KR20160068288A - 변환생략을 참조하는 디블록킹 필터링을 이용한 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 이용하는 장치 - Google Patents

변환생략을 참조하는 디블록킹 필터링을 이용한 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 이용하는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 나타내는 필터링 정보를 복호화하는 단계, 예측 신호와 잔차 신호를 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계 및 상기 필터링 정보를 기반으로 상기 복원 픽처 내 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

변환생략을 참조하는 디블록킹 필터링을 이용한 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 이용하는 장치{VIDEO ENCODING AND DECODING METHOD USING DEBLOCKING FITERING WITH TRANSFORM SKIP AND APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화 처리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상 압축 시 변환 생략 블록을 참조한 디블록킹 필터링 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 해상도를 가지는 방송 서비스가 국내뿐만 아니라 세계적으로 확대되면서, 많은 사용자들이 고해상도, 고화질의 영상에 익숙해지고 있으며 이에 따라 많은 기관들이 차세대 영상기기에 대한 개발에 박차를 가하고 있다. 또한 HDTV와 더불어 HDTV의 4배 이상의 해상도를 갖는 UHD(Ultra High Definition)에 대한 관심이 증대되면서 보다 높은 해상도, 고화질의 영상에 대한 압축기술이 요구되고 있다.
영상 압축을 위해, 시간적으로 이전 및/또는 이후의 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 인터(inter, 화면 내) 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 인트라(intra, 화면 간) 예측 기술, 출현 빈도가 높은 심볼(symbol)에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 심볼에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등이 사용될 수 있다.
본 발명은 필터링이 수행될 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 지시하는 정보를 시그널링하는 방법을 제공한다.
본 발명은 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 기능 자체를 사용할지 여부를 나타내는 정보를 시그널링하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 영상 복호화 방법이 제공된다. 상기 영상 복호화 방법은 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 나타내는 필터링 정보를 복호화하는 단계, 예측 신호와 잔차 신호를 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계 및 상기 필터링 정보를 기반으로 상기 복원 픽처 내 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 디블록킹 필터링을 수행하고자 하는 블록 경계를 이루는 블록들 중 변환 생략 블록이 존재하는 경우, 변환 생략 블록의 신호 성질에 더욱 적합한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있으므로, 영상의 화질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 변환 생략 여부를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행함으로써 부호화 효율을 높일 수 있고, 이와 더불어 영상의 주관적 화질도 향상시킬 수 있다. 특히, 컴퓨터에 의해 만들어진 인공 영상에 효과적일 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 기존의 디블록킹 필터링 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 p와 q 블록 내 디블록킹 필터링 수행 여부 결정 시 참조되는 화소들을 나타낸 도면이다.
도 5는 p와 q 블록 내 필터의 종류 결정 시 참조되는 화소들을 나타낸 도면이다.
도 6은 p와 q 블록 내 임의의 한 행에 대해 강한 필터링이 적용되는 화소 범위를 나타낸 것이다.
도 7은 p와 q 블록 내 임의의 한 행에 대해 약한 필터링이 적용되는 화소 범위를 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변환 생략 모드를 참조하는 디블록킹 필터링이 적용된 영상 복호화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10은 p와 q 블록 내 필터링 종류 결정 시 참조되는 화소들을 나타낸 것이다.
도 11은 필터링 경계를 기준으로 p와 q 블록 내 화소 위치를 나타낸 것이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 변환 생략 모드를 참조하는 디블록킹 필터링이 적용된 영상 부호화 방법을 나타낸 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 그 상세한 설명은 생략한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 아울러, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
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 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 인터 예측부(110), 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)을 의미할 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록 주변의 이미 부호화/복호화된 블록의 샘플 값을 참조 샘플로 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 샘플을 이용하여 공간적 예측을 수행하고 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 인터 예측부(110)는, 움직임 예측 과정에서 참조 픽처 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 픽처에서 입력 블록(현재 블록)과의 차이가 가장 적은 참조 블록을 특정하는 움직임 벡터를 구할 수 있다. 인터 예측부(110)는 움직임 벡터와 참조 픽처 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 픽처를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 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.
변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔차 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
양자화부(140)는 입력된 변환 계수를 양자화 파라미터(quantization parameter (QP), 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 확률 분포에 따라 엔트로피 부호화하여 비트스트림(bitstream)을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 비디오의 화소 정보 외에 비디오 디코딩을 위한 정보(예컨대, 신택스 엘리먼트(syntax element (SE)) 등)을 엔트로피 부호화 할 수도 있다.
부호화 파라미터는 부호화 및 복호화에 필요한 정보로서, 신택스 엘리먼트와 같이 부호화 장치에서 부호화되어 복호화 장치로 전달되는 정보뿐만 아니라, 부호화 혹은 복호화 과정에서 유추될 수 있는 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 부호화 파라미터는 인트라/인터 예측 모드, 이동/움직임 벡터, 참조 영상 색인, 부호화 블록 패턴, 잔차 신호 유무, 변환 계수, 양자화된 변환 계수, 양자화 파라미터, 블록 크기, 블록 분할 정보 등의 값 또는 통계를 포함할 수 있다.
잔차 신호는 원신호와 예측 신호 간의 차이를 의미할 수 있고, 또한 원신호와 예측 신호 간의 차이가 변환(transform)된 형태의 신호 또는 원신호와 예측 신호 간의 차이가 변환되고 양자화된 형태의 신호를 의미할 수도 있다. 잔차 신호는 블록 단위에서는 잔차 블록이라 할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 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 골룸(exponential golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(VLC: Variable Length Coding/Code) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법 또는 확률 모델을 사용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수도 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 역변환될 수 있다. 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 2를 참조하면, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 인터 예측부(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)와 신택스 엘리먼트 등의 정보를 출력할 수 있다. 엔트로피 복호화 방법은 상술한 엔트로피 부호화 방법의 역과정이다.
양자화된 계수는 역양자화부(220)에서 역양자화되고 역변환부(230)에서 역변환된다. 양자화된 계수가 역양자화/역변환 된 결과, 복원된 잔차 블록이 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)에서는 양자화된 계수에 양자화 행렬을 적용할 수 있다. 일부 블록에 대하여 역변환부(230)는 역변환을 생략하도록 구성될 수도 있다. 또한, 역양자화부(220)도 일부 블록에 대하여 생략되도록 구성될 수도 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(240)는 현재 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 샘플 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하고, 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 인터 예측부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 픽처를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 잔차 블록과 예측 블록은 가산기(255)에서 더해져서, 복원 블록이 생성된다. 다시 말하면, 잔차 샘플과 예측 샘플이 더해져서 복원된 샘플 또는 복원된 픽처가 생성된다.
복원된 픽처는 필터부(260)에서 필터링 된다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽처에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 재구성된(modified) 혹은 필터링된(filtered) 복원 픽처(reconstructed picture)를 출력한다. 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
또한, 영상 복호화 장치(200)는 비트스트림에 포함되어 있는 인코딩된 영상에 관련된 정보를 파싱하는 파싱부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 파싱부는 엔트로피 복호화부(210)를 포함할 수도 있고, 엔트로피 복호화부(210)에 포함될 수도 있다. 이러한 파싱부는 또한 디코딩부의 하나의 구성요소로 구현될 수도 있다.
한편, H.264 또는 HEVC(High efficiency video coding)와 같은 블록 기반의 영상 압축 기술에서는 블록의 경계에서 발생하는 블로킹 열화(blocking artifact)를 제거 또는 완화하기 위하여 디블록킹 필터링(deblocking filtering)을 수행한다. HEVC의 경우, 디블록킹 필터링을 수행하는 과정에서 블록이 인트라 예측 모드로 코딩된 블록인지 또는 인터 예측 모드로 코딩된 블록인지에 따라 경계 강도(Boundary Strength, Bs)를 결정하고 블록 경계의 화소 값들을 참조하여 필터 종류(strong/weak 필터)를 결정한다. 그러나, 현재 기술에 따르면 디블록킹 필터링 과정에서 잔차 신호의 코딩 모드(즉, 변환의 적용 또는 변환 생략의 적용 여부)는 고려되지 않으므로, 디블록킹 필터링 과정에서 전혀 성격이 다른 두 경우(변환 적용 또는 변환 생략)의 잔차 신호의 성질을 고려할 수 없다. 이러한 경우, 화질 저화 또는 압축률 저하의 문제점이 발생한다.
HEVC에서는 잔차 신호의 코딩 모드로써 변환 생략(transform skip) 모드가 있다. HEVC version 1 기술에 따르면 변환 생략 모드는 4x4 TU(Transform Unit; 변환 유닛)에 대하여 잔차 신호의 변환을 생략하고 양자화를 수행하여 부호화하는 모드이다. 또한, HEVC Range Extensions 의 기술의 경우, 인코더가 지시하는 변환 생략이 가능한 최대 블록 크기까지 이와 같은 변환 생략모드가 적용될 수 있다.
변환 생략 모드는 잔차 신호의 공간적 변화도가 매우 크거나 강한 엣지(edge) 성분을 가지는 경우와 같이 변환을 생략하고 양자화를 수행하는 것이 압축률 및 화질 측면에서 이득을 가져올 수 있는 경우 주로 사용될 수 있다.
이처럼 변환 생략 모드가 사용된 블록은 잔차 신호 값의 공간적 변화도가 매우 크므로, 일반적인 변환을 수행한 블록과는 확연히 다른 특성을 지니며 특히 블록 내부에서도 화소 값의 변화가 큰 것이 특징이다. 따라서, 이러한 이질적인 특성을 지닌 블록들 간의 경계 또는 이러한 이질적인 특성을 지닌 블록과의 경계에서는 블록킹 열화가 발생할 가능성이 크다. 그러나, HEVC(version 1)와 같은 현재의 기술에 따르면 디블록킹 필터링 과정에서는 변환 생략 모드를 전혀 고려하지 않고, 필터링 강도 및 종류를 선택하기 위하여 블록 경계를 구성하는 화소들 중 일부 화소만을 참조하고 있다. 이러한 블록 경계의 일부 화소만으로는 변화도가 큰 변환 생략 블록의 특성을 대변하기 어렵다. 따라서, 기존의 디블록킹 필터링 방법처럼, 디블록킹 필터링 수행 시에 변환 생략을 고려하지 않을 경우, 필터링 강도가 과도하거나 부족할 수 있다.
이하, 본 발명에서는 디블록킹 필터링을 수행하고자 하는 블록 경계를 이루는 블록들의 변환 또는 변환 생략 여부를 참조하여 변환 생략 블록이 존재하는 경우, 변환 생략 블록이 존재하는 경우의 신호 성질에 더욱 적합한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있는 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면 변환 생략 유무를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행함으로써 부호화 효율을 높일 수 있으며, 또한 주관적 화질도 향상시킬 수 있다. 이러한 효과는 특히 컴퓨터에 의하여 만들어진 인공 영상의 경우 더욱 두드러진다.
도 3은 기존의 디블록킹 필터링 방법을 나타낸 순서도이다.
현재의 HEVC version 1에서는 부호화/복호화 시 (디블록킹 필터링 전) 복원 픽처 내 블록 경계면에서 디블록킹 필터링을 수행한다. 이때, 복원 픽처에서 먼저 블록의 수직 경계(수직 에지 경계)에 대해서 수평 방향으로 필터링을 수행한 후, 블록의 수평 경계(수평 에지 경계)에 대해서 수직 방향으로 필터링을 수행한다.
도 3의 방법은 휘도(luma) 성분에 대한 디블록킹 필터링 과정을 나타낸다. 또한, 도 3의 방법은 부호화 장치 및 복호화 장치에 의해 수행될 수 있으며, 설명의 편의 상 복호화 장치에서 수행되는 것으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 복호화 장치는 복원 픽처에서 8x8 블록의 경계를 단위로 하여, 8x8 블록 경계에 위치하는 PU(Prediction Unit, 예측 유닛) 또는 TU(Transform Unit, 변환 유닛) 경계인지를 판단한다(S300).
만일, PU 또는 TU 경계가 존재하지 않는 8x8 블록 경계에 대해서는 디블록킹 필터링을 수행하지 않는다.
8x8 블록 경계이면서 PU 또는 TU 경계일 경우, 복호화 장치는 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 경계에서의 경계 강도(Boundary Strength, 이하 Bs라 함)를 계산한다(S310).
Bs 값은 필터링 경계에서 4행 또는 4열 단위로 계산되며, 그 계산 과정은 다음과 같다. 여기서, 필터링 경계를 이루는 두 블록을 p와 q라 한다. 예컨대, 수평 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 경우에는 수평 경계를 기준으로 위쪽에 위치하는 블록을 p, 아래쪽에 위치하는 블록이 q가 된다. 수직 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 경우에는 수직 경계를 기준으로 왼쪽에 위치하는 블록을 p, 오른쪽에 위치하는 블록이 q가 된다.
[Bs 계산 과정]
Figure pat00001

상기 Bs 계산 과정을 요약하자면, p 또는 q 블록이 인트라 예측 모드로 코딩된 경우 Bs 값은 2가 되며, p와 q 블록이 인터 예측 모드로 코딩된 경우 Bs 값은 1 또는 0이 된다.
복호화 장치는 Bs 값이 0보다 큰 경우에 문턱 값인 β, tc를 계산한다(S320).
만일, Bs 값이 0인 경우라면 문턱 값 계산을 생략하고 디블록킹 필터링을 수행하지 않는다.
여기서, β, tc는 1) 필터링 수행 여부 결정(필터링 on/off 결정), 2) 강한(strong)/약한(weak) 필터 선택, 3) 약한 필터링에 사용되는 값이다.
β, tc는 p와 q 블록의 양자화 파라미터(Quantization Parameter, 이하 QP라 함)를 기반으로 HEVC에서 정의한 아래 표 1을 참조하여 결정된다. 표 1은 β, tc를 산출하기 위해 사용되는 부호화기와 복호화기에 미리 정의된 테이블이다.
[표 1]
Figure pat00002

복호화 장치는 p와 q 블록의 QP 값을 이용하여 Q 값을 계산하고, 계산된 Q 값에 해당하는 β', tc'을 표 1로부터 산출하여 최종 β, tc를 결정할 수 있다.
β 값을 결정하기 위해 사용되는 Q 값은 아래 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00003
수학식 1에서, qPL은 p와 q 블록의 QP 값의 평균값이며, slice_beta_offset_div2는 부호화기로부터 시그널링되는 값일 수 있다.
tc 값을 결정하기 위해 사용되는 Q 값은 아래 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00004
수학식 2에서, qPL은 p와 q 블록의 QP 값의 평균값이며, slice_tc_offset_div2는 부호화기로부터 시그널링되는 값일 수 있다.
복호화 장치는 β, tc 값을 기반으로 디블록킹 필터링을 수행할지 여부(필터링 on/off)를 결정한다(S330).
이때, 디블록킹 필터링 수행 여부는 4행(또는 4열) 단위로 결정된다. 즉, 복호화 장치는 Bs 값이 0보다 큰 값을 갖는 필터링 경계에서 첫 번째 행과 네 번째 행(수직 경계인 경우) 또는 첫 번째 열과 네 번째 열(수평 경계인 경우)에 위치하는 화소들로부터 계산된 값을 β 값과 비교하여 필터링 수행 여부를 결정할 수 있다.
다음 조건식 1은 디블록킹 필터링 수행 여부를 결정하기 위한 조건들을 나타낸 것이고, 도 4는 p와 q 블록 내 디블록킹 필터링 수행 여부 결정 시 참조되는 화소들을 나타낸 도면이다.
[조건식 1]
Figure pat00005
복호화 장치는 상기 조건식 1의 조건 1, 2를 모두 만족하는 경우 디블록킹 필터링을 수행하는 것(필터링 on)으로 결정한다.
단계 S330에서 디블록킹 필터링을 수행하는 것으로 결정된 경우, 복호화 장치는 β, tc 값을 기반으로 필터의 종류(강한 필터/약한 필터)를 결정한다(S340).
이때, 필터의 종류(강한 필터링을 적용할지 또는 약한 필터링을 적용할지)는 4행(또는 4열) 단위로 결정된다. 즉, 복호화 장치는 필터링 경계에서 첫 번째 행과 네 번째 행(수직 경계인 경우) 또는 첫 번째 열과 네 번째 열(수평 경계인 경우)에 위치하는 화소들과 β, tc 값을 사용하여 필터링의 강도를 결정할 수 있다.
다음 조건식 2는 필터의 종류를 결정하기 위한 조건들을 나타낸 것이고, 도 5는 p와 q 블록 내 필터의 종류 결정 시 참조되는 화소들을 나타낸 도면이다.
[조건식 2]
Figure pat00006

복호화 장치는 상기 조건식 2의 조건 1~6을 모두 만족하는 경우 강한 필터를 선택하고, 그렇지 않은 경우 약한 필터를 선택한다.
상기 조건식 2를 참조하면, 조건식 2의 조건 1~3은 도 5에서 p와 q 블록 내 첫 번째 행에 대한 조건들이며, 조건식 2의 조건 4~6은 도 5에서 p와 q 블록 내 네 번째 행에 대한 조건들이다.
단계 S340에서 강한 필터가 선택된 경우, 복호화 장치는 각 행 또는 각 열 단위로 강한 필터링을 수행한다(S350).
도 6은 p와 q 블록 내 임의의 한 행에 대해 강한 필터링이 적용되는 화소 범위를 나타낸 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 필터링 경계에서 강한 필터가 선택된 경우, 복호화 장치는 필터링 경계를 기준으로 p 블록 내 3개 화소와 q 블록 내 3개 화소에 대해 필터링을 수행할 수 있다.
강한 필터링에 관한 연산 과정은 다음 수학식 3과 같으며, 수학식 3에서 p', q'은 강한 필터링이 적용된 화소 값을 의미하고, p, q는 필터링이 적용되기 전의 화소 값을 의미한다.
[수학식 3]
Figure pat00007

단계 S340에서 약한 필터가 선택된 경우, 복호화 장치는 각 행 또는 각 열 단위로 약한 필터링을 수행한다(S360).
도 7은 p와 q 블록 내 임의의 한 행에 대해 약한 필터링이 적용되는 화소 범위를 나타낸 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 필터링 경계에서 약한 필터가 선택된 경우, 복호화 장치는 필터링 경계를 기준으로 p와 q 블록 각각에서 최대 2개 화소까지 필터링을 수행할 수 있다.
약한 필터링은 강한 필터링과는 달리, 각 행 또는 각 열 단위로 필터링을 수행할지 여부를 재결정하는 과정을 포함하고 있다.
다음 조건식 3은 약한 필터링을 수행할지 여부를 결정하기 위한 조건을 나타낸 것이다.
[조건식 3]
Figure pat00008

복호화 장치는 각 행 또는 각 열 단위로 상기 조건식 3의 조건을 만족하는 경우 약한 필터링을 수행하는 것으로 결정하고, 그렇지 않은 경우 해당 행 또는 해당 열에 대해서는 약한 필터링을 수행하지 않는다.
상기 조건식 3의 조건이 만족된 경우, 복호화 장치는 먼저 필터링 경계를 기준으로 p와 q 블록 내 첫 번째 화소인 p0', q0' 화소 위치에 약한 필터링을 수행한다. p0', q0' 화소 위치에 대한 약한 필터링의 연산 과정은 다음 수학식 4와 같다.
[수학식 4]
Figure pat00009

다음으로, 복호화 장치는 필터링 경계를 기준으로 p와 q 블록 내 두 번째 화소인 p1', q1' 화소 각각에 대해 필터링을 수행할지 여부를 결정하고, 상기 결정된 결과에 따라 p1', q1' 화소 각각에 대해 약한 필터링을 수행한다.
다음 조건식 4는 p1' 화소에 대해 필터링을 수행할지 여부를 결정하기 위한 조건을 나타낸 것이다. 이때, p와 q 블록 내 첫 번째 행(또는 첫 번째 열)과 네 번째 행(또는 네 번째 열)의 화소 값을 참조하여 필터링 수행 여부를 결정할 수 있다.
[조건식 4]
Figure pat00010

상기 조건식 4를 만족하는 경우, p1' 화소 값은 다음 수학식 5와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 5]
Figure pat00011

다음 조건식 5는 q1' 화소에 대해 필터링을 수행할지 여부를 결정하기 위한 조건을 나타낸 것이다. 이때, p와 q 블록 내 첫 번째 행(또는 첫 번째 열)과 네 번째 행(또는 네 번째 열)의 화소 값을 참조하여 필터링 수행 여부를 결정할 수 있다.
[조건식 5]
Figure pat00012

상기 조건식 5를 만족하는 경우, q1' 화소 값은 다음 수학식 6과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 6]
Figure pat00013

상기 조건식들과 상기 수학식들, 도 4 내지 도 7에서는 수직 경계를 이루는 p와 q 블록 내 화소 위치를 기준으로 설명하였지만, 수평 경계에 대한 필터링을 수행하는 경우에도 위쪽 블록을 p로, 아래쪽 블록을 q로 지정하여 동일한 방법으로 적용될 수 있다.
도 3에서 상술한 바와 같이, 기존의 디블록킹 필터링 과정에서는 디블록킹 필터링을 수행할 경계를 이루는 블록의 변환 생략 여부를 고려하지 않고 있다. 상술한 바와 같이, 변환을 수행한 블록과 변환을 수행하지 않은 변환 생략 블록 간의 잔차 신호는 매우 다른 특징을 가지기 때문에, 이러한 블록들 경계에서는 블록킹 열화가 발생할 가능성이 크다. 따라서, 본 발명에서는 변환 생략 여부를 고려하여 디블록킹 필터링을 수행하는 방법에 관해 설명한다.
본 발명에 따르면, 부호화기는 디블록킹 필터링이 수행될 블록의 변환 생략(transform skip) 여부를 참조하는 디블록킹 필터링을 수행하여 부호화를 수행하는지 여부를 지시하는 정보(예컨대, 플래그)를 부호화하고, 이를 복호화기로 시그널링한다. 또한, 부호화기는 디블록킹 필터링이 수행될 블록의 변환 생략 여부를 참조하는 디블록킹 필터링을 수행하여 부호화한다.
본 발명에 따르면, 복호화기는 디블록킹 필터링이 수행될 블록의 변환 생략 여부를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는지 여부를 지시하는 정보(예컨대, 플래그)를 복호화(파싱)한다. 또한, 복호화기는 디블록킹 필터링이 수행될 블록의 변환 생략 여부를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행한다.
이때, 디블록킹 필터링이 수행될 블록의 변환 생략 여부를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는지 여부를 지시하는 정보는 플래그 값으로 표현될 수 있으며, 예컨대, 플래그 값이 1이면 복호화기는 디블록킹 필터링 과정에서 변환 생략 여부를 참조한 디블록킹 필터링을 수행하며, 플래그 값이 0이면 복호화기는 디블록킹 필터링 과정에서 변환 생략 여부를 참조하지 않는 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
디블록킹 필터링이 수행될 블록의 변환 생략 여부를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는지 여부를 지시하는 정보는 슬라이스 세그먼트 헤더(slice segment header) 단위로 시그널링 될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, "디블록킹 필터링이 수행될 블록의 변환 생략 여부를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행"하는 기능 자체를 사용할지 여부를 나타내는 정보(예컨대, 플래그)를 시그널링할 수 있도록 하며, 이러한 정보는 슬라이스 세그먼트 헤더보다 상위 레이어에서 전달되는 신택스(syntax)를 통해 시그널링될 수 있다. 예컨대, SPS(Sequence Parameter Set), PPS(Picture parameter set), SPS_extension (Extended Sequence Parameter Set), PPS_extension (Extended Picture parameter set) 등을 통해 시그널링될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 변환 생략 모드를 참조하는 디블록킹 필터링이 적용된 영상 복호화 방법을 나타낸 순서도이다. 도 8의 방법은 상술한 도 2의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, 복호화 장치는 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 나타내는 필터링 정보를 복호화(파싱) 한다(S800).
상기 필터링 정보는 부호화기로부터 시그널링되며, 플래그로 표현된 정보일 수 있다. 예컨대, 플래그 값이 1이면, 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 것을 지시하고, 플래그 값이 0이면, 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하지 않는 디블록킹 필터링을 수행하는 것을 지시할 수 있다.
상기 필터링 정보는 슬라이스 세그먼트 헤더, SPS, PPS 등을 통해 시그널링될 수 있다. 상기 필터링 정보를 시그널링하는 방법에 대해서는 후술하도록 한다.
복호화 장치는 예측 신호와 잔차 신호를 기반으로 복원 픽처를 생성한다(S810).
복호화 장치는 예측이 수행될 블록의 예측 모드에 따라 인트라 예측 혹은 인터 예측을 수행하여 예측 신호(예측 샘플)를 생성하고, 양자화된 계수를 역양자화/역변환하여 잔차 신호(잔차 샘플)을 생성한 후, 상기 예측 신호와 상기 잔차 신호를 더하여 복원 신호(복원 샘플)를 생성함으로써 복원된 픽처를 얻을 수 있다.
복호화 장치는 상기 필터링 정보를 기반으로 복원 픽처 내 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행한다(S820).
즉, 상기 필터링 정보가 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 것을 지시할 경우, 변환 생략 모드를 참조하는 디블록킹 필터링을 수행한다. 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 방법에 대해서는 도 9를 참조하여 구체적으로 설명한다.
한편, 부호화 장치에서는 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 기능 자체를 사용할지 여부를 나타내는 필터링 사용 여부 정보를 슬라이스 세그먼트 헤더, SPS, PPS, SPS_entension, PPS_extension 등을 통해 시그널링할 수 있다. 복호화 장치는 상기 필터링 사용 여부 정보를 부호화 장치로부터 수신하여 복호화할 수 있다.
만일, 상기 필터링 사용 여부 정보가 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 기능 자체를 사용하는 것으로 지시할 경우, 복호화 장치는 상기 필터링 정보에 기초하여 변환 생략 모드를 참조한 디블록킹 필터링을 수행한다. 그렇지 않은 경우, 복호화 장치는 변환 생략 모드를 참조하지 않는 (기존의) 디블록킹 필터링 방법을 수행한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 방법을 나타낸 순서도이다. 도 9의 방법은 상술한 도 2의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있으며, 보다 구체적으로는 도 2의 필터부에 의해 수행될 수 있다.
본 실시예에서는 휘도(luma) 성분에 대한 디블록킹 필터링 과정을 나타낸다. 이 디블록킹 필터링 과정은 또 다른 실시예에 따라, 컬러 (chroma) 성분, 또는 RGB, XYZ, 또는 YCoCg 등을 포함한 여타의 컬러 공간내의 성분들에게도 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 디블록킹 필터링은 (디블록킹 필터링 전) 복원 픽처에서 먼저 블록의 수직 경계(수직 에지 경계)에 대해서 수평 방향으로 필터링을 수행한 후, 블록의 수평 경계(수평 에지 경계)에 대해서 수직 방향으로 필터링을 수행한다.
본 실시예에서는 설명의 편의를 위해서 수직 에지 경계를 기준으로 디블록킹 필터링을 수행하는 과정에 대해 설명하나, 이는 수평 에지 경계에 대해서도 동일한 방법으로 적용될 수 있다.
도 9를 참조하면, 복호화 장치는 복원 픽처에서 8x8 블록의 경계를 단위로 하여, 8x8 블록 경계에 위치하는 PU(Prediction Unit, 예측 유닛) 또는 TU(Transform Unit, 변환 유닛) 경계인지를 판단한다(S900).
만일, PU 또는 TU 경계가 존재하지 않는 8x8 블록 경계에 대해서는 디블록킹 필터링을 수행하지 않는다.
8x8 블록 경계이면서 PU 또는 TU 경계일 경우, 복호화 장치는 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 경계 강도(Boundary Strength, 이하 Bs라 함)를 결정한다(S910).
여기서, 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록을 p 블록, q 블록이라 한다. 예를 들어, 수평 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 경우에는 수평 경계를 기준으로 위쪽에 위치하는 블록을 p, 아래쪽에 위치하는 블록이 q가 된다. 수직 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 경우에는 수직 경계를 기준으로 왼쪽에 위치하는 블록을 p, 오른쪽에 위치하는 블록이 q가 된다.
필터링 경계를 이루는 p 블록과 q 블록 중 적어도 하나가 변환 생략 모드가 적용된 블록인 경우, 다시 말해 p 블록과 q 블록 중 적어도 하나가 변환 생략을 한 경우, 복호화 장치는 다음의 네 가지 경계강도(Bs) 결정 방법 중, 부/복호화기에서 기 정의된 적어도 하나의 방법을 사용하여 Bs를 결정할 수 있다. 한편 아래의 구현에 설명에서는 편의상 Bs 값의 범위가 [0,2]로 한정된 경우를 특정하여 설명하였으나, Bs의 최대값이 2가 아닌 다른 값 (Bs_max 라 하자)일 경우도 본 발명은 동일한 사상으로 적용될 수 있다.
1) p 또는 q 블록이 인트라 블록(인트라 예측 모드로 코딩된 블록)인 경우, Bs를 1로 설정한다.
2) 기존의 Bs 결정 방법(도 3의 Bs 계산 과정 참조)에 의해 산출된 Bs 값에서 1을 뺀 값을 최종 Bs로 설정한다. 단, 최종 Bs 값이 음수일 경우, 최종 Bs 값을 0으로 설정한다. 이는 다음 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 7]
Figure pat00014

3) 기존의 Bs 결정 방법(도 3의 Bs 계산 과정 참조)에 의해 산출된 Bs 값에서 1을 더한 값을 최종 Bs로 설정한다. 단, 최종 Bs 값이 Bs_max보다 큰 경우, 최종 Bs 값을 Bs_max 값으로 설정한다. 이는 다음 수학식 8과 같이 표현될 수 있다(다음 수학식은 Bs_max =2 인 경우를 특정하여 보여준다. Bs_max 가 2가 아닌 경우는 다음 수학식에서 2를 Bs_max로 바꾸면 된다).
[수학식 8]
Figure pat00015

4) Bs를 [0, B_max] 의 범위내의 특정값으로 결정할 수 있다. 이를 좀 더 살펴보면 다음과 같다
4-1) 항상 Bs를 0으로 결정할 수 있다. 이는 해당 블록 경계면에 디블록킹 필더링을 수행하지 않는 것으로 간주될 수 있다.
4-2) 항상 Bs를 Bs_max 값으로 (예를 들어, Bs_max =2인 경우, Bs=2 로 정함) 결정할 수 있다. 이는 해당 블록 경계면에 가장 강한 강도의 디블록킹 필더링을 수행하는 것으로 간주될 수 있다.
4-3) 항상 Bs를 1로 결정할 수 있다.
또한, 추가적으로, p 또는 q 블록이 인트라 블록(인트라 예측 모드로 코딩된 블록)인 경우, 상가의 방법으로 결정된 Bs에 대하여 소정의 값 (예를 들어, 1의 값)을 더하도록 구현될 수도 있다.
한편, 또 다른 구현에서는 필터링 경계를 이루는 p 블록과 q 블록 모두가 변환 생략 모드 적용된 블록의 경우, 복호화 장치는 위에서 상술한 네 가지 경계강도(Bs) 결정 방법 중, 부/복호화기에서 기 정의된 적어도 하나의 방법을 사용하여 Bs를 결정하도록 실현될 수 있다.
필터링 경계를 이루는 p 블록과 q 블록 모두가 변환 생략 모드가 적용된 블록이 아닌 경우, 복호화 장치는 기존의 방법에 따라 Bs를 결정한다. 기존 방법은 도 3의 실시예에서 설명한 바 있다.
복호화 장치는 Bs 값이 0보다 큰 경우에 해당하는 필터링 경계에서 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 결정한다(S920). 이때, 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링 수행 여부를 결정한다.
보다 구체적으로, 먼저 복호화 장치는 디블록킹 필터링 수행 여부를 결정하기 위해 사용되는 변수 β, tc를 계산한다.
필터링 경계를 이루는 p 블록과 q 블록 중 적어도 하나가 변환 생략 모드가 적용된 블록인 경우, 복호화 장치는 다음과 같이 변수 β, tc를 계산할 수 있다.
1) 변수 β, tc 값 계산 시에 동일한 오프셋(offset)을 사용하는 경우
오프셋은 β, tc 값을 결정하기 위해 사용되는 Q 값 계산 시 필요한 정보이며, 상위 레이어(슬라이스 세그먼트 헤더 등)를 통해 시그널링되는 값이다. 예컨대, slice_deblock_transformskip_offset 신택스 요소(syntax element)로 시그널링될 수 있다.
β 값을 결정하기 위해 사용되는 Q 값은 아래 수학식 9와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 9]
Figure pat00016

tc 값을 결정하기 위해 사용되는 Q 값은 아래 수학식 10과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 10]
Figure pat00017

2) 변수 β, tc 값 계산 시에 서로 다른 오프셋을 사용하는 경우
β 값을 결정하기 위해 사용되는 오프셋은 slice_beta_transformskip_offset일 수 있으며, tc 값을 결정하기 위해 사용되는 오프셋은 slice_tc_transformskip_offset일 수 있다. 상기 오프셋은 상위 레이어(슬라이스 세그먼트 헤더 등)를 통해 시그널링되는 값이다.
β 값을 결정하기 위해 사용되는 Q 값은 아래 수학식 11과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 11]
Figure pat00018

tc 값을 결정하기 위해 사용되는 Q 값은 아래 수학식 12와 같이 계산될 수 있다.
[수학식 12]
Figure pat00019
복호화 장치는 상기와 같이 Q 값을 계산하고, 계산된 Q 값을 입력으로 하여β, tc 값을 결정하기 위해 미리 정의된 테이블(표 1 참조)로부터 β', tc'을 산출하고, 산출된 β', tc'를 기반으로 최종 β, tc 값을 결정할 수 있다.
변수 β, tc 값 계산 시에 사용되는 오프셋은 부호화기에서 복호화기로 전달하는 방법에 따라 다음과 같이 구현 가능하다. 예를 들어, slice_deblock_transformskip_offset, slice_beta_transformskip_offset, slice_tc_transformskip_offset 등의 오프셋 값을 그대로 시그널링할 수 있다. 또는, 부호화기에서는 각 오프셋 값에 대하여 우측 쉬프트(shift) 연산(>>1)을 수행한 값을 전송하고, 복호화기에서는 전송된 오프셋 값을 좌측 쉬프트 연산(<<1)을 수행한 다음 사용할 수 있다.
필터링 경계를 이루는 p 블록과 q 블록 모두가 변환 생략 모드가 적용된 블록이 아닌 경우, 복호화 장치는 기존의 방법에 따라 β, tc를 결정한다. 기존 방법은 도 3의 실시예에서 설명한 바 있다.
복호화 장치는 상기 계산된 β, tc 값을 기반으로 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. β, tc 값을 기반으로 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 결정하는 과정은 도 3의 실시예에서 상술한 바 있으므로, 여기서는 구체적인 설명을 생략한다.
디블록킹 필터링을 수행하는 것으로 결정된 경우, 복호화 장치는 라인 단위(수직 경계인 경우 행 단위/수평 경계인 경우 열 단위)로 필터링 종류(강한 필터링/약한 필터링)를 결정하고, 결정된 필터링 종류에 따라 필터링을 수행한다(S930).
필터링 경계를 이루는 p 블록과 q 블록 중 적어도 하나가 변환 생략 모드가 적용된 블록인 경우, 복호화 장치는 다음 과정을 수행한다.
1) 복호화 장치는 기존의 블록 단위와는 달리, 라인 단위로 강한 필터링을 적용할지 또는 약한 필터링을 적용할지를 결정할 수 있다.
다음 조건식 6은 필터링 종류를 결정하기 위한 조건들을 나타낸 것이고, 도 10은 p와 q 블록 내 필터링 종류 결정 시 참조되는 화소들을 나타낸 것이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 필터링 종류 결정 시에는 p와 q 블록 내 화소들을 라인 단위로 참조한다.
[조건식 6]
Figure pat00020

복호화 장치는 상기 조건식 6의 조건 1~3을 모두 만족하는 경우 강한 필터링을 적용하고, 그렇지 않은 경우 약한 필터링을 적용한다.
2-1) 강한 필터링을 적용하는 것으로 결정된 경우, 복호화 장치는 해당 라인의 화소들에 대해 강한 필터링을 수행할 수 있다. 이때, 강한 필터링은 기존의 방법과 동일하게 수행될 수 있으며, 강한 필터링 연산 과정은 도 3의 수학식 3과 같이 수행될 수 있다.
2-2) 약한 필터링을 적용하는 것으로 결정된 경우, 복호화 장치는 필터링 경계를 기준으로 p와 q 블록의 첫 번째 화소에 대해서는 기존의 약한 필터링과 동일한 방법으로 필터링을 수행할 수 있다. 기존의 약한 필터링 연산 과정은 도 3의 수학식 4와 같이 수행될 수 있다.
필터링 경계를 기준으로 p와 q 블록의 첫 번째 화소에 약한 필터링이 수행된 경우, 복호화 장치는 필터링 경계를 기준으로 p와 q 블록의 두 번째 화소에 대해 약한 필터링을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 이때, p와 q 블록 내 첫 라인과 마지막 라인을 참조하여 약한 필터링 수행 여부를 결정하는 기존의 방법과는 달리, 본 발명에서는 해당 라인의 화소 값만을 참조하여 p와 q 블록의 두 번째 화소에 대한 필터링 여부를 결정할 수 있다.
도 11은 필터링 경계를 기준으로 p와 q 블록 내 화소 위치를 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, 필터링 경계를 기준으로 p와 q 블록 내 첫 번째 화소는 p0'과 q0'일 수 있다. 필터링 경계를 기준으로 p와 q 블록 내 두 번째 화소는 p1'과 q1'일 수 있다.
다음 조건식 7은 p 블록 내 첫 번째 화소 p1'에 대해 필터링을 수행할지 여부를 결정하기 위한 조건을 나타낸 것이며, 조건식 7이 만족되는 경우 전술한 수학식 5를 사용하여 p1'의 화소값을 계산한다.
[조건식 7]
Figure pat00021
다음 조건식 8은 q 블록 내 첫 번째 화소 q1'에 대해 필터링을 수행할지 여부를 결정하기 위한 조건을 나타낸 것이며, 조건식 8이 만족되는 경우 전술한 수학식 6을 사용하여 q1'의 화소값을 계산한다.
[조건식 8]
Figure pat00022

필터링 경계를 이루는 p 블록과 q 블록 모두가 변환 생략 모드가 적용된 블록이 아닌 경우, 복호화 장치는 기존의 방법에 따라 필터링 종류를 결정하여 필터링을 수행할 수 있다. 기존의 방법은 도 3의 실시예에서 설명한 바 있다.
상술한 도 9의 실시예는 설명의 편의상 복호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하였으나, 상술한 도 1의 부호화 장치, 보다 구체적으로는 도 1의 부호화 장치의 필터부에서 동일하게 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시 형태로, 변환 생략 TU의 크기를 기반으로 변환 생략 모드를 참조한 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 결정할 수 있다.
p 또는 q 블록에 변환생략이 적용되고 그 변환 생략 TU의 크기가 기 정의된 문턱값 보다 작은 경우, 항상 도 3의 실시예와 같은 기존 방법으로 디블록킹 필터링을 수행하도록 할 수 있다. 변환 생략 TU의 크기가 큰 경우 본 발명의 효과가 크기 때문에, p 또는 q 블록의 변환 생략 TU의 크기가 기 정의된 문턱값 보다 큰 경우, 도 9의 실시예와 같이 변환 생략 모드를 참조한 디블록킹 필터링을 수행하도록 할 수 있다.
이때, p와 q 블록 모두 변환 생략 모드가 적용된 경우, p와 q 블록의 TU 중 더 큰 크기의 TU를 변환 생략 TU의 크기로 결정하여 기 정의된 문턱값과 비교할 수 있다. 또는, p와 q 블록의 TU 중 작은 크기의 TU를 변환 생략 TU의 크기로 결정하여 기 정의된 문턱값과 비교할 수 있다.
기 정의된 문턱값은 상위 레이어(예컨대, 슬라이스 세그먼트 헤더 등)에서 시그널링된 값일 수 있다.
또한, p 또는 q 블록의 변환 생략 TU의 크기라 함은 해당 p 또는 q 블록이 속한 TU의 크기를 지칭한다.
이하에서는 본 발명에 따른 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 나타내는 필터링 정보와, 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 기능 자체를 사용할지 여부를 나타내는 필터링 사용 여부 정보를 시그널링하는 방법에 대해 설명한다.
표 2는 PPS에서 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 기능 자체를 사용할지 여부를 나타내는 필터링 사용 여부 정보를 시그널링하는 것을 나타낸 것이다.
[표 2]
Figure pat00023
표 2를 참조하면, deblocking_filter_refer_transform_skip_enabled_flag 값이 1인 경우, 해당 PPS를 참조하는 슬라이스에서는 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 기능 자체를 사용하는 것을 나타낸다.
deblocking_filter_refer_transform_skip_enabled_flag 값이 0인 경우, 해당 PPS를 참조하는 모든 슬라이스에서는 변환 생략 모드를 참조하지 않는 (기존의) 디블록킹 필터링 방법을 사용하는 것을 나타낸다.
표 3은 슬라이스 세그먼트 헤더에서 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 나타내는 필터링 정보를 시그널링하는 것을 나타낸 것이다.
[표 3]
Figure pat00024
표 3을 참조하면, deblocking_filter_refer_transform_skip_flag 값이 1인 경우, 해당 슬라이스 내의 디블록킹 수행 시에는 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 것을 나타낸다.
deblocking_filter_refer_transform_skip_flag 값이 0인 경우, 해당 슬라이스 내의 디블록킹 수행 시에는 변환 생략 모드를 참조하지 않는 디블록킹 필터링을 수행하는 것을 나타낸다.
상기의 표 2와 표3의 설명에서는 구체적인 설명을 위하여 PPS 레벨의 전달을 picture_parameter_set_rbsp()를 예들 들어 설명하였으나, 실제 구현에서는 다른 레벨일 수 있으며, 또한 PPS의 확장판(extension) 인 extended_picture_parameter_set_rbsp()일 수 있다. 또한, 표 3내의 deblocking_filter_refer_transform_skip_flag 값을 참조하는 과정은 extension 의 경우에만 수행되도록 할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 변환 생략 모드를 참조하는 디블록킹 필터링이 적용된 영상 부호화 방법을 나타낸 순서도이다. 도 12의 방법은 상술한 도 1의 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 12를 참조하면, 부호화 장치는 예측 신호와 잔차 신호를 기반으로 복원 픽처를 생성한다(S1200).
부호화 장치는 예측이 수행될 블록의 예측 모드에 따라 인트라 예측 혹은 인터 예측을 수행하여 예측 신호(예측 샘플)를 생성하고, 양자화된 계수를 역양자화/역변환하여 잔차 신호(잔차 샘플)을 생성한 후, 상기 예측 신호와 상기 잔차 신호를 더하여 복원 신호(복원 샘플)를 생성함으로써 복원된 픽처를 얻을 수 있다.
부호화 장치는 복원 픽처 내 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행한다(S1210).
변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 방법에 대해서는 도 9를 참조하여 구체적으로 설명한 바 있으므로, 여기서는 설명을 생략하도록 한다.
부호화 장치는 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 나타내는 필터링 정보를 부호화한다(S1220).
부호화된 필터링 정보는 슬라이스 세그먼트 헤더, PPS, SPS 등을 통해 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
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 (11)

  1. 영상의 복호화 방법에 있어서,
    디블록킹 필터링이 수행될 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행할지 여부를 나타내는 필터링 정보를 복호화하는 단계;
    예측 신호와 잔차 신호를 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계; 및
    상기 필터링 정보를 기반으로 상기 복원 픽처 내 디블록킹 필터링이 수행될 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터링 정보는 시퀀스 파라미터 세트, 익스텐디드 시퀀스 파라미터 세트, 픽처 파라미터 세트, 익스텐디드 픽처 파라미터 세트 또는 슬라이스 헤더에서 시그널링 되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 기능의 사용 여부를 나타내는 필터링 사용 여부 정보를 복호화하는 단계를 더 포함하며,
    상기 필터링 사용 여부 정보가 상기 기능을 사용하는 것으로 지시하면 상기 필터링 정보에 기초하여 상기 복원 픽처에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록 중 적어도 하나의 변환 블록의 크기가 기 정의된 임계값 이상인 경우, 상기 변환 생략 모드를 참조하여 디블록킹 필터링을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록 중 적어도 하나에 변환 생략 모드가 적용된 경우, 상기 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록의 예측 모드에 기초하여 경계 강도(BS)를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록 중 적어도 하나가 인트라 모드로 예측된 경우, 상기 경계 강도는 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록 중 적어도 하나에 변환 생략 모드가 적용된 경우, 디블록킹 필터링 과정에서 사용되는 변수 β와 tc에 대한 오프셋 정보를 파싱하는 단계를 더 포함하고,
    상기 디블록킹 필터링을 수행하는 단계는,
    상기 오프셋 정보에 기초하여 상기 변수 β와 tc를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 변수 β와 상기 변수 tc에 대한 오프셋은 동일한 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 변수 β와 상기 변수 tc에 대한 오프셋은 서로 상이한 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 디블록킹 필터링을 수행하는 단계는,
    상기 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 경계 강도(BS)를 결정하는 단계;
    상기 경계 강도가 0보다 크면, 상기 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록의 변환 생략 모드를 참조하여 계산된 변수 β와 tc를 이용하여 디블록킹 필터링 수행 여부를 결정하는 단계;
    상기 디블록킹 필터링을 수행하는 것으로 결정되고, 상기 필터링 경계를 이루는 두 개의 필터링 대상 블록 중 적어도 하나에 변환 생략 모드가 적용된 경우, 상기 필터링 경계와 수직 또는 수평한 개별적인 라인에 대하여 필터링 종류를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 필터링 종류가 약한 필터링으로 결정된 경우, 상기 필터링 경계로부터 두 번째 위치에 있는 화소 값은 상기 두 번째 위치에 있는 화소와 동일한 라인의 화소 값만을 참조하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
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