KR20140008503A - 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 개시된다. 상기 영상 복호화 방법은 상위 계층(enhancement layer)의 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출하는 단계 및 상기 인트라 예측 모드 및 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계를 포함한다.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR IMAGE ENCODING/DECODING}
본 발명은 영상 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스케일러블 비디오 코딩(Scalable Video Coding; SVC)을 기반으로 하는 영상 부호화 및 복호화에 관한 것이다.
최근 멀티미디어(multimedia) 환경이 구축되면서, 다양한 단말과 네트워크가 이용되고 있으며, 이에 따른 사용자 요구도 다변화하고 있다.
예컨대, 단말의 성능과 컴퓨팅 능력(computing capability)가 다양해짐에 따라서 지원하는 성능도 기기별로 다양해지고 있다. 또한 정보가 전송되는 네트워크 역시 유무선 네트워크와 같은 외형적인 구조뿐만 아니라, 전송하는 정보의 형태, 정보량과 속도 등 기능별로도 다양해지고 있다. 사용자는 원하는 기능에 따라서 사용할 단말과 네트워크를 선택하며, 또한 기업이 사용자에게 제공하는 단말과 네트워크의 스펙트럼도 다양해지고 있다.
이와 관련하여, 최근 HD(High Definition) 해상도를 가지는 방송이 국내뿐만 아니라 세계적으로 확대되어 서비스되면서, 많은 사용자들이 고해상도, 고화질의 영상에 익숙해지고 있다. 이에 따라서 많은 영상 서비스 관련 기관들이 차세대 영상 기기에 대한 개발에 많은 노력을 하고 있다.
또한 HDTV와 더불어 HDTV의 4배 이상의 해상도를 가지는 UHD(Ultra High Definition)에 대한 관심이 증대되면서 보다 높은 해상도, 고화질의 영상을 압축하여 처리하는 기술에 대한 요구는 더 높아지고 있다.
영상을 압축하여 처리하기 위해, 시간적으로 이전 및/또는 이후의 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 인터(inter) 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 다른 화소값을 예측하는 인트라(intra) 예측 기술, 출현 빈도가 높은 심볼(symbol)에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 심볼에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 인코딩 기술 등이 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 지원하는 기능이 상이한 각 단말과 네트워크 그리고 다변화된 사용자의 요구를 고려할 때, 지원되는 영상의 품질, 크기, 프레임 등도 이에 따라 다변화될 필요가 있다.
이와 같이, 이종의 통신망과 다양한 기능 및 종류의 단말로 인해, 영상의 화질, 해상도, 크기, 프레임 율 등을 다양하게 지원하는 스케일러빌리티(scalability)는 비디오 포맷의 중요한 기능이 되고 있다.
따라서, 고효율의 비디오 부호화 방법을 기반으로 다양한 환경에서 사용자가 요구하는 서비스를 제공하기 위해 시간, 공간, 화질 등의 측면에서 효율적인 비디오 부호화와 복호화가 가능하도록 스케일러빌리티 기능을 제공하는 것이 필요하다.
본 발명은 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 스케일러블 비디오 인코딩/디코딩에서 압축 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 스케일러블 비디오 인코딩/디코딩에서 다른 계층의 정보를 이용하여 현재 계층의 영상을 예측하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 영상 복호화 방법이 제공된다. 상기 영상 복호화 방법은, 상위 계층(enhancement layer)의 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출하는 단계 및 상기 인트라 예측 모드 및 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계를 포함한다.
상기 참조 샘플은, 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 상기 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(base layer)의 대응 블록, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플로부터 도출될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 영상 복호화 장치가 제공된다. 상기 영상 복호화 장치는 상위 계층(enhancement layer)의 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출하고, 상기 인트라 예측 모드 및 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 인트라 예측부를 포함한다.
상기 참조 샘플은, 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 상기 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(base layer)의 대응 블록, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플로부터 도출될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 영상 부호화 방법이 제공된다. 상기 영상 부호화 방법은, 상위 계층(enhancement layer)의 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출하는 단계 및 상기 인트라 예측 모드 및 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계를 포함한다.
상기 참조 샘플은, 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 상기 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(base layer)의 대응 블록, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플로부터 도출될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 영상 부호화 장치가 제공된다. 상기 영상 부호화 장치는, 상위 계층(enhancement layer)의 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출하고, 상기 인트라 예측 모드 및 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 인트라 예측부를 포함한다.
상기 참조 샘플은, 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 상기 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(base layer)의 대응 블록, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플로부터 도출될 수 있다.
상위 계층에서 부호화/복호화 대상 블록에 대한 인트라 예측 시, 사용할 수 없는 참조 샘플 또는 부호화 파라미터 정보를 하위 계층으로부터 유도하여 사용함으로써, 예측 및 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 복수 계층을 이용한 스케일러블 비디오 코딩 구조의 일예를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 4는 인트라 예측 모드의 일예를 도시한 도면이다.
도 5는 예측 대상 블록과 주변 블록을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측을 이용한 영상 복호화 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 MPM 리스트를 도출하기 위해 사용되는 주변 블록의 일예를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 도출하는 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플의 패딩 방법을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하는 방법의 일예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하는 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하는 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하는 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측을 이용한 영상 부호화 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
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 해당 설명을 생략할 수도 있다.
본 명세서에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있는 것을 의미할 수도 있고, 중간에 다른 구성 요소가 존재하는 것을 의미할 수도 있다. 아울러, 본 명세서에서 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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성들은 상기 용어에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성을 다른 구성으로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성은 제2 구성으로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성도 제1 구성으로 명명될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성 단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 하나의 구성부를 이루거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
또한, 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.
도 1은 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
스케일러블(scalable) 비디오 부호화/복호화 방법 또는 장치는, 스케일러빌리티(scalability)를 제공하지 않는 일반적인 영상 부호화/복호화 방법 또는 장치의 확장(extension)에 의해 구현될 수 있으며, 도 1의 블록도는 스케일러블 비디오 부호화 장치의 기초가 될 수 있는 영상 부호화 장치의 일 실시예를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 영상 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 포함한다.
영상 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라(intra) 모드 또는 인터(inter) 모드로 부호화를 수행하고 비트스트림을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치(115)가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치(115)가 인터로 전환될 수 있다. 인트라 예측은 화면 내 예측, 인터 예측은 화면 간 예측을 의미한다. 영상 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 입력 블록과 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다. 이때, 입력 영상은 원 영상(original picture)를 의미할 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록 주변의 이미 부호화/복호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 픽처 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 영상에서 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 찾아 움직임 벡터를 구할 수 있다. 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 움직임 벡터는 인터 예측에 사용되는 2차원 벡터이며, 현재 부호화/복호화 대상 영상과 참조 영상 사이의 오프셋을 나타낼 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록과 생성된 예측 블록의 차분에 의해 잔차 블록(residual block)을 생성할 수 있다.
변환부(130)는 잔차 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔차 블록 및/또는 잔차 신호에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 변환 계수에 양자화가 적용되어 생성된, 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level)도 변환 계수로 불릴 수 있다.
양자화부(140)는 입력된 변환 계수를 양자화 파라미터(quantization parameter, 또는 양자화 매개변수)에 따라 양자화하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 출력할 수 있다. 양자화된 계수는 양자화된 변환 계수 레벨(quantized transform coefficient level)로 불릴 수도 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 입력된 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터 값 등을 기초로 엔트로피 부호화를 수행하여 비트스트림(bitstream)을 출력할 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. 따라서 엔트로피 부호화를 통해서 영상 부호화의 압축 성능이 높아질 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.
도 1의 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 인터 예측 부호화, 즉 화면 간 예측 부호화를 수행하므로, 현재 부호화된 영상은 참조 영상으로 사용되기 위해 복호화되어 저장될 필요가 있다. 따라서 양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화되고 역변환부(170)에서 역변환된다. 역양자화, 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 더해지고 복원 블록(Reconstructed Block)이 생성된다.
복원 블록은 필터부(180)를 거치고, 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), SAO(Sample Adaptive Offset), ALF(Adaptive Loop Filter) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽처에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 적응적 인루프(in-loop) 필터로 불릴 수도 있다. 디블록킹 필터는 블록 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. SAO는 코딩 에러를 보상하기 위해 픽셀값에 적정 오프셋(offset) 값을 더해줄 수 있다. ALF는 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1에서 상술한 바와 같이, 스케일러블 비디오 부호화/복호화 방법 또는 장치는, 스케일러빌리티를 제공하지 않는 일반적인 영상 부호화/복호화 방법 또는 장치의 확장에 의해 구현될 수 있으며, 도 2의 블록도는 스케일러블 비디오 복호화 장치의 기초가 될 수 있는 영상 복호화 장치의 일 실시예를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 영상 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 포함한다.
영상 복호화 장치(200)는 부호화기에서 출력된 비트스트림을 입력 받아 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행하고 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 입력 받은 비트스트림으로부터 복원된 잔차 블록(reconstructed residual block)을 얻고 예측 블록을 생성한 후 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 더하여 재구성된 블록, 즉 복원 블록을 생성할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는, 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 복호화하여, 양자화된 계수(quantized coefficient) 형태의 심볼을 포함한 심볼들을 생성할 수 있다.
엔트로피 복호화 방법이 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 각 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다.
양자화된 계수는 역양자화부(220)에서 역양자화되고 역변환부(230)에서 역변환되며, 양자화된 계수가 역양자화/역변환 된 결과, 복원된 잔차 블록이 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)에서는 양자화된 계수에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(240)는 현재 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 인터 모드인 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
잔차 블록과 예측 블록은 가산기(255)를 통해 더해지고, 더해진 블록은 필터부(260)를 거칠 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽쳐에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 복수 계층을 이용한 스케일러블 비디오 코딩 구조의 일예를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 도 3에서 GOP(Group of Picture)는 픽처군 즉, 픽처의 그룹을 나타낸다.
영상 데이터를 전송하기 위해서는 전송 매체가 필요하며, 그 성능은 다양한 네트워크 환경에 따라 전송 매체별로 차이가 있다. 이러한 다양한 전송 매체 또는 네트워크 환경에의 적용을 위해 스케일러블 비디오 코딩 방법이 제공될 수 있다.
스케일러빌러티를 지원하는 비디오 코딩 방법(이하, ‘스케일러블 코딩’혹은 ‘스케일러블 비디오 코딩’이라 함)은 계층(layer) 간의 텍스쳐 정보, 움직임 정보, 잔여 신호 등을 활용하여 계층 간 중복성을 제거하여 인코딩 및 디코딩 성능을 높이는 코딩 방법이다. 스케일러블 비디오 코딩 방법은, 전송 비트율, 전송 에러율, 시스템 자원 등의 주변 조건에 따라, 공간적(spatial), 시간적(temporal), 화질적(혹은 품질적, quality) 관점에서 다양한 스케일러빌리티를 제공할 수 있다.
스케일러블 비디오 코딩은, 다양한 네트워크 상황에 적용 가능한 비트스트림을 제공할 수 있도록, 복수 계층(multiple layers) 구조를 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어 스케일러블 비디오 코딩 구조는, 일반적인 영상 디코딩 방법을 이용하여 영상 데이터를 압축하여 처리하는 기본 계층을 포함할 수 있고, 기본 계층의 디코딩 정보 및 일반적인 영상 디코딩 방법을 함께 사용하여 영상 데이터를 압축 처리하는 향상 계층을 포함할 수 있다.
여기서, 계층(layer)은 공간(spatial, 예를 들어, 영상 크기), 시간(temporal, 예를 들어, 디코딩 순서, 영상 출력 순서, 프레임 레이트), 화질, 복잡도 등을 기준으로 구분되는 영상 및 비트스트림(bitstream)의 집합을 의미한다. 또한 기본 계층은 참조 계층, 베이스 레이어(Base layer) 또는 하위 계층(lower layer)을 의미할 수 있고, 향상 계층은 인핸스먼트 레이어(Enhancement layer) 또는 상위 계층(higher layer)을 의미할 수 있다. 또한 복수의 계층들은 서로 간에 종속성을 가질 수도 있다.
도 3을 참조하면, 예를 들어 기본 계층은 SD(standard definition), 15Hz의 프레임율, 1Mbps 비트율로 정의될 수 있고, 제1 향상 계층은 HD(high definition), 30Hz의 프레임율, 3.9Mbps 비트율로 정의될 수 있으며, 제2 향상 계층은 4K-UHD (ultra high definition), 60Hz의 프레임율, 27.2Mbps 비트율로 정의될 수 있다.
상기 포맷(format), 프레임율, 비트율 등은 하나의 실시예로서, 필요에 따라 달리 정해질 수 있다. 또한 사용되는 계층의 수도 본 실시예에 한정되지 않고 상황에 따라 달리 정해질 수 있다. 예를 들어, 전송 대역폭이 4Mbps라면 상기 제1 향상계층 HD의 프레임 레이트를 줄여서 15Hz 이하로 전송할 수 있다.
스케일러블 비디오 코딩 방법은 상기 도 3의 실시예에서 상술한 방법에 의해 시간적, 공간적, 화질적 스케일러빌리티를 제공할 수 있다.
본 명세서에서 스케일러블 비디오 코딩은 인코딩 관점에서는 스케일러블 비디오 인코딩, 디코딩 관점에서는 스케일러블 비디오 디코딩과 동일한 의미를 가진다.
도 4는 인트라 예측 모드의 일예를 도시한 도면이다.
인트라 예측(혹은 화면내 예측)은 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드(혹은 화면내 예측 모드)를 기반으로 수행될 수 있다. 인트라 예측 모드는 예측 대상 블록의 샘플 값(픽셀 값)을 예측하는데 사용되는 참조 샘플들(참조 픽셀들)이 위치한 방향 및/또는 예측 방식에 따라 방향성 모드와 비방향성 모드를 포함할 수 있다. 이때, 인트라 예측 모드는 예측 블록의 크기에 관계없이 고정된 개수(예컨대, 35개)의 모드를 포함할 수 있다. 혹은, 인트라 예측 모드는 예측 블록의 색 성분(color component)이 휘도(luma) 신호인지 색차(chroma) 신호인지에 따라 예측 모드의 개수가 다를 수 있다. 예컨대, 도 4에 도시된 ‘intra_ FromLuma’ 모드는 휘도 신호로부터 색차 신호를 예측하는 특정 모드일 수 있다.
도 4에는 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 두 개의 비방향성 예측 모드(예컨대, DC 모드, Planar 모드)가 도시되어 있다.
비방향성 예측 모드는 DC 모드와 Planar 모드를 포함할 수 있다. DC 모드는 고정된 하나의 값을 예측 대상 블록 내 샘플들의 예측 값으로 이용할 수 있다. 일예로, DC 모드에서 고정된 하나의 값은 예측 대상 블록의 주변에 위치한 샘플 값들의 평균에 의해 유도될 수 있다. Planar 모드는 예측 대상 블록에 수직으로 인접한 샘플과 수평으로 인접한 샘플을 이용하여 수직 방향 보간 및 수평 방향 보간을 수행하고, 이들의 평균값을 예측 대상 블록 내 샘플들의 예측 값으로 이용할 수 있다.
방향성 예측 모드는 참조 샘플이 위치한 방향을 나타내는 모드로, 예측 대상 블록 내 예측 대상 샘플과 참조 샘플 간의 각도로 해당 방향을 나타낼 수 있다. 방향성 예측 모드는 Angular 모드로 불릴 수 있으며, 수직 모드, 수평 모드 등을 포함할 수 있다. 수직 모드는 예측 대상 블록에 수직 방향으로 인접한 샘플 값을 예측 대상 블록 내 샘플의 예측 값으로 이용할 수 있으며, 수평 모드는 예측 대상 블록에 수평 방향으로 인접한 샘플 값을 예측 대상 블록 내 샘플의 예측 값으로 이용할 수 있다. 그리고, 수직 모드와 수평 모드를 제외한 나머지 Angular 모드는 각각의 모드에 대해 미리 정해진 각도 및/또는 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 대상 블록 내 샘플의 예측 값을 도출할 수 있다.
일예로, 도 4에 도시된 바와 같이 인트라 예측 모드는 소정의 각도 및/또는 예측 방향에 따라 소정의 예측 모드 번호가 할당될 수 있다. Planar 모드에 할당되는 모드 번호는 0이고, DC 모드에 할당되는 모드 번호는 1일 수 있다. 또한, 수직 모드에 할당되는 모드 번호는 26이고, 수평 모드에 할당되는 모드 번호는 10일 수 있다. 그리고, 수직 및 수평 모드를 제외한 나머지 Angular 모드들은 인트라 예측 모드의 각도 및/또는 예측 방향에 따라 서로 다른 모드 번호가 할당될 수 있다.
도 4에 도시된 인트라 예측 모드의 예측 방향 및 인트라 예측 모드에 할당된 모드 번호는 하나의 예시이며, 본 발명이 이에 한정되어 적용되는 것은 아니다. 필요에 따라서 인트라 예측 모드의 예측 방향 및 예측 모드 번호는 변경 가능하다. 또한, 인트라 예측 모드의 개수(종류)도 필요에 따라서 변경하여 적용될 수 있다.
한편, 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측 모드는 그 모드를 나타내는 값 자체로 전송될 수도 있으나, 전송 효율을 높이기 위해서 예측 대상 블록의 예측 모드 값을 예측한 정보를 전송할 수도 있다.
예측 대상 블록의 예측 모드는 복원된 주변 블록의 예측 모드와 동일할 확률이 높으므로, 예측 대상 블록에 인접한 복원된 주변 블록의 예측 모드를 이용하여 예측 대상 블록의 예측 모드에 대한 예측 값을 유도할 수 있다. 이러한 예측 대상 블록의 예측 모드에 대한 예측 값으로 사용되는 예측 모드들은 최적 모드(MPM; Most Probable Mode)라 한다.
본 명세서에서 예측 대상 블록이라 함은 현재 예측이 수행되는 예측 블록(PB: Prediction Block) 혹은 예측 유닛(PU: Prediction Unit)을 의미한다. 예측 블록은 복수의 파티션(partition)으로 분할될 수 있다. 예측 블록이 복수의 파티션으로 분할된 경우, 복수의 파티션 각각이 예측이 수행되는 단위일 수 있다.
예를 들어, 인트라 예측 모드일 경우, 2Nx2N, NxN 파티션 타입의 예측 블록으로 분할될 수 있으며, 예측 블록은 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64 등의 크기를 가지는 정사각형일 수 있다. 인터 예측 모드일 경우, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN, 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N 파티션 타입의 예측 블록으로 분할될 수 있으며, 예측 블록은 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64 등의 크기를 가지는 정사각형 혹은 2x8, 4x8, 2x16, 4x16, 8x16 등의 크기를 가지는 직사각형일 수 있다.
예측 블록은 부호화 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PB: Prediction Block), 변환 블록(TB: Transform Block) 중 적어도 하나의 크기일 수 있다. 또한, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 서로 다를 수도 있다. 예컨대, 예측 유닛마다 예측 모드가 정해져서 예측이 수행될 수도 있고, 예측 유닛마다 예측 모드가 정해지고 변환 유닛마다 예측이 수행될 수도 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 예측 블록이 분할된 각각의 파티션도 예측 블록으로 지칭할 수 있다.
화면내 부호화/복호화(혹은 인트라 부호화/복호화)는 복원된 주변 블록의 샘플 값 또는 부호화 파라미터를 이용할 수 있다. 여기서, 복원된 주변 블록은 이미 부호화 또는 복호화되어 복원된 블록으로서, 예측 대상 블록에 인접한 블록일 수 있다. 부호화 파라미터는 부호화 모드(인트라 모드 또는 인터 모드), 인트라 예측 모드, 인터 예측 모드, 블록 크기, 양자화 파라미터(QP; Quantization Parameter), CBF(Coded Block Flag) 등 일 수 있다.
도 5는 예측 대상 블록과 주변 블록을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 예측 대상 블록(EE)은 예측 대상 블록(EE)의 샘플 값을 예측하기 위해 인트라 예측 모드를 기반으로 예측이 수행될 수 있다. 이때, 예측 대상 블록(EE)에 인접한 복원된 주변 블록의 샘플들을 이용하여 예측 대상 블록(EE)에 대한 인트라 예측이 수행될 수 있다.
복원된 주변 블록은 이미 부호화 또는 복호화되어 복원된 블록일 수 있다. 예를 들어, 복원된 주변 블록은 부호화/복호화 순서에 따라, 예측 대상 블록(EE)의 상단 좌측에 인접한 상단 좌측(above left) 블록(EA), 예측 대상 블록(EE)의 상단에 인접한 상단(above) 블록(EB), 예측 대상 블록(EE)의 상단 우측에 인접한 상단 우측(above right) 블록(EC), 예측 대상 블록(EE)의 좌측에 인접한 좌측(left) 블록(ED), 예측 대상 블록(EE)의 하단 좌측에 인접한 하단 좌측(bottom left) 블록(EG) 등이 있을 수 있다.
이때, 복원된 주변 블록(EA, EB, EC, ED, EG) 내의 샘플들로부터 예측 대상 블록(EE)의 인트라 예측에 사용되는 참조 샘플들이 유도될 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플은 상단 좌측 블록(EA) 내 샘플(510)(이하, 상단 좌측 샘플), 상단 블록(EB) 내 샘플들(512)(이하, 상단 샘플들), 상단 우측 블록(EC) 내 샘플들(514)(이하, 상단 우측 샘플들), 좌측 블록(ED) 내 샘플들(516)(이하, 좌측 샘플들), 하단 좌측 블록(EG) 내 샘플들(518)(이하, 하단 좌측 샘플들)일 수 있다.
도 5에 도시된 예측 대상 블록(EE)과 복원된 주변 블록(EA, EB, EC, ED, EG) 각각은 보다 작은 크기의 블록으로 분할될 수 있으며, 이러한 경우에도 각 분할된 블록에 인접한 복원된 주변 블록의 샘플들 또는 부호화 파라미터를 이용하여 인트라 부호화/복호화를 수행할 수 있다.
도 5에서 상술한 바와 같이, 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 때, 복원된 주변 블록으로부터 유도된 참조 샘플과 부호화 파라미터를 이용하여 예측 대상 블록의 예측을 수행한다. 이때, 예측 대상 블록 또는 예측 대상 블록의 우측 및 하단에 위치하는 블록들(우측 블록, 하단 블록)은 아직 부호화/복호화되지 않은 블록이기 때문에, 그 블록들에 대한 정보(샘플 값, 부호화 파라미터 등)는 존재하지 않는다. 따라서, 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측 시 사용되는 참조 샘플 및 부호화 파라미터는 부호화/복호화 순서 상 예측 대상 블록 이전에 부호화/복호화된 블록들(예측 대상 블록의 상단 및 좌측에 위치하는 블록)로부터 유도될 수 있다. 이러한 경우, 예측 대상 블록의 오른쪽 또는 아래쪽으로 갈수록 예측 오차가 커지는 경향이 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 스케일러블 비디오 코딩에서 현재 계층(인핸스먼트 레이어 혹은 상위 계층)의 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 때, 부호화/복호화된 블록(상단 및 좌측 블록) 및 부호화/복호화되지 않은 블록(예측 대상 블록, 우측 및 하단 블록)에 대한 정보를 모두 이용하여 예측하는 방법을 제공한다. 예를 들어, 부호화/복호화되지 않은 블록(예측 대상 블록, 우측 및 하단 블록)의 샘플 값 및 부호화 파라미터에 대한 정보는 이미 복원이 완료된 다른 계층(예컨대, 베이스 레이어 혹은 하위 계층)으로부터 유도하여 참조 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 예측 오차를 최소화하여 부호화 및 복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 명세서에서 현재 계층은 현재 부호화/복호화 하고자 하는 대상 블록이 속한 계층일 수 있고, 상위 계층 혹은 인핸스먼트 레이어를 지칭할 수 있다. 하위 계층은 상대적으로 현재 계층 아래에 있는 하나 이상의 계층을 의미할 수 있으며, 베이스 레이어를 지칭할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측을 이용한 영상 복호화 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 6의 방법은 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 보다 구체적으로는 상술한 도 2의 인트라 예측부에서 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 복호화 장치는 현재 계층(예컨대, 상위 계층 혹은 인핸스먼트 레이어)의 예측 대상 블록에 대한 최적 모드(이하, MPM이라 함) 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정한다(S600).
복호화 장치는, 현재 계층의 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(예컨대, 베이스 레이어)의 대응 블록, 하위 계층의 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록으로부터 유도된 후보 모드를 이용하여 MPM 리스트를 생성할 수 있다.
후보 모드는 상기 예측 대상 블록의 주변 블록, 대응 블록, 대응 블록의 주변 블록 및 특정 블록 중 적어도 하나의 블록의 인트라 예측 모드이거나 혹은 임의의 특정 인트라 예측 모드일 수 있다.
MPM 리스트는 소정의 개수(예컨대, 2개, 3개, 4개 등)의 후보 모드를 포함할 수 있다. 후보 모드의 MPM 리스트 내 순서는 미리 정해진 우선 순위에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 예측 대상의 주변 블록, 대응 블록, 대응 블록의 주변 블록, 임의의 특정 블록 순으로 후보 모드를 유도하여 MPM 리스트에 추가할 수 있다. MPM 리스트를 도출하는 방법의 구체적인 실시예는 도 7을 참조하여 후술하기로 한다.
복호화 장치는 MPM 리스트를 기반으로 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드를 유도할 수 있다. 이때, 부호화기로부터 수신한 MPM 플래그, MPM 인덱스, 잔여 모드에 관한 정보 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
여기서, MPM 플래그는 MPM 리스트 내에 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 지시하는 정보이다. 예컨대, MPM 플래그는 prev_intra_luma_pred_flag일 수 있다. 만일 MPM 리스트 내에 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는 경우 MPM 플래그(prev_intra_luma_pred_flag) 값은 1일 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그(prev_intra_luma_pred_flag) 값은 0일 수 있다.
MPM 인덱스는 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드가 MPM 리스트 내의 후보 모드들 중 어느 후보 모드와 동일한지를 지시하는 인덱스이다. 예컨대, MPM 인덱스는 mpm_idx일 수 있다. 복호화 장치는 MPM 인덱스가 지시하는 MPM 리스트 내의 후보 모드를 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드로 결정할 수 있다.
잔여 모드(remaining intra prediction mode, 혹은 remaining mode)는 MPM 리스트 내의 후보 모드들을 제외한 인트라 예측 모드를 이용하여 유도된 예측 대상 블록의 예측 모드를 지시하는 정보이다. 예컨대, 부호화기에서는 MPM 리스트 내의 후보 모드들을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들을 모드 번호 순으로 재정렬하고, 재정렬된 예측 모드의 모드 번호를 기반으로 유도된 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드를 잔여 모드로 결정할 수 있다. 복호화기에서는 MPM 리스트 내의 후보 모드들을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들을 기반으로 잔여 모드가 지시하는 예측 모드를 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드로 결정할 수 있다. 잔여 모드는 예컨대 rem_intra_luma_pred_mode로 나타내어질 수 있다.
일예로, 복호화 장치는 MPM 플래그(prev_intra_luma_pred_flag)를 파싱한 값이 1인 경우, MPM 인덱스(mpm_idx)를 파싱하여 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 MPM 인덱스(mpm_idx)가 지시하는 후보 모드를 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드로 결정할 수 있다. 반면, 복호화 장치는 MPM 플래그(prev_intra_luma_pred_flag)를 파싱한 값이 0인 경우, 잔여 모드(rem_intra_luma_pred_mode)를 파싱하여 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들을 제외한 나머지 예측 모드들 중에서 잔여 모드(rem_intra_luma_pred_mode)가 지시하는 모드를 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드로 결정할 수 있다.
복호화 장치는 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출한다(S610).
참조 샘플은 현재 계층의 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(예컨대, 베이스 레이어)의 대응 블록, 하위 계층의 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플(들)로부터 유도될 수 있다. 참조 샘플을 도출하는 방법의 구체적인 실시예는 도 8 및 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.
복호화 장치는 상기 도출된 인트라 예측 모드 및 참조 샘플을 기반으로 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행함으로써, 예측 대상 블록의 예측 샘플들을 생성한다(S620).
본 발명에 따른 인트라 예측 시에는 상단 또는 좌측 샘플들뿐만 아니라 우측 또는 하단 샘플들을 이용하여 예측을 수행함으로써, 예측 오차를 줄여서 예측 효율을 향상시킬 수 있다. 이때, 기존의 인트라 예측 방법과 동일하게 인트라 예측 모드의 방향에 따라 사용되는 참조 샘플들을 적용하여 예측할 수 있고, 또는 예측 방향에 맞게 양의 각도(angle), 음의 각도(invAngle) 등의 파라미터를 조정하여 참조 샘플들을 사용할 수도 있다. 인트라 예측 모드에 따라 참조 샘플을 이용하여 인트라 예측을 수행하는 방법의 구체적인 실시예들은 후술하기로 한다.
본 발명의 실시예에서 예측 대상 블록의 주변 블록은 예측 대상 블록을 포함하는 현재 픽처 내에서 복원된 블록(부호화 혹은 복호화가 완료된 블록)이며, 예컨대 상단 좌측 블록, 상단 블록, 상단 우측 블록, 좌측 블록, 하단 좌측 블록일 수 있다. 하위 계층의 대응 블록 및 주변 블록은 현재 픽처에 대응하는 하위 계층의 픽처 내에서 복원된 블록(부호화 혹은 복호화가 완료된 블록)들이며, 하위 계층의 주변 블록은 대응 블록에 인접한 상단 좌측 블록, 상단 블록, 상단 우측 블록, 좌측 블록, 우측 블록, 하단 좌측 블록, 하단 블록, 하단 우측 블록일 수 있다. 하위 계층의 임의의 특정 블록은 현재 픽처에 대응하는 하위 계층의 픽처 또는 하위 계층의 임의의 특정 픽처에 포함되는 블록일 수 있으며, 복원된 블록(부호화 혹은 복호화가 완료된 블록)일 수 있다.
이때, 상위 계층과 하위 계층의 해상도가 다른 경우, 즉 하위 계층의 대응 블록 및 주변 블록의 크기가 상위 계층의 예측 대상 블록 및 주변 블록의 크기와 다른 경우, 하위 계층의 대응 블록과 주변 블록을 스케일링하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 상위 계층의 블록 크기가 하위 계층의 블록 크기보다 2배 또는 1.5배 큰 경우, 하위 계층의 블록(혹은 픽처)을 업 샘플링(up-sampling)하여 사용할 수 있다.
또한, 하위 계층의 대응 블록은, 상위 계층의 현재 픽처 내에서 예측 대상 블록과 동일한 위치(co-located)에 있는 하위 계층의 픽처 내 블록일 수 있다. 이때, 하위 계층의 픽처는 상위 계층의 현재 픽처와 대응하는 픽처일 수 있다. 또는, 하위 계층의 대응 블록은, 하위 계층의 슬라이스/픽처/타일 내의 특정 블록일 수 있다. 이때, 부호화기에서 특정 블록의 위치를 시그널링하여 복호화기에 알려줄 수 있으며, 혹은 부호화기와 복호화기에서 약속된 방법으로 특정 블록을 찾을 수도 있다. 예를 들어, 부호화기 및 복호화기에서는 템플릿 매칭(Template matching) 방법과 같이, 상단 좌측 블록, 상단 블록, 상단 우측 블록, 좌측 블록, 하단 좌측 블록에 속하는 하나 이상의 샘플을 이용하여 하위 계층의 픽처 내에서 유사한 샘플들의 위치를 찾는 방법을 동일하게 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 MPM 리스트를 도출하기 위해 사용되는 주변 블록의 일예를 도시한 도면이다.
도 7의 (a)는 현재 계층(예컨대, 상위 계층 혹은 인핸스먼트 레이어)의 예측 대상 블록과 주변 블록을 도시하였고, 도 7의 (b)는 현재 계층의 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(예컨대, 베이스 레이어)의 대응 블록과 주변 블록을 도시하였다. 이때, 도 7의 (b)에 도시된 하위 계층의 대응 블록 및 주변 블록은 상위 계층의 예측 대상 블록 및 주변 블록의 크기에 맞게 업 샘플링된 블록일 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하면, 예측 대상 블록(EE)에 인접한 주변 블록은 이미 부호화 또는 복호화되어 복원된 블록일 수 있다. 예를 들어, 예측 대상 블록(EE)에 인접한 주변 블록은, 상단 좌측 블록(EA), 상단 블록(EB), 상단 우측 블록(EC), 좌측 블록(ED), 하단 좌측 블록(EG)일 수 있다.
도 7의 (b)를 참조하면, 대응 블록(BE)은 예측 대상 블록(EE)에 대응하는 하위 계층의 블록이고, 대상 블록(EE) 및 대응 블록(BE)에 인접한 주변 블록은 이미 부호화 또는 복호화되어 복원된 블록일 수 있다. 예를 들어, 대응 블록(BE)에 인접한 주변 블록은, 상단 좌측 블록(BA), 상단 블록(BB), 상단 우측 블록(BC), 좌측 블록(BD), 우측 블록(BF), 하단 좌측 블록(BG), 하단 블록(BH), 하단 우측 블록(BI)일 수 있다.
도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 MPM 리스트를 도출하는 방법을 설명한다. 복호화 장치는 현재 계층의 예측 대상 블록(EE)에 대한 인트라 예측 모드를 유도하기 위해서, MPM 리스트를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, MPM 리스트는 소정의 개수(예컨대, 2개, 3개, 4개 등)의 후보 모드를 포함할 수 있다. 후보 모드는 상위 계층의 주변 블록(EA, EB, EC, ED, EG), 대응 블록(BE), 하위 계층의 주변 블록(BA, BB, BC, BD, BF, BG, BH, BI) 및 하위 계층의 임의의 블록 중 적어도 하나의 블록으로부터 유도된 인트라 예측 모드일 수 있다.
예를 들어, 복호화 장치는 상위 계층의 상단 좌측 블록(EA), 상단 블록(EB), 상단 우측 블록(EC), 좌측 블록(ED), 하단 좌측 블록(EG) 중에서 적어도 하나의 블록의 인트라 예측 모드를 후보 모드로 유도하고, 유도된 적어도 하나의 후보 모드를 MPM 리스트에 추가할 수 있다. 예컨대, 상단 블록(EB)의 예측 모드와 좌측 블록(ED)의 예측 모드를 MPM 리스트에 추가할 수 있다.
복호화 장치는 대응 블록(BE)의 인트라 예측 모드를 후보 모드로 유도하고, 유도된 후보 모드를 MPM 리스트에 추가할 수 있다.
복호화 장치는 하위 계층의 상단 좌측 블록(BA), 상단 블록(BB), 상단 우측 블록(BC), 좌측 블록(BD), 우측 블록(BF), 하단 좌측 블록(BG), 하단 블록(BH), 하단 우측 블록(BI) 중에서 적어도 하나의 블록의 인트라 예측 모드를 후보 모드로 유도하고, 유도된 적어도 하나의 후보 모드를 MPM 리스트에 추가할 수 있다. 예컨대, 우측 블록(BF)의 예측 모드와 하단 블록(BH)의 예측 모드를 MPM 리스트에 추가할 수 있다.
복호화 장치는 하위 계층의 임의의 특정 블록의 인트라 예측 모드를 후보 모드로 유도하여 MPM 리스트에 추가할 수 있다. 여기서, 임의의 특정 블록은, 예측 대상 블록을 포함하는 현재 픽처에 대응하는 하위 계층의 픽처 또는 하위 계층의 임의의 특정 픽처에 포함되는 블록일 수 있으며, 복원된 블록(부호화 혹은 복호화가 완료된 블록)일 수 있다.
상기와 같은 방법으로 생성된 MPM 리스트가 정해진 소정의 개수의 후보 모드를 포함하지 못하는 경우, 특정 예측 모드를 이용하여 MPM 리스트를 채울 수 있다.
상술한 바와 같이 MPM 리스트를 도출하는 과정에서, 후보 모드를 유도하여 MPM 리스트에 추가하는 순서는 미리 정해진 우선 순위에 따를 수 있다. 예를 들어, MPM 리스트의 후보 모드의 개수가 3개인 경우, 상위 계층의 주변 블록(EA, EB, EC, ED, EG) 중 적어도 하나의 블록으로부터 적어도 하나의 후보 모드를 유도하여 MPM 리스트를 채울 수 있다. 만일, MPM 리스트가 3개의 후보 모드를 포함하지 않으면, 대응 블록(BE)으로부터 후보 모드를 유도하여 MPM 리스트를 채울 수 있다. 상기 과정 후에도 MPM 리스트가 3개의 후보 모드를 포함하지 않으면, 하위 계층의 주변 블록(BA, BB, BC, BD, BF, BG, BH, BI) 중 적어도 하나의 블록으로부터 적어도 하나의 후보 모드를 유도하여 MPM 리스트를 채울 수 있다. 또는, 대응 블록(BE), 상위 계층의 주변 블록(EA, EB, EC, ED, EG), 하위 계층의 주변 블록(BA, BB, BC, BD, BF, BG, BH, BI) 순으로 후보 모드를 유도하여 MPM 리스트를 채울 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 MPM 리스트를 도출하는 방법이 복호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하였으나, 이는 부호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 도출하는 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 8을 참조하면, 복호화 장치는 현재 계층(예컨대, 상위 계층 혹은 인핸스먼트 레이어)의 예측 대상 블록의 인트라 예측을 위한 참조 샘플의 사용 가능성(availability) 여부를 판단한다(S800).
참조 샘플은, 상술한 바와 같이, 현재 계층의 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(예컨대, 베이스 레이어)의 대응 블록, 하위 계층의 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플(들)로부터 유도될 수 있다.
여기서, 임의의 특정 블록은, 예측 대상 블록을 포함하는 현재 픽처에 대응하는 하위 계층의 픽처 또는 하위 계층의 임의의 특정 픽처에 포함되는 블록일 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하여 설명하면, 현재 계층의 주변 블록(EA, EB, EC, ED, EG)으로부터 유도될 수 있는 참조 샘플은, 상단 좌측 샘플(710), 상단 샘플들(712), 상단 우측 샘플들(714), 좌측 샘플들(716), 하단 좌측 샘플들(718) 중 적어도 하나일 수 있다. 하위 계층의 대응 블록(BE)으로부터 유도될 수 있는 참조 샘플은 대응 블록(BE) 내의 복원된 샘플들일 수 있다. 하위 계층의 주변 블록(BA, BB, BC, BD, BF, BG, BH, BI)으로부터 유도될 수 있는 참조 샘플은, 상단 좌측 샘플(730), 상단 샘플들(732), 상단 우측 샘플들(734), 좌측 샘플들(736), 우측 샘플들(744), 하단 좌측 샘플들(738), 하단 샘플들(740), 하단 우측 샘플(742) 중 적어도 하나일 수 있다. 하위 계층의 임의의 특정 블록으로부터 유도될 수 있는 참조 샘플은 임의의 특정 블록 내의 복원된 샘플들일 수 있다.
이때, 복호화 장치는 상술한 블록들(EA, EB, EC, ED, EG, BE, BA, BB, BC, BD, BF, BG, BH, BI) 중 적어도 하나로부터 유도된 참조 샘플들의 사용 가능성 여부를 결정할 수 있다.
예를 들어, 참조 샘플을 포함하는 블록이 부호화 혹은 복호화되지 않았거나, 또는 픽처(picture), 슬라이스(slice), 타일(tile), 엔트로피 슬라이스(entropy slice), 웨이브프론트(WPP: Wavefront parallel processing) 등의 경계 밖에 존재하는 경우, 참조 샘플은 사용 불가능한 것으로 결정될 수 있다. 또는, CIP(constrained intra prediction)가 사용된 환경 하에서 참조 샘플을 포함하는 블록이 인터 모드로 부호화된 블록인 경우, 참조 샘플은 사용 불가능한 것으로 결정될 수 있다.
참조 샘플이 사용 불가능한 참조 샘플인 경우, 복호화 장치는 사용 불가능한 참조 샘플들을 사용 가능한 참조 샘플들 중 적어도 하나의 샘플로 채우는 패딩(padding) 과정을 수행한다(S810).
예를 들어, 상위 계층의 참조 샘플들 중 사용 불가능한 참조 샘플이 존재하면, 상기 사용 불가능한 참조 샘플은 상위 계층의 사용 가능한 참조 샘플 또는 하위 계층에서 사용 가능한 참조 샘플을 이용하여 채울 수 있다. 예컨대, 사용 불가능한 참조 샘플의 값은 사용 가능한 참조 샘플의 값으로 대체될 수 있다.
이러한 사용 불가능한 참조 샘플에 대해 패딩을 수행함으로써, 예측 대상 블록의 인트라 예측을 위한 참조 샘플들을 사용 가능한 참조 샘플들로 대체할 수 있다. 예컨대, 예측 대상 블록에 인접한 상단 샘플들, 상단 좌측 샘플, 상단 우측 샘플들, 좌측 샘플들, 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 좌측 샘플들, 하단 우측 샘플이 사용 가능한 참조 샘플들로 대체될 수 있다.
복호화 장치는 참조 샘플들에 대해 필터링을 적용한다(S820).
이때, 참조 샘플들은 단계 S800에 의해 사용 가능한 참조 샘플로 결정된 참조 샘플 및 패딩 과정에 의해 도출된 사용 가능한 참조 샘플일 수 있다.
예를 들어, 예측 대상 블록에 대한 참조 샘플로 예측 대상 블록에 인접한 상단 샘플들, 상단 좌측 샘플, 상단 우측 샘플들, 좌측 샘플들, 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 좌측 샘플들, 하단 우측 샘플이 유도된 경우, 상기 참조 샘플들 중 적어도 하나의 샘플에 대해 필터를 적용할 수 있다. 이때, 필터는 필터 계수가 예컨대 [1/4, 2/4, 1/4]를 갖는 3 탭(tap) 필터일 수 있다.
일예로, 하단 우측 샘플에 대해 [1/4, 2/4, 1/4] 필터 계수를 갖는 3 탭 필터를 적용할 경우, 아래 수학식 1과 같이 하단 우측 샘플의 필터링된 값이 도출될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, pE[x, y]는 (x, y) 위치의 샘플 값을 의미하며, Filtered_pE[x, y]는 (x, y) 위치의 샘플에 대해 필터링을 적용한 값을 의미한다.
참조 샘플들에 필터링을 적용할 때, 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드에 따라 참조 샘플에 대한 필터링 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 특정 인트라 예측 모드이면 참조 샘플에 대해 필터링을 적용하고, 특정 인트라 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드이면 참조 샘플에 대해 필터링을 적용하지 않을 수 있다. 또는, 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드에 따른 참조 샘플에 대한 필터링 적용 여부를 테이블화하여 미리 정해둘 수 있다.
또는, 참조 샘플들에 필터링을 적용할 때, 예측 대상 블록의 크기에 따라 참조 샘플에 대한 필터링 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 특정 블록 크기이면 참조 샘플에 대해 필터링을 적용하고, 특정 블록 크기를 제외한 나머지 블록 크기이면 참조 샘플에 대해 필터링을 적용하지 않을 수 있다. 또는, 예측 대상 블록의 크기에 따른 참조 샘플에 대한 필터링 적용 여부를 테이블화하여 미리 정해둘 수 있다.
또는, 참조 샘플들에 필터링을 적용할 때, 예측 대상 블록의 색 성분(color components)에 따라 참조 샘플에 대한 필터링 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 색 성분이 휘도(luma) 신호이면 참조 샘플에 대해 필터링을 적용하고, 색 성분이 색차(chroma) 신호이면 참조 샘플에 대해 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
또는, 참조 샘플들에 필터링을 적용할 때, 참조 샘플의 계층에 따라 참조 샘플에 대한 필터링 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플이 상위 계층에 속한 경우 필터링을 적용하고, 참조 샘플이 하위 계층으로부터 가져온 샘플인 경우 필터링을 적용하지 않을 수 있다. 또는, 이와 반대로 참조 샘플이 상위 계층에 속한 경우 필터링을 적용하지 않고, 참조 샘플이 하위 계층으로부터 가져온 샘플인 경우 필터링을 적용할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 도출하는 방법이 복호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하였으나, 이는 부호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플의 패딩 방법을 설명하기 위해 도시된 도면이다.
도 9의 (a)는 현재 계층(예컨대, 상위 계층 혹은 인핸스먼트 레이어)의 예측 대상 블록과 그 주변에 위치한 참조 샘플들을 도시하였고, 도 9의 (b)는 현재 계층의 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(예컨대, 베이스 레이어)의 대응 블록과 그 주변에 위치한 참조 샘플들을 도시하였다. 이때, 도 9의 (b)에 도시된 하위 계층의 대응 블록은 상위 계층의 크기에 맞게 스케일링(업 샘플링)된 블록일 수 있다.
도 9를 참조하면, 현재 계층의 예측 대상 블록(EE)이 8x8 크기 블록이고, 예측 대상 블록(EE) 및 대응 블록(BE) 내의 최상단 좌측 샘플의 좌표가 (0, 0)이라고 하자. 그리고 상위 계층의 (x, y) 위치의 샘플 값은 pE[x, y]로 나타내고, 하위 계층의 (x, y) 위치의 샘플 값은 pB[x, y]로 나타낸다.
이때, 예측 대상 블록(EE)의 주변에 위치한 참조 샘플들 중 음영이 칠해진 부분의 참조 샘플(914, 916, 920, 922, 924)이 사용 불가능한 참조 샘플인 경우, 사용 불가능한 참조 샘플은 사용 가능한 참조 샘플로 채워질 수 있다.
예를 들어, 사용 불가능한 참조 샘플(914, 916, 920, 922, 924)은 현재 계층의 사용 가능한 참조 샘플(910, 912, 918), 대상 블록(BE) 내의 샘플들, 하위 계층의 참조 샘플들(930, 932, 934, 936, 938, 940, 942, 944), 하위 계층의 임의의 블록 내 샘플들을 이용하여 채울 수 있다. 이하, 사용 불가능한 참조 샘플(914, 916, 920, 922, 924) 값을 사용 가능한 샘플 값으로 대체하는 패딩 과정을 예를 들어 설명한다.
일예로, 현재 계층의 사용 불가능한 참조 샘플은 현재 계층의 사용 가능한 참조 샘플들을 이용하여 채워질 수 있다.
현재 계층의 사용 불가능한 상단 우측 샘플들(914)은 다음 수학식 2와 같이 현재 계층의 사용 가능한 상단 샘플들(912) 중 하나의 샘플로 채워질 수 있다.
Figure pat00002
현재 계층의 사용 불가능한 하단 샘플들(920)은 다음 수학식 3과 같이 현재 계층의 사용 가능한 하단 좌측 샘플들(918) 중 하나의 샘플로 채워질 수 있다.
Figure pat00003
현재 계층의 사용 불가능한 하단 샘플들(920)은 다음 수학식 4와 같이 현재 계층의 사용 가능한 하단 좌측 샘플들(918)과 일대일 대응하여 채워질 수 있다.
Figure pat00004
다른 예로, 현재 계층의 사용 불가능한 참조 샘플은 하위 계층의 대응 블록 내 경계에 위치한 경계 샘플들을 이용하여 채워질 수 있다. 예컨대, 현재 계층의 하단 샘플들이 사용 불가능한 참조 샘플이면, 하단 샘플들은 대응 블록 내 최하단에 위치한 경계 샘플들로 채워질 수 있다. 이외 현재 계층의 상단, 좌측, 우측 샘플들이 사용 불가능한 참조 샘플이면, 각 사용 불가능한 참조 샘플에 대해서도 대응 블록 내 최상단, 가장 좌측, 가장 우측에 위치한 경계 샘플들로 채울 수 있다.
현재 계층의 사용 불가능한 좌측 샘플들(916)은 다음 수학식 5와 같이 하위 계층의 대응 블록(BE) 내 가장 좌측에 위치한 샘플들(950)로 채워질 수 있다.
Figure pat00005
현재 계층의 사용 불가능한 우측 샘플들(924)은 다음 수학식 6과 같이 하위 계층의 대응 블록(BE) 내 가장 우측에 위치한 샘플들(952)로 채워질 수 있다.
Figure pat00006
현재 계층의 사용 불가능한 상단 우측 샘플들(914)은 다음 수학식 7과 같이 하위 계층의 대응 블록(BE) 내 가장 우측에 위치한 샘플들(952)과 일대일 대응하여 채워질 수 있다.
Figure pat00007
또 다른 예로, 현재 계층의 사용 불가능한 참조 샘플은 하위 계층의 대상 블록의 주변에 위치한 사용 가능한 참조 샘플들을 이용하여 채워질 수 있다. 예컨대, 현재 계층의 사용 불가능한 참조 샘플에 대응하는 하위 계층의 사용 가능한 참조 샘플로 채울 수 있다.
현재 계층의 사용 불가능한 좌측 샘플들(916)은 다음 수학식 8과 같이 사용 불가능한 좌측 샘플들(916)과 대응하는 위치의 하위 계층의 샘플들(좌측 샘플들, 936)로 채워질 수 있다.
Figure pat00008
현재 계층의 사용 불가능한 우측 샘플들(924)은 다음 수학식 9와 같이 사용 불가능한 우측 샘플들(924)과 대응하는 위치의 하위 계층의 샘플들(우측 샘플들, 944)로 채워질 수 있다.
Figure pat00009
현재 계층의 사용 불가능한 하단 샘플들(920)은 다음 수학식 10과 같이 사용 불가능한 하단 샘플들(920)과 대응하는 위치의 하위 계층의 샘플들(하단 샘플들, 940)로 채워질 수 있다.
Figure pat00010
현재 계층의 사용 불가능한 참조 샘플(914, 916, 920, 922, 924)은 하위 계층의 임의의 특정 블록 내 샘플들 중 적어도 하나로 채워질 수 있다. 하위 계층의 임의의 특정 블록은 예측 대상 블록(EE)를 포함하는 현재 픽처에 대응하는 하위 계층의 픽처 또는 하위 계층의 임의의 특정 픽처에 포함되는 블록일 수 있으며, 복원된 블록(부호화 혹은 복호화가 완료된 블록)일 수 있다.
상술한 사용 불가능한 참조 샘플을 사용 가능한 참조 샘플로 채우는 실시예들은 하나의 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형 가능하다.
한편, 상술한 바와 같이 도출된 참조 샘플들을 이용하여 예측 대상 블록의 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이때, 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 이용하여 유도된 인트라 예측 모드의 예측 방향 및 예측 방식에 따라 예측 시 사용되는 참조 샘플들이 결정될 수 있다. 이하, 도 10 내지 도 14를 참조하여 인트라 예측 모드에 따라 참조 샘플을 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행하는 방법의 실시예들을 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하는 방법의 일예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 10을 참조하면, 복호화 장치는 예측 대상 블록의 주변에 위치한 참조 샘플들 중 적어도 하나를 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 예컨대, 우측 샘플들 및/또는 하단 샘플들을 참조 샘플로 이용할 수 있다. 이때, 참조 샘플들은 상술한 바와 같이 인트라 예측을 위해 사용 가능한 샘플들이며, 필터링이 적용된 샘플들일 수 있다.
일예로, 인트라 예측 모드가 도 4에 도시된 바와 같은 모드 번호 15인 경우, 복호화 장치는 도 10에 도시된 바와 같이 우측 샘플들 또는 하단 샘플들을 참조 샘플로 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행하고, 예측 대상 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하는 방법의 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 11을 참조하면, 복호화 장치는 예측 대상 블록의 주변에 위치한 참조 샘플들 중 적어도 하나를 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 예컨대, 상단 샘플들 및/또는 좌측 샘플들과 함께 하단 샘플들 및/또는 우측 샘플들을 참조 샘플로 이용할 수 있다. 이때, 참조 샘플들은 상술한 바와 같이 인트라 예측을 위해 사용 가능한 샘플들이며, 필터링이 적용된 샘플들일 수 있다.
일예로, 인트라 예측 모드가 도 4에 도시된 바와 같은 모드 번호 33인 경우, 복호화 장치는 도 11에 도시된 바와 같이 상단 샘플들 또는 우측 샘플들을 참조 샘플로 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행하고, 예측 대상 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하는 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 12를 참조하면, 복호화 장치는 상단 샘플들 및/또는 좌측 샘플들을 참조 샘플로 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행함으로써 예측 대상 블록의 제1 예측 샘플 값을 도출하고, 하단 샘플들 및/또는 우측 샘플들을 참조 샘플로 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행함으로써 예측 대상 블록의 제2 예측 샘플 값을 도출할 수 있다. 그리고 복호화 장치는 제1 예측 샘플 값과 제2 예측 샘플 값의 가중합을 예측 대상 블록에 대한 최종 예측 샘플 값으로 결정할 수 있다.
여기서, 참조 샘플들은 상술한 바와 같이 인트라 예측을 위해 사용 가능한 샘플들이며, 필터링이 적용된 샘플들일 수 있다.
일예로, 인트라 예측 모드가 도 4에 도시된 바와 같은 모드 번호 21인 경우, 복호화 장치는 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이 상단 샘플들 또는 좌측 샘플들을 참조 샘플로 이용하여 도출된 예측 대상 블록의 제1 예측 샘플들과, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 우측 샘플들 또는 하단 샘플들을 참조 샘플로 이용하여 도출된 예측 대상 블록의 제2 예측 샘플들에 대해 가중합을 계산하여 예측 대상 블록의 최종 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이때, 가중합을 위한 제1 예측 샘플들과 제2 예측 샘플들에 대한 계수는 [1/2, 1/2], [1/4, 3/4], [3/4, 1/4] 등일 수 있다. 이는 수학식 11과 같이 나타내어질 수 있다.
Figure pat00011
여기서, a와 b는 제1 예측 샘플 값과 제2 예측 샘플 값에 대한 가중합을 위한 계수이다. 예를 들어, 가중합을 위한 계수가 [1/2, 1/2]일 경우 a와 b는 1/2일 수 있고, 가중합을 위한 계수가 [1/4, 3/4]일 경우 a는 1/4, b는 3/4일 수 있다.
한편, 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드가 수평 모드 또는 수직 모드인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따르면 예측 대상 블록 내 경계 샘플들(예측 대상 블록 내 가장 좌측에 위치하는 샘플들, 가장 우측에 위치하는 샘플들, 최상단에 위치하는 샘플들, 최하단에 위치하는 샘플들)에 대해 예측을 달리 수행할 수 있다.
예를 들어, 인트라 예측 모드가 도 4에 도시된 바와 같은 모드 번호 26(수직 모드)인 경우, 복호화 장치는 예측 대상 블록의 주변에 위치한 좌측 참조 샘플들 또는 우측 참조 샘플들과의 연관성을 높이기 위해 좌측 참조 샘플들 또는 우측 참조 샘플들 간의 차이를 예측 대상 블록 내 경계 샘플들에 반영할 수 있다.
일례로, 하단 참조 샘플들을 이용하여 예측하는 수직 모드일 경우, 참조 샘플들 간의 차이를 반영한 예측 대상 블록 내 가장 좌측 경계 샘플들의 예측된 샘플 값은 아래 수학식 12와 같이 계산될 수 있고, 참조 샘플들 간의 차이를 반영한 예측 대상 블록 내 가장 우측 경계 샘플들의 예측된 샘플 값은 아래 수학식 13과 같이 계산될 수 있다. 여기서, 예측된 샘플 값은 predSamples이고, 블록의 가로 또는 세로의 크기는 nS이다. ‘Clip’은 샘플 값을 특정 범위 안에 들어오게 하기 위한 클리핑(clipping) 연산일 수 있다.
Figure pat00012
Figure pat00013
상기와 같은 방법으로, 인트라 예측 모드가 도 4에 도시된 바와 같은 모드 번호 10(수평 모드)인 경우, 복호화 장치는 예측 대상 블록의 주변에 위치한 상단 참조 샘플들 또는 하단 참조 샘플들과의 연관성을 높이기 위해 상단 참조 샘플들 또는 하단 참조 샘플들 간의 차이를 예측 대상 블록 내 경계 샘플들에 반영할 수 있다. 예측 대상 블록 내 최상단 경계 샘플들 혹은 예측 대상 블록 내 최하단 경계 샘플들에 대해 상술한 수직 모드 시에 적용된 수학식 12 및 수학식 13에서와 같은 방법으로 참조 샘플들 간의 차이를 반영할 수 있다. 이때, 색 성분에 따라 예측 대상 블록 내 경계 샘플들에 대해 참조 샘플들 간의 차이를 예측 시 반영할지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 색 성분이 휘도 블록인 경우, 예측 대상 블록 내 경계 샘플들에 대해 참조 샘플들 간의 차이를 반영하여 예측을 수행할 수 있다. 색 성분이 색차 블록인 경우, 예측 대상 블록 내 경계 샘플들에 대해 참조 샘플들 간의 차이를 반영하지 않고 예측을 수행할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하는 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 13을 참조하면, 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 복호화 장치는 예측 대상 블록의 주변에 위치한 참조 샘플들 중 적어도 하나를 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 예컨대, 상단 샘플들 및/또는 좌측 샘플들과 함께 하단 샘플들 및/또는 우측 샘플들을 참조 샘플로 이용할 수 있다. 이때, 참조 샘플들은 상술한 바와 같이 인트라 예측을 위해 사용 가능한 샘플들이며, 필터링이 적용된 샘플들일 수 있다.
예를 들어, 인트라 예측 모드가 도 4에 도시된 바와 같은 모드 번호 1(DC 모드)인 경우, 복호화 장치는 상단 샘플들, 좌측 샘플들, 하단 샘플들, 우측 샘플들 중 하나 이상의 샘플의 평균값을 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이하, 상단, 좌측, 하단, 우측 참조 샘플들을 이용하여 DC 모드에 대한 예측 대상 블록의 예측 샘플 값을 도출하는 실시예들에 대해 설명한다. 여기서, 예측 샘플 값은 DCVal이고, 예측 대상 블록의 가로 또는 세로의 크기는 nS이다.
일예로, 상단 및 좌측 참조 샘플들에 대한 평균값, 또는 우측과 하단 참조 샘플들에 대한 평균값을 예측 대상 블록의 예측 샘플 값으로 도출할 수 있으며, 다음 수학식 14에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00014
다른 예로, 상단, 좌측, 하단, 우측 참조 샘플들에 대한 평균값을 예측 대상 블록의 예측 샘플 값으로 도출할 수 있으며, 다음 수학식 15에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00015
또 다른 예로, 참조 샘플들 중 소정의 샘플링된 참조 샘플들에 대한 평균값을 예측 대상 블록의 예측 샘플 값으로 도출할 수 있다. 예를 들어, x 또는 y의 좌표 값이 짝수 또는 홀수인 참조 샘플들을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 이는 다음 수학식 16에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00016
상기와 같이 예측된 예측 샘플 값(DCVal)을 가지는 예측 대상 블록 내 경계 샘플들(예측 대상 블록 내 가장 좌측에 위치하는 샘플들, 가장 우측에 위치하는 샘플들, 최상단에 위치하는 샘플들, 최하단에 위치하는 샘플들)의 경우, 참조 샘플들과의 연속성이 적을 수 있으므로 참조 샘플들을 이용하여 경계 샘플들에 대한 필터링을 적용할 수 있다.
예를 들어, 경계 샘플들과 상기 경계 샘플들과 이웃하는 참조 샘플들에 대해 [1/4, 3/4] 또는 [1/4, 2/4, 1/4] 등의 계수를 갖는 필터를 적용할 수 있다. 최종 예측된 예측 샘플 값을 predSamples라고 하면, 경계 샘플에 대한 필터링은 다음 수학식 17 내지 24와 같이 나타내어질 수 있다.
예측 대상 블록 내 가장 좌측 최상단 경계 샘플(1310)에 대해 필터링이 적용된 최종 예측 샘플 값(predSamples)은 다음 수학식 17에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00017
예측 대상 블록 내 가장 우측 최상단에 위치하는 경계 샘플(1312)에 대해 필터링이 적용된 최종 예측 샘플 값(predSamples)은 다음 수학식 18에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00018
예측 대상 블록 내 가장 우측 최하단에 위치하는 경계 샘플(1314)에 대해 필터링이 적용된 최종 예측 샘플 값(predSamples)은 다음 수학식 19에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00019
예측 대상 블록 내 가장 좌측 최하단에 위치하는 경계 샘플(1316)에 대해 필터링이 적용된 최종 예측 샘플 값(predSamples)은 다음 수학식 20에 의해 계산될 수 있다.
Figure pat00020
예측 대상 블록 내 최상단에 위치하는 경계 샘플들(1320)에 대해 필터링이 적용된 최종 예측 샘플 값(predSamples)은 다음 수학식 21에 의해 계산될 수 있다. 이때, 최상단에 위치하는 경계 샘플들(1320)은 가장 좌측 최상단 경계 샘플(1310)과 가장 우측 최상단에 위치하는 경계 샘플(1312)을 제외한 샘플들일 수 있다.
Figure pat00021
예측 대상 블록 내 가장 좌측에 위치하는 경계 샘플들(1322)에 대해 필터링이 적용된 최종 예측 샘플 값(predSamples)은 다음 수학식 22에 의해 계산될 수 있다. 이때, 가장 좌측에 위치하는 경계 샘플들(1322)은 가장 좌측 최상단 경계 샘플(1310)과 가장 좌측 최하단에 위치하는 경계 샘플(1316)을 제외한 샘플들일 수 있다.
Figure pat00022
예측 대상 블록 내 가장 우측에 위치하는 경계 샘플들(1324)에 대해 필터링이 적용된 최종 예측 샘플 값(predSamples)은 다음 수학식 23에 의해 계산될 수 있다. 이때, 가장 우측에 위치하는 경계 샘플들(1324)은 가장 우측 최상단에 위치하는 경계 샘플(1312)과 가장 우측 최하단에 위치하는 경계 샘플(1314)을 제외한 샘플들일 수 있다.
Figure pat00023
예측 대상 블록 내 최하단에 위치하는 경계 샘플들(1326)에 대해 필터링이 적용된 최종 예측 샘플 값(predSamples)은 다음 수학식 24에 의해 계산될 수 있다. 이때, 최하단에 위치하는 경계 샘플들(1326)은 가장 좌측 최하단에 위치하는 경계 샘플(1316)과 가장 우측 최하단에 위치하는 경계 샘플(1314)을 제외한 샘플들일 수 있다.
Figure pat00024
이때, 색 성분에 따라 예측 대상 블록 내 경계 샘플들의 예측 샘플 값(DCVal)에 필터링을 적용할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 색 성분이 휘도 블록인 경우 예측 대상 블록 내 경계 샘플들에 대해 필터링을 적용할 수 있고,색 성분이 색차 블록인 경우 예측 대상 블록 내 경계 샘플들에 대해 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하는 방법의 또 다른 예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 14를 참조하면, 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드가 플래너(Planar) 모드인 경우, 복호화 장치는 예측 대상 블록의 주변에 위치한 참조 샘플들 중 적어도 하나를 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 예컨대, 상단 샘플들 및/또는 좌측 샘플들과 함께 하단 샘플들 및/또는 우측 샘플들을 참조 샘플로 이용할 수 있다. 이때, 참조 샘플들은 상술한 바와 같이 인트라 예측을 위해 사용 가능한 샘플들이며, 필터링이 적용된 샘플들일 수 있다.
예를 들어, 인트라 예측 모드가 도 4에 도시된 바와 같은 모드 번호 0(Planar 모드)인 경우, 복호화 장치는 상단 샘플들, 좌측 샘플들, 하단 샘플들, 우측 샘플들의 가중합을 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이러한 참조 샘플들의 가중합으로 예측된 예측 대상 블록의 예측 샘플 값은 다음 수학식 25 또는 수학식 26과 같이 계산될 수 있다. 여기서, 예측된 예측 대상 블록의 예측 샘플 값이 predSamples이고, 예측 대상 블록의 가로 또는 세로의 크기가 nS이다.
Figure pat00025
Figure pat00026
상기와 같이 플래너 모드로 예측된 예측 대상 블록 내 경계 샘플들(예측 대상 블록 내 가장 좌측에 위치하는 샘플들, 가장 우측에 위치하는 샘플들, 최상단에 위치하는 샘플들, 최하단에 위치하는 샘플들)의 경우, 참조 샘플들과의 연속성이 적을 수 있으므로 참조 샘플들을 이용하여 경계 샘플들에 대한 필터링을 적용할 수 있다. 이때, 경계 샘플들에 대한 필터링은 상술한 DC 모드로 예측 시 경계 샘플들에 대해 적용된 필터링 방법과 동일하게 적용될 수 있다.
또한, 색 성분에 따라 예측 대상 블록 내 경계 샘플들의 예측 샘플 값(predSamples)에 필터링을 적용할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 색 성분이 휘도 블록인 경우 예측 대상 블록 내 경계 샘플들에 대해 필터링을 적용할 수 있고, 색 성분이 색차 블록인 경우 예측 대상 블록 내 경계 샘플들에 대해 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
한편, 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드가 LM 모드(도 4에 도시된 ‘Intra_FromLuma’)인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따르면 하단 샘플들 또는 우측 샘플들을 참조 샘플로 이용하거나, 하위 계층의 대응 블록의 샘플들을 이용하여 현재 계층의 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 계층의 예측 대상 블록에 대한 색차 블록의 예측 시, 현재 계층의 참조 샘플들 또는 하위 계층의 대응 블록의 주변 샘플들을 이용하여 예측 파라미터를 구하고, 상기 예측 파라미터를 현재 계층의 휘도 블록 또는 하위 계층의 대응 블록에 대한 휘도 블록 및 색차 블록에 적용하여 예측을 수행할 수 있다. 이때 사용되는 하위 계층의 대응 블록 및 주변 블록은 업샘플링 과정을 거치기 전 블록일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 예측 대상 블록의 인트라 예측 시, 하위 계층의 대응 블록을 현재 계층의 예측 대상 블록의 예측된 예측 블록(예측 샘플들)으로 사용할 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 현재 계층의 예측 대상 블록(EE)에 대한 인트라 예측을 수행할 때, 하위 계층의 대응 블록(BE) 자체가 예측 대상 블록(EE)의 예측된 예측 블록일 수 있다. 여기서, 예측된 예측 샘플 값이 predSamples이고, 하위 계층의 대응 블록(BE)의 샘플 값이 pB이고, 블록의 가로 또는 세로의 크기가 nS라고 할 때, 예측 대상 블록(EE)의 예측 샘플 값은 다음 수학식 27과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00027
상기와 같이 하위 계층의 대응 블록(BE)의 샘플 값을 이용하여 예측된 예측 대상 블록(EE) 내 경계 샘플들(예측 대상 블록 내 가장 좌측에 위치하는 샘플들, 가장 우측에 위치하는 샘플들, 최상단에 위치하는 샘플들, 최하단에 위치하는 샘플들)에 대해 필터링을 적용할 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플이 예측 대상 블록(EE)의 상단과 좌측에만 존재하는 경우, 상단과 좌측 참조 샘플과의 경계에 위치한 경계 샘플들(예측 대상 블록(EE) 내의 최상단 예측 샘플들, 가장 좌측 예측 샘플들)에 대하여 필터링을 적용할 수 있다. 또는, 참조 샘플이 예측 대상 블록(EE)의 상단, 좌측, 우측, 하단에 모두 존재하는 경우, 각 참조 샘플과의 경계에 위치한 경계 샘플들에 대하여 필터링을 적용할 수 있다.
이때, 경계 샘플들에 대한 필터링은 상술한 DC 모드로 예측 시 경계 샘플들에 대해 적용된 필터링 방법과 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라 현재 계층의 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측 시 참조 샘플로 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 우측 샘플 중 하나 이상의 샘플을 사용하는 경우, 해당 참조 샘플의 사용 여부를 지시하는 정보를 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 우측 샘플 중 하나 이상의 샘플을 참조 샘플로 사용하는지 여부를 지시하는 정보는 all_boundary_intra_pred_flag 플래그를 이용할 수 있다. 만일 all_boundary_intra_pred_flag가 1로 전송된 경우, 예측 대상 블록의 인트라 예측 시 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 우측 샘플 중 하나 이상의 샘플을 참조 샘플로 사용함을 지시할 수 있다. 그렇지 않고 all_boundary_intra_pred_flag가 0으로 전송된 경우, 예측 대상 블록의 인트라 예측 시 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 우측 샘플 중 하나 이상의 샘플을 참조 샘플로 사용하지 않음을 지시할 수 있다. 이 경우 기존의 통상적인 인트라 예측을 수행함을 의미할 수 있다.
우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 우측 샘플 중 하나 이상의 샘플을 참조 샘플로 사용하는지 여부를 지시하는 정보(all_boundary_intra_pred_flag)는 SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), APS(adaptation parameter set), 슬라이스 헤더(Slice header) 등에 저장되어 전송될 수 있고, 또는 CU(coding unit), PU(prediction unit), TU(transform unit) 단위로 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라 현재 계층의 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측 시 참조 샘플로 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 우측 샘플 중 하나 이상의 샘플을 사용하는지 여부는, 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드, 블록 크기, 또는 색 성분에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 특정 인트라 예측 모드의 경우에만 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 우측 샘플 중 하나 이상의 샘플을 참조 샘플로 사용할 수 있고, 특정 크기 이상의 블록에 대해서만 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 우측 샘플 중 하나 이상의 샘플을 참조 샘플로 사용할 수 있다. 또는, 색 성분이 휘도 블록인 경우 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 우측 샘플 중 하나 이상의 샘플을 참조 샘플로 사용할 수 있고, 색 성분이 색차 블록인 경우 우측 샘플들, 하단 샘플들, 하단 우측 샘플 중 하나 이상의 샘플을 참조 샘플로 사용하지 않을 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 참조 샘플을 이용하여 예측 대상 블록에 대한 예측을 수행하는 방법이 복호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하였으나, 이는 부호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 인트라 예측을 이용한 영상 부호화 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다. 도 15의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치에서 수행될 수 있다. 보다 구체적으로는 상술한 도 1의 인트라 예측부에서 수행될 수 있다.
도 15를 참조하면, 부호화 장치는 현재 계층(예컨대, 상위 계층 혹은 인핸스먼트 레이어)의 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정한다(S1500).
부호화 장치는, 현재 계층의 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(예컨대, 베이스 레이어)의 대응 블록, 하위 계층의 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록으로부터 유도된 후보 모드를 이용하여 MPM 리스트를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 후보 모드는 상기 예측 대상 블록의 주변 블록, 대응 블록, 대응 블록의 주변 블록 및 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록의 인트라 예측 모드이거나 혹은 임의의 특정 인트라 예측 모드일 수 있다. MPM 리스트는 소정의 개수(예컨대, 2개, 3개, 4개 등)의 후보 모드를 포함할 수 있다. 후보 모드의 MPM 리스트 내 순서는 미리 정해진 우선 순위에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 예측 대상의 주변 블록, 대응 블록, 대응 블록의 주변 블록, 임의의 특정 블록 순으로 후보 모드를 유도하여 MPM 리스트에 추가할 수 있다. MPM 리스트를 도출하는 방법의 구체적인 실시예는 상술한 바 있으므로, 본 실시예에서는 설명을 생략하기로 한다.
부호화 장치는 MPM 리스트를 기반으로 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보를 도출할 수 있다. 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 플래그, MPM 인덱스, 잔여 모드에 관한 정보 중 적어도 하나일 수 있다. 이때, 부호화 장치는 도출된 MPM 플래그, MPM 인덱스, 잔여 모드에 관한 정보를 부호화하여 복호화 장치로 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, MPM 플래그는 MPM 리스트 내에 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 지시하는 정보이다. MPM 인덱스는 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드가 MPM 리스트 내의 후보 모드들 중 어느 후보 모드와 동일한지를 지시하는 인덱스이다. 잔여 모드는 MPM 리스트 내의 후보 모드들을 제외한 인트라 예측 모드를 이용하여 유도된 예측 대상 블록의 예측 모드를 지시하는 정보이다.
부호화 장치는 도출된 MPM 리스트 내에 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부에 따라 MPM 플래그에 대한 정보를 유도하여 부호화할 수 있다. 예컨대, MPM 리스트 내에 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는 경우 MPM 플래그(prev_intra_luma_pred_flag) 값을 1로 설정할 수 있고, 그렇지 않은 경우 MPM 플래그(prev_intra_luma_pred_flag) 값을 0으로 설정할 수 있다.
MPM 리스트 내에 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는 경우(prev_intra_luma_pred_flag 값이 1인 경우), 부호화 장치는 MPM 인덱스(mpm_idx)에 대한 정보를 유도하여 부호화할 수 있다. 이때, MPM 인덱스는 MPM 리스트 내에서 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드에 대한 인덱스 값으로 부호화될 수 있다.
MPM 리스트 내에 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하지 않는 경우(prev_intra_luma_pred_flag 값이 0인 경우), 부호화 장치는 잔여 모드(rem_intra_luma_pred_mode)를 유도하여 부호화할 수 있다. 예컨대, 부호화 장치에서는 MPM 리스트 내의 후보 모드들을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들을 모드 번호 순으로 재정렬하고, 재정렬된 예측 모드의 모드 번호를 기반으로 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드를 잔여 모드로 유도할 수 있다.
부호화 장치는 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출한다(S1510).
참조 샘플은 현재 계층의 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(예컨대, 베이스 레이어)의 대응 블록, 하위 계층의 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플(들)로부터 유도될 수 있다. 참조 샘플을 도출하는 방법의 구체적인 실시예는 상술한 바 있으므로, 본 실시예에서는 설명을 생략하기로 한다.
부호화 장치는 인트라 예측 모드 및 참조 샘플을 기반으로 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행함으로써, 예측 대상 블록의 예측 샘플들을 생성한다(S1520).
본 발명에 따른 인트라 예측 시에는 상단 또는 좌측 샘플들뿐만 아니라 우측 또는 하단 샘플들을 이용하여 예측을 수행함으로써, 예측 오차를 줄여서 예측 효율을 향상시킬 수 있다.
인트라 예측 모드 및 참조 샘플을 기반으로 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 방법의 구체적인 실시예는 상술한 바 있으므로, 본 실시예에서는 설명을 생략하기로 한다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 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.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (33)

  1. 상위 계층(enhancement layer)의 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출하는 단계; 및
    상기 인트라 예측 모드 및 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계를 포함하며,
    상기 참조 샘플은, 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 상기 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(base layer)의 대응 블록, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 참조 샘플을 도출하는 단계는,
    상기 참조 샘플이 사용 가능한지(available) 여부를 결정하는 단계;
    상기 참조 샘플이 사용 가능하지 않은 참조 샘플인 경우, 상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플을 사용 가능한 참조 샘플로 채우는(padding) 단계; 및
    상기 참조 샘플에 대해 필터링을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 사용 가능한 참조 샘플로 채우는 단계에서는,
    상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플이 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플인 경우, 상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플은,
    상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 내 샘플, 상기 대응 블록 내에서 경계에 위치한 경계 샘플, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 내 샘플, 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 내 샘플 중 적어도 하나의 사용 가능한 참조 샘플을 이용하여 채워지는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터링을 수행하는 단계에서는,
    상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드, 상기 예측 대상 블록의 크기, 상기 예측 대상 블록의 색 성분(color components) 및 상기 참조 샘플이 속한 계층 중 적어도 하나를 이용하여 상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드를 결정하는 단계는,
    상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 상기 대응 블록, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록으로부터 유도된 후보 모드를 이용하여 상기 MPM 리스트를 도출하는 단계; 및
    상기 MPM 리스트 내 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 지시하는 MPM 플래그를 기반으로 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계에서는,
    상기 MPM 플래그가 상기 MPM 리스트 내 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는 것으로 지시하는 경우, 상기 MPM 리스트 내 후보 모드 중 MPM 인덱스가 지시하는 후보 모드를 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드로 결정하며,
    상기 MPM 인덱스는, 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드가 상기 MPM 리스트 내의 후보 모드 중 어느 후보 모드와 동일한지를 지시하는 인덱스인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계에서는,
    상기 MPM 플래그가 상기 MPM 리스트 내 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하지 않는 것으로 지시하는 경우, 잔여 모드를 이용하여 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드를 결정하며,
    상기 잔여 모드는, 상기 MPM 리스트 내의 후보 모드를 제외한 나머지 인트라 예측 모드를 이용하여 유도된 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드를 지시하는 정보인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 MPM 리스트는 소정의 개수의 후보 모드를 포함하며,
    상기 MPM 리스트를 도출하는 단계는,
    상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 중 상단 블록 및 좌측 블록으로부터 유도된 인트라 예측 모드를 상기 후보 모드로 결정하는 단계;
    상기 MPM 리스트가 상기 소정의 개수의 후보 모드를 포함하지 않는 경우, 상기 대응 블록의 인트라 예측 모드를 상기 후보 모드로 결정하는 단계;
    상기 MPM 리스트가 상기 소정의 개수의 후보 모드를 포함하지 않는 경우, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 중 우측 블록 및 하단 블록으로부터 유도된 인트라 예측 모드를 상기 후보 모드로 결정하는 단계; 및
    상기 MPM 리스트가 상기 소정의 개수의 후보 모드를 포함하지 않는 경우, 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록의 인트라 예측 모드를 상기 후보 모드로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 대응 블록 및 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록은,
    상기 예측 대상 블록 및 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록의 크기에 맞게 스케일링된 블록인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 참조 샘플이 사용 가능한지 여부를 결정하는 단계에서는,
    상기 참조 샘플을 포함하는 블록이 복호화되지 않은 블록이거나, 혹은 픽처(picture), 슬라이스(slice), 타일(tile), 엔트로피 슬라이스(entropy slice) 및 웨이브프론트(WPP: Wavefront parallel processing) 중 적어도 하나의 경계 밖에 존재하는 블록이거나, 혹은 CIP(constrained intra prediction)가 사용되는 환경에서 인터 예측된 블록인 경우, 상기 참조 샘플이 사용 가능하지 않은 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플을 사용 가능한 참조 샘플로 채우는(padding) 단계에서는,
    상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플이 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 중 하단 블록 내 샘플인 경우, 상기 하단 블록 내 샘플은,
    상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 중 하단 좌측 블록 내 하나의 샘플로 채워지거나, 혹은 상기 하단 좌측 블록 내 샘플과 일대일 대응하여 채워지거나, 혹은 상기 하단 블록 내 샘플과 대응하는 상기 하위 계층의 블록 내 샘플로 채워지거나, 혹은 상기 대응 블록 내 최하단에 위치한 경계 샘플로 채워지는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플을 사용 가능한 참조 샘플로 채우는(padding) 단계에서는,
    상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플이 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 중 우측 블록 내 샘플인 경우, 상기 우측 블록 내 샘플은,
    상기 우측 블록 내 샘플과 대응하는 상기 하위 계층의 블록 내 샘플로 채워지거나, 혹은 상기 대응 블록 내 가장 우측에 위치한 경계 샘플로 채워지는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계에서는,
    상기 인트라 예측 모드에 따라 상기 예측 대상 블록의 우측에 인접한 우측 참조 샘플 및 상기 예측 대상 블록의 하단에 인접한 하단 참조 샘플을 이용하여 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계에서는,
    상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 예측 대상 블록의 상단에 인접한 상단 참조 샘플과 좌측에 인접한 좌측 참조 샘플을 이용하여 도출된 상기 예측 대상 블록의 제1 예측 샘플 값과, 상기 예측 대상 블록의 우측에 인접한 우측 참조 샘플과 하단에 인접한 하단 참조 샘플을 이용하여 도출된 상기 예측 대상 블록의 제2 예측 샘플 값에 대한 가중합을 이용해 상기 예측 대상 블록의 최종 예측 샘플 값을 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계에서는,
    상기 인트라 예측 모드가 수직 모드인 경우,
    상기 예측 대상 블록 내 가장 좌측에 위치한 경계 샘플 및 가장 우측에 위치한 경계 샘플에 대해, 상기 예측 대상 블록의 우측에 인접한 우측 참조 샘플과 좌측에 인접한 좌측 참조 샘플 간의 차이를 반영하여 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계에서는,
    상기 인트라 예측 모드가 수평 모드인 경우,
    상기 예측 대상 블록 내 최상단에 위치한 경계 샘플 및 최하단에 위치한 경계 샘플에 대해, 상기 예측 대상 블록의 상단에 인접한 상단 참조 샘플과 하단에 인접한 하단 참조 샘플 간의 차이를 반영하여 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계에서는,
    상기 대응 블록의 샘플 값을 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플 값으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  17. 상위 계층(enhancement layer)의 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출하고, 상기 인트라 예측 모드 및 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 인트라 예측부를 포함하며,
    상기 참조 샘플은, 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 상기 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(base layer)의 대응 블록, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  18. 상위 계층(enhancement layer)의 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출하는 단계; 및
    상기 인트라 예측 모드 및 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계를 포함하며,
    상기 참조 샘플은, 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 상기 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(base layer)의 대응 블록, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 참조 샘플을 도출하는 단계는,
    상기 참조 샘플이 사용 가능한지(available) 여부를 결정하는 단계;
    상기 참조 샘플이 사용 가능하지 않은 참조 샘플인 경우, 상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플을 사용 가능한 참조 샘플로 채우는(padding) 단계; 및
    상기 참조 샘플에 대해 필터링을 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 사용 가능한 참조 샘플로 채우는 단계에서는,
    상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플이 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플인 경우, 상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플은,
    상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 내 샘플, 상기 대응 블록 내에서 경계에 위치한 경계 샘플, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 내 샘플, 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 내 샘플 중 적어도 하나의 사용 가능한 참조 샘플을 이용하여 채워지는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 필터링을 수행하는 단계에서는,
    상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드, 상기 예측 대상 블록의 크기, 상기 예측 대상 블록의 색 성분(color components) 및 상기 참조 샘플이 속한 계층 중 적어도 하나를 이용하여 상기 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드를 결정하는 단계는,
    상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 상기 대응 블록, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록으로부터 유도된 후보 모드를 이용하여 상기 MPM 리스트를 도출하는 단계; 및
    상기 MPM 리스트 내 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부에 따라 MPM 플래그, MPM 인덱스 및 잔여 모드 중 적어도 하나를 유도하는 단계를 포함하며,
    상기 MPM 플래그는 상기 MPM 리스트 내 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 지시하는 정보이고,
    상기 MPM 인덱스는 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드가 상기 MPM 리스트 내의 후보 모드 중 어느 후보 모드와 동일한지를 지시하는 인덱스이고,
    상기 잔여 모드는 상기 MPM 리스트 내의 후보 모드를 제외한 나머지 인트라 예측 모드를 이용하여 유도된 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드를 지시하는 정보인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 MPM 플래그, MPM 인덱스 및 잔여 모드 중 적어도 하나를 유도하는 단계에서는,
    상기 MPM 리스트 내 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 지시하는 상기 MPM 플래그를 유도하고,
    상기 MPM 리스트 내 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는 하는 경우, 상기 MPM 인덱스를 유도하고,
    상기 MPM 리스트 내 상기 예측 대상 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하지 않는 경우, 상기 잔여 모드를 유도하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 MPM 리스트는 소정의 개수의 후보 모드를 포함하며,
    상기 MPM 리스트를 도출하는 단계는,
    상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 중 상단 블록 및 좌측 블록으로부터 유도된 인트라 예측 모드를 상기 후보 모드로 결정하는 단계;
    상기 MPM 리스트가 상기 소정의 개수의 후보 모드를 포함하지 않는 경우, 상기 대응 블록의 인트라 예측 모드를 상기 후보 모드로 결정하는 단계;
    상기 MPM 리스트가 상기 소정의 개수의 후보 모드를 포함하지 않는 경우, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 중 우측 블록 및 하단 블록으로부터 유도된 인트라 예측 모드를 상기 후보 모드로 결정하는 단계; 및
    상기 MPM 리스트가 상기 소정의 개수의 후보 모드를 포함하지 않는 경우, 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록의 인트라 예측 모드를 상기 후보 모드로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 대응 블록 및 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록은,
    상기 예측 대상 블록 및 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록의 크기에 맞게 스케일링된 블록인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 참조 샘플이 사용 가능한지 여부를 결정하는 단계에서는,
    상기 참조 샘플을 포함하는 블록이 복호화되지 않은 블록이거나, 혹은 픽처(picture), 슬라이스(slice), 타일(tile), 엔트로피 슬라이스(entropy slice) 및 웨이브프론트(WPP: Wavefront parallel processing) 중 적어도 하나의 경계 밖에 존재하는 블록이거나, 혹은 CIP(constrained intra prediction)가 사용되는 환경에서 인터 예측된 블록인 경우, 상기 참조 샘플이 사용 가능하지 않은 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  26. 제19항에 있어서,
    상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플을 사용 가능한 참조 샘플로 채우는(padding) 단계에서는,
    상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플이 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 중 하단 블록 내 샘플인 경우, 상기 하단 블록 내 샘플은,
    상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 중 하단 좌측 블록 내 하나의 샘플로 채워지거나, 혹은 상기 하단 좌측 블록 내 샘플과 일대일 대응하여 채워지거나, 혹은 상기 하단 블록 내 샘플과 대응하는 상기 하위 계층의 블록 내 샘플로 채워지거나, 혹은 상기 대응 블록 내 최하단에 위치한 경계 샘플로 채워지는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  27. 제19항에 있어서,
    상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플을 사용 가능한 참조 샘플로 채우는(padding) 단계에서는,
    상기 사용 가능하지 않은 참조 샘플이 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록 중 우측 블록 내 샘플인 경우, 상기 우측 블록 내 샘플은,
    상기 우측 블록 내 샘플과 대응하는 상기 하위 계층의 블록 내 샘플로 채워지거나, 혹은 상기 대응 블록 내 가장 우측에 위치한 경계 샘플로 채워지는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  28. 제18항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계에서는,
    상기 인트라 예측 모드에 따라 상기 예측 대상 블록의 우측에 인접한 우측 참조 샘플 및 상기 예측 대상 블록의 하단에 인접한 하단 참조 샘플을 이용하여 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  29. 제18항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계에서는,
    상기 인트라 예측 모드에 따라, 상기 예측 대상 블록의 상단에 인접한 상단 참조 샘플과 좌측에 인접한 좌측 참조 샘플을 이용하여 도출된 상기 예측 대상 블록의 제1 예측 샘플 값과, 상기 예측 대상 블록의 우측에 인접한 우측 참조 샘플과 하단에 인접한 하단 참조 샘플을 이용하여 도출된 상기 예측 대상 블록의 제2 예측 샘플 값에 대한 가중합을 이용해 상기 예측 대상 블록의 최종 예측 샘플 값을 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  30. 제18항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계에서는,
    상기 인트라 예측 모드가 수직 모드인 경우,
    상기 예측 대상 블록 내 가장 좌측에 위치한 경계 샘플 및 가장 우측에 위치한 경계 샘플에 대해, 상기 예측 대상 블록의 우측에 인접한 우측 참조 샘플과 좌측에 인접한 좌측 참조 샘플 간의 차이를 반영하여 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  31. 제18항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계에서는,
    상기 인트라 예측 모드가 수평 모드인 경우,
    상기 예측 대상 블록 내 최상단에 위치한 경계 샘플 및 최하단에 위치한 경계 샘플에 대해, 상기 예측 대상 블록의 상단에 인접한 상단 참조 샘플과 하단에 인접한 하단 참조 샘플 간의 차이를 반영하여 인트라 예측을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  32. 제18항에 있어서,
    상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계에서는,
    상기 대응 블록의 샘플 값을 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플 값으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  33. 상위 계층(enhancement layer)의 예측 대상 블록에 대한 MPM 리스트를 도출하여 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 예측 대상 블록의 예측을 위한 참조 샘플을 도출하고, 상기 인트라 예측 모드 및 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행하여 상기 예측 대상 블록의 예측 샘플을 도출하는 인트라 예측부를 포함하며,
    상기 참조 샘플은, 상기 예측 대상 블록에 인접한 주변 블록, 상기 예측 대상 블록에 대응하는 하위 계층(base layer)의 대응 블록, 상기 대응 블록에 인접한 주변 블록 및 상기 하위 계층의 임의의 특정 블록 중 적어도 하나의 블록 내 샘플로부터 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
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