KR20160135756A - 레지듀 차분 펄스 코드 변조을 위한 양자화 프로세스들 - Google Patents

레지듀 차분 펄스 코드 변조을 위한 양자화 프로세스들 Download PDF

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Abstract

하나의 예에서, 인코딩된 비디오 데이터를 코딩하는 시스템 및 방법. 화상의 현재의 블록과 연관된 양자화된 레지듀 차이들 블록이 생성되고, 양자화된 레지듀 차이들의 블록에서의 각 양자화된 레지듀 차이에 대한 재구성된 예측 레지듀가 생성된다. 각각의 재구성된 예측 레지듀는 그것의 대응하는 신호 예측 값에 가산되어 화상의 현재의 블록을 생성한다. 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 것은 양자화된 레지듀 차이들의 블록들에 대해 역양자화를 수행하는 것을 포함하며, 여기서 역양자화는 균일 양자화 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 가 적용된 데이터를 재구성하고, 그 양자화는 형태: ΔXq = floor ((X + α
Figure pct00028
)/
Figure pct00029
) 이고, 여기서 Q 는 양자화 스텝이고, α 는 양자화 오프셋이다.

Description

레지듀 차분 펄스 코드 변조을 위한 양자화 프로세스들{QUANTIZATION PROCESSES FOR RESIDUE DIFFERENTIAL PULSE CODE MODULATION}
본 출원은 2014년 3월 17일자로 출원된 미국 가특허 출원 제 61/954,488 호의 이익을 주장하며, 그 전체 내용들이 여기에 참조로 포함된다.
본 개시는 비디오 코딩에 관한 것으로서, 특히 비디오 데이터를 인코딩 및 디코딩하기 위한 기법들에 관한 것이다.
디지털 비디오 능력들은, 디지털 텔레비전, 디지털 직접 브로드캐스트 시스템들, 무선 브로드캐스트 시스템들, 개인 휴대정보 단말기들 (PDAs), 랩탑 또는 데스크탑 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, e-북 리더들, 디지털 카메라들, 디지털 리코딩 디바이스들, 디지털 미디어 플레이어들, 비디오 게이밍 디바이스들, 비디오 게임 콘솔들, 셀룰러 또는 위성 무선 전화기들, 소위 "스마트 폰들", 화상회의 디바이스들, 비디오 스트리밍 디바이스들 등을 포함한, 광범위한 디바이스들에 포함될 수 있다. 디지털 비디오 디바이스들은 MPEG-2, MPEG-4, ITU-T H.263, ITU-T H.264/MPEG-4, 파트 10, AVC (Advanced Video Coding), HEVC (High Efficiency Video Coding) 표준에 의해 정의된 표준들 및 현재 개발 중인 이런 표준들의 확장판들에서 설명되는 것들과 같은, 비디오 코딩 기법들을 구현한다.
비디오 디바이스들은 그러한 비디오 코딩 기법들을 구현함으로써 디지털 비디오 정보를 보다 효율적으로 송신, 수신, 인코딩, 디코딩 및/또는 저장할 수도 있다.
비디오 코딩 기법들은 비디오 시퀀스들에 고유한 리던던시를 감소시키거나 또는 제거하기 위해 공간 (인트라-화상) 예측 및/또는 시간 (인터-화상) 예측을 포함한다. 블록-기반 비디오 코딩에 있어서, 비디오 슬라이스 (예를 들어, 비디오 프레임 또는 비디오 프레임의 부분) 는 트리블록들, 코딩 유닛들 (CUs) 및/또는 코딩 노드들로서도 지칭될 수도 있는 비디오 블록들로 파티셔닝될 수도 있다. 화상의 인트라-코딩된 (I) 슬라이스에서의 비디오 블록들은 동일한 화상 내의 이웃하는 블록들에서의 참조 샘플들에 대한 공간 예측을 이용하여 인코딩된다. 화상의 인터-코딩된 (P 또는 B) 슬라이스에서의 비디오 블록들은 동일한 화상 내의 이웃하는 블록들에서의 참조 샘플들에 대한 공간 예측, 또는 다른 참조 화상들에서의 참조 샘플들에 대한 시간 예측을 이용할 수도 있다. 화상들은 프레임들로서 지칭될 수도 있고, 참조 화상들은 참조 프레임들로서 지칭될 수도 있다. 공간 또는 시간 예측은 코딩될 블록에 대한 예측 블록을 초래한다. 레지듀얼 데이터는 코딩될 오리지날 블록과 예측 블록 사이의 화소 차이들을 나타낸다.
인터-코딩된 블록은 예측 블록을 형성하는 참조 샘플들의 블록을 가리키는 모션 벡터에 따라서 인코딩되며, 레지듀얼 데이터는 코딩된 블록과 예측 블록 사이의 차이를 나타낸다. 인트라-코딩된 블록은 인트라-코딩 모드 및 레지듀얼 데이터에 따라서 인코딩된다. 추가적인 압축을 위해, 레지듀얼 데이터는 화소 도메인으로부터 변환 도메인으로 변환될 수도 있어, 레지듀얼 변환 계수들을 야기하고, 이들은 그 후 양자화될 수도 있다. 초기에 2차원 배열로 배열된 양자화된 변환 계수들은 변환 계수들의 1차원 벡터를 생성하기 위해 스캐닝될 수도 있고, 엔트로피 코딩이 훨씬 더 압축을 달성하기 위해 적용될 수도 있다.
인터-코딩된 블록은 예측 블록을 형성하는 참조 샘플들의 블록을 가리키는 모션 벡터, 및 코딩된 블록과 예측 블록 사이의 차이를 나타내는 레지듀얼 데이터에 따라 인코딩된다. 인트라-코딩된 블록은 인트라-코딩 모드 및 레지듀얼 데이터에 따라 인코딩된다. 추가의 압축을 위해, 레지듀얼 데이터는 화소 도메인으로부터 변환 도메인으로 변환되어, 레지듀얼 변환 계수들을 야기하고, 이것들은 그 후 양자화될 수도 있다.
본 개시의 기법들은 일반적으로 비디오 코딩에서 데이터를 예측하는 것에 관한 것이다. 예를 들어, 본 개시에 기술된 기법들은 비디오 코딩에서 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (residue differential pulse code modulation: RDPCM) 에 대한 지원을 제공할 수도 있다. 하나의 예에서, 본 개시의 기법들은 RDPCM 을 사용하여 레지듀얼 데이터를 예측하는 것 및 양자화하는 것/양자화해제하는 것을 포함할 수도 있다.
일 예에서, 비디오 데이터를 디코딩하는 방법은 예측된 레지듀얼 블록에 기초하여 화상의 양자화된 레지듀 차이들 블록을 생성하는 단계를 포함하고, 여기서 그 생성하는 단계는 예측된 레지듀얼 블록에 균일한 양자화 RDPCM 인코딩을 적용하는 단계를 포함한다.
다른 예에서, 비디오 데이터를 코딩하는 방법은 양자화된 레지듀 차이들의 블록을 생성하는 단계, 양자화된 레지듀 차이들의 블록에서의 각각의 양자화된 레지듀 차이에 대한 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 단계로서, 그 생성하는 단계는 양자화된 레지듀 차이들의 블록들에 대해 역양자화를 수행하는 단계를 포함하고, 그 역 양자화는 균일한 양자화 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 가 적용된 데이터를 재구성하는, 상기 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 단계, 및 각각의 재구성된 예측 레지듀를 그것의 대응하는 오리지날 예측 값에 가산하여 화상의 현재의 블록을 생성하는 단계를 포함한다.
다른 예에서, 비디오 데이터를 코딩하는 방법은 양자화된 레지듀 차이들의 블록을 생성하는 단계, 양자화된 레지듀 차이들의 블록에서의 각각의 양자화된 레지듀 차이에 대한 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 단계로서, 그 생성하는 단계는 양자화된 레지듀 차이들의 블록들에 대해 역 균일한 양자화 RDPCM 을 수행하는 단계를 포함하는, 상기 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 단계, 및 각각의 재구성된 예측 레지듀를 그것의 대응하는 오리지날 예측 값에 가산하여 화상의 현재의 블록을 생성하는 단계를 포함한다.
다른 예에서, 비디오 데이터를 디코딩하는 디바이스는 비디오 데이터를 저장하도록 구성된 메모리 및 비디오 디코더를 포함하며, 그 비디오 디코더는 양자화된 레지듀 차이들의 블록을 디코딩하고, 양자화된 레지듀 차이들의 블록에서의 각각의 양자화된 레지듀 차이에 대한 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 것으로서, 그 생성하는 것은 균일한 양자화 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 의 함수로서 재구성된 예측 레지듀들을 계산하는 것을 포함하는, 상기 재구성된 예측 레지듀를 생성하며, 및 각각의 재구성된 예측 레지듀를 그것의 대응하는 오리지날 예측 값에 가산하여 화상의 현재의 블록을 생성하도록 구성된다.
다른 예에서, 비디오 데이터를 인코딩하는 디바이스는 비디오 데이터를 저장하도록 구성된 메모리 및 비디오 인코더를 포함하며, 그 비디오 인코더는 화상 및 그 화상과 연관된 예측 블록의 함수로서 예측 레지듀 블록을 생성하고, 양자화된 레지듀 차이들 블록을 생성하는 것으로서, 그 생성하는 것은 예측 레지듀 블록에 균일한 양자화 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 을 적용하는 것을 포함하는, 상기 양자화된 레지듀 차이들 블록을 생성하며, 양자화된 레지듀 차이들의 블록에서 각각의 양자화된 레지듀 차이에 대한 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 것으로서, 그 생성하는 것은 균일한 양자화를 사용하는 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 의 함수로서 재구성된 예측 레지듀들을 계산하는 것을 포함하는, 상기 재구성된 예측 레지듀를 생성하며, 및 각각의 재구성된 예측 레지듀를 그것의 대응하는 오리지날 예측 값에 가산하여 화상의 현재의 블록을 생성하도록 구성된다.
또 다른 예에서, 디바이스는 저장된 명령들을 갖는 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체를 포함하고, 그 명령들은, 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 양자화된 레지듀 차이들의 블록을 생성하게 하고, 양자화된 레지듀 차이들의 블록에서의 각각의 양자화된 레지듀 차이에 대한 재구성된 예측 레지듀를 생성하게 하는 것으로서, 그 생성하는 것은 양자화된 레지듀 차이들의 블록들에 대해 역양자화를 수행하는 것을 포함하고, 그 역 양자화는 균일한 양자화 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 가 적용된 데이터를 재구성하는, 상기 재구성된 예측 레지듀를 생성하게 하며, 및 각각의 재구성된 예측 레지듀를 그것의 대응하는 오리지날 예측 값에 가산하여 화상의 현재의 블록을 생성하게 한다.
본 개시의 하나 이상의 양태들의 상세들이 첨부하는 도면들 및 이하의 설명에서 진술된다. 본 개시에 기술된 기법들의 다른 특징들, 목적들 및 이점들은 상세한 설명 및 도면들로부터, 및 청구범위로부터 명백해 질 것이다.
도 1 은 본 개시에 기술된 하나 이상의 기법들을 구현하거나 다르게는 이용하도록 구성되거나 다르게는 동작가능할 수도 있는 예시의 비디오 인코딩 및 디코딩 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 2 는 본 개시의 기법들을 구현할 수도 있는 예시의 비디오 인코더를 도시하는 블록도이다.
도 3 은 본 개시의 기법들을 구현할 수도 있는 예시의 비디오 디코더를 도시하는 블록도이다.
도 4a 는 레지듀얼 블록을 도시한다.
도 4b 는 도 4a 의 레지듀얼 블록에서 RDPCM 을 수행함으로써 획득된 양자화된 레지듀얼 블록을 도시한다.
도 5 는 본 개시에 따라 비디오 데이터를 코딩하는 예시의 기법을 도시하는 플로우챠트이다.
도 6 은 본 개시에 따라 비디오 데이터를 인코딩하는 예시의 기법을 도시하는 플로우챠트이다.
도 7 은 본 개시에 따라 비디오 데이터를 디코딩하는 예시의 기법을 도시하는 플로우챠트이다.
본 개시는 비디오 코딩 및/또는 압축, 및 특히 비디오 데이터의 손실 코딩에 대한 여러 기법들을 기술한다. 그것은 HEVC 의 확장들 또는 비디오 코딩 표준들의 다음 세대와 같은 진보된 비디오 코덱들의 콘텍스트에서 사용될 수도 있다.
HEVC 의 레인지 확장, 스크린 콘텐츠 코딩 확장, 또는 다른 비디오 코딩 툴들은 인트라 블록 복사 (인트라-BC) 및 레지듀얼 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 를 지원할 수도 있다. 인트라-BC 에 대해, 몇 가지 예를 제공하자면 원격 데스크톱, 원격 게이밍, 무선 디스플레이들, 자동 인포테인먼트, 및 클라우드 컴퓨팅과 같은 다수의 애플리케이션들의 경우, 이들 애플리케이션들에서의 비디오 콘텐츠는 보통 자연적인 콘텐츠, 텍스트, 인공적인 그래픽 등의 조합들이다. 텍스트 및 인공적인 그래픽 영역들에서, (몇가지 예를 제공하자면 문자들, 아이콘들 및 심볼들과 같은) 반복된 패턴들이 종종 존재한다. 인트라-BC 는 이러한 종류의 리던던시의 제거에 전용된 프로세스로서 특징지워질 수도 있어, 잠재적으로 인트라 프레임 코딩 효율을 향상시킨다.
특정의 예들에서, 본 개시는 RDPCM 을 사용한 손실 코딩에 관련된다. RDPCM 에 대해, (비디오 인코더 또는 비디오 디코더와 같은) 비디오 코더는 레지듀얼 블록에 대해 출력될 필요가 있는 레지듀얼 블록의 데이터의 양을 감소시키기 위해 인트라 예측 레지듀얼 (예를 들어, 35 방향성 HEVC 인트라 모드들 중 하나를 사용하여 형성된 예측된 블록에 기초하여 계산된 레지듀얼) 에 또는 모션 보상된 예측 레지듀얼 (예를 들어, 시간 예측을 사용하거나 재구성된 공간 예측 (인트라-BC) 을 사용하여 형성된 예측된 블록에 기초하여 계산된 레지듀얼) 에 RDPCM 을 적용할 수도 있다. 손실 코딩의 경우, 양자화는 레지듀 코딩 동안 적용된다. RDPCM 은 3 개의 상이한 모드들을 포함할 수도 있다: RDPCM-off, RDPCM-horizontal 및 RDPCM-vertical. RDPCM-off 의 경우, 비디오 코더는 RDPCM 을 적용하지 않을 수도 있다. RDPCM-horizontal 의 경우, 비디오 코더는 현재의 열에서의 레지듀얼 샘플들을 예측하기 위해 좌측 열에서의 레지듀얼 샘플들을 사용할 수도 있다. RDPCM-vertical 의 경우, 비디오 코더는 현재의 행에서의 레지듀얼 샘플들을 예측하기 위해 상측 행에서의 레지듀얼 샘플들을 사용할 수도 있다.
데드-존 플러스 균일 임계값 스칼라 양자화가 RDPCM 에서의 양자화를 위해 사용되어 왔다. 데드-존 플러스 균일 임계값 스칼라 양자화는 그러나 주파수 도메인에 있는 변환 계수 신호들을 위해 설계된다. RDPCM 에서, 양자화는 꽤 상이한 통계적 특징들을 갖는 공간 신호들에 적용된다. 따라서, 전통적인 데드-존 플러스 균일 임계값 스칼라 양자화는 RDPCM 신호들을 코딩하는데 효율적이지 않을 수도 있다. 그래서, RDPCM 접근법의 하나의 예에서, 비디오 인코더 (20) 는 모든 화소들에 라운딩 (rounding) 을 갖는 균일한 양자화를 적용하며, 여기서 α = Q/2 이고, Q 는 양자화 스텝 사이즈이고 α 는 라운딩 오프셋이다.
다른 예시의 RDPCM 접근법에서, 상이한 양자화 스텝 사이즈들이 RDPCM 을 사용하는 블록들에 대한 상이한 화소 로케이션들에 적용된다. 그리고, 양자화 스텝 사이즈들은 RDPCM 방향성 모드를 통해 관련되거나, 인트라/인터 예측 모드와 관련된다.
또 다른 예시의 RDPCM 접근법에서, 상이한 양자화 라운딩 오프셋들이 RDPCM 을 사용하는 블록들에 대한 상이한 화소 로케이션들에 적용된다. 그리고, 일부 예시의 접근법들에서, 양자화 라운딩 오프셋들은 RDPCM 방향성 모드를 통해 관련되거나, 인트라/인터 예측 모드와 관련된다. 일부 예들에서, 레지듀얼 값들을 양자화하는 것은 실제의 레지듀얼 값들을 인코딩하는 것보다 더 적은 비트들을 야기할 수도 있다. 이러한 방식으로, RDPCM 은 비디오 인코더가 시그널링할 필요가 있는 데이터의 양에서의 감소를 야기하여, 대역폭 효율을 증진할 수도 있다.
하나의 예에서, 비디오 디코더는 수신된 양자화된 레지듀얼 값들을 디코딩하고, 양자화 단계 (Q) 의 함수로서 양자화된 신호를 재구성한다. 하나의 그러한 예에서, Q 는 화소들에 걸쳐 균일하다. 다른 예에서, 양자화 단계들 (Q) 은 열들을 가로질러 이동하거나 (수평 모드), 다른 예에서 레지듀 블록의 행들을 따라 아래로 이동함에 따라 (수직 모드) 증가하거나 감소한다.
일부 예들에서, 비디오 인코더는 소정의 다른 코딩 툴들과 결합하여서만 RDPCM 을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 비디오 인코더는 레지듀얼 블록을 생성하기 위해 (변환-양자화 바이패스 코딩으로서도 지칭되는) 무손실 코딩을 이용할 수도 있거나, 레지듀얼 블록의 양자화된 버전을 생성하기 위해 변환-스킵 코딩을 이용할 수도 있다. 일부 예들에서, 비디오 인코더는 레지듀얼 블록이 변환-바이패스 또는 변환-스킵 인코딩되는 경우에만 RDPCM 을 이용할 수도 있다. 변환이 레지듀얼 블록에 적용되는 경우, RDPCM 은 비디오 인코더에게 이용가능하지 않을 수도 있다.
도 1 은 비디오 데이터를 필터링하는 기법들을 이용할 수도 있는 예시의 비디오 인코딩 및 디코딩 시스템 (10) 을 도시하는 블록도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 시스템 (10) 은 목적지 디바이스 (14) 에 의해 이후의 시간에 디코딩될 인코딩된 비디오 데이터를 제공하는 소스 디바이스 (12) 를 포함한다. 특히, 소스 디바이스 (12) 는 컴퓨터 판독가능 매체 (16) 를 통해 목적지 디바이스 (14) 로 비디오 데이터를 제공한다. 소스 디바이스 (12) 와 목적지 디바이스 (14) 는 데스크톱 컴퓨터들, 노트북 (즉, 랩톱) 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 셋톱 박스들, 이른바 "스마트" 폰들과 같은 전화기 핸드셋들, 이른바 "스마트" 패드들, 텔레비전들, 카메라들, 디스플레이 디바이스들, 디지털 미디어 플레이어들, 비디오 게이밍 콘솔들, 비디오 스트리밍 디바이스들 등을 포함한 임의의 다양한 범위의 디바이스들을 포함할 수도 있다. 몇몇 경우들에서, 소스 디바이스 (12) 와 목적지 디바이스 (14) 는 무선 통신을 위해 장비될 수도 있다.
목적지 디바이스 (14) 는 링크 (16) 를 통해 디코딩될 인코딩된 비디오 데이터를 수신할 수도 있다. 링크 (16) 는 소스 디바이스 (12) 로부터 목적지 디바이스 (14) 로 인코딩된 비디오 데이터를 이동시킬 수 있는 임의의 타입의 매체 또는 디바이스를 포함할 수도 있다. 하나의 예에서, 링크 (16) 는 소스 디바이스 (12) 가 인코딩된 비디오 데이터를 목적지 디바이스 (14) 로 직접 실시간으로 송신하는 것을 가능하게 하는 통신 매체를 포함할 수도 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 무선 통신 프로토콜과 같은 통신 표준에 따라 변조되고, 목적지 디바이스 (14) 로 송신될 수도 있다. 통신 매체는 임의의 무선 또는 유선 통신 매체, 이를테면 무선 주파수 (RF) 스펙트럼 또는 하나 이상의 물리적 송신 라인들을 포함할 수도 있다. 통신 매체는 패킷 기반 네트워크, 이를테면 로컬 영역 네트워크, 광역 네트워크, 또는 글로벌 네트워크 (예컨대, 인터넷) 의 일부를 형성할 수도 있다. 통신 매체는 라우터들, 스위치들, 기지국들, 또는 소스 디바이스 (12) 로부터 목적지 디바이스 (14) 로의 통신을 용이하게 하는데 유용할 수도 있는 임의의 다른 장비를 포함할 수도 있다.
대안적으로, 인코딩된 데이터는 출력 인터페이스 (22) 로부터 저장 디바이스 (31) 로 출력될 수도 있다. 유사하게, 인코딩된 데이터는 입력 인터페이스에 의해 저장 디바이스 (31) 로부터 액세스될 수도 있다. 저장 디바이스 (31) 는 하드 드라이브, 블루 레이 디스크들, DVD들, CD-ROM들, 플래시 메모리, 휘발성 또는 비휘발성 메모리, 또는 인코딩된 비디오 데이터를 저장하기 위한 임의의 다른 적합한 디지털 저장 매체들과 같은 임의의 다양한 분포되거나 국소적으로 액세스되는 데이터 저장 매체들을 포함할 수도 있다. 다른 예에서, 저장 디바이스 (31) 는 소스 디바이스 (12) 에 의해 생성된 인코딩된 비디오를 유지할 수도 있는 파일 서버 또는 다른 중간 저장 디바이스에 대응할 수도 있다.
목적지 디바이스 (14) 는 스트리밍 또는 다운로드를 통해 저장 디바이스 (31) 로부터 저장된 비디오 데이터에 액세스할 수도 있다. 파일 서버는 인코딩된 비디오 데이터를 저장하고 그 인코딩된 비디오 데이터를 목적지 디바이스 (14) 로 송신할 수 있는 임의의 타입의 서버일 수도 있다. 예의 파일 서버들은 웹 서버 (예컨대, 웹사이트용), FTP 서버, 네트워크 어태치드 스토리지 (network attached storage; NAS) 디바이스들, 및 로컬 디스크 드라이브들을 포함한다. 목적지 디바이스 (14) 는 임의의 표준 데이터 접속, 이를테면 인터넷 접속을 통해, 인코딩된 비디오 데이터에 액세스할 수도 있다. 이것은 파일 서버 상에 저장된 인코딩된 비디오 데이터에 액세스하기에 적합한 무선 채널 (예컨대, Wi-Fi 접속), 유선 접속 (예컨대, DSL, 케이블 모뎀 등), 또는 양쪽 모두의 조합들을 포함할 수도 있다. 저장 디바이스 (31) 로부터의 인코딩된 비디오 데이터의 송신은 스트리밍 송신, 다운로드 송신, 또는 양쪽 모두의 조합일 수도 있다.
본 개시물의 기법들은 무선 애플리케이션들 또는 설정 (setting) 들로 제한되지 않는다. 그 기법들은, 임의의 다양한 멀티미디어 애플리케이션들, 이를테면 OTA (over-the-air) 텔레비전 브로드캐스트들, 케이블 텔레비전 송신들, 위성 텔레비전 송신들, 예를 들어 인터넷을 통한 스트리밍 비디오 송신들의 지원 하의 비디오 코딩, 데이터 저장 매체상의 저장을 위한 디지털 비디오의 인코딩, 데이터 저장 매체상에 저장된 디지털 비디오의 디코딩, 또는 다른 애플리케이션들에 적용될 수도 있다. 몇몇 예들에서, 시스템 (10) 은 비디오 스트리밍, 비디오 플레이백, 비디오 브로드캐스팅, 및/또는 화상 전화와 같은 애플리케이션들을 지원하기 위해 단방향 또는 양방향 비디오 송신을 지원하도록 구성될 수도 있다.
도 1의 예에서, 소스 디바이스 (12) 는 비디오 소스 (18), 비디오 인코더 (20), 및 출력 인터페이스 (22) 를 포함한다. 일부 경우들에서, 출력 인터페이스 (22) 는 변조기/복조기 (모뎀) 및/또는 송신기를 포함할 수도 있다. 소스 디바이스 (12) 에서, 비디오 소스 (18) 는 비디오 캡쳐 디바이스, 예를 들어 비디오 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오를 포함하는 비디오 아카이브, 비디오 컨텐츠 제공자로부터 비디오를 수신하는 비디오 피드 인터페이스, 및/또는 소스 비디오로서 컴퓨터 그래픽 데이터를 생성하기 위한 컴퓨터 그래픽 시스템, 또는 그러한 소스들의 조합과 같은 소스를 포함할 수도 있다. 하나의 예로서, 비디오 소스 (18) 가 비디오 카메라인 경우, 소스 디바이스 (12) 및 목적지 디바이스 (14) 는 소위 카메라 폰들 또는 비디오 폰들을 형성할 수도 있다. 그러나, 본 개시에 기술된 기법들은 일반적으로 비디오 코딩에 적용가능할 수도 있고 무선 및/또는 유선 애플리케이션들에 적용될 수도 있다.
캡쳐된, 프리-캡쳐된, 또는 컴퓨터 생성된 비디오는 비디오 인코더 (20) 에 의해 인코딩될 수도 있다. 그 인코딩된 비디오 데이터는 소스 디바이스 (12) 의 출력 인터페이스 (22) 를 통해 목적지 디바이스 (14) 로 직접 송신될 수도 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 또한 (또는 대안적으로) 디코딩 및/또는 플레이백을 위해 목적지 디바이스 (14) 또는 다른 디바이스들에 의해 나중의 액세스를 위해 저장 디바이스 (31) 상으로 저장될 수도 있다.
목적지 디바이스 (14) 는 입력 인터페이스 (28), 비디오 디코더 (30), 및 디스플레이 디바이스 (32) 를 포함한다. 일부 경우들에서, 입력 인터페이스 (28) 는 수신기 및/또는 모뎀을 포함할 수도 있다. 목적지 디바이스 (14) 의 입력 인터페이스 (28) 는 링크 (16) 를 통해 인코딩된 비디오 데이터를 수신한다. 링크 (16) 를 통해 통신되거나, 저장 디바이스 (31) 상에서 제공된 인코딩된 비디오 데이터는 비디오 데이터를 디코딩함에 있어서 비디오 디코더 (30) 와 같은 비디오 디코더에 의한 사용을 위해 비디오 인코더 (20) 에 의해 생성된 다양한 신택스 엘리먼트들을 포함할 수도 있다. 그러한 신택스 엘리먼트들은 통신 매체 상에서 송신되거나, 저장 매체에 저장되거나, 파일 서버에 저장되는 인코딩된 비디오 데이터와 함께 포함될 수도 있다.
디스플레이 디바이스 (32) 는 목적지 디바이스 (14) 와 함께 통합되거나, 목적지 디바이스 (14) 의 외부에 있을 수도 있다. 일부 예들에서, 목적지 디바이스 (14) 는 통합된 디스플레이 디바이스를 포함할 수도 있고, 또한 외부 디스플레이 디바이스와 인터페이싱하도록 구성될 수도 있다. 다른 예들에서, 목적지 디바이스 (14) 는 디스플레이 디바이스일 수도 있다. 일반적으로, 디스플레이 디바이스 (32) 는 사용자에게 디코딩된 비디오 데이터를 디스플레이하며, 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마 디스플레이, 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이, 또는 다른 유형의 디스플레이 디바이스와 같은 임의의 다양한 디스플레이 디바이스들을 포함할 수도 있다.
비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 는 현재 개발중인 고효율 비디오 코딩 (HEVC) 표준과 같은 비디오 압축 표준에 따라 동작할 수도 있고, HEVC 테스트 모델 (HM) 에 순응할 수도 있다. 대안적으로, 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 는 대안적으로 MPEG-4, 파트 10, 진보된 비디오 코딩 (AVC) 으로 지칭되는 ITU-T H.264 표준과 같은 다른 사유의 또는 산업 표준들, 또는 그러한 표준들의 확장들에 따라 동작할 수도 있다. 본 개시의 기법들은 그러나 임의의 특정의 코딩 표준에 제한되지 않는다. 비디오 압축 표준들의 다른 예들은 MPEG-2 및 ITU-T H.263 을 포함한다.
도 1 에 도시되지 않지만, 일부 양태들에서, 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 는 각각 오디오 인코더 및 디코더와 함께 통합될 수도 있고, 공통 데이터 스트림 또는 별개의 데이터 스트림들에서 오디오 및 비디오 양자 모두의 인코딩을 다루기 위해 적절한 MUX-DEMUX 유닛들, 또는 다른 하드웨어 및 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 적용가능하다면, 일부 예들에서, MUX-DEMUX 유닛들은 ITU H.223 멀티플렉서 프로토콜, 또는 사용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 과 같은 다른 프로토콜들에 따를 수도 있다.
비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 각각은 하나 이상의 마이크로프로세서들, 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), 주문형 반도체들 (ASICs), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들 (FPGAs), 이산 로직, 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합들과 같은 임의의 다양한 적합한 인코더 회로로서 구현될 수도 있다. 기법들이 부분적으로 소프트웨어로 구현되는 경우, 디바이스는 적합한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 소프트웨어를 위한 명령들을 저장하고, 본 개시의 기법들을 수행하기 위해 하나 이상의 프로세서들을 사용하는 하드웨어에서 명령들을 실행할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 각각은 하나 이상의 인코더들 또는 디코더들에 포함될 수도 있고, 이들 중 어느 것은 각각의 디바이스에서 결합된 비디오 인코더/디코더 (코덱) 의 부분으로서 통합될 수도 있다.
JCT-VC 는 HEVC 표준의 개발에 관해 작업하고 있다. HEVC 표준화 노력들은 HEVC 테스트 모델 (HM) 으로서 지칭되는 비디오 코딩 디바이스의 진화하는 모델에 기초한다. HM 은, 예컨대, ITU-T H.264/AVC에 따른 현존 디바이스들에 비해 비디오 코딩 디바이스들의 몇몇 부가적인 능력들을 상정한다. 예를 들어, H.264가 9 개의 인트라 예측 인코딩 모드들을 제공하는 반면, HM은 33 개나 되는 인트라 예측 인코딩 모드들을 제공할 수도 있다.
일반적으로, HM 의 작업 모델은 비디오 프레임 또는 화상이 루마 및 크로마 샘플들 양자를 포함하는 최대 코딩 유닛들 (LCU) 들 또는 트리블록들의 시퀀스로 분할될 수도 있다고 기술한다. 트리블록은 H.264 표준의 매크로블록과 유사한 목적을 갖는다. 슬라이스는 코딩 순서에서 다수의 연속적인 트리블록들을 포함한다. 비디오 프레임 또는 화상은 하나 이상의 슬라이스들로 파티셔닝될 수도 있다. 각각의 트리블록은 쿼드트리에 따라 코딩 유닛들 (CUs) 로 분할될 수도 있다. 예를 들어, 쿼드트리의 루트 노드로서, 트리블록은 4 개의 차일드 노드들로 분할될 수도 있고, 각 차일드 노드는 차례로 페어런트 노드가 되고, 다른 4 개의 차일드 노드들로 분할될 수도 있다. 쿼드트리의 리프 노드로서, 마지막 분할되지 않은 차일드 노드는 코딩 노드, 즉 코딩된 비디오 블록을 포함한다. 코딩된 비트스트림과 연관된 신택스 데이터는 트리블록이 분할될 수도 있는 최대 회수를 정의할 수도 있고, 또한 코딩 노드들의 최소 사이즈를 정의할 수도 있다.
CU 는 루마 코딩 블록 및 2 개의 크로마 코딩 블록들을 포함할 수도 있다. CU 는 연관된 예측 유닛들 (PUs) 및 변환 유닛들 (TUs) 을 가질 수도 있다. PU 들 각각은 하나의 루마 예측 블록 및 2 개의 크로마 예측 블록들을 포함할 수도 있고, TU 들 각각은 하나의 루마 변환 블록 및 2 개의 크로마 변환 블록들을 포함할 수도 있다. 코딩 블록들 각각은 동일한 예측이 적용되는 샘플들에 대한 블록들을 포함하는 하나 이상의 예측 블록들로 파티셔닝될 수도 있다. 코딩 블록들 각각은 또한 동일한 변환이 적용되는 샘플의 블록들을 포함하는 하나 이상의 변환 블록에서 파티셔닝될 수도 있다.
CU의 사이즈는 일반적으로 코딩 노드의 사이즈에 대응하고, 통상적으로 형상이 정사각형이다. CU의 사이즈는 8x8 화소들로부터 최대 64x64 화소들 또는 그 이상을 갖는 트리블록의 사이즈까지의 범위일 수도 있다. 각각의 CU 는 하나 이상의 PU 들 및 하나 이상의 TU 들을 정의할 수도 있다. CU 에 포함된 신택스 데이터는 예를 들어 하나 이상의 예측 블록들로의 코딩 블록의 파티셔닝을 기술할 수도 있다. 파티셔닝 모드들은 CU 가 스킵 또는 직접 모드 인코딩되는지, 인트라-예측 모드 인코딩되는지, 또는 인터-예측 모드 인코딩되는지 여부 사이에서 상이할 수도 있다. 예측 블록들은 형상이 정사각형 또는 비정사각형이도록 파티셔닝될 수도 있다. CU 에 포함된 신택스 데이터는 또한 예를 들어 쿼드트리에 따라 하나 이상의 변환 블록들로의 코딩 블록의 파티셔닝을 기술할 수도 있다. 변환 블록들은 형상이 정사각형이거나 비정사각형이도록 파티셔닝될 수도 있다.
HEVC 표준은 상이한 CU 들에 대해 상이할 수도 있는 TU 들에 따른 변환들을 허용한다. TU 들은 통상적으로 파티셔닝된 LCU 에 대해 정의된 주어진 CU 내의 PU 들의 사이즈에 기초하여 사이징되지만, 이것은 항상 그런 것은 아니다. TU 들은 통상적으로 PU 들과 동일한 사이즈이거나 더 작다. 일부 예들에서, CU 에 대응하는 레지듀얼 샘플들은 "레지듀얼 쿼드 트리" (RQT) 로서 알려진 쿼드트리 구조를 사용하여 더 작은 유닛들로 서브 분할될 수도 있다. RQT 의 리프 노드들은 TU 들을 표현할 수도 있다. TU 들과 연관된 화소 차이 값들은 양자화될 수도 있는 변환 계수들을 생성하기 위해 변환될 수도 있다. 본 개시에 기술된 양자화 기법들은 일부 블록들 (예를 들어, 레지듀얼 데이터가 변환되지 않는 블록들) 에 대해 수행될 수도 있지만, 다른 블록들에 대해서는, 종래의 양자화 기법들이 수행될 수도 있다.
일반적으로, PU 는 예측 프로세스에 관련된 데이터를 포함한다. 예를 들어, PU 가 인트라 모드 인코딩되는 경우, PU 는 PU 에 대한 인트라 예측 모드를 기술하는 데이터를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, PU 가 인터 모드 인코딩되는 경우, PU 는 PU 에 대한 모션 벡터를 정의하는 데이터를 포함할 수도 있다. PU 에 대한 모션 벡터를 정의하는 데이터는 예를 들어 모션 벡터의 수평 컴포넌트, 모션 벡터의 수직 컴포넌트, 모션 벡터에 대한 해상도 (예를 들어, 1/4 화소 정밀도 또는 1/8 화소 정밀도), 모션 벡터가 가리키는 참조 화상, 및/또는 모션 벡터에 대한 참조 화상 리스트 (예를 들어, 리스트 0, 리스트 1, 또는 리스트 C) 를 기술할 수도 있다.
일반적으로, TU 는 변환 및 양자화 프로세스들을 위해 사용된다. 하나 이상의 PU 들을 갖는 주어진 CU 는 또한 하나 이상의 변환 유닛들 (TUs) 을 포함할 수도 있다. 예측에 후속하여, 비디오 인코더 (20) 는 PU 에 따라 코딩 노드에 의해 식별된 비디오 블록으로부터 레지듀얼 값들을 계산할 수도 있다. 코딩 노드는 그 후 오리지날 비디오 블록이라기 보다 레지듀얼 값들을 참조하도록 업데이트된다. 레지듀얼 값들은 엔트로피 코딩을 위해 직렬화된 변환 계수들을 생성하기 위해 TU 들에서 특정된 변환들 및 다른 변환 정보를 사용하여 변환 계수들로 변환되고, 양자화되며, 스캐닝될 수도 있는 화소 차이 값들을 포함한다. 코딩 노드는 이들 직렬화된 변환 계수들을 참조하도록 한번 더 업데이트될 수도 있다. 본 개시는 통상적으로 CU 의 코딩 노드를 지칭하기 위해 용어 "비디오 블록" 을 사용한다. 일부 특정의 경우들에서, 본 개시는 또한 코딩 노드 및 PU 들 및 TU 들을 포함하는 트리블록, 즉 LCU 또는 CU 를 지칭하기 위해 용어 "비디오 블록" 을 사용할 수도 있다.
비디오 시퀀스는 통상적으로 비디오 프레임들 또는 화상들의 시리즈를 포함한다. 화상들의 그룹 (GOP) 은 일반적으로 하나 이상의 비디오 화상들의 시리즈를 포함한다. GOP 는 GOP 의 헤더에, 하나 이상의 화상들의 헤더에, 또는 그 밖의 곳에, GOP 에 포함된 화상들의 수를 기술하는 신택스 데이터를 포함할 수도 있다. 화상의 각 슬라이스는 각각의 슬라이스에 대한 인코딩 모드를 기술하는 슬라이스 신택스 데이터를 포함할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 는 통상 비디오 데이터를 인코딩하기 위해 개개의 비디오 슬라이스들 내의 비디오 블록들에 대해 동작한다. 비디오 블록은 CU 내의 코딩 노드에 대응할 수도 있다. 비디오 블록들은 고정되거나 변하는 사이즈들을 가질 수도 있고, 특정된 코딩 표준에 따라 사이즈가 상이할 수도 있다.
예로서, HM은 다양한 PU 사이즈들에서 예측을 지원한다. 특정 CU의 사이즈가 2Nx2N이라고 가정하면, HM은 2Nx2N 또는 NxN의 PU 사이즈들에서의 인트라 예측과, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, 또는 NxN의 대칭적 PU 사이즈들에서의 인터 예측을 지원한다. HM은 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, 및 nRx2N의 PU 사이즈들에서의 인터 예측을 위한 비대칭 피티셔닝을 또한 지원한다. 비대칭 파티셔닝에서, CU의 하나의 방향은 파티셔닝되지 않는 반면, 다른 방향은 25% 및 75%로 파티셔닝된다. 25% 파티션에 대응하는 CU의 부분은 "Up", "Down", "Left", 또는 "Right"의 표시가 뒤따르는 "n"에 의해 나타내어진다. 따라서, 예를 들어, "2NxnU"는 상단의 2Nx0.5N PU 및 하단의 2Nx1.5N PU로 수평으로 파티셔닝되는 2Nx2N CU를 지칭한다.
본 개시에서, "NxN" 및 "N 바이 N", 예컨대, 16x16 화소들 또는 16 바이 16 화소들은 수직 및 수평 치수들의 측면에서 비디오 블록의 화소 치수들을 상호교환적으로 말하는데 이용될 수도 있다. 일반적으로, 16x16 블록이 수직 방향의 16 개 화소들 (y = 16) 과 수평 방향의 16 개 화소들 (x = 16) 을 가질 것이다. 비슷하게, NxN 블록이 일반적으로 수직 방향의 N 개 화소들과 수평 방향의 N 개 화소들을 가지며, 여기서 N은 음이 아닌 정수 값을 나타낸다. 블록에서의 화소들은 행들 및 열들로 배열될 수도 있다. 더구나, 블록들은 수직 방향에서와 동일한 수의 화소들을 수평 방향에서 반드시 가질 필요는 없다. 예를 들어, 블록들은 M이 N과 반드시 동일하지는 않은 NxM 화소들을 포함할 수도 있다.
CU 의 PU 들을 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측 코딩에 후속하여, 비디오 인코더 (20) 는 CU 의 TU 들에 의해 특정된 변환들이 적용되는 레지듀얼 데이터를 계산할 수도 있다. 레지듀얼 데이터는 CU 들에 대응하는 예측 값들과 인코딩되지 않은 화상의 화소들 사이의 화소 차이들에 대응할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 는 CU 에 대한 레지듀얼 데이터를 형성하고, 그 후 변환 계수들을 생성하기 위해 레지듀얼 데이터를 변환할 수도 있다.
변환 계수들을 생성하는 임의의 변환들에 후속하여, 비디오 인코더 (20) 는 변환 계수들의 양자화를 수행할 수도 있다. 양자화는 일반적으로 변환 계수들이 가능하게는 그 계수들을 표현하기 위해 사용되는 데이터의 양을 감소시키기 위해 양자화되어 추가의 압축을 제공하는 프로세스를 지칭한다. 양자화 프로세스는 계수들의 일부 또는 전부와 연관된 비트 깊이를 감소시킬 수도 있다. 예를 들어, n-비트 값은 양자화 동안 m-비트 값으로 라운드 다운될 수도 있고, 여기서 n 은 m 보다 크다.
몇몇 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 엔트로피 인코딩될 수 있는 직렬화된 벡터를 생성하기 위해 미리 정의된 스캔 순서를 이용하여 양자화된 변환 계수들을 스캔할 수도 있다. 다른 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 적응적 스캔을 수행할 수도 있다. 1차원 벡터를 형성하기 위해 양자화된 변환 계수들을 스캔한 후, 비디오 인코더 (20) 는 예컨대, 콘텍스트 적응형 가변 길이 코딩 (CAVLC), 콘텍스트 적응형 이진 산술 코딩 (CABAC), 신택스-기반 콘텍스트 적응형 이진 산술 코딩 (SBAC), 확률 구간 파티셔닝 엔트로피 (PIPE) 코딩, 또는 다른 엔트로피 인코딩 방법에 따라, 1차원 벡터를 엔트로피 인코딩할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 는 또한 비디오 데이터를 디코딩함에 있어서 비디오 디코더 (30) 에 의한 사용을 위해 인코딩된 비디오 데이터와 연관된 신택스 엘리먼트들을 엔트로피 인코딩할 수도 있다.
CABAC를 수행하기 위해, 비디오 인코더 (20) 는 콘텍스트 모델 내의 콘텍스트를 송신될 심볼에 할당할 수도 있다. 그 콘텍스트는, 예를 들어, 심볼의 이웃 값들이 영이 아닌지의 여부에 관련될 수도 있다. CAVLC 를 수행하기 위해, 비디오 인코더 (20) 는 송신될 심볼에 대한 가변 길이 코드를 선택할 수도 있다. VLC 에서의 코드워드들은 상대적으로 더 짧은 코드들이 더 개연성 있는 심블들에 대응하는 반면, 더 긴 코드들은 덜 개연성 있는 심볼들에 대응하도록 구성될 수도 있다. 이러한 식으로, VLC 의 사용은 예를 들어 송신될 각 심볼에 대해 동일 길이 코드워드들을 사용하여 비트 절약들을 달성할 수도 있다. 개연성 결정은 심볼에 할당된 콘텍스트에 기초할 수도 있다.
레지듀얼 블록을 변환하고 양자화하는 것은 정보의 손실을 초래한다 (예를 들어, 역양자화되고 역변환된 블록은 오리지날 레지듀얼 블록과 상이하다). 이에 따라, 레지듀얼 블록이 변환되고 양자화되는 비디오 코딩의 예들은 손실 코딩 (lossy coding) 의 하나의 형태이다. 일부 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 레지듀얼 블록의 변환을 스킵하지만, 여전히 레지듀얼 블록을 양자화할 수도 있다. 그러한 비디오 코딩의 예는 변환-스킵 코딩이다. 변환-스킵 코딩은 양자화가 정보의 손실을 초래하기 때문에 손실 코딩이다.
비디오 인코더 (20) 는 모든 경우들에서 손실 코딩을 수행할 필요는 없다. 일부 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 무손실 코딩을 수행할 수도 있다. (때때로 변환 바이패스로 지칭되는) 무손실 코딩에서, 비디오 인코더 (20) 는 레지듀얼 블록을 변환하지 않고 레지듀얼 블록을 양자화하지 않는다. 이러한 예에서, 비디오 디코더 (30) 에 의해 재구성된 바와 같은 레지듀얼 블록은 비디오 인코더 (20) 에 의해 생성된 레지듀얼 블록과 동일한 반면, 손실 코딩 및 변환-스킵 코딩의 경우에는, 비디오 디코더 (30) 에 의해 재구성된 바와 같은 레지듀얼 블록은 비디오 인코더 (20) 에 의해 생성된 레지듀얼 블록과 약간 상이할 수도 있다.
즉, 변환이 적용되는 경우, 그 변환은 레지듀얼 블록의 레지듀얼 값들을 화소 도메인으로부터 변환 도메인으로 변환한다. 일부 예들에서, 변환 스킵 또는 변환 바이패스의 경우, 레지듀얼 데이터는 화소 도메인으로부터 변환 도메인으로 레지듀얼 값들을 변환하는 레지듀얼 값들에 적용된 변환 없이 예측 블록과 현재의 블록 사이의 차이로부터의 레지듀얼 값들을 포함한다.
비디오 디코더 (30) 는, 코딩된 비디오 데이터를 획득 시에, 비디오 인코더 (20) 에 대해 기술된 인코딩 패스에 일반적으로 역인 디코딩 패스를 수행할 수도 있다. 예를 들어, 비디오 디코더 (30) 는 비디오 인코더 (20) 로부터 인코딩된 비디오 슬라이스의 비디오 블록들 및 연관된 신택스 엘리먼트들을 표현하는 인코딩된 비디오 비트스트림을 획득할 수도 있다. 비디오 디코더 (30) 는 비트스트림에 포함된 데이터를 사용하여 오리지날, 인코딩되지 않은 비디오 시퀀스 (예를 들오, 또는 손실 코딩에 대한 오리지날 레지듀의 양자화된 버전) 를 재구성할 수도 있다. 예를 들어, 손실 코딩의 경우, 비디오 디코더 (30) 는 양자화된 변환 계수들을 결정하기 위해 비트스트림에서의 신택스 엘리먼트들을 엔트로피 디코딩할 수도 있다. 비디오 디코더 (30) 는 비디오 인코더 (20) 가 양자화된 레지듀얼 블록을 구성하기 위해 이용했던 동일한 스캔 순서를 이용할 수도 있다. 비디오 디코더 (30) 는 그 후 변환 계수들을 결정하기 위해 양자화된 변환 계수들을 역양자화할 수도 있다. 비디오 디코더 (30) 는 또한 레지듀얼 블록의 계수들을 결정하기 위해 변환 계수들에 역변환을 적용할 수도 있다.
변환-스킵 코딩의 경우, 비디오 디코더 (30) 는 양자화된 계수들을 결정하기 위해 비트스트림 내의 신택스 엘리먼트들을 엔트로피 디코딩하고, 비디오 인코더 (20) 가 양자화된 레지듀얼 블록을 구성하기 위해 이용했던 동일한 스캔 순서를 이용하고, 그 후 레지듀얼 블록의 계수들을 결정하기 위해 양자화된 계수들을 역양자화할 수도 있다. 변환이 인코딩 프로세스에서 스킵되었기 때문에 역변환은 필요하지 않다.
무손실 코딩 (예를 들어, 변환 바이패스 또는 간단히 바이패스) 의 경우, 비디오 디코더 (30) 는 비트스트림에서의 신택스 엘리먼트들을 엔트로피 디코딩할 수도 있고, 비디오 인코더 (20) 가 레지듀얼 블록의 계수들을 직접 결정하기 위해 사용했던 동일한 스캔 순서를 이용할 수도 있다. 변환 및 양자화 양자 모두가 인코딩 프로세스에서 스킵되었기 때문에 역양자화 또는 역변환이 필요하지 않다.
어느 경우에나, 비디오 디코더 (30) 는 예측 블록을 결정한다. 예측 블록은 현재의 블록과 동일한 화상에 (예를 들어, 인트라-예측 또는 인트라-BC 예측의 경우) 또는 상이한 화상에 (예를 들어, 인터-예측의 경우) 위치될 수도 있다. 비디오 디코더 (30) 는 현재의 블록의 화소 값들을 재구성 (예를 들어, 현재의 블록을 디코딩) 하기 위해 예측 블록 내의 재구성된 화소 값들 및 (예를 들어, 인코딩된 비트스트림으로부터 획득된 바와 같은) 레지듀얼 블록 내의 대응하는 레지듀얼 값들을 사용한다.
일부 경우들에서, 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 는 블록으로부터의 하나 이상의 다른 레지듀얼 값들을 사용하여 그 블록의 하나 이상의 레지듀얼 값들을 예측할 수도 있다. 예를 들어, 전통적인 수직 RDPCM 에서, 상단 행 화소는 그것의 열에서의 각 화소에 대한 현재의 화소를 예측하기 위해 사용된다. 전통적인 수평 RDPCM 에서, 좌측 열 화소는 그것의 행에서의 각 화소에 대한 현재의 화소를 예측하기 위해 사용된다.
일부 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 레지듀얼 블록을 하나 이상의 TU 들로 분할 수도 있다. "레지듀얼 블록" 은 일반적으로 그의 계수들이 (예를 들어, 비디오 인코더 (20) 에 의해) 엔트로피 인코딩되거나 (예를 들어, 비디오 디코더 (30) 에 의해) 엔트로피 디코딩되는 블록을 지칭할 수도 있다. 예를 들어, 비디오 인코더 (20) 가 단일의 TU 를 생성하기 위해 현재의 블록과 예측 블록 사이의 차이로부터 야기되는 블록을 더 분할하지 않는 경우, 레지듀얼 블록은 TU 에 대응한다. 비디오 인코더 (20) 가 복수의 TU 들을 생성하기 위해 현재의 블록과 예측 블록 사이의 차이로부터 야기되는 블록을 분할하는 경우, 레지듀얼 블록은 복수의 TU 들 중 하나에 대응한다.
도 2 는 본 개시에 기술된 바와 같은 변환을 위한 기법들을 사용할 수도 있는 비디오 인코더 (20) 의 예를 도시하는 블록도이다. 비디오 인코더 (20) 는 다른 코딩 표준들에 대한 본 개시의 제한 없이 예시의 목적으로 HEVC 코딩의 콘텍스트에서 기술될 것이다.
비디오 인코더 (20) 는 비디오 슬라이스들 내의 비디오 블록들의 인트라 및 인터 코딩을 수행할 수도 있다. 인트라 코딩은 공간적 예측에 의존하여, 주어진 비디오 화상 내의 비디오에서 공간적 리던던시를 감소시키거나 또는 제거한다. 인터 코딩은 시간적 예측에 의존하여, 비디오 시퀀스의 인접한 화상들 내의 비디오에서 시간적 리던던시를 감소시키거나 또는 제거한다. 인트라 모드 (I 모드) 는 여러 공간 기반 압축 모드들 중 임의의 것을 지칭할 수도 있다. 단방향 예측 (P 모드) 또는 양방향 예측 (B 모드) 과 같은 인터 모드들은 수개의 시간 기반 압축 모드들 중 임의의 것을 지칭할 수도 있다.
도 2 의 예에서, 비디오 인코더 (20) 는 비디오 데이터 메모리 (38), 모드 선택 유닛 (40), 참조 화상 메모리 (64), 합산기 (50), 변환 프로세싱 유닛 (52), 양자화 유닛 (54), 및 엔트로피 코딩 유닛 (56) 을 포함한다. 모드 선택 유닛 (40) 은, 차례로, 모션 보상 유닛 (44), 모션 추정 유닛 (42), 인트라 예측 유닛 (46), 인트라-BC 유닛 (47) 및 파티션 유닛 (48) 을 포함한다. 비디오 블록 재구성을 위해, 비디오 인코더 (20) 는 또한 역양자화 유닛 (58), 역변환 유닛 (60), 합산기 (62), 및 필터링 유닛 (66) 을 포함한다.
비디오 데이터 메모리 (38) 는 비디오 인코더 (20) 의 컴포넌트들에 의해 인코딩될 비디오 데이터를 저장할 수도 있다. 비디오 데이터 메모리 (38) 에 저장된 비디오 데이터는, 예를 들어 비디오 소스 (18) 로부터 획득될 수도 있다. 참조 화상 메모리 (64) 는 예를 들어 인트라 코딩 모드 또는 인터 코딩 모드에서 비디오 인코더 (20) 에 의해 비디오 데이터를 인코딩하는데 사용하기 위한 참조 비디오 데이터를 저장하는 디코딩된 화상 버퍼로서 지칭될 수도 있다. 비디오 데이터 메모리 (38) 및 참조 화상 메모리 (64) 는 동기식 DRAM (SDRAM), 자기저항식 RAM (MRAM), 저항식 RAM (RRAM) 을 포함하는 동적 랜덤 액세스 메모리 (DRAM), 또는 다른 타입들의 메모리 디바이스들과 같은 임의의 다양한 메모리 디바이스들에 의해 형성될 수도 있다. 비디오 데이터 메모리 (38) 및 참조 화상 메모리 (64) 는 동일한 메모리 디바이스 또는 별개의 메모리 디바이스들에 의해 제공될 수도 있다. 여러 예들에서, 비디오 데이터 메모리 (38) 는 비디오 인코더 (20) 의 다른 컴포넌트들과 함께 온-칩일 수도 있거나, 그들 컴포넌트들에 대해 오프-칩일 수도 있다.
인코딩 프로세스 동안, 비디오 인코더 (20) 는 코딩될 비디오 화상 또는 슬라이스를 수신한다. 그 화상 또는 슬라이스는 다수의 비디오 블록들로 분할될 수도 있다. 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 은 시간적 압축을 제공하기 위해 하나 이상의 참조 화상들 내의 하나 이상의 블록들에 대해 수신된 비디오 블록의 인터 예측 코딩을 수행한다. 인트라 예측 유닛 (46) 은 대안적으로 공간적 압축을 제공하기 위해 코딩될 블록과 동일한 화상 또는 슬라이스 내의 하나 이상의 이웃 화소 값들에 대해 수신된 비디오 블록의 인트라 예측 코딩을 수행할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 는 예를 들어 비디오 데이터의 각 블록에 대한 적절한 코딩 모드를 선택하기 위해 다수의 코딩 패스들을 수행할 수도 있다.
게다가, 파티션 유닛 (48) 은 이전의 코딩 패스들에서의 이전의 파티셔닝 스킴들의 평가에 기초하여 비디오 데이터의 블록들을 서브 블록들로 파티셔닝할 수도 있다. 예를 들어, 파티션 유닛 (48) 은 초기에 화상 또는 슬라이스를 LCU들로 파티셔닝하고, 레이트 왜곡 분석 (예컨대, 레이트 왜곡 최적화) 에 기초하여 그 LCU들의 각각을 서브 CU들로 파티셔닝할 수도 있다. 모드 선택 유닛 (40) 은 LCU의 서브 CU들로의 파티셔닝을 나타내는 쿼드트리 데이터 구조를 추가로 생성할 수도 있다. 쿼드트리의 리프 노드 CU들은 하나 이상의 PU들과 하나 이상의 TU들을 포함할 수도 있다.
모드 선택 유닛 (40) 은 예를 들어 에러 결과들에 기초하여 코딩 모드들 중 하나, 인트라 또는 인터를 선택할 수도 있고, 참조 화상으로서 사용을 위해 인코딩된 블록을 재구성하기 위해 합산기 (62) 로 그리고 레지듀얼 블록 데이터를 생성하기 위해 합산기 (50) 로 결과의 인트라 또는 인터 코딩된 블록을 제공한다. 모드 선택 유닛 (40) 은 또한 엔트로피 코딩 유닛 (56) 으로 모션 벡터들, 인트라 모드 표시자들, 파티션 정보, 및 다른 그러한 신택스 정보와 같은 신택스 엘리먼트들을 제공한다.
모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 은 고도로 집적될 수도 있지만, 개념적 목적으로 별개로 도시된다. 모션 추정 유닛 (42) 에 의해 수행되는 모션 추정은 비디오 블록들에 대한 모션을 추정하는 모션 벡터들을 생성하는 프로세스이다. 모션 벡터는, 예를 들어, 현재의 화상 (또는 다른 코딩된 유닛) 내에서 코딩되고 있는 현재의 블록에 대해 참조 화상 (또는 다른 코딩된 유닛) 내의 예측 블록에 대한 현재 비디오 화상 내의 비디오 블록의 PU의 변위 (displacement) 를 나타낼 수도 있다.
예측 블록은 절대 차이의 합 (SAD), 제곱 차이의 합 (SSD), 또는 다른 차이 메트릭들에 의해 결정될 수도 있는, 화소 차이의 관점에서 코딩될 비디오 블록과 밀접하게 매칭하는 것으로 발견되는 블록이다. 몇몇 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 참조 화상 메모리 (64) 에 저장된 참조 화상들의 서브 정수 (sub-integer) 화소 위치들에 대한 값들을 계산할 수도 있다. 예를 들어, 비디오 인코더 (20) 는 참조 화상의 1/4 화소 위치들, 1/8 화소 위치들, 또는 다른 분수 화소 위치들의 값들을 보간할 수도 있다. 그러므로, 모션 추정 유닛 (42) 은 풀 (full) 화소 위치들 및 분수 화소 위치들에 대한 모션 검색을 수행하여 분수 화소 정밀도를 갖는 모션 벡터를 출력할 수도 있다.
모션 추정 유닛 (42) 은 PU의 위치와 참조 화상의 예측 블록의 위치를 비교함으로써 인터 코딩된 슬라이스에서의 비디오 블록의 PU에 대한 모션 벡터를 계산한다. 참조 화상은 참조 화상 메모리 (64) 에 저장된 하나 이상의 참조 화상들을 각각 식별하는 제 1 참조 화상 리스트 (List 0) 또는 제 2 참조 화상 리스트 (List 1) 로부터 선택될 수도 있다. 모션 추정 유닛 (42) 은 계산된 모션 벡터를 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 과 모션 보상 유닛 (44) 으로 전송한다.
모션 보상 유닛 (44) 에 의해 수행되는 모션 보상은 모션 추정 유닛 (42) 에 의해 결정된 모션 벡터에 기초하여 예측 블록을 페치하는 것 또는 생성하는 것을 수반할 수도 있다. 다시, 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 은 일부 예들에서 기능적으로 통합될 수도 있다. 현재 비디오 블록의 PU에 대한 모션 벡터를 수신 시, 모션 보상 유닛 (44) 은 참조 화상 리스트들 중 하나에서 모션 벡터가 가리키는 예측 블록을 로케이팅할 수도 있다. 합산기 (50) 는 이하에서 논의되는 바와 같이, 코딩되고 있는 현재 비디오 블록의 화소 값들로부터 예측 블록의 화소 값들을 감산하여 화소 차이 값들을 형성함으로써 예측 레지듀얼 비디오 블록을 형성한다. 대체로, 모션 추정 유닛 (42) 은 루마 성분들에 관하여 모션 추정을 수행하고, 모션 보상 유닛 (44) 은 크로마 성분들 및 루마 성분들 양쪽 모두에 대해 루마 성분들에 기초하여 계산된 모션 벡터들을 사용한다. 모드 선택 유닛 (40) 은 또한 비디오 슬라이스의 비디오 블록들을 디코딩하는데 있어서 비디오 디코더 (30) 에 의한 사용을 위해 비디오 블록들 및 비디오 슬라이스와 연관된 신택스 엘리먼트들을 생성할 수도 있다.
인트라 예측 유닛 (46) 은 위에서 설명된 바와 같이, 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 에 의해 수행된 인터 예측에 대한 대안으로서 현재 블록을 인트라 예측할 수도 있다. 특히, 인트라 예측 유닛 (46) 은 현재의 블록을 인코딩하는데 사용하기 위한 인트라 예측 모드를 결정할 수도 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측 유닛 (46) 은 예컨대, 개별 인코딩 패스들 동안에 다양한 인트라 예측 모드들을 사용하여 현재 블록을 인코딩할 수도 있고, 인트라 예측 유닛 (46) (또는 몇몇 예들에서, 모드 선택 유닛 (40)) 은 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측 모드를 선택할 수도 있다.
예를 들어, 인트라 예측 유닛 (46) 은 다양한 테스트된 인트라 예측 모드들에 대한 레이트 왜곡 분석을 사용하여 레이트 왜곡 값들을 계산할 수도 있고, 테스트된 모드들 중에서 최선의 레이트 왜곡 특성들을 갖는 인트라 예측 모드를 선택할 수도 있다. 레이트 왜곡 분석은 일반적으로, 인코딩된 블록과 인코딩된 블록을 생성하기 위해 인코딩되었던 오리지날, 인코딩되지 않은 블록 사이의 왜곡 (또는 에러) 의 양 뿐만아니라 인코딩된 블록을 생성하는데 사용된 비트레이트 (다시 말하면, 비트들의 수) 를 결정한다. 인트라 예측 유닛 (46) 은 여러 인코딩된 블록들에 대한 왜곡들 및 레이트들로부터 비율들을 계산하여 어떤 인트라 예측 모드가 그 블록에 대한 최선의 레이트 왜곡 값을 나타내는지를 결정할 수도 있다.
비디오 인코더 (20) 는 코딩되고 있는 오리지날 비디오 블록으로부터 모드 선택 유닛 (40) 으로부터의 예측 데이터를 감산함으로써 예측 레지듀얼 비디오 블록을 형성한다. 합산기 (50) 는 이러한 감산 동작을 수행하는 컴포넌트 또는 컴포넌트들을 나타낸다. RDPCM 에서, 예측 레지듀얼 블록은 이하에 기술된 바와 같이 변환 프로세싱 유닛 (52) 을 스킵하고 양자화 유닛 (54) 에 의해 양자화될 수도 있다. 결과의 양자화된 레지듀 차이들은 그 후 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 에 의해 엔트로피 인코딩된다.
변환 프로세싱 유닛 (52) 은 예측 레지듀얼 블록에 이산 코사인 변환 (DCT) 또는 개념적으로 유사한 변환과 같은 변환을 적용하여, 레지듀얼 변환 계수 값들을 포함하는 비디오 블록을 생성한다. 변환 프로세싱 유닛 (52) 은 DCT 와 개념적으로 유사한 다른 변환들을 수행할 수도 있다. 웨이블릿 변환들, 정수 변환들, 서브 밴드 변환들 또는 다른 유형들의 변환들이 또한 이용될 수 있다. 어느 경우든지, 변환 프로세싱 유닛 (52) 은 레지듀얼 블록에 변환을 적용하여 레지듀얼 변환 계수들의 블록을 생성한다. 변환은 레지듀얼 정보를 화소값 도메인으로부터 변환 도메인, 이를테면 주파수 도메인으로 변환할 수도 있다.
변환 프로세싱 유닛 (54) 은 결과적인 변환 계수들을 양자화 유닛 (54) 에 전송할 수도 있다. 양자화 유닛 (54) 은 비트 레이트를 더욱 감소시키기 위해 변환 계수들을 양자화한다. 양자화 프로세스는 변환 계수들의 일부 또는 전부와 연관된 비트 깊이를 감소시킬 수도 있다. 양자화의 정도는 양자화 파라미터를 조정함으로써 변경될 수도 있다. 일부 예들에서, 양자화 유닛 (54) 은 그 후 양자화된 변환 계수들을 포함하는 행렬의 스캔을 수행할 수도 있다. 대안적으로, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 이 그 스캔을 수행할 수도 있다.
양자화에 후속하여, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 양자화된 변환 계수들을, 또는 RDPCM 의 경우에는 양자화된 레지듀 차이들을 엔트로피 코딩한다. 예를 들어, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 콘텍스트 적응형 가변 길이 코딩 (CAVLC), 콘텍스트 적응형 이진 산술 코딩 (CABAC), 신택스-기반 콘텍스트 적응형 이진 산술 코딩 (SBAC), 확률 구간 파티셔닝 엔트로피 (PIPE) 코딩, 또는 다른 엔트로피 인코딩 기법을 수행할 수도 있다. 콘텍스트 기반 엔트로피 코딩의 경우에, 콘텍스트는 이웃하는 블록들에 기초할 수도 있다. 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 에 의한 엔트로피 코딩에 후속하여, 인코딩된 비트스트림은 다른 디바이스 (예를 들어, 비디오 디코더 (30)) 로 송신되거나 나중의 송신 또는 취출을 위해 아카이브될 수도 있다.
역양자화 유닛 (58) 및 역변환 유닛 (60) 은, 예를 들어 참조 블록으로서 나중의 사용을 위해 화소 도메인에서 레지듀얼 블록을 재구성하기 위해 각각 역양자화 및 역변환을 적용한다.
모션 보상 유닛 (44) 은 참조 화상 메모리 (64) 의 화상들 중 하나의 예측 블록에 레지듀얼 블록을 가산함으로써 참조 블록을 계산할 수도 있다. 모션 보상 유닛 (44) 은 또한 모션 추정에서의 사용을 위해 서브-정수 화소 값들을 계산하기 위해 재구성된 레지듀얼 블록에 하나 이상의 보간 필터들을 적용할 수도 있다. 합산기 (62) 는 참조 화상 메모리 (64) 에의 저장을 위해 재구성된 비디오 블록을 생성하기 위해 모션 보상 유닛 (44) 에 의해 생성된 모션 보상된 예측 블록에 재구성된 레지듀얼 블록을 가산한다. 재구성된 비디오 블록은 후속하는 비디오 화상에서의 블록을 인터 코딩하기 위해 참조 블록으로서 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 에 의해 사용될 수도 있다.
필터링 유닛 (66) 은 다양한 필터링 프로세스들을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 필터링 유닛 (66) 은 디블로깅을 수행할 수도 있다. 즉, 필터링 유닛 (66) 은 재구성된 비디오의 슬라이스 또는 프레임을 형성하는 복수의 재구성된 비디오 블록들을 수신하고 슬랄이스 또는 프레임으로부터 블록키니스 아티팩트들을 제거하기 위해 블록 경계들을 필터링할 수도 있다. 하나의 예에서, 필터링 유닛 (66) 은 비디오 블록의 소위 "경계 강도 (boundary strength)" 를 평가한다. 비디오 블록의 경계 강도에 기초하여, 비디오 블록의 에지 화소들은 하나의 비디오 블록으로부터의 천이가 뷰어가 감지하기 더 어렵도록 인접한 비디오 블록의 에지 화소들에 대해 필터링될 수도 있다.
도 2 의 예는 일반적으로 손실 코딩을 수행하는 비디오 인코더로서 비디오 인코더 (20) 를 도시하지만, 본 개시의 기법들은 또한 무손실 비디오 코딩에 적용될 수도 있다. 일부 예들에서, 무손실 코딩은 변환들 및 양자화를 제거한다. 다른 예들에서, 무손실 코딩은 변환들을 수행하고 양자화 프로세스만을 제거한다. 여전히 다른 예들에서, 무손실 코딩은 변환들 및 양자화의 사용으로 구현될 수도 있지만, 양자화 파라미터는 임의의 양자화 데이터 손실을 피하도록 선택될 수도 있다. 이들 및 다른 예들은 본 개시의 범위 내에 있다. 그러한 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 변환 스킵핑, 양자화 스킵핑, 또는 다른 무손실 코딩 기법들을 수행하는 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
본 개시에 기술된 기법들의 여러 양태들에 따르면, 비디오 인코더 (20) 는 화상의 현재의 블록과 예측 블록 사이의 차이에 기초하여 그 화상의 현재의 블록에 대한 레지듀얼 블록을 생성할 수도 있다. 예를 들어, 인트라-BC 유닛 (47) 은 (예를 들어, 도 4 에 대해 도시되고 기술된 바와 같이) 레지듀얼 블록을 생성하기 위해 인트라-BC 프로세스를 적용할 수도 있다.
일부 예들에서, 레지듀얼 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 는 변환이 스킵되는 (변환-스킵핑) 변환 블록들에 대한 손실 코딩으로 연장될 수도 있다. 따라서 합산기 (50) 는 일부 예들에서 양자화 유닛 (54) 로 레지듀얼 블록들을 전송할 수도 있다. 대안적으로, 변환 프로세싱 유닛 (52) 은 소정의 레지듀얼 블록이 변환되지 않아야 한다는 것을 나타내는 데이터를 (예를 들어, 모드 선택 유닛 (40) 으로부터) 수신하도록 구성될 수도 있다. 그러한 데이터에 응답하여, 변환 프로세싱 유닛 (52) 은 양자화 유닛 (54) 으로 (변환을 수행하지 않고) 레지듀얼 블록을 제공할 수도 있다. 하나의 예에서, 손실 RDPCM 가, 임의의 명시적인 시그널링 없이, 수평 또는 수직 인트라 예측 모드와 함께 인트라 코딩된 블록들에만 적용되어 상당한 BD-레이트 이득들을 야기한다.
하나의 예에서, 인트라-BC 유닛 (47) 이 RDPCM 을 적용한다. 비디오 인코더 (20) 는 그 후 예를 들어 양자화 유닛 (54) 을 사용하여 변경된 예측된 레지듀얼 블록을 양자화하고, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 을 사용하여 그 양자화된 값들을 엔트로피 코딩함으로써 변경된 예측된 레지듀얼 블록을 인코딩한다.
다수의 상이한 양태들 및 예들의 기법들이 본 개시에 기술되지만, 그 기법들의 여러 양태들 및 예들은 함께 또는 서로로부터 별개로 수행될 수도 있다. 즉, 그 기법들은 상술된 여러 양태들 및 예들에 엄격하게 제한되는 것이 아니라, 조합으로 사용되거나 함께 및/또는 별개로 수행될 수도 있다. 또한, 소정의 기법들이 (인트라-BC 유닛 (47), 모션 보상 유닛 (44), 또는 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 과 같은) 비디오 인코더 (20) 의 소정의 유닛들로 돌려질 수도 있지만, 비디오 인코더 (20) 의 하나 이상의 다른 유닛들이 또한 그러한 기법들을 수행하는 것을 담당할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 3 은 본 개시에 기술된 바와 같은 변환을 위한 기법들을 구현할 수도 있는 비디오 디코더 (30) 의 예를 도시하는 블록도이다. 다시, 비디오 디코더 (30) 는 다른 코딩 표준들에 대한 본 개시의 제한 없이 예시의 목적으로 HEVC 코딩의 콘텍스트에서 기술될 것이다.
도 3 의 예에서, 비디오 디코더 (30) 는 비디오 데이터 메모리 (68), 엔트로피 디코딩 유닛 (70), 모션 보상 유닛 (72), 인트라 예측 유닛 (74), 인트라-BC 유닛 (75), 역양자화 유닛 (76), 역변환 유닛 (78), 참조 화상 메모리 (82), 합산기 (80), 및 필터링 유닛 (84) 을 포함한다.
비디오 데이터 메모리 (68) 는 비디오 디코더 (30) 의 컴포넌트들에 의해 디코딩될, 인코딩된 비디오 비트스트림과 같은 비디오 데이터를 저장할 수도 있다. 비디오 데이터 메모리 (68) 에 저장된 비디오 데이터는, 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체 (16) 로부터, 예를 들어 카메라와 같은 로컬 비디오 소스로부터, 비디오 데이터의 유선 또는 무선 네트워크 통신으로부터, 또는 물리적 데이터 저장 매체들에 액세스함으로써 획득될 수도 있다. 비디오 데이터 메모리 (68) 는 인코딩된 비디오 비트스트림으로부터의 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는 코딩된 화상 버퍼 (CPB) 를 형성할 수도 있다. 참조 화상 메모리 (82) 는 예를 들어 인트라 코딩 모드 또는 인터 코딩 모드에서 비디오 디코더 (30) 에 의해 비디오 데이터를 디코딩하는데 사용하기 위한 참조 비디오 데이터를 저장하는 디코딩된 화상 버퍼로서 지칭될 수도 있다. 비디오 데이터 메모리 (68) 및 참조 화상 메모리 (82) 는 동기식 DRAM (SDRAM), 자기저항식 RAM (MRAM), 저항식 RAM (RRAM) 을 포함하는 동적 랜덤 액세스 메모리 (DRAM), 또는 다른 타입들의 메모리 디바이스들과 같은 임의의 다양한 메모리 디바이스들에 의해 형성될 수도 있다. 비디오 데이터 메모리 (68) 및 참조 화상 메모리 (82) 는 동일한 메모리 디바이스 또는 별개의 메모리 디바이스들에 의해 제공될 수도 있다. 여러 예들에서, 비디오 데이터 메모리 (68) 는 비디오 디코더 (30) 의 다른 컴포넌트들과 함께 온-칩일 수도 있거나, 그들 컴포넌트들에 대해 오프-칩일 수도 있다.
디코딩 프로세스 동안, 비디오 디코더 (30) 는 비디오 인코더 (20) 로부터 인코딩된 비디오 슬라이스의 비디오 블록들 및 연관된 신택스 엘리먼트들을 표현하는 인코딩된 비디오 비트스트림을 수신한다. 비디오 디코더 (30) 의 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 은 비트스트림을 엔트로피 디코딩하여 양자화된 계수들, 모션 벡터들 또는 인트라 예측 모드 표시자들, 및 다른 신택스 엘리먼트들을 생성한다. 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 은 모션 보상 유닛 (72) 으로 모션 벡터들 및 다른 신택스 엘리먼트들을 포워딩한다. 비디오 디코더 (30) 는 비디오 슬라이스 레벨 및/또는 비디오 블록 레벨에서 신택스 엘리먼트들을 수신할 수도 있다.
비디오 슬라이스가 인트라 코딩된 (I) 슬라이스로서 코딩되는 경우, 인트라 예측 유닛 (74) 은 시그널링된 인트라 예측 모드 및 현재의 화상의 이전에 디코딩된 블록들로부터의 데이터에 기초하여 현재의 비디오 슬라이스의 비디오 블록에 대한 예측 데이터를 생성할 수도 있다. 비디오 화상이 인터 코딩된 (즉, B, P 또는 GPB) 슬라이스로서 코딩되는 경우, 모션 보상 유닛 (72) 은 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 으로부터 수신된 모션 벡터들 및 다른 신택스 엘리먼트들에 기초하여 현재의 비디오 슬라이스의 비디오 블록에 대한 예측 블록들을 생성한다. 그 예측 블록들은 참조 화상 리스트들 중 하나 내의 참조 화상들 중 하나로부터 생성될 수도 있다. 비디오 디코더 (30) 는 참조 화상 메모리 (82) 에 저장된 참조 화상들에 기초하여 디폴트 구성 (construction) 기법들을 사용하여 참조 화상 리스트들 (List0 및 List1) 을 구성할 수도 있다.
모션 보상 유닛 (72) 은 모션 벡터들 및 다른 신택스 엘리먼트들을 파싱함으로써 현재의 비디오 슬라이스의 비디오 블록에 대한 예측 정보를 결정하고, 디코딩되고 있는 현재의 비디오 블록에 대한 예측 블록들을 생성하기 위해 그 예측 정보를 사용한다. 예를 들어, 모션 보상 유닛 (72) 은 비디오 슬라이스의 비디오 블록들을 코딩하는데 사용되는 예측 모드 (예를 들어, 인트라 또는 인터 예측), 인터 예측 슬라이스 타입 (예를 들어, B 슬라이스, P 슬라이스, 또는 GPB 슬라이스), 슬라이스에 대한 참조 화상 리스트들의 하나 이상에 대한 구성 정보, 슬라이스의 각각의 인터 인코딩된 비디오 블록에 대한 모션 벡터들, 슬라이스의 각각의 인터 코딩된 비디오 블록에 대한 인터 예측 상태, 및 현재의 비디오 슬라이스 내의 비디오 블록들을 디코딩하기 위한 다른 정보를 결정하기 위해 수신된 신택스 엘리먼트들의 일부를 사용한다.
모션 보상 유닛 (72) 은 또한 보간 필터들에 기초하여 보간을 수행할 수도 있다. 모션 보상 유닛 (72) 은 참조 블록들의 서브-정수 화소들에 대한 보간된 값들을 계산하기 위해 비디오 블록들의 인코딩 동안 비디오 인코더 (20) 에 의해 사용된 바와 같은 보간 필터들을 사용할 수도 있다. 이러한 경우에, 모션 보상 유닛 (72) 은 수신된 신택스 엘리먼트들로부터 비디오 인코더 (20) 에 의해 사용된 보간 필터들을 결정하고 예측 블록들을 생성하기 위해 그 보간 필터들을 사용할 수도 있다.
역양자화 유닛 (76) 은 비트스트림에서 제공되고 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 에 의해 디코딩된 양자화된 변환 계수들을 역양자화, 즉 탈양자화한다. RDPCM 의 경우, 역양자화 유닛 (76) 은 비트스트림에서 제공되고 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 에 의해 디코딩된 양자화된 레지듀 차이들을 역양자화, 즉 탈양자화한다. 역양자화 프로세스는 양자화의 정도, 및 마찬가지로 적용되어야 하는 역양자화의 정도를 결정하기 위해 비디오 슬라이스 내의 각 비디오 블록에 대해 비디오 디코더 (30) 에 의해 계산된 양자화 파라미터 QPY 의 사용을 포함할 수도 있다. 역양자화 유닛 (76) 이 변환 계수들을 역양자화하는 경우, 역양자화 유닛 (76) 은 역변환 유닛 (78) 으로 변환 계수들을 제공한다. 대안적으로, 역양자화 유닛 (76) 이 레지듀얼 값들을 역양자화하는 경우, 역양자화 유닛 (76) 은 합산기 (80) 로 레지듀얼 값들을 제공하여, 역변환 유닛 (78) 을 바이패스할 수도 있다. 다른 예들에서, 역변환 유닛 (78) 은 역변환을 수행하지 않고 합산기 (80) 로 직접 역양자화 유닛 (76) 으로부터 수신된 레지듀얼 값들을 전달하도록 구성된다. 비디오 디코더 (30) 는, 예를 들어, 레지듀얼 데이터가 수평 또는 수직 인트라 모드를 사용하는 인트라 예측된 PU 에 대응하는 경우, 소정의 타입들의 레지듀얼 데이터가 역변화되지 않아야 한다고 암시적으로 결정하도록 구성될 수도 있다.
역변환 유닛 (78) 은 화소 도메인에서 레지듀얼 블록들을 생성하기 위해 변환 계수들에 역변환, 예를 들어 역 DCT, 역 정수 변환, 또는 개념적으로 유사한 역변환 프로세스를 적용한다. 비디오 디코더 (30) 는 역변환 유닛 (78) 으로부터의 레지듀얼 블록들을 모션 보상 유닛 (72) 에 의해 생성된 대응하는 예측 블록들과 합산함으로써 디코딩된 비디오 블록을 형성한다. 합산기 (80) 는 이러한 합산 동작을 수행하는 컴포넌트 또는 컴포넌트들을 나타낸다.
필터링 유닛 (84) 은, 일부 예들에서, 비디오 인코더 (20) (도 2) 의 필터링 유닛 (66) 과 유사하게 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터링 유닛 (84) 은 인코딩된 비트스트림으로부터 비디오 데이터를 디코딩 및 재구성할 때 디블록킹, SAO, 또는 다른 필터링 동작들을 수행하도록 구성될 수도 있다.
다시, 도 2 에 대해 상술된 바와 같이, 도 3 의 예는 일반적으로 손실 코딩을 수행하기 위한 비디오 디코더로서 비디오 디코더 (30) 를 도시하지만, 본 개시의 기법들은 또한 무손실 비디오 코딩에 적용될 수도 있다. 일부 예들에서, 무손실 코딩은 변환들 및 양자화를 제거한다. 다른 예들에서, 무손실 코딩은 변환들을 수행하고 양자화 프로세스만을 제거한다. 여전히 다른 예들에서, 무손실 코딩은 변환들 및 양자화의 사용과 함께 구현될 수도 있지만, 양자화 파라미터는 임의의 양자화 데이터 손실을 피하도록 선택될 수도 있다. 이들 및 다른 예들은 본 개시의 범위 내에 있다. 그러한 예들에서, 비디오 디코더 (30) 는 변환 스킵핑, 양자화 스킵핑, 또는 다른 무손실 코딩 기법들 중 하나 이상을 수행하는 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
일부 예들에서, 비디오 디코더 (30) 는 위에서 비디오 인코더 (20) 에 대해 기술된 기법들 중 하나 이상을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 비디오 디코더 (30) 는 양자화된 레지듀 차이들을 결정하기 위해 RDPCM 프로세스를 적용하기 위한 본 개시의 기법들을 수행할 수도 있다. 양자화된 레지듀 차이들은 재구성된 예측 레지듀들을 형성하기 위해 사용되고, 그 후 재구성된 예측 레지듀들은 재구성된 샘플 값들을 생성하기 위해 오리지날 예측 값들에 가산된다. 일부 예들에서, 비디오 디코더 (30) 는 인코딩된 비트스트림으로부터 하나 이상의 신택스 엘리먼트들을 획득하고, 그러한 신택스 엘리먼트들에 기초하여 본 개시의 기법들을 수행할 수도 있다.
그 기법들의 다수의 상이한 양태들 및 예들이 본 개시에서 기술되지만, 그 기법들의 여러 양태들 및 예들은 함께 또는 서로로부터 별개로 수행될 수도 있다. 즉, 그 기법들은 상술된 여러 양태들 및 예들에 엄격하게 제한되지 않아야 하고, 조합으로 사용되거나 함께 및/또는 별개로 수행될 수도 있다. 또한, 소정의 기법들이 비디오 디코더 (30) 의 소정의 유닛들로 돌려질 수도 있지만, 비디오 디코더 (30) 의 하나 이상의 다른 유닛들이 또한 그러한 기법들을 수행하는 것을 담당할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
RDPCM 을 갖는 손실 코딩
HEVC 에서, 예측 후에, 레지듀는 오리지날 신호들로부터 예측자를 감산함으로써 획득된다. RDPCM 을 사용하는 손실 코딩에서, 공간 레지듀 신호들은 화소 단위로 양자화 및 예측되고, 변환은 적용되지 않는다. 2 가지 타입의 RDPCM 이 존재한다: 수직 RDPCM 및 수평 RDPCM.
도 4a 및 도 4b 는 RDPCM 기법들의 예들을 도시하는 다이어그램들이다. 수직 RDPCM 의 경우, 상측 행 화소가 그것의 열에서의 각 화소에 대한 현재의 화소를 예측하기 위해 사용된다. 수평 RDPCM 의 경우, 좌측 열 화소가 그것의 행에서의 각 화소에 대한 현재의 화소를 예측하기 위해 사용된다.
예를 들어, 사이즈 M (행들)×N (열들) 의 레지듀 블록을 고려하라. rij, 0≤i≤(M-1), 0≤j≤(N-1) 가 레지듀 (예를 들어, 인터, 인트라 또는 인트라-BC 예측을 수행한 후의 예측 레지듀얼) 이도록 한다. 레지듀 블록은 비디오 블록의 임의의 컴포넌트 (예를 들어, (RGB 코딩에서) 루마 컴포넌트, 크로마 컴포넌트, 적색 컴포넌트, 녹색 컴포넌트, 청색 컴포넌트 등) 를 표현할 수도 있다.
레지듀얼 DPCM 에서, 엘리먼트들 Δri,j 을 갖는 변경된 M×N 어레이 Δr 가 다음과 같이 무손실 수직 레지듀얼 DPCM 에 대해:
Figure pct00001
또는 무손실 수평 RDPCM 에 대해:
Figure pct00002
로 획득되도록 레지듀얼 샘플들에 예측이 적용된다.
비디오 인코더 (20) 는 RDPCM 모드가 사용되는 경우 인코딩된 비트스트림에서 오리지날 레지듀 ri,j 대신에 레지듀 차이 Δri,j 를 시그널링한다. 여기에 기술된 바와 같이, 레지듀 차이들은 본질적으로 레지듀 차이가 레지듀 신호로부터 레지듀 예측자를 감산함으로써 생성되기 때문에 인접한 레지듀 신호들과 관련된다.
RDPCM 프로세스는 무손실 및 손실 케이스들 양자 모두에서 적용될 수 있다. 즉, 비디오 인코더 (20) 는 양자화가 수행되는지 (예를 들어 손실 케이스) 또는 양자화가 스킵되는지 (예를 들어, 무손실 케이스) 여부에 관계없이 동일한 RDPCM 프로세스를 적용할 수도 있다. 일부 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 변환이 스킵되는 이들 TU 들에 대해서만 손실 케이스로 RDPCM 을 확장할 수도 있다. 특히, 손실 RDPCM-vertical 의 경우, 양자화된 레지듀 차이 Δrq(i,j) 는 다음과 같이 획득되며,
Figure pct00003
여기서,
Figure pct00004
은 재구성된 예측 레지듀, 예측 레지듀얼 값들 r 의 재구성된 버전이며,
Figure pct00005
이고, 또는 RDPCM-horizontal 의 경우:
Figure pct00006
이고, 여기서
Figure pct00007
은 예측 레지듀얼 값들 r 의 재구성된 버전이며,
Figure pct00008
이다.
Figure pct00009
및
Figure pct00010
-1 은 각각 순방향 및 역방향 양자화를 나타내고, 변수 Q 는 스텝 사이즈를 나태는 반면, 위에서 언급된 Q(.) 는 양자화의 프로세스를 나타낸다.
전통적인 데드-존 플러스 균일 임계값 스칼라 양자화 방법은 주파수 도메인에 있는 변환 계수 신호들을 위해 설계된다. RDPCM 에서, 그러나, 양자화는 꽤 상이한 통계적 특징들을 갖는 공간 신호들 (즉, 화소/공간 도메인에서의 샘플들) 에 적용된다. 따라서, 전통적인 데드-존 플러스 균일 임계값 스칼라 양자화는 RDPCM 신호들을 코딩하는데 효율적이지 않을 수도 있다. 그래서, 본 개시에 따른 하나의 예시의 RDPCM 접근법에서, 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 는 대응하는 양자화된 값 ΔXq 을 획득하기 위해 도시된 바와 같이 각각의 공간 신호 X 에 균일한 양자화를 적용함으로써 예측 레지듀얼 블록에서의 각 엘리먼트에 대한 양자화된 레지듀 차이를 결정하며:
ΔXq = floor ((X + α
Figure pct00011
)/
Figure pct00012
)
여기서 Q 는 양자화 스텝 사이즈이고, α 는 라운딩 오프셋이다. 양자화된 레지듀얼 블록은 그 후 엔트로피 인코딩된다.
디코더에서, 엔트로피 인코딩된 양자화된 레지듀 차이 블록은 Δrq(i,j) 를 획득하기 위해 엔트로피 디코딩되고, 재구성된 예측 레지듀
Figure pct00013
는 상술된 바와 같이 획득된다.
하나의 예시의 실시형태에서, 인코더 (20) 는 예측 레지듀얼 블록에서의 모든 레지듀얼 값들 r(i,j) 에 균일한 양자화를 적용한다. 하나의 그러한 예에서, α = Q/2 이다. 하나의 예에서, Q 는 레지듀얼 블록에 걸쳐 일정하다.
다른 예시의 RDPCM 접근법에서, 상이한 양자화 스텝 사이즈들이 예측 레지듀얼 블록에서 상이한 화소 로케이션들에 적용된다. 일부 그러한 예들에서, 양자화 스텝들의 하나의 세트는 인코더 (20) 가 수직 RDPCM 모드에 있는 경우 사용되는 반면, 양자화 스텝들의 다른 세트는 인코더 (20) 가 수평 RDPCM 모드에 있는 경우 사용된다. 대안적으로, 양자화 스텝들의 하나의 세트는 인터 프레임 모드에서 사용될 수도 있는 반면, 다른 것은 인트라 프레임 모드를 위해 사용된다.
또 다른 예시의 RDPCM 접근법에서, 상이한 양자화 라운딩 오프셋들이 레지듀 블록에서의 상이한 화소 로케이션들에 적용된다. 일부 그러한 예들에서, 라운딩 오프셋들의 하나의 세트는 인코더 (20) 가 수직 RDPCM 모드에 있는 경우 사용되는 반면, 라운딩 오프셋들의 다른 세트는 인코더 (20) 가 수평 RDPCM 모드에 있는 경우 사용된다. 대안적으로, 라운딩 오프셋들의 하나의 세트는 인터 프레임 모드에서 사용될 수도 있는 반면, 다른 것은 인트라 프레임 모드를 위해 사용된다.
균일한 양자화가 먼저 기술될 것이다. 다음의 예들에서, 양자화는 화소들의 4x4 블록의 콘텍스트에서 기술된다. 양자화 후에, 16 개의 레지듀 화소들은 Δrq(i,j) 로서 표시되며, i, j = 0, 1, 2, 3 이다.
하나의 균일한 양자화 예에서, 인코딩/디코딩 디바이스는 α = 1/2 을 갖는 RDPCM 모드를 위해 균일한 양자화를 사용하며, 여기서 α 는 라운딩 오프셋이다. 그리고, 따라서 라운딩 오프셋은 αQ = Q/2 이며, 여기서 Q 는 양자화 스텝이다. 구체적으로는, 현재의 블록이 RDPCM 모드들을 사용하는 경우, 다음의 균일한 양자화가 양자화 스텝 사이즈 Q 로 공간 신호들 X 에 적용되고, 대응하는 양자화된 레지듀얼 값 Δrq(i,j) 은 상술된 바와 같이, 그러나 형태:
ΔXq = floor ((X + α
Figure pct00014
)/
Figure pct00015
) 여기서 α 는 1/2
의 양자화로써 수평 또는 수직 RDPCM 을 사용하여 획득된다.
다른 예에서, 수직 RDPCM 모드에서, 양자화 스텝 사이즈 QStep0 = 14 가 제 1 행 화소 로케이션들 X0,0, X0,1, X0,2, X0,3 에 적용된다. 그리고 상대적으로 더 큰 QStep1 = 15 가 제 2 행 화소 로케이션들, X1,0, X1,1, X1,2, X1,3 에 적용된다. 그리고 QStep2 = 16 이 제 3 행 화소 로케이션들 X2,0, X2,1, X2,2, X2,3 에 적용된다. 그리고, QStep3 = 17 이 제 4 행 화소 로케이션들 X3,0, X3,1, X3,2, X3,3 에 적용된다.
일부 예들에서, 양자화 스텝 값들은 세트들로 저장된다. 일부 그러한 예들에서, 양자화 스텝 값들의 하나의 세트는 수직 RDPCM 모드에서 사용되는 반면, 양자화 스텝들의 다른 세트는 수평 RDPCM 모드에서 사용된다. 다른 그러한 예들에서, 양자화 스텝 값들의 하나의 세트는 인터 프레임 모드에서 사용되는 반면, 양자화 스텝 값들의 다른 세트는 인트라 프레임 모드에서 사용된다.
또 다른 예에서, 수직 RDPCM 모드에서, 양자화 오프셋 α0 = 1/4 이 제 1 행 화소 로케이션들 X0,0, X0,1, X0,2, X0,3 에 적용된다. 그리고 상대적으로 더 큰 α1 = 1/5 이 제 2 행 화소 로케이션들, X1,0, X1,1, X1,2, X1,3 에 적용된다. 그리고 α2 = 1/6 이 제 3 행 화소 로케이션들 X2,0, X2,1, X2,2, X2,3 에 적용된다. 그리고, α3 = 1/7 이 제 4 행 화소 로케이션들 X3,0, X3,1, X3,2, X3,3 에 적용된다.
일부 예들에서, 양자화 오프셋들은 세트들로 저장된다. 일부 그러한 예들에서, 양자화 오프셋들의 하나의 세트는 수직 RDPCM 모드에서 사용되는 반면, 양자화 오프셋들의 다른 세트는 수평 RDPCM 모드에서 사용된다. 다른 그러한 예들에서, 양자화 오프셋들의 하나의 세트는 인터 프레임 모드에서 사용되는 반면, 양자화 오프셋들의 다른 세트는 인트라 프레임 모드에서 사용된다.
도 5 는 본 개시에 기술된 기법들을 수행함에 있어서, 도 2 의 예에서 도시된 비디오 인코더 (20) 또는 도 3 의 예에서 도시된 디코더 (30) 와 같은 코딩 디바이스의 예시적인 동작을 도시하는 플로우챠트이다. 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 에 대해 기술되지만, 도 5 의 기법들은 다양한 다른 프로세싱 능력들을 갖는 다양한 다른 디바이스들에 의해 수행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 5 의 예에서, 디바이스는 92 에서 양자화된 레지듀 차이들의 블록을 생성한다. 디코더 (30) 와 같은 디코더의 경우, 그 생성하는 것은 인코딩된 비트스트림을 엔트로피 디코딩하는 것을 포함한다. 인코더 (2) 와 같은 인코더의 경우, 그 생성하는 것은 예측 레지듀얼 블록에 균일한 양자화 RDPCM 방법을 적용하는 것을 포함한다. 하나의 예에서, 균일한 양자화는 양자화 스텝 사이즈 Q 로써 공간 신호들 X 에 적용되고, 대응하는 양자화된 레지듀얼 값 Δrq(i,j) 은 상술된 바와 같이, 그러나 형태:
ΔXq = floor ((X + α
Figure pct00016
)/
Figure pct00017
)
의 양자화로써 수평 또는 수직 RDPCM 을 사용하여 획득되며, 여기서 일부 예들에서, α 는 1/2 이다.
94 에서, 디바이스는 역 균일한 양자화 RDPCM 을 사용하여 재구성된 예측 레지듀들의 블록을 생성한다. 96 에서, 디바이스는 재구성된 화상을 형성하기 위해 예측 블록에 재구성된 예측 레지듀들을 가산한다.
도 6 은 본 개시에 기술된 기법들을 수행함에 있어서, 도 2 의 예에서 도시된 비디오 인코더 (20) 와 같은 비디오 인코딩 디바이스의 예시적인 동작을 도시하는 플로우챠트이다. 비디오 인코더 (20) 에 대해 기술되지만, 도 6 의 기법들은 다양한 다른 프로세싱 능력들을 갖는 다양한 다른 디바이스들에 의해 수행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 6 의 예에서, 비디오 인코더 (20) 는 코딩될 비디오 화상 또는 슬라이스를 수신한다 (102). 비디오 인코더 (20) 는 예측 블록을 결정하고 (104), 그 예측 블록과 현재의 블록 사이의 차이를 결정한다 (106). 하나의 그러한 예에서, 인트라-BC 유닛 (47) 은 레지듀얼의 최소의 양, 또는 즉 블록과 현재의 CU 사이의 최소의 차이를 야기하는 블록으로서 예측 블록을 결정할 수도 있다.
하나의 예에서, 인트라-BC 유닛 (47) 은 예측 블록 및 현재의 블록에 기초하여 오프셋 벡터를 결정할 수도 있다. 인트라-BC 유닛 (47) 은 오프셋 벡터를 엔트로피 인코딩하고 인코딩된 오프셋 벡터를 비트스트림에 추가하는 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 으로 오프셋 벡터를 전달할 수도 있다. 합산기 (50) 는 예측 블록과 현재의 블록 사이의 차이로서 예측 레지듀얼 블록을 결정할 수도 있다 (106).
본 개시의 양태들에 따르면, 양자화 유닛 (54) 은 상술된 바와 같이 레지듀얼 값들을 양자화 한다 (108). 하나의 예에서, 균일한 양자화가 양자화 스텝 사이즈 Q 로써 공간 신호들 X 에 적용되고, 대응하는 양자화된 레지듀얼 값 Δrq(i,j) 는 상술된 바와 같이, 그러나 형태:
ΔXq = floor ((X + α
Figure pct00018
)/
Figure pct00019
)
의 양자화로써 수평 또는 수직 RDPCM 을 사용하여 획득되며, 여기서, 일부 예들에서, α 는 1/2 이다.
양자화에 후속하여, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 양자화된 레지듀 차이들 값들을 엔트로피 인코딩하고 (이는 하나의 예로서 통계적 무손실 코딩을 지칭함) (110), 비트스트림에 엔트로피 인코딩된 양자화된 레지듀 차이들 값들을 포함시킨다. 이러한 프로세스는, 모든 블록이 인트라-BC 프로세스를 사용하여 인코딩되지는 않을 수도 있지만, 비디오 화상의 블록들 모두가 인코딩될 때까지 반복된다.
소정의 기법들이 비디오 인코더 (20) 의 소정의 유닛들로 돌려질 수도 있지만, 비디오 인코더 (20) 의 하나 이상의 다른 유닛들이 또한 그러한 기법들을 수행하는데 책임이 있을 수도 있다.
도 7 은 본 개시에 기술된 기법들을 수행함에 있어서, 도 3 의 예에서 도시된 비디오 디코더 (30) 와 같은 비디오 디코딩 디바이스의 예시적인 동작을 도시하는 플로우챠트이다. 또, 비디오 디코더 (30) 에 대해 기술되지만, 도 7 의 기법들은 다양한 다른 프로세싱 능력들을 갖는 다양한 다른 디바이스들에 의해 수행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
처음에 비디오 디코더 (30) 는 비디오 인코더 (20) 로부터 연관된 신택스 엘리먼트들 및 인코딩된 비디오 슬라이스의 비디오 블록들을 표현하는 엔트로피 인코딩된 비디오 비트스트림을 수신한다 (120). 비디오 디코더 (30) 의 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 은 양자화된 레지듀 차이들 블록을 생성하기 위해 비트스트림을 엔트로피 디코딩한다 (122). 도 7 의 예에서 도시된 프로세스는 상술된 바와 같이 (레지듀에 적용된 양자화를 갖는) 손실 코딩 프로세스에 대해 기술되지만, 그 기법들은 또한 예를 들어 Q = 1 및 α = 0 을 설정함으로써 무손실 비디오 코딩에서 수행될 수도 있다.
손실 인코딩의 경우에, 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 은 디코딩된 양자화된 레지듀 차이들 값들을 역양자화 유닛 (76) 으로 포워딩하고, 여기서 재구성된 예측 레지듀들의 블록이 역 균일한 양자화 RDPCM 을 사용하여 생성된다 (124). 재구성된 예측 레지듀들의 블록은 그 후 합산기 (80) 로 전달되고, 여기서 재구성된 예측 레지듀들은 예측 블록에 가산되어 오리지날 비디오 스트림 x(i,j) 의 샘플링된 버전 xs(i,j) 에 도달한다 (126).
하나의 예에서, 인트라-BC 유닛 (75) 은 오프셋 벡터에 기초하여 참조 화상 메모리 (82) (또는 일부 다른 중간 메모리) 에 저장된 예측 블록을 식별하고, 이러한 예측 블록을 합산기 (80) 로 제공한다.
소정의 기법들이 비디오 디코더 (30) 의 소정의 유닛들로 돌려질 수도 있지만, 비디오 디코더 (30) 의 하나 이상의 다른 유닛들이 또한 그러한 기법들을 수행하는데 책임이 있을 수도 있다.
예에 따라, 여기에 기술된 임의의 기법들의 소정의 액션들 또는 이벤트들은 상이한 시퀀스로 수행될 수 있고, 추가되거나, 병합되거나, 또는 함께 생략될 수도 있다는 것이 인식되어야 한다 (예를 들어, 모든 기술된 액션들 또는 이벤트들이 기법들의 실시를 위해 필요한 것은 아니다). 게다가, 소정의 예들에서, 액션들 또는 이벤트들은 예를 들어 순차적이라기 보다, 멀티 스레디드 프로세싱, 인터럽트 프로세싱, 또는 다수의 프로세서들을 통해 동시적으로 수행될 수도 있다.
본 개시의 소정의 양태들은 설명의 목적 상 개발 중인 HEVC 표준에 대해 기술되었다. 그러나, 본 개시에 기술된 기법들은 다른 표준 또는 아직 개발되지 않은 사설의 비디오 코딩 프로세스들을 포함하는 다른 비디오 코딩 프로세스들에 대해 유용할 수도 있다.
본 개시에 기술된 바와 같은, 비디오 코더는 비디오 인코더 또는 비디오 디코더를 지칭할 수도 있다. 유사하게 비디오 코딩 유닛은 비디오 인코더 또는 비디오 디코더를 지칭할 수도 있다. 마찬가지로, 비디오 코딩은 적용가능한 대로 비디오 인코딩 또는 비디오 디코딩을 지칭할 수도 있다.
하나 이상의 예들에서, 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그것들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현된다면, 그 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되거나 또는 그것을 통해 송신될 수도 있고 하드웨어 기반 프로세싱 유닛에 의해 실행될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은, 데이터 저장 매체들과 같은 유형의 (tangible) 매체에 대응하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체들, 또는 예컨대 통신 프로토콜에 따라 한 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체들을 포함할 수도 있다. 이런 방식으로, 컴퓨터 판독가능 매체들은 일반적으로 (1) 비일시적인 유형의 컴퓨터 판독가능 저장 매체들 또는 (2) 신호 또는 반송파와 같은 통신 매체에 해당할 수도 있다. 데이터 저장 매체들은 본 개시물에서 설명된 기법들의 구현을 위한 명령들, 코드 및/또는 데이터 구조들을 취출하기 위해 하나 이상의 컴퓨터들 또는 하나 이상의 프로세서들에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능 매체들일 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수도 있다. 여기서 사용되는 바와 같이, 용어 '시그널링' 은 인코딩된 비트스트림과 함께 데이터를 저장하거나 다르게는 포함하는 것을 포함할 수도 있다. 즉, 본 개시에 따른 여러 예들에서, 용어 '시그널링' 은 데이터의 실시간 통신, 또는 대안적으로 실시간으로 수행되지 않는 통신과 연관될 수도 있다.
비제한적인 예로, 이러한 컴퓨터 판독가능 저장 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지, 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 플래시 메모리, 또는 소망의 프로그램 코드를 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 저장하는데 사용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속이 컴퓨터 판독가능 매체로 적절히 칭해진다. 예를 들어, 명령들이 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 자원으로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선 (twisted pair), 디지털 가입자 회선 (DSL), 또는 무선 기술들 이를테면 적외선, 라디오, 및/또는 마이크로파를 이용하여 송신된다면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선, 라디오, 및 마이크로파와 같은 무선 기술은 매체의 정의에 포함된다. 그러나, 컴퓨터 판독가능 저장 매체들 및 데이터 저장 매체들은 접속들, 반송파들, 신호들, 또는 다른 일시적인 매체들을 포함하지 않지만, 대신 비일시적, 유형의 저장 매체들을 지향하고 있음이 이해되어야 한다. 디스크 (disk 및 disc) 는 본원에서 사용되는 바와 같이, 콤팩트 디스크 (compact disc, CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다용도 디스크 (DVD), 플로피 디스크 (floppy disk) 및 블루레이 디스크를 포함하는데, disk들은 보통 데이터를 자기적으로 재생하지만, disc들은 레이저들로써 광적으로 데이터를 재생한다. 상기한 것들의 조합들은 또한 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.
명령들은 하나 이상의 프로세서들, 이를테면 하나 이상의 디지털 신호 프로세서들 (DSP들), 범용 마이크로프로세서들, 주문형 집적회로들 (ASIC들), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들 (FPGA들), 또는 다른 동등한 집적 또는 개별 로직 회로에 의해 실행될 수도 있다. 따라서, 본원에서 사용되는 바와 같은 "프로세서"라는 용어는 앞서의 구조 또는 본원에서 설명된 기법들의 구현에 적합한 임의의 다른 구조 중 임의의 것을 나타낼 수도 있다. 덧붙여서, 일부 양태들에서, 본원에서 설명된 기능성은 인코딩 및 디코딩을 위해 구성되는, 또는 결합형 코덱 (codec) 으로 통합되는 전용 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈들 내에 제공될 수도 있다. 또한, 본 기법들은 하나 이상의 회로들 또는 로직 엘리먼트들 내에 완전히 구현될 수 있다.
본 개시물의 기법들은 무선 핸드셋, 집적회로 (IC) 또는 IC들의 세트 (예컨대, 칩 셋) 를 포함하는 매우 다양한 디바이스들 또는 장치들로 구현될 수도 있다. 다양한 컴포넌트들, 모듈들, 또는 유닛들은 개시된 기법들을 수행하도록 구성된 디바이스들의 기능적 양태들을 강조하기 위해 본 개시물에서 설명되지만, 상이한 하드웨어 유닛들에 의한 실현을 반드시 요구하지는 않는다. 대신에, 위에서 설명된 바와 같이, 다양한 유닛들은 코덱 하드웨어 유닛에 결합되거나 또는 적합한 소프트웨어 및/또는 펌웨어와 함께, 위에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 프로세서들을 포함하는, 상호운용적 하드웨어 유닛들의 컬렉션에 의해 제공될 수도 있다.
다양한 예들이 설명되어 있다. 이들 및 다른 예들은 다음의 청구항들의 범위 내에 있다.

Claims (30)

  1. 비디오 데이터를 코딩하는 방법으로서,
    양자화된 레지듀 차이들의 블록을 생성하는 단계;
    상기 양자화된 레지듀 차이들의 블록에서의 각각의 양자화된 레지듀 차이에 대한 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 단계로서, 상기 생성하는 단계는 양자화된 레지듀 차이들의 블록들에 대해 역양자화를 수행하는 것을 포함하고, 상기 역양자화는 균일 양자화 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 가 적용된 데이터를 재구성하는, 상기 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 단계; 및
    각각의 재구성된 예측 레지듀를 그것의 대응하는 오리지날 예측 값에 가산하여 화상의 현재의 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 양자화는 형태:
    ΔXq = floor ((X + α
    Figure pct00020
    )/
    Figure pct00021
    )
    이고, 여기서 Q 는 양자화 스텝이고, α 는 양자화 오프셋인, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝은 일정한, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝은 상기 양자화된 레지듀 차이들 블록 내의 행의 함수로서 변화하는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝은 상기 양자화된 레지듀 차이들 블록 내의 열의 함수로서 변화하는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화 오프셋은 일정한, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화 오프셋은 상기 양자화된 레지듀 차이들 블록 내의 행의 함수로서 변화하는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화 오프셋은 상기 양자화된 레지듀 차이들 블록 내의 열의 함수로서 변화하는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화된 레지듀 차이들의 블록을 생성하는 단계는:
    예측 레지듀얼 블록을 형성하기 위해 화상으로부터 예측 블록을 감산하는 단계; 및
    상기 예측 레지듀얼 블록에 균일 양자화 RDPCM 을 적용하는 단계를 포함하는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 방법은 상기 양자화된 레지듀 차이들의 블록을 엔트로피 인코딩하는 단계를 더 포함하는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝의 값들은 세트들로 저장되고,
    양자화 스텝 값들의 하나의 세트는 수직 RDPCM 모드에서 사용되는 반면, 양자화 스텝 값들의 다른 세트는 수평 RDPCM 모드에서 사용되는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝의 값들은 세트들로 저장되고,
    양자화 스텝 값들의 하나의 세트는 인터 프레임 모드에서 사용되는 반면, 양자화 스텝 값들의 다른 세트는 인트라 프레임 모드에서 사용되는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    양자화 오프셋들은 세트들로 저장되고,
    양자화 오프셋들의 하나의 세트는 수직 RDPCM 모드에서 사용되는 반면, 양자화 오프셋들의 다른 세트는 수평 RDPCM 모드에서 사용되는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    양자화 오프셋들은 세트들로 저장되고,
    양자화 오프셋들의 하나의 세트는 인터 프레임 모드에서 사용되는 반면, 양자화 오프셋들의 다른 세트는 인트라 프레임 모드에서 사용되는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화된 레지듀 차이들의 블록을 생성하는 단계는 인코딩된 비트스트림으로부터의 상기 양자화된 레지듀 차이들의 블록을 엔트로피 디코딩하는 단계를 포함하는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    RDPCM 프로세스가 인에이블되었는지 여부를 나타내는 하나 이상의 신택스 엘리먼트들을 디코딩하는 단계를 더 포함하고,
    상기 RDPCM 프로세스는 상기 예측 레지듀얼 블록에 기초하여 상기 화상의 상기 예측 레지듀얼 블록을 생성하는 것을 포함하는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 신택스 엘리먼트들을 디코딩하는 단계는 시퀀스 파라미터 세트 (SPS) 에서의 시퀀스 레벨에서 상기 하나 이상의 신택스 엘리먼트들을 디코딩하는 단계를 포함하는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝의 값들은 세트들로 저장되고,
    양자화 스텝 값들의 하나의 세트는 수직 RDPCM 모드에서 사용되는 반면, 양자화 스텝 값들의 다른 세트는 수평 RDPCM 모드에서 사용되는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝의 값들은 세트들로 저장되고,
    양자화 스텝 값들의 하나의 세트는 인터 프레임 모드에서 사용되는 반면, 양자화 스텝 값들의 다른 세트는 인트라 프레임 모드에서 사용되는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    양자화 오프셋들은 세트들로 저장되고,
    양자화 오프셋들의 하나의 세트는 수직 RDPCM 모드에서 사용되는 반면, 양자화 오프셋들의 다른 세트는 수평 RDPCM 모드에서 사용되는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    양자화 오프셋들은 세트들로 저장되고,
    양자화 오프셋들의 하나의 세트는 인터 프레임 모드에서 사용되는 반면, 양자화 오프셋들의 다른 세트는 인트라 프레임 모드에서 사용되는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  21. 비디오 데이터를 디코딩하는 디바이스로서,
    상기 비디오 데이터를 저장하도록 구성된 메모리; 및
    비디오 디코더를 포함하고,
    상기 비디오 디코더는,
    양자화된 레지듀 차이들의 블록을 디코딩하고;
    상기 양자화된 레지듀 차이들의 블록에서의 각각의 양자화된 레지듀 차이에 대한 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 것으로서, 상기 생성하는 것은 균일 양자화 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 의 함수로서 상기 재구성된 예측 레지듀들을 계산하는 것을 포함하는, 상기 재구성된 예측 레지듀를 생성하며; 및
    각각의 재구성된 예측 레지듀를 그것의 대응하는 오리지날 예측 값에 가산하여 화상의 현재의 블록을 생성하도록 구성되고,
    상기 양자화는 형태:
    ΔXq = floor ((X + α
    Figure pct00022
    )/
    Figure pct00023
    )
    이고, 여기서 Q 는 양자화 스텝이고, α 는 양자화 오프셋인, 비디오 데이터를 디코딩하는 디바이스.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 비디오 디코더는 또한 인코딩된 비트스트림으로부터 상기 양자화된 레지듀 데이터 블록을 획득하도록 구성되는, 비디오 데이터를 디코딩하는 디바이스.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝 및 상기 양자화 오프셋 중 하나 이상이 일정한, 비디오 데이터를 디코딩하는 디바이스.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝의 값들은 세트들로 저장되고,
    양자화 스텝 값들의 하나의 세트는 수직 RDPCM 모드에서 사용되는 반면, 양자화 스텝 값들의 다른 세트는 수평 RDPCM 모드에서 사용되는, 비디오 데이터를 디코딩하는 디바이스.
  25. 제 22 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝의 값들은 세트들로 저장되고,
    양자화 오프셋들의 하나의 세트는 인터 프레임 모드에서 사용되는 반면, 양자화 오프셋들의 다른 세트는 인트라 프레임 모드에서 사용되는, 비디오 데이터를 코딩하는 방법.
  26. 비디오 데이터를 인코딩하는 디바이스로서,
    상기 비디오 데이터를 저장하도록 구성된 메모리; 및
    비디오 인코더를 포함하고,
    상기 비디오 인코더는,
    화상의 및 상기 화상과 연관된 예측 블록의 함수로서 예측 레지듀 블록을 생성하고;
    양자화된 레지듀 차이들 블록을 생성하는 것으로서, 상기 생성하는 것은 상기 예측 레지듀 블록에 균일 양자화 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 를 적용하는 것을 포함하는, 상기 양자화된 레지듀 차이들 블록을 생성하며;
    상기 양자화된 레지듀 차이들의 블록에서의 각각의 양자화된 레지듀 차이에 대한 재구성된 예측 레지듀를 생성하는 것으로서, 상기 생성하는 것은 균일한 양자화를 사용하는 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 의 함수로서 상기 재구성된 예측 레지듀들을 계산하는 것을 포함하는, 상기 재구성된 예측 레지듀를 생성하고; 및
    각각의 재구성된 예측 레지듀를 그것의 대응하는 오리지날 예측 값에 가산하여 상기 화상의 현재의 블록을 생성하도록 구성되고,
    상기 양자화는 형태:
    ΔXq = floor ((X + α
    Figure pct00024
    )/
    Figure pct00025
    )
    이고, 여기서 Q 는 양자화 스텝이고, α 는 양자화 오프셋인, 비디오 데이터를 인코딩하는 디바이스.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝 및 상기 양자화 오프셋 중 하나 이상이 일정한, 비디오 데이터를 인코딩하는 디바이스.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 양자화 스텝 및 상기 양자화 오프셋 중 하나 이상이 행 또는 열에 따라 변화하는, 비디오 데이터를 인코딩하는 디바이스.
  29. 저장된 명령들을 갖는 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체로서,
    상기 명령들은, 실행될 때, 하나 이상의 프로세서들로 하여금:
    양자화된 레지듀 차이들의 블록을 생성하게 하고;
    상기 양자화된 레지듀 차이들의 블록에서의 각각의 양자화된 레지듀 차이에 대한 재구성된 예측 레지듀를 생성하게 하는 것으로서, 상기 생성하는 것은 양자화된 레지듀 차이들의 블록들에 대해 역양자화를 수행하는 것을 포함하고, 상기 역양자화는 균일 양자화 레지듀 차분 펄스 코드 변조 (RDPCM) 가 적용된 데이터를 재구성하는, 상기 재구성된 예측 레지듀를 생성하게 하며; 및
    각각의 재구성된 예측 레지듀를 그것의 대응하는 오리지날 예측 값에 가산하여 화상의 현재의 블록을 생성하게 하고,
    상기 양자화는 형태:
    ΔXq = floor ((X + α
    Figure pct00026
    )/
    Figure pct00027
    )
    이고, 여기서 Q 는 양자화 스텝이고, α 는 양자화 오프셋인, 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금 스케일링된 레지듀얼 블록을 생성하게 하는 상기 명령들은 상기 양자화 스텝 및 상기 양자화 오프셋 중 하나 이상이 행 또는 열에 따라 변화하게 하는 명령들을 포함하는, 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체.
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