KR20200110213A - 영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 픽처들의 시퀀스를 점진적 리프레쉬(gradual refresh)를 이용하여 복호화하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 하나의 픽처 내의 전체 영역은 그 픽처와 연관된 복수의 픽처들에 걸쳐 점진적으로 부호화 또는 복호화된다.

Description

영상 부호화 및 복호화 방법 및 장치{Method and Apparatus for Encoding and Decoding Video}
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 픽처 내의 전체 영역을 그 픽처와 연관된 복수의 픽처들에 걸쳐 점진적으로 부호화 또는 복호화하는 방법에 대한 것이다.
비디오 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다.
따라서, 통상적으로 비디오 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 비디오 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 비디오 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 비디오 압축 기술로는 H.264/AVC를 비롯하여, H.264/AVC에 비해 약 40% 정도의 부호화 효율을 향상시킨 HEVC(High Efficiency Video Coding)가 존재한다.
그러나, 영상의 크기 및 해상도, 프레임율이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다.
비디오 데이터의 압축을 위해, 픽처 내 블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.
비디오 비트스트림에 포함되는 첫 번째 픽처, 또는 임의의 위치에서의 랜덤 액세스(Random Access)를 가능하게 하는, IDR(Instantaneous Decoding Refresh) 픽처 또는 CRA(Clean Random Access) 픽처와 같은, 램덤 액세스 픽처(Random Access Picture)는 인트라 예측을 이용하여 부호화된다. 통상적으로, 픽처의 전체 영역이 인트라 예측되는 I(intra) 픽처를 부호화하는 데에는 인터 예측이 허용되는 P(predictive) 또는 B(bi-predictive) 픽처와 비교하여 많은 비트량이 소요된다. 이로 인해 서비스 측면에서 율제어, 버퍼제어 등에서 문제가 발생할 수 있다. 특히, 영상의 크기 및 해상도, 프레임율이 점차로 증가함에 따라 이러한 현상은 더 빈번히 발생할 수 있다.
본 개시는, 하나의 픽처 내의 전체 영역을 그 픽처와 연관된 복수의 픽처들에 걸쳐 점진적으로 부호화 또는 복호화하는 기법을 제시하고자 한다.
본 개시의 일 측면은 픽처들의 시퀀스를 점진적 리프레쉬(gradual refresh)를 이용하여 복호화하는 방법을 제공한다. 상기 방법은, 비트스트림 내의 상기 시퀀스의 헤더로부터 점진적 리프레쉬가 허용되는지 여부를 나타내는 플래그를 복호화하는 단계; 상기 시퀀스 내에 점진적 리프레쉬가 적용된 제1 픽처를 식별하기 위한 식별정보를 복호화하고, 상기 제1 픽처의 POC(picture order count) 값을 결정하는 단계; 점진적 리프레쉬가 적용된 상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹을 식별하기 위한 그룹 크기 정보를 복호화하는 단계; 상기 그룹 크기 정보를 이용하여 상기 그룹에 속하는 마지막 픽처에 해당하는 제2 픽처의 POC 값을 결정하는 단계; 및 상기 제1 픽처의 POC와 상기 제2 픽처의 POC를 통해 상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹을 결정하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다른 측면은 픽처들의 시퀀스를 점진적 리프레쉬(gradual refresh)를 이용하여 복호화하기 위한 영상 복호화 장치를 제공한다. 상기 장치는 비트스트림을 복호화하여 상기 시퀀스 내의 픽처들을 복원하는 하나 이상의 프로세서; 및 상기 복원된 픽처들을 저장하는 하나 이상의 메모리를 포함한다. 상기 하나 이상의 프로세서는, 상기 시퀀스의 헤더로부터 점진적 리프레쉬가 허용되는지 여부를 나타내는 플래그를 복호화하고, 상기 시퀀스에 포함된 제 제1 픽처가 점진적 리프레쉬가 적용된 픽처인지를 식별하기 위한 식별정보를 복호화하고, 상기 제1 픽처의 POC(picture order count) 값을 결정하며, 점진적 리프레쉬가 적용된 상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹을 식별하기 위한 그룹 크기 정보를 복호화하고, 상기 그룹 크기 정보를 이용하여 상기 그룹에 속하는 마지막 픽처에 해당하는 제2 픽처의 POC 값을 결정하고, 상기 제1 픽처의 POC와 상기 제2 픽처의 POC를 통해 상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹을 결정한다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 5는 본 개시의 일 측면에 따른 영상 부호화 또는 복호화를 설명하기 위한 예시도이다
도 6은 본 개시의 일 측면에 따른 IR 그룹에 속하는 픽처들에 걸쳐 복호화된 리프레쉬 영역들을 결합하여 하나의 픽처를 생성하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 개시의 일 측면에 따른 복호화가 완료된 IR 그룹에 속하는 픽처들을 메모리에 저장하고 관리하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 개시의 일 측면에 따른 복호화가 완료된 IR 그룹에 속하는 픽처들을 메모리에 저장하고 관리하는 또 다른 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 개시의 일 측면에 따른 IR 그룹에 속하는 픽처들에 걸쳐 복호화된 리프레쉬 영역들을 결합하여 하나의 픽처를 생성하는 또 다른 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 개시의 일 측면으로서, 점진적 리프레쉬를 이용한 영상 복호화를 위해 픽처들의 시퀀스에서 IR 그룹을 식별하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 본 개시의 일 측면으로서, 복호화가 완료된 IR 그룹의 픽처들에 대한 후처리 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 12는 본 개시의 일 측면으로서, 복호화가 완료된 IR 그룹의 픽처들에 대한 또 다른 후처리 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 13은 본 개시의 일 측면으로서, 타일 또는 타일들의 그룹 단위로 메모리를 관리를 위한 메모리 관리 장치의 예시적인 블록도이다.
도 14은 본 개시의 일 측면으로서, 메모리 관리 장치가 타일 또는 타일들의 그룹 단위로 메모리를 관리하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 15는 본 개시의 일 측면으로서의 메모리 관리 방법이 지원하는 스케일러빌러티를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 식별 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 부호화 장치는 블록 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
하나의 영상(비디오)는 복수의 픽처들로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 또는/및 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 수 있다. 각 타일 또는/슬라이스는 하나 이상의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 그리고 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 슬라이스 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 슬라이스 헤더의 신택스로서 부호화되며, 하나의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처가 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 그리고, 하나 이상의 SPS가 공통으로 참조하는 정보들은 비디오 파라미터 셋(VPS, Video Parameter Set)에 부호화된다. 또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다.
블록 분할부(110)는 CTU(Coding Tree Unit)의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
블록 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU(Coding Tree Unit)들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다.
트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 지칭될 수 있다.
도 2는 QTBTTT 분할 트리 구조를 보인다. 도 2에서 보는 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.
트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.
CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '현재블록'이라 칭한다. QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다.
예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다.
인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3a에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.
인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측모드들에 대한 레이트 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 레이트 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 레이트 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다.
인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 통해 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)는 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(motion vector)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 모션 벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 인터 예측부(124)는, 예측의 정확성을 높이기 위해, 참조 픽처 또는 참조 블록에 대한 보간을 수행할 수도 있다. 즉, 정수 픽셀들을 이용하여 정수 픽셀 사이의 서브 픽셀들을 보간한다. 보간된 참조 픽처에 대해서 현재 블록과 가장 유사한 블록을 탐색하는 과정을 수행하면, 움직임 벡터는 정수 픽셀 단위의 정밀도(precision)가 아닌 소수 단위의 정밀도까지 표현될 수 있다. 움직임벡터의 정밀도 또는 해상도(resolution)은 부호화하고자 하는 대상 영역, 예컨대, 슬라이스, 타일, CTU, CU 등의 단위마다 다르게 설정될 수 있다.
감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.
변환부(140)는 잔차블록을 하나 이상의 변환블록들로 나누고, 변환을 하나 이상의 변환 블록들에 적용하여, 변환블록들의 잔차 값들을 픽셀 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다. 주파수 도메인에서, 변환된 블록들은 하나 이상의 변환 계수 값들을 포함하는 계수 블록들이라고 지칭된다. 변환에는 2차원 변환 커널이 사용될 수 있으며, 수평 방향 변환과 수직 방향 방향에 각각 1차원 변환 커널이 사용될 수도 있다. 변환 커널은 이산 코사인 변환(DCT), 이산 사인 변환(DST) 등에 기반할 수 있다.
변환부(140)는 잔차블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차블록 내의 잔차 신호들을 변환할 수 있다. 또는, 잔차블록을 복수 개의 서브블록으로 분할하고 그 서브블록을 변환 단위로 사용하여 서브블록 내의 잔차 신호들을 변환할 수도 있다.
한편, 변환부(140)는 잔차블록에 대해 가로 방향과 세로 방향으로 개별적으로 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위해, 다양한 타입의 변환 함수 또는 변환 매트릭스가 사용될 수 있다. 예컨대, 가로 방향 변환과 세로 방향 변환을 위한 변환 함수의 쌍을 MTS(Multiple Transform Set)로 정의할 수 있다. 변환부(140)는 MTS 중 변환 효율이 가장 좋은 하나의 변환 함수 쌍을 선택하고 가로 및 세로 방향으로 각각 잔차블록을 변환할 수 있다. MTS 중에서 선택된 변환 함수 쌍에 대한 정보(mts_idx)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화부(145)는, 어떤 블록 혹은 프레임에 대해, 변환 없이, 관련된 잔차 블록을 곧바로 양자화할 수도 있다.
재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다. 재정렬부(150)는 계수 스캐닝(coefficient scanning)을 통해 2차원의 계수 어레이를 1차원의 계수 시퀀스로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150)에서는 지그-재그 스캔(zig-zag scan) 또는 대각선 스캔(diagonal scan)을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원의 계수 시퀀스를 출력할 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 계수 어레이를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔, 대각선 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중에서 사용될 스캔 방법이 결정될 수도 있다.
엔트로피 부호화부(155)는, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code), 지수 골롬(Exponential Golomb) 등의 다양한 부호화 방식을 사용하여, 재정렬부(150)로부터 출력된 1차원의 양자화된 변환 계수들의 시퀀스를 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다.
또한, 엔트로피 부호화부(155)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 타입, MTT 분할 방향 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(참조픽처 및 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다.
역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.
가산부(170)는 복원된 잔차블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀로서 사용된다.
필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(182)와 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184)를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터(180)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다.
디블록킹 필터(182) 및 SAO 필터(184)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용될 수 있다.
도 4는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 기능 블록도이다. 이하에서는 도 4를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(410), 재정렬부(415), 역양자화부(420), 역변환부(430), 예측부(440), 가산기(450), 필터부(460) 및 메모리(470)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
엔트로피 복호화부(410)는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.
엔트로피 복호화부(410)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다.
예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(MTT_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이를 통해 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.
또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출할 수도 있다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다.
다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.
한편, 엔트로피 복호화부(410)는 트리 구조의 분할을 통해 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(410)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측모드)에 대한 신택스 엘리먼트를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(410)는 인터 예측정보에 대한 신택스 엘리먼트, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.
또한, 엔트로피 복호화부(410)는 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.
재정렬부(415)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(410)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.
역양자화부(420)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고, 역변환부(430)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 복원된 잔차블록을 생성한다.
또한, MTS가 적용된 경우, 역변환부(430)는 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 MTS 정보(mts_idx)를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 적용할 변환 함수 또는 변환 매트릭스를 결정하고, 결정된 변환 함수를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 변환블록 내의 변환계수들에 대해 역변환을 수행한다.
예측부(440)는 인트라 예측부(442) 및 인터 예측부(444)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(442)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(444)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.
인트라 예측부(442)는 엔트로피 복호화부(410)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 엘리먼트로부터 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다.
인터 예측부(444)는 엔트로피 복호화부(410)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 엘리먼트를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.
가산기(450)는 역변환부로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부 또는 인트라 예측부로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀로서 활용된다.
필터부(460)는 디블록킹 필터(462) 및 SAO 필터(464)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(462)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)를 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(464)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. 디블록킹 필터(462) 및 SAO 필터(464)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(470)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 블록 단위의 부호화 또는 복호화를 통해 하나의 픽처를 부호화하고 복호화한다. 픽처는 인트라 예측만이 허용되는 I(intra) 픽처, 인트라 예측과 함께 인터 예측이 허용되는 P(predictive) 픽처, 또는 양방향 인터 예측이 허용되는 B(bi-predictive) 픽처 등으로 분류될 수 있다. 비디오 비트스트림에 포함되는 첫 번째 픽처, 또는 임의의 위치에서의 랜덤 액세스(Random Access)를 가능하게 하는, IDR(Instantaneous Decoding Refresh) 픽처 또는 CRA(Clean Random Access) 픽처와 같은, 램덤 액세스 픽처(Random Access Picture)는 I 픽처이다. 통상적으로, 픽처의 전체 영역이 인트라 예측되는 I(intra) 픽처를 부호화하는 데에는 많은 비트량이 소요된다. 부복호화 기술의 발전으로 픽처 간 참조, 즉, 인터 예측을 통해 P 또는 B 픽쳐의 부호화 효율이 증가됨에 따라 I 픽쳐와 P 또는 B 픽쳐 간의 비트량 차이가 증가하게 되고 이는 서비스 측면에서 율제어, 버퍼제어 등에서 문제가 발생할 수 있다. 또한, 비트스트림이 전송되는 전송 채널의 환경에 기인하여 에러가 발생하는 경우, I 픽처에 에러가 집중되는 문제가 발생할 수도 있다. 특히, 영상의 크기 및 해상도, 프레임율이 점차로 증가함에 따라 이러한 현상은 더 빈번히 발생할 수 있다.
이하에서는, 이러한 문제를 개선하기 위해, 하나의 픽처 전체 영역을 그 픽처와 연관된 복수의 픽처들에 걸쳐 점진적으로 부호화 또는 복호화하는 기법을 제시한다.
영상 부호화 장치는 픽처들의 시퀀스를 전술한 방식을 통해 부호화하고, 영상 복호화 장치는 그 픽처들의 시퀀스를 복호화할 수 있다. 그 시퀀스 내의 어떤 픽처(제1 픽처)는 복수의 픽처들과 연관되어 하나의 그룹을 구성할 수 있다. 그 그룹 내의 각 픽처들은 리프레쉬 영역(refresh region)을 포함한다. 그룹 내의 픽처들을 복호화함에 따라 리프레쉬 영역들이 점진적으로 복호화되고, 모든 리프레쉬 영역들에 대한 복호화가 완료되면 모든 영역이 리프레쉬된 하나의 온전한 픽처가 생성될 수 있다. 모든 영역이 리프레쉬된 그 온전한 픽처는 그 그룹에 속하는 마지막 픽처(제2 픽처)일 수 있다. 다시 말해, 제2 픽처에 도달한 시점에 픽처 내의 모든 영역이 리프레쉬 되도록, 그 그룹에 속하는 복수의 픽처들에 걸쳐 각 영역들이 점진적으로 리프레쉬된다.
여기서, 제1 픽처와 연관된 복수의 픽처들의 그룹은 이하에서 IR(intra-refresh) 그룹 또는 GRA(gradual random access) 그룹이라고 명칭될 수 있다. 그리고, 그 그룹에 속하는 각 픽처 내의 리프레쉬 영역은 IRU(intra-refresh unit) 또는 GRU(gradual random access unit)로 명칭될 수 있다. 또한, 제1 픽처는 IR 픽처 또는 GRA 픽처로서 명칭될 수 있다.
영상 복호화 장치는 그 그룹의 마지막 픽처(제2 픽처)부터 디코딩 순서로 그 이후의 픽처들 전체를 올바르게 또는 정확하게 복호화할 수 있다. 그 그룹 내의 마지막 픽처(제2 픽처)는, 디코딩 순서로, 그 그룹에 후속하는 하나 이상의 인코딩된 픽처들을 위한 참조 픽처로서 기능할 수 있다. 더 나아가, 그 그룹 또는 그 그룹 내의 마지막 픽처는, 디코딩 순서로, 그 그룹에 후속하는 하나 이상의 인코딩된 픽처들을 위한 랜덤 액세스 픽처로서의 기능을 제공할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하면, 본 개시의 기법을 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 개시의 기법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5a는 픽처들의 시퀀스를 나타낸다. 영상 부호화 장치는 인코딩 순서에 따라 각 픽처들을 블록 단위로 차례대로 부호화하여 영상 복호화 장치로 전송한다. 영상 복호화 장치는 디코딩 순서에 따라 각 픽처들을 블록 단위로 복호화한다. 픽처들의 시퀀스에는 점진적 리프레쉬가 적용되는 픽처들의 그룹(IR 그룹 또는 GRA 그룹)에 속하는 픽처들이 포함될 수 있다. 픽처들의 시퀀스에 점진적 리프레쉬가 적용될 수 있는지 여부를 나타내는 정보 또는 플래그는 시퀀스의 헤더, 즉, SPS에서 시그널링될 수 있다. 예컨대, 그 플래그가 제1값(예컨대, 1)을 지시하는 경우, 해당 시퀀스 내에는 점진적 리프레쉬가 적용되는 픽처들이 존재할 수 있다. 만약, 플래그가 제2값(예컨대, 0)이면, 해당 시퀀스 내에는 점진적 리프레쉬가 적용된 픽처가 존재할 수 없다.
그 플래그가 해당 시퀀스에 점진적 리프레쉬가 적용 가능함을 나타내는 경우, 시퀀스 내에서 IR 그룹을 식별하기 위한 정보가 시그널링된다. 하나의 예시로서, 해당 시퀀스 내에서 IR 그룹이 출현하는 시간 간격이 간격이 동일하고, 그 그룹의 크기, 즉, 그 그룹에 속하는 픽처들의 개수가 동일한 경우, IR 그룹 간의 간격 및 IR 그룹의 크기에 대한 정보가 시퀀스 단위로 한 번 시그널링될 수 있다.
다른 예에서, 해당 시퀀스 내에서 IR 그룹이 비규칙적으로 존재할 수 있다. 이 경우에는, 시퀀스 내의 각 IR 그룹을 식별할 수 있도록 하기 위한 정보가 요구된다. 이러한 정보는 픽처 단위로, 즉, 픽처 헤더의 신택스로서 시그널링될 수 있으며, 해당 픽처가 IR 픽처인지 여부 및 IR 그룹의 크기를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 일례로서, 영상 복호화 장치는 픽처의 헤더 정보를 복호화하여 해당 픽처가 점진적 리프레쉬가 적용된 픽처인지 여부를 나타내는 식별정보를 획득한다. 그 식별정보가 해당 픽처가 점진적 리프레쉬가 적용된 픽처임을 나타내는 경우, 영상 복호화 장치는, 그 해당 픽처와 연관된 픽처들의 그룹, 즉, IR 그룹의 크기를 나타내는 정보를 복호화한다. 식별정보와 IR 그룹의 크기를 나타내는 정보는 IR 그룹의 시작 픽처를 나타내는 제1 픽처에 포함될 수 있다.
일반적으로, 비트스트림에는 픽처의 픽처 순서 카운트(POC, picture order count)를 나타내는 정보가 포함된다. 이 정보는, 예컨대, 픽처 헤더에 포함될 수 있다. 따라서, 영상 복호화 장치는 IR 그룹의 시작 픽처인 제1 픽처의 POC 값을 결정할 수 있다. 그리고, IR 그룹의 크기 정보를 이용하여 IR 그룹의 마지막 픽처에 해당하는 제2 픽처의 POC를 결정할 수 있다. 예컨대, 제1 픽처의 POC 값과 그룹 크기 정보에 의해 지시되는 값을 가산하여 제2 픽처의 POC 값을 유도할 수 있다. 영상 복호화 장치는, 제1 픽처의 POC 값 이상이고 제2 픽처의 POC 값 이하의 POC 값을 가지는 픽처들을 IR 그룹으로 결정한다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹, 즉, IR 그룹에 속하는 픽처들은 리프레쉬 영역(refresh region)과 논-리프레쉬 영역(non-refresh region)을 포함한다. 여기서 리프레쉬 영역은 이미지 데이터가 올바르고 정확하게 인코딩/디코딩될 수 있는 영역이고, 논-리프레쉬 영역은 이미지 데이터에 대한 올바르고 정확한 인코딩/디코딩이 보장되지 않는 영역일 수 있다. 예컨대, 부호화 또는 복호화하고자 하는 하나의 픽처가 복수의 영역으로 분할되어 IR 그룹에 속하는 복수의 픽처로 분배될 수 있다. 그 복수의 영역에 해당하는 이미지 데이터들은 그 복수의 픽처에 걸쳐 점진적으로 부호화 또는 복호화된다. 그 복수의 픽처들은 IR 그룹으로 정의될 수 있다. IR 그룹에 속하는 픽처들 각각에 포함된 그 복수의 영역들은 리프레쉬 영역들로 정의될 수 있고, 각 픽처에서 리프레쉬 영역을 제외한 나머지 영역은 논-리프레쉬 영역으로서 정의될 수 있다.
IR 그룹에 속한 픽처들은 I 픽처, P 픽처, B 픽처, 또는 IDR이나 CRA와 같은 랜덤 액세스 픽처 등일 수 있다. 그러나, IR 그룹 내의 모든 픽처들이 랜덤 액세스 픽처가 될 수는 없다. IR 그룹에 속한 각 픽처 내의 리프레쉬 영역은 CU, CTU, 타일, 타일들의 그룹, 슬라이스, 또는 슬라이스들의 그룹으로 구성될 수 있다.
영상 복호화 장치는 IR 그룹에 속하는 픽처 내의 리프레쉬 영역을 복호화한다. 일반적으로, 그러나 이에 한정되지는 않게, 리프레쉬 영역은 인트라 예측을 통해 부호화된다. 따라서, 영상 복호화 장치는 리프레쉬 영역에 포함되는 각 블록(CU)에 대한 인트라 예측 모드를 복호화하고, 인트라 예측 모드에 따라 각 블록들을 복원함으로써 리프레쉬 영역을 복원한다.
논-리프레쉬 영역은 인트라 예측 또는 인터 예측을 통해 복원될 수 있다. 논-리프레쉬 영역 내의 블록이 인터 예측되는 경우, 예측 블록은 기 정의된 값을 복사(copy)하는 방식으로 생성될 수 있다. 예컨대, 이전에 생성된 참조 픽처 내에서 논-리프레쉬 영역과 동일 위치의 픽셀 값들로 패딩(padding)될 수 있다. 여기서, 이전에 생성된 참조 픽처는 부호화 장치와 복호화 장치 간에 사전에 약속된 참조 픽처일 수 있다. 하나의 예시로서, 이전에 생성된 참조 픽처는 현재 복호화되는 픽처와 가장 가까운 POC를 갖는 픽처일 수 있다. 다른 예시로서, 픽셀의 비트 뎁스로부터 유도된 값으로 패딩된 픽처일 수도 있다. 예컨대, 비트 뎁스의 의해 표현 가능한 최대값의 1/2에 해당하는 값이 패딩 값으로 사용될 수 있다. 만약, 비트 뎁스가 8이라면, 패딩 값은 8비트를 통해 표현될 수 있는 최대 값인 256의 절반에 해당하는 128이 된다. 또 다른 예시로서, 논-리프레쉬 영역이 참조할 참조 픽처에 대한 정보가 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링될 수도 있다.
대안적으로, IR 그룹에 속하는 각 픽처들의 리프레쉬 영역만이 복호화되고 논-리프레쉬 영역에 대한 복호화 프로세스는 스킵될 수도 있다.
제1 픽처부터 제2 픽처까지 IR 그룹에 속하는 모든 픽처들의 복호화가 완료되면, 도 6에서 보는 바와 같이, 영상 복호화 장치는 각 픽처들의 리프레쉬 영역들이 결합된 하나의 픽처를 생성할 수 있다. 리프레쉬 영역만으로 구성된 그 픽처는 IR 그룹 이후에 복호화되는 다른 픽처의 참조 픽처로서 사용된다. 논-리프레쉬 영역을 포함하는 픽처는 이미지 데이터에 대한 올바르고 정확한 부호화/복호화가 보장되지 않으므로, IR 그룹 이후에 디코딩되는 다른 픽처의 참조 픽처로서 사용되지 않도록 하는 제약이 요구될 수 있다.
도 7은 IR 그룹 내에서 복호화가 완료된 픽처를 메모리에 저장하고 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
IR 그룹에 속하는 픽처의 리프레쉬 영역과 논-리프레쉬 영역에 대한 복호화가 완료되면, 도 7의 (A)에서 보는 바와 같이, 각 픽처는 서로 다른 POC 값을 가지고 메모리(예컨대, DPB, decoded picture buffer)에 저장될 수 있다. 제2 픽처가 디스플레이되는 픽처 또는 IR 그룹 이후에 복호화될 다른 픽처에 의해 참조되는 픽처로 설정될 때, 도 6에서 보는 바와 같이 IR 그룹 내의 리프레쉬 영역들이 결합된 픽처가 디스플레이 되거나 다른 픽처에 의해 참조될 수 있다.
다른 예시로서, 도 7의 (B)에서 보는 바와 같이, IR 그룹에 속하는 픽처들 중에서 먼저 복호화된 픽처의 리프레쉬 영역은 다음 번 복호화되는 픽처 내의 동일 위치의 논-리프레쉬 영역을 대체하는 방식으로 메모리에 저장될 수도 있다. 이러한 방식에 의하면, 메모리에 저장되는 제2 픽처는 IR 그룹에 속하는 각 픽처들의 리프레쉬 영역들만으로 구성된 하나의 픽처가 된다. 제2 픽처가 디스플레이되는 픽처 또는 IR 그룹 이후에 복호화될 다른 픽처에 의해 참조되는 픽처로 설정될 때, 제2 픽처가 디스플레이거나 다른 픽처에 의해 참조될 수 있다.
도 7을 통해 설명한 메모리 저장/관리 방식에 따르면, IR 그룹 내에서 마지막 픽처인 제2 픽처를 제외한 나머지 픽처들에 대한 디스플레이는 허용되지 않는 제약 사항이 존재할 수 있다. 즉, IR 그룹의 시작 픽처인 제1 픽처의 POC 값 이상이고 마지막 픽처인 제2 픽처의 POC 값 미만의 픽처들은 디스플레이가 허용되지 않는다.
도 8은 IR 그룹 내에서 복호화가 완료된 픽처를 메모리에 저장하고 관리하는 방법에 대한 또 다른 예시를 보여준다. 도 8의 예시는 IR 그룹에 속하는 각 픽처에 속하는 리프레쉬 영역만이 복호화되는 경우에 적합할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
하나의 예시로서, 도 8의 (A)에서 보는 바와 같이, IR 그룹에 속하는 각 픽처 내의 리프레쉬 영역만이 서로 다른 POC 값을 가지고 메모리에 저장될 수 있다. 다른 예시로서, 리프레쉬 영역들에 대한 복호화가 모두 완료된 이후에, IR 그룹에 속하는 각 픽처의 논-리프레쉬 영역은 다른 픽처의 동일 위치의 리프레쉬 영역에 의해 그대로 복사될 수 있다. 메모리에는, 도 8의 (B)에서 보는 바와 같이, 리프레쉬 영역들로 구성된 동일한 픽처들이 별도의 POC를 가지고 메모리에 저장될 수도 있다. 또 다른 예시로서, 도 8의 (C)에서 보는 바와 같이, IR 그룹에 속하는 모든 리프레쉬 영역들에 대한 복호화가 완료된 이후에 리프레쉬 영역들로만 구성된 픽처만을 메모리에 저장할 수 있다. 이 경우, 리프레쉬 영역들로만 구성된 픽처는 제2 픽처의 POC 값을 가지고 메모리에 저장된다.
도 8의 예시에 따르면, IR 그룹에 속하는 메모리에 저장된 픽처들은 개별적으로 디스플레이가 가능하며 또한 IR 그룹 이후에 복호화되는 픽처들에 대한 참조 픽처로 사용될 수 있다.
한편, IR 그룹에 속하는 픽처들 내에서 리프레쉬 영역의 위치를 식별하기 위한 위치 정보가 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 위치 정보는 CTU, 타일, 또는 타일 그룹 등을 식별하는 인덱스 또는 좌표일 수 있다. 위치 정보는, 도 9에서 보는 바와 같이, 리프레쉬 영역들의 적어도 일부가 공간적으로 서로 오버랩되도록 설정될 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치는 IR 그룹에 속하는 리프레쉬 영역을 복호화한 이후에, 서로 오버랩되는 영역에 대해 가중 평균 등과 같은 필터링을 적용하고, 필터링된 리프레쉬 영역 또는 그 필터링된 리프레쉬 영역을 포함하는 픽처를 메모리에 저장할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상 부호화 장치와 사전에 약속된 필터를 사용하여 필터링을 수행할 수 있다. 또는, 영상 부호화 장치가 오버랩된 영역을 필터링하기 위한 필터 계수에 대한 정보를 영상 복호화 장치로 시그널링하고, 영상 복호화 장치는 필터 계수 정보를 이용하여 오버랩 영역을 필터링할 수도 있다.
도 10은 본 개시의 일실시예로서, 점진적 리프레쉬를 이용한 영상 복호화를 위해 픽처들의 시퀀스에서 IR 그룹을 식별하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
영상 복호화 장치는, 픽처들의 시퀀스를 인코딩한 비트스트림을 수신하고, 해당 시퀀스 내에 점진적 리프레쉬가 적용된 제1 픽처를 결정한다(S1010). 예컨대, 전술한 바와 같이, 시퀀스 내의 각 픽처의 헤더로부터 해당 픽처가 점진적 리프레쉬가 적용된 픽처인지를 나타내는 식별정보를 복호화하는 방식으로 점진적 리프레쉬가 적용된 제1 픽처를 식별할 수 있다. 그리고, 제1 픽처의 POC 값을 결정한다(S1020). POC 값은 비트스트림 내의 정보, 예컨대, 제1 픽처의 헤더에 포함된 POC 정보를 통해 유도될 수 있다.
이후, 영상 복호화 장치는, 점진적 리프레쉬가 적용된 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹(IR 그룹)의 크기 정보를 복호화하여 IR 그룹의 크기를 결정한다(S1030). 크기 정보는 제1 픽처의 헤더로부터 추출될 수 있다. 그리고, 결정된 그룹의 크기를 이용하여 IR 그룹의 마지막 픽처에 해당하는 제2 픽처의 POC 값을 결정한다(S1040). 영상 복호화 장치는 크기 정보로부터 결정된 그룹의 크기와 제1 픽처의 POC 값을 더하여 IR 그룹의 마지막 픽처에 해당하는 제2 픽처의 POC 값을 결정할 수 있다. IR 그룹은 제1 픽처의 POC 값 이상이고 제2 픽처의 POC 이하의 값을 가지는 픽처들로 결정될 수 있다(S1050).
IR 그룹 내의 픽처들은, 전술한 바와 같은 방식으로 복호화되고 메모리에 저장된다. 이에 대해서는 앞에서 상세히 설명하였으므로, 더 이상의 설명은 생략한다.
이하에서는, IR 그룹에 속하는 픽처들의 리프레쉬 영역들을 복호화한 이후에, 복호화된 리프레쉬 영역들을 후처리하는 방법에 대해 설명한다.
도 11은 본 개시가 기술하는 일 실시예로서, 복호화가 완료된 IR 그룹의 픽처들에 대한 후처리 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
영상 복호화 장치는, 도 11에서 보는 바와 같이, 복호화가 완료된 리프레쉬 영역의 경계 부분의 복원된 픽셀들로 리프레쉬 영역의 경계 외부의 일정 범위를 패딩함으로써, 각각의 리프레쉬 영역들을 연장할 수 있다. 리프레쉬 영역들을 결합하여 하나의 참조 픽처를 구성할 때, 패딩된 영역들로 인해 리프레쉬 영역들은 서로 오버랩된다. 따라서, 영상 복호화 장치는, 도 9에서 설명한 바와 마찬가지로, 서로 오버랩되는 영역을 필터링한 후, 필터링된 리프레쉬 영역 또는 그 필터링된 리프레쉬 영역을 포함하는 픽처를 메모리에 저장할 수 있다. 패딩되는 영역의 크기는 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 서로 약속된 크기일 수 있고, 또는 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링될 수도 있다. 이러한 후처리 방법은 리프레쉬 영역들을 결합할 때 리프레쉬 영역 경계에서 발생하는 아티팩트(artifact)를 줄이기 위해 사용될 수 있다.
도 12는 본 개시가 기술하는 다른 실시예로서, 복호화가 완료된 IR 그룹의 픽처들에 대한 후처리 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 12 (A)에 도시된 바와 같이, IR 그룹 내의 픽처 또는 IR 그룹에 속하는 픽처들의 리프레쉬 영역을 결합하여 생성한 픽처는 IR 그룹 이후에 복호화되는 다른 픽처의 인터 예측을 위한 참조 픽처로서 사용될 수 있다.
리프레쉬 영역들로 구성된 픽처들은 리프레쉬 영역 간의 경계에 아티팩트가 존재할 수 있다. 따라서, 도 12 (B)에서 보는 바와 같이, 리프레쉬 영역들로 구성된 픽처가 IR 그룹 이후에 복호화되는 다른 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용될 때, 그 아티팩트로 인해 예측의 정확성이 떨어지고 부호화 효율이 감소할 수 있고, 또한 디스플레이되는 픽처의 주관적 화질을 저하시킬 수 있다.
따라서, 본 개시의 일부 실시예들에서, 복호화된 IR 그룹의 픽처들 메모리에 저장할 때, IR 그룹에 속하는 픽처들의 리프레쉬 영역들을 결합한 픽처를 디스플레이할 때, 또는 IR 그룹에 속하는 픽처 또는 리프레쉬 영역들을 결합한 픽처를 참조 픽처로서 사용할 때, 영상 복호화 장치는 리프레쉬 영역 간의 경계에 대한 필터링을 수행할 수 있다.
영상 부호화 장치는 상위 레벨, 예컨대, SPS의 신택스, IR 그룹의 픽처 헤더의 신택스, 또는 IR 그룹 픽처 내의 리프레쉬 영역의 헤더의 신택스로서 리프레쉬 영역들 경계에서의 필터링이 허용되는지 여부를 지시하는 정보 또는 플래그를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다. 영상 복호화 장치는 시그널링된 정보에 따라 리프레쉬 영역 경계에 필터링을 적용할지 여부를 결정할 수 있다.
대안적으로, 리프레쉬 영역 경계에 필터링을 허용할 것인지 여부는, 리프레쉬 영역에 적용된 조명 필터, 리프레쉬 영역 내에서 참조되는 참조 블록의 크기 또는 양자화 파라미터(QP) 정보, 참조 신호의 인트라 예측모드, 참조 신호에 적용된 변환 함수의 종류, 현재 부호화/복호화하고자 하는 블록의 차분 움직임벡터의 정밀도(precision), 또는 움직임벡터의 정밀도 중 적어도 1개 이상의 정보를 통해 적응적으로 결정될 수 있다. 예컨대, 서로 인접한 리프레쉬 영역들에 조명 필터가 적용되지 않거나 또는 적용된 조명 필터가 동일하거나 유사한 경우, 인접한 리프레쉬 영역 경계 부근에서 두 리프레쉬 영역 블록들 간의 양자화 파라미터의 차이가 기 설정된 임계값 이하인 경우 등에는 필터링이 수행되지 않을 수 있다. 영상 복호화 장치는 기 복원한 정보로부터 필터링 허용 여부를 결정하기 위한 전술한 정보들을 획득할 수 있다. 따라서, 영상 복호화 장치는, 영상 부호화 장치로부터 추가적인 정보를 수신함 없이, 필터링이 허용되지는 여부를 스스로 결정할 수 있다. 즉, 필터링 허용 여부를 나타내는 추가적인 정보에 대한 시그널링은 요구되지 않는다.
리프레쉬 영역 간의 경계를 필터링하기 위한 필터 정보는 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 명시적으로 시그널링될 수 있다. 필터 정보는 현재 부호화/복호화하고자 하는 대상 픽처, 그 대상 픽처에서 현재 부호화/복호화하고자 하는 슬라이스 또는 타일 또는 CTU, 그 대상 픽처가 참조하는 IR 그룹 내의 픽처, 또는 IR 그룹 내의 픽처의 리프레쉬 영역 중 적어도 하나의 헤더에 포함될 수 있다. 예컨대, 필터 정보는 IR 그룹 내의 마지막 픽처(도 5a의 제2 픽처)의 신택스로서 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 또는, 필터 정보는 IR 그룹 내의 픽처(예컨대, IR 그룹 내의 픽처들 각각의 리프레쉬 영역들로 구성된 픽처)를 참조하는, IR 그룹 이후에 복호화되는, 픽처의 신택스로서 시그널링될 수도 있다.
여기서, 필터 정보는 필터 계수 정보, 또는 복수의 필터 중 하나를 선택하기 위한 정보일 수 있다. 복수의 필터를 사용하는 경우, 그 복수의 필터는 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 사전에 약속될 수 있다. 또는, 영상 부호화 장치는 각각이 하나 이상의 필터로 구성된 필터 집합 중에서 하나의 필터 집합을 선택하고, 선택된 필터 집합을 지시하는 정보를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수도 있다.
한편, 필터 정보는 시그널링되지 않고 기 복호화된 다양한 정보를 이용하여 유도될 수도 있다. 예컨대, 리프레쉬 영역의 조명 필터, 참조 블록의 크기, 리프레쉬 영역 내에서 참조되는 신호 각각의 QP정보, 참조 신호의 인트라 예측모드, 참조 신호에 적용된 변환 함수의 종류, 참조 모드, 차분 움직임벡터의 정밀도, 움직임벡터의 정밀도, 예측 블록의 크기, 색차(chroma) 성분의 종류, 휘도(luma) 성분의 레인지 등에서 적어도 하나 이상의 정보를 통해 유도될 수 있다.
일 예시로서, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 리프레쉬 영역에 적용된 조명 필터의 값을 가중치로 하여 필터의 계수나 필터의 길이를 적응적으로 결정할 수 있다. 또는, 참조 신호에 적용된 변환 함수의 종류에 따라 필터 계수의 값 또는 필터의 길이를 적응적으로 결정할 수 있다. 또는, 참조 블록의 크기 또는 참조되는 신호 각각의 QP정보, 참조 블록의 모양, 현재 복호화 하는 블록의 차분 움직임벡터 또는 움직임벡터의 정밀도 중 하나 이상에 따라 필터의 세기를 적응적으로 결정하고 그 필터의 세기에 따라 필터 계수나 필터 길이를 결정할 수 있다. 또한, IR 픽처 내의 참조 신호가 인트라 예측으로 복호화된 경우 인트라 예측 방향에 따라 필터링의 방향을 결정할 수 있다. 또는, 현재 블록의 참조 모드(단방향 예측, 또는 양방향 예측 등) 또는 현재 블록과 주변 블록의 참조 모드의 관계에 따라 주변 블록으로부터 필터 정보가 유도될 수 있다. 예컨대, 주변 블록과 동일한 필터가 사용될 수 있다. 또는, 차분 움직임벡터의 정밀도, 움직임벡터의 정밀도, 예측 블록의 크기, 색차(chroma) 성분의 종류, 휘도(luma) 성분의 레인지 등을 이용하여 복수의 필터 중 하나를 선택하기 위한 필터 인덱스가 유도될 수도 있다.
이와 같이, 상기 필터의 계수, 필터의 길이, 필터의 세기의, 필터의 방향 등의 필터 정보는 위에서 예시한 하나의 이상의 정보의 조합을 이용하여 유도될 수 있다.
대안적으로, 전술한 방법을 통해 유도된 필터 정보는 실제 적용할 필터의 예측 정보로 사용될 수도 있다. 이 경우, 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 차분 필터 정보가 시그널링된다. 영상 복호화 장치는 유도된 필터 정보(예측 정보)와 차분 필터 정보를 이용하여 실제 적용할 필터 정보를 유도할 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 리프레쉬 영역들 각각에 대해 서로 다른 필터링이 적용될 수 있다. 이 경우, IR 그룹을 구성하는 리프레쉬 영역마다 필터 정보, 예컨대, 필터 계수 또는 복수의 픽처 하나는 지시하는 인덱스가 시그널링된다. 대안적으로, 리프레쉬 영역(또는, 리프레쉬 영역 내의 블록)과 필터 인덱스 간의 매핑 정보를 시그널링할 수도 있다. 영상 복호화 장치는 각 리프레쉬 영역에 매핑된 필터 인덱스를 통해 각 리프레쉬 영역에 적용할 필터를 결정할 수 있다.
다른 실시예에서, IR 그룹 내의 모든 리프레쉬 영역들 간에 동일한 필터 정보가 공유될 수 있다. 영상 복호화 장치는 IR 그룹 내의 모든 리프레쉬 영역들에 동일한 필터 정보를 적용하여 필터링을 수행할 수 있다. 공유되는 필터 정보는 영상 부호화 장치와 복호화 장치 간에 사전에 약속되어 있을 수 있다.
또 다른 실시예로서, 영상 부호화 장치가 IR 그룹 내의 모든 리프레쉬 영역들 간에 필터 정보가 공유되는지 여부를 나타내는 플래그가 시그널링하고, 필터 정보가 공유되는 경우 공유되는 필터 정보(예컨대, 복수의 필터 중 하나를 지시하기 위한 인덱스, 그 인덱스를 유추하기 위한 정보 또는 공유되는 필터의 계수 정보)가 시그널링할 수도 있다. 영상 복호화 장치는 공유되는 필터 정보를 통해 모든 리프레쉬 영역들에 동일한 필터 정보를 적용하여 필터링을 수행할 수 있다. 필터 정보가 공유되지 않는 경우, 전술한 바와 같이, 영상 복호화 장치는 각 리프레쉬 영역에 대한 필터 정보를 복호화하여, 각 리프레쉬 영역들에 대해 다른 필터링을 적용할 수도 있다.
한편, 필터링은 IR 그룹에 속하는 픽처에 대해 리프레쉬 영역 내부와 리프레쉬 영역 경계 모두에 대해 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다.
순차적으로 수행되는 경우, 영상 복호화 장치는 각각의 리프레쉬 영역이 복호화된 시점에서 리프레쉬 영역 내부를 먼저 필터링한다. 예컨대, 리프레쉬 영역 내부에 대해 전술한 바와 같은 디블록킹 필터링 또는 SAO 필터링이 적용될 수 있다. 리프레쉬 영역 경계에 대한 필터링은 모든 리프레쉬 영역들의 복호화가 완료된 시점, 즉, IR 그룹의 마지막 픽처에 포함된 리프레쉬 영역이 복호화된 시점에 수행될 수 있다.
동시에 수행되는 경우, 본 개시에 따른 필터링은 리프레쉬 영역 내부와 리프레쉬 영역 경계에 대해 IR 그룹의 마지막 픽처에 포함된 리프레쉬 영역이 복호화된 시점에 수행될 수 있다.
한편, 영상 부호화 장치는 본 개시의 필터링이 인터 예측을 위한 픽처 간 참조를 위해 사용되는지, 디스플레이를 위해 사용되는지 등을 나타내는 정보를 시그널링할 수도 있다. 영상 복호화 장치는 해당 정보에 따라 픽처 간 참조와 디스플레이 중 하나 이상을 수행할 때 본 개시의 필터링을 적용할 수 있다. 예컨대, 참조 및 디스플레이 모두를 위해 필터링이 사용되는 경우, 영상 복호화 장치는 참조를 위한 메모리 및 디스플레이를 위한 메모리 모두에 필터링된 픽처를 저장한다. 만약, 필터링이 참조를 위해 사용되고 이후 디스플레이 단계에서 사용되지 않는 경우 필터링된 픽처는 참조를 위한 메모리에 저장되고 디스플레이를 위한 메모리에는 저장되지 않는다. 대안적으로, 메모리에는 필터링되지 않은 픽처들을 저장하고 향후 저장된 픽처를 디스플레이할 때 또는 메모리에 저장된 픽처를 참조 픽처로 사용할 때 필터링이 수행될 수도 있다.
또 다른 실시예로서, 영상 부호화 장치는 IR 그룹의 시작 픽처(도 5a의 제1 픽처)의 헤더 또는 리프레쉬 영역의 헤더를 통해, 필터링된 IR 그룹의 픽처를 참조하여 복호화가 수행되기 시작하는 픽처의 위치 정보를 시그널링할 수도 있다. 영상 복호화 장치는, IR 그룹의 복호화 이후에 복호화되는 픽처들 중 그 위치 정보의 의해 지시되는 픽처 이전까지의 픽처들을 필터링이 되지 않은 IR 그룹의 픽처를 참조하여 복호화한다. 그리고, 그 위치 정보의 의해 지시되는 픽처부터는 필터링된 IR 그룹의 픽처를 참조하여 복호화를 수행한다.
이상에서는, 영상 부호화 장치가 전송한 정보를 이용하여 영상 복호화 장치가 필터링을 수행하는 것을 설명하였다. 그러나, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간의 호환을 위해 영상 부호화 장치도 영상 복호화 장치와 동일한 방식으로 필터링이 수행되어야 함은 자명하다.
이하에서는, 타일 또는 타일들의 그룹 단위로 메모리를 관리하는 방법에 대해 설명한다. 전술한 바와 같이, 리프레쉬 영역들은 하나 이상의 타일들로 구성될 수 있다. 따라서 이하에서 설명하는 메모리 관리 방법은 전술한 IR 그룹의 픽처들을 저장 및 관리하는 것과 자연스럽게 연결된다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 타일 또는 타일들의 그룹 단위로 메모리를 관리하기 위한 메모리 관리 장치의 예시적인 블록도이다.
메모리 관리 장치는 전술한 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에 구현될 수 있으면, 그 장치들 내의 DPB를 관리하는 데에 사용될 수 있다. 메모리 관리 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
메모리부(1310)는 복원된 신호를 저장하기 위한 다수의 메모리를 포함할 수 있다.
메모리 관리부(1320)는 복원된 픽처를 픽처 또는 하나 이상의 타일로 구성된 타일그룹을 저장 단위로 사용하여 메모리부(1310)에 저장하고 관리한다. 예컨대, 도 14(A)에서 보는 바와 같이, 메모리 관리부(1310)는 복원 픽처를 타일그룹 또는 타일 단위로 분할하여 메모리부(1310)에 저장할 수 있고, 또는 타일그룹 또는 타일 단위로 복원된 신호를 하나의 픽처로 결합하여 메모리부(1310)에 저장할 수도 있다.
메모리 관리부(1320)는 저장하고자 하는 대상 타일 그룹이 서로 다른 위치의 타일 간의 참조를 허용하지 않는 MCTs(motion constraint tile set)인지 여부에 따라 저장 위치를 결정할 수 있다. 예컨대, 대상 타일 그룹이 MCTs가 아닌 경우 서로 이웃하는 타일 그룹 간의 참조가 가능하다. 따라서, 타일 그룹 간의 참조가 용이하도록, 대상 타일 그룹을 이웃하는 MCTs와 동일한 메모리에 저장된다. 만약 대상 타일 그룹이 MCTs일 경우 그 대상 타일 그룹은 이전에 복호화된 픽처 내의 동일한 위치의 타일 그룹에 대한 참조만이 허용된다. 따라서 대상 타일 그룹은 이전에 복호화된 픽처 내의 동일한 위치의 타일 그룹과 동일한 메모리에 저장한다.
메모리 관리부(1320)는 복원된 신호를 픽처 단위로 메모리에 저장할 수도 있다. 이 경우, 시간적 계층 또는 복호화 순서 또는 출력 순서 등을 기준으로 동일한 메모리에 저장할 수 있다.
또한, 복원된 신호를 픽처 단위로 메모리에 저장하는 경우, 메모리 관리부(1320)는 픽처 내 모든 샘플들을 연속적으로 메모리에 저장할 수 있고 또는 타일 그룹 사이에 한 개 이상의 샘플의 간격을 두고 저장할 수도 있다. 복원된 신호가 타일 그룹 단위로 메모리에 저장될 경우, 메모리 관리부(1320)는 타일 그룹들을 연속적으로 메모리에 저장할 수 있고 또는 타일 그룹 간에 한 개 또는 다수개의 샘플 간격을 두고 저장 할 수도 있다. 여기서, 타일 그룹 간에 이격된 샘플 간격만큼의 저장 공간에는 기 정의된 값이 저장될 수 있다. 예컨대, 128 등과 같은 값이 사용될 수 있다. 그 정의된 값은 픽셀의 비트 뎁스로부터 유도된다. 예컨대, 기 정의된 값은 비트 뎁스에 의해 표현되는 최대값의 1/2에 해당하는 값으로 설정될 수 있다. 만약 비트 뎁스가 8인 경우, 기 정의된 값은 8비트에 의해 표현될 수 있는 최대값인 256의 절반인 128이 된다.
또한, 메모리 관리부(1320)는, 도 14(B)에 도시된 바와 같이, 저장된 복원 신호들을 픽처 단위 또는 타일그룹 단위로 메모리에서 삭제할 수 있다.
한편, 메모리 관리부(1320)는, 영상 부호화 장치로부터 수신한 참조 정보를 이용하여 복원된 샘플의 저장 위치를 변경할 수 있다. 예컨대, 부호화 또는 복호화하고자 하는 대상 블록의 예측 샘플들을 생성하기 위해 다수 개의 타일 그룹들이 참조되는 경우, 메모리 관리부(1320)는, 영상 부호화 장치로부터 수신한 다수 개의 타일 그룹에 대한 인덱스 정보로부터 다수 개의 타일 그룹들을 식별하고 식별된 다수 개의 타일 그룹들을 동일한 메모리에 저장할 수 있다. 또는, 그 대상 블록의 움직임 정보(참조픽처 인덱스 및 움직임벡터)에 의해 지시되는 참조 픽처 내의 위치 참조 블록의 위치로부터 다수 개의 타일 그룹들을 식별하고 식별된 다수 개의 타일 그룹들을 동일한 메모리에 저장할 수도 있다.
영상 재구성부(1330)는 메모리에 저장되어 있는 복원된 신호들을 입력으로 받아 영상 출력부(1340)를 통해 출력할 픽처를 재구성할 수 있다. 예컨대, 메모리로부터 복원된 신호를 타일 그룹 단위로 입력 받는 경우, 복원된 신호를 타일 그룹 단위로 출력하거나 또는 입력된 타일 그룹들을 하나의 픽처로 재구성하여 픽처 단위로 출력할 수도 있다.
본 개시에 따른 메모리 관리 방법은 하나의 픽처 내의 타일 그룹 단위로 시간적 스케일러빌러티(temporal scalability) 및 공간적 스케일러빌러티(spatial scalability) 지원할 수 있다.
도 15는 본 개시에 따른 메모리 관리 방법이 지원하는 스케일러빌러티를 설명하기 위한 도면이다.
시간적 스케일러빌러티를 설명하기 위한 도 15(a)를 참조하면, 각 타일 그룹들은 서로 다른 프레임율로 부호화되고 복호화될 수 있다. 동일한 프레임율로 복호화된 타일들은 동일한 메모리에 저장될 수 있다. 예컨대, 30fps로 부호화된 타일 그룹 2는 메모리 1에 저장되고 15fps로 부호화된 타일 그룹 1과 3은 메모리 2에 저장될 수 있다. 영상 재구성부는, 메모리 2에 저장된 타일 그룹 1에 대해 시각적으로 인접한 동일 위치의 타일 그룹들을 이용한 보간을 통해 30fps 프레임율을 가지는 타일 그룹을 생성할 수 있다. 마찬가지 방식으로 타일 그룹 3도 30fps 프레임율을 가지는 타일 그룹으로 재구성될 수 있다. 이후, 영상 재구성부는 타일 그룹 1 내지 3을 서로 결합하여 30fps의 프레임율로 비디오를 출력할 수 있다.
공간적 스케일러빌러티를 설명하기 위한 도 15(b)를 참조하면, 각 타일 그룹들은 서로 다른 공간적 해상도로 부호화되고 복호화될 수 있다. 타일 그룹 2는 제1 해상도로 복호화되어 메모리 1에 저장될 수 있고, 타일 그룹 1과 3은 제1 해상도의 1/2의 해상도로 복호화되어 메모리 2에 저장될 수 있다. 영상 재구성부는 메모리 2에 저장된 타일 그룹들을 픽셀 간 보간을 통해 제1 해상도를 가지는 타일 그룹들로 재구성할 수 있다. 이후 동일 해상도를 가지는 타일 그룹 1 내지 3을 결합하여 제1 해상도의 비디오를 출력할 수 있다.
한편, MCTs는 서로 다른 위치의 타일 그룹 간의 참조를 허용하지 않는다. 따라서, MCTs 내에서 부호화 또는 복호화하고자 하는 대상 블록은 다른 픽처 내에서 동일 위치의 타일 그룹을 참조하는 인터 예측이 허용되지 않는다.
본 개시에서는 MCTs 내의 대상 블록의 움직임벡터에 의해 지시되는 참조 블록이 참조 픽처 내의 동일 위치의(collocated) 타일 그룹을 벗어나는 경우의 처리 방법을 제안한다.
하나의 실시예로서, MCTs 내의 대상 블록의 움직임벡터에 의해 지시되는 참조 블록의 적어도 일부가 동일 위치의 타일 그룹을 벗어나는 경우, 벗어나는 영역 내의 픽셀 또는 샘플들은 동일 위치 타일 내부의 하나 이상의 샘플들을 이용하여 패딩될 수 있다. 예컨대, 타일 그룹 내부의 경계에 접하는 샘플 값들로 패딩될 수 있다.
대안적으로, 128과 같은 기정의된 값으로 패딩될 수 있다. 기정의된 값은 앞서 설명한 같이 샘플의 비트 뎁스로부터 유도될 수 있다. 기정의된 패딩 값을 예측값으로 사용하는 이 방식은 전술한 메모리 관리 방법을 통해 용이하게 구현될 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이, 하나의 픽처를 구성하는 복수의 타일 그룹들은 타일 그룹 간에 다수개의 샘플 간격을 두고 저장될 수 있다. 타일 그룹 사이의 저장 공간에는 128과 같은 기정의된 값이 저장된다. 따라서, MCTs 내에서 대상 블록의 움직임벡터에 의해 지시되는 참조 블록의 적어도 일부가 동일 위치의 타일 그룹을 벗어나는 경우, 벗어난 영역의 샘플 값들은 자동으로 128로 설정된다.
또 다른 실시예로서, MCTs 내의 대상 블록의 움직임벡터가 지시하는 참조 블록의 적어도 일부가 동일 위치의 타일 그룹의 영역을 벗어나는 경우, 그 대상 블록의 움직임벡터는 참조 블록이 동일 위치 타일 그룹의 내부에 온전히 위치하도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 참조 블록이 동일 위치 타일 그룹에 내부에 위치하도록 대상 블록의 움직임벡터를 스케일링할 수 있다.
이상의 설명에서 예시적인 실시예들은 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 하나 이상의 예시들에서 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능적 컴포넌트들은 그들의 구현 독립성을 특히 더 강조하기 위해 "...부(unit)" 로 라벨링되었음을 이해해야 한다.
한편, 본 개시에서 설명된 다양한 기능들 혹은 방법들은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 명령어들로 구현될 수도 있다. 비일시적 기록매체는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독가능한 형태로 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예를 들어, 비일시적 기록매체는 EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 픽처들의 시퀀스를 점진적 리프레쉬(gradual refresh)를 이용하여 복호화하는 방법에 있어서,
    비트스트림 내의 상기 시퀀스의 헤더로부터 점진적 리프레쉬가 허용되는지 여부를 나타내는 플래그를 복호화하는 단계;
    상기 시퀀스 내에 점진적 리프레쉬가 적용된 제1 픽처를 식별하기 위한 식별정보를 복호화하고, 상기 제1 픽처의 POC(picture order count) 값을 결정하는 단계;
    점진적 리프레쉬가 적용된 상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹을 식별하기 위한 그룹 크기 정보를 복호화하는 단계;
    상기 그룹 크기 정보를 이용하여 상기 그룹에 속하는 마지막 픽처에 해당하는 제2 픽처의 POC 값을 결정하는 단계; 및
    상기 제1 픽처의 POC와 상기 제2 픽처의 POC를 통해 상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹을 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 식별 정보는 상기 제1 픽처의 헤더로부터 복호화되고,
    상기 식별 정보가 상기 제1 픽처가 점진적 리프레쉬가 적용됨을 지시할 때, 상기 그룹 크기 정보가 상기 제1 픽처의 헤더로부터 복호화되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 픽처의 POC 값 이상이고 상기 제2 픽처의 POC 값 미만의 POC 값을 가지는 픽처들은 복호화 이후에 디스플레이가 허용되지 않는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 그룹에 속하는 픽처 내의 블록이 인터 예측될 때, 상기 블록은 기 정의된 값으로 패딩된 참조 블록을 이용하는 예측이 허용되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기 정의된 값은 픽셀 값들의 비트 뎁스(bit depth)로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹에 속하는 각각의 픽처들은 서로 다른 위치의 리프레쉬 영역(refresh region)들을 포함하고, 상기 리프레쉬 영역들은 상기 그룹에 속하는 각각의 픽처들이 복호화됨에 따라 점진적으로 복호화되며,
    상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹 내의 모든 복호화된 리프레쉬 영역들이 결합되어 다른 픽처에 의해 참조가 가능한 참조 픽처를 형성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 리프레쉬 영역들은 인트라 예측 복호화만이 허용되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹에 속하는 각각의 픽처들에서 논-리프레쉬 영역(non-refresh region)들은 인트라 예측 복호화와 인터 예측 복호화 모두 허용되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹에 속하는 각 픽처들 내에서 상기 리프레쉬 영역들의 위치를 지시하는 위치 정보를 복호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 각 픽처들의 리프레쉬 영역들이 서로 오버랩되는 경우, 오버랩된 영역을 필터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 오버랩된 영역을 필터링하기 위한 필터 계수 정보를 복호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 다른 픽처 내에서 복호화하고자 하는 대상 블록의 인터 예측에 상기 복호화된 리프레쉬 영역들이 결합된 참조 픽처가 사용될 때, 상기 대상 블록은 상기 복호화된 리프레쉬 영역들 간의 경계가 필터링된 참조 픽처를 이용하여 예측되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  13. 픽처들의 시퀀스를 점진적 리프레쉬(gradual refresh)를 이용하여 복호화하기 위한 영상 복호화 장치에 있어서,
    비트스트림을 복호화하여 상기 시퀀스 내의 픽처들을 복원하는 하나 이상의 프로세서; 및
    상기 복원된 픽처들을 저장하는 하나 이상의 메모리를 포함하고,
    상기 하나 이상의 프로세서는,
    상기 시퀀스의 헤더로부터 점진적 리프레쉬가 허용되는지 여부를 나타내는 플래그를 복호화하고, 상기 시퀀스에 포함된 제 제1 픽처가 점진적 리프레쉬가 적용된 픽처인지를 식별하기 위한 식별정보를 복호화하고, 상기 제1 픽처의 POC(picture order count) 값을 결정하며,
    점진적 리프레쉬가 적용된 상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹을 식별하기 위한 그룹 크기 정보를 복호화하고,
    상기 그룹 크기 정보를 이용하여 상기 그룹에 속하는 마지막 픽처에 해당하는 제2 픽처의 POC 값을 결정하고,
    상기 제1 픽처의 POC와 상기 제2 픽처의 POC를 통해 상기 제1 픽처와 연관된 픽처들의 그룹을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 식별 정보는 상기 제1 픽처의 헤더로부터 복호화되고,
    상기 식별 정보가 상기 제1 픽처가 점진적 리프레쉬가 적용됨을 지시할 때, 상기 그룹 크기 정보가 상기 제1 픽처의 헤더로부터 복호화되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제1 픽처의 POC 값 이상이고 상기 제2 픽처의 POC 값 미만의 POC 값을 가지는 픽처들은 복호화 이후에 디스플레이가 허용되지 않는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 픽처가 점진적 리프레쉬가 적용된 픽처일 때,
    상기 하나 이상의 프로세서는 기 정의된 값으로 패딩된 참조 픽처를 생성하고,
    상기 그룹에 속하는 픽처 내의 블록이 인터 예측될 때, 상기 블록은 상기 기 정의된 값으로 패딩된 참조 픽처를 참조하는 것이 허용되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
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