들 및 블록들에 걸쳐 연속적으로 그리고/또는 동시에 발생할 수 있다. 도 1에 도시된 순서는 명확성 및 논의의 편의를 위해 제시되며, 비디오 코딩 프로세스를 특정 순서로 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
디코더는 비트스트림을 수신하고 단계(111)에서 디코딩 프로세스를 시작한다. 구체적으로, 디코더는 엔트로피 디코딩 방식을 이용하여 비트스트림을 대응하는 신택스 및 비디오 데이터로 변환한다. 디코더는 단계(111)에서 프레임들에 대한 파티션들을 결정하기 위해 비트스트림으로부터의 신택스 데이터를 이용한다. 파티셔닝은 단계(103)에서의 블록 파티셔닝의 결과들과 매칭되어야 한다. 이제 단계(111)에서 이용되는 엔트로피 인코딩/디코딩이 설명된다. 인코더는 입력 이미지(들)에서의 값들의 공간적 포지셔닝에 기반하여 여러 가능한 선택들로부터 블록 파티셔닝 방식들을 선택하는 것과 같이, 압축 프로세스 동안 많은 선택들을 한다. 정확한 선택들을 시그널링하는 것은 상당한 수의 빈(bin)들을 이용할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 빈은 변수로서 취급되는 이진 값(예컨대, 컨텍스트(context)에 따라 달라질 수 있는 비트 값)이다. 엔트로피 코딩은 인코더가 특정 경우에 대해 명확하게 실행 가능하지 않은 임의의 옵션들을 폐기하여, 한 세트의 허용 가능한 옵션들을 남길 수 있게 한다. 그 다음, 각각의 허용 가능한 옵션에 코드워드(code word)가 할당된다. 코드워드들의 길이는 허용 가능한 옵션들의 수(예컨대, 2개의 옵션들에 대한 하나의 빈, 3개 내지 4개의 옵션들에 대한 2개의 빈들 등)에 기반한다. 그런 다음, 인코더는 선택된 옵션에 대한 코드워드를 인코딩한다. 이러한 방식은, 모든 가능한 옵션들의 잠재적으로 큰 세트로부터의 선택을 고유하게 지시하는 것과는 대조적으로, 허용 가능한 옵션들의 작은 서브세트로부터의 선택을 고유하게 지시하기 위해 요구되는 것만큼 코드워드들이 크므로, 코드워드들의 크기를 감소시킨다. 그런 다음, 디코더는 인코더와 유사한 방식으로 허용 가능한 옵션들의 세트를 결정함으로써 선택을 디코딩한다. 허용 가능한 옵션들의 세트를 결정함으로써, 디코더는 코드워드를 판독하고 인코더에 의해 이루어진 선택을 결정할 수 있다.
단계(113)에서, 디코더는 블록 디코딩을 수행한다. 구체적으로, 디코더는 잔차 블록들을 생성하기 위해 역변환들을 이용한다. 그런 다음, 디코더는 파티셔닝에 따라 이미지 블록들을 재구성하기 위해 잔차 블록들 및 대응하는 예측 블록들을 이용한다. 예측 블록들은 단계(105)에서 인코더에서 생성된 인트라 예측 블록들과 인터 예측 블록들 모두를 포함할 수 있다. 이어서, 재구성된 이미지 블록들은 단계(111)에서 결정된 파티셔닝 데이터에 따라, 재구성된 비디오 신호의 프레임들로 포지셔닝된다. 단계(113)에 대한 신택스는 또한 위에서 논의된 바와 같이 엔트로피 코딩을 통해 비트스트림에서 시그널링될 수 있다.
단계(115)에서는, 재구성된 비디오 신호의 프레임들에 대해 인코더에서의 단계(107)와 유사한 방식으로 필터링이 수행된다. 예를 들어, 잡음 억제 필터들, 블록 분리 필터들, 적응 루프 필터들 및 SAO 필터들이 프레임들에 적용되어 블로킹 아티팩트들을 제거할 수 있다. 프레임들이 필터링되면, 비디오 신호는 최종 사용자에 의한 시청을 위해 단계(117)에서 디스플레이에 출력될 수 있다.
도 2는 비디오 코딩을 위한 예시적인 코딩 및 디코딩(코덱) 시스템(200)의 개략도이다. 구체적으로, 코덱 시스템(200)은 동작 방법(100)의 구현을 지원하기 위한 기능을 제공한다. 코덱 시스템(200)은 인코더와 디코더 둘 다에서 이용되는 컴포넌트들을 도시하도록 일반화된다. 코덱 시스템(200)은 동작 방법(100)의 단계들(101, 103)과 관련하여 논의된 바와 같이 비디오 신호를 수신하고 파티셔닝하며, 이는 파티셔닝된 비디오 신호(201)를 야기한다. 그런 다음, 코덱 시스템(200)은 방법(100)에서 단계들(105, 107, 109)에 대해 논의된 바와 같이 인코더로서 동작할 때, 파티셔닝된 비디오 신호(201)를 코딩된 비트스트림으로 압축한다. 디코더로서 동작할 때, 코덱 시스템(200)은 동작 방법(100)에서 단계들(111, 113, 115, 117)과 관련하여 논의된 바와 같이 비트스트림으로부터 출력 비디오 신호를 생성한다. 코덱 시스템(200)은 일반 코더 제어 컴포넌트(211), 변환 스케일링(scaling) 및 양자화 컴포넌트(213), 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215), 인트라 픽처 예측 컴포넌트(217), 모션 보상 컴포넌트(219), 모션 추정 컴포넌트(221), 스케일링 및 역변환 컴포넌트(229), 필터 제어 분석 컴포넌트(227), 루프 내 필터 컴포넌트(225), 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223) 및 헤더 포맷팅 및 컨텍스트 적응 이진 산술 코딩(CABAC: context adaptive binary arithmetic 코딩) 컴포넌트(231)를 포함한다. 이러한 컴포넌트들은 도시된 바와 같이 결합된다. 도 2에서, 흑색 선들은 인코딩/디코딩될 데이터의 이동을 지시하는 한편, 파선들은 다른 컴포넌트들의 동작을 제어하는 제어 데이터의 이동을 지시한다. 코덱 시스템(200)의 컴포넌트들은 모두 인코더에 존재할 수 있다. 디코더는 코덱 시스템(200)의 컴포넌트들의 서브세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 인트라 픽처 예측 컴포넌트(217), 모션 보상 컴포넌트(219), 스케일링 및 역변환 컴포넌트(229), 루프 내 필터 컴포넌트(225) 및 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)를 포함할 수 있다. 이제 이러한 컴포넌트들이 설명된다.
파티셔닝된 비디오 신호(201)는 코딩 트리에 의해 픽셀들의 블록들로 파티셔닝된 캡처된 비디오 시퀀스이다. 코딩 트리는 픽셀들의 블록을 픽셀들의 더 작은 블록들로 세분하기 위해 다양한 분할 모드들을 이용한다. 그런 다음, 이러한 블록들은 더 작은 블록들로 추가로 세분될 수 있다. 블록들은 코딩 트리 상의 노드들로 지칭될 수 있다. 더 큰 부모 노드들은 더 작은 자식 노드들로 분할된다. 노드가 세분되는 횟수는 노드/코딩 트리의 깊이로 지칭된다. 분할된 블록들은 일부 경우들에는 코딩 유닛(CU)들에 포함될 수 있다. 예를 들어, CU는 CU에 대한 대응하는 신택스 명령들과 함께 루마 블록, 적색 차 크로마(Cr) 블록(들) 및 청색 차 크로마(Cb) 블록(들)을 포함하는 CTU의 하위 부분일 수 있다. 분할 모드들은 이용되는 분할 모드들에 따라 다양한 형상들의 2개, 3개 또는 4개의 자식 노드들로 각각 노드를 파티셔닝하는 데 이용되는 이진 트리(BT: binary tree), 트리플 트리(TT: triple tree) 및 쿼드 트리(QT: quad tree)를 포함할 수 있다. 파티셔닝된 비디오 신호(201)는 압축을 위해 일반 코더 제어 컴포넌트(211), 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213), 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215), 필터 제어 분석 컴포넌트(227) 및 모션 추정 컴포넌트(221)로 전달된다.
일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 애플리케이션 제약들에 따라 비디오 시퀀스의 이미지들을 비트스트림으로 코딩하는 것과 관련된 결정들을 내리도록 구성된다. 예를 들어, 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 비트 레이트/비트스트림 크기 대 재구성 품질의 최적화를 관리한다. 이러한 결정들은 저장 공간/대역폭 이용 가능성 및 이미지 해상도 요청들에 기반하여 이루어질 수 있다. 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 또한, 버퍼 언더런(underrun) 및 오버런(overrun) 문제들을 완화하기 위해 전송 속도의 관점에서 버퍼 이용을 관리한다. 이러한 문제들을 관리하기 위해, 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 다른 컴포넌트들에 의한 파티셔닝, 예측 및 필터링을 관리한다. 예를 들어, 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 압축 복잡도를 동적으로 증가시켜 해상도를 증가시키고 대역폭 사용량을 증가시키거나 압축 복잡도를 감소시켜 해상도 및 대역폭 사용량을 감소시킬 수 있다. 그러므로 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 비디오 신호 재구성 품질과 비트 레이트 우려들의 균형을 맞추도록 코덱 시스템(200)의 다른 컴포넌트들을 제어한다. 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 다른 컴포넌트들의 동작을 제어하는 제어 데이터를 생성한다. 제어 데이터는 또한, 디코더에서 디코딩하기 위한 파라미터들을 시그널링하기 위해 비트스트림으로 인코딩되도록 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)로 전달된다.
파티셔닝된 비디오 신호(201)는 또한, 인터 예측을 위해 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)에 송신된다. 파티셔닝된 비디오 신호(201)의 프레임 또는 슬라이스는 다수의 비디오 블록들로 분할될 수 있다. 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)는 하나 이상의 참조 프레임들에서 하나 이상의 블록들에 대해 수신된 비디오 블록의 인터 예측 코딩을 수행하여 시간 예측을 제공한다. 코덱 시스템(200)은 예컨대, 비디오 데이터의 각각의 블록에 대해 적절한 코딩 모드를 선택하기 위해 다수의 코딩 패스(coding pass)들을 수행할 수 있다.
모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)는 고도로 집적될 수 있지만, 개념을 위해 별도로 예시된다. 모션 추정 컴포넌트(221)에 의해 수행되는 모션 추정은 비디오 블록들에 대한 모션을 추정하는 모션 벡터들을 생성하는 프로세스이다. 예를 들어, 모션 벡터는 예측 블록에 대한 코딩된 객체의 변위를 지시할 수 있다. 예측 블록은 픽셀 차이 측면에서, 코딩될 블록과 밀접하게 매칭하는 것으로 확인된 블록이다. 예측 블록은 또한 참조 블록으로 지칭될 수 있다. 이러한 픽셀 차이는 절대 차의 합(SAD: sum of absolute difference), 제곱 차의 합(SSD: sum of square difference) 또는 다른 차이 메트릭들에 의해 결정될 수 있다. HEVC는 CTU, 코딩 트리 블록(CTB)들 및 CU들을 포함하는 여러 코딩된 객체들을 이용한다. 예를 들어, CTU는 CTB들로 분할될 수 있고, 이어서 CTB들은 CU들에 포함되도록 CB들로 분할될 수 있다. CU는 예측 데이터를 포함하는 예측 유닛(PU: prediction unit) 및/또는 CU에 대한 변환된 잔차 데이터를 포함하는 변환 유닛(TU: transform unit)으로서 인코딩될 수 있다. 모션 추정 컴포넌트(221)는 레이트 왜곡 최적화 프로세스의 일부로서 레이트 왜곡 분석을 사용함으로써 모션 벡터들, PU들 및 TU들을 생성한다. 예를 들어, 모션 추정 컴포넌트(221)는 현재 블록/프레임에 대한 다수의 참조 블록들, 다수의 모션 벡터들 등을 결정할 수 있고, 최상의 레이트 왜곡 특징들을 갖는 참조 블록들, 모션 벡터들 등을 선택할 수 있다. 최상의 레이트 왜곡 특징들은 비디오 재구성의 품질(예컨대, 압축에 의한 데이터 손실량)과 코딩 효율(예컨대, 최종 인코딩의 크기) 모두의 균형을 맞춘다.
일부 예들에서, 코덱 시스템(200)은 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)에 저장된 참조 픽처들의 정수 미만(sub-integer) 픽셀 포지션들에 대한 값들을 계산할 수 있다. 예를 들어, 비디오 코덱 시스템(200)은 참조 픽처의 1/4 픽셀 포지션들, 1/8 픽셀 포지션들, 또는 다른 부분 픽셀 포지션들의 값들을 보간할 수 있다. 따라서 모션 추정 컴포넌트(221)는 전체 픽셀 포지션들 및 부분 픽셀 포지션들에 대한 모션 탐색을 수행하고 부분 픽셀 정밀도로 모션 벡터를 출력할 수 있다. 모션 추정 컴포넌트(221)는 참조 픽처의 예측 블록의 포지션과 PU의 포지션을 비교함으로써, 인터 코딩된 슬라이스에서 비디오 블록의 PU에 대한 모션 벡터를 계산한다. 모션 추정 컴포넌트(221)는, 모션 보상 컴포넌트(219)에 대한 인코딩 및 모션을 위해, 계산된 모션 벡터를 모션 데이터로서 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)에 출력한다.
모션 보상 컴포넌트(219)에 의해 수행되는 모션 보상은 모션 추정 컴포넌트(221)에 의해 결정된 모션 벡터에 기초하여 예측 블록을 페치(fetch) 또는 생성하는 것을 수반할 수 있다. 또한, 모션 추정 컴포넌트(221)와 모션 보상 컴포넌트(219)는 일부 예들에서는 기능적으로 통합될 수 있다. 현재 비디오 블록의 PU에 대한 모션 벡터를 수신하면, 모션 보상 컴포넌트(219)는 모션 벡터가 가리키는 예측 블록의 위치를 찾을 수 있다. 그 다음, 코딩되고 있는 현재 비디오 블록의 픽셀 값들에서 예측 블록의 픽셀 값들을 감산함으로써 잔차 비디오 블록이 형성되어, 픽셀 차 값들을 형성한다. 일반적으로, 모션 추정 컴포넌트(221)는 루마 성분들에 대한 모션 추정을 수행하고, 모션 보상 컴포넌트(219)는 크로마 성분들과 루마 성분들 모두에 대해 루마 성분들에 기초하여 계산된 모션 벡터들을 사용한다. 예측 블록 및 잔차 블록은 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)로 전달된다.
파티셔닝된 비디오 신호(201)는 또한, 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215) 및 인트라 픽처 예측 컴포넌트(217)로 송신된다. 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)에서와 같이, 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215) 및 인트라 픽처 예측 컴포넌트(217)는 고도로 집적될 수 있지만, 개념을 위해 별도로 예시된다. 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215) 및 인트라 픽처 예측 컴포넌트(217)는 위에서 설명된 바와 같이, 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)에 의해 프레임들 간에 수행되는 인터 예측에 대한 대안으로서, 현재 프레임의 블록들에 대해 현재 블록을 인트라 예측한다. 특히, 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215)는 현재 블록을 인코딩하기 위해 사용할 인트라 예측 모드를 결정한다. 일부 예들에서, 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215)는 다수의 시험된 인트라 예측 모드들로부터 현재 블록을 인코딩하기 위해 적절한 인트라 예측 모드를 선택한다. 그런 다음, 선택된 인트라 예측 모드들은 인코딩을 위해 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)에 전달된다.
예를 들어, 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215)는 다양한 시험된 인트라 예측 모드들에 대한 레이트 왜곡 분석을 사용하여 레이트 왜곡 값들을 계산하고, 시험된 모드들 중 가장 양호한 레이트 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측 모드를 선택한다. 레이트 왜곡 분석은 일반적으로 인코딩된 블록과 인코딩된 블록을 생성하기 위해 인코딩된 원래의 인코딩되지 않은 블록 간의 왜곡(또는 에러)의 양뿐만 아니라, 인코딩된 블록을 생성하는 데 사용되는 비트 레이트(예컨대, 비트들의 수)를 결정한다. 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215)는 어떤 인트라 예측 모드가 블록에 대해 최상의 레이트 왜곡 값을 나타내는지를 결정하기 위해 다양한 인코딩된 블록들에 대한 왜곡들 및 레이트들로부터 비율들을 계산한다. 추가로, 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215)는 레이트 왜곡 최적화(RDO)에 기반하여 깊이 모델링 모드(DMM: depth modeling mode)를 사용하여 깊이 맵의 깊이 블록들을 코딩하도록 구성될 수 있다.
인트라 픽처 예측 컴포넌트(217)는 인코더 상에서 구현될 때 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215)에 의해 결정된 선택된 인트라 예측 모드들에 기초하여 예측 블록으로부터 잔차 블록을 생성하거나, 디코더 상에서 구현될 때 비트스트림으로부터 잔차 블록을 판독할 수 있다. 잔차 블록은 행렬로서 표현된, 예측 블록과 원래 블록 간의 값들의 차이를 포함한다. 그 다음, 잔차 블록은 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)에 전달된다. 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215) 및 인트라 픽처 예측 컴포넌트(217)는 루마 및 크로마 컴포넌트들 모두에 대해 동작할 수 있다.
변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)는 잔차 블록을 추가로 압축하도록 구성된다. 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)는 이산 코사인 변환(DCT: discrete cosine transform), 이산 사인 변환(DST: discrete sine transform) 또는 개념적으로 유사한 변환과 같은 변환을 잔차 블록에 적용하여, 잔차 변환 계수 값들을 포함하는 비디오 블록을 생성한다. 웨이블릿(wavelet) 변환들, 정수 변환들, 부대역 변환들 또는 다른 타입들의 변환들도 또한 사용될 수 있다. 변환은 잔차 정보를 픽셀 값 도메인에서 주파수 도메인과 같은 변환 도메인으로 변환할 수 있다. 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)는 또한, 변환된 잔차 정보를 예를 들어, 주파수에 기반하여 스케일링하도록 구성된다. 이러한 스케일링은, 상이한 주파수 정보가 상이한 입도들로 양자화되도록, 스케일링 팩터를 잔차 정보에 적용하는 것을 수반하며, 이는 재구성된 비디오의 최종 시각적 품질에 영향을 미칠 수 있다. 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)는 또한 변환 계수들을 양자화하여 비트 레이트를 더 감소시키도록 구성된다. 양자화 프로세스는 계수들 중 일부 또는 전부와 연관된 비트 깊이를 감소시킬 수 있다. 양자화의 정도는 양자화 파라미터를 조정함으로써 수정될 수 있다. 일부 예들에서, 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)는 다음에, 양자화된 변환 계수들을 포함하는 행렬의 스캔을 수행할 수 있다. 양자화된 변환 계수들은 비트스트림으로 인코딩되도록 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)로 전달된다.
스케일링 및 역변환 컴포넌트(229)는 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)의 역 동작을 적용하여 모션 추정을 지원한다. 스케일링 및 역변환 컴포넌트(229)는 역 스케일링, 변환 및/또는 양자화를 적용하여, 픽셀 도메인의 잔차 블록을 예컨대, 다른 현재 블록에 대한 예측 블록이 될 수 있는 참조 블록으로서 나중에 사용하기 위해 재구성한다. 모션 추정 컴포넌트(221) 및/또는 모션 보상 컴포넌트(219)는 나중 블록/프레임의 모션 추정에 사용하기 위해 잔차 블록을 대응하는 예측 블록에 다시 추가함으로써 참조 블록을 계산할 수 있다. 재구성된 참조 블록들에 필터들이 적용되어, 스케일링, 양자화 및 변환 동안 생성된 아티팩트들을 완화한다. 그렇지 않으면, 이러한 아티팩트들은 후속 블록들이 예측될 때 부정확한 예측을 야기(그리고 추가 아티팩트들을 생성)할 수 있다.
필터 제어 분석 컴포넌트(227) 및 루프 내 필터 컴포넌트(225)는 필터들을 잔차 블록들에 그리고/또는 재구성된 이미지 블록들에 적용한다. 예를 들어, 스케일링 및 역변환 컴포넌트(229)로부터의 변환된 잔차 블록은 인트라 픽처 예측 컴포넌트(217) 및/또는 모션 보상 컴포넌트(219)로부터의 대응하는 예측 블록과 조합되어 원본 이미지 블록을 재구성할 수 있다. 이어서, 필터들이 재구성된 이미지 블록에 적용될 수 있다. 일부 예들에서는, 필터들이 대신 잔차 블록들에 적용될 수 있다. 도 2의 다른 컴포넌트들에서와 같이, 필터 제어 분석 컴포넌트(227) 및 루프 내 필터 컴포넌트(225)는 고도로 통합되고 함께 구현될 수 있지만, 개념을 위해 개별적으로 도시된다. 재구성된 참조 블록들에 적용된 필터들은 특정 공간 구역들에 적용되고, 이러한 필터들이 어떻게 적용되는지를 조정하기 위한 다수의 파라미터들을 포함한다. 필터 제어 분석 컴포넌트(227)는 재구성된 참조 블록들을 분석하여 이러한 필터들이 어디에 적용되어야 하는지를 결정하고, 대응하는 파라미터들을 설정한다. 이러한 데이터는 인코딩을 위한 필터 제어 데이터로서 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)에 전달된다. 루프 내 필터 컴포넌트(225)는 필터 제어 데이터에 기반하여 이러한 필터들을 적용한다. 필터들은 블록 분리 필터, 잡음 억제 필터, SAO 필터 및 적응 루프 필터를 포함할 수 있다. 이러한 필터들은 예에 따라 공간/픽셀 도메인에서(예컨대, 재구성된 픽셀 블록 상에) 또는 주파수 도메인에서 적용될 수 있다.
인코더로서 동작할 때, 필터링된 재구성된 이미지 블록, 잔차 블록 및/또는 예측 블록은 위에서 논의된 바와 같이 모션 추정에서의 추후 사용을 위해, 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)에 저장된다. 디코더로서 동작할 때, 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)는 출력 비디오 신호의 일부로서 재구성되고 필터링된 블록들을 저장하고 디스플레이를 향해 전달한다. 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)는 예측 블록들, 잔차 블록들 및/또는 재구성된 이미지 블록들을 저장할 수 있는 임의의 메모리 디바이스일 수 있다.
헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)는 코덱 시스템(200)의 다양한 컴포넌트들로부터 데이터를 수신하고, 이러한 데이터를 디코더를 향한 전송을 위해 코딩된 비트스트림으로 인코딩한다. 구체적으로, 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)는 제어 데이터, 이를테면 일반 제어 데이터 및 필터 제어 데이터를 인코딩하기 위한 다양한 헤더들을 생성한다. 추가로, 인트라 예측 및 모션 데이터를 포함하는 예측 데이터뿐만 아니라, 양자화된 변환 계수 데이터 형태의 잔차 데이터가 모두 비트스트림으로 인코딩된다. 최종 비트스트림은 원래의 파티셔닝된 비디오 신호(201)를 재구성하기 위해 디코더에 의해 요구되는 모든 정보를 포함한다. 이러한 정보는 또한, (코드워드 매핑 표들로도 또한 지칭되는) 인트라 예측 모드 인덱스 표들, 다양한 블록들에 대한 인코딩 컨텍스트들의 정의들, 가장 가능성 있는 인트라 예측 모드들의 지시들, 파티션 정보의 지시 등을 포함할 수 있다. 이러한 데이터는 엔트로피 코딩을 이용함으로써 인코딩될 수 있다. 예를 들어, 정보는 컨텍스트 적응적 가변 길이 코딩(CAVLC: context adaptive variable length coding), CABAC, 신택스 기반 컨텍스트 적응적 이진 산술 코딩(SBAC: syntax-based context-adaptive binary arithmetic coding), 확률 간격 분할 엔트로피(PIPE: probability interval partitioning entropy) 코딩 또는 다른 엔트로피 코딩 기술을 이용함으로써 인코딩될 수 있다. 엔트로피 코딩에 이어, 코딩된 비트스트림은 다른 디바이스(예컨대, 비디오 디코더)로 전송되거나 이후의 전송 또는 검색을 위해 보관될 수 있다.
도 3은 예시적인 비디오 인코더(300)를 예시하는 블록도이다. 비디오 인코더(300)는 코덱 시스템(200)의 인코딩 기능들을 구현하고 그리고/또는 동작 방법(100)의 단계들(101, 103, 105, 107 및/또는 109)을 구현하는 데 이용될 수 있다. 인코더(300)는 입력 비디오 신호를 파티셔닝하여, 파티셔닝된 비디오 신호(301)를 야기하며, 이는 파티셔닝된 비디오 신호(201)와 실질적으로 유사하다. 그 다음, 파티셔닝된 비디오 신호(301)는 인코더(300)의 컴포넌트들에 의해 비트스트림으로 압축 및 인코딩된다.
구체적으로, 파티셔닝된 비디오 신호(301)는 인트라 예측을 위해 인트라 픽처 예측 컴포넌트(317)에 전달된다. 인트라 픽처 예측 컴포넌트(317)는 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215) 및 인트라 픽처 예측 컴포넌트(217)와 실질적으로 유사할 수 있다. 파티셔닝된 비디오 신호(301)는 또한 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(323) 내의 참조 블록들에 기반한 인터 예측을 위해 모션 보상 컴포넌트(321)에 전달된다. 모션 보상 컴포넌트(321)는 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)와 실질적으로 유사할 수 있다. 인트라 픽처 예측 컴포넌트(317) 및 모션 보상 컴포넌트(321)로부터의 예측 블록들 및 잔차 블록들은 잔차 블록들의 변환 및 양자화를 위해 변환 및 양자화 컴포넌트(313)에 전달된다. 변환 및 양자화 컴포넌트(313)는 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)와 실질적으로 유사할 수 있다. 변환 및 양자화된 잔차 블록들 및 대응하는 예측 블록들은 (연관된 제어 데이터와 함께) 비트스트림으로의 코딩을 위해 엔트로피 코딩 컴포넌트(331)에 전달된다. 엔트로피 코딩 컴포넌트(331)는 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)와 실질적으로 유사할 수 있다.
변환 및 양자화된 잔차 블록들 및/또는 대응하는 예측 블록들은 또한, 모션 보상 컴포넌트(321)에 의한 사용을 위한 참조 블록들로의 재구성을 위해 변환 및 양자화 컴포넌트(313)로부터 역변환 및 양자화 컴포넌트(329)로 전달된다. 역변환 및 양자화 컴포넌트(329)는 스케일링 및 역변환 컴포넌트(229)와 실질적으로 유사할 수 있다. 루프 내 필터 컴포넌트(325)의 루프 내 필터들은 또한, 예에 따라 잔차 블록들 및/또는 재구성된 참조 블록들에 적용된다. 루프 내 필터 컴포넌트(325)는 필터 제어 분석 컴포넌트(227) 및 루프 내 필터 컴포넌트(225)와 실질적으로 유사할 수 있다. 루프 내 필터 컴포넌트(325)는 루프 내 필터 컴포넌트(225)와 관련하여 논의된 바와 같이 다수의 필터들을 포함할 수 있다. 그 다음, 필터링된 블록들은 모션 보상 컴포넌트(321)에 의한 참조 블록들로서의 사용을 위해 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(323)에 저장된다. 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(323)는 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 4는 예시적인 비디오 디코더(400)를 예시하는 블록도이다. 비디오 디코더(400)는 코덱 시스템(200)의 디코딩 기능들을 구현하고 그리고/또는 동작 방법(100)의 단계들(111, 113, 115 및/또는 117)을 구현하는 데 이용될 수 있다. 디코더(400)는 예를 들어, 인코더(300)로부터 비트스트림을 수신하고, 최종 사용자에게 디스플레이하기 위해 비트스트림에 기초하여, 재구성된 출력 비디오 신호를 생성한다.
비트스트림은 엔트로피 디코딩 컴포넌트(433)에 의해 수신된다. 엔트로피 디코딩 컴포넌트(433)는 CAVLC, CABAC, SBAC, PIPE 코딩, 또는 다른 엔트로피 코딩 기술들과 같은 엔트로피 디코딩 방식을 구현하도록 구성된다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩 컴포넌트(433)는 비트스트림의 코드워드들로서 인코딩된 추가 데이터를 해석하기 위한 컨텍스트를 제공하기 위해 헤더 정보를 이용할 수 있다. 디코딩된 정보는 비디오 신호를 디코딩하기 위한 임의의 원하는 정보, 이를테면 일반 제어 데이터, 필터 제어 데이터, 파티션 정보, 모션 데이터, 예측 데이터, 및 잔차 블록들로부터의 양자화된 변환 계수들을 포함한다. 양자화된 변환 계수들은 잔차 블록들로의 재구성을 위해 역변환 및 양자화 컴포넌트(429)에 전달된다. 역변환 및 양자화 컴포넌트(429)는 역변환 및 양자화 컴포넌트(329)와 유사할 수 있다.
재구성된 잔차 블록들 및/또는 예측 블록들은 인트라 예측 동작들에 기반하여 이미지 블록들로의 재구성을 위해 인트라 픽처 예측 컴포넌트(417)에 전달된다. 인트라 픽처 예측 컴포넌트(417)는 인트라 픽처 추정 컴포넌트(215) 및 인트라 픽처 예측 컴포넌트(217)와 유사할 수 있다. 구체적으로, 인트라 픽처 예측 컴포넌트(417)는 프레임에서 참조 블록을 로케이팅하기 위해 예측 모드들을 이용하고, 결과에 잔차 블록을 적용하여 인트라 예측된 이미지 블록들을 재구성한다. 재구성된 인트라 예측된 이미지 블록들 및/또는 잔차 블록들 및 대응하는 인터 예측 데이터는 루프 내 필터 컴포넌트(425)를 통해 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(423)에 전달되는데, 이들은 루프 필터 컴포넌트(225) 및 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)와 각각 실질적으로 유사할 수 있다. 루프 내 필터 컴포넌트(425)는 재구성된 이미지 블록들, 잔차 블록들 및/또는 예측 블록들을 필터링하고, 이러한 정보는 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(423)에 저장된다. 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(423)로부터의 재구성된 이미지 블록들은 인터 예측을 위해 모션 보상 컴포넌트(421)에 전달된다. 모션 보상 컴포넌트(421)는 모션 추정 컴포넌트(221) 및/또는 모션 보상 컴포넌트(219)와 실질적으로 유사할 수 있다. 구체적으로, 모션 보상 컴포넌트(421)는 예측 블록을 생성하기 위해 참조 블록으로부터의 모션 벡터들을 이용하고, 이미지 블록을 재구성하기 위해 결과에 잔차 블록을 적용한다. 결과적인 재구성된 블록들은 또한 루프 내 필터 컴포넌트(425)를 통해 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(423)에 전달될 수 있다. 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(423)는 파티션 정보를 통해 프레임들로 재구성될 수 있는 추가 재구성된 이미지 블록들을 계속해서 저장한다. 이러한 프레임들은 또한 시퀀스로 배치될 수 있다. 시퀀스는 재구성된 출력 비디오 신호로서 디스플레이를 향해 출력된다.
도 5는 예시적인 CVS(500)를 예시하는 개략도이다. 예를 들어, CVS(500)는 방법(100)에 따라 코덱 시스템(200) 및/또는 인코더(300)와 같은 인코더에 의해 인코딩될 수 있다. 추가로, CVS(500)는 코덱 시스템(200) 및/또는 디코더(400)와 같은 디코더에 의해 디코딩될 수 있다. CVS(500)는 디코딩 순서(508)로 코딩된 픽처들을 포함한다. 디코딩 순서(508)는 픽처들이 비트스트림에 포지셔닝되는 순서이다. 그 다음, CVS(500)의 픽처들이 제시 순서(510)로 출력된다. 제시 순서(510)는 결과적인 비디오가 적절하게 디스플레이되게하도록 디코더에 의해 픽처들이 디스플레이되어야 하는 순서이다. 예를 들어, CVS(500)의 픽처들은 일반적으로 제시 순서(510)로 포지셔닝될 수 있다. 그러나 특정 픽처들은 예를 들어, 인터 예측을 지원하기 위해 유사한 픽처들을 더 근접하게 배치함으로써 코딩 효율을 증가시키도록 상이한 위치들로 이동될 수 있다. 이런 식으로 이러한 픽처들을 이동시키는 것이 디코딩 순서(508)가 된다. 도시된 예에서, 픽처들은 0부터 4까지 디코딩 순서(508)로 인덱싱된다. 제시 순서(510)에서, 인덱스 2 및 인덱스 3의 픽처들은 인덱스 0의 픽처 앞으로 이동되었다.
CVS(500)는 IRAP 픽처(502)를 포함한다. IRAP 픽처(502)는 CVS(500)에 대한 랜덤 액세스 포인트로서 기능하는 인트라 예측에 따라 코딩된 픽처이다. 구체적으로, IRAP 픽처(502)의 블록들은 IRAP 픽처(502)의 다른 블록들을 참조하여 코딩된다. IRAP 픽처(502)가 다른 픽처들에 대한 참조 없이 코딩되기 때문에, IRAP 픽처(502)는 어떠한 다른 픽처들도 먼저 디코딩하지 않고 디코딩될 수 있다. 이에 따라, 디코더는 IRAP 픽처(502)에서 CVS(500)의 디코딩을 시작할 수 있다. 추가로, IRAP 픽처(502)는 DPB가 리프레시되게 할 수 있다. 예를 들어, IRAP 픽처(502) 뒤에 제시된 픽처들은 인터 예측을 위해 IRAP 픽처(502) 이전의 픽처들(예컨대, 픽처 인덱스 0)에 의존하지 않을 수 있다. 이에 따라, 일단 IRAP 픽처(502)가 디코딩되면 픽처 버퍼가 리프레시될 수 있다. 이는, 임의의 인터 예측 관련 코딩 에러들을 중단시키는 효과를 갖는데, 이는 이러한 에러들이 IRAP 픽처(502)를 통해 전파될 수 없기 때문이다. IRAP 픽처(502)는 다양한 타입들의 픽처들을 포함할 수 있다. 예를 들어, IRAP 픽처는 IDR 또는 CRA로서 코딩될 수 있다. IDR은 새로운 CVS(500)를 시작하고 픽처 버퍼를 리프레시하는 인트라 코딩된 픽처이다. CRA는 새로운 CVS(500)를 시작하거나 픽처 버퍼를 리프레시하지 않고 랜덤 액세스 포인트로서 작용하는 인트라 코딩된 픽처이다. 이런 식으로, CRA와 연관된 리딩 픽처들(504)은 CRA 이전의 픽처들을 참조할 수 있는 한편, IDR과 연관된 리딩 픽처들(504)은 IDR 이전의 픽처들을 참조하지 않을 수 있다.
CVS(500)는 또한 다양한 비-IRAP 픽처들을 포함한다. 이들은 리딩 픽처들(504) 및 트레일링 픽처들(506)을 포함한다. 리딩 픽처(504)는 디코딩 순서(508)로는 IRAP 픽처(502) 뒤에 포지셔닝되지만, 제시 순서(510)로는 IRAP 픽처(502) 앞에 포지셔닝된 픽처이다. 트레일링 픽처들(506)은 디코딩 순서(508) 및 제시 순서(510) 모두에서 IRAP 픽처(502) 뒤에 포지셔닝된다. 리딩 픽처들(504) 및 트레일링 픽처들(506)은 모두 인터 예측에 따라 코딩된다. 트레일링 픽처들(506)은 IRAP 픽처(502) 또는 IRAP 픽처(502) 뒤에 포지셔닝된 픽처들을 참조하여 코딩된다. 그러므로 일단 IRAP 픽처(502)가 디코딩되면, 트레일링 픽처들(506)이 항상 디코딩될 수 있다. 리딩 픽처들(504)은 랜덤 액세스 스킵 리딩(RASL) 및 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩(RADL: random access decodable leading) 픽처들을 포함할 수 있다. RASL 픽처는 IRAP 픽처(502) 이전의 픽처들을 참조로 코딩되지만, IRAP 픽처(502) 이후의 포지션에서 코딩된다. RASL 픽처들은 이전 픽처들에 의존하기 때문에, RASL 픽처는 디코더가 IRAP 픽처(502)에서 디코딩을 시작할 때 디코딩될 수 없다. 이에 따라, IRAP 픽처(502)가 랜덤 액세스 포인트로서 사용될 때 RASL 픽처들은 스킵되고 디코딩되지 않는다. 그러나 디코더가 랜덤 액세스 포인트로서 (인덱스 0 이전의 그리고 도시되지 않은) 이전 IRAP 픽처를 사용할 때는 RASL 픽처들이 디코딩되고 디스플레이된다. RADL 픽처들은 IRAP 픽처(502) 및/또는 IRAP 픽처(502)에 후속하는 픽처들을 참조하여 코딩되지만, 제시 순서(510)에서 IRAP 픽처(502) 전에 포지셔닝된다. RADL 픽처들은 IRAP 픽처(502) 이전의 픽처들에 의존하지 않기 때문에, IRAP 픽처(502)가 랜덤 액세스 포인트일 때 RADL 픽처들이 디코딩되고 디스플레이될 수 있다.
CVS(500)로부터의 픽처들은 각각 액세스 유닛에 저장될 수 있다. 추가로, 픽처들은 슬라이스들로 파티셔닝될 수 있고, 슬라이스들은 NAL 유닛들에 포함될 수 있다. NAL 유닛은 파라미터 세트 또는 픽처의 슬라이스 및 대응하는 슬라이스 헤더를 포함하는 저장 유닛이다. NAL 유닛에 포함된 데이터의 타입을 디코더에 지시하도록 NAL 유닛들에 타입들이 할당된다. 예를 들어, IRAP 픽처(502)로부터의 슬라이스들은 RADL이 있는 IDR(IDR_W_RADL) NAL 유닛, 리딩 픽처들이 없는 IDR(IDR_N_LP) NAL 유닛, CRA NAL 유닛 등에 포함될 수 있다. IDR_W_RADL NAL 유닛은, IRAP 픽처(502)가 RADL 리딩 픽처(504)와 연관되는 IDR 픽처임을 지시한다. IDR_N_LP NAL 유닛은, IRAP 픽처(502)가 어떠한 리딩 픽처들(504)과도 연관되지 않는 IDR 픽처임을 지시한다. CRA NAL 유닛은, IRAP 픽처(502)가 리딩 픽처들(504)과 연관될 수 있는 CRA 픽처임을 지시한다. 비-IRAP 픽처들의 슬라이스들이 또한 NAL 유닛들에 배치될 수 있다. 예를 들어, 트레일링 픽처들(506)의 슬라이스들은, 트레일링 픽처들(506)이 인터 예측 코딩된 픽처들임을 지시하는 트레일링 픽처 NAL 유닛 타입(TRAIL_NUT)에 배치될 수 있다. 리딩 픽처들(504)의 슬라이스들은, 대응하는 픽처들이 대응하는 타입들의 인터 예측 코딩된 리딩 픽처들(504)임을 지시할 수 있는 RASL NAL 유닛 타입(RASL_NUT) 및/또는 RADL NAL 유닛 타입(RADL_NUT)에 포함될 수 있다. 대응하는 NAL 유닛들에서 픽처들의 슬라이스들을 시그널링함으로써, 디코더는 각각의 픽처/슬라이스에 적용할 적절한 디코딩 메커니즘들을 쉽게 결정할 수 있다.
도 6은 VR 픽처 비디오 스트림(600)으로부터 분할된 복수의 서브픽처 비디오 스트림들(601, 602, 603)을 예시하는 개략도이다. 예를 들어, 서브픽처 비디오 스트림들(601-603) 및/또는 VR 픽처 비디오 스트림(600) 각각은 CVS(500)에서 코딩될 수 있다. 이에 따라, 서브픽처 비디오 스트림들(601-603) 및/또는 VR 픽처 비디오 스트림(600)은 방법(100)에 따라 코덱 시스템(200) 및/또는 인코더(300)와 같은 인코더에 의해 인코딩될 수 있다. 추가로, 서브픽처 비디오 스트림들(601-603) 및/또는 VR 픽처 비디오 스트림(600)은 코덱 시스템(200) 및/또는 디코더(400)와 같은 디코더에 의해 디코딩될 수 있다.
VR 픽처 비디오 스트림(600)은 시간에 걸쳐 제시된 복수의 픽처들을 포함한다. 구체적으로, VR은, 사용자가 마치 구의 중심에 있는 것처럼 디스플레이될 수 있는 비디오 콘텐츠의 구를 코딩함으로써 동작한다. 각각의 픽처는 전체 구를 포함한다. 한편, 뷰포트로 알려진 픽처의 일부만이 사용자에게 디스플레이된다. 예를 들어, 사용자는 사용자의 머리 움직임에 기반하여 구의 뷰포트를 선택하고 디스플레이하는 머리 장착 디스플레이(HMD)를 이용할 수 있다. 이는 비디오에 의해 묘사된 가상 공간에 물리적으로 존재하는 인상을 제공한다. 이 결과를 달성하기 위해, 비디오 시퀀스의 각각의 픽처는 대응하는 시간 순간에 비디오 데이터의 전체 구를 포함한다. 그러나 픽처의 작은 부분(예컨대, 단일 뷰포트)만이 사용자에게 디스플레이된다. 픽처의 나머지는 렌더링되지 않고 폐기된다. 일반적으로, 사용자들의 머리 움직임에 대한 응답으로 상이한 뷰포트가 동적으로 선택되고 디스플레이될 수 있도록 전체 픽처가 전송된다.
도시된 예에서, VR 픽처 비디오 스트림(600)의 픽처들은 각각 이용 가능한 뷰포트들에 기반하여 서브픽처들로 세분될 수 있다. 이에 따라, 각각의 픽처 및 대응하는 서브픽처는 시간적 표현의 일부로서 시간 포지션(예컨대, 픽처 순서)을 포함한다. 시간에 걸쳐 일관되게 세분이 적용될 때 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)이 생성된다. 이러한 일관된 세분은 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)을 생성하며, 여기서 각각의 스트림은 VR 픽처 비디오 스트림(600) 내의 대응하는 픽처들에 대한 미리 결정된 크기, 형상 및 공간 포지션의 한 세트의 서브픽처들을 포함한다. 추가로, 서브픽처 비디오 스트림(601-603) 내의 한 세트의 서브픽처들은 표현 시간에 걸쳐 시간 포지션이 변화한다. 이에 따라, 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)의 서브픽처들은 시간 포지션에 기반하여 시간 도메인에서 정렬될 수 있다. 이어서, 각각의 시간 포지션에서의 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)로부터의 서브픽처들이 미리 정의된 공간 포지션을 기반으로 공간 도메인에서 병합되어, 디스플레이를 위한 VR 픽처 비디오 스트림(600)을 재구성할 수 있다. 구체적으로, 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)은 각각 개별 서브 비트스트림들로 인코딩될 수 있다. 이러한 서브 비트스트림들이 함께 병합되면, 이들은 시간에 걸친 픽처들의 전체 세트를 포함하는 비트스트림이 된다. 결과적인 비트스트림은 사용자의 현재 선택된 뷰포트에 기반하여 디코딩 및 디스플레이를 위해 디코더를 향해 전송될 수 있다.
VR 비디오에 대한 문제들 중 하나는 서브픽처 비디오 스트림들(601-603) 모두가 고품질(예컨대, 고해상도)로 사용자에게 전송될 수 있다는 점이다. 이는 디코더가 사용자의 현재 뷰포트를 동적으로 선택하고 대응하는 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)로부터 서브픽처(들)를 실시간으로 디스플레이할 수 있게 한다. 그러나 사용자는 예를 들어, 서브픽처 비디오 스트림(601)으로부터의 단일 뷰포트만을 볼 수 있는 한편, 서브픽처 비디오 스트림들(602-603)은 폐기된다. 이에 따라, 고품질로 서브픽처 비디오 스트림들(602-603)을 전송하는 것은 상당한 양의 대역폭을 낭비할 수 있다. 코딩 효율을 개선하기 위해, VR 비디오는 복수의 비디오 스트림들(600)로 인코딩될 수 있으며, 여기서 각각의 비디오 스트림(600)은 상이한 품질/해상도로 인코딩된다. 이런 식으로, 디코더는 현재 서브픽처 비디오 스트림(601)에 대한 요청을 전송할 수 있다. 응답으로, 인코더(또는 중간 슬라이서 또는 다른 콘텐츠 서버)는 더 높은 품질의 비디오 스트림(600)으로부터 더 높은 품질의 서브픽처 비디오 스트림(601)을 그리고 더 낮은 품질의 비디오 스트림(600)으로부터 더 낮은 품질의 서브픽처 비디오 스트림들(602-603)을 선택할 수 있다. 그 다음, 인코더는 디코더로의 전송을 위해 이러한 서브 비트스트림들을 완전한 인코딩된 비트스트림으로 함께 병합할 수 있다. 이런 식으로, 디코더는 현재 뷰포트가 더 높은 품질이고 다른 뷰포트들은 더 낮은 품질인 일련의 픽처들을 수신한다. 또한, 최고 품질의 서브픽처들은 일반적으로 (머리 움직임이 없는) 사용자에게 디스플레이되고, 더 낮은 품질의 서브픽처들은 일반적으로 폐기되며, 이는 코딩 효율과 기능의 균형을 이룬다.
사용자가 서브픽처 비디오 스트림(601)을 보는 것에서 서브픽처 비디오 스트림(602)으로 전환하는 경우에, 디코더는 새로운 현재 서브픽처 비디오 스트림(602)이 더 높은 품질로 전송될 것을 요청한다. 그 다음, 인코더는 그에 따라 병합 메커니즘을 변경할 수 있다. 위에서 언급된 바와 같이, 디코더는 IRAP 픽처(502)에서 단지 새로운 CVS(500)의 디코딩만을 시작할 수 있다. 이에 따라, 서브픽처 비디오 스트림(602)은 IRAP 픽처/서브픽처에 도달할 때까지 더 낮은 품질로 디스플레이된다. 이어서, IRAP 픽처는 서브픽처 비디오 스트림(602)의 더 높은 품질 버전의 디코딩을 시작하도록 더 높은 품질로 디코딩될 수 있다. 이러한 접근 방식은 사용자의 시청 경험에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 비디오 압축을 상당히 증가시킨다.
위에서 언급된 접근 방식에 대한 하나의 관심사는, 해상도들을 변경하는 데 필요한 시간의 길이가 비디오 스트림에서 IRAP 픽처에 도달할 때까지의 시간의 길이에 기반한다는 것이다. 이는 디코더가 비-IRAP 픽처에서 상이한 버전의 서브픽처 비디오 스트림(602)을 디코딩하는 것을 시작할 수 없기 때문이다. 이러한 레이턴시를 감소시키기 위한 하나의 접근 방식은 더 많은 IRAP 픽처들을 포함하는 것이다. 그러나 이는 파일 크기의 증가를 야기한다. 기능과 코딩 효율의 균형을 맞추기 위해, 상이한 뷰포트들/서브픽처 비디오 스트림들(601-603)은 상이한 빈도들로 IRAP 픽처들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보일 가능성이 더 높은 뷰포트들/서브픽처 비디오 스트림들(601-603)은 다른 뷰포트들/서브픽처 비디오 스트림들(601-603)보다 더 많은 IRAP 픽처들을 가질 수 있다. 예를 들어, 농구 상황에서, 바스켓들 및/또는 센터 코트와 관련된 뷰포트들/서브픽처 비디오 스트림들(601-603)은 스탠드들 또는 천장을 보는 뷰포트들/서브픽처 비디오 스트림들(601-603)보다 더 높은 빈도로 IRAP 픽처들을 포함할 수 있는데, 이러한 뷰포트들/서브픽처 비디오 스트림들(601-603)은 사용자가 볼 가능성이 더 낮기 때문이다.
이 접근 방식은 추가 문제들로 이어진다. 구체적으로, POC를 공유하는 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)로부터의 서브픽처들은 단일 픽처의 일부이다. 위에서 언급된 바와 같이, 픽처 타입에 기반하여 픽처로부터의 슬라이스들이 NAL 유닛에 포함된다. 일부 비디오 코딩 시스템들에서, 단일 픽처와 관련된 모든 NAL 유닛들은 동일한 NAL 유닛 타입을 포함하도록 제한된다. 상이한 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)이 상이한 빈도들로 IRAP 픽처들을 가질 때, 픽처들 중 일부는 IRAP 서브픽처들과 비-IRAP 서브픽처들 모두를 포함한다. 이는, 각각의 단일 픽처가 동일한 타입의 NAL 유닛들만을 이용해야 한다는 제약을 위반한다.
본 개시내용은 픽처 내의 슬라이스들에 대한 모든 NAL 유닛들이 동일한 NAL 유닛 타입을 이용한다는 제약을 제거함으로써 이러한 문제를 해결한다. 예를 들어, 픽처가 액세스 유닛에 포함된다. 이러한 제약을 제거함으로써, 액세스 유닛은 IRAP NAL 유닛 타입들 및 비-IRAP NAL 유닛 타입들 모두를 포함할 수 있다. 추가로, 픽처/액세스 유닛이 IRAP NAL 유닛 타입들과 비-IRAP NAL 유닛 타입들의 혼합을 포함하는 경우를 지시하도록 플래그가 인코딩될 수 있다. 일부 예들에서, 플래그는 픽처 플래그의 혼합된 NAL 유닛 타입들(mixed_nalu_types_in_pic_flag)이다. 추가로, 단일 혼합된 픽처/액세스 유닛이 단지 하나의 타입의 IRAP NAL 유닛 및 하나의 타입의 비-IRAP NAL 유닛만을 포함할 수 있는 것을 요구하기 위해 제약이 적용될 수 있다. 이는 의도하지 않은 NAL 유닛 타입 혼합들이 발생하는 것을 방지한다. 이러한 혼합들이 허용되었다면, 디코더는 이러한 혼합들을 관리하도록 설계되어야 할 것이다. 이는 코딩 프로세스에 추가 이익을 제공하지 않으면서 필수 하드웨어 복잡도를 불필요하게 증가시킬 것이다. 예를 들어, 혼합된 픽처는 IDR_W_RADL, IDR_N_LP 또는 CRA_NUT로부터 선택된 하나의 타입의 IRAP NAL 유닛을 포함할 수 있다. 추가로, 혼합된 픽처는 TRAIL_NUT, RADL_NUT 및 RASL_NUT로부터 선택된 하나의 타입의 비-IRAP NAL 유닛을 포함할 수 있다. 이 방식의 예시적인 구현들은 아래에서 더 상세히 논의된다.
도 7은 혼합된 NAL 유닛 타입들을 갖는 픽처들을 포함하는 예시적인 비트스트림(700)을 예시하는 개략도이다. 예를 들어, 비트스트림(700)은 방법(100)에 따라 코덱 시스템(200) 및/또는 디코더(400)에 의한 디코딩을 위해 코덱 시스템(200) 및/또는 인코더(300)에 의해 생성될 수 있다. 추가로, 비트스트림(700)은 복수의 비디오 해상도들로 다수의 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)로부터 병합된 VR 픽처 비디오 스트림(600)을 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 서브픽처 비디오 스트림은 상이한 공간 포지션에서 CVS(500)를 포함한다.
비트스트림(700)은 시퀀스 파라미터 세트(SPS)(710), 복수의 픽처 파라미터 세트(PPS)들(711), 복수의 슬라이스 헤더들(715) 및 이미지 데이터(720)를 포함한다. SPS(710)는 비트스트림(700)에 포함된 비디오 시퀀스의 모든 픽처들에 공통인 시퀀스 데이터를 포함한다. 이러한 데이터는 픽처 크기 결정, 비트 깊이, 코딩 툴 파라미터들, 비트 레이트 제약들 등을 포함할 수 있다. PPS(711)는 전체 픽처에 적용되는 파라미터들을 포함한다. 그러므로 비디오 시퀀스의 각각의 픽처는 PPS(711)를 참조할 수 있다. 각각의 픽처가 PPS(711)를 참조하지만, 일부 예들에서는 단일 PPS(711)가 다수의 픽처들에 대한 데이터를 포함할 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들어, 다수의 유사한 픽처들이 유사한 파라미터들에 따라 코딩될 수 있다. 이러한 경우, 단일 PPS(711)는 이러한 유사한 픽처들에 대한 데이터를 포함할 수 있다. PPS(711)는 대응하는 픽처들 내의 슬라이스들, 양자화 파라미터들, 오프셋들 등에 대해 이용 가능한 코딩 툴들을 지시할 수 있다. 슬라이스 헤더(715)는 픽처의 각각의 슬라이스에 특정한 파라미터들을 포함한다. 그러므로 비디오 시퀀스에는 슬라이스당 하나의 슬라이스 헤더(715)가 존재할 수 있다. 슬라이스 헤더(715)는 슬라이스 타입 정보, 픽처 순서 카운트(POC)들, 참조 픽처 리스트들, 예측 가중치들, 타일 진입점들, 블록 분리 파라미터들 등을 포함할 수 있다. 슬라이스 헤더(715)는 또한 일부 상황들에서는 타일 그룹 헤더로 지칭될 수 있다는 점이 주목되어야 한다.
이미지 데이터(720)는 인터 예측 및/또는 인트라 예측에 따라 인코딩된 비디오 데이터뿐만 아니라 대응하는 변환 및 양자화된 잔차 데이터를 포함한다. 예를 들어, 비디오 시퀀스는 이미지 데이터(720)로서 코딩된 복수의 픽처들(721)을 포함한다. 픽처(721)는 비디오 시퀀스의 단일 프레임이며, 그러므로 비디오 시퀀스를 디스플레이할 때 일반적으로 단일 유닛으로서 디스플레이된다. 그러나 서브픽처들(723)은 가상 현실과 같은 특정 기술들을 구현하도록 디스플레이될 수 있다. 픽처들(721)은 각각 PPS(711)를 참조한다. 픽처들(721)은 서브픽처들(723), 타일들 및/또는 슬라이스들로 분할될 수 있다. 서브픽처(723)는 코딩된 비디오 시퀀스에 걸쳐 일관되게 적용되는 픽처(721)의 공간 구역이다. 이에 따라, 서브픽처(723)는 VR 상황에서 HMD에 의해 디스플레이될 수 있다. 추가로, 지정된 POC를 갖는 서브픽처(723)는 대응하는 해상도로 서브픽처 비디오 스트림(601-603)으로부터 획득될 수 있다. 서브픽처(723)는 SPS(710)를 참조할 수 있다. 일부 시스템들에서, 슬라이스들(725)은 타일들을 포함하는 타일 그룹들로 지칭된다. 슬라이스들(725) 및/또는 타일들의 타일 그룹들은 슬라이스 헤더(715)를 참조한다. 슬라이스(725)는 단일 NAL 유닛에 배타적으로 포함되는 픽처(721)의 타일 내의 정수 개의 완전한 타일들 또는 정수 개의 연속적인 완전한 CTU 행들로서 정의될 수 있다. 그러므로 슬라이스들(725)은 CTU들 및/또는 CTB들로 추가로 분할된다. CTU들/CTB들은 코딩 트리들에 기반하여 코딩 블록들로 추가로 분할된다. 이어서, 코딩 블록들은 예측 메커니즘들에 따라 인코딩/디코딩될 수 있다.
파라미터 세트들 및/또는 슬라이스들(725)은 NAL 유닛들로 코딩된다. NAL 유닛은 뒤따를 데이터의 타입의 지시를 포함하는 신택스 구조 및 필요에 따라 에뮬레이션 방지 바이트들이 산재되어 있는 RBSP의 형태로 그 데이터를 포함하는 바이트들로서 정의될 수 있다. 보다 구체적으로, NAL 유닛은 파라미터 세트 또는 픽처(721)의 슬라이스(725) 및 대응하는 슬라이스 헤더(715)를 포함하는 저장 유닛이다. 구체적으로, VCL NAL 유닛들(740)은 픽처(721)의 슬라이스(725) 및 대응하는 슬라이스 헤더(715)를 포함하는 NAL 유닛들이다. 추가로, 비-VCL NAL 유닛들(730)은 SPS(710) 및 PPS(711)와 같은 파라미터 세트들을 포함한다. 여러 타입들의 NAL 유닛들이 이용될 수 있다. 예를 들어, SPS(710) 및 PPS(711)는, 둘 다 비-VCL NAL 유닛들(730)인 SPS NAL 유닛 타입(SPS_NUT)(731) 및 PPS NAL 유닛 타입(PPS_NUT)(732)에 각각 포함될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, IRAP 픽처(502)와 같은 IRAP 픽처들은 IRAP NAL 유닛들(745)에 포함될 수 있다. 리딩 픽처들(504) 및 트레일링 픽처들(506)과 같은 비-IRAP 픽처들은 비-IRAP NAL 유닛들(749)에 포함될 수 있다. 구체적으로, IRAP NAL 유닛(745)은 IRAP 픽처 또는 서브픽처로부터 취해진 슬라이스(725)를 포함하는 임의의 NAL 유닛이다. 비-IRAP NAL 유닛(749)은 IRAP 픽처 또는 서브픽처(예컨대, 리딩 픽처들 또는 트레일링 픽처들)가 아닌 임의의 픽처로부터 취해진 슬라이스(725)를 포함하는 임의의 NAL 유닛이다. IRAP NAL 유닛들(745) 및 비-IRAP NAL 유닛들(749)은 모두 슬라이스 데이터를 포함하기 때문에 이들은 모두 VCL NAL 유닛들(740)이다. 예시적인 실시예에서, IRAP NAL 유닛(745)은 IDR_N_LP NAL 유닛(741) 또는 IDR_w_RADL NAL 유닛(742)에서 각각 RADL 픽처들과 연관된 IDR 또는 리딩 픽처들 없이 IDR 픽처로부터의 슬라이스들(725)을 포함할 수 있다. 추가로, IRAP NAL 유닛(745)은 CRA 픽처로부터의 슬라이스들(725)을 CRA_NUT(743)에 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 비-IRAP NAL 유닛(749)은 RASL 픽처, RADL 픽처 또는 트레일링 픽처로부터의 슬라이스들(725)을 각각 RASL_NUT(746), RADL_NUT(747) 또는 TRAIL_NUT(748)에 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 가능한 NAL 유닛들의 전체 리스트는 NAL 유닛 타입에 의해 정렬된 것으로 아래에 도시된다.
| nal_unit_type | nal_unit_type의 이름 | NAL 유닛의 내용 및 RBSP 신택스 구조 | NAL 유닛 타입 클래스 |
| 0 | TRAIL_NUT | 트레일링 픽처의 코딩된 슬라이스 slice_layer_rbsp( ) |
VCL |
| 1 | STSA_NUT | STSA 픽처의 코딩된 슬라이스 slice_layer_rbsp( ) |
VCL |
| 2 | RADL_NUT | RADL 픽처의 코딩된 슬라이스 slice_layer_rbsp( ) |
VCL |
| 3 | RASL_NUT | RASL 픽처의 코딩된 슬라이스 slice_layer_rbsp( ) |
VCL |
| 4..6 | RSV_VCL_4.. RSV_VCL_6 |
예비 비-IRAP VCL NAL 유닛 타입들 | VCL |
| 7 8 |
IDR_W_RADL IDR_N_LP |
IDR 픽처의 코딩된 슬라이스 slice_layer_rbsp( ) |
VCL |
| 9 | CRA_NUT | CRA 픽처의 코딩된 슬라이스 silce_layer_rbsp( ) |
VCL |
| 10 | GDR_NUT | GDR 픽처의 코딩된 슬라이스 slice_layer_rbsp( ) |
VCL |
| 11 12 |
RSV_IRAP_11 RSV_IRAP_12 |
예비 IRAP VCL NAL 유닛 타입들 | VCL |
| 13 | DCI_NUT | 디코딩 능력 정보 decoding_capability_information_rbsp( ) |
비-VCL |
| 14 | VPS_NUT | 비디오 파라미터 세트 video_parameter_set_rbsp( ) |
비-VCL |
| 15 | SPS_NUT | 시퀀스 파라미터 세트 seq_parameter_set_rbsp( ) |
비-VCL |
| 16 | PPS_NUT | 픽처 파라미터 세트p ic_parameter_set_rbsp( ) |
비-VCL |
| 17 18 |
PREFIX_APS_NUT SUFFIX_APS_NUT |
적응 파라미터 세트 adaptation_parameter_set_rbsp( ) |
비-VCL |
| 19 | PH_NUT | 픽처 헤더 picture_header_rbsp( ) |
비-VCL |
| 20 | AUD_NUT | AU 구분자 access_unit_delimiter_rbsp( ) |
비-VCL |
| 21 | EOS_NUT | 시퀀스의 끝end_of_seq_rbsp( ) | 비-VCL |
| 22 | EOB_NUT | 비트스트림의 끝 end_of_bitstream_rbsp( ) |
비-VCL |
| 23 24 |
PREFIX_SEI_NUT SUFFIX_SEI_NUT |
부가 확장 정보 sei_rbsp( ) |
비-VCL |
| 25 | FD_NUT | 필러 데이터filler_data_rbsp( ) | 비-VCL |
| 26 27 |
RSV_NVCL_26 RSV_NVCL_27 |
예비 비-VCL NAL 유닛 타입들 | 비-VCL |
| 28..31 | UNSPEC_28.. UNSPEC_31 |
지정되지 않은 non-VCL NAL 유닛 타입들 | 비-VCL |
위에서 언급된 바와 같이, VR 비디오 스트림은 상이한 빈도들로 IRAP 픽처들을 갖는 서브픽처들(723)을 포함할 수 있다. 이는, 사용자가 볼 가능성이 없는 공간 구역들에는 더 적은 IRAP 픽처들이 이용될 수 있게 하고, 사용자가 자주 볼 가능성이 있는 공간 구역들에는 더 많은 IRAP 픽처들이 이용될 수 있게 한다. 이런 식으로, 사용자가 규칙적으로 다시 스위칭할 가능성이 있는 공간 구역들은 더 높은 해상도로 신속하게 조정될 수 있다. 이러한 접근 방식이 IRAP NAL 유닛들(745)과 비-IRAP NAL 유닛들(749) 모두를 포함하는 픽처(721)를 야기할 때, 픽처(721)는 혼합된 픽처로 지칭된다. 이 조건은 픽처 플래그(mixed_nalu_types_in_pic_flag)(727)에서 혼합된 NAL 유닛 타입들에 의해 시그널링될 수 있다. mixed_nalu_types_in_pic_flag(727)는 PPS(711)에서 설정될 수 있다. 추가로, PPS(711)를 참조하는 각각의 픽처(721)가 하나보다 많은 VCL NAL 유닛(740)을 갖고 VCL NAL 유닛들(740)이 동일한 NAL 유닛 타입(nal_unit_type) 값을 갖지 않음을 특정할 때, mixed_nalu_types_in_pic_flag(727)는 1과 같게 설정될 수 있다. 추가로, PPS(711)를 참조하는 각각의 픽처(721)가 하나 이상의 VCL NAL 유닛들(740)을 갖고 PPS(711)를 참조하는 각각의 픽처(721)의 VCL NAL 유닛들(740)이 모두 동일한 nal_unit_type 값을 가질 때, mixed_nalu_types_in_pic_flag(727)는 0과 같게 설정될 수 있다.
추가로, mixed_nalu_types_in_pic_flag(727)가 설정될 때, 픽처(721)의 서브픽처들(723) 중 하나 이상의 서브픽처들(723)의 VCL NAL 유닛들(740)이 모두 제1 특정 값의 NAL 유닛 타입을 갖고 픽처(721) 내의 다른 VCL NAL 유닛들(740)이 모두, 상이한 제2 특정 값의 NAL 유닛 타입을 갖도록 제약이 이용될 수 있다. 예를 들어, 제약은 혼합된 픽처(721)가 단일 타입의 IRAP NAL 유닛(745) 및 단일 타입의 비-IRAP NAL 유닛(749)을 포함할 것을 요구할 수 있다. 예를 들어, 픽처(721)는 하나 이상의 IDR_N_LP NAL 유닛들(741), 하나 이상의 IDR_w_RADL NAL 유닛들(742) 또는 하나 이상의 CRA_NUT들(743)을 포함할 수 있지만, 이러한 IRAP NAL 유닛들(745)의 어떠한 조합도 포함하지 않을 수 있다. 추가로, 픽처(721)는 하나 이상의 RASL_NUT들(746), 하나 이상의 RADL_NUT들(747) 또는 하나 이상의 TRAIL_NUT들(748)을 포함할 수 있지만, 이러한 IRAP NAL 유닛들(745)의 어떠한 조합도 포함하지 않을 수 있다.
예시적인 구현에서, 디코딩 프로세스들을 정의하기 위해 픽처 타입들이 이용된다. 이러한 프로세스들은 예를 들어, 픽처 순서 카운트(POC)에 의한 픽처 식별의 도출, 디코딩된 픽처 버퍼(DPB: decoded picture buffer)에서의 참조 픽처 상태의 마킹, DPB로부터의 픽처들의 출력 등을 포함한다. 코딩된 픽처 전부 또는 그 하위 부분을 포함하는 NAL 유닛 타입에 기초한 타입에 의해 픽처가 식별될 수 있다. 일부 비디오 코딩 시스템들에서, 픽처 타입들은 순간 디코딩 리프레시(IDR) 픽처들 및 비-IDR 픽처들을 포함할 수 있다. 다른 비디오 코딩 시스템들에서, 픽처 타입들은 트레일링 픽처들, 시간적 하위 계층 액세스(TSA: temporal sub-layer access) 픽처들, 단계식 시간적 하위 계층 액세스(STSA: step-wise time sub-layer access) 픽처들, 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩(RADL) 픽처들, 랜덤 액세스 스킵 리딩(RASL) 픽처들, 브로큰 링크 액세스(BLA: breaked-link access) 픽처들, 순간 랜덤 액세스 픽처들 및 클린 랜덤 액세스 픽처들을 포함할 수 있다. 이러한 픽처 타입들은 픽처가 하위 계층 참조 픽처인지 또는 하위 계층 비-참조 픽처인지에 기초하여 추가로 구별될 수 있다. BLA 픽처는 리딩 픽처를 갖는 BLA, RADL 픽처를 갖는 BLA, 및 리딩 픽처가 없는 BLA로서 추가로 구별될 수 있다. IDR 픽처는 RADL 픽처를 갖는 IDR 및 리딩 픽처가 없는 IDR로서 추가로 구별될 수 있다.
이러한 픽처 타입들은 다양한 비디오 관련 기능들을 구현하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, IDR, BLA 및/또는 CRA 픽처들이 IRAP 픽처를 구현하는 데 이용될 수 있다. IRAP 픽처는 다음의 기능들/편익들을 제공할 수 있다. IRAP 픽처의 존재는 디코딩 프로세스가 그 픽처로부터 개시될 수 있음을 지시할 수 있다. 이러한 기능은, IRAP 픽처가 비트스트림의 지정된 포지션에 존재하는 한, 디코딩 프로세스가 그 포지션에서 시작하는 랜덤 액세스 특징의 구현을 가능하게 한다. 이러한 포지션은 비트스트림의 시작에서 필요하지 않다. IRAP 픽처의 존재는 또한, RASL 픽처들을 제외한, IRAP 픽처에서 시작하는 코딩된 픽처들이 IRAP 픽처 이전에 포지셔닝된 픽처들에 대한 어떠한 참조도 없이 코딩되도록 디코딩 프로세스를 리프레시한다. 이에 따라, 비트스트림에 포지셔닝된 IRAP 픽처는 디코딩 에러들의 전파를 중단시킨다. 그러므로 IRAP 픽처 이전에 포지셔닝된 코딩된 픽처들의 디코딩 에러들은 IRAP 픽처를 통해 그리고 디코딩 순서로 IRAP 픽처를 뒤따르는 픽처들로 전파될 수 없다.
IRAP 픽처들은 다양한 기능들을 제공하지만, 압축 효율에 대한 패널티를 생성한다. 이에 따라, IRAP 픽처의 존재는 비트 레이트의 급증을 야기할 수 있다. 압축 효율에 대한 이 패널티는 다양한 원인들을 갖는다. 예를 들어, IRAP 픽처는 비-IRAP 픽처들로서 사용되는 인터 예측된 픽처들보다 상당히 더 많은 비트들로 표현되는 인트라 예측 픽처이다. 추가로, IRAP 픽처의 존재는 인터 예측에서 사용되는 시간 예측을 중단시킨다. 구체적으로, IRAP 픽처는 DPB로부터 이전 참조 픽처들을 제거함으로써 디코딩 프로세스를 리프레시한다. 이전의 참조 픽처들을 제거하는 것은, 디코딩 순서로 IRAP 픽처에 후속하는 픽처들의 코딩에 사용하기 위한 참조 픽처들의 이용 가능성을 감소시키고, 그러므로 이 프로세스의 효율을 감소시킨다.
IDR 픽처들은 다른 IRAP 픽처 타입들과는 다른 시그널링 및 도출 프로세스들을 이용할 수 있다. 예를 들어, IDR 관련 시그널링 및 도출 프로세스들은 이전의 키 픽처로부터 MSB를 도출하는 대신에 POC의 최상위 비트(MSB: most significant bit) 부분을 0으로 설정할 수 있다. 추가로, IDR 픽처의 슬라이스 헤더는 참조 픽처 관리를 보조하기 위해 사용되는 정보를 포함하지 않을 수 있다. 한편, CRA, 트레일링, TSA 등과 같은 다른 픽처 타입들은 참조 픽처 세트(RPS: reference picture set) 또는 참조 픽처 리스트와 같은 참조 픽처 정보를 포함할 수 있으며, 이는 참조 픽처 마킹 프로세스를 구현하는 데 이용될 수 있다. 참조 픽처 마킹 프로세스는, 참조를 위해 사용되는 또는 참조를 위해 사용되지 않는 것으로서, DPB 내의 참조 픽처들의 상태를 결정하는 프로세스이다. IDR 픽처들의 경우, 그러한 정보는 시그널링되지 않을 수 있는데, 이는 디코딩 프로세스가 단순히 DPB 내의 모든 참조 픽처들을 참조를 위해 사용되지 않음으로 마킹할 것임을 IDR의 존재가 지시하기 때문이다.
픽처 타입들에 추가로, 인터 예측에서의 참조 픽처들을 관리하는 용도로, DPB로부터의 픽처들의 출력을 위해, 모션 벡터들의 스케일링을 위해, 가중 예측을 위해 등과 같은 다수의 목적들을 위해 POC에 의한 픽처 식별이 또한 이용된다. 예를 들어, 일부 비디오 코딩 시스템들에서, DPB 내의 픽처들은 단기 참조에 사용됨, 장기 참조에 사용됨, 또는 참조에 사용되지 않음으로 마킹될 수 있다. 일단 픽처가 참조에 사용되지 않음으로 마킹되었다면, 픽처는 예측에 더는 사용되지 않을 수 있다. 그러한 픽처가 출력에 더 이상 필요하지 않으면, DPB로부터 픽처가 제거될 수 있다. 다른 비디오 코딩 시스템들에서, 참조 픽처들은 단기 및 장기로서 마킹될 수 있다. 참조 픽처가 더는 예측 참조를 위해 필요하지 않게 되는 경우에 그 픽처는 참조에 사용되지 않음으로 마킹될 수 있다. 이러한 상태들 간의 변환은 디코딩된 참조 픽처 마킹 프로세스에 의해 제어될 수 있다. 암시적 슬라이딩 윈도우 프로세스 및/또는 명시적 메모리 관리 제어 동작(MMCO: memory management control operation) 프로세스가 디코딩된 참조 픽처 마킹 메커니즘들로서 이용될 수 있다. 슬라이딩 윈도우 프로세스는, 참조 프레임들의 수가 SPS에서 max_num_ref_frames로서 표기된 지정된 최대 수와 같을 때, 단기 참조 픽처를 참조에 사용되지 않음으로 마킹한다. 단기 참조 픽처들은 가장 최근에 디코딩된 단기 픽처들이 DPB에 유지되도록 선입 선출 방식으로 저장될 수 있다. 명시적 MMCO 프로세스는 여러 MMCO 커맨드들을 포함할 수 있다. MMCO 커맨드는 하나 이상의 단기 또는 장기 참조 픽처들을 참조에 사용되지 않음으로 마킹할 수 있거나, 모든 픽처들을 참조에 사용되지 않음으로 마킹할 수 있거나, 현재 참조 픽처 또는 기존 단기 참조 픽처를 장기로 마킹하고, 그 장기 참조 픽처에 장기 픽처 인덱스를 할당할 수 있다.
일부 비디오 코딩 시스템들에서, 참조 픽처 마킹 동작들뿐만 아니라 DPB로부터의 픽처들의 출력 및 제거를 위한 프로세스들은 픽처가 디코딩된 후에 수행된다. 다른 비디오 코딩 시스템들은 참조 픽처 관리를 위해 RPS를 이용한다. RPS 메커니즘과 MMCO/슬라이딩 윈도우 프로세스 간의 가장 근본적인 차이점은 각각의 특정 슬라이스에 대해, RPS가 현재 픽처 또는 임의의 후속 픽처에 의해 사용되는 참조 픽처들의 완전한 세트를 제공한다는 점이다. 따라서 현재 또는 향후 픽처에 의한 사용을 위해 DPB에 유지되어야 하는 모든 픽처들의 완전한 세트가 RPS에서 시그널링된다. 이것은 DPB에 대한 상대적인 변화들만이 시그널링되는 MMCO/슬라이딩 윈도우 방식과는 다르다. RPS 메커니즘을 이용하면, DPB에서 참조 픽처들의 올바른 상태를 유지하기 위해 디코딩 순서의 더 이전 픽처들로부터의 정보가 필요하지 않다. 픽처 디코딩 및 DPB 동작들의 순서는 RPS의 이점들을 활용하고 에러 내성을 개선하기 위해 일부 비디오 코딩 시스템들에서 변경된다. 일부 비디오 코딩 시스템들에서, DPB로부터의 디코딩된 픽처들의 출력과 제거 모두를 포함하는 픽처 마킹 및 버퍼 동작들은 현재 픽처가 디코딩된 후에 적용된다. 다른 비디오 코딩 시스템에서, RPS는 먼저 현재 픽처의 슬라이스 헤더로부터 디코딩된 다음, 현재 픽처를 디코딩하기 전에 픽처 마킹 및 버퍼 동작들이 적용될 수 있다.
VVC에서, 참조 픽처 관리 접근 방식은 다음과 같이 요약될 수 있다. 리스트 0 및 리스트 1로 표기된 2개의 참조 픽처 리스트들이 직접 시그널링되고 도출된다. 이들은 위에서 논의된 바와 같이 RPS 또는 슬라이딩 윈도우 및 MMCO 프로세스에 기반하지 않는다. 참조 픽처 마킹은 참조 픽처 리스트들 내의 활성 및 비활성 항목들 모두를 활용하는 참조 픽처 리스트 0 및 참조 픽처 리스트 1에 직접적으로 기초하는 한편, 활성 항목들만이 CTU들의 인터 예측에서 참조 인덱스들로서 사용될 수 있다. 2개의 참조 픽처 리스트들의 도출을 위한 정보가 SPS, PPS 및 슬라이스 헤더의 신택스 엘리먼트들 및 신택스 구조들에 의해 시그널링된다. 미리 정의된 RPL 구조들이 슬라이스 헤더에서 참조함으로써 사용을 위해 SPS에서 시그널링된다. 양방향 인터 예측(B) 슬라이스들, 단방향 인터 예측(P) 슬라이스들 및 인트라 예측(I) 슬라이스들을 포함하는 모든 타입들의 슬라이스들에 대해 2개의 참조 픽처 리스트들이 생성된다. 2개의 참조 픽처 리스트들은 참조 픽처 리스트 초기화 프로세스 또는 참조 픽처 리스트 수정 프로세스를 사용하지 않고 직접 구성될 수 있다. 장기 참조 픽처(LTRP: long-term reference picture)들은 POC LSB들에 의해 식별된다. 픽처 단위로 결정되는 LTRP들에 대해 델타 POC MSB 사이클들이 시그널링될 수 있다.
비디오 이미지를 코딩하기 위해, 이미지가 먼저 파티셔닝되고, 파티션들이 비트스트림으로 코딩된다. 다양한 픽처 파티셔닝 방식들이 이용 가능하다. 예를 들어, 이미지는 정규 슬라이스들, 종속 슬라이스들, 타일들로 그리고/또는 파면 병렬 처리(WPP: Wavefront Parallel Processing)에 따라 파티셔닝될 수 있다. 단순화를 위해, HEVC는 비디오 코딩을 위해 슬라이스를 CTB들의 그룹들로 파티셔닝할 때 정규 슬라이스들, 종속 슬라이스들, 타일들, WPP 및 이들의 조합들만이 사용될 수 있도록 인코더들을 제한한다. 이러한 파티셔닝이 적용되어 최대 전송 유닛(MTU) 크기 매칭, 병렬 처리 및 감소된 종단간 지연을 지원할 수 있다. MTU는 단일 패킷으로 전송될 수 있는 최대 데이터 양을 나타낸다. 패킷 페이로드가 MTU를 초과한다면, 그 페이로드는 프래그먼트화(fragmentation)로 불리는 프로세스를 통해 2개의 패킷들로 분할된다.
단순히 슬라이스로 또한 지칭되는 정규 슬라이스는 루프 필터링(loop filtering) 동작들로 인한 일부 상호 의존성들에도 불구하고, 동일한 픽처 내의 다른 정규 슬라이스들과 독립적으로 재구성될 수 있는 이미지의 파티셔닝된 부분이다. 각각의 정규 슬라이스는 전송을 위해 각자의 네트워크 추상화 계층(NAL) 유닛에 캡슐화(encapsulate)된다. 또한, 픽처 내 예측(인트라 샘플 예측, 모션 정보 예측, 코딩 모드 예측) 및 슬라이스 경계들에 걸친 엔트로피 코딩 의존성이 불가능하게 되어 독립적인 재구성을 지원할 수 있다. 이러한 독립적인 재구성은 병렬화를 지원한다. 예를 들어, 정규 슬라이스 기반 병렬화는 최소 프로세서 간 또는 코어 간 통신을 이용한다. 그러나 각각의 정규 슬라이스가 독립적이기 때문에, 각각의 슬라이스는 개별 슬라이스 헤더와 연관된다. 정규 슬라이스들의 사용은 각각의 슬라이스에 대한 슬라이스 헤더의 비트 비용으로 인해 그리고 슬라이스 경계들에 걸친 예측의 결여로 인해 상당한 코딩 오버헤드(overhead)를 초래할 수 있다. 추가로, MTU 크기 요건들에 대한 매칭을 지원하기 위해 정규 슬라이스들이 이용될 수 있다. 구체적으로, 정규 슬라이스가 개별 NAL 유닛에 캡슐화되고 독립적으로 코딩될 수 있기 때문에, 각각의 정규 슬라이스는 슬라이스를 다수의 패킷들로 쪼개는 것을 피하기 위해 MTU 방식들의 MTU보다 작아야 한다. 이에 따라, 병렬화의 목표 및 MTU 크기 매칭의 목표는 픽처의 슬라이스 레이아웃에 대한 모순되는 요구들을 제기할 수 있다.
종속 슬라이스들은 정규 슬라이스들과 유사하지만, 단축된 슬라이스 헤더들을 가지며, 픽처 내 예측을 중단시키지 않으면서 이미지 트리 블록 경계들의 파티셔닝을 가능하게 한다. 이에 따라, 종속 슬라이스들은 정규 슬라이스가 다수의 NAL 유닛들로 프래그먼트화될 수 있게 하며, 이는 전체 정규 슬라이스의 인코딩이 완료되기 전에 정규 슬라이스의 일부가 송신될 수 있게 함으로써 감소된 종단간 지연을 제공한다.
픽처들은 타일 그룹들/슬라이스들 및 타일들로 분할될 수 있다. 타일은 픽처의 직사각형 구역을 커버하는 CTU들의 시퀀스이다. 타일 그룹/슬라이스는 픽처의 다수의 타일들을 포함한다. 래스터 스캔(raster-scan) 타일 그룹 모드 및 직사각형 타일 그룹 모드가 타일들을 생성하는 데 이용될 수 있다. 래스터 스캔 타일 그룹 모드에서, 타일 그룹은 픽처의 타일 래스터 스캔에서 타일들의 시퀀스를 포함한다. 직사각형 타일 그룹 모드에서, 타일 그룹은 픽처의 직사각형 구역을 집합적으로 형성하는 픽처의 다수의 타일들을 포함한다. 직사각형 타일 그룹 내의 타일들은 타일 그룹의 타일 래스터 스캔의 순서이다. 예를 들어, 타일은 타일들의 열들 및 행들을 생성하는 수평 및 수직 경계들에 의해 생성된 이미지의 파티셔닝된 부분일 수 있다. 타일들은 래스터 스캔 순서로(오른쪽에서 왼쪽으로 그리고 위에서 아래로) 코딩될 수 있다. CTB들의 스캔 순서는 타일 내에서 로컬이다. 이에 따라, 첫 번째 타일의 CTB들은 다음 타일의 CTB들로 진행하기 전에 래스터 스캔 순서로 코딩된다. 정규 슬라이스들과 유사하게, 타일들은 픽처 내 예측 종속성들뿐만 아니라 엔트로피 디코딩 종속성들을 중단시킨다. 그러나 타일들은 개개의 NAL 유닛들에 포함되지 않을 수 있고, 그러므로 타일들은 MTU 크기 매칭에 사용되지 않을 수 있다. 각각의 타일은 하나의 프로세서/코어에 의해 처리될 수 있고, 이웃 타일들을 디코딩하는 처리 유닛들 간의 픽처 내 예측을 위해 이용되는 프로세서 간/코어 간 통신은 (인접한 타일들이 동일한 슬라이스 내에 있을 때) 공유 슬라이스 헤더를 전달하는 것, 그리고 재구성된 샘플들 및 메타데이터의 루프 필터링 관련 공유를 수행하는 것으로 제한될 수 있다. 하나보다 많은 타일이 슬라이스에 포함될 때, 슬라이스 내의 첫 번째 진입점 오프셋 이외의 각각의 타일에 대한 진입점 바이트 오프셋이 슬라이스 헤더에서 시그널링될 수 있다. 각각의 슬라이스 및 타일에 대해, 다음 조건들 중 적어도 하나가 충족되어야 한다: 1) 슬라이스 내의 모든 코딩된 트리 블록들이 동일한 타일에 속하고; 그리고 2) 타일 내의 모든 코딩된 트리 블록들이 동일한 슬라이스에 속한다.
WPP에서 이미지는 CTB들의 단일 행들로 파티셔닝된다. 엔트로피 디코딩 및 예측 메커니즘들은 다른 행들에서 CTB들로부터의 데이터를 사용할 수 있다. CTB 행들의 병렬 디코딩을 통해 병렬 처리가 가능해진다. 예를 들어, 현재 행은 선행하는 행과 병렬로 디코딩될 수 있다. 그러나 현재 행의 디코딩은 선행하는 행들의 디코딩 프로세스로부터 2개의 CTB들만큼 지연된다. 이러한 지연은 현재 CTB가 코딩되기 전에, 현재 행의 현재 CTB의 오른쪽과 그리고 위의 CTB와 관련된 데이터가 이용 가능함을 보장한다. 이 접근 방식은 그래픽으로 표현될 때 파면으로 나타난다. 이러한 엇갈린 시작은 이미지가 CTB 행들을 포함하는 만큼의 프로세서들/코어들까지의 병렬화를 가능하게 한다. 픽처 내의 이웃하는 트리 블록 행들 사이의 픽처 내 예측이 허용되기 때문에, 픽처 내 예측을 가능하게 하는 프로세서 간/코어 간 통신이 실질적일 수 있다. WPP 파티셔닝은 NAL 유닛 크기들을 고려한다. 그러므로 WPP는 MTU 크기 매칭을 지원하지 않는다. 그러나 원하는 대로 MTU 크기 매칭을 구현하기 위해, 특정 코딩 오버헤드로 정규 슬라이스들이 WPP와 함께 사용될 수 있다. 마지막으로, 파면 세그먼트는 정확히 하나의 CTB 행을 포함할 수 있다. 추가로, WPP를 이용할 때 그리고 슬라이스가 CTB 행 내에서 시작될 때, 슬라이스는 동일한 CTB 행에서 종료되어야 한다.
타일들은 또한 모션 제약 타일 세트들을 포함할 수 있다. 모션 제약 타일 세트(MCTS)는 연관된 모션 벡터들이 MCTS 내부의 전체 샘플 위치들을 그리고 보간을 위해 MCTS 내부의 전체 샘플 위치들만을 요구하는 부분 샘플 위치들을 가리키도록 제한되게 설계된 타일 세트이다. 추가로, MCTS 외부의 블록들로부터 도출된 시간적 모션 벡터 예측을 위한 모션 벡터 후보들의 사용은 허용되지 않는다. 이러한 방식으로, 각각의 MCTS는 MCTS에 포함되지 않는 타일들의 존재 없이 독립적으로 디코딩될 수 있다. 시간적 MCTS들의 부가 확장 정보(SEI: supplemental enhancement information) 메시지들은 비트스트림 내의 MCTS들의 존재를 지시하고 MCTS들을 시그널링하는 데 사용될 수 있다. MCTS들의 SEI 메시지는, (SEI 메시지의 시맨틱(semantic)들의 일부로서 명시된) MCTS 서브 비트스트림 추출에서 MCTS 세트에 대한 일치하는 비트스트림을 생성하는 데 사용될 수 있는 보완 정보를 제공한다. 이 정보는 다수의 추출 정보 세트들을 포함하며, 이들 각각은 다수의 MCTS 세트들을 정의하고, MCTS 서브 비트스트림 추출 프로세스 동안 사용될 대체 비디오 파라미터 세트(VPS: video parameter set)들, 시퀀스 파라미터 세트(SPS)들 및 픽처 파라미터 세트(PPS)들의 원시 바이트 시퀀스 페이로드(RBSP) 바이트들을 포함한다. MCTS 서브 비트스트림 추출 프로세스에 따라 서브 비트스트림을 추출할 때, 파라미터 세트들(VPS들, SPS들 및 PPS들)이 재기록되거나 교체될 수 있으며, (first_slice_segment_in_pic_flag 및 slice_segment_address를 포함하는) 슬라이스 어드레스 관련 신택스 엘리먼트들 중 하나 또는 전부가 추출된 서브 비트스트림에서 상이한 값들을 이용할 수 있으므로, 슬라이스 헤더들이 업데이트될 수 있다.
360도 비디오 애플리케이션들로 또한 지칭되는 VR 애플리케이션들은 완전한 구의 일부만을 디스플레이하고 결과적으로 전체 픽처의 서브세트만을 디스플레이할 수 있다. 하이퍼텍스트 전송 프로토콜(DASH: hypertext transfer protocol) 메커니즘을 통한 동적 적응 스트리밍을 통한 뷰포트 의존 360 전달은 비트 레이트를 감소시키고 스트리밍 메커니즘들을 통한 360도 비디오의 전달을 지원하는 데 이용될 수 있다. 이 메커니즘은 예를 들어, 큐브맵 투사(CMP: cubemap projection)를 이용함으로써, 구/투사된 픽처를 다수의 MCTS들로 분할한다. 2개 이상의 비트스트림들은 상이한 공간 해상도들 또는 품질들로 인코딩될 수 있다. 디코더에 데이터를 전달할 때, 더 높은 해상도/품질 비트스트림으로부터의 MCTS(들)는 뷰포트(예컨대, 전면 뷰포트)가 디스플레이되도록 전송된다. 더 낮은 해상도/품질 비트스트림들로부터의 MCTS들은 다른 뷰포트들에 대해 전송된다. 이러한 MCTS들은 특정 방식으로 패킹된 다음, 수신기에 송신되어 디코딩된다. 사용자가 보는 뷰포트가 긍정적인 시청 경험을 생성하도록 고해상도/품질의 MCTS에 의해 표현된다는 것이 예상된다. 사용자의 머리가 돌아가 다른 뷰포트(예컨대, 좌측 또는 우측 뷰포트)를 볼 때, 시스템이 새로운 뷰포트에 대한 고해상도/품질의 MCTS들을 페치하고 있는 짧은 기간 동안 더 낮은 해상도/품질의 뷰포트로부터 디스플레이된 콘텐츠가 나온다. 사용자의 머리가 돌아가 다른 뷰포트를 볼 때, 사용자 머리 회전 시간과 뷰포트의 더 높은 분해능/품질 표현이 보이는 시간 사이에 지연이 있다. 이러한 지연은 시스템이 그 뷰포트에 대해 더 높은 해상도/품질의 MCTS들을 얼마나 빨리 페치할 수 있는지에 의존하며, 이는 결국 IRAP 기간에 좌우된다. IRAP 기간은 2개의 IRAP들의 발생들 간의 간격이다. 새로운 뷰포트의 MCTS들이 IRAP 픽처로부터 시작해서만 디코딩 가능할 수 있기 때문에, 이러한 지연은 IRAP 기간과 관련된다.
예를 들어, IRAP 기간이 1초마다 코딩된다면, 다음이 적용된다. 지연에 대한 최상의 경우의 시나리오는, 시스템이 새로운 세그먼트/IRAP 기간을 페치하기 시작하기 직전에 사용자의 머리가 돌아가 새로운 뷰포트를 보는 경우의 네트워크 왕복 지연과 동일하다. 이 시나리오에서, 시스템은 새로운 뷰포트에 대해 더 높은 해상도/품질의 MCTS들을 즉시 요청할 수 있을 것이고, 따라서 유일한 지연은 네트워크 왕복 지연이며, 이는 최소 버퍼링 지연이 약 0으로 설정될 수 있고 센서 지연이 작고 무시할 만하다고 가정하면, 페치 요청의 지연 + 요청된 MCTS들의 전송 시간이다. 네트워크 왕복 지연은 예를 들어, 약 200밀리초일 수 있다. 지연에 대한 최악의 경우의 시나리오는, 시스템이 이미 다음 세그먼트에 대한 요청을 한 직후에 사용자의 머리가 돌아가 새로운 뷰포트를 보는 경우의 IRAP 기간 + 네트워크 왕복 지연이다. 비트스트림들은, 위의 최악의 경우의 시나리오를 개선하기 위해 IRAP 기간이 더 짧아지도록, 더 빈번한 IRAP 픽처들로 인코딩될 수 있는데, 이는 이것이 전체 지연을 감소시키기 때문이다. 그러나 이러한 접근 방식은, 압축 효율이 낮아지므로 대역폭 요건들을 증가시킨다.
예시적인 구현에서, 동일한 코딩된 픽처의 서브픽처들은 상이한 nal_unit_type 값들을 포함하는 것이 허용된다. 이 메커니즘은 다음과 같이 설명된다. 픽처들은 서브픽처들로 분할될 수 있다. 서브픽처는 0과 같은 tile_group_address를 갖는 타일 그룹으로 시작하는 타일 그룹들/슬라이스들의 직사각형 세트이다. 각각의 서브픽처는 대응하는 PPS를 참조할 수 있고, 그러므로 개별 타일 파티셔닝을 가질 수 있다. 서브픽처들의 존재는 PPS에 지시될 수 있다. 각각의 서브픽처는 디코딩 프로세스에서 픽처처럼 취급된다. 서브픽처 경계들에 걸친 루프 내 필터링은 항상 디세이블될 수 있다. 서브픽처 폭 및 높이는 루마 CTU 크기들의 단위들로 특정될 수 있다. 픽처에서의 서브픽처의 위치는 시그널링될 수 있는 것이 아니라, 다음의 규칙을 사용하여 도출될 수 있다. 서브픽처는 픽처 경계들 내에 서브픽처를 포함하기에 충분히 큰 픽처 내에서 CTU 래스터 스캔 순서로, 이러한 점유되지 않은 다음 위치를 취한다. 각각의 서브픽처를 디코딩하기 위한 참조 픽처들은 디코딩된 픽처 버퍼 내의 참조 픽처들로부터 현재 서브픽처와 콜로케이트(collocate)된 영역을 추출함으로써 생성된다. 추출된 영역은 디코딩된 서브픽처이고, 그러므로 픽처 내의 동일한 위치 및 동일한 크기의 서브픽처들 사이에서 인터 예측이 이루어진다. 이러한 경우, 코딩된 픽처 내에서 상이한 nal_unit_type 값들을 허용하는 것은 랜덤 액세스 픽처로부터 발생하는 서브픽처들 및 비-랜덤 액세스 픽처로부터 발생하는 서브픽처들이 실질적인 어려움 없이(예컨대, VCL 레벨 수정들 없이) 동일한 코딩된 픽처로 병합되는 것을 가능하게 한다. 이러한 이익은 또한 MCTS 기반 코딩에 대해 유지된다.
코딩된 픽처 내에서 상이한 nal_unit_type 값들을 허용하는 것은 다른 시나리오들에서 유리할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 다른 영역들보다 더 자주 360도 비디오 콘텐츠의 일부 영역들을 볼 수 있다. MCTS/서브픽처 기반 뷰포트 의존 360도 비디오 전달에서 코딩 효율과 평균 비교 가능한 품질 뷰포트 스위칭 레이턴시 간의 더 양호한 절충을 생성하기 위해, 다른 영역들보다 더 일반적으로 시청되는 영역들에 대해 더 빈번한 IRAP 픽처들이 코딩될 수 있다. 유사한 품질의 뷰포트 스위칭 레이턴시는, 제2 뷰포트의 표현 품질이 제1 뷰포트와 유사한 표현 품질에 도달할 때까지, 제1 뷰포트로부터 제2 뷰포트로 스위칭할 때 사용자가 경험하는 레이턴시이다.
다른 구현은 POC 도출 및 참조 픽처 관리를 포함하는, 픽처 내의 혼합된 NAL 유닛 타입들의 지원을 위해 다음의 솔루션들을 이용한다. 혼합된 IRAP 및 비-IRAP 서브픽처들을 갖는 픽처들이 존재할 수 있는지 여부를 지정하기 위해 타일 그룹들에 의해 직접적으로 또는 간접적으로 참조되는 파라미터 세트에 플래그(sps_mixed_tile_groups_in_pic_flag)가 존재한다. IDR 타일 그룹을 포함하는 NAL 유닛의 경우, POC MSB가 픽처에 대한 POC 도출에서 리셋되는지 여부를 지정하기 위한 플래그(poc_msb_reset_flag)가 대응하는 타일 그룹 헤더에 존재한다. PicRefreshFlag로 불리는 변수가 정의되고 픽처와 연관된다. 이 플래그는 픽처를 디코딩할 때 POC 도출 및 DPB 상태가 리프레시되어야 하는지 여부를 지정한다. PicRefreshFlag의 값은 다음과 같이 도출된다. 현재 타일 그룹이 비트스트림의 첫 번째 액세스 유닛에 포함된다면, PicRefreshFlag는 1과 같게 설정된다. 그렇지 않고, 현재 타일 그룹이 IDR 타일 그룹이라면, PicRefreshFlag는 sps_mixed_tile_groups_in_pic_flag ? poc_msb_reset_flag : 1과 같게 설정된다. 그렇지 않고, 현재 타일 그룹이 CRA 타일 그룹이라면, 다음이 적용된다. 현재 액세스 유닛이 코딩된 시퀀스의 첫 번째 액세스 유닛이라면, PicRefreshFlag는 1과 같게 설정된다. 현재 액세스 유닛은, 액세스 유닛이 시퀀스 NAL 유닛의 끝에 바로 뒤따르는 경우 또는 연관된 변수인 HandleCraAsFirstPicInCvsFlag가 1과 같게 설정되는 경우, 코딩된 시퀀스의 첫 번째 액세스 유닛이다. 그렇지 않으면, PicRefreshFlag는 0과 같게 설정된다(예컨대, 현재 타일 그룹은 비트스트림에서 첫 번째 액세스 유닛에 속하지 않고 IRAP 타일 그룹이 아님).
PicRefreshFlag가 1과 같을 때, 픽처에 대한 POC의 도출 동안 POC MSB의 값(PicOrderCntMsb)이 0과 같게 리셋된다. 참조 픽처 세트(RPS) 또는 참조 픽처 리스트(RPL: reference picture list)와 같은 참조 픽처 관리에 이용되는 정보가 대응하는 NAL 유닛 타입에 관계없이 타일 그룹/슬라이스 헤더에서 시그널링된다. 참조 픽처 리스트들은 각각의 타일 그룹의 디코딩의 시작 시에 NAL 유닛 타입에 관계없이 구성된다. 참조 픽처 리스트들은, RPL 접근 방식에 대한 RefPicList[ 0 ] 및 RefPicList[ 1 ], RPS 접근 방식에 대한 RefPicList0[ ] 및 RefPicList1[ ], 또는 픽처에 대한 인터 예측 동작들을 위한 참조 픽처들을 포함하는 유사한 리스트들을 포함할 수 있다. PicRefreshFlag가 1과 같을 때, 참조 픽처 마킹 프로세스 동안, DPB 내의 모든 참조 픽처들은 참조에 사용되지 않음으로 마킹된다.
이러한 구현들은 특정 문제들과 연관된다. 예를 들어, 픽처 내의 nal_unit_type 값들의 혼합이 허용되지 않을 때, 그리고 픽처가 IRAP 픽처인지 여부의 도출 및 변수 NoRaslOutputFlag의 도출이 픽처 레벨에서 설명될 때, 디코더는 임의의 픽처의 첫 번째 VCL NAL 유닛을 수신한 후에 이러한 도출들을 수행할 수 있다. 그러나 픽처 내의 혼합된 NAL 유닛 타입들의 지원으로 인해, 디코더는 위의 도출들을 수행하기 전에 픽처의 다른 VCL NAL 유닛들의 도착을 대기해야 할 것이다. 최악의 경우, 디코더는 픽처의 마지막 VCL NAL 유닛의 도착을 대기해야 할 것이다. 추가로, 이러한 시스템들은 IDR NAL 유닛들의 타일 그룹 헤더들 내의 플래그를 시그널링하여 POC MSB가 픽처에 대한 POC 도출에서 리셋되는지 여부를 지정할 수 있다. 이 메커니즘은 다음과 같은 문제들을 갖는다. 혼합된 CRA NAL 유닛 타입들과 비-IRAP NAL 유닛 타입들의 경우는 이 메커니즘에 의해 지원되지 않을 것이다. 추가로, VCL NAL 유닛의 타일 그룹/슬라이스 헤더에서의 이러한 정보의 시그널링은, IRAP(IDR 또는 CRA) NAL 유닛들이 픽처 내의 비-IRAP NAL 유닛들과 혼합되는지 여부의 상태에 대한 변화가 있을 때, 비트스트림 추출 또는 병합 동안 값이 변경될 것을 요구할 것이다. 슬라이스 헤더들의 이러한 재기록은 사용자가 비디오를 요청할 때마다 발생할 것이며, 그러므로 상당한 하드웨어 자원들을 요구한다. 추가로, 특정 IRAP NAL 유닛 타입과 특정 비-IRAP NAL 유닛 타입의 혼합 이외의, 픽처 내의 상이한 NAL 유닛 타입들의 일부 다른 혼합들이 허용된다. 이러한 유연성은 코덱의 설계를 복잡하게 하면서 실제 사용 사례들에 대한 지원을 제공하지 않고, 이는 디코더의 복잡도를 불필요하게 높이고, 그러므로 연관된 구현 비용들을 증가시킨다.
일반적으로, 본 개시내용은 비디오 코딩에서 서브픽처 또는 MCTS 기반 랜덤 액세스의 지원을 위한 기술들을 설명한다. 보다 구체적으로, 본 개시내용은 서브픽처 또는 MCTS 기반 랜덤 액세스를 지원하는 데 이용되는, 픽처 내의 혼합된 NAL 유닛 타입들의 지원을 위한 개선된 설계들을 설명한다. 기술들의 설명은 VVC 표준에 기반하지만, 다른 비디오/매체 코덱 규격들에도 또한 적용된다.
위의 문제들을 해결하기 위해, 다음의 예시적인 구현들이 개시된다. 이러한 구현들은 개별적으로 또는 조합하여 적용될 수 있다. 일례로, 각각의 픽처는 픽처가 혼합된 nal_unit_type 값들을 포함하는지 여부의 지시와 연관된다. 이 지시는 PPS에서 시그널링된다. 이러한 지시는 모든 참조 픽처들을 참조에 사용되지 않음으로 마킹함으로써 POC MSB를 리셋할지 그리고/또는 DPB를 리셋할지의 결정을 지원한다. 지시가 PPS에서 시그널링될 때, 병합 또는 개별 추출 동안 PPS에서의 값의 변화가 수행될 수 있다. 그러나 이는 PPS들이 재기록되고 이러한 비트스트림 추출 또는 병합 동안 다른 메커니즘들로 대체되기 때문에 수용 가능하다.
대안으로, 이러한 지시는 타일 그룹 헤더에서 시그널링될 수 있지만, 픽처의 모든 타일 그룹들에 대해 동일할 것이 요구될 수 있다. 그러나 이 경우, MCTS들/서브픽처 시퀀스들의 서브 비트스트림 추출 동안 값이 변경될 필요가 있을 수 있다. 대안으로, 이러한 지시는 NAL 유닛 헤더에서 시그널링될 수 있지만, 픽처의 모든 타일 그룹들에 대해 동일할 것이 요구될 수 있다. 그러나 이 경우, MCTS들/서브픽처 시퀀스들의 서브 비트스트림 추출 동안 값이 변경될 필요가 있을 수 있다. 대안으로, 이러한 지시는, 픽처에 사용될 때, 픽처의 모든 VCL NAL 유닛들이 동일한 NAL 유닛 타입 값을 가질 때 그러한 추가 VCL NAL 유닛 타입들을 정의함으로써 시그널링될 수 있다. 그러나 이러한 경우, MCTS들/서브픽처 시퀀스들의 서브 비트스트림 추출 동안 VCL NAL 유닛들의 NAL 유닛 타입 값이 변경될 필요가 있을 수 있다. 대안으로, 이러한 지시는, 픽처에 사용될 때, 픽처의 모든 VCL NAL 유닛들이 동일한 NAL 유닛 타입 값을 가질 때 그러한 추가 IRAP VCL NAL 유닛 타입들을 정의함으로써 시그널링될 수 있다. 그러나 이러한 경우, MCTS들/서브픽처 시퀀스들의 서브 비트스트림 추출 동안 VCL NAL 유닛들의 NAL 유닛 타입 값이 변경될 필요가 있을 수 있다. 대안으로, IRAP NAL 유닛 타입들 중 임의의 것을 갖는 적어도 하나의 VCL NAL 유닛을 갖는 각각의 픽처는, 픽처가 혼합된 NAL 유닛 타입 값들을 포함하는지 여부의 지시와 연관될 수 있다.
추가로, 혼합된 IRAP 및 비-IRAP NAL 유닛 타입들만을 허용함으로써 픽처 내의 nal_unit_type 값들의 혼합이 제한된 방식으로 허용되도록 제약이 적용될 수 있다. 임의의 특정 픽처에 대해, 모든 VCL NAL 유닛들이 동일한 NAL 유닛 타입을 갖거나 일부 VCL NAL 유닛들이 특정 IRAP NAL 유닛 타입을 갖고 나머지는 특정 비-IRAP VCL NAL 유닛 타입을 갖는다. 다시 말해서, 임의의 특정 픽처의 VCL NAL 유닛들은 하나보다 많은 IRAP NAL 유닛 타입을 가질 수 없고 하나보다 많은 비-IRAP NAL 유닛 타입을 가질 수 없다. 픽처가 혼합된 nal_unit_type 값들을 포함하지 않고 VCL NAL 유닛들이 IRAP NAL 유닛 타입을 갖는 경우에만 픽처가 IRAP 픽처로서 고려될 수 있다. IRAP 픽처에 속하지 않는 (IDR을 포함하는) 임의의 IRAP NAL 유닛에 대해, POC MSB는 리셋되지 않을 수 있다. IRAP 픽처에 속하지 않는 (IDR을 포함하는) 임의의 IRAP NAL 유닛에 대해, DPB는 리셋되지 않으며, 그러므로 참조에 사용되지 않음으로의 모든 참조 픽처들의 마킹은 수행되지 않는다. 픽처의 적어도 하나의 VCL NAL 유닛이 IRAP NAL 유닛이라면, TemporalId는 픽처에 대해 0과 같게 설정될 수 있다.
다음은 위에서 설명된 양상들 중 하나 이상의 양상의 특정 구현이다. IRAP 픽처는, mixed_nalu_types_in_pic_flag의 값이 0과 같고 각각의 VCL NAL 유닛이 IDR_W_RADL부터 RSV_IRAP_VCL13까지의 범위 내의 nal_unit_type을 갖는 코딩된 픽처로서 정의될 수 있다. 예시적인 PPS 신택스 및 시맨틱들은 다음과 같다.
mixed_nalu_types_in_pic_flag는, PPS를 참조하는 각각의 픽처가 다수의 VCL NAL 유닛들을 갖고, 이러한 NAL 유닛들이 동일한 nal_unit_type 값을 갖지 않음을 특정하기 위해 0과 같게 설정된다. mixed_nalu_types_in_pic_flag는, PPS를 참조하는 각각의 픽처의 VCL NAL 유닛들이 동일한 nal_unit_type 값을 가짐을 특정하기 위해 0과 같게 설정된다.
예시적인 타일 그룹/슬라이스 헤더 신택스는 다음과 같다.
예시적인 NAL 유닛 헤더 시맨틱들은 다음과 같다. 임의의 특정 픽처의 VCL NAL 유닛들의 경우, 다음의 2개의 조건들 중 어느 하나가 충족될 것이다. 모든 VCL NAL 유닛들이 동일한 nal_unit_type 값을 갖는다. VCL NAL 유닛들 중 일부는 특정 IRAP NAL 유닛 타입 값(즉, IDR_W_RADL부터 RSV_IRAP_VCL13까지의 범위 내의 nal_unit_type의 값)을 갖는 한편, 모든 다른 VCL NAL 유닛들은 특정 비-IRAP VCL NAL 유닛 타입(즉, TRAIL_NUT부터 RSV_VCL_7까지의 범위 내의, 또는 RSV_VCL14부터 RSV_VCL15까지의 범위 내의 nal_unit_type의 값)을 갖는다. nuh_temporal_id_plus1에서 1을 뺀 값은 NAL 단위에 대한 시간 식별자를 명시한다. nuh_temporal_id_plus1의 값은 0과 같지 않을 것이다.
변수 TemporalId는 다음과 같이 도출된다:
TemporalId = nuh_temporal_id_plus1 - 1 (7-1)
nal_unit_type이 IDR_W_RADL부터 RSV_IRAP_VCL13까지의 범위에 있을 때, 픽처의 다른 VCL NAL 유닛들의 nal_unit_type 값에 관계없이, 픽처의 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 TemporalId는 0과 같을 것이다. TemporalId의 값은 액세스 단위의 모든 VCL NAL 단위들에 대해 동일할 것이다. 코딩된 픽처 또는 액세스 단위의 TemporalId의 값은 코딩된 픽처 또는 액세스 단위의 VCL NAL 단위들의 TemporalId의 값이다.
코딩된 픽처에 대한 예시적인 디코딩 프로세스는 다음과 같다. 현재 픽처(CurrPic)에 대해 디코딩 프로세스는 다음과 같이 동작한다. NAL 단위들의 디코딩이 본 명세서에서 명시된다. 다음의 디코딩 프로세스들은 타일 그룹 헤더 계층 및 그 위의 신택스 엘리먼트들을 사용한다. 픽처 순서 카운트와 관련된 변수들 및 함수들이 본 명세서에 명시된 바와 같이 도출된다. 이것은 픽처의 첫 번째 타일 그룹/슬라이스에 대해서만 호출된다. 각각의 타일 그룹/슬라이스에 대한 디코딩 프로세스의 시작 시, 참조 픽처 리스트 0(RefPicList[ 0 ]) 및 참조 픽처 리스트 1(RefPicList[ 1 ])의 도출을 위해 참조 픽처 리스트 구성에 대한 디코딩 프로세스가 호출된다. 현재 픽처가 IDR 픽처라면, 참조 픽처 리스트들의 구성을 위한 디코딩 프로세스가 비트스트림 적합성 검사 목적으로 호출될 수 있지만, 현재 픽처 또는 디코딩 순서에서 현재 픽처에 뒤따르는 픽처들의 디코딩에는 필요하지 않을 수 있다.
참조 픽처 리스트 구성에 대한 디코딩 프로세스는 다음과 같다. 이 프로세스는 각각의 타일 그룹에 대한 디코딩 프로세스의 시작 시에 호출된다. 참조 픽처들은 참조 인덱스들을 통해 어드레싱된다. 참조 인덱스는 참조 픽처 리스트에 대한 인덱스이다. I 타일 그룹을 디코딩할 때, 타일 그룹 데이터의 디코딩에는 참조 픽처 리스트가 사용되지 않는다. P 타일 그룹을 디코딩할 때는, 타일 그룹 데이터의 디코딩에 참조 픽처 리스트 0(RefPicList[ 0 ])만이 사용된다. B 타일 그룹을 디코딩할 때는, 타일 그룹 데이터의 디코딩에 참조 픽처 리스트 0과 참조 픽처 리스트 1(RefPicList[ 1 ]) 둘 다 사용된다. 각각의 타일 그룹에 대한 디코딩 프로세스의 시작 시, 참조 픽처 리스트들 RefPicList[ 0 ] 및 RefPicList[ 1 ]이 도출된다. 참조 픽처 리스트들은 참조 픽처들의 마킹에 또는 타일 그룹 데이터의 디코딩에 사용된다. IDR 픽처의 임의의 타일 그룹 또는 비-IDR 픽처의 I 타일 그룹에 대해, 비트스트림 적합성 검사 목적으로 RefPicList[ 0 ] 및 RefPicList[ 1 ]이 도출될 수 있지만, 현재 픽처 또는 디코딩 순서에서 현재 픽처에 뒤따르는 픽처들의 디코딩에 이들의 도출이 필요하지는 않다. P 타일 그룹의 경우, 비트스트림 적합성 검사 목적으로 RefPicList[ 1 ]이 도출될 수 있지만, 현재 픽처 또는 디코딩 순서에서 현재 픽처에 뒤따르는 픽처들의 디코딩에 도출이 필요하지는 않다.
도 8은 예시적인 비디오 코딩 디바이스(800)의 개략도이다. 비디오 코딩 디바이스(800)는 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 개시된 예들/실시예들을 구현하기에 적합하다. 비디오 코딩 디바이스(800)는 다운스트림 포트들(820), 업스트림 포트들(850), 및/또는 네트워크를 통해 업스트림 및/또는 다운스트림 데이터를 통신하기 위한 전송기들 및/또는 수신기들을 포함하는 트랜시버 유닛들(Tx/Rx)(810)을 포함한다. 비디오 코딩 디바이스(800)는 또한, 데이터를 처리하기 위한 로직 유닛 및/또는 중앙 처리 유닛(CPU: central processing unit)을 포함하는 프로세서(830) 및 데이터를 저장하기 위한 메모리(832)를 포함한다. 비디오 코딩 디바이스(800)는 또한, 전기, 광 또는 무선 통신 네트워크들을 통한 데이터의 통신을 위해 업스트림 포트들(850) 및/또는 다운스트림 포트들(820)에 결합된 전기, 광-전기(OE: optical-to-electrical) 컴포넌트들, 전기-광(EO: electrical-to-optical) 컴포넌트들 및/또는 무선 통신 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 비디오 코딩 디바이스(800)는 또한, 사용자에게 그리고 사용자로부터 데이터를 전달하기 위한 입력 및/또는 출력(I/O) 디바이스들(860)을 포함할 수 있다. I/O 디바이스들(860)은 비디오 데이터를 디스플레이하기 위한 디스플레이, 오디오 데이터를 출력하기 위한 스피커들 등과 같은 출력 디바이스들을 포함할 수 있다. I/O 디바이스들(860)은 또한 키보드, 마우스, 트랙볼 등과 같은 입력 디바이스들, 및/또는 이러한 출력 디바이스와 상호 작용하기 위한 대응하는 인터페이스들을 포함할 수 있다.
프로세서(830)는 하드웨어 및 소프트웨어에 의해 구현된다. 프로세서(830)는 하나 이상의 CPU 칩(chip)들, (예컨대, 멀티 코어 프로세서(multi-core processor)로서) 코어들, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA: field-programmable gate array)들, 주문형 집적 회로(ASIC: application specific integrated circuit)들 및 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor)들로서 구현될 수 있다. 프로세서(830)는 다운스트림 포트들(820), Tx/Rx(810), 업스트림 포트들(850) 및 메모리(832)와 통신한다. 프로세서(830)는 코딩 모듈(814)을 포함한다. 코딩 모듈(814)은, CVS(500), VR 픽처 비디오 스트림(600) 및/또는 비트스트림(700)을 이용할 수 있는 방법들(100, 900, 1000)과 같은, 본 명세서에 설명된 개시된 실시예들을 구현한다. 코딩 모듈(814)은 또한 본 명세서에 설명된 임의의 다른 방법/메커니즘을 구현할 수 있다. 추가로, 코딩 모듈(814)은 코덱 시스템(200), 인코더(300) 및/또는 디코더(400)를 구현할 수 있다. 예를 들어, 코딩 모듈(814)은 픽처가 IRAP 및 비-IRAP NAL 유닛들 모두를 포함하는 경우를 지시하도록 PPS에서 플래그를 설정하고, 그러한 픽처들을 단일 타입의 IRAP NAL 유닛 및 단일 타입의 비-IRAP NAL 유닛만을 포함하도록 제한할 수 있다. 그러므로 코딩 모듈(814)은 비디오 데이터를 코딩할 때 비디오 코딩 디바이스(800)가 추가 기능 및/또는 코딩 효율을 제공하게 한다. 이에 따라, 코딩 모듈(814)은 비디오 코딩 디바이스(800)의 기능을 개선할 뿐만 아니라 비디오 코딩 기술들에 특정한 문제들을 해결한다. 또한, 코딩 모듈(814)은 비디오 코딩 디바이스(800)의 다른 상태로의 변환을 수행한다. 대안으로, 코딩 모듈(814)은 메모리(832)에 저장되어 프로세서(830)에 의해 실행되는 명령들로서(예컨대, 비-일시적인 매체 상에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품으로서) 구현될 수 있다.
메모리(832)는 디스크들, 테이프 드라이브들, 솔리드 스테이트 드라이브들, 판독 전용 메모리(ROM: read only memory), 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory), 플래시 메모리, 3원 내용 주소화 메모리(TCAM: ternary content-addressable memory), 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM: static random-access memory) 등과 같은 하나 이상의 메모리 타입들을 포함한다. 메모리(832)는 프로그램들이 실행을 위해 선택될 때 그러한 프로그램들을 저장하기 위한, 그리고 프로그램 실행 중에 판독되는 명령들 및 데이터를 저장하기 위한 오버플로우(over-flow) 데이터 저장 디바이스로서 사용될 수 있다.
도 9는 혼합된 NAL 유닛 타입들을 갖는 픽처를 포함하는 비디오 시퀀스, 이를테면 CVS(500)를 복수의 비디오 해상도들의 다수의 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)로부터 병합된 VR 픽처 비디오 스트림(600)을 포함하는 비트스트림(700)과 같은 비트스트림으로 인코딩하는 예시적인 방법(900)의 흐름도이다. 방법(900)은 방법(100)을 수행할 때 인코더, 이를테면 코덱 시스템(200), 인코더(300) 및/또는 비디오 코딩 디바이스(800)에 의해 이용될 수 있다.
인코더가 복수의 픽처들, 이를테면 VR 픽처들을 포함하는 비디오 시퀀스를 수신하고, 예를 들어 사용자 입력에 기초하여 그 비디오 시퀀스를 비트스트림으로 인코딩하기로 결정할 때 방법(900)이 시작될 수 있다. 단계(901)에서, 인코더는 현재 픽처가 상이한 타입들의 복수의 서브픽처들을 포함하는지 여부를 결정한다. 이러한 타입들은 IRAP 서브픽처의 일부를 포함하는 픽처의 적어도 하나의 슬라이스 및 비-IRAP NAL 서브픽처의 일부를 포함하는 픽처의 적어도 하나의 슬라이스를 포함할 수 있다. 단계(903)에서, 인코더는 픽처의 서브픽처들의 슬라이스들을 비트스트림의 복수의 VCL NAL 유닛들로 인코딩한다. 이러한 VCL NAL 유닛들은 하나 이상의 IRAP NAL 유닛들 및 하나 이상의 비-IRAP NAL 유닛들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 단계는 디코더로의 통신을 위해 상이한 해상도들의 서브 비트스트림들을 단일 비트스트림으로 병합하는 것을 포함할 수 있다.
단계(905)에서, 인코더는 PPS를 비트스트림으로 인코딩하고 플래그를 비트스트림에서 PPS로 인코딩한다. 특정 예로서, PPS를 인코딩하는 것은 예를 들어, 서브 비트스트림들의 병합에 대한 응답으로, 플래그 값을 포함하도록, 이전에 인코딩된 PPS를 변경하는 것을 포함할 수 있다. NAL 유닛 타입 값이 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일할 때, 플래그는 제1 값으로 설정될 수 있다. 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다를 때, 플래그는 또한 제2 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 NAL 유닛 타입 값은 픽처가 IRAP 서브픽처를 포함함을 지시할 수 있고, 제2 NAL 유닛 타입 값은 픽처가 또한 비-IRAP 서브픽처를 포함함을 지시할 수 있다. 추가로, 제1 NAL 유닛 타입 값은 IDR_W_RADL, IDR_N_LP 또는 CRA_NUT 중 하나와 같을 수 있다. 또한, 제2 NAL 유닛 타입 값은 TRAIL_NUT, RADL_NUT 또는 RASL_NUT 중 하나와 같을 수 있다. 특정 예로서, 플래그는 mixed_nalu_types_in_pic_flag일 수 있다. 특정 예에서, mixed_nalu_types_in_pic_flag는 플래그를 포함하는 PPS를 참조하는 각각의 픽처가 하나보다 많은 VCL NAL 유닛을 가짐을 특정하기 위해 1과 같게 설정될 수 있다. 추가로, 플래그는 대응하는 픽처와 연관된 VCL NAL 유닛들이 모두 동일한 NAL 유닛 타입(nal_unit_type) 값을 갖는 것은 아님을 특정한다. 다른 특정 예에서, mixed_nalu_types_in_pic_flag는 플래그를 포함하는 PPS를 참조하는 각각의 픽처가 하나 이상의 VCL NAL 유닛들을 가짐을 특정하기 위해 0과 같게 설정될 수 있다. 추가로, 플래그는 대응하는 픽처의 모든 VCL NAL 유닛들이 동일한 nal_unit_type 값을 갖는 것을 특정한다.
단계(907)에서, 인코더는 디코더를 향한 통신을 위해 비트스트림을 저장할 수 있다.
도 10은 혼합된 NAL 유닛 타입들을 갖는 픽처를 포함하는 비디오 시퀀스, 이를테면 CVS(500)를 복수의 비디오 해상도들의 다수의 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)로부터 병합된 VR 픽처 비디오 스트림(600)을 포함하는 비트스트림(700)과 같은 비트스트림으로부터 디코딩하는 예시적인 방법(1000)의 흐름도이다. 방법(1000)은 방법(100)을 수행할 때 디코더, 이를테면 코덱 시스템(200), 디코더(400) 및/또는 비디오 코딩 디바이스(800)에 의해 이용될 수 있다.
이 방법(1000)은 예를 들어, 방법(900)의 결과로서, 디코더가 비디오 시퀀스를 표현하는 코딩된 데이터의 비트스트림을 수신하기 시작할 때 시작할 수 있다. 단계(1001)에서, 디코더는 비트스트림을 수신한다. 비트스트림은 픽처와 연관된 복수의 서브픽처들 및 플래그를 포함한다. 특정 예로서, 비트스트림은 플래그를 포함하는 PPS를 포함할 수 있다. 추가로, 서브픽처들은 복수의 VCL NAL 유닛들에 포함된다. 예를 들어, 서브픽처들과 연관된 슬라이스들은 VCL NAL 유닛들에 포함된다.
단계(1003)에서, 디코더는, 플래그가 제1 값으로 설정되면, NAL 유닛 타입 값이 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일하다고 결정한다. 또한, 디코더는 플래그가 제2 값으로 설정되면, 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다르다고 결정한다. 예를 들어, 제1 NAL 유닛 타입 값은 픽처가 IRAP 서브픽처를 포함함을 지시할 수 있고, 제2 NAL 유닛 타입 값은 픽처가 또한 비-IRAP 서브픽처를 포함함을 지시할 수 있다. 추가로, 제1 NAL 유닛 타입 값은 IDR_W_RADL, IDR_N_LP 또는 CRA_NUT 중 하나와 같을 수 있다. 또한, 제2 NAL 유닛 타입 값은 TRAIL_NUT, RADL_NUT 또는 RASL_NUT 중 하나와 같을 수 있다. 특정 예로서, 플래그는 mixed_nalu_types_in_pic_flag일 수 있다. PPS를 참조하는 각각의 픽처가 하나보다 많은 VCL NAL 유닛을 갖고 VCL NAL 유닛들이 동일한 NAL 유닛 타입(nal_unit_type) 값을 갖지 않음을 특정할 때, mixed_nalu_types_in_pic_flag는 1과 같게 설정될 수 있다. 또한, PPS를 참조하는 각각의 픽처가 하나 이상의 VCL NAL 유닛들을 갖고 PPS를 참조하는 각각의 픽처의 VCL NAL 유닛들이 동일한 nal_unit_type 값을 가질 때, mixed_nalu_types_in_pic_flag는 0과 같게 설정될 수 있다.
단계(1005)에서, 디코더는 NAL 유닛 타입 값들에 기초하여 서브픽처들 중 하나 이상을 디코딩할 수 있다. 디코더는 또한 단계(1007)에서, 디코딩된 비디오 시퀀스의 일부로서 디스플레이를 위해 서브픽처들 중 하나 이상을 전달할 수 있다.
도 11은 혼합된 NAL 유닛 타입들을 갖는 픽처를 포함하는 비디오 시퀀스, 이를테면 CVS(500)를 복수의 비디오 해상도들의 다수의 서브픽처 비디오 스트림들(601-603)로부터 병합된 VR 픽처 비디오 스트림(600)을 포함하는 비트스트림(700)과 같은 비트스트림으로 코딩하기 위한 예시적인 시스템(1100)의 개략도이다. 시스템(1100)은 인코더 및 디코더, 이를테면 코덱 시스템(200), 인코더(300), 디코더(400) 및/또는 비디오 코딩 디바이스(800)에 의해 구현될 수 있다. 추가로, 시스템(1100)은 방법(100, 900 및/또는 1000)을 구현할 때 이용될 수 있다.
시스템(1100)은 비디오 인코더(1102)를 포함한다. 비디오 인코더(1102)는 픽처가 상이한 타입들의 복수의 서브픽처들을 포함하는지 여부를 결정하기 위한 결정 모듈(1101)을 포함한다. 비디오 인코더(1102)는 픽처의 서브픽처들을 비트스트림의 복수의 VCL NAL 유닛들로 인코딩하기 위한 인코딩 모듈(1103)을 더 포함한다. 인코딩 모듈(1103)은 추가로, NAL 유닛 타입 값이 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일할 때는 제1 값으로 설정되고, 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다를 때는 제2 값으로 설정되는 플래그를 비트스트림으로 인코딩하기 위한 것이다. 비디오 인코더(1102)는 디코더를 향한 통신을 위해 비트스트림을 저장하기 위한 저장 모듈(1105)을 더 포함한다. 비디오 인코더(1102)는 비트스트림을 비디오 디코더(1110)를 향해 전송하기 위한 전송 모듈(1107)을 더 포함한다. 비디오 인코더(1102)는 방법(900)의 단계들 중 임의의 단계를 수행하도록 추가로 구성될 수 있다.
시스템(1100)은 또한 비디오 디코더(1110)를 포함한다. 비디오 디코더(1110)는 픽처와 연관된 복수의 서브픽처들 및 플래그를 포함하는 비트스트림을 수신하기 위한 수신 모듈(1111)을 포함하며, 여기서 서브픽처들은 복수의 VCL NAL 유닛들에 포함된다. 비디오 디코더(1110)는, 플래그가 제1 값으로 설정되면, NAL 유닛 타입 값이 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일하다고 결정하기 위한 결정 모듈(1113)을 더 포함한다. 결정 모듈(1113)은 추가로, 플래그가 제2 값으로 설정되면, 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다르다고 결정하기 위한 것이다. 비디오 디코더(1110)는 NAL 유닛 타입 값들에 기초하여 서브픽처들 중 하나 이상을 디코딩하기 위한 디코딩 모듈(1115)을 더 포함한다. 비디오 디코더(1110)는 디코딩된 비디오 시퀀스의 일부로서 디스플레이를 위해 서브픽처들 중 하나 이상을 전달하기 위한 전달 모듈(1117)을 더 포함한다. 비디오 디코더(1110)는 방법(1000)의 단계들 중 임의의 단계를 수행하도록 추가로 구성될 수 있다.
제1 컴포넌트는 제1 컴포넌트와 제2 컴포넌트 사이에 라인, 트레이스(trace) 또는 다른 매체를 제외하고 어떠한 개재 컴포넌트도 없을 때 제2 컴포넌트에 직접 결합된다. 제1 컴포넌트는 제1 컴포넌트와 제2 컴포넌트 사이에 라인, 트레이스 또는 다른 매체 이외의 개재 컴포넌트들이 있을 때 제2 컴포넌트에 간접적으로 결합된다. "결합된"이라는 용어 및 그의 변형들은 직접 결합된 및 간접적으로 결합된 둘 모두를 포함한다. "약"이라는 용어의 사용은 달리 언급되지 않는 한, 후속 수의 ±10%를 포함하는 범위를 의미한다.
본 명세서에서 제시된 예시적인 방법들의 단계들이 반드시 설명된 순서로 수행될 필요는 없다고 또한 이해되어야 하며, 그러한 방법들의 단계들의 순서는 단지 예시인 것으로 이해되어야 한다. 마찬가지로, 본 개시내용의 다양한 실시예들과 일치하는 방법들에서, 추가 단계들이 그러한 방법들에 포함될 수 있고, 특정 단계들이 생략 또는 조합될 수 있다.
본 개시내용에서 여러 실시예들이 제공되었지만, 개시된 시스템들 및 방법들은 본 개시내용의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 많은 다른 특정 형태들로 구현될 수도 있다고 이해되어야 한다. 본 예들은 제한이 아닌 예시로서 고려되어야 하며, 그 의도는 본 명세서에서 주어진 세부사항들로 제한되지 않아야 한다. 예를 들어, 다양한 엘리먼트들 또는 컴포넌트들이 다른 시스템으로 조합 또는 통합될 수 있거나, 일부 특징들이 생략될 수 있거나 구현되지 않을 수 있다.
추가로, 다양한 실시예들에서 개별적인 또는 분리된 것으로 설명되고 예시된 기술들, 시스템들, 서브시스템들 및 방법들은 본 개시내용의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 시스템들, 컴포넌트들, 기술들 또는 방법과 조합 또는 통합될 수 있다. 변화들, 대체들 및 변경들의 다른 예들이 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 확인 가능하며, 본 명세서에 개시된 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다.
Claims (20)
- 디코더(decoder)에서 구현되는 방법으로서,
상기 디코더의 수신기에 의해, 픽처와 연관된 복수의 서브픽처(sub-picture)들 및 플래그(flag)를 포함하는 비트스트림(bitstream)을 수신하는 단계 ― 상기 서브픽처들은 비디오 코딩 계층(VCL: video coding layer) 네트워크 추상화 계층(NAL: network abstraction layer) 유닛들에 포함됨 ―;
상기 플래그가 제1 값으로 설정되면, 상기 디코더의 프로세서에 의해, 상기 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일한 제1 NAL 유닛 타입 값을 결정하는 단계;
상기 플래그가 제2 값으로 설정되면, 상기 프로세서에 의해, 상기 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 상기 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다르다고 결정하는 단계; 및
상기 프로세서에 의해, 상기 제1 NAL 유닛 타입 값 또는 상기 제2 NAL 유닛 타입 값에 기초하여 상기 서브픽처들 중 하나 이상을 디코딩하는 단계를 포함하고,
상기 제1 NAL 유닛 타입 값은 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩(random access decodable leading) 픽처가 있는 순간 디코딩 리프레시(IDR: Instantaneous Decoding Refresh)(IDR_W_RADL), 리딩 픽처들이 없는 IDR(IDR_N_LP), 또는 클린 랜덤 액세스(CRA: clean random access) NAL 유닛 타입(CRA_NUT)과 같은,
디코더에서 구현되는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 비트스트림은 상기 플래그를 포함하는 픽처 파라미터 세트(PPS: picture parameter set)를 포함하는,
디코더에서 구현되는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 NAL 유닛 타입 값은 상기 픽처가 인트라 랜덤 액세스 포인트(IRAP: intra-random access point) 서브픽처를 포함함을 지시하고,
상기 제2 NAL 유닛 타입 값은 상기 픽처가 비-IRAP 서브픽처를 포함함을 지시하는,
디코더에서 구현되는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 NAL 유닛 타입 값은 트레일링 픽처 NAL 유닛 타입(TRAIL_NUT), 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩 픽처 NAL 유닛 타입(RADL_NUT) 또는 랜덤 액세스 스킵 리딩(RASL: random access skipped leading) 픽처 NAL 유닛 타입(RASL_NUT)과 같은,
디코더에서 구현되는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 플래그는 mixed_nalu_types_in_pic_flag인,
디코더에서 구현되는 방법. - 제5항에 있어서,
상기 비트스트림은 상기 플래그를 포함하는 픽처 파라미터 세트(PPS: picture parameter set)를 포함하고, 상기 mixed_nalu_types_in_pic_flag는, 상기 PPS를 참조하는 픽처가 상기 VCL NAL 유닛들 중 하나보다 많은 VCL NAL 유닛들을 갖고 상기 VCL NAL 유닛들이 동일한 NAL 유닛 타입(nal_unit_type) 값을 갖지 않음을 특정할 때 1과 같고, mixed_nalu_types_in_pic_flag는, 상기 PPS를 참조하는 픽처가 상기 VCL NAL 유닛들 중 하나 이상을 갖고 상기 VCL NAL 유닛들이 동일한 nal_unit_type 값을 가짐을 특정할 때 0과 같은,
디코더에서 구현되는 방법. - 인코더(encoder)에서 구현되는 방법으로서,
상기 인코더의 프로세서에 의해, 픽처가 상이한 타입들의 복수의 서브픽처들을 포함하는지 여부를 결정하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 픽처의 서브픽처들을 비트스트림의 복수의 비디오 코딩 계층(VCL) 네트워크 추상화 계층(NAL) 유닛들로 인코딩하는 단계;
제1 NAL 유닛 타입 값이 상기 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일할 때는 제1 값으로 설정되고, 상기 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 상기 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다를 때는 제2 값으로 설정되는 플래그를 상기 프로세서에 의해 상기 비트스트림으로 인코딩하는 단계; 및
디코더를 향한 통신을 위해 상기 비트스트림을 상기 프로세서에 결합된 메모리에 의해 저장하는 단계를 포함하고,
상기 제1 NAL 유닛 타입 값은 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩 픽처가 있는 순간 디코딩 리프레시(IDR)(IDR_W_RADL), 리딩 픽처들이 없는 IDR(IDR_N_LP), 또는 클린 랜덤 액세스(CRA) NAL 유닛 타입(CRA_NUT)과 같은,
인코더에서 구현되는 방법. - 제7항에 있어서,
픽처 파라미터 세트(PPS)를 상기 비트스트림으로 인코딩하는 단계를 더 포함하며,
상기 플래그는 상기 PPS로 인코딩되는,
인코더에서 구현되는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 제1 NAL 유닛 타입 값은 상기 픽처가 인트라 랜덤 액세스 포인트(IRAP) 서브픽처를 포함함을 지시하고,
상기 제2 NAL 유닛 타입 값은 상기 픽처가 비-IRAP 서브픽처를 포함함을 지시하는,
인코더에서 구현되는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 제2 NAL 유닛 타입 값은 트레일링 픽처 NAL 유닛 타입(TRAIL_NUT), 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩 픽처 NAL 유닛 타입(RADL_NUT) 또는 랜덤 액세스 스킵 리딩(RASL) 픽처 NAL 유닛 타입(RASL_NUT)과 같은,
인코더에서 구현되는 방법. - 제7항에 있어서,
상기 플래그는 mixed_nalu_types_in_pic_flag인,
인코더에서 구현되는 방법. - 제11항에 있어서,
상기 비트스트림은 상기 플래그를 포함하는 픽처 파라미터 세트(PPS: picture parameter set)를 포함하고, 상기 mixed_nalu_types_in_pic_flag는, 상기 PPS를 참조하는 픽처가 상기 VCL NAL 유닛들 중 하나보다 많은 VCL NAL 유닛들을 갖고 상기 VCL NAL 유닛들이 동일한 NAL 유닛 타입(nal_unit_type) 값을 갖지 않음을 특정할 때 1과 같고, mixed_nalu_types_in_pic_flag는, 상기 PPS를 참조하는 픽처가 상기 VCL NAL 유닛들 중 하나 이상을 갖고 상기 VCL NAL 유닛들이 동일한 nal_unit_type 값을 가짐을 특정할 때 0과 같은,
인코더에서 구현되는 방법. - 비디오 코딩 디바이스로서,
프로세서, 프로세서에 결합된 수신기, 상기 프로세서에 결합된 메모리, 및 상기 프로세서에 결합된 전송기를 포함하며,
상기 프로세서, 상기 수신기, 상기 메모리 및 상기 전송기는 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성되는,
비디오 코딩 디바이스. - 비디오 코딩 디바이스에 의한 사용을 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서,
상기 컴퓨터 프로그램 제품은 프로세서에 의해 실행될 때 상기 비디오 코딩 디바이스로 하여금 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 수행하게 하도록 상기 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장된 컴퓨터 실행 가능 명령들을 포함하는,
비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체. - 디코더로서,
픽처와 연관된 복수의 서브픽처들 및 플래그를 포함하는 비트스트림을 수신하기 위한 수신 수단 ― 상기 서브픽처들은 복수의 비디오 코딩 계층(VCL) 네트워크 추상화 계층(NAL) 유닛들에 포함됨 ―;
결정 수단 ― 상기 결정 수단은:
상기 플래그가 제1 값으로 설정되면, 제1 NAL 유닛 타입 값이 상기 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일하다고 결정하고; 그리고
상기 플래그가 제2 값으로 설정되면, 상기 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 상기 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다르다고 결정하기 위한 것임 ―; 및
상기 제1 NAL 유닛 타입 값 또는 상기 제2 NAL 유닛 타입 값에 기초하여 상기 서브픽처들 중 하나 이상을 디코딩하기 위한 디코딩 수단을 포함하고,
상기 제1 NAL 유닛 타입 값은 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩(random access decodable leading) 픽처가 있는 순간 디코딩 리프레시(IDR: Instantaneous Decoding Refresh)(IDR_W_RADL), 리딩 픽처들이 없는 IDR(IDR_N_LP), 또는 클린 랜덤 액세스(CRA: clean random access) NAL 유닛 타입(CRA_NUT)과 같은,
디코더. - 제15항에 있어서,
상기 디코더는 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 추가로 구성되는,
디코더. - 인코더로서,
픽처가 상이한 타입들의 복수의 서브픽처들을 포함하는지 여부를 결정하기 위한 결정 수단;
인코딩 수단 ― 상기 인코딩 수단은:
상기 픽처의 서브픽처들을 비트스트림의 복수의 비디오 코딩 계층(VCL) 네트워크 추상화 계층(NAL) 유닛들로 인코딩하고; 그리고
제1 NAL 유닛 타입 값이 상기 픽처와 연관된 모든 VCL NAL 유닛들에 대해 동일할 때는 제1 값으로 설정되고, 상기 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제1 NAL 유닛 타입 값이 상기 픽처의 서브픽처들 중 하나 이상을 포함하는 VCL NAL 유닛들에 대한 제2 NAL 유닛 타입 값과 다를 때는 제2 값으로 설정되는 플래그를 비트스트림으로 인코딩하기 위한 것임 ―; 및
디코더를 향한 통신을 위해 상기 비트스트림을 저장하기 위한 저장 수단을 포함하고,
상기 제1 NAL 유닛 타입 값은 랜덤 액세스 디코딩 가능 리딩(random access decodable leading) 픽처가 있는 순간 디코딩 리프레시(IDR: Instantaneous Decoding Refresh)(IDR_W_RADL), 리딩 픽처들이 없는 IDR(IDR_N_LP), 또는 클린 랜덤 액세스(CRA: clean random access) NAL 유닛 타입(CRA_NUT)과 같은,
인코더. - 제17항에 있어서,
상기 인코더는 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 추가로 구성되는,
인코더. - 삭제
- 삭제
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