KR20190056332A - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents
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Abstract
템플릿 매칭 기반 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 영상 복호화 방법은 현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
화면내 예측은 공간적 참조만을 허용하는 예측 기술로, 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 이미 재구성 되어 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측하는 방법을 말한다. 화면내 예측에서 말하는 주변의 참조 샘플은 원 영상의 밝기 값이 아닌 예측과 복원으로 재구성된 밝기 값으로 후처리 필터링이 적용되기 이전의 값이며, 이전에 부호화되고 복원되었으므로 부호화기 및 복호화기에서 참조 샘플로 사용할 수 있다.
화면내 예측은 개념적으로 주변의 참조 신호에 대해 연속성을 가진 평탄한 영역과 일정한 방향성을 가진 영역에서만 효과적일 수 있으며, 이러한 영상 내 특성이 없는 영역은 화면간 예측에 비해 부호화 효율이 상당히 떨어지게 된다. 특히 영상 부호화 시, 첫 번째 픽처 및 임의 접근(Random Access)과 에러 강인성을 위해 화면내 예측으로만 영상을 부호화 해야되므로 화면내 예측의 부호화 효율을 높일 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명은 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 압축 효율이 향상된 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 영상 부호화/복호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 적어도 하나의 후보 모드에 기초하여 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 하나 이상의 주변 블록들의 화면내 예측 모드들에 기초하여 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 하나로 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계는, 상기 후보 모드들에 대응하는 후보 화면내 예측 블록들을 생성하는 단계, 상기 후보 화면내 예측 블록들의 각각과 상기 제1 화면내 예측 블록 사이의 매칭도를 계산하는 단계, 및 상기 후보 화면내 예측 블록들 중 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록에 관한 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 매칭도는 SAD(Sum of Absolute Differences) 또는 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)를 이용하여 계산되고, 상기 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록은 상기 SAD 또는 SATD가 가장 작은 블록일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 후보 모드들 중 상기 제1 화면내 예측 모드와 동일한 모드에 대해서는 상기 후보 화면내 예측 블록의 생성 또는 상기 매칭도 계산을 스킵할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 소정의 모드와 동일한 상기 제1 화면내 예측 모드 또는 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 상기 제1 화면내 예측 블록 또는 상기 제2 화면내 예측 블록에 대한 가중치는 상기 소정의 모드 이외의 모드에 대응하는 화면내 예측 블록에 대한 가중치보다 클 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 소정의 모드는 MPM 리스트의 첫번째 후보 모드일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드 및 이에 대응하는 상기 제2 화면내 예측 블록이 n개(n은 2 이상의 정수)인 경우, 상기 매칭도가 큰 순서로 n개의 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 적어도 하나의 후보 모드에 기초하여 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 하나 이상의 주변 블록들의 화면내 예측 모드들에 기초하여 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 하나로 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계는, 상기 후보 모드들에 대응하는 후보 화면내 예측 블록들을 생성하는 단계, 상기 후보 화면내 예측 블록들의 각각과 상기 제1 화면내 예측 블록 사이의 매칭도를 계산하는 단계, 및 상기 후보 화면내 예측 블록들 중 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록에 관한 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 매칭도는 SAD(Sum of Absolute Differences) 또는 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)를 이용하여 계산되고, 상기 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록은 상기 SAD 또는 SATD가 가장 작은 블록일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 후보 모드들 중 상기 제1 화면내 예측 모드와 동일한 모드에 대해서는 상기 후보 화면내 예측 블록의 생성 또는 상기 매칭도 계산을 스킵할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 소정의 모드와 동일한 상기 제1 화면내 예측 모드 또는 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 상기 제1 화면내 예측 블록 또는 상기 제2 화면내 예측 블록에 대한 가중치는 상기 소정의 모드 이외의 모드에 대응하는 화면내 예측 블록에 대한 가중치보다 클 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드 및 이에 대응하는 상기 제2 화면내 예측 블록이 n개(n은 2 이상의 정수)인 경우, 상기 매칭도가 큰 순서로 n개의 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 영상 부호화/복호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 하나의 블록을 복수의 블록으로 분할하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 하나의 블록을 쿼드트리 후 이진트리 분할하고, 분할 여부 및/또는 분할 형태에 관한 정보를 시그널링하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 현재 블록을 2개의 서브 블록으로 분할하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 MPM 리스트를 구성할 때 이용되는 현재 블록의 공간적 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 MPM 리스트 내의 후보 모드들을 재정렬하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 휘도 블록과 색차 블록의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 14는 복수의 복원 샘플 라인을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 가용한 샘플을 이용하여 가용하지 않은 샘플을 대체하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 다양한 필터 모양을 도시한 도면이다.
도 17은 블록의 형태에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 상기 모델들의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 현재 블록의 주변 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 색 성분 블록의 재구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 20은 복수의 상단 및/또는 좌측 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성을 수행하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 대응 블록의 화면 내 예측 모드 또는 부호화 파라미터에 따라 재구성에 이용되는 참조 샘플을 설명하기 위한 예시도이다.
도 22는 제2 색 성분 예측 대상 블록이 4x4인 경우, 재구성된 제1 색 성분 대응 블록을 설명하기 위한 예시도이다.
도 23은 제1 색 성분의 샘플 및 제2 색 성분의 샘플을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 템플릿을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 MPM 리스트에 기초하여 템플릿 매칭 기반 중간 단계 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 템플릿과 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 템플릿과 복수의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 변환 계수의 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 하나의 블록을 복수의 블록으로 분할하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 하나의 블록을 쿼드트리 후 이진트리 분할하고, 분할 여부 및/또는 분할 형태에 관한 정보를 시그널링하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 현재 블록을 2개의 서브 블록으로 분할하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 MPM 리스트를 구성할 때 이용되는 현재 블록의 공간적 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 MPM 리스트 내의 후보 모드들을 재정렬하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 휘도 블록과 색차 블록의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 14는 복수의 복원 샘플 라인을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 가용한 샘플을 이용하여 가용하지 않은 샘플을 대체하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 다양한 필터 모양을 도시한 도면이다.
도 17은 블록의 형태에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 상기 모델들의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 현재 블록의 주변 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 색 성분 블록의 재구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 20은 복수의 상단 및/또는 좌측 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성을 수행하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 대응 블록의 화면 내 예측 모드 또는 부호화 파라미터에 따라 재구성에 이용되는 참조 샘플을 설명하기 위한 예시도이다.
도 22는 제2 색 성분 예측 대상 블록이 4x4인 경우, 재구성된 제1 색 성분 대응 블록을 설명하기 위한 예시도이다.
도 23은 제1 색 성분의 샘플 및 제2 색 성분의 샘플을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 템플릿을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 MPM 리스트에 기초하여 템플릿 매칭 기반 중간 단계 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 템플릿과 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 템플릿과 복수의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 변환 계수의 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "동영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "동영상을 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다.
이하에서, 용어들 "동영상" 및 "비디오"는 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 영상은 부호화의 대상인 부호화 대상 영상 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 영상일 수 있다. 또한, 대상 영상은 부호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있고, 복호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있다. 여기서, 대상 영상은 현재 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
이하에서, 용어들 "영상", "픽처", "프레임(frame)" 및 "스크린(screen)"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 블록은 부호화의 대상인 부호화 대상 블록 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 블록일 수 있다. 또한, 대상 블록은 현재 부호화 및/또는 복호화의 대상인 현재 블록일 수 있다. 예를 들면, 용어들 "대상 블록" 및 "현재 블록"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 용어들 "블록" 및 "유닛"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다. 또는 "블록"은 특정한 유닛을 나타낼 수 있다.
이하에서, 용어들 "영역(region)" 및 "세그먼트(segment)"는 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 특정한 신호는 특정한 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예를 들면, 원(original) 신호는 대상 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예측(prediction) 신호는 예측 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 잔여(residual) 신호는 잔여 블록(residual block)을 나타내는 신호일 수 있다.
실시예들에서, 특정된 정보, 데이터, 플래그(flag), 색인(index) 및 요소(element), 속성(attribute) 등의 각각은 값을 가질 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "0"은 논리 거짓(logical false) 또는 제1 기정의된(predefined) 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "0", 거짓, 논리 거짓 및 제1 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "1"은 논리 참(logical true) 또는 제2 기정의된 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "1", 참, 논리 참 및 제2 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다.
행, 열 또는 색인(index)을 나타내기 위해 i 또는 j 등의 변수가 사용될 때, i의 값은 0 이상의 정수일 수 있으며, 1 이상의 정수일 수도 있다. 말하자면, 실시예들에서 행, 열 및 색인 등은 0에서부터 카운트될 수 있으며, 1에서부터 카운트될 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 부호화 장치를 의미할 수 있다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 복호화 장치를 의미할 수 있다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미할 수 있으며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다. 즉, 샘플, 화소, 픽셀은 서로 같은 의미를 가질 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 즉, 하나의 영상은 복수의 유닛들로 분할될 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 정사각형뿐만 아니라 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree), 3분할트리(ternary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 샘플 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다. 여기서, 쿼드트리는 4분할트리(quarternary tree)를 의미할 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽처 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 영상 내에서 현재 픽처의 현재 블록과 대응하는 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미할 수 있다. 트리 구조(Tree Structure)에서 가장 상위 노드(Root Node)는 분할되지 않은 최초의 유닛에 대응할 수 있다. 가장 상위 노드는 루트 노드로 칭해질 수 있다. 또한, 가장 상위 노드는 최소의 깊이 값을 가질 수 있다. 이 때, 가장 상위 노드는 레벨(Level) 0의 깊이를 가질 수 있다. 레벨 1의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 한 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 2의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 두 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 n의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 n번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 리프 노드(Leaf Node)는 가장 하위의 노드일 수 있으며, 더 분할될 수 없는 노드일 수 있다. 리프 노드의 깊이는 최대 레벨일 수 있다. 예를 들면, 최대 레벨의 기정의된 값은 3일 수 있다. 루트 노드는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더(header) 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문 요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 모드(Prediction Mode): 화면 내 예측으로 부호화/복호화되는 모드 또는 화면 간 예측으로 부호화/복호화되는 모드를 지시하는 정보일 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 예측 유닛은 더 작은 크기를 가지는 복수의 파티션(Partition) 또는 복수의 하위 예측 유닛들로 분할 될 수도 있다. 복수의 파티션들 또한 예측 또는 보상의 수행에 있어서의 기본 단위일 수 있다. 예측 유닛의 분할에 의해 생성된 파티션 또한 예측 유닛일 수 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미할 수 있다.
참조 영상 리스트(Reference Picture List): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 하나 이상의 참조 영상들을 포함하는 리스트를 의미할 수 있다. 참조 영상 리스트의 종류는 LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) 등이 있을 수 있으며, 화면 간 예측에는 1개 이상의 참조 영상 리스트들이 사용될 수 있다.
화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 현재 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향 예측 등)을 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 개수를 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대해 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 개수를 의미할 수 있다.
예측 리스트 활용 플래그(prediction list utilization flag): 특정 참조 영상 리스트 내 적어도 하나의 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하는지 여부를 나타낸다. 예측 리스트 활용 플래그를 이용하여 화면 간 예측 지시자를 도출할 수 있고, 반대로 화면 간 예측 지시자를 이용하여 예측 리스트 활용 플래그를 도출할 수 있다. 예를 들어, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값인 0을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트 내 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하지 않는 것을 나타낼 수 있고, 제2 값인 1을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있는 것을 나타낼 수 있다.
참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상을 지시하는 색인을 의미할 수 있다.
참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 블록이 참조하는 영상을 의미할 수 있다. 또는, 참조 영상은 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 위해 현재 블록이 참조하는 참조 블록을 포함하는 영상일 수 있다. 이하, 용어 "참조 픽처" 및 "참조 영상"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 움직임 벡터는 부호화/복호화 대상 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. mvX는 수평(horizontal) 성분, mvY는 수직(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.
탐색 영역(Search Range): 탐색 영역은 화면 간 예측 중 움직임 벡터에 대한 탐색이 이루어지는 2차원의 영역일 수 있다. 예를 들면, 탐색 영역의 크기는 MxN일 수 있다. M 및 N은 각각 양의 정수일 수 있다.
움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 블록 혹은 그 블록의 움직임 벡터를 의미할 수 있다. 또한, 움직임 벡터 후보는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함될 수 있다.
움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 하나 이상의 움직임 벡터 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)일 수 있다.
움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자 뿐만 아니라 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트 정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 머지 후보, 머지 색인 등 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 하나 이상의 머지 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 의미할 수 있다. 머지 후보는 화면 간 예측 지시자, 각 리스트에 대한 참조 영상 색인, 움직임 벡터, 예측 리스트 활용 플래그, 화면 간 예측 지시자 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.
머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 또한, 머지 색인은 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다. 또한, 머지 색인은 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 더 작은 크기를 가지는 복수의 하위 변환 유닛들로 분할될 수 있다. 여기서, 변환/역변환은 1차 변환/역변환 및 2차 변환/역변환 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
스케일링(Scaling): 양자화된 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있다. 양자화된 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수를 이용하여 양자화된 레벨(quantized level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 양자화된 레벨을 스케일링하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분(difference) 값을 의미할 수 있다.
스캔(Scan): 유닛, 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다. 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨 혹은 양자화된 레벨을 의미할 수 있다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미할 수 있다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미할 수 있다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
통계값(statistic value): 연산 가능한 특정 값들을 가지는 변수, 부호화 파라미터, 상수 등 적어도 하나에 대한 통계값은 해당 특정 값들의 평균값, 가중평균값, 가중합값, 최소값, 최대값, 최빈값, 중간값, 보간값 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 부호화된 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장될 수 있거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 사용하여 잔여 블록을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 샘플을 참조 샘플로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이때, 상기 영역으로 탐색 영역을 사용할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 여기서, 참조 영상에 대한 부호화/복호화가 처리되었을 때 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)과 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나, 양자화하거나, 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 생성된 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 생성된 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 샘플에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태(form) 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 색인 등)뿐만 아니라, 부호화 과정 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 형태, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 3분할트리 형태의 분할 여부, 3분할트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 3분할트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 여부, 복합형트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 복합형트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 트리(이진트리 혹은 3분할 트리), 예측 모드(화면 내 예측 또는 화면 간 예측), 화면 내 휘도 예측 모드/방향, 화면 내 색차 예측 모드/방향, 화면 내 분할 정보, 화면 간 분할 정보, 부호화 블록 분할 플래그, 예측 블록 분할 플래그, 변환 블록 분할 플래그, 참조 샘플 필터링 방법, 참조 샘플 필터 탭, 참조 샘플 필터 계수, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 예측 블록 경계 필터링 방법, 예측 블록 경계 필터 탭, 예측 블록 경계 필터 계수, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 색인, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 색인, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 색인, 2차 변환 색인, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 잔여 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프 필터 적용 여부, 적응적 루프 필터 계수, 적응적 루프 필터 탭, 적응적 루프 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 중요 계수 플래그, 마지막 중요 계수 플래그, 계수 그룹 단위 부호화 플래그, 마지막 중요 계수 위치, 계수 값이 1보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 2보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 3보다 큰지에 대한 플래그, 나머지 계수 값 정보, 부호(sign) 정보, 복원된 휘도 샘플, 복원된 색차 샘플, 잔여 휘도 샘플, 잔여 색차 샘플, 휘도 변환 계수, 색차 변환 계수, 휘도 양자화된 레벨, 색차 양자화된 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 크기, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 형태, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 횟수, CTU 크기 정보, 최소 블록 크기 정보, 최대 블록 크기 정보, 최대 블록 깊이 정보, 최소 블록 깊이 정보, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 입력 샘플 비트 심도, 복원 샘플 비트 심도, 잔여 샘플 비트 심도, 변환 계수 비트 심도, 양자화된 레벨 비트 심도, 휘도 신호에 대한 정보, 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 색인을 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 복호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 참조 픽처 버퍼(190)에 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수와 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 샘플, 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 루프내 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에서 발생한 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 샘플을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 샘플 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 샘플 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 샘플의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(180)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 샘플 값을 이용하는 공간적 예측을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다. 필터부(260)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(260)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 예측 모드 및 화면 간 예측 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 복수의 하위 유닛들로 분할될 수 있다. 말하자면, 유닛 및 상기의 유닛의 분할에 의해 생성된 하위 유닛은 노드 및 상기의 노드의 자식 노드에 각각 대응할 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다. 유닛 깊이는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 하위 유닛의 분할 정보는 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
분할 구조는 CTU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. 재귀적 분할에 의해, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나의 크기가 분할 전의 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나에 비해 감소될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, CTU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, CTU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. CTU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 예를 들면, 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 또한, 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 4개의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소할 수 있다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 CTU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할(쿼드트리 분할, quad-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 8x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 8x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할(이진트리 분할, binary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기를 1:2:1의 비율로 분할함으로써, 3개의 부호화 유닛으로 분할 할 수 있다. 일 예로, 16x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 상측부터 각각 16x8, 16x16 및 16x8의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 좌측부터 각각 8x32, 16x32 및 8x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 3분할트리(ternary-tree) 형태로 분할(3분할트리 분할, ternary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
도 3의 CTU(320)는 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할이 모두 적용된 CTU의 일 예이다.
전술한 바와 같이, CTU를 분할하기 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 각각의 분할은 소정의 우선 순위에 기초하여 적용될 수 있다. 예컨대, CTU에 대해 쿼드트리 분할이 우선적으로 적용될 수 있다. 더 이상 쿼드트리 분할될 수 없는 부호화 유닛은 쿼드트리의 리프 노드에 해당될 수 있다. 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 및/또는 3분할트리의 루트 노드가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 이 때, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 이진트리 분할하거나 3분할트리 분할하여 생성된 부호화 유닛에 대해서는 다시 쿼드트리 분할이 수행되지 않도록 함으로써, 블록의 분할 및/또는 분할 정보의 시그널링을 효과적으로 수행할 수 있다.
쿼드트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 쿼드 분할 정보를 이용하여 시그널링될 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 쿼드 분할 정보는 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에는 우선순위가 존재하지 않을 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할될 수 있다. 또한, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해 생성된 부호화 유닛은 다시 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에 우선순위가 존재하지 않는 경우의 분할은 복합형트리 분할(multi-type tree partition)이라고 호칭할 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 복합형트리(multi-type tree)의 루트 노드가 될 수 있다. 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 시그널링될 수 있다. 상기 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할을 위해 순차적으로 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보가 시그널링될 수도 있다.
제1값(예컨대, '1')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 방향 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 방향 정보는 복합형트리 분할의 분할 방향을 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 세로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 가로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 트리 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 트리 정보는 복합형트리 분할을 위해 사용된 트리를 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 이진트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 3분할트리 분할됨을 지시할 수 있다.
분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및 분할 방향 정보는 각각 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나는 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 상기 정보들의 엔트로피 부호화/복호화를 위해, 현재 부호화 유닛에 인접한 주변 부호화 유닛의 정보가 이용될 수 있다. 예컨대, 좌측 부호화 유닛 및/또는 상측 부호화 유닛의 분할 형태(분할 여부, 분할 트리 및/또는 분할 방향)는 현재 부호화 유닛의 분할 형태와 유사할 확률이 높다. 따라서, 주변 부호화 유닛의 정보에 기초하여, 현재 부호화 유닛의 정보의 엔트로피 부호화/복호화를 위한 컨텍스트 정보를 유도할 수 있다. 이때, 주변 부호화 유닛의 정보에는 해당 부호화 유닛의 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
다른 실시예로서, 이진트리 분할과 3분할트리 분할 중, 이진트리 분할이 우선적으로 수행될 수 있다. 즉, 이진트리 분할이 먼저 적용되고, 이진트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 3분할트리의 루트 노드로 설정할 수도 있다. 이 경우, 3분할트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해서는 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다.
쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할에 의해 더 이상 분할되지 않는 부호화 유닛은 부호화, 예측 및/또는 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 예측 및/또는 변환을 위해 부호화 유닛이 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 따라서, 부호화 유닛을 예측 유닛 및/또는 변환 유닛으로 분할하기 위한 분할 구조, 분할 정보 등이 비트스트림에 존재하지 않을 수 있다.
다만, 분할의 단위가 되는 부호화 유닛의 크기가 최대 변환 블록의 크기보다 큰 경우, 해당 부호화 유닛은 최대 변환 블록의 크기와 같거나 또는 작은 크기가 될 때까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 64x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 4개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 32x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 2개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 변환을 위한 부호화 유닛의 분할 여부는 별도로 시그널링되지 않고, 상기 부호화 유닛의 가로 또는 세로와 최대 변환 블록의 가로 또는 세로의 비교에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 가로가 최대 변환 블록의 가로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 세로로 2등분 될 수 있다. 또한, 부호화 유닛의 세로가 최대 변환 블록의 세로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 가로로 2등분 될 수 있다.
부호화 유닛의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보, 변환 블록의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최대 크기는 64x64로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다.
쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(쿼드트리 최소 크기)에 관한 정보 및/또는 복합형트리의 루트 노드에서 리프 노드에 이르는 최대 깊이(복합형트리 최대 깊이)에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 상기 쿼드트리 최소 크기에 관한 정보 및/또는 상기 복합형트리 최대 깊이에 관한 정보는 화면 내 슬라이스와 화면 간 슬라이스의 각각에 대해 시그널링되거나 결정될 수 있다.
CTU의 크기와 변환 블록의 최대 크기에 대한 차분 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(이진트리 최대 크기)에 관한 정보는 부호화 트리 유닛의 크기와 상기 차분 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(3분할트리 최대 크기)는 슬라이스의 타입에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예컨대, 화면 내 슬라이스인 경우, 3분할트리 최대 크기는 32x32일 수 있다. 또한, 예컨대, 화면 간 슬라이스인 경우, 3분할 트리 최대 크기는 128x128일 수 있다. 예컨대, 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(이진트리 최소 크기) 및/또는 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(3분할트리 최소 크기)는 부호화 블록의 최소 크기로 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 이진트리 최대 크기 및/또는 3분할트리 최대 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 또한, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다.
전술한 다양한 블록의 크기 및 깊이 정보에 기초하여, 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및/또는 분할 방향 정보 등이 비트스트림에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
예컨대, 부호화 유닛의 크기가 쿼드트리 최소 크기보다 크지 않으면, 상기 부호화 유닛은 쿼드 분할 정보를 포함하지 않고, 해당 쿼드 분할 정보는 제2값으로 추론될 수 있다.
예컨대, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최대 크기(가로 및 세로) 및/또는 3분할트리 최대 크기(가로 및 세로)보다 큰 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최소 크기(가로 및 세로)와 동일하거나, 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 3분할트리 최소 크기(가로 및 세로)의 두 배와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다. 왜냐하면, 상기 부호화 유닛을 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할할 경우, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기보다 작은 부호화 유닛이 생성되기 때문이다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 복합형트리 내의 깊이가 복합형트리 최대 깊이와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할, 수평 방향 이진트리 분할, 수직 방향 3분할트리 분할 및 수평 방향 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 가능한 경우에만, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수평 방향 이진트리 분할이 모두 가능하거나, 수직 방향 3분할트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 방향 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 방향 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 방향을 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수직 방향 3분할트리 분할이 모두 가능하거나, 수평 방향 이진트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 트리 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 트리 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 트리를 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 중심으로부터 외곽으로의 화살표들은 화면 내 예측 모드들의 예측 방향들을 나타낼 수 있다.
화면 내 부호화 및/또는 복호화는 현재 블록의 주변 블록의 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록일 수 있다. 예를 들면, 화면 내 부호화 및/또는 복호화는 복원된 주변 블록이 포함하는 참조 샘플의 값 또는 부호화 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다.
예측 블록은 화면 내 예측의 수행의 결과로 생성된 블록을 의미할 수 있다. 예측 블록은 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 예측 블록의 단위는 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나의 크기일 수 있다. 예측 블록은 2x2, 4x4, 16x16, 32x32 또는 64x64 등의 크기를 갖는 정사각형의 형태의 블록일 수 있고, 2x8, 4x8, 2x16, 4x16 및 8x16 등의 크기를 갖는 직사각형 모양의 블록일 수도 있다.
화면 내 예측은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드에 따라 수행될 수 있다. 현재 블록이 가질 수 있는 화면 내 예측 모드의 개수는 기정의된 고정된 값일 수 있으며, 예측 블록의 속성에 따라 다르게 결정된 값일 수 있다. 예를 들면, 예측 블록의 속성은 예측 블록의 크기 및 예측 블록의 형태 등을 포함할 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기에 관계없이 N개로 고정될 수 있다. 또는, 예를 들면, 화면 내 예측 모드의 개수는 3, 5, 9, 17, 34, 35, 36, 65, 또는 67 등일 수 있다. 또는, 화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기 및/또는 색 성분(color component)의 타입에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, 색 성분이 휘도(luma) 신호인지 아니면 색차(chroma) 신호인지에 따라 화면 내 예측 모드의 개수가 다를 수 있다. 예컨대, 블록의 크기가 커질수록 화면 내 예측 모드의 개수는 많아질 수 있다. 또는 휘도 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수는 색차 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수보다 많을 수 있다.
화면 내 예측 모드는 비방향성 모드 또는 방향성 모드일 수 있다. 비방향성 모드는 DC 모드 또는 플래너(Planar) 모드일 수 있으며, 방향성 모드(angular mode)는 특정한 방향 또는 각도를 가지는 예측 모드일 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드는 모드 번호, 모드 값, 모드 숫자, 모드 각도, 모드 방향 중 적어도 하나로 표현될 수 있다. 화면 내 예측 모드의 개수는 상기 비방향성 및 방향성 모드를 포함하는 하나 이상의 M개 일 수 있다.
현재 블록을 화면 내 예측하기 위해 복원된 주변 블록에 포함되는 샘플들이 현재 블록의 참조 샘플로 이용 가능한지 여부를 검사하는 단계가 수행될 수 있다. 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플이 존재할 경우, 복원된 주변 블록에 포함된 샘플들 중 적어도 하나의 샘플 값을 복사 및/또는 보간한 값을 이용하여 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플의 샘플 값으로 대체한 후, 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 있다.
화면 내 예측 시 화면 내 예측 모드 및 현재 블록의 크기 중 적어도 하나에 기반하여 참조 샘플 또는 예측 샘플 중 적어도 하나에 필터를 적용할 수 있다.
플래너 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 예측 대상 샘플의 예측 블록 내 위치에 따라, 현재 샘플의 상단 및 좌측 참조 샘플, 현재 블록의 우상단 및 좌하단 참조 샘플의 가중합을 이용하여 예측 대상 샘플의 샘플값을 생성할 수 있다. 또한, DC 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 현재 블록의 상단 및 좌측 참조 샘플들의 평균 값을 이용할 수 있다. 또한, 방향성 모드의 경우 현재 블록의 상단, 좌측, 우상단 및/또는 좌하단 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성 할 수 있다. 예측 샘플 값 생성을 위해 실수 단위의 보간을 수행 할 수도 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 블록의 주변에 존재하는 블록의 화면 내 예측 모드로부터 예측하여 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하다는 정보를 시그널링할 수 있다. 또한, 복수 개의 주변 블록의 화면 내 예측 모드 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 화면 내 예측 모드에 대한 지시자 정보를 시그널링 할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 상이하면 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 기초로 엔트로피 부호화/복호화를 수행하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 사각형은 영상을 나타낼 수 있다. 또한, 도 5에서 화살표는 예측 방향을 나타낼 수 있다. 각 영상은 부호화 타입에 따라 I 픽처(Intra Picture), P 픽처(Predictive Picture), B 픽처(Bi-predictive Picture) 등으로 분류될 수 있다.
I 픽처는 화면 간 예측 없이 화면 내 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. P 픽처는 단방향(예컨대, 순방향 또는 역방향)에 존재하는 참조 영상만을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. B 픽처는 쌍방향(예컨대, 순방향 및 역방향)에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화 될 수 있다. 또한, B 픽처인 경우, 쌍방향에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측 또는 순방향 및 역방향 중 일 방향에 존재하는 참조 영상을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. 여기에서, 쌍방향은 순방향 및 역방향일 수 있다. 여기서, 화면 간 예측이 사용되는 경우, 부호화기에서는 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있고, 복호화기에서는 그에 대응하는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
아래에서, 실시예에 따른 화면 간 예측에 대해 구체적으로 설명된다.
화면 간 예측 혹은 움직임 보상은 참조 영상 및 움직임 정보를 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록에 대한 움직임 정보는 부호화 장치(100) 및 복호화 장치(200)의 각각에 의해 화면 간 예측 중 도출될 수 있다. 움직임 정보는 복원된 주변 블록의 움직임 정보, 콜 블록(collocated block; col block)의 움직임 정보 및/또는 콜 블록에 인접한 블록을 이용하여 도출될 수 있다. 콜 블록은 이미 복원된 콜 픽처(collocated picture; col picture) 내에서 현재 블록의 공간적 위치에 대응하는 블록일 수 있다. 여기서, 콜 픽처는 참조 영상 리스트에 포함된 적어도 하나의 참조 영상 중에서 하나의 픽처일 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 화면 간 예측을 위해 적용되는 예측 모드로서, AMVP 모드, 머지 모드, 스킵 모드, 현재 픽처 참조 모드 등이 있을 수 있다. 여기서 머지 모드를 움직임 병합 모드(motion merge mode)라고 지칭할 수 있다.
예를 들면, 예측 모드로서, AMVP가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터, 콜 블록의 움직임 벡터, 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터, (0, 0) 움직임 벡터 중 적어도 하나를 움직임 벡터 후보로 결정하여 움직임 벡터 후보 리스트(motion vector candidate list)를 생성할 수 있다. 생성된 움직임 벡터 후보 리스트를 이용하여 움직임 벡터 후보를 유도할 수 있다. 유도된 움직임 벡터 후보를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 콜 블록의 움직임 벡터 또는 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터를 시간적 움직임 벡터 후보(temporal motion vector candidate)라 지칭할 수 있고, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터를 공간적 움직임 벡터 후보(spatial motion vector candidate)라 지칭할 수 있다.
부호화 장치(100)는 현재 블록의 움직임 벡터 및 움직임 벡터 후보 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 계산할 수 있고, MVD를 엔트로피 부호화할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 후보 색인을 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 움직임 벡터 후보 색인은 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 후보를 지시할 수 있다. 복호화 장치(200)는 움직임 벡터 후보 색인을 비트스트림으로부터 엔트로피 복호화하고, 엔트로피 복호화된 움직임 벡터 후보 색인을 이용하여 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화된 MVD 및 움직임 벡터 후보의 합을 통해 복호화 대상 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
비트스트림은 참조 영상을 지시하는 참조 영상 색인 등을 포함할 수 있다. 참조 영상 색인은 엔트로피 부호화되어 비트스트림을 통해 부호화 장치(100)로부터 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다. 복호화 장치(200)는 유도된 움직임 벡터와 참조 영상 색인 정보에 기반하여 복호화 대상 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식의 다른 예로, 머지 모드가 있다. 머지 모드란 복수의 블록들에 대한 움직임의 병합을 의미할 수 있다. 머지 모드는 현재 블록의 움직임 정보를 주변 블록의 움직임 정보로부터 유도하는 모드를 의미할 수 있다. 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 생성할 수 있다. 움직임 정보는 1) 움직임 벡터, 2) 참조 영상 색인, 및 3) 화면 간 예측 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예측 지시자는 단방향 (L0 예측, L1 예측) 또는 쌍방향일 수 있다.
머지 후보 리스트는 움직임 정보들이 저장된 리스트를 나타낼 수 있다. 머지 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보는, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 정보(공간적 머지 후보(spatial merge candidate)) 및 참조 영상에서 현재 블록에 대응되는(collocated) 블록의 움직임 정보(시간적 머지 후보(temporal merge candidate)), 이미 머지 후보 리스트에 존재하는 움직임 정보들의 조합에 의해 생성된 새로운 움직임 정보 및 제로 머지 후보 중 적어도 하나일 수 있다.
부호화 장치(100)는 머지 플래그(merge flag) 및 머지 색인(merge index) 중 적어도 하나를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성한 후 복호화 장치(200)로 시그널링할 수 있다. 머지 플래그는 블록 별로 머지 모드를 수행할지 여부를 나타내는 정보일 수 있고, 머지 색인은 현재 블록에 인접한 주변 블록들 중 어떤 블록과 머지를 할 것인가에 대한 정보일 수 있다. 예를 들면, 현재 블록의 주변 블록들은 현재 블록의 좌측 인접 블록, 상단 인접 블록 및 시간적 인접 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
스킵 모드는 주변 블록의 움직임 정보를 그대로 현재 블록에 적용하는 모드일 수 있다. 스킵 모드가 사용되는 경우, 부호화 장치(100)는 어떤 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로서 이용할 것인지에 대한 정보를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 통해 복호화 장치(200)에 시그널링할 수 있다. 이때, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 차분 정보, 부호화 블록 플래그 및 변환 계수 레벨(양자화된 레벨) 중 적어도 하나에 관한 구문 요소를 복호화 장치(200)에 시그널링하지 않을 수 있다.
현재 픽처 참조 모드는 현재 블록이 속한 현재 픽처 내의 기-복원된 영역을 이용한 예측 모드를 의미할 수 있다. 이때, 상기 기-복원된 영역을 특정하기 위해 벡터가 정의될 수 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화되는지 여부는 현재 블록의 참조 영상 색인을 이용하여 부호화될 수 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화된 블록인지 여부를 나타내는 플래그 혹은 색인이 시그널링될 수도 있고, 현재 블록의 참조 영상 색인을 통해 유추될 수도 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화된 경우, 현재 픽처는 현재 블록을 위한 참조 영상 리스트 내에서 고정 위치 또는 임의의 위치에 추가될 수 있다. 상기 고정 위치는 예를 들어, 참조 영상 색인이 0인 위치 또는 가장 마지막 위치일 수 있다. 현재 픽처가 참조 영상 리스트 내에서 임의의 위치에 추가되는 경우, 상기 임의의 위치를 나타내는 별도의 참조 영상 색인이 시그널링될 수도 있다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이 잔여 신호에 변환 및/또는 양자화 과정을 수행하여 양자화된 레벨이 생성될 수 있다. 상기 잔여 신호는 원본 블록과 예측 블록(화면 내 예측 블록 혹은 화면 간 예측 블록) 간의 차분으로 생성될 수 있다. 여기에서, 예측 블록은 화면 내 예측 또는 화면 간 예측에 의해 생성된 블록일 수 있다. 여기서, 변환은 1차 변환 및 2차 변환 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 잔여 신호에 대해서 1차 변환을 수행하면 변환 계수가 생성될 수 있고, 변환 계수에 2차 변환을 수행하여 2차 변환 계수를 생성할 수 있다.
1차 변환(Primary Transform)은 기-정의된 복수의 변환 방법 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 일예로, 기-정의된 복수의 변환 방법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform) 또는 KLT(Karhunen-Loeve Transform) 기반 변환 등을 포함할 수 있다. 1차 변환이 수행 후 생성되는 변환 계수에 2차 변환(Secondary Transform)을 수행할 수 있다. 1차 변환 및/또는 2차 변환시에 적용되는 변환 방법은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 또는 변환 방법을 지시하는 변환 정보가 시그널링될 수도 있다.
1차 변환 및/또는 2차 변환이 수행된 결과 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 양자화된 레벨을 생성할 수 있다. 양자화된 레벨은 화면 내 예측 모드 또는 블록 크기/형태 중 적어도 하나를 기준으로 우상단 대각 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔 중 적어도 하나에 따라 스캐닝(scanning) 될 수 있다. 예를 들어, 우상단(up-right) 대각 스캐닝을 이용하여 블록의 계수를 스캔함으로써 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 블록의 크기 및/또는 화면 내 예측 모드에 따라 우상단 대각 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 스캐닝된 양자화된 레벨은 엔트로피 부호화되어 비트스트림에 포함될 수 있다.
복호화기에서는 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 양자화된 레벨을 생성할 수 있다. 양자화된 레벨은 역 스캐닝(Inverse Scanning)되어 2차원의 블록 형태로 정렬될 수 있다. 이때, 역 스캐닝의 방법으로 우상단 대각 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
양자화된 레벨에 역양자화를 수행할 수 있고, 2차 역변환 수행 여부에 따라 2차 역변환을 수행할 수 있고, 2차 역변환이 수행된 결과에 1차 역변환 수행 여부에 따라 1차 역변환을 수행하여 복원된 잔여 신호가 생성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 영상은 다수의 블록 단위로 분할되어 부호화/복호화될 수 있다. 본 명세서에서 유닛과 블록은 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 7은 하나의 블록(예컨대, CTU, CTB 또는 CU)을 복수의 블록(예컨대, CU, PU 또는 TU)으로 분할하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서 w는 블록의 가로 크기, h는 블록의 세로 크기를 나타낸다.
예컨대, 하나의 CTU는 쿼드트리 구조를 이용하여 재귀적으로 복수의 CU들로 분할될 수 있다. 하나의 CU 단위로 적용될 예측 방법(화면 내 예측 또는 화면 간 예측)이 결정될 수 있다.
예컨대, 하나의 CU는 M개의 PU들로 분할될 수 있다. 또한, 예컨대, 하나의 CU는 쿼드트리 구조를 이용하여 재귀적으로 N개의 TU들로 분할될 수 있다. 여기서, M과 N은 2 이상의 양의 정수일 수 있다.
영상을 복수의 블록으로 분할하는 일 예로, 쿼드트리 구조를 이용한 분할 후 이진트리 구조를 이용한 분할을 수행할 수 있다. 이하에서, 이러한 분할 구조를 “쿼드트리 후 이진트리(binary-tree after quad-tree) 분할”이라고 정의한다.
예컨대, 도 7에 도시된 예에서, 하나의 CTU는 쿼드트리 후 이진트리 분할되어 2개 혹은 4개의 CU들로 재귀적으로 분할될 수 있다. 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서는 쿼드트리 분할이 이진트리 분할보다 먼저 수행될 수 있다. 여기서, 하나의 블록이 2개의 블록으로 분할되는 경우 이진트리(Binary-tree, BT) 구조를 이용해서 분할되었다고 할 수 있다. 이진트리 분할에 의해 생성된 2개의 블록의 크기 및/또는 형태는 동일하거나 상이할 수 있다. 하나의 블록이 4개의 블록으로 분할되는 경우 쿼드트리 구조를 이용해서 분할되었다고 할 수 있다. 쿼드트리 분할에 의해 생성된 4개의 블록의 일부 또는 전부의 크기 및/또는 형태는 동일하거나 상이할 수 있다. CTU를 쿼드트리 후 이진트리 구조로 분할하여 획득된 CU는 정방형(정사각형) 혹은 비정방형(직사각형) 형태를 가질 수 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 제1 플래그 및 제1 인덱스 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다.
상기 제1 플래그가 제1 값을 지시하는 경우, 해당 CU가 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 상기 제1 플래그가 제2 값을 지시하는 경우, 해당 CU가 더 이상 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
상기 제1 인덱스가 제1 값을 지시하는 경우, 해당 CU가 더 이상 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 상기 제1 인덱스가 제2 값을 지시하는 경우, 해당 CU가 가로 방향 대칭 분할됨을 지시할 수 있다. 상기 제1 인덱스가 제3 값을 지시하는 경우, 해당 CU가 세로 방향 대칭 분할됨을 지시할 수 있다.
해당 CU에 대한 분할 여부 및/또는 분할 형태를 지시하는 상기 제1 플래그 및 제1 인덱스는 별개의 신택스 요소로 시그널링될 수도 있고, 하나의 신택스 요소로 시그널링될 수도 있다. 또는 쿼드트리 분할 여부를 지시하는 정보, 이진트리 분할 여부를 지시하는 정보, 이진트리 분할 형태를 지시하는 정보가 각각 별개로 시그널링되거나, 일부 또는 전부가 통합된 신택스 요소로 시그널링될 수도 있다.
도 7에 도시된 예와 같이, 이진트리 대칭 분할은 가로 방향 대칭 분할(symmetric splitting) 혹은 세로 방향 대칭 분할의 2가지의 대칭 분할 형태를 가질 수 있다. 이 때, 이진트리의 리프 노드는 CU를 의미할 수 있다. 또한, 이진트리 대칭 분할에 의해 획득된 2개의 노드에 해당하는 블록들은 서로 동일한 크기를 가질 수 있다.
도 7에 도시된 예와 같이, 이진트리 비대칭 분할은 가로 방향 비대칭 분할(asymmetric splitting) 혹은 세로 방향 비대칭 분할의 2가지의 비대칭 분할 형태를 가질 수 있다. 마찬가지로, 이진트리의 리프 노드는 CU를 의미할 수 있다. 또한, 이진트리 비대칭 분할에 의해 획득된 2개의 노드에 해당하는 블록들은 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 이진트리 대칭 분할의 경우와는 달리, 이진트리 비대칭 분할의 경우, 분할 형태 및/또는 분할 비율에 관한 정보가 추가적으로 시그널링될 수 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서, 쿼드트리의 리프(leaf) 노드는 추가적으로 이진트리 구조로 분할될 수 있다. 이때, 쿼드트리의 리프 노드 혹은 이진트리의 리프 노드는 CU를 의미할 수 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서의 최종 리프 노드에 해당하는 CU는 추가 분할 없이 예측과 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서는 CU, PU 및 TU가 모두 같은 크기를 가질 수 있다. 또한, CU 단위로 예측 방법(화면 내 예측 또는 화면 간 예측)이 결정될 수 있다. 즉, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서는 화면 내 예측, 화면 간 예측, 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화, 루프 내 필터링 과정이 정방형(정사각형) 블록 혹은 비정방형(직사각형) 블록 단위로 수행될 수 있다.
CU는 하나의 휘도(Luma; Y) 성분 블록 및 2개의 색차(Chroma; Cb/Cr) 성분 블록들을 포함할 수 있다. 또한, CU는 하나의 휘도 성분 블록만을 포함하거나, 2개의 색차 성분 블록들만을 포함할 수도 있다. 또한, CU는 하나의 휘도 성분 블록만을 포함하거나, Cr 색차 성분 블록만을 포함하거나, Cb 색차 성분 블록만을 포함할 수 있다.
영상을 다수의 블록으로 분할하는 다른 실시예로서, 이진트리 후 쿼드트리(quad-tree after binary-tree) 형태의 분할 구조가 사용될 수 있다. “이진트리 후 쿼드트리 분할”이란 이진트리 구조를 이용한 분할 후 쿼드트리 구조를 이용한 분할을 수행하는 분할을 의미한다. “이진트리 후 쿼드트리 분할”과 “쿼드트리 후 이진트리 분할”은 분할에 적용되는 트리 구조의 순서만이 다를 수 있다. 따라서, 트리구조의 순서를 제외하고 “쿼드트리 후 이진트리 분할”에 관한 상기 설명은 “이진트리 후 쿼드트리 분할”에 유사하게 적용될 수 있다.
영상을 다수의 블록으로 분할하는 또 다른 실시예로서, 조합된 쿼드트리 및 이진트리(Combined quad-tree and binary-tree) 형태의 분할 구조가 사용될 수 있다. 이 때, 하나의 CTU는 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조를 이용해서 2개 혹은 4개의 CU들로 재귀적으로 분할될 수 있다. 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조에서는 하나의 CU에 대해 쿼드트리 분할 혹은 이진트리 분할이 수행될 수 있다.
영상 또는 하나의 블록(예컨대, CTU) 내의 휘도 신호와 색차 신호에 대해 서로 다른 블록 분할 구조가 적용될 수 있다. 일 예로, 특정 슬라이스(예컨대, I 슬라이스) 또는 해당 슬라이스에 포함된 블록(예컨대, CTU) 내의 휘도 신호와 색차 신호는 서로 다른 블록 분할 구조를 이용하여 분할될 수 있다. 또한, 그렇지 않은 슬라이스(예컨대, P 혹은 B 슬라이스) 또는 해당 슬라이스에 포함된 블록(예컨대, CTU) 내의 휘도 신호와 색차 신호는 동일한 블록 분할 구조를 이용하여 분할될 수 있다. 색차 신호가 Cb 신호와 Cr 신호를 포함하는 경우, Cb 신호와 Cr 신호에 대해 서로 다른 화면 내 예측 모드가 이용될 수 있고, Cb 신호와 Cr 신호에 대한 화면 내 예측 모드가 각각 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또는, Cr 신호의 화면 내 예측 모드를 이용하여 Cb 신호의 화면 내 예측 모드를 엔트로피 부호화/복호화하거나, 반대로 Cb 신호의 화면 내 예측 모드를 이용하여 Cr 신호의 화면 내 예측 모드를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
도 8은 하나의 블록(예컨대, CTU 또는 CU)을 쿼드트리 후 이진트리 분할하고, 분할 여부 및/또는 분할 형태에 관한 정보를 시그널링하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
쿼드트리 분할 여부는 QT split flag에 의해 시그널링될 수 있다. 이진트리 분할 여부는 BT split flag에 의해 시그널링될 수 있다. 이진트리 분할 형태는 BT split type에 의해 시그널링될 수 있다.
현재 블록(예컨대, CU)은 정사각형, 삼각형 또는 직사각형 형태를 가지며, 쿼드트리의 리프 노드 또는 이진트리의 리프 노드에 해당할 수 있다. 또한, 현재 블록의 크기, 형태 및/또는 깊이 단위로 화면내 예측, 화면간 예측, 1차/2차 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화, 루프 내 필터링 등의 부호화/복호화 과정이 수행될 수 있다.
현재 블록은 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할되고, 각 서브 블록 별로 서로 다른 화면내 및/또는 화면간 예측 정보가 유도될 수 있다.
도 9는 현재 블록을 2개의 서브 블록으로 분할하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 있어서, 분할에 의해 획득된 2개의 서브 블록은 각각 제1 서브 블록 및 제2 서브 블록으로 정의하고, 제1 서브 블록을 서브 블록 A, 제2 서브 블록을 서브 블록 B로 명기할 수 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할되는 경우, 서브 블록의 최소 크기는 MxN으로 정의할 수 있다. 이 때, M, N은 동일하거나 상이한 양의 정수일 수 있다. 예컨대, 4x4 블록을 서브 블록의 최소 크기로 정의할 수 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할 되는 경우, 블록(예컨대, CU) 단위로 서브 블록 분할 여부에 대한 플래그 및/또는 서브 블록 분할 타입에 대한 인덱스 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할되는 경우, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이 이하/미만에 대해서는 더 이상의 블록 분할이 수행되지 않을 수 있다. 상기 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU, CU 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 비대칭 서브 블록으로 분할 시, 분할되는 서브 블록은 정사각형 및/또는 직사각형 형태 외에 임의의 형태를 가질 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 2개의 서브 블록으로 분할되는 경우, 현재 블록의 좌상단에서 우하단으로 대각 경계를 나눈 삼각형 형태의 2개의 서브 블록으로 분할되거나 또는 현재 블록의 우상단에서 좌하단으로 대각 경계를 나눈 삼각형 형태의 2개의 서브 블록으로 분할될 수 있다. 또는 좌상단에서 우하단으로 대각 경계를 나누고 우상단에서 좌하단으로 대각 경계를 나누어 삼각형 형태의 4개의 서브 블록으로 분할될 수 있다. 상기 삼각형 형태의 2개의 서브 블록들을 비대칭 분할 형태로 분할된 비대칭 서브 블록이라고 할 수 있다.
도 9의 (a)는 분할이 수행되지 않은 현재 블록(CU)을 나타낸다.
일 예로, 도 9의 (b)와 같이 현재 블록이 2개의 서브 블록으로 분할되는 경우, 현재 블록의 우하단 영역(제2 서브 블록 (서브 블록 B))을 제외한 나머지 영역을 제1 서브 블록 (서브 블록 A)으로 정의할 수 있다.
부호화기 및 복호화기는 복수의 비대칭 분할 형태에 관한 테이블 또는 리스트를 저장할 수 있다. 부호화기에서 현재 블록의 비대칭 분할 형태가 결정되면, 상기 테이블 또는 리스트를 참조하여 인덱스 또는 플래그가 결정되고, 상기 인덱스 또는 플래그가 복호화기에 전송될 수 있다. 또는, 부호화기/복호화기는 현재 블록의 부호화 파라미터에 기초하여 현재 블록의 비대칭 분할 형태를 결정할 수도 있다. 또는, 부호화기/복호화기는 현재 블록의 이웃 블록으로부터 현재 블록의 비대칭 분할 형태를 결정할 수도 있다. 이때, 이웃 블록의 분할 형태 등의 부호화 파라미터에 기초하여 현재 블록의 비대칭 분할 형태를 결정할 수도 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 비대칭 서브 블록으로 분할되는 경우, 각 서브 블록은 현재 블록의 가로 (w) 및/또는 세로 (h) 크기보다 같거나 작은 가로 및/또는 세로 크기를 가질 수 있다.
일 예로, 도 9의 (b)~(e)와 같이 현재 블록이 2개의 서브 블록으로 분할되는 경우, 제2 서브 블록은 3w/4 x 3h/4의 크기를 가질 수 있다.
한편, 현재 블록 대비 제2 서브 블록의 가로 및/또는 세로의 비율은 부호화기 및 복호화기에 기 정의된 비율로 설정되거나, 부호화기에서 복호화기로 시그널링되는 정보에 기초하여 설정될 수 있다.
현재 블록(예컨대, CU)은 쿼드트리의 리프 노드 혹은 이진트리의 리프 노드를 의미할 수 있으며, 현재 블록의 부호화/복호화를 위해 수행되는 화면내 예측, 화면간 예측, 1차/2차 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화 및 루프 내 필터링 등의 부호화/복호화 과정 중 적어도 하나 이상은 서브 블록의 크기, 형태 및/또는 깊이 단위로 수행될 수 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할되는 경우, 현재 블록의 예측 정보는 서브 블록간 서로 다른 화면간 예측 정보 유도, 서브 블록간 서로 다른 화면내 예측 정보 유도 및 서브 블록간 결합된 화면내/화면간 예측 정보 유도 중 적어도 하나 이상의 방법을 이용하여 유도될 수 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할 되는 경우, 블록(예컨대, CU) 단위로 서브 블록 분할 여부에 대한 플래그 및/또는 서브 블록 분할 타입에 대한 인덱스 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다. 이 경우, 도 9의 (b) ~ (j)의 비대칭 서브 블록 파티셔닝 타입 중 적어도 하나 이상의 타입을 이용하여 서브 블록의 분할 타입을 정의한 후, 부호화/복호화를 수행할 수 있다. 예컨대, 도 9의 (b) ~ (e)의 4가지 타입을 사용하는 경우, 서브 블록 기반 부호화 및 복호화 여부에 대한 플래그 및 서브 블록 파티셔닝 (Sub-block partitioning) 인덱스가 비트스트림을 통해 시그널링되거나 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다. 이 때, 인덱스 정보를 명시적으로 전송하는 경우, 적어도 아래의 엔트로피 부호화/복호화 방법 중 하나 이상을 사용할 수 있으며, 이진화된 후에 CABAC(ae(v))으로 최종 부호화/복호화 될 수 있다.
절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법
K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법
단항(Unary) 이진화 방법
절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할될지 여부는 현재 블록의 슬라이스 타입, 픽처 타입, 타일 그룹(tile group) 타입 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 여기서, 상기 슬라이스 타입은 I 슬라이스, P 슬라이스, B 슬라이스 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 상기 픽처 타입은 I 픽처, P 픽처, B 픽처 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 상기 타일 그룹은 적어도 하나 이상의 타일을 포함하는 픽처 분할 형태를 의미할 수 있고, 상기 타일 그룹은 I 타일 그룹, P 타일 그룹, P 타일 그룹 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 상기 슬라이스는 픽처, 타일 그룹과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
또한, 현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할될지 여부는 현재 블록의 크기에 기반해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 크기가 w이고 세로 크기가 h인 경우에 w * h 혹은 w + h 값을 특정 크기에 관한 값과 비교하여 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할될지 결정될 수 있다.
또한, 현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할될지 여부는 현재 블록의 부호화 모드에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 스킵 모드 혹은 머지 머지 모드일 경우, 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할될 수 있다.
또한, 현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할된 경우, 각 서브 블록 간 움직임 벡터 값, 움직임 벡터 차분 값, 참조 영상, 참조 영상 리스트, 예측 리스트 활용 플래그 값, 서브 블록들을 가산하여 최종 예측 블록 생성에 사용되는 가중치 값 등이 서로 다를 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
현재 블록에 대한 화면 내 예측은, 화면 내 예측 모드 유도 단계(S1010), 참조 샘플 구성 단계(S1020) 및/또는 화면 내 예측 수행 단계(S1030)를 포함할 수 있다.
단계 S1010에서, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 유도될 수 있다. 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법, 비트스트림으로부터 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 엔트로피 부호화/복호화하는 방법, 주변 블록의 부호화 파라미터를 이용하는 방법 또는 색 성분의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법을 이용하여 유도될 수 있다. 상기 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법에 따르면, 주변 블록의 화면 내 예측 모드, 주변 블록의 하나 이상의 화면 내 예측 모드의 조합 및 하나 이상의 MPM을 이용하여 유도된 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 유도될 수 있다.
단계 S1020에서, 참조 샘플 선택, 참조 샘플 패딩 및 참조 샘플 필터링 중 적어도 하나 이상을 수행하여 참조 샘플이 구성될 수 있다.
단계 S1030에서, 비방향성 예측, 방향성 예측, 위치 정보 기반 예측, 색 성분간 예측 및 템플릿 매칭 기반 예측 중 적어도 하나 이상을 수행하여 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 단계 S1030에서, 예측 샘플에 대한 필터링이 추가적으로 수행될 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도하기 위해 하나 이상의 복원된 주변 블록이 이용될 수 있다. 복원된 주변 블록의 위치는 기정의된 고정 위치이거나 부호화/복호화하여 유도된 위치일 수 있다. 이하 부호화/복호화는 엔트로피 부호화 및 복호화를 의미할 수 있다. 예컨대, WxH 크기의 현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 좌표를 (0, 0)이라 할 때, 상기 주변 블록은 (-1, H-1), (W-1, -1), (W, -1), (-1, H) 및 (-1, -1) 좌표에 인접한 블록들 및 상기 블록들의 주변 블록들 중 적어도 하나일 수 있다. 이때, 상기 W 및 H는 상기 현재 블록의 가로(W) 및 세로(H)의 길이 또는 샘플의 개수를 나타낼 수 있다.
가용하지 않은 주변 블록의 화면 내 예측 모드는 소정의 화면 내 예측 모드로 대체될 수 있다. 상기 소정의 화면 내 예측 모드는 예컨대, DC 모드, Planar 모드, 수직 모드, 수평 모드 및/또는 대각 모드일 수 있다. 예컨대, 주변 블록이 픽처, 슬라이스, 타일, CTU(Coding Tree Unit) 등 중 적어도 하나의 소정의 유닛의 경계 밖에 위치하거나 화면 간 예측되거나 PCM 모드로 부호화된 경우 해당 주변 블록은 비가용으로 판단될 수 있다. 또는, 상기 주변 블록이 비가용한 경우, 상기 비가용 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 대체하지 않고, 상기 비가용 주변 블록을 이용하지 않을 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 소정 위치의 주변 블록의 화면 내 예측 모드 또는 둘 이상의 주변 블록의 화면 내 예측 모드의 통계값으로 유도될 수 있다. 본 명세서에서 통계값은, 평균값, 최대값, 최소값, 최빈값, 중간값, 가중 평균값 및 보간값 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
또는 주변 블록들의 크기에 기초하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 예컨대, 상대적으로 크기가 큰 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 또는 상대적으로 크기가 큰 블록의 화면 내 예측 모드에 상대적으로 큰 가중치를 부여하여 통계값을 계산할 수도 있다. 또는, 상대적으로 큰 가중치가 부여되는 모드들이 미리 정의되거나 시그널링될 수 있다. 예컨대, 수직 방향 모드, 수평 방향 모드, 대각 방향 모드, 비방향성 모드 중 적어도 하나에 대해 상대적으로 큰 가중치가 부여될 수 있다. 상기 모드들에 대해서는 동일한 가중치가 부여될 수도 있다.
또는 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 방향성인지의 여부가 고려될 수 있다. 예컨대, 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 비방향성인 경우, 상기 비방향성 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 또는 상기 비방향성 모드를 제외한 다른 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수도 있다.
현재 블록의 화면내 예측 모드를 유도하기 위해, 하나 이상의 MPM (Most Probable Mode) 리스트를 구성할 수 있다. MPM 리스트는 하나 이상의 MPM 후보 모드를 포함하며, MPM 후보 모드는 부호화/복호화가 완료된 적어도 하나 이상의 공간적 주변 블록의 화면내 예측 모드 및/또는 임의의 화면내 예측 모드를 포함할 수 있다.
도 11은 MPM 리스트를 구성할 때 이용되는 현재 블록의 공간적 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, MPM 리스트를 구성하는 화면내 예측 모드의 수를 6개라 가정하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 공간적 주변 블록들 중 적어도 하나로부터 MPM 리스트에 포함될 후보 모드를 최대 k개(k는 6 이하의 양의 정수)까지 순차적으로 유도할 수 있다. 이하의 설명에서, 예컨대, k는 5이다.
주변 블록들로부터 MPM 후보 모드를 유도하는 순서는 부호화기/복호화기에서 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 좌측 블록(L), 상단 블록(A), 좌하단 블록(BL), 우상단 블록(AR) 및 좌상단 블록(AL) 순서로 MPM 후보 모드를 유도할 수 있다. 또한, 좌측 블록(L), 상단 블록(A) 순서로 MPM 후보 모드를 유도할 수 있다. 비방향성 모드인 Planar 모드 및/또는 DC 모드는 발생 확률이 높은 화면내 예측 모드로 간주할 수 있다. 따라서, 상기 공간적 주변 블록으로부터 유도된 5개의 화면내 예측 모드 내에 Planar 모드 및/또는 DC 모드가 포함되지 않은 경우, Planar 및/또는 DC 모드를 MPM 후보 모드로서 MPM 리스트에 포함시킬 수 있다. 즉, MPM 후보 리스트에는 Planar 및/또는 DC 모드가 항상 포함될 수 있다.
이 때, MPM 리스트상에 Planar 모드 및/또는 DC 모드가 위치하는 순서는 부호화기/복호화기에서 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 좌측 블록(L), 상단 블록(A), planar, DC, 좌하단 블록(BL), 우상단 블록(AR) 및 좌상단 블록(AL) 순서로 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 좌측 블록(L), 상단 블록(A), planar, DC 순서로 MPM 리스트를 구성할 수 있다.
상기 구성된 MPM 리스트 내의 화면내 예측 모드가 서로 다른 예측 모드인지에 대한 중복성 검사가 수행될 수 있다. 중복성 검사 이후의 MPM 리스트 내에 포함된 화면내 예측 모드의 수가 MPM 리스트가 포함할 수 있는 화면내 예측 모드의 최대 개수(예를 들어, 6개)보다 작은 경우, MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드 중에서 방향성을 가지는 화면내 예측 모드에 소정의 오프셋을 가산 및/또는 감산한 화면내 예측 모드를 추가적으로 MPM 리스트에 포함시킬 수 있다. 이 때의 오프셋 값은 1로 한정되지 않으며, 2 이상의 정수일 수 있다.
만약, 상기의 과정을 통해서도 MPM 리스트가 채워지지 않은 경우, 예컨대, MPM 후보 모드가 6개 미만인 경우, 수직 모드, 수평 모드, 대각 모드의 순서로 MPM 리스트를 채워나감으로써 최대 6개의 서로 다른 화면내 예측 모드를 가지는 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 디폴트 모드(수직 모드, 수평 모드, 대각 모드)가 채워지는 순서는 상기 예에 한정되지 않으며, 부호화기/복호화기에서 기 정의된 임의의 순서일 수 있다. 화면내 예측 모드의 수가 최대 67인 경우, 모드 0은 Planar 모드, 모드 1은 DC 모드를 나타내며, 모드 2 내지 모드 66은 방향성 모드를 나타낼 수 있다. 또한, 수직 모드는 모드 50, 수평 모드는 모드 18, 대각 모드는 모드 2, 모드 34 및/또는 모드 66일 수 있다.
예를 들어, 전술한 바와 같이 구성된 MPM 리스트 내에 포함된 후보 모드들은 소정의 기준에 따라 재정렬될 수 있다.
도 12는 MPM 리스트 내의 후보 모드들을 재정렬하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
MPM 리스트에 포함된 후보 모드의 각각에 대해 예측 블록을 생성하고, 생성된 예측 블록과 현재 블록의 주변 참조 샘플과의 경계(Boundary) 영역에서 SAD (Sum of absolute differences)(Boundary SAD)를 구할 수 있다. 그 후, SAD가 작은 화면내 예측 모드부터 SAD가 큰 화면내 예측 모드의 순서(올림차순)로 MPM 후보 모드들을 재정렬함으로써, MPM 리스트를 재구성할 수 있다.
또는, 복수의 MPM 후보 모드들을 대상으로 각각 SAD를 계산한 후, 허용된 MPM 후보 모드의 최대 개수만큼의 후보 모드들로 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 이 때, SAD가 작은 후보 모드의 순서로 MPM 리스트가 구성될 수 있다.
MPM 리스트를 구성함에 있어, 소정 크기의 현재 블록에 대해 하나의 MPM 리스트가 구성될 수 있다. 만약 상기 소정 크기의 현재 블록이 복수의 서브 블록들로 분할되는 경우, 각 서브 블록들에 대해서도 상기 구성된 MPM 리스트가 이용될 수 있다. 이 때, 상기 현재 블록 및 서브 블록의 크기는 예컨대, MxN일 수 있으며, M과 N은 각각 소정의 정수일 수 있다. 예를 들어, 현재 블록 및/또는 서브 블록은 CTU, CU, SU(signalling unit), QTMax, QTMin, BTMax, BTMin, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, 4x8, 8x16, 16x8, 32x64, 32x8, 4x32 등 중 적어도 하나의 크기를 가질 수 있다. 이때, QTMax 및 QTMin은 쿼드트리로 분할될 수 있는 블록의 최대 크기 및 최소의 크기를 각각 나타낼 수 있다. 또한, BTMax 및 BTMin은 이진트리로 분할될 수 있는 블록의 최대 크기 및 최소 크기를 각각 나타낼 수 있다. 이하에서, 서브 블록의 크기는 서브 블록의 분할 구조를 의미할 수 있다.
현재 블록의 화면내 예측 모드는 MPM(Most Probable Mode) flag 및/또는 MPM 색인(mpm_idx)을 이용하여 부호화/복호화될 수 있다. 상기 MPM flag는 현재 블록의 화면내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 MPM 리스트에 포함되는지 여부를 지시할 수 있다. MPM 색인은 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 현재 블록의 화면내 예측 모드와 동일한 후보를 지시할 수 있다.
예컨대, MPM flag가 1인 경우, 현재 블록(예컨대, 휘도 성분)의 화면내 예측 모드는 MPM 색인(mpm_idx)과 부호화/복호화된 현재 블록의 인접 유닛들의 화면내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도될 수 있다. 일 예로 MPM flag가 1인 경우, 전술한 방법에 따라 MPM 리스트를 구성한 후, MPM 색인이 가리키는 화면내 예측 모드를 현재 블록의 화면내 예측 모드로 유도할 수 있다.
구성된 MPM 리스트가 소정의 기준에 따라 재정렬된 경우, MPM 색인이 전송되지 않고, MPM 리스트 내 임의의 위치의 후보 모드가 현재 블록의 화면내 예측 모드로 유도될 수도 있다. 상기 소정의 기준은 예컨대, 전술한 Boundary SAD일 수 있다. 상기 MPM 리스트 내 임의의 위치는 예컨대, MPM 리스트의 첫번째(0번 인덱스) 위치일 수 있다.
예컨대, MPM flag가 0인 경우, 하나 이상의 후보 모드를 포함하는 2차 MPM 리스트(2nd MPM list)가 구성될 수 있다. 또한, 현재 블록의 화면내 예측 모드가 2차 MPM 리스트에 포함된 후보 모드와 동일한지 여부를 지시하는 2차 MPM flag(2nd MPM flag)가 부호화/복호화될 수 있다.
상기 2차 MPM flag가 1인 경우, 2차 MPM 색인(2nd_mpm_idx)가 추가적으로 부호화/복호화될 수 있다. 이 때, 현재 블록(예컨대, 휘도 성분)의 화면내 예측 모드는 2차 MPM 색인과 부호화/복호화 된 인접 유닛들의 화면내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도될 수 있다.
2차 MPM 리스트에 포함되는 후보 모드는 현재 블록의 주변 블록들의 화면내 예측 모드에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 왼쪽 블록 또는 상단 블록의 화면내 예측 모드가 이용될 수 있다. 또는, 현재 블록의 상단에 인접한 서브 블록들이 서로 다른 하나 이상의 화면내 예측 모드를 가지는 경우, 해당 화면내 예측 모드들이 2차 MPM 리스트에 포함될 수 있다. 유사하게, 현재 블록의 왼쪽에 인접한 서브 블록들이 서로 다른 하나 이상의 화면내 예측 모드를 가지는 경우, 해당 화면내 예측 모드들이 2차 MPM 리스트에 포함될 수 있다. 또는 현재 슬라이스 내에서 화면내 예측된 블록들로서 현재 블록보다 먼저 부호화/복호화가 완료된 블록들의 화면내 예측 모드를 이용하여 2차 MPM 리스트를 구성할 수도 있다.
상기 MPM flag 및 2차 MPM flag가 모두 0인 경우, 현재 블록(예컨대, 휘도 성분)의 화면내 예측 모드는 휘도 성분 잔여 화면내 예측 모드 색인(rem_intra_luma_pred_mode)을 이용하여 부호화/복호화 될 수 있다.
또한, 색차 성분의 화면내 예측 모드는, 색차 성분 잔여 화면내 예측 모드 색인(intra_chroma_pred_mode) 및/또는 대응하는 휘도 블록의 화면내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도될 수 있다. 휘도 블록의 화면내 예측 모드에 기초하여 색차 성분의 화면내 예측 모드를 유도하는 방법에 대해서는 후술한다.
이하에서, MPM 리스트(및/또는 2차 MPM 리스트)에 포함되는 하나 이상의 후보 모드들을 구성하기 위해 현재 블록 주변의 부호화된 정보를 이용하는 다른 실시예를 설명한다.
예를 들어, 모든 화면내 예측 모드의 각각에 대해, 현재 블록의 예측 샘플을 생성할 수 있다. 예측 블록이 생성되면, 도 12를 참조하여 설명한 바와 같이, 현재 블록의 주변 참조 샘플과 생성된 예측 샘플 사이에서 Boundary SAD를 계산할 수 있다. 이 후, SAD가 작은 모드들부터 올림차순으로 정렬하고, MPM 리스트(및/또는 2차 MPM 리스트)가 포함할 수 있는 후보 모드의 최대 개수에 맞춰 SAD가 작은 화면내 예측 모드들부터 MPM 리스트(및/또는 2차 MPM 리스트)에 포함시킬 수 있다.
도 12에 도시된 실시예에서, 8x8 크기의 현재 블록이 화면내 예측되는 경우, 부호화기/복호화기에 허용된 모든 화면내 예측 모드의 각각에 대해 예측 블록이 생성될 수 있다. 생성된 각각의 예측 블록의 좌측 열, 좌상단 샘플 및/또는 상단 행에 위치한 Boundary 영역(점선 영역)과 주변 참조 샘플(회색 영역) 사이에서 Boundary SAD를 계산할 수 있다. 상기 SAD가 작은 순서대로 화면내 예측 모드를 정렬할 수 있다. 상기 정렬된 순서에 따라 후보 모드로서 MPM 리스트(및/또는 2차 MPM 리스트)에 포함시킬 수 있다.
하나 이상의 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, Boundary SAD의 계산은 참조 샘플 라인의 각각에 대해 수행될 수 있다. 또는, Boundary SAD를 계산시, 현재 블록의 예측 블록의 좌측 열에 대해 하나 이상의 열들이 고려될 수 있으며, 마찬가지로 현재 블록의 예측 블록의 상단 행에 대해서도 하나 이상의 행들이 고려될 수 있다.
다른 실시예로서, 현재 슬라이스 내의 부호화/복호화가 완료된 다른 영역으로부터 현재 블록과 가장 유사한 블록을 검색한 후, 상기 방법(Boundary SAD를 이용한 방법)을 적용할 수 있다. 이 경우, 상기 방법을 적용하거나 또는 현재 블록과 가장 유사한 블록 및 해당 블록에서 화면내 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성한 뒤, 두 블록 사이의 차분값이 최소가 되는 화면내 예측 모드를 구하여 MPM 리스트(및/또는 2차 MPM 리스트)에 포함시킬 수 있다.
상기의 방법 중 적어도 하나 이상의 방법으로 MPM 리스트(및/또는 2nd MPM 리스트)를 구성했음을 나타내는 정보를 부호화/복호화하거나 복호화기에서 묵시적으로 유도할 수 있다. MPM 리스트(및/또는 2nd MPM 리스트)를 구성했음을 나타내는 상기 정보를 부호화/복호화 하는 경우, 적어도 아래의 엔트로피 부호화/복호화 방법 중 하나 이상을 사용할 수 있으며, 이진화된 후에 CABAC(ae(v))을 이용하여 최종적으로 부호화/복호화될 수 있다.
- 절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법
- K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법
- 단항(Unary) 이진화 방법
- 절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법
화면 내 예측 모드를 유도하는 또 다른 실시예로서, 다른 색 성분의 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 색차 블록인 경우, 상기 색차 블록에 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드가 이용될 수 있다. 상기 대응하는 휘도 블록은 하나 이상일 수 있다. 상기 대응하는 휘도 블록은 휘도 블록의 위치, 색차 블록의 위치, 휘도 블록의 좌상단 샘플 위치, 색차 블록의 좌상단 샘플 위치, 휘도 블록의 크기, 색차 블록의 크기, 형태 및/또는 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 또는 상기 대응하는 휘도 블록은 휘도 블록의 크기, 형태 및/또는 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수도 있다.
색차 블록에 대응하는 휘도 블록은 복수의 파티션을 포함할 수 있다. 상기 복수의 파티션의 전부 또는 일부는 상이한 화면 내 예측 모드를 가질 수 있다. 색차 블록의 화면 내 예측 모드는 대응하는 휘도 블록 내 복수의 파티션의 전부 또는 일부에 기반하여 유도될 수 있다. 이때, 색차 블록과 휘도 블록(복수의 파티션 전부 또는 일부) 간의 블록 크기, 형태, 깊이 정보 등의 비교에 기반하여 일부 파티션이 선택적으로 이용될 수 있다. 색차 블록 내 소정의 위치에 대응하는 휘도 블록 내 위치의 파티션이 선택적으로 이용될 수도 있다. 상기 소정의 위치는 색차 블록의 코너 샘플(예를 들어, 좌상단 샘플) 위치 또는 중앙 샘플 위치를 의미할 수 있다. 상기 중앙 샘플 위치는 휘도/색차 블록의 좌상단 위치와 휘도/색차 블록의 가로 크기의 반, 휘도/색차 블록의 세로 크기의 반을 기초로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 휘도/색차 블록의 좌상단 위치에 가로 방향으로 휘도/색차 블록의 가로 크기의 반을 가산하여 중앙 샘플의 x축 방향 위치를 결정할 수 있다. 또한, 상기 휘도/색차 블록의 좌상단 위치에 세로 방향으로 휘도/색차 블록의 세로 크기의 반을 가산하여 중앙 샘플의 y축 방향 위치를 결정할 수 있다. 이때, 상기 색차 블록의 중앙 샘플 위치에 대응하는 휘도 블록의 위치는 휘도 블록의 중앙 샘플 위치를 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 색 성분 간 화면 내 예측 모드의 유도 방법은, 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 대응하는 휘도 블록의 mpm_idx 또는 MPM list 중 적어도 하나를 이용하거나 공유하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수도 있다.
도 13은 휘도 블록과 색차 블록의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 13에 도시된 예에서, 색 성분 간 비율은 4:2:0 이며, 색차 블록에 대응하는 휘도 블록은 A, B, C, D 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 13에 도시된 예에서, 색차 블록의 화면 내 예측 모드는 색차 블록 내 좌상단 위치 (0, 0)에 대응하는 휘도 블록 A의 화면 내 예측 모드, 색차 블록의 중앙 샘플 위치 (nS/2, nS/2)에 대응하는 휘도 블록 D의 화면 내 예측 모드, 또는 색차 블록의 또 다른 중앙 샘플 위치 ((nS/2)-1, (nS/2)-1)에 대응하는 휘도 블록 B의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도될 수 있다. 상기 색차 블록 내 소정의 위치는 (0, 0), ((nS/2)-1, (nS/2)-1) 및 (nS/2, nS/2)로 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 소정의 위치는 색차 블록 내 우상단, 좌하단 및/또는 우하단 코너 샘플의 위치일 수 있다. 상기 색차 블록의 중앙 샘플 위치는 (W/2, H/2) 일 수 있으며, W는 블록의 가로, H는 블록의 세로 길이일 수 있다. 또한, 상기 색차 블록의 중앙 샘플 위치는 ((W/2)-1, (H/2)-1)일 수 있다.
상기 소정의 위치는 색차 블록의 형태에 기초하여 선택될 수 있다. 예컨대, 색차 블록이 정사각형인 경우, 상기 소정의 위치는 중앙 샘플 위치일 수 있다. 예컨대, 색차 블록이 직사각형인 경우, 상기 소정의 위치는 좌상단 샘플 위치일 수 있다. 상기 예에서, 색차 블록이 정사각형인 경우와 직사각형인 경우에서의 상기 소정의 위치는 반대일 수도 있다.
다른 실시예로서, 색차 블록의 크기에 대응하는 휘도 블록 내의 하나 이상의 화면 내 예측 모드의 통계값을 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
도 13에 도시된 예에서, 예컨대, 휘도 블록 A와 D의 화면 내 예측 모드의 평균에 해당하는 모드 또는 색차 블록의 크기에 대응하는 휘도 블록 내의 A, B, C, D 의 화면 내 예측 모드의 평균에 해당하는 모드를 색차 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다.
이용 가능한 휘도 블록의 화면 내 예측 모드가 복수 개 존재하는 경우, 그 중 전부 또는 일부가 선택될 수 있다. 상기 선택은 색차 블록 내의 소정의 위치에 기반하거나, 색차 블록 및/또는 휘도 블록의 크기, 형태 및/또는 깊이에 기반하여 수행될 수 있다. 상기 선택된 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
예를 들어, 색차 블록 내 좌상단 샘플 위치 (0, 0)에 대응하는 휘도 블록 A와 색차 블록 내 중앙 샘플 위치 (nS/2, nS/2)에 대응하는 휘도 블록 D의 크기가 비교하여 상대적으로 큰 휘도 블록 D의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
또는, 색차 블록 내 소정의 위치에 대응하는 휘도 블록이 색차 블록보다 크거나 같으면, 해당 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
또는, 색차 블록의 크기가 소정의 범위에 해당하는 경우, 색차 블록 내 좌상단 샘플 위치 (0, 0)에 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
또는, 색차 블록의 크기가 소정의 범위에 해당하는 경우, 색차 블록 내 소정의 위치 (0, 0)과 (nS/2, nS/2)에 대응하는 휘도 블록의 크기를 비교하여 큰 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
상기 소정의 범위는 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보, 블록(색차 블록 및/또는 휘도 블록)의 크기(및/또는 깊이)에 관한 정보 및 부호화기/복호화기에서 미리 정의된 정보 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다.
또는, 색차 블록의 형태가 직사각형인 경우, 색차 블록 내 중앙 샘플 위치 (nS/2, nS/2)에 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드 혹은 색차 블록의 또 다른 중앙 샘플 위치 ((nS/2)-1, (nS/2)-1)에 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
또는, 휘도 블록 내 복수의 파티션 중, 색차 블록과 같은 형태를 갖는 파티션이 이용될 수 있다. 예컨대, 색차 블록이 정방형 또는 비정방형인 경우, 휘도 블록 내 복수의 파티션 중 정방형 또는 비정방형의 파티션이 이용될 수 있다.
도 13을 참조하여 설명한 예에서, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도한다는 의미는, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드가 색차 블록의 화면 내 예측 모드로서 그대로 이용되는 경우를 포함한다. 또한, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 것에 한정되지 않으며, 휘도 블록의 mpm_idx, MPM 리스트를 포함하여, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드 유도시 이용된 정보를 이용할 수도 있다.
또는, 상기 소정의 위치에 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록에 대한 MPM 리스트를 구성할 수도 있다. 이 경우, 색차 블록에 대한 mpm_idx 정보가 부호화되어 시그널링될 수 있다. 색차 블록에 대한 MPM 리스트는 휘도 블록에 대한 MPM 리스트와 유사한 방법으로 구성될 수 있다. 그러나, 색차 블록의 MPM 후보는 주변 색차 블록의 화면 내 예측 모드 및/또는 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 포함할 수 있다.
MPM flag가 0인 경우, 하나 이상의 화면 내 예측 모드를 포함하는 2차 MPM 리스트를 구성하고, 2차 MPM 인덱스(2nd_mpm_idx)를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 이때, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 2차 MPM 리스트에 포함되는지를 지시하는 2차 지시자(예컨대, 2차 MPM flag)가 부호화/복호화될 수 있다. 2차 MPM 리스트는 1차 MPM 리스트와 유사하게 주변 블록의 화면 내 예측 모드들을 이용하여 구성될 수 있다. 이때, 1차 MPM 리스트에 포함된 화면 내 예측 모드는 2차 MPM 리스트에 포함되지 않을 수 있다. MPM 리스트의 개수는 1개 또는 2개로 한정되지 않으며, N개의 MPM 리스트가 이용될 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드가 복수의 MPM 리스트 중 하나에 포함되지 않는 경우, 현재 블록의 휘도 성분 화면 내 예측 모드는 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 색차 성분 화면 내 예측 모드는 대응하는 휘도 성분 화면 내 예측 모드에 기초하여 유도되거나, 부호화/복호화될 수 있다.
현재 블록이 복수의 서브 블록(sub block)으로 분할되는 경우, 분할된 각각의 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하기 위해 전술한 방법 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
서브 블록의 크기 및/또는 형태는 소정의 크기 및/또는 형태(예컨대, 4x4)이거나 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 결정될 수 있다. 또는, 서브 블록의 크기는 현재 블록의 주변 블록의 분할 여부에 기반하여 결정되거나 현재 블록의 주변 블록의 화면 내 예측 모드에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 상이한 경계를 기준으로 현재 블록이 분할될 수 있다. 또는, 주변 블록이 화면 내 부호화 블록인지 화면 간 부호화 블록인지에 기반하여 현재 블록이 분할될 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드가 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도됨을 나타내는 지시자(예컨대, NDIP_flag)가 부호화/복호화될 수 있다. 상기 지시자는 현재 블록 또는 서브 블록 중 적어도 하나의 단위마다 부호화/복호화될 수 있다. 이때 현재 블록 또는 서브 블록의 크기가 소정의 크기 또는 소정의 크기 범위에 해당하는 경우에만 상기 지시자가 부호화/복호화될 수 있다.
현재 블록의 크기가 소정의 크기에 해당하는지의 판단은 현재 블록의 가로 또는 세로의 길이에 기초하여 수행될 수 있다. 예컨대, 가로 또는 세로의 길이가 분할 가능한 길이이면, 현재 블록의 크기가 소정의 크기에 해당하는 것으로 판단될 수 있다.
화면 내 예측에 관한 정보는 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), APS(adaptation parameter set), 슬라이스(slice) 헤더, 타일(tile) 헤더 중 적어도 하나를 통하여 시그널링 될 수 있다. 소정의 블록 크기 이하에서는 화면 내 예측에 관한 정보 중 적어도 하나 이상이 시그널링되지 않을 수 있다. 이 경우, 이전에 부호화/복호화된 블록(예컨대, 상위 블록)의 화면 내 예측에 관한 정보가 이용될 수 있다.
상기 유도된 화면 내 예측 모드에 기초하여, 화면 내 예측을 위한 참조 샘플이 구성될 수 있다. 이하의 설명에서 현재 블록은 예측 블록 또는 예측 블록보다 작은 크기/형태를 가지는 서브 블록을 의미할 수 있다. 참조 샘플은 현재 블록의 주변의 복원된 하나 이상의 샘플 또는 샘플 조합을 이용하여 구성될 수 있다. 또한, 구성된 참조 샘플에 대하여 필터링이 적용될 수 있다.
참조 샘플 구성에 사용되는 복원 샘플 라인의 개수 및/또는 위치는 부호화 트리 블록 내 현재 블록의 위치에 따라 달라질 수 있다. 복수의 복원 샘플 라인 상의 각 복원 샘플은 그대로 참조 샘플로 사용될 수 있다. 또는 복원 샘플에 소정의 필터를 적용하고, 필터링된 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 생성할 수도 있다. 필터가 적용되는 복원 샘플들은 동일한 복원 샘플 라인에 속하거나 다른 복원 샘플 라인에 속할 수 있다.
상기 복수의 참조 샘플 라인을 사용하는지 여부를 나타내는 지시자가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, SPS, PPS, Slice header 중 적어도 하나에 mrl_enabled_flag 와 같은 지시자가 포함되어 시그널링될 수 있다. 상기 플래그는 단일 참조 샘플 라인을 사용하는지 또는 복수 참조 샘플 라인을 사용하는지 여부를 나타내는 지시자일 수 있다.
상기 지시자가 복수 참조 샘플 라인을 사용함을 나타내는 경우, 참조 샘플 라인 인덱스가 추가로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, mrl_index가 시그널링되어 몇 번째 참조 샘플 라인이 구성되고 이용되는지 결정할 수 있다.
상기 mrl_index가 0이면 현재 블록에 인접한 첫번째 참조 샘플 라인이 구성되는 것을 의미할 수 있다. 또한, mrl_index가 1이면 두번째 참조 샘플 라인, 2이면 세번째 참조 샘플 라인, 3이면 네번째 참조 샘플 라인이 구성되는 것을 의미할 수 있다. 첫번째 참조 샘플 라인 내지 네번째 참조 샘플 라인은 예를 들어, 도 14에 도시된 복원 샘플 라인 1 내지 복원 샘플 라인 4를 각각 의미할 수 있다.
상기 mrl_index는 화면내 예측 모드, MPM 정보, 현재 블록의 가로 및 세로 길이, CTU 상단 경계 여부, 색 성분 중 적어도 하나에 기반하여 시그널링될 수 있다. 이때, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링되지 않는 경우에는, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인이 구성되고 이용될 수 있다.
예를 들어, 화면내 예측 모드가 소정의 모드에 해당하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 상기 화면내 예측 모드는 현재 블록 또는 현재 블록에 인접한 주변 블록 중 적어도 하나의 화면내 예측 모드일 수 있다. 상기 소정의 모드는 비방향성 예측 모드, 방향성 예측 모드, 수직/수평 모드, 짝수 번호 모드, 홀수 번호 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 좌측 또는 상단에 인접한 블록의 화면내 예측 모드가 방향성 예측 모드에 해당하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 또는 상기 주변 블록의 화면내 예측 모드가 짝수 또는 홀수의 값을 갖는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 MPM 정보에 기반하여 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 상기 MPM 정보는 MPM 플래그, MPM 인덱스, MPM 리스트, MPM 후보 중 적어도 하나일 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 화면내 예측 모드에 대한 MPM 플래그가 매칭함을 나타내는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 또는 MPM 후보 리스트 내에 방향성 예측 모드가 존재하거나 방향성 예측 모드만이 존재하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 또는 MPM 후보 리스트 내에 비방향성 예측 모드가 존재하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 또는 상기 mrl_index 지시자에 기반하여 상기 현재 블록의 MPM 정보가 다르게 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 mrl_index 지시자가 0이 아닌 경우에는 상기 MPM 정보 중 적어도 하나를 시그널링하지 않을 수 있다. 예컨대, 상기 mrl_index 지시자가 0이 아닌 경우에 MPM 플래그 또는 잔여 모드 정보가 시그널링되지 않을 수 있다. 한편, 상기 mrl_index 지시자가 0이 아닌 경우에 MPM 인덱스가 시그널링될 수 있으며, 상기 MPM 인덱스를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 예컨대, mrl_index 지시자가 0이 아닌 경우, MPM 플래그의 파싱 없이 MPM 모드인 것으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 가로 및 세로 길이가 소정의 범위를 만족하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 예컨대, 가로 또는 세로의 길이가 소정의 크기(예컨대, 4) 보다 큰 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 CTU 상단 경계에 위치하는지 여부에 기반하여 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 CTU 상단 경계에 위치하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링되지 않을 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 색 성분이 휘도(luma) 신호에 해당하는 경우 상기 mrl_index 지시자가 시그널링되고, 색차(chroma) 신호에 해당하는 경우 상기 mrl_index 지시자가 시그널링되지 않을 수 있다.
또는, 상기 mrl_index 지시자는 추가적으로 이용되는 참조 샘플 라인을 의미할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인은 항상 이용하고, 상기 mrl_index 지시자가 지시하는 참조 샘플 라인이 추가적으로 구성되고 이용될 수 있다.
복수의 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, 각 참조 샘플 라인마다 필터링 적용 여부를 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 참조 샘플 라인에 대하여는 화면내 예측 모드 및 블록의 크기/형태에 기반하여 필터링이 적용되고, 현재 블록으로부터 두번째 이상에 위치하는 참조 샘플 라인에 대하여는 필터링이 적용되지 않을 수 있다. 또한, 하나의 참조 샘플 라인에 있어서, 좌측 참조 샘플 및 상단 참조 샘플 중 하나에 대해서만 필터링이 수행될 수도 있다. 어느 참조 샘플을 필터링할지 여부는 현재 블록의 형태, 크기 및 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 현재 블록의 형태는 현재 블록의 가로와 세로의 크기 비교 또는 비율(ratio)에 의해 결정될 수 있다.
상기 구성된 참조 샘플은 ref[m, n], 주변의 복원된 샘플 또는 이를 필터링 한 샘플은 rec[m, n]으로 나타낼 수 있다. 이때, m 또는 n은 샘플의 위치를 나타내는 소정의 정수 값일 수 있다. 현재 블록 내의 왼쪽 상단 샘플 위치가 (0, 0)일 때, 현재 블록의 왼쪽 상단의 참조 샘플의 위치는 (-1, -1)로 설정될 수 있다.
도 14는 복수의 복원 샘플 라인을 설명하기 위한 도면이다.
참조 샘플은 현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인을 선택함으로써 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 14에서 복수 개의 복원 샘플 라인 중 하나의 라인을 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
예컨대, 복원 샘플 라인 중 특정 라인이 고정적으로 또는 적응적으로 선택될 수 있다.
다른 실시 예로서, 도 14에서 복수 개의 복원 샘플 라인 중 하나 이상의 복원 샘플 라인을 선택하고, 선택된 하나 이상의 복원 샘플 라인을 조합함으로써 참조 샘플을 구성할 수 있다.
예컨대, 수학식 1과 같이 현재 블록으로부터의 거리에 따라 다른 가중치가 적용된 가중 평균을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
또는, 현재 블록으로부터의 거리 및 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기반하여 복수의 복원 샘플들의 평균값, 최대값, 최소값, 중간값, 최빈값 중 적어도 하나 이상의 계산값을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
또는, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값의 변화(변화량)에 기초하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 예컨대, 연속하는 두 개의 복원 샘플들의 값이 임계치 이상 차이나는지 여부, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값이 연속적으로 또는 불연속적으로 변하는지 여부 등 적어도 하나 이상에 기초하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 예컨대, rec[-1, -1]과 rec[-2, -1]이 임계치 이상 차이나는 경우, ref[-1, -1]은 rec[-1, -1]로 결정되거나, rec[-1, -1]에 소정의 가중치를 부여한 가중 평균을 적용한 값으로 결정될 수 있다. 예컨대, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값이 현재 블록에 가까워질수록 n씩 변하는 경우, 참조 샘플 ref[-1, -1] = rec[-1, -1]-n으로 결정될 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 도 14에서 2 개 이상의 복원 샘플 라인을 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 일 예로, 복원 샘플 라인 1 과 복원 샘플 라인 2 를 고정적으로 선택하거나, 복원 샘플 라인 1 내지 복원 샘플 라인 4에 해당하는 4개의 라인을 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
또는, 2 개 이상의 복원 샘플 라인을 적응적으로 선택하여 참조 샘플을 구성할 수도 있다. 일 예로, 1 개의 라인은 고정적으로 선택하고 다른 1 개 이상의 라인은 적응적으로 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
상기 고정적으로 선택되는 라인은 부호화기/복호화기에서 미리 정의될 수 있다. 미리 정의된 경우, 상기 고정적으로 선택된 라인에 대한 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
상기 적응적으로 선택되는 라인에 대한 정보는 지시자 또는 인덱스의 형태로 시그널링될 수 있다. 상기 적응적으로 선택되는 라인은 현재 블록이나 주변 블록의 크기/형태, 화면 내 예측 모드 등의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 결정될 수 있다. 이 경우, 선택에 필요한 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
상기 참조 샘플 라인은 하나 이상의 샘플로 구성될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 또는 세로의 길이와 동일한 길이로 구성될 수 있다. 또는 상기 가로 또는 세로 길이의 2 배에 해당하는 길이로 구성될 수 있다. 또는 상기 가로 및 세로 길이의 2배에 1, 2, 3, … N 개의 샘플을 더한 길이로 구성될 수 있다. 즉, 상기 참조 샘플 라인은 2*(W+H) + N 으로 구성할 수 있으며, N은 1 이상의 정수일 수 있다.
상기 현재 블록의 상단에 인접한 참조 샘플을 구성하는 방법과 좌측에 인접한 참조 샘플을 구성하는 방법은 상이할 수 있다. 예를 들어, 상단의 참조 샘플 라인의 개수와 좌측의 참조 샘플 라인의 개수를 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기, 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 따라 상단에 인접한 참조 샘플 라인은 1 개, 좌측에 인접한 참조 샘플 라인은 2 개로 구성할 수 있다. 예를 들어, 상단의 참조 샘플 라인의 길이와 좌측의 참조 샘플 라인의 길이를 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기, 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 따라 상기 길이를 다르게 구성할 수 있다.
상기 참조 샘플 라인의 길이는 각 참조 샘플 라인마다 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 도 14에서 복원 샘플 라인 2 내지 복원 샘플 라인 4의 길이는 복원 샘플 라인 1보다 하나 이상의 샘플만큼 길게 구성할 수 있다.
상기 참조 샘플 라인의 길이는 상기 복원 샘플 라인마다 상이할 수 있다. 예를 들어, 복원 샘플 라인 n은 복원 샘플 라인 n-1보다 m개의 샘플만큼 길게 또는 짧게 구성될 수 있다. 도 14에 도시된 예에서는, 복원 샘플 라인 n은 복원 샘플 라인 n-1보다 1 개의 샘플만큼 길게 구성된다.
전술한 바와 같이, 가장 가까운 참조 샘플 라인만을 이용하여 참조 샘플을 구성할지 또는 복수의 참조 샘플 라인들을 이용하여 참조 샘플을 구성할지 여부에 관한 정보는 부호화/복호화될 수 있다. 예컨대 상기 정보는, 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 타일, CTU, CU, PU, TU 레벨 중 적어도 하나의 레벨에서 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 복수의 참조 샘플 라인들의 이용가능성에 대한 정보가 보다 상위 레벨에서 시그널링될 수도 있다.
상기 참조 샘플 구성에 사용되는 복원 샘플 라인의 개수, 위치, 구성 방법 중 적어도 하나는 현재 블록의 상단 또는 좌측의 경계가 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 블록(CTB) 중 적어도 하나의 경계에 해당하는 경우에 따라 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 2 개 이상의 참조 샘플 라인을 구성하는 경우, 현재 블록의 상단 경계가 픽처, 타일, 슬라이스, 부호화 트리 블록(CTB) 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상단에 인접한 참조 샘플 라인을 1 개로 구성할 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 상단 경계가 CTU의 상단 경계인 경우에는 1 개의 참조 샘플 라인만을 구성하고 그 이외의 경우는 2 개 이상의 참조 샘플 라인을 구성할 수 있다. 이때, CTU 상단 경계의 참조 샘플 라인을 1 개만 사용함으로써 메모리에 저장하기 위한 라인 버퍼(line buffer)를 감소하는 효과를 볼 수 있다.
참조 샘플을 선택함에 있어, 참조 샘플을 포함하고 있는 블록의 가용성(availability) 판단 및 참조 샘플 패딩(padding)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플을 포함하고 있는 블록이 가용한 경우에는 해당하는 상기 참조 샘플을 이용할 수 있다. 한편, 상기 참조 샘플을 포함하고 있는 블록이 가용하지 않은 경우에는 주변의 가용한 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 참조 샘플을 패딩함으로써 대체할 수 있다.
참조 샘플이 픽처, 타일, 슬라이스, 부호화 트리 블록(CTB) 및 소정의 경계 중 적어도 하나의 경계 밖에 존재하는 경우, 상기 참조 샘플은 가용하지 않다고 판단될 수 있다. 현재 블록이 제한된 화면내 예측(CIP: constrained intra prediction)으로 부호화되는 경우에, 상기 참조 샘플을 포함한 블록이 화면 간 모드로 부호화/복호화되어 있으면 상기 참조 샘플은 가용하지 않다고 판단될 수 있다.
도 15는 가용한 샘플을 이용하여 가용하지 않은 샘플을 대체하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
상기 주변의 복원된 샘플이 가용하지 않다고 판단되는 경우, 주변의 가용한 복원된 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 대체할 수 있다. 예를 들어, 도 15와 같이 가용한 샘플과 가용하지 않은 샘플이 존재하는 경우 하나 이상의 가용한 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 채울 수 있다.
비가용 샘플의 샘플값은 소정의 순서에 따라, 가용 샘플의 샘플값으로 대체될 수 있다. 비가용 샘플의 대체에 이용되는 가용 샘플은 비가용 샘플에 인접한 가용 샘플일 수 있다. 인접한 가용 샘플이 없는 경우, 가장 먼저 출현하는 또는 가장 가까운 가용 샘플이 이용될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 순서는 예컨대, 좌하단에서 우상단의 순서일 수 있다. 또는 우상단에서 좌하단의 순서일 수 있다. 또는 좌상단 코너에서 우상단 및/또는 좌하단의 순서일 수 있다. 또는 우상단 및/또는 좌하단에서 좌상단 코너의 순서일 수 있다.
예를 들어, 왼쪽 아래의 샘플 위치인 0부터 시작하여 가용한 샘플로 가용하지 않은 샘플을 채울 수 있다. 즉, 처음의 가용하지 않은 샘플 4개는 ‘a' 값으로 채우고, 다음의 가용하지 않은 샘플 13개는 ‘b' 값으로 채울 수 있다.
예를 들어, 가용한 샘플들의 조합을 이용하여 채울 수 있다. 예를 들어, 가용하지 않은 샘플의 양쪽 끝에 위치한 가용한 샘플의 평균값 또는 보간을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 채울 수 있다. 즉, 처음의 가용하지 않은 샘플 4개는 ‘a'의 값으로 채우고, 다음의 가용하지 않은 샘플 13개는 ‘b'와 ‘c'의 평균값 또는 'b'와 'c'의 보간을 이용하여 채울 수 있다.
또는, 13개의 비가용 샘플은 가용 샘플 b와 c의 샘플값 사이의 임의의 값으로 대체될 수 있다. 이 경우, 비가용 샘플들은 서로 다른 값으로 대체될 수 있다. 예컨대, 비가용 샘플은 가용 샘플 a에 근접할수록 a의 값에 근접한 값으로 대체될 수 있다. 마찬가지로 비가용 샘플은 가용 샘플 b에 근접할수록 b의 값에 근접한 값으로 대체될 수 있다. 즉, 비가용 샘플로부터 가용 샘플 a 및/또는 b까지의 거리에 기초하여, 비가용 샘플의 값이 결정될 수 있다. 비가용 샘플의 대체를 위해 상기 방법들을 포함하는 복수의 방법 중 하나 이상이 선택적으로 적용될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 방법은 비트스트림에 포함된 정보에 의해 시그널링 되거나, 부호화기와 복호화기가 미리 정한 방법이 이용될 수 있다. 또는 비가용 샘플의 대체 방법은 미리 정한 방식에 의해 유도될 수 있다. 예컨대, 가용 샘플 a와 b의 값의 차이 및/또는 비가용 샘플의 개수에 기초하여 비가용 샘플의 대체 방법을 선택할 수 있다. 예컨대, 두 개의 가용 샘플의 값의 차이와 임계값의 비교 및/또는 비가용 샘플의 개수와 임계값의 비교에 기초하여 비가용 샘플의 대체 방법이 선택될 수 있다. 예컨대, 두 개의 가용 샘플의 값의 차이가 임계값보다 크거나, 및/또는 비가용 샘플의 개수가 임계값보다 큰 경우, 비가용 샘플들은 서로 다른 값을 갖도록 대체될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 방법의 선택은 소정의 단위로 수행될 수 있다. 예컨대, 비디오, 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 유닛, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 중 적어도 하나 이상의 단위에 대해 비가용 샘플의 대체 방법이 선택될 수 있다. 이 때, 비가용 샘플의 대체 방법의 선택은 상기 소정의 단위로 시그널링되는 정보에 기초하거나, 상기 소정의 단위로 유도될 수 있다. 또는 부호화기와 복호화기에서 미리 정한 방법이 적용될 수도 있다.
상기 참조 샘플이 소정의 위치에 해당하는 경우, 상기 참조 샘플을 포함하는 블록의 가용성을 판단하지 않고 패딩을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 15에서, 현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, x좌표 또는 y좌표가 W+H 이상인 위치의 참조 샘플에 대해서는 상기 가용성 판단을 수행하지 않고 주변의 참조 샘플을 이용하여 패딩할 수 있다.
예를 들어, ref[W+H, -2] 의 샘플에 대해 가용성 판단을 수행하지 않고 ref[W+H-1, -2]의 값으로 패딩할 수 있다. 예를 들어, ref[W+H, -3] 및 ref[W+H+1, -3] 의 샘플에 대해 가용성 판단을 수행하지 않고 ref[W+H-1, -3] 의 값으로 패딩할 수 있다. 즉, x좌표 또는 y좌표가 W+H 이상인 샘플에 대해서는 가용성 판단을 수행하지 않고, 동일 샘플 라인 상의 가장 가까운 샘플을 이용하여 패딩을 수행할 수 있다.
현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, 현재 블록의 상단에 존재하는 참조 샘플 중 x좌표가 W 이상이고 W+H 미만인 위치에 존재하는 참조 샘플에 대해 상기 가용성 판단 및 패딩이 수행될 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 좌측에 존재하는 참조 샘플 중 y좌표가 H 이상이고, W+H 미만인 위치에 존재하는 참조 샘플에 대해 상기 가용성 판단 및 패딩이 수행될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, rec[x, -1] (x = -1 ~ W+H-1) 및/또는 rec[-1, y] (y = 0 ~ H+W-1)에 해당하는 참조 샘플에 대해 상기 가용성 판단 및 패딩이 수행될 수 있다.
상기 패딩을 수행함에 있어, 복수의 참조 샘플 라인이 이용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인에 대해 패딩을 수행하는 경우, 두 번째 인접한 참조 샘플 라인이 이용될 수 있다. 예를 들어, 아래의 수학식 2를 이용하여 패딩이 수행될 수 있다. 즉, 첫 번째 복원 샘플 라인과 두 번째 복원 샘플 라인으로부터 선택된 복수의 샘플 값의 가중 평균을 이용하여 첫 번째 참조 샘플 라인의 샘플 값을 유도할 수 있다. 이 때, 선택되는 복원 샘플들은 현재 샘플 위치 및/또는 현재 샘플에 인접한 위치의 샘플들일 수 있다.
상기 구성된 하나 이상의 참조 샘플들에 대해서 필터링이 수행될 수 있다. 상기 필터링은 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 현재 블록의 형태 중 적어도 하나 이상에 기초하여 적응적으로 수행될 수 있다. 예컨대, 필터링 적용 여부, 필터 유형, 필터 세기 및 필터 계수 중 적어도 하나가 적응적으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 복수의 참조 샘플 라인의 각각에 대해 필터링 적용 여부를 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인에 대해서는 필터링을 적용하고 두 번째 참조 샘플 라인에 대해서는 필터링을 적용하지 않을 수 있다. 예를 들어, 동일한 참조 샘플에 대해 필터링을 적용한 값과 적용하지 않은 값을 같이 사용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 현재 블록의 형태 중 적어도 하나에 따라 3-tap 필터, 5-tap 필터, 7-tap 필터, N-tap 필터 중 적어도 하나 이상을 다르게 선택하여 적용할 수 있다. 이 때, N은 양의 정수일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 화면내 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 현재 블록의 형태 중 적어도 하나에 따라 필터 모양을 다르게 선택하여 적용할 수 있다. 예컨대, 도 16은 다양한 필터 모양을 도시한 도면이다.
현재 블록의 형태는 현재 블록의 가로의 길이와 세로의 길이를 비교하여 판단 및 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 가로로 긴 직사각형인지 세로로 긴 직사각형인지에 따라 필터 적용 유무, 필터 유형, 필터 세기 및 필터 계수 중 적어도 하나가 적응적으로 결정될 수 있다. 또는 현재 블록이 정방형인지 직사각형인지에 따라 필터 적용 유무, 필터 유형, 필터 세기 및 필터 계수 중 적어도 하나가 적응적으로 결정될 수 있다.
상기 유도된 화면 내 예측 모드 및 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 대해 비방향성 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 비방향성 화면 내 예측 모드는 예컨대, DC 모드, Planar 모드, LM 모드 중 적어도 하나일 수 있다.
DC 모드의 경우, 상기 구성한 참조 샘플 중 하나 이상의 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 현재 블록의 경계에 위치한 하나 이상의 예측 샘플에 대해 필터링이 적용될 수 있다. DC 예측은 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 수행될 수 있다. 또한, 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여, DC 모드에 이용되는 참조 샘플의 범위가 특정될 수 있다.
도 17은 블록의 형태에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 현재 블록의 형태가 도 17의 (a)와 같이 정사각형인 경우, 현재 블록의 상단과 좌측의 참조 샘플의 평균값을 이용하여 DC 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 비정방형인 경우, 현재 블록의 좌측 또는 상단에 인접한 주변 샘플이 선택적으로 이용될 수 있다. 현재 블록의 형태가 도 17의 (b)와 같이 직사각형인 경우, 현재 블록의 가로 및 세로 중 긴 쪽에 인접한 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 소정의 크기에 해당하거나 또는 소정의 범위에 포함되는 경우, 현재 블록의 상단 또는 좌측의 참조 샘플 중 소정의 샘플들이 선택되고, 선택된 샘플들의 평균값을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 상기 소정의 크기는 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 크기 NxM일 수 있다. N과 M은 0보다 큰 정수이며, N과 M은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 소정의 범위는 현재 블록의 참조 샘플을 선택하기 위한 임계값을 의미할 수 있다. 상기 임계값은 최소값 및 최대값 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 최소값 및/또는 최소값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 부호화기에서 부호화되어 시그널링되는 가변적인 값일 수도 있다.
예를 들어, 하나 이상의 평균값을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 현재 블록이 정방형 또는 비정방형인 경우, 상단 참조 샘플을 이용한 제1 평균값과 좌측 참조 샘플을 이용한 제2 평균값 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 현재 블록의 DC 예측 값은 상기 제1 평균값 또는 제2 평균값일 수 있다. 또는 상기 현재 블록의 DC 예측 값은 상기 제1 평균값과 제2 평균값의 가중합을 통하여 획득된 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 평균값에 대한 가중치는 1:1 일 수 있다.
상기 방법에 따르면, 모든 DC 값의 계산을 위해 시프트 연산을 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 방법은 샘플 길이로 표현되는 현재 블록의 가로, 세로 또는 가로와 세로의 합이 2의 자승이 아닐 경우에도 적용될 수 있다. 상기 방법은 루마 DC 예측 및 크로마 DC 예측에 모두 적용될 수 있다. 또는 루마 DC 예측 및 크로마 DC 예측 중 한 쪽에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록이 비정방형인 경우, 가로의 길이 또는 세로의 길이 중 하나에 기반하여 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상단 참조 샘플과 좌측 참조 샘플의 합을 상기 현재 블록의 가로의 길이 또는 세로의 길이 중 큰 쪽으로 나누어 예측값을 구할 수 있다. 이 때, 상기 큰 쪽에 해당하는 값을 이용한 나눗셈은 shift 연산으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 복수의 참조 샘플 라인을 이용하여 DC 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 17의 (c)에서와 같이 2 개의 참조 샘플 라인을 이용하여 예측을 수행할 수 있다.
예컨대, 상기 2 개의 참조 샘플 라인에 포함되는 참조 샘플들의 평균 값을 상기 현재 블록의 DC 예측 값으로 결정할 수 있다.
또는, 현재 블록에 인접한 제1 라인의 참조 샘플과 제2 라인의 참조 샘플에 대해 각각 다른 가중치를 부여할 수 있다. 예를 들어, 제1 라인의 참조 샘플과 제2 라인의 참조 샘플 값에 각각 3:1의 가중치를 적용한 값(예컨대, (3*제1 라인 참조 샘플 + 제2 라인 참조 샘플 +2) >> 2의 값)을 구하고, 이들 값들의 평균 값을 상기 현재 블록의 DC 예측 값으로 결정할 수 있다. 또는, (3*제1 라인 참조 샘플 - 제2 라인 참조 샘플) >> 1의 값을 구하고, 이들 값들의 평균 값을 상기 현재 블록의 DC 예측 값으로 결정할 수도 있다. 상기 가중치는 전술한 예로 한정되지 않으며, 임의의 가중치가 될 수 있다. 이 때, 현재 블록에 인접한 참조 샘플 라인일수록 상대적으로 더 큰 가중치가 부여될 수 있다. 이용될 수 있는 참조 샘플 라인의 수는 두 개로 한정되지 않으며, 3 개 이상의 참조 샘플 라인이 이용될 수도 있다.
Planar 모드의 경우, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에 따라 상기 구성한 하나 이상의 참조 샘플로부터의 거리를 고려한 가중합으로 예측을 수행할 수 있다.
현재 블록의 참조 샘플 또는 예측 샘플에 대하여 필터링을 수행할 수 있다. 예컨대, 참조 샘플에 대하여 필터링을 적용한 후, Planar 예측을 수행하고, 하나 이상의 예측 샘플에 대하여 필터링을 적용할 수 있다. 상기 예측 샘플 중 필터링 대상 샘플은 현재 블록 내의 상단 또는 좌측 경계의 1, 2, 또는 N 개의 라인일 수 있다.
상기 Planar 예측을 수행하기 위해, 하나 이상의 참조 샘플의 가중합을 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 17의 (d)와 같이 5 개의 참조 샘플을 이용할 수 있다. 예컨대, [x, y] 위치의 대상 샘플을 예측하기 위해, 참조 샘플 r[-1, -1], r[x, -1], r[-1, y], r[W, -1], r[-1, H]가 이용될 수 있다. 이 때, W 및 H 는 각각 현재 블록의 가로 및 세로의 길이일 수 있다. 일예로, 아래의 수학식 3을 이용하여 예측 샘플 pred[x, y]를 생성할 수 있다. 수학식 3에서, a, b, c, d, e 는 가중치를 나타낼 수 있다. N은 log2(a+b+c+d+e) 일 수 있다.
다른 실시 예로서, 복수 개의 참조 샘플 라인을 이용하여 Planar 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 2 개의 참조 샘플 라인의 가중합을 이용하여 예측할 수 있다. 예를 들어, 2 개의 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들의 가중합이 이용될 수 있다. 이 경우, 제1 참조 샘플 라인에서 선택된 참조 샘플과 인접한 참조 샘플이 제2 참조 샘플 라인으로부터 선택될 수 있다. (-1, -1) 좌표의 참조 샘플에 대해서는 (-2, -2) 좌표의 참조 샘플이 선택될 수 있다. 상기 선택된 참조 샘플들의 가중합으로써 planar 예측이 수행될 수 있으며, 가중치는 DC 예측에서 설명된 바와 같다.
방향성 예측 모드의 경우, 수평 모드, 수직 모드 및 소정의 각도를 가지는 모드 중 적어도 하나 이상의 모드일 수 있다.
수평 또는 수직 모드의 경우, 예측 대상 샘플의 위치에서 수평 또는 수직 선상에 존재하는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 복수의 참조 샘플 라인이 이용될 수 있으며, 예컨대, 2 개의 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, 수평 또는 수직 선상의 2 개의 참조 샘플을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 마찬가지로, N 개의 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, 수평 또는 수직 선상의 N 개의 참조 샘플들이 이용될 수 있다.
수직 모드의 경우, 첫 번째 참조 샘플 라인 상의 제1 참조 샘플(예컨대, r[x, -1])과 두 번째 참조 샘플 라인 상의 제2 참조 샘플(예컨대, r[x, -2]) 의 통계값으로 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, (3*r[x, -1] + r[x, -2] +2)>>2 의 값을 계산하여 수직 모드의 예측값을 결정할 수 있다. 또는, (3*r[x, -1] - r[x, -2] +1)>>1 의 값을 계산하여 수직 모드의 예측값을 결정할 수 있다. 또는, (r[x, -1] + r[x, -2] +1)>>1 의 값을 계산하여 수직 모드의 예측값을 결정할 수 있다.
예를 들어, 수직 선상의 샘플 값의 변화량이 고려될 수 있다. 예컨대, (r[x, -1] + (r[x, -1] - r[x, -2])>>N) 의 값을 계산하여 수직 모드의 예측값을 결정할 수 있다. 이 때, N은 1 이상의 정수일 수 있다. 상기 N은 고정된 값일 수 있다. 또는 예측 대상 샘플의 y 좌표가 증가함에 따라 N 값도 증가할 수 있다. 예를 들어, N = y+1 일 수 있다.
수평 모드의 경우에도, 상기 수직 모드에 대해 설명된 하나 이상의 방법이 이용될 수 있다.
소정의 각도를 가지는 모드의 경우, 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에서 소정의 각도선 상 및 그 주변에 존재하는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 예측을 수행 할 수 있다. 이 때, 상기 이용되는 참조 샘플은 N개로 2, 3, 4, 5, 6 개 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, N 개의 참조 샘플에 N-tap 필터 즉, 예를 들어 2-tap, 3-tap, 4-tap, 5-tap, 6-tap 필터 중 적어도 하나를 적용함으로써 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 참조 샘플의 적어도 하나는 현재 블록의 상단에, 나머지는 현재 블록의 좌측에 각각 위치할 수도 있다. 현재 블록의 상단에 위치하는 참조 샘플들(또는 좌측에 위치하는 참조 샘플들)은 서로 동일한 라인에 위치한 것일 수도 있고, 상이한 라인에 위치한 것일 수도 있다.
다른 실시 예로서, 화면 내 예측은 위치 정보에 기반하여 수행될 수 있다. 이 때 위치 정보는 부호화/복호화될 수 있으며 상기 위치에 있는 복원된 샘플 블록을 현재 블록의 화면 내 예측 블록으로 유도할 수 있다. 또는 복호화기에서 현재 블록과 유사한 블록을 검색하여 찾아낸 블록을 현재 블록의 화면 내 예측 블록으로 유도할 수 있다. 상기 유사한 블록을 검색하는 것은 부호화기 또는 복호화기에서 수행될 수 있으며, 상기 검색이 수행되는 범위(검색 범위)는 소정의 범위 내로 제한될 수 있다. 예컨대, 현재 블록을 포함하고 있는 픽처 중 복원된 샘플 블록이 상기 검색 범위일 수 있다. 또는 현재 블록을 포함하고 있는 CTU 또는 소정의 CU 크기가 상기 검색 범위일 수 있다. 즉, CTU 내에서 복원된 샘플 중 현재 블록과 유사한 블록을 찾아서 위치 정보 기반의 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 상기 검색은 템플릿 기반으로 수행할 수 있다. 예컨대, 현재 블록 주변에 인접한 하나 이상의 복원 샘플을 템플릿으로 하고, 상기 템플릿과 유사한 샘플을 CTU 내에서 검색할 수 있다.
상기 CTU가 화면 내 부호화 모드로만 구성된 경우 또는 휘도 블록과 색차 블록이 서로 다른 분할 구조를 갖는 경우에 상기 위치 정보 기반 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 예컨대, 화면 간 예측이 가능한 P/B 슬라이스의 경우, 현재 CTU 가 화면 내 부호화 모드로만 구성되었음을 나타내는 정보가 시그널링될 수 있다. 이때, 상기 정보가 화면 내 부호화 모드로만 구성됨을 나타내는 경우, 상기 위치 정보 기반의 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 또는 현재 CTU의 휘도 블록과 색차 블록이 서로 다른 분할 구조를 갖는 것을 나타내는 경우(예컨대, dual_tree 또는 separate_tree가 1인 경우), 위치 정보 기반의 화면내 예측이 가용할 수 있다. 반대로, CTU 내에 화면 내 부호화 블록과 화면 간 부호화 블록이 모두 존재하거나 휘도 블록과 색차 블록이 동일한 분할 구조를 갖는 경우, 위치 정보 기반의 화면내 예측이 비가용할 수 있다.
다른 실시 예로서, 색 성분간 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 복원된 휘도 성분을 이용하여 색차 성분에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 블록의 복원된 하나의 색차 성분 Cb를 이용하여 다른 색차 성분 Cr에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
색 성분간 화면 내 예측은 색 성분 블록 재구성 단계, 예측 파라미터 유도 단계 및/또는 색 성분간 예측 수행 단계를 포함할 수 있다. 상기 색 성분은 휘도(luma) 신호, 색차(chroma) 신호, Red, Green, Blue, Y, Cb, Cr 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 제2 색 성분, 제3 색 성분, 제4 색 성분 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 제1 색 성분에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 예측에 이용되는 색 성분의 신호는 원본 신호, 복원된 신호, 잔차/레지듀얼 신호, 예측 신호 중 적어도 하나일 수 있다.
제2 색 성분 대상 블록에 대해 화면 내 예측을 수행할 때, 상기 대상 블록에 대응하는 제1 색 성분 대응 블록의 샘플 및/또는 대응 블록의 주변 블록의 샘플 중 적어도 하나 이상의 샘플을 이용할 수 있다. 예를 들어, 색차 성분 블록 Cb 또는 Cr에 대해 화면 내 예측을 수행할 때, 상기 색차 성분 블록에 대응하는 복원된 휘도 성분 블록 Y를 이용할 수 있다.
휘도 성분을 이용하여 색차 성분을 예측하는 경우, 아래의 수학식 4가 사용될 수 있다.
상기 수학식 4에서, PredC (i, j)는 현재 블록에 대한 예측 색차 샘플을 나타내고, recL(i, j)는 현재 블록의 복원된 휘도 샘플을 나타낼 수 있다. 이 때, recL'(i, j)는 다운 샘플링된 복원된 휘도 샘플일 수 있다. 파라미터 α 및 β는 현재 블록 주변의 복원된 휘도 샘플 및 복원된 색차 샘플 사이의 회귀 오차(regression error)를 최소화함으로써 유도될 수 있다.
휘도 성분을 이용하여 색차 성분을 예측하기 위한 두 가지 모드가 존재할 수 있다. 상기 두 가지의 모드는 단일 모델 모드(single model mode)와 복합 모델 모드(multiple model mode)를 포함할 수 있다. 단일 모델 모드는 현재 블록에 대해서 휘도 성분으로부터 색차 성분을 예측할 때, 하나의 선형 모델을 이용할 수 있다. 복합 모델 모드는 두 가지 선형 모델을 이용할 수 있다.
복합 모델 모드의 경우, 현재 블록에 인접한 샘플들(인접 휘도 샘플들 및 인접 색차 샘플들)은 두 개의 그룹으로 분류될 수 있다. 즉, 각각의 그룹에 대한 파라미터 α 및 β가 각각 유도될 수 있다. 또한, 인접 휘도 샘플들의 분류에 사용된 규칙에 기초하여 현재 블록의 휘도 샘플들의 분류가 수행될 수 있다.
예를 들어, 인접 샘플들을 두 개의 그룹으로 분류하기 위한 임계치가 계산될 수 있다. 임계치는 복원된 인접 휘도 샘플들의 평균값으로 계산될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 본 명세서에서 인지하고 있는 다양한 통계값 중 적어도 하나가 평균값 대신 이용될 수 있다. 인접 샘플이 임계치보다 크면 제1 그룹으로, 그렇지 않으면 제2 그룹으로 분류할 수 있다.
상기에서, 복합 모델 모드는 두 가지 선형 모델을 이용하는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 둘 이상의 선형 모델을 이용하는 경우를 포함할 수 있다. 이 때, N 개의 선형 모델을 이용하는 경우, 샘플들은 N 개의 그룹으로 분류될 수 있으며, 이를 위해, N-1 개의 임계치가 계산될 수 있다.
전술한 바와 같이, 휘도 성분으로부터 색차 성분을 예측할 때, 선형 모델이 이용될 수 있다. 이 때, 선형 모델은 단순 선형 모델(이하, 'LM1'이라 함), 복합 선형 모델(이하, 'LM2'라 함), 복합 필터 선형 모델(이하, 'LM3'이라 함)을 포함할 수 있다. 상기 모델들의 파라미터는 현재 블록 주변의 복원된 휘도 샘플 및 복원된 색차 샘플 사이의 회귀 오차(regression error)를 최소화함으로써 유도될 수 있다.
도 18은 상기 모델들의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 현재 블록의 주변 샘플들(이하, '인접 데이터 셋'이라 함)을 설명하기 위한 도면이다.
LM1의 파라미터를 유도하기 위한 인접 데이터 셋은, 도 18에 도시된 라인 영역 B와 라인 영역 C의 휘도 샘플과 색차 샘플의 쌍으로 구성될 수 있다. LM2 및 LM3의 파라미터를 유도하기 위한 인접 데이터 셋은, 도 18에 도시된 라인 영역 B, 라인 영역 C, 라인 영역 E 및 라인 영역 F의 휘도 샘플과 색차 샘플의 쌍으로 구성될 수 있다.
그러나, 인접 데이터 셋은 상기 설명한 예로 한정되지 않는다. 예컨대, 현재 블록 내의 휘도 샘플과 색차 샘플 사이의 다양한 선형 관계를 커버하기 위해, 각 모드에 대해 N 개의 인접 데이터 셋을 이용할 수 있다. 예컨대, N은 2 이상의 정수로서, 특히 3일 수 있다.
선형 모델의 파라미터는 상단 템플릿과 좌측 템플릿을 모두 사용하여 계산될 수 있다. 또는 두 개의 LM 모드들(LM_A 모드 및 LM_L 모드)이 존재하고, 상단 템플릿과 좌측 템플릿은 각각 LM_A 모드 및 LM_L 모드에서 사용될 수 있다. 즉, LM_A 모드에서는 상단 템플릿만을 이용하여 선형 모델 파라미터를 구할 수 있다. 현재 블록의 좌측상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, 상단 템플릿은 (0, -n) 내지 (W+H-1, -n)까지 확장될 수 있다. 이 때, n은 1 이상의 정수일 수 있다. 마찬가지로, LM_L 모드에서는 좌측 템플릿만을 이용하여 선형 모델 파라미터를 구할 수 있다. 좌측 템플릿은 (-n, 0) 내지 (-n, H+W-1)까지 확장될 수 있다. 이 때, n은 1 이상의 정수일 수 있다.
선형 모델의 파라미터를 유도하기 위해 2의 자승개의 샘플들이 이용될 수 있다. 현재 색차 블록이 정사각형이 아닐 경우, 선형 모델의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 샘플들은, 현재 블록의 가로 및 세로 중 짧은 쪽의 개수를 기준으로 결정될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 현재 블록의 크기가 n x m이고, n > m 일 때, 상단에 인접한 n 개의 샘플들 중 m 개의 샘플들이, 예컨대, 서브샘플링을 균등하게 수행함으로써, 선택될 수 있다. 이 경우, 선형 모델의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 샘플들의 개수는 2m 개일 수 있다. 다른 실시 예로서, 현재 블록의 크기가 n x m이고, n > m 일 때, 상단에 인접한 n 개의 샘플들 중 m 개의 샘플들은 사용하지 않을 수 있다. 예컨대, n 개의 샘플들 중, 현재 블록의 가로 및 세로 중 짧은 쪽에서 가장 멀리 떨어진 m 개의 샘플들은 사용하지 않을 수 있다. 이 경우, 선형 모델의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 샘플들의 개수는 n 개(상단에 인접한 샘플 n-m개 + 좌측에 인접한 샘플 m개)일 수 있다.
또는, Cr 성분 블록에 대해 화면 내 예측을 수행할 때, Cb 성분 블록을 이용할 수 있다. 또는, 제4 색 성분 블록에 대해 화면 내 예측을 수행할 때, 상기 블록에 대응하는 제1 색 성분 블록, 제2 색 성분 블록, 제3 색 성분 블록 중 적어도 하나 이상의 조합을 이용할 수 있다.
색 성분간 화면 내 예측을 수행할 지 여부는 현재 대상 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 대상 블록의 크기가 CTU 크기이거나, 소정의 크기 이상이거나, 소정의 크기 범위에 해당하는 경우, 상기 대상 블록에 대해 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또는, 대상 블록의 형태가 소정의 형태인 경우, 상기 대상 블록에 대해 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 상기 소정의 형태는 정사각형일 수 있다. 이 경우, 대상 블록이 직사각형이면, 색 성분간 화면 내 예측은 수행되지 않을 수도 있다. 상기 소정의 형태가 직사각형인 경우, 전술한 실시예는 반대로 동작할 수 있다.
또는, 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 지 여부는 예측 대상 블록에 대응하는 대응 블록 및 대응 블록의 주변 블록 중 적어도 하나 이상의 부호화 파라미터에 기초하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, CIP(Constrained intra prediction) 환경하에서 대응 블록이 화면 간 예측된 경우, 색 성분간 화면 내 예측은 수행되지 않을 수 있다. 또는, 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 소정의 모드에 해당하는 경우, 색 성분간 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 또는, 대응 블록 및 주변 블록의 CBF 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여 색 성분간 화면 내 예측 수행 여부를 결정할 수도 있다. 상기 부호화 파라미터는 블록의 예측 모드에 한정되지 않으며, 부호화/복호화에 이용될 수 있는 전술한 다양한 파라미터가 이용될 수 있다.
색 성분 블록 재구성 단계에 대해 이하에서 설명한다.
제1 색 성분 블록을 이용하여 제2 색 성분 블록을 예측할 때, 상기 제1 색 성분 블록을 재구성할 수 있다. 예를 들어, 영상의 색 공간이 YCbCr 이며, 색 성분간 비율이 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 중 하나일 경우 색 성분간 블록의 크기가 상이할 수 있다. 따라서, 크기가 다른 제1 색 성분 블록을 이용하여 제2 색 성분 블록을 예측할 때, 두 블록의 크기를 같게 하기 위해 상기 제1 색 성분 블록을 재구성할 수 있다. 이 때, 재구성된 블록은 상기 제1 색 성분 대응 블록의 샘플 및 주변 블록의 샘플 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 19는 색 성분 블록의 재구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 19의 (a)에서, p1[x, y]는 제1 색 성분 블록의 (x, y) 위치의 샘플을 나타낼 수 있다. 도 19의 (b)에서, p1'[x, y]은 상기 제1 색 성분 블록을 재구성한 블록의 (x, y) 위치의 샘플을 나타낼 수 있다.
제1 색 성분 블록의 크기가 제2 색 성분 블록의 크기보다 큰 경우, 상기 제1 색 성분 블록을 다운 샘플링(down-sampling)하여 제2 색 성분 블록의 크기와 같은 크기의 블록으로 재구성할 수 있다. 상기 다운 샘플링은 하나 이상의 샘플에 대해 N-tap 필터를 적용하여 수행될 수 있다(N은 1이상의 정수). 이 때, 아래의 수학식 5 내지 수학식 9 중 적어도 하나 이상의 수학식이 이용될 수 있다. 복수의 다운 샘플링 방법 중 하나가 선택적으로 사용되는 경우, 부호화기는 하나의 다운 샘플링 방법을 소정의 방법으로 선택할 수 있다. 예컨대, 부호화기는 최적의 효과를 갖는 다운 샘플링 방법을 선택할 수 있다. 선택된 다운 샘플링 방법은 부호화되어 복호화기로 시그널링될 수 있다. 시그널링되는 정보는 다운 샘플링 방법을 지시하는 인덱스 정보일 수 있다.
둘 이상의 샘플을 이용하여 다운 샘플링을 수행하는 방법은 상기 수학식 5 내지 수학식 9의 실시예로 한정되지 않는다. 예컨대, 다운 샘플링된 값 p1'[x, y]를 계산하기 위해 이용될 수 있는 둘 이상의 샘플들은 p1[2x, 2y] 및 이에 인접한 샘플들로부터 선택될 수 있다. 상기 인접한 샘플들은 p1[2x-1, 2y-1], p[2x-1, 2y], p1[2x-1, 2y+1], p1[2x, 2y-1], p1[2x, 2y+1], p1[2x+1, 2y-1], p1[2x+1, 2y], p1[2x+1, 2y+1]로부터 선택될 수 있다. 둘 이상의 샘플들을 이용하여 평균 또는 가중 평균을 계산함으로써 다운 샘플링을 수행할 수 있다.
또는, 상기 다운 샘플링은 하나 이상의 샘플 중에서 특정 샘플을 선택하여 수행될 수 있다. 이 때, 아래의 수학식 10 내지 수학식 13 중 적어도 하나 이상의 수학식이 이용될 수 있다.
제1 색 성분 블록의 크기가 제2 색 성분 블록의 크기보다 작은 경우, 상기 제1 색 성분 블록을 업 샘플링(up-sampling)하여 제2 색 성분 블록의 크기와 같은 크기의 블록으로 재구성할 수 있다. 이 때, 아래의 수학식 14가 이용될 수 있다.
상기 재구성 과정을 수행함에 있어, 하나 이상의 샘플에 대해 필터를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분 대응 블록, 대응 블록의 주변 블록, 제2 색 성분 대상 블록, 대상 블록의 주변 블록 중 적어도 하나 이상에 포함된 하나 이상의 샘플에 대해 필터를 적용할 수 있다.
전술한 참조 샘플 구성 단계에서, 복수의 참조 샘플 라인 중 소정의 라인에 해당하는 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 이 때, 상기 재구성 과정에서는 상기 시그널링된 mrl_index 지시자에 해당하는 소정의 라인을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 mrl_index 지시자가 0인 경우, 제1 색 성분 대응 블록에 인접한 첫번째 및 두번째 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성 과정을 수행할 수 있다. 또는 상기 mrl_index 지시자가 1인 경우, 제1 색 성분 대응 블록에 인접한 두번째 및 세번째 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성 과정을 수행할 수 있다. 또는 상기 mrl_index 지시자가 3인 경우, 제1 색 성분 대응 블록에 인접한 세번째 및 네번째 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성 과정을 수행할 수 있다. 제2 색 성분 대상 블록에 대하여 상기 mrl_index 지시자에 해당하는 참조 샘플 라인을 이용할 수 있다.
상기 재구성 과정을 수행함에 있어, 제2 색 성분 대상 블록의 경계 또는 대응하는 제1 색 성분 대응 블록의 경계 중 적어도 하나가 소정 영역의 경계에 해당하는 경우 재구성에 이용되는 참조 샘플을 다르게 선택할 수 있다. 이 때, 상단의 참조 샘플 라인의 개수와 좌측의 참조 샘플 라인의 개수가 서로 다를 수 있다. 상기 소정 영역은 예컨대, 픽처, 슬라이스, 타일, CTU, CU 중 적어도 하나일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 색 성분 대응 블록의 상단 경계가 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, 상단의 참조 샘플은 이용하지 않고 좌측의 참조 샘플만을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 상기 제1 색 성분 대응 블록의 좌측 경계가 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, 좌측의 참조 샘플은 이용하지 않고 상단의 참조 샘플만을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 또는, N개의 상단 참조 샘플 라인과 M개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용할 수 있으며, 이때, N은 M 보다 작을 수 있다. 예컨대, 상단 경계가 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, N은 1일 수 있고, 좌측 경계가 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, M은 1일 수 있다.
또는, 상기 소정 영역의 경계에 해당하는지의 여부에 관계없이, 상기 제1 색 성분 대응 블록의 N개의 상단 참조 샘플 라인 및/또는 M개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성을 수행할 수도 있다.
도 20은 복수의 상단 및/또는 좌측 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성을 수행하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20의 (a)에 도시된 바와 같이, 4개의 상단 참조 샘플 라인 및 4개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제1 색 성분 대응 블록의 상단 또는 좌측의 경계가 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, 재구성에 이용되는 상단 및 좌측 참조 샘플 라인의 개수는 상이할 수 있다. 예컨대, 도 20의 (b) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 2개의 상단 참조 샘플 라인 및 4개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용하거나, 1개의 상단 참조 샘플 라인 및 3개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용하거나, 1개의 상단 참조 샘플 라인 및 2개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용할 수 있다.
이용되는 참조 샘플 라인의 수는 상기 예에 한정되지 않으며, N개의 상단 참조 샘플 라인과 M개의 좌측 참조 샘플 라인이 이용될 수 있다. N, M은 동일하거나 상이할 수 있다. 상단 및 좌측의 경계가 모두 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, N과 M은 동일할 수 있으며, 예컨대 1일 수 있다. 또는, 동일한 조건에서 N은 M보다 작게 설정될 수 있다. 이는 좌측 참조 샘플 라인보다 상단 참조 샘플 라인을 저장하는데 더 많은 자원(메모리)이 필요하기 때문이다.
또는, 도 20의 (e)에 도시된 바와 같이, 제1 색 성분 대응 블록의 가로 및 세로의 길이를 벗어나지 않는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 재구성을 수행할 수도 있다.
상기 재구성을 수행함에 있어, 제1 색 성분 대응 블록 및 그 주변 블록, 제2 색 성분 대상 블록 및 그 주변 블록 중 적어도 하나의 블록의 크기, 형태, 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 따라 제1 색 성분 대응 블록의 참조 샘플 재구성을 다르게 수행할 수 있다.
예를 들어, 제1 색 성분 대응 블록 또는 주변 블록 중 부호화 모드가 화면 간 부호화 모드인 블록의 샘플은 이용하지 않고, 화면 내 부호화 모드인 블록의 샘플을 이용하여 참조 샘플을 재구성할 수 있다.
도 21은 대응 블록의 화면 내 예측 모드 또는 부호화 파라미터에 따라 재구성에 이용되는 참조 샘플을 설명하기 위한 예시도이다.
제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 제1 색 성분 블록의 참조 샘플 재구성을 다르게 수행할 수 있다. 예컨대, 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 DC 모드 또는 Planar 모드와 같이 비방향성 모드이거나, 상단 참조 샘플과 좌측 참조 샘플을 모두 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 21의 (a)에 도시된 바와 같이, 상단 및 좌측에 존재하는 참조 샘플 중 적어도 하나 이상을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 또는, 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 상단 참조 샘플과 우상단 참조 샘플을 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 21의 (b)에 도시된 바와 같이, 상단 및 우상단에 존재하는 참조 샘플 중 적어도 하나 이상을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 또는, 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 좌측 및 좌하단의 참조 샘플을 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 21의 (c)에 도시된 바와 같이, 좌측 및 좌하단에 존재하는 참조 샘플 중 적어도 하나 이상을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다.
또는, 제1 색 성분 대응 블록 또는 주변 블록 중 적어도 하나 이상의 양자화 파라미터에 따라 제1 색 성분 대응 블록의 참조 샘플 재구성을 다르게 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 21의 (d)에 도시된 바와 같이, 주변 블록의 양자화 파라미터 값(QP)이 상대적으로 작은 위쪽 블록에 속한 참조 샘플을 이용하여 재구성을 수행 할수 있다.
또는, 제2 색 성분 대상 블록의 형태가 직사각형인 경우, 정사각형인 제1 색 성분 대응 블록 주변의 참조 샘플을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다.
또는, 제2 색 성분 대상 블록이 2개의 블록(예컨대, 2개의 16x8 블록)으로 분할되고, 제1 색 성분 대응 블록은 예컨대, 32x16 블록인 경우, 32x32 블록 주변의 참조 샘플을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 이때 상기 제2 색 성분 대응 블록 중 아래쪽에 위치한 두번째 16x8 블록에 대응하는 제1 색 성분 블록의 참조 샘플로서 상기 재구성한 32x32 블록 주변의 참조 샘플을 공유할 수 있다.
예측 파라미터 유도 단계에 대해 이하에서 설명한다.
상기 재구성한 제1 색 성분 대응 블록의 참조 샘플과 제2 색 성분 예측 대상 블록의 참조 샘플 중 적어도 하나 이상을 이용하여 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 이하, 제1 색 성분 및 제1 색 성분 블록은 재구성한 제1 색 성분 및 재구성한 제1 색 성분 블록을 의미할 수 있다.
도 22는 제2 색 성분 예측 대상 블록이 4x4인 경우, 재구성된 제1 색 성분 대응 블록을 설명하기 위한 예시도이다. 이때, 참조 샘플 라인은 N개 일 수 있다.
예측 파라미터는, 도 22의 (a)에 도시된 바와 같이 재구성된 제1 색 성분 대응 블록 또는 제2 색 성분 예측 대상 블록의 상단과 좌측의 참조 샘플을 이용하여 유도될 수 있다.
예를 들어, 예측 파라미터는, 제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드에 기반하여, 상기 재구성된 제1 색 성분의 참조 샘플을 적응적으로 이용함으로써 유도될 수 있다. 이때, 제2 색 성분의 참조 샘플도 상기 제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드에 기반하여 적응적으로 이용될 수 있다.
제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 DC 모드 또는 Planar 모드와 같이 비방향성 모드이거나, 상단 참조 샘플과 좌측 참조 샘플을 모두 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 22의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 색 성분 대응 블록의 상단과 좌측 참조 샘플을 이용할 수 있다.
제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 상단 참조 샘플을 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 22의 (b) 또는 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 색 성분 대응 블록의 상단 참조 샘플을 이용할 수 있다.
제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 좌측 참조 샘플을 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 22의 (d) 또는 (e)에 도시된 바와 같이, 제1 색 성분 대응 블록의 좌측 참조 샘플을 이용할 수 있다.
또는, 제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 방향성 모드인 경우, 각 모드마다 예측에 이용하는 참조 샘플을 상기 제1 색 성분의 참조 샘플로 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 화면 내 예측 모드가 수직 모드이면 도 22의 (b)에 도시된 참조 샘플을 이용할 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드가 수평 모드이면 도 22의 (d)에 도시된 참조 샘플을 이용할 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드가 우상단 대각선 모드이면 도 22의 (c)에 도시된 참조 샘플을 이용할 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드가 좌하단 대각선 모드이면 도 22의 (e)에 도시된 참조 샘플을 이용할 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드가 수직 모드와 우상단 대각선 모드의 사이에 존재하는 모드이면 도 22의 (f)에 도시된 참조 샘플을 이용할 수 있다. 상기 화면내 예측 모드가 45도 대각선에 해당하는 방향성 모드인 경우, 도 22의 (g)와 같이 우상단 또는 좌하단의 참조 샘플 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 화면 내 예측 모드에 따라 이용되는 참조 샘플은 룩업 테이블(Look-up table)로 저장하여 이용할 수 있다.
예측 파라미터의 유도는 제1 색 성분 블록 및/또는 제2 색 성분 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 상기 제1 색 성분 또는 제2 색 성분의 참조 샘플을 적응적으로 이용하여 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 색 성분 대상 블록의 크기가 64x64인 경우, 상기 제1 색 성분 또는 제2 색 성분 블록의 상단 또는 좌측의 참조 샘플 중 32개, 16개 또는 8개의 참조 샘플이 이용될 수 있다. 상기와 같이, 제2 색 성분 대상 블록의 크기가 소정의 크기에 해당하는 경우, 상기 제1 또는 제2 색 성분 블록의 참조 샘플이 적응적으로 이용될 수 있다. 상기 소정의 크기는 64x64로 한정되지 않으며, 비트스트림을 통해 시그널링되거나, 현재 블록 및 주변 블록의 부호화 파라미터에 기초하여 유도되는 크기일 수 있다.
또는, 제2 색 성분 대상 블록의 형태가 직사각형인 경우, 가로 및 세로 중 긴 쪽에 인접한 참조 샘플이 이용될 수 있다. 예컨대, 상기 대상 블록의 형태가 32x8인 경우, 상기 제1 색 성분 또는 제2 색 성분 블록의 상단 참조 샘플이 이용될 수 있다.
또는, 제2 색 성분 대상 블록의 형태가 직사각형인 경우, 정사각형 블록의 참조 샘플을 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 대상 블록의 형태가 32x8인 경우, 32x32 블록의 주변에 위치한 참조 샘플이 이용될 수 있다.
예측 파라미터의 유도는 상기 재구성된 제1 색 성분 블록의 참조 샘플 및 제2 색 성분 블록의 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 색 성분의 참조 샘플간 연관성, 변화량, 평균값, 분포 등 중 적어도 하나에 기반하여 예측 파라미터가 유도될 수 있다. 이 ?, LS(Least Square), LMS(Least Mean Square) 등의 방법 중 적어도 하나가 이용될 수 있다.
LMS 방법을 이용하여 예측 파라미터를 유도하는 경우, 예측 파라미터는 a, b 또는 알파, 베타 중 적어도 하나일 수 있다. 아래의 수학식 15를 이용하여, 제1 색 성분 참조 샘플과 제2 색 성분 참조 샘플 간의 에러를 최소화하는 예측 파라미터를 유도할 수 있다.
상기 수학식 15에서, p2n은 제2 색 성분의 참조 샘플, p1'n은 재구성된 제1 색 성분의 참조 샘플을 나타낼 수 있다. N은 이용되는 참조 샘플의 가로 또는 세로의 개수, a 및 b 는 예측 파라미터를 나타낼 수 있다.
이 때, 아래의 수학식 16을 이용하여, 참조 샘플 간의 연관성을 계산할 수 있다.
상기 수학식 16에서, BitDepth는 비트 심도를 나타낼 수 있다. p1'은 재구성된 제1 색 성분의 샘플, p2는 제2 색 성분의 샘플을 나타낼 수 있다.
도 23은 제1 색 성분의 샘플 및 제2 색 성분의 샘플을 설명하기 위한 도면이다.
예측 파라미터를 유도할 때, 참조 샘플이 존재하지 않는 영역이 있는 경우 존재하는 참조 샘플만을 이용하여 예측 파라미터를 유도할 수 있다.
상기 예측 파라미터를 하나 이상 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 예측 파라미터를 유도하기 위해 이용하는 참조 샘플의 값이 특정 조건을 만족하는 참조 샘플들로부터 제1 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 또한, 상기 특정 조건을 만족하지 않는 참조 샘플들로부터 제2 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 상기 특정 조건은 참조 샘플의 값이 참조 샘플의 통계값(예컨대, 평균값) 보다 작은 경우에 해당할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 참조 샘플을 이용하여 예측 파라미터를 유도하지 않고, 기본 예측 파라미터(default parameter)가 이용될 수도 있다. 상기 기본 예측 파라미터는 부호화기와 복호화기에서 기정의될 수 있다. 예컨대, 예측 파라미터 a, b는 각각 1, 0일 수 있다.
또는, 예측 파라미터가 유도되는 경우, 유도된 예측 파라미터는 부호화/복호화될 수 있다.
Y, Cb, Cr 간의 색 성분간 예측을 수행하는 경우, Cb 와 Cr을 예측하기 위한 예측 파라미터를 Y로부터 각각 유도할 수도 있다. 또는 Cr을 예측하기 위한 예측 파라미터를 Cb로부터 유도할 수 있다. 또는 Cr을 예측하기 위한 예측 파라미터를 유도하지 않고, Cb를 예측하기 위해 Y로부터 유도한 예측 파라미터를 이용할 수 있다.
색 성분간 예측 수행 단계에 대해 이하에서 설명한다.
전술한 바와 같이, 예측 파라미터가 유도되면, 유도된 예측 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 아래의 수학식 17을 이용하여, 재구성된 제1 색 성분의 복원된 신호에 상기 유도된 예측 파라미터를 적용함으로써, 제2 색 성분 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
상기 수학식 17에 있어서, p2[x, y]는 제2 색 성분 대상 블록의 예측 블록일 수 있다. p1'[x, y]는 제1 색 성분 블록 또는 재구성된 제1 색 성분 블록일 수 있다.
또는, 아래의 수학식 18을 이용하여, 재구성된 제1 색 성분의 잔차 신호에 상기 유도된 예측 파라미터를 적용함으로써 제2 색 성분 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수도 있다.
상기 수학식 18에 있어서, p1'_residual은 재1 색 성분의 잔차 신호를 나타낼 수 있다. 또한, p2_pred는 제2 색 성분 대상 블록에 대해 화면 내 예측을 수행하여 예측한 신호를 나타낼 수 있다.
상기 유도한 예측 파라미터가 하나 이상인 경우, 상기 제1 색 성분의 복원된 샘플에 상기 하나 이상의 예측 파라미터를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분의 복원된 샘플이 특정 조건을 만족하는 경우, 상기 특정 조건을 만족하는 참조 샘플로부터 유도된 제1 예측 파라미터를 적용하여 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제1 색 성분의 복원된 샘플이 상기 특정 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 특정 조건을 만족하지 않는 참조 샘플로부터 유도된 제2 예측 파라미터를 적용하여 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 상기 특정 조건은 참조 샘플의 값이 상기 제1 색 성분의 참조 샘플의 통계값(예컨대, 평균값) 보다 작은 경우에 해당할 수 있다.
상기 색 성분간 예측 방법은 화면 간 예측 모드에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 대한 화면 간 예측을 수행함에 있어, 제1 색 성분에 대해서는 화면 간 예측을 수행하고 제2 색 성분에 대해서는 색 성분간 예측 또는 화면 간 예측과 색 성분간 예측을 결합한 예측을 수행할 수 있다. 예컨대 상기 제1 색 성분은 휘도 성분, 제2 색 성분은 색차 성분일 수 있다.
상기 휘도 성분의 예측 샘플 또는 복원 샘플을 이용하여 색 성분간 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 휘도 성분에 대하여 화면간 예측을 수행한 후, 예측 샘플에 대해 색 성분간 예측 파라미터를 적용하여 색차 성분에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때 상기 예측 샘플은 움직임 보상, 움직임 보정, OBMC(Overlapped block motion compensation), BIO(Bi-directional optical flow) 중 적어도 하나를 수행한 샘플을 의미할 수 있다.
또한, 상기 색 성분간 예측은 제1 색 성분의 부호화 파라미터에 따라 적응적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분의 CBF 정보에 따라 상기 색 성분간 예측의 수행여부를 결정할 수 있다. 상기 CBF 정보는 잔차 신호의 존재 유무를 나타내는 정보일 수 있다. 즉, 상기 제1 색 성분의 CBF가 1인 경우, 제2 색 성분에 대해 색 성분간 예측을 수행할 수 있다. 상기 제1 색 성분의 CBF가 0인 경우, 제2 색 성분에 대해 색 성분간 예측을 수행하지 않고 상기 화면 간 예측을 수행할 수 있다. 또는, 상기 색 성분간 예측을 수행하는지 여부를 나타내는 플래그를 시그널링할 수 있다.
상기 제1 색 성분의 부호화 파라미터가 소정의 조건에 만족하는 경우, 상기 색 성분간 예측을 수행하는지 여부를 나타내는 플래그를 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분의 CBF가 1인 경우, 상기 플래그를 시그널링하여 색 성분 예측 수행 여부를 결정할 수 있다.
상기 제2 색 성분에 대하여 색 성분간 예측을 수행함에 있어, 제2 색 성분에 대한 화면간 움직임 예측 또는 보상 값을 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분에 대한 화면간 예측 정보를 이용하여 제2 색 성분에 대한 화면간 움직임 예측 또는 보상을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제2 색 성분에 대한 색 성분간 예측 값과 화면간 움직임 보상 값의 가중합을 통하여 예측을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 템플릿 매칭 기반 예측을 수행할 수 있다.
템플릿 매칭 기반 예측을 수행하는 경우, 현재 블록에 대해 적어도 하나의 화면내 예측 모드(제1 화면내 예측 모드)를 명시적 및/또는 묵시적으로 유도하고, 유도된 화면내 예측 모드에 기초하여 템플릿(Template)을 생성할 수 있다. 또한, 제2 화면내 예측 모드에 기초하여 중간 단계 화면내 예측 블록(Intermediate Intra Predictor)을 적어도 하나 이상 생성하고, 템플릿과 중간 단계 화면내 예측 블록 사이의 가중합으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 최종적으로 생성할 수 있다. 이 때, 제1 화면내 예측 모드와 제2 화면내 예측 모드는 상이할 수 있다.
도 24는 템플릿을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 24에 도시된 바와 같이, 먼저 현재 블록의 화면내 예측 모드 N이 명시적 및/또는 묵시적으로 유도될 수 있다. 유도된 화면내 예측 모드 N에 기초하여 화면내 예측을 수행함으로써 화면내 예측 블록을 생성할 수 있고, 생성된 화면내 예측 블록을 템플릿(Template)으로 정의할 수 있다. 이 때, N은 0 또는 0보다 큰 양의 정수일 수 있다.
본 명세서에서, 템플릿 매칭 기반 예측 과정에서 생성된 템플릿은 제1 화면내 예측 블록으로 표현될 수 있으며, 중간 단계 화면내 예측 블록은 제2 화면내 예측 블록으로 표현될 수 있다. 또한, 제1 화면내 예측 블록과 제2 화면내 예측 블록의 가중합으로 현재 블록의 최종 화면내 예측 블록을 생성할 때, 하나 이상의 제1 화면내 예측 블록 및/또는 제2 화면내 예측 블록이 사용될 수 있다.
현재 블록의 화면내 예측 모드는 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예 중 적어도 하나에 따라 명시적으로 부호화/복호화될 수 있다. 또는, 부호화기 및 복호화기에서 동일한 화면내 예측 모드가 묵시적으로 유도될 수 있다. 상기와 같이 명시적으로 또는 묵시적으로 유도된 화면내 예측 모드를 이용하여 제1 화면내 예측 블록을 생성할 수 있다.
또는, 부호화기와 복호화기에서 소정의 화면내 예측 모드를 이용하여 제1 화면내 예측 블록을 생성할 수도 있다.
상기 소정의 화면내 예측 모드는 Planar 모드 또는 DC 모드일 수 있다.
상기 소정의 화면내 예측 모드는 복수일 수 있다. 이 경우, 복수의 화면내 예측 모드의 각각에 대응하는 복수의 예측 블록들을 생성한 후, 생성된 복수의 화면내 예측 블록들을 가중합하여 제1 화면내 예측 블록(템플릿)을 생성할 수 있다. 예컨대, Planar 모드 및 DC 모드에 대응하는 2개의 화면내 예측 블록을 생성한 후, 생성된 2개의 화면내 예측 블록을 가중합한 블록을 템플릿으로 정의할 수 있다.
다른 실시예로서, 현재 블록에 공간적으로 인접한 주변 블록들 중 적어도 하나의 주변 블록의 화면내 예측 모드를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다. 이 ?, 상기 주변 블록은 현재 블록의 이전에 화면내 예측을 이용하여 부호화/복호화가 완료된 블록일 수 있다.
예컨대, 도 11에 도시된 예에서, 주변 블록 L, A, AR, BL, AL, JL 및 JA 중 적어도 하나가 화면내 예측 모드로 부호화/복호화 된 경우, 해당 주변 블록의 화면내 예측 모드를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다.
또는, 하나 이상의 주변 블록들로부터 유도된 하나 이상의 화면내 예측 모드들을 이용하여 소정의 통계값을 구한 후, 해당 통계값이 나타내는 화면내 예측 모드를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다. 이 때, 상기 통계값은 평균값, 최대값, 최소값, 중간값 및 최빈값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는, 현재 블록에 대한 MPM 리스트를 구성한 후, MPM 리스트에 포함된 하나 이상의 화면내 예측 모드를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다. 예컨대, MPM 리스트 내에서 첫 번째 MPM 인덱스가 지시하는 화면내 예측 모드 또는 방향성을 가진 화면내 예측 모드(angular prediction mode)를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다. 만약 MPM 리스트 내에 방향성을 가진 화면내 예측 모드가 복수 개 존재하는 경우, 보다 작은 MPM 인덱스를 가지는 화면내 예측 모드를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다.
템플릿을 생성하기 위한 화면내 예측 모드는 하나 이상의 명시적 및/또는 묵시적 화면내 예측 모드를 유도하여 생성될 수 있다.
일 예로, 부호화기에서 전송된 화면내 예측 모드 정보를 엔트로피 부호화/복호화 하여 명시적으로 유도한 후, 해당 화면내 예측 모드에 대응하는 화면내 예측 블록 A를 생성할 수 있다. 또한, 고정된 화면내 예측 모드 N에 대응하는 화면내 예측 블록 B를 생성한 후, 화면내 예측 블록 A 및/또는 화면내 예측 블록 B의 가중합으로 템플릿을 생성할 수 있다. 상기 고정된 화면내 예측 모드는 복수 개일 수 있으며, 그에 따라 복수 개의 화면내 예측 블록 B가 생성될 수도 있다. 상기 고정된 화면내 예측 모드는 Planar 모드 또는 DC 모드일 수 있다.
상기 화면내 예측 블록 B를 생성하는 다른 실시예로, 현재 블록에 공간적으로 인접한 블록으로서, 화면내 예측을 이용하여 부호화/복호화가 완료된 하나 이상의 주변 블록의 화면내 예측 모드에 대응하는 화면내 예측 블록 B를 생성할 수 있다. 상기 주변 블록은 도 11에 도시된 주변 블록 L일 수 있다. 또는 상기 주변 블록은 이에 한정되지 않으며, 도 11에 도시된 주변 블록 A, AR, BL, AL, JL 및 JA 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 화면내 예측 블록 B를 생성하는 다른 실시예로, 도 11에 도시된 하나 이상의 블록들로부터 하나 이상의 화면내 예측 모드를 유도한 후, 유도된 하나 이상의 화면내 예측 모드의 통계값에 대응하는 화면내 예측 블록 B를 생성할 수 있다. 상기 통계값은 평균값, 중간값, 최빈값 등일 수 있다. 그러나, 상기 통계값은 이에 한정되지 않으며, 최대값, 최소값, 가중 평균값 및 보간값 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
상기 화면내 예측 블록 B를 생성하는 다른 실시예로, 현재 블록에 대한 MPM 리스트에 포함된 적어도 하나 이상의 화면내 예측 모드에 대응하는 화면내 예측 블록 B를 생성할 수 있다. 상기 화면내 예측 블록 B를 생성하기 위해 이용되는 화면내 예측 모드는 MPM 리스트의 첫 번째 MPM 인덱스가 지시하는 화면내 예측 모드일 수 있다. 또는, 상기 화면내 예측 블록 B를 생성하기 위해 이용되는 화면내 예측 모드는 MPM 리스트 내의 모드들 중, 방향성을 가진 화면내 예측 모드 일 수 있다. 이 때, MPM 리스트 내에 방향성을 가진 모드가 복수 개 존재하는 경우, 보다 작은 MPM 인덱스를 가지는 화면내 예측 모드를 이용하여 화면내 예측 블록 B를 생성할 수 있다.
이후, 생성된 템플릿을 이용하여 하나 이상의 템플릿 매칭 기반 중간 단계 화면내 예측 블록(intermediate intra prediction block)을 생성할 수 있다.
도 25는 MPM 리스트에 기초하여 템플릿 매칭 기반 중간 단계 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25에 도시된 좌측 테이블은 현재 블록에 대한 MPM 리스트를 나타낸다. 예를 들어, MPM 리스트에는 6개의 후보 모드가 포함되며, 각 후보 모드는 인덱스(MPM idx)에 의해 지시될 수 있다. 도 25에 도시된 실시예에서, MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드는 X, Y, N, Z, K 및 L이다.
MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드의 각각을 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 도 25에 있어서, 예측 블록 0는 화면내 예측 모드 X에 대응되는 예측 블록이고, 예측 블록 5는 화면내 예측 모드 L에 대응되는 예측 블록이다. 마찬가지로, 도 25에 도시되지는 않았으나, 화면내 예측 모드 Y, N, Z 및 K에 대해서도 대응되는 예측 블록 1 내지 예측 블록 4가 생성될 수 있다. 이하에서 예측 블록 0 내지 예측 블록 5는 예측 블록 n(n은 0 내지 5 중 하나)이라 기재한다.
이후, 템플릿과 MPM 리스트에 포함된 모드를 이용하여 생성된 상기 예측 블록 n 간의 템플릿 매칭을 수행할 수 있다. 템플릿 매칭은 템플릿과 예측 블록 n 사이의 SAD (Sum of Absolute Differences) 및/또는 SATD (Sum of Absolute Transformed Differences) 중 적어도 하나를 계산함으로써 수행될 수 있다. 이 때, MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드들 중 템플릿을 생성할 때 이용된 화면내 예측 모드(예컨대, 도 25에서는 N)와 동일한 모드에 대해서는 템플릿 매칭을 생략할 수 있다.
전술한 바와 같이, MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드의 각각에 대해 템플릿 매칭을 수행하여 SAD_0(또는 SARD_0) 내지 SAD_5(또는 SARD_5)를 계산한 후, 가장 작은 SAD 및/또는 SATD를 가지는 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 예컨대, SAD_0이 가장 작은 경우, 화면내 예측 모드 X에 대응되는 예측 블록 0이 중간 단계 화면내 예측 블록이 될 수 있다.
또는, 계산된 SAD 및/또는 SATD를 올림차순으로 정렬 후, SAD 및/또는 SATD 가 작은 순서로 M개의 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 이 때, M은 1 이상의 양의 정수로서, MPM 리스트를 구성하는 후보 모드의 최대 개수보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, MPM 리스트를 구성하는 후보 모드의 최대 개수가 7인 경우, M의 최대값은 7로 정의될 수 있다.
상기 SAD 및/또는 SATD 중 적어도 하나를 이용하여 MPM 리스트 내의 화면내 예측 모드들의 순서를 재정렬할 수 있다.
전술한 템플릿 매칭에 관한 설명은 MPM 리스트 대신 2차 MPM 리스트를 이용하는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.
즉, 2차 MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드의 각각을 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 이후, 템플릿과 2차 MPM 리스트에 포함된 모드를 이용하여 생성된 상기 예측 블록 간의 템플릿 매칭을 수행할 수 있다. 템플릿 매칭은 템플릿과 예측 블록 사이의 SAD (Sum of Absolute Differences) 및/또는 SATD (Sum of Absolute Transformed Differences) 중 적어도 하나를 계산함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 2차 MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드들 중 템플릿을 생성할 때 이용된 화면내 예측 모드와 동일한 모드에 대해서는 템플릿 매칭을 생략할 수 있다. 이후, 가장 작은 SAD 및/또는 SATD를 가지는 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 또는, 계산된 SAD 및/또는 SATD를 올림차순으로 정렬 후, SAD 및/또는 SATD 가 작은 순서로 M개의 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 이 때, M은 1 이상의 양의 정수로서, 2차 MPM 리스트를 구성하는 후보 모드의 최대 개수보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, 2차 MPM 리스트를 구성하는 후보 모드의 최대 개수가 16인 경우, M의 최대값은 16으로 정의될 수 있다.
상기 SAD 및/또는 SATD 중 적어도 하나를 이용하여 2차 MPM 리스트 내의 화면내 예측 모드들의 순서를 재정렬할 수 있다.
다른 실시예로서, 적어도 하나 이상의 부호화/복호화가 완료된 주변 블록들의 화면내 예측 모드에 대응하는 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 상기 주변 블록은 예컨대, 도 11에 도시된 주변 블록 L, A, AR, BL, AL, JL 및 JA 중 적어도 하나일 수 있다.
또는, 하나 이상의 주변 블록들로부터 유도된 하나 이상의 화면내 예측 모드들을 이용하여 소정의 통계값을 구한 후, 해당 통계값에 대응하는 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 이 때, 상기 통계값은 평균값, 최대값, 최소값, 중간값 및 최빈값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 통계값은 도 11에 도시된 모든 화면내 예측된 주변 블록들의 화면내 예측 모드들을 이용하여 계산될 수 있다.
다른 실시예로서, 템플릿을 생성할 때 사용된 화면내 예측 모드를 N이라 할 때, N에 소정의 오프셋(offset)을 가산 및/또는 감산한 화면내 예측 모드에 대응하는 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 이때, offset은 1 이상의 양의 정수일 수 있다.
전술한 바와 같이 템플릿 및 적어도 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록을 생성한 후, 템플릿과 적어도 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 현재 블록에 대한 최종 화면내 예측 블록을 생성할 수 있다. 이 때, 가중합이 이용될 수 있다.
도 26은 템플릿과 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 26에 도시된 바와 같이, 템플릿과 중간 단계 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성할 수 있다.
도 27은 템플릿과 복수의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 27에 도시된 바와 같이, 템플릿과 복수의 중간 단계 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
도 26 및 도 27을 참조하여 설명한 실시예에서, 가중합을 수행하기 위한 가중치는 아래와 같이 유도될 수 있다. 이 때, 가중합에 사용된 모든 가중치의 합은 1일 수도 있고, 아닐 수도 있다. 또한, 각각의 가중치는 1보다 크거나 음수일 수 있다.
예컨대, 가중합에 사용된 모든 가중치는 동일할 수 있다.
또는, 템플릿 및/또는 적어도 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록들 사이의 소정의 우선 순위에 따라 각각에 대해 서로 다른 가중치가 적용될 수 있다.
예를 들어, 소정의 화면내 예측 모드와 대응하는 템플릿 및/또는 중간 단계 화면내 예측 블록에 대해서는 나머지 모드에 대응하는 화면내 예측 블록 대비 보다 높은 가중치가 적용될 수 있다. 또는 반대로, 소정의 화면내 예측 모드에 대응하는 템플릿 및/또는 중간 단계 화면내 예측 블록에 대해서 보다 낮은 가중치가 적용될 수도 있다. 예를 들어, 상기 소정의 화면내 예측 모드는 MPM 리스트의 첫 번째 화면내 예측 모드일 수 있다. 이 경우, MPM 리스트의 첫 번째로 화면내 예측 모드에 대응하는 화면내 예측 블록에 대해서 상대적으로 높은 가중치가 부여될 수 있다.
부호화기는, 화면내 예측을 이용하여 현재 블록을 부호화할 때, 본 발명에서 제안된 방법을 수행할지 여부를 결정하고, 그 수행 여부를 지시하는 수행 여부 지시 정보를 엔트로피 부호화할 수 있다. 본 발명에서 제안된 방법을 수행할지 여부는 제안된 방법을 적용하기 전의 율-왜곡 비용값과 적용한 후의 율-왜곡 비용값의 비교 등을 통해 결정될 수 있다.
상기 수행 여부 지시 정보는 현재 블록의 부호화 파라미터에 따라 조건적으로 엔트로피 부호화될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 화면내 예측 모드가 MPM 리스트 및/또는 2차 MPM 리스트에 포함된 모드로 부호화된 경우에만 상기 수행 여부 지시 정보를 엔트로피 부호화할 수 있다. 복호화기는 수행 여부 지시 정보를 비트스트림으로부터 엔트로피 복호화한 후, 수신된 정보에 따라 본 발명에서 제안된 방법을 수행하거나 수행하지 않을 수 있다.
상기 수행 여부 지시 정보는 현재 블록의 부호화 파라미터에 따라 생략될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기, 형태 및/또는 깊이에 기초하여 상기 제안된 방법을 수행할 지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 소정의 크기, 형태 또는 깊이 이하 또는 이상의 블록인 경우에만 상기 제안된 방법이 수행되거나 또는 수행되지 않도록 제한될 수 있다. 이 때, 상기 소정의 크기, 형태 및/또는 깊이에 대한 정보는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU, CU 중 적어도 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 소정의 제1 크기 이하 및/또는 소정의 제2 크기 이상이며, 이진트리 리프노드 및/또는 쿼드트리 리프노드로 분할된 경우에는 제안된 방법을 수행하거나 수행하지 않을 수 있다.
또는, MPM 리스트 및/또는 2차 MPM 리스트에 포함된 모드로 부호화된 경우에 상기 제안된 방법을 수행할 수 있다.
현재 블록의 크기 혹은 깊이와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 상기 제안된 방법을 수행할 지 여부가 결정될 수 있다. 이 ?, 소정의 문턱값은 블록 구조를 결정하는 기준 크기 혹은 깊이를 의미할 수 있다. 소정의 문턱값은 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.
일 예로, 현재 블록의 크기 혹은 깊이가 소정의 제1 문턱값 이하 및/또는 소정의 제2 문턱값 이상인 경우에는 제안된 방법을 수행하거나 수행하지 않을 수 있다.
또는, 현재 블록의 깊이가 소정의 문턱값과 같고, 현재 블록이 쿼드트리 리프 노드에 해당하는 경우, 제안된 방법을 수행하지 않을 수 있다.
부호화기는 현재 블록에 대한 부호화 모드를 결정하기 위해 현재 블록과 예측 블록 사이의 잔차 신호에 대해 변환, 양자화, 엔트로피 부호화, 엔트로피 복호화, 역양자화, 역변환 중 적어도 하나 이상의 과정을 수행한 후, 요구 비트량 및 화질 손실이 최소화되는 방향으로 부호화 모드를 결정할 수 있다. 상기 결정된 부호화 모드는 부호화 모드 정보로서 부호화될 수 있으며, 부호화 모드 정보는 부호화 파라미터와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
현재 블록에 대한 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 후보 블록의 최대 개수가 M이라 가정할 때, 머지 모드 및/또는 스킵 모드에 대한 부호화 모드 결정 과정은 후술하는 조건에 따라 M보다 같거나 작은 개수의 머지 모드 및/또는 스킵 모드 후보 블록에 대해서만 수행될 수 있다.
머지 모드 및/또는 스킵 모드에 대한 부호화 모드 결정 과정에서, 현재 블록 (쿼드트리 리프노드 및/또는 이진트리 리프노드)을 부호화기에서 재부호화 시, 최초 부호화 과정에서 스킵 모드로 결정난 경우, 모든 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 후보 블록에 대해 스킵 모드 부호화 결정 과정을 수행할 수 있다.
머지 모드 및/또는 스킵 모드에 대한 부호화 모드 결정 과정에서, 현재 블록 (쿼드트리 리프노드 및/또는 바이너리트리 리프노드)을 부호화기에서 재부호화 시, 최초 부호화 과정에서 머지 모드로 결정난 경우, 모든 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 후보 블록에 대해 머지 모드 부호화 결정 과정을 수행할 수 있다.
머지 모드 및/또는 스킵 모드에 대한 부호화 모드 결정 과정에서, 현재 블록 (쿼드트리 리프노드 및/또는 바이너리트리 리프노드)을 부호화기에서 재부호화 시, 최초 부호화 과정에서 스킵 모드 및/또는 머지 모드로 결정난 경우, 모든 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 후보 블록에 대한 움직임 보상 과정에서 OBMC (Overlapped Block Motion Compensation) 과정을 수행할 수 있다.
현재 블록에 대한 부호화 모드 결정 과정에서, 현재 블록 및/또는 현재 블록에 시/공간적으로 인접한 주변 블록의 부호화 파라미터에 따라 1차 변환 및/또는 2차 변환에 대한 부호화 모드 결정 과정을 생략할 수 있다.
예컨대, 1차 변환에서 1차 변환에 사용될 수 있는 1D 변환 커널의 개수가 최대 N개이고 이에 따라 1차 변환 인덱스(ucTrIdx)가 0부터 N-1까지 엔트로피 부호화/복호화된다고 가정할 때, 인덱스 0에서 현재 블록에 대한 CBF가 0이면 이후 인덱스(ucTrIdx =1, … N-1)에 대한 부호화 모드 결정 과정은 생략될 수 있다. 또는, 현재 블록의 주변 블록의 1차 변환에 사용된 1차 변환 인덱스에 대해서만 현재 블록의 부호화 모드 결정 과정을 수행할 수 있다.
현재 블록에 대한 화면내 및/또는 화면간 부호화 모드 결정 과정에서, 1차 변환에 사용된 1D 변환 커널에 대한 1차 변환 인덱스 정보(ucTrIdx)를 엔트로피 부호화하는 과정에서 나눗셈 연산을 시프트(shift) 연산으로 대체할 수 있다.
현재 블록에 대한 화면내 부호화 모드 결정 과정에서, 1 차 변환에 사용된 1D 변환 커널에 대한 1차 변환 인덱스 정보(ucTrIdx)를 엔트로피 부호화할 때, 나눗셈 연산 및/또는 시프트 연산을 사용할 수 있다. 예컨대, 나눗셈 연산을 사용하여 아래의 수학식 19와 같이, 1차 변환 인덱스 정보(ucTrIdx)를 엔트로피 부호화할 수 있다.
또는, 시프트 연산을 사용하여 아래의 수학식 20과 같이, 1차 변환 인덱스 정보(ucTrIdx)를 엔트로피 부호화할 수 있다.
현재 블록에 대한 화면간 부호화 모드 결정 과정에서, 1 차 변환에 사용된 1D 변환 커널에 대한 1차 변환 인덱스 정보(ucTrIdx)를 엔트로피 부호화할 때에도 상기 수학식 19 및 수학식 20이 유사하게 사용될 수 있다. 다만 이때, 수학식 19 및 수학식 20에 있어서, get(0, 0, 1)은 get(0, 0, 3)으로 치환될 수 있다.
화면내 또는 화면간 예측 이후 생성된 잔차 신호는 양자화 과정의 일환으로 변환 과정을 통해 주파수 도메인으로 변환될 수 있다. 이 때 수행되는 1차 변환은 DCT type 2(DCT-II)외에 다양한 DCT, DST 커널 등이 사용될 수 있다. 이러한 변환 커널들을 이용한 변환은 잔차 신호의 수평 및 수직 방향에 대해 1차원 변환(1D transform)을 각각 수행하는 분리 변환(Separable Transform)으로 수행될 수도 있고, 또는 2차원 비분리 변환(2D Non-separable Transform)으로 수행될 수도 있다.
변환에 사용되는 DCT, DST 타입은 아래 표 1과 같다.
| 변환 세트 | 변환 |
| 0 | DCT-VII, DCT-VIII |
| 1 | DST-VII, DST-I |
| 2 | DST-VII, DCT-V |
DCT-II 외에 DST-II, DCT-IV, DST-IV, DCT-VIII, DST-VII 중 적어도 하나를 1D 변환 시 적응적으로 사용할 수 있다. 또는 변환 세트(Transform set)를 구성하여 변환에 사용된 DCT 또는 DST 타입을 유도할 수도 있다. 예를 들어, 화면내 예측 모드에 따라 수평, 수직 방향에 대해 서로 다른 변환 세트를 기 정의할 수 있다. 부호화기/복호화기는 현재 블록의 화면내 예측 모드에 대응하는 변환 세트에 포함된 변환을 이용하여 변환 및 역변환을 수행할 수 있다. 이 경우, 변환 세트는 전송되지 않고, 부호화기/복호화기에서 표 1과 같이 동일한 규칙에 따라 매핑되며, 다만 해당 변환 세트에 속한 변환 중에서 어떤 변환이 사용되었는지를 지시하는 정보가 시그널링될 수 있다. 이와 같이 다양한 변환을 사용하는 방법이 화면내 또는 화면간 예측을 통해 생성된 잔차 신호에 적용될 수 있다. 예컨대, 화면간 예측 시, 부호화기/복호화기에서 표 1의 변환 세트 0을 이용하여 수직 및/또는 수평 방향에 대해 1D 변환을 수행할 수 있다. 이 경우, 수직 및/또는 수평 방향에 대해 어떤 1차원 변환이 사용되었는지를 지시하는 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 수직 및/또는 수평 방향 변환에 대해 DST-II, DCT-IV, DST-IV, DCT-VIII, DST-VII 중 적어도 하나 중 어떤 변환을 사용한지를 지시하는 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
부호화기에서는 상기 전술한 1차 변환이 완료된 이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 변환 계수(Transformed coefficients)에 대한 에너지 집중도를 높이기 위해 2차 변환(Secondary transform)을 수행할 수 있다. 2차 변환 역시 수평 및 수직 방향에 대해 1차원 변환을 각각 수행하는 분리 변환을 수행할 수도 있고, 또는 2차원 비분리 변환을 수행할 수도 있다. 또한, 변환에 사용된 정보가 전송되거나 또는 현재 블록 및 주변 블록의 부호화 정보에 따라 부호화기/복호화기에서 묵시적으로 유도될 수도 있다. 예를 들어, 1차 변환과 같이 2차 변환에 대해서도 변환 세트를 정의할 수 있으며, 변환 세트는 엔트로피 부호화/복호화되는 것이 아니라 부호화기/복호화기에서 동일한 규칙에 따라 정의될 수 있다. 이 경우, 해당 변환 세트에 속한 변환 중에서 어떤 변환이 사용되었는지를 지시하는 정보가 전송될 수 있으며, 화면내 또는 화면간 예측을 통해 생성된 잔차 신호 중 적어도 하나 이상에 적용될 수 있다. 복호화기에서는 2차 역변환 수행 여부에 따라 2차 역변환을 수행할 수 있고, 1차 역변환 수행 여부에 따라 2차 역변환이 수행된 결과에 대해 1차 역변환을 수행할 수 있다.
상기 1차 변환 및 2차 변환은 휘도/색차 성분 중 적어도 하나 이상의 신호 성분에 적용되거나 임의의 부호화 블록 크기/형태에 따라 적응적으로 적용될 수 있다. 임의의 부호화 블록에 대해 상기 1차 변환 및 2차 변환이 사용되는지의 여부 및 사용된 1차 변환 및/또는 2차 변환을 지시하는 인덱스가 엔트로피 부호화/복호화되거나 또는 현재 블록 및 주변 블록의 부호화 정보 중 적어도 하나 이상에 따라 부호화기/복호화기에서 묵시적으로 유도할 수 있다.
도 28은 변환 계수의 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
화면내 또는 화면간 예측을 통해 생성된 잔차 신호는 1차 및 2차 변환이 완료된 후, 양자화 과정을 거치게 되며, 양자화된 변환 계수에 대해서는 엔트로피 부호화 과정이 수행될 수 있다. 이 때, 양자화된 변환 계수는 도 28에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 부호화 블록의 최소 크기 및/또는 형태 중 적어도 하나 이상을 기준으로 대각선, 수직 또는 수평 방향에 따라 스캐닝(Scanning) 될 수 있다. 또한, 엔트로피 복호화된 양자화된 변환 계수는 역 스캐닝(Inverse Scanning)되어 블록 형태로 정렬될 수 있으며, 해당 블록에 대해 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나가 수행될 수 있다. 이 때, 역스캐닝의 방법으로 도 28에 도시된 대각 스캔, 수평 스캔 및 수직 스캔 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
상기 화면내 또는 화면간 예측을 수행함에 있어, 제1 색 성분에 대하여 화면내 예측, 제2 색 성분에 대하여 화면간 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분은 휘도 성분, 제2 색 성분은 색차 성분일 수 있다. 또는 그 반대로 제1 색 성분은 색차 성분, 제2 색 성분은 휘도 성분일 수 있다.
상기 예측 샘플에 대하여 필터링을 적용함에 있어, 현재 블록의 화면내 예측 모드, 가로 및 세로 크기, 블록 형태, 복수의 참조 샘플 라인 기반의 예측, 색 성분 중 적어도 하나에 기반하여 필터링의 적용 여부를 다르게 할 수 있다. 상기 필터링은 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여, 하나 이상의 예측 샘플에 대하여 필터링을 적용하는 것일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 화면내 예측 모드가 소정의 모드에 해당하는 경우, 상기 예측 샘플에 대한 필터링을 적용할 수 있다. 예컨대, 상기 소정의 모드는 비방향성 모드, 방향성 모드, 수평 모드, 수직 모드 중 적어도 하나일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 소정의 범위에 해당하는 경우, 상기 예측 샘플에 대한 필터링을 적용할 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 가로의 크기가 64보다 작고, 세로의 크기가 64보다 작은 경우, 상기 필터링을 적용할 수 있다. 또는 현재 블록의 가로 및 세로의 크기가 소정의 크기보다 크거나 또는 소정의 크기보다 작은 경우 상기 필터링을 적용할 수 있다.
예를 들어, 예측에 사용된 참조 샘플 라인에 기반하여 상기 예측 샘플에 대한 필터링을 적용할 수 있다. 예컨대, 상기 예측에 사용된 참조 샘플이 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인에 해당하는 경우, 상기 필터링을 적용할 수 있다. 한편, 상기 예측에 사용된 참조 샘플 라인이 현재 블록에 인접한 두 번째 이상의 참조 샘플 라인에 해당하는 경우, 상기 필터링을 적용하지 않을 수 있다. 상기 참조 샘플 라인을 판단함에 있어 mrl_index가 이용될 수 있다. 예컨대, 현재 블록에 대한 상기 인덱스가 0인 경우, 상기 필터링을 적용하고, 상기 인덱스가 0 보다 큰 경우, 상기 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 색 성분이 휘도 신호인 경우 상기 필터링을 적용하고, 색차 신호인 경우 상기 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
상기 하나 이상의 예측 방법을 결합하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 소정의 비방향성 화면 내 예측 모드를 이용하여 예측한 값과 소정의 방향성 화면 내 예측 모드를 이용하여 예측한 값의 가중합을 통하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때, 가중치는 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 현재 블록의 크기/형태 및 예측 대상 샘플의 위치 중 적어도 하나에 따라서 다르게 적용될 수 있다.
예를 들어, 소정의 화면내 예측 모드를 이용하여 예측한 값과 소정의 화면간 예측 모드를 이용하여 예측한 값의 가중합을 통하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때, 가중치는 부호화 모드, 화면내 예측 모드, 화면간 예측 모드, 현재 블록의 크기/형태 중 적어도 하나에 따라서 다르게 적용될 수 있다. 예컨대, 화면내 예측 모드가 DC 또는 Planar와 같이 비방향성 모드인 경우, 화면내 예측 샘플과 화면간 예측 샘플에 각각 1/2에 해당하는 가중치를 적용할 수 있다. 또는, 상기 화면내 예측 모드가 수직 모드인 경우, 화면내 예측 샘플에 대한 가중치 값이 상단 참조 샘플에서 멀어질수록 감소할 수 있다. 마찬가지로, 상기 화면내 예측 모드가 수평 모드인 경우, 화면내 예측 샘플에 대한 가중치 값이 좌측 참조 샘플에서 멀어질수록 감소할 수 있다. 상기 화면내 예측 샘플에 적용한 가중치값과 화면간 예측 샘플에 적용한 가중치값의 합은 2의 자승(예컨대, 4, 8, 16, 32)일 수 있다. 또한, 현재 블록의 크기가 소정의 범위에 해당하는 경우, 화면내 예측 샘플과 화면간 예측 샘플에 각각 1/2에 해당하는 가중치를 적용할 수 있다.
상기 화면내 예측 모드는 DC 모드 또는 Planar 모드 중 적어도 하나로 고정되거나 시그널링되어 결정될 수 있다. 또는, MPM 후보 모드 중 하나일 수 있으며 MPM 인덱스를 시그널링하여 상기 화면내 예측 모드를 결정할 수 있다. 상기 MPM 후보 모드는 주변 블록의 화면내 예측 모드를 이용하여 유도될 수 있으며 상기 주변 블록의 모드는 소정의 대표 모드로 변경될 수 있다. 예컨대, 주변 블록의 화면내 예측 모드가 수직 방향의 방향성 모드인 경우, 수직 모드로 변경되고, 수평 방향의 방향성 모드인 경우, 수평 모드로 변경될 수 있다.
상기 화면간 예측 모드는 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 즉, 현재 블록의 화면간 예측 모드가 머지 모드인 경우, 머지 인덱스에 해당하는 움직임 정보로 예측한 화면간 예측 값과 DC 또는 Planar 모드를 이용하여 예측된 값의 가중합을 통하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 복수 참조 샘플 라인을 이용한 하나 이상의 예측 샘플의 가중합을 통하여 현재 블록의 화면내 예측을 수행할 수 있다. 예컨대, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인을 이용하여 예측한 제1 예측값과 두 번째 이상의 참조 샘플 라인을 이용하여 예측한 제2 예측값의 가중합을 통하여 예측을 수행할 수 있다. 상기 제2 예측값을 생성하기 위해 이용한 참조 샘플 라인은 mrl_index 가 지시하는 참조 샘플 라인일 수 있다. 상기 제1 예측값과 제2 예측값에 대한 가중치는 동일할 수 있다. 또는 상기 제1 예측값과 제2 예측값에 적용될 가중치는 현재 블록의 화면내 예측 모드, 현재 블록의 크기/형태 및 예측 대상 샘플의 위치에 따라 가변적으로 결정될 수도 있다. 상기 제1 예측값은 소정의 모드를 이용하여 예측한 값일 수 있다. 예컨대, DC, Planar 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 제2 예측값은 상기 화면내 예측 모드 유도 단계에서 유도된 현재 블록의 화면내 예측 모드를 이용하여 예측한 값일 수 있다.
상기 하나 이상의 예측 샘플에 대한 가중합으로 예측을 수행하는 경우, 상기 예측 샘플에 대한 필터링을 수행하지 않을 수 있다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type)이 정의되고, 해당 슬라이스 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Claims (20)
- 현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계;
현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계; 및
상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 적어도 하나의 후보 모드에 기초하여 유도되는 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 하나 이상의 주변 블록들의 화면내 예측 모드들에 기초하여 유도되는 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제2 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 하나로 유도되는 영상 복호화 방법. - 제4항에 있어서,
상기 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계는,
상기 후보 모드들에 대응하는 후보 화면내 예측 블록들을 생성하는 단계;
상기 후보 화면내 예측 블록들의 각각과 상기 제1 화면내 예측 블록 사이의 매칭도를 계산하는 단계;
상기 후보 화면내 예측 블록들 중 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록에 관한 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법. - 제5항에 있어서,
상기 매칭도는 SAD(Sum of Absolute Differences) 또는 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)를 이용하여 계산되고,
상기 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록은 상기 SAD 또는 SATD가 가장 작은 블록인 영상 복호화 방법. - 제5항에 있어서,
상기 후보 모드들 중 상기 제1 화면내 예측 모드와 동일한 모드에 대해서는 상기 후보 화면내 예측 블록의 생성 또는 상기 매칭도 계산을 스킵하는 영상 복호화 방법. - 상기 제1항에 있어서,
소정의 모드와 동일한 상기 제1 화면내 예측 모드 또는 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 상기 제1 화면내 예측 블록 또는 상기 제2 화면내 예측 블록에 대한 가중치는 상기 소정의 모드 이외의 모드에 대응하는 화면내 예측 블록에 대한 가중치보다 큰 영상 복호화 방법. - 제8항에 있어서,
상기 소정의 모드는 MPM 리스트의 첫번째 후보 모드인 영상 복호화 방법. - 상기 제5항에 있어서,
상기 제2 화면내 예측 모드 및 이에 대응하는 상기 제2 화면내 예측 블록이 n개(n은 2 이상의 정수)인 경우,
상기 매칭도가 큰 순서로 n개의 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 영상 복호화 방법. - 현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계;
현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계; 및
상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 적어도 하나의 후보 모드에 기초하여 유도되는 영상 부호화 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 하나 이상의 주변 블록들의 화면내 예측 모드들에 기초하여 유도되는 영상 부호화 방법. - 제11항에 있어서,
상기 제2 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 하나로 유도되는 영상 부호화 방법. - 제14항에 있어서,
상기 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계는,
상기 후보 모드들에 대응하는 후보 화면내 예측 블록들을 생성하는 단계;
상기 후보 화면내 예측 블록들의 각각과 상기 제1 화면내 예측 블록 사이의 매칭도를 계산하는 단계;
상기 후보 화면내 예측 블록들 중 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록에 관한 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법. - 제15항에 있어서,
상기 매칭도는 SAD(Sum of Absolute Differences) 또는 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)를 이용하여 계산되고,
상기 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록은 상기 SAD 또는 SATD가 가장 작은 블록인 영상 부호화 방법. - 제15항에 있어서,
상기 후보 모드들 중 상기 제1 화면내 예측 모드와 동일한 모드에 대해서는 상기 후보 화면내 예측 블록의 생성 또는 상기 매칭도 계산을 스킵하는 영상 부호화 방법. - 상기 제11항에 있어서,
소정의 모드와 동일한 상기 제1 화면내 예측 모드 또는 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 상기 제1 화면내 예측 블록 또는 상기 제2 화면내 예측 블록에 대한 가중치는 상기 소정의 모드 이외의 모드에 대응하는 화면내 예측 블록에 대한 가중치보다 큰 영상 부호화 방법. - 상기 제15항에 있어서,
상기 제2 화면내 예측 모드 및 이에 대응하는 상기 제2 화면내 예측 블록이 n개(n은 2 이상의 정수)인 경우,
상기 매칭도가 큰 순서로 n개의 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 영상 부호화 방법. - 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서,
상기 영상 부호화 방법은,
현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계;
현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계; 및
상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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