KR20200110236A - 데이터 블록에 변환 생략 모드를 효율적으로 적용하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
변환 블록에 변환 생략 모드를 효율적으로 적용하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은 비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화하는 단계와 상기 변환 생략 정보를 기초로, 상기 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다. 영상 복호화 방법은 상기 현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 상기 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 단계를 더 포함한다. 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록은, 상기 현재블록을 복원하기 위해, 예측 블록에 가산된다.
Description
본 발명은 동영상 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 데이터 블록에 변환 생략 모드를 효율적으로 적용하여 코딩 효율을 향상시키는 기술에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래 기술을 구성하는 것은 아니다.
동영상 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 동영상 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 동영상 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 동영상 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 동영상 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.
종래의 코딩 동작에서, 잔차 블록에 포함된 샘플 데이터를 주파수 표현으로 변환하기 위해 잔차 블록에 대해 변환이 수행된다. 예를 들어, 매우 가변적인 그래픽 콘텐츠를 갖는 블록들의 경우 변환 동작이 생략되면 코딩 효율이 향상될 수 있다. 본 개시는, 일반적으로, 변환 생략 모드의 적용 범위에 유연성을 제공할 수 있는 변환/변환 생략 기법을 제공하고자 한다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 영상 데이터를 복호화하는 방법으로서, 비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화하는 단계와 상기 변환 생략 정보를 기초로, 상기 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 영상 데이터를 복호화하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 상기 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 단계와, 상기 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록을 가산하는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화하는 수단과, 상기 변환 생략 정보를 기초로, 상기 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정하는 수단과, 상기 현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 상기 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 수단과, 상기 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록을 가산하는 수단을 포함하는, 영상 데이터를 복호화하는 장치가 제공된다.
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 3a는 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 인트라 예측 코딩되는 현재블록이 복수의 서브블록들로 분할될 수 타입들을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 부호화 장치가 영상 데이터를 부호화하는 방법을 보이는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 영상 데이터를 복호화하는 방법을 보이는 흐름도이다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 인트라 예측 코딩되는 현재블록이 복수의 서브블록들로 분할될 수 타입들을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 부호화 장치가 영상 데이터를 부호화하는 방법을 보이는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 영상 데이터를 복호화하는 방법을 보이는 흐름도이다.
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 픽쳐 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.
픽쳐 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.
픽쳐 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. 예측부(120)는 다른 예측 모드에 따라 비디오 예측을 수행하는 추가 기능 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 예측부(120)는 팔레트부(palett unit), 인트라-블록 카피부(intra-block copy unit), 어파인부(affine unit) 등을 더 포함할 수 있다.
일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 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.
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.
직사각형 모양의 현재블록에 대한 효율적인 방향성 예측을 위해, 도 3b에 점선 화살표로 도시된 방향성 모드들(67 ~ 80번, -1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 "광각 인트라 예측모드들(wide angle intra-prediction modes)"로 지칭될 수 있다. 도 3b에서 화살표들은 예측에 사용되는 대응하는 참조샘플들을 가리키는 것이며, 예측 방향을 나타내는 것이 아니다. 예측 방향은 화살표가 가리키는 방향과 반대이다. 광각 인트라 예측모드들은 현재블록이 직사각형일 때 추가적인 비트 전송 없이 특정 방향성 모드를 반대방향으로 예측을 수행하는 모드이다. 이때 광각 인트라 예측모드들 중에서, 직사각형의 현재블록의 너비와 높이의 비율에 의해, 현재블록에 이용 가능한 일부 광각 인트라 예측모드들이 결정될 수 있다. 예컨대, 45도보다 작은 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(67 ~ 80번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 작은 직사각형 형태일 때 이용 가능하고, -135도보다 큰 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(-1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 큰 직사각형 형태일 때 이용 가능하다.
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.
감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차 블록을 생성한다.
변환부(140)는 공간 도메인의 픽셀 값들을 가지는 잔차 블록 내의 잔차 신호를 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(140)는 잔차 블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차 블록 내의 잔차 신호들을 변환할 수 있으며, 또는 잔차 블록을 변환 영역 및 비변환 영역인 두 개의 서브블록으로 구분하여, 변환 영역 서브블록만 변환 단위로 사용하여 잔차 신호들을 변환할 수 있다. 여기서, 변환 영역 서브블록은 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:1의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록 중 하나일 수 있다. 이런 경우, 서브블록 만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 또한, 변환 영역 서브블록의 크기는 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:3의 크기 비율을 가질 수 있으며, 이런 경우 해당 분할을 구분하는 플래그(cu_sbt_quad_flag)가 추가적으로 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
한편, 변환을 위한 최대 및/또는 최소 변환 크기가 정의될 수 있다. 최소 변환 크기보다 작은 크기의 변환 단위를 사용한 변환은 허용되지 않는다. 또한, 현재블록의 잔차 블록의 크기가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 변환부(140)는 잔차 블록은 최대 변환 크기 이하의 크기를 가지는 서브블록들로 분할하고, 그 서브블록들을 변환 단위로 사용하여 변환을 수행한다. 여기서, 최대 및/또는 최소 변환 크기는 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 서로 약속된 고정된 크기로 정의될 수 있다. 대안적으로, 최대 및/또는 최소 변환 크기에 대한 정보가 SPS 또는 PPS에 포함되어 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링될 수도 있다.
양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화 프로세스는 그 계수들과 관련된 비트 심도를 감소시킬 수 있다. 양자화의 정도는 양자화 파라미터를 조정함으로써 변경될 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 잔차 블록을 복원한다.
가산부(170)는 복원된 잔차 블록과 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.
한편, 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 잔차 블록을 생성한다.
또한, 역변환부(430)는 변환블록의 일부 영역(서브블록)만 역변환하는 경우, 변환블록의 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 서브블록의 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 서브블록의 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)를 추출하여, 해당 서브블록의 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환함으로써 잔차신호들을 복원하고, 역변환되지 않은 영역에 대해서는 잔차신호로 "0"값을 채움으로써 현재블록에 대한 최종 잔차 블록을 생성한다. 한편, 최소 변환 크기보다 작은 크기의 변환 단위를 사용한 역변환은 허용되지 않는다. 또한, 현재블록의 잔차 블록의 크기가 최대 변환 크기보다 큰 경우에, 역변환부(430)은 잔차 블록은 최대 변환 크기 이하의 크기를 가지는 서브블록들로 분할하고, 그 서브블록들을 변환 단위로 사용하여 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. 인트라 예측모드에 대한 신택스 엘리먼트에 의해 결정된 인트라 예측모드는 전술한 바와 같이 전체 인트라 예측모드(예컨대, 총 67개 모드) 중 하나를 지시하는 값일 수 있다. 만약, 현재블록이 직사각형 블록인 경우에, 총 67개 모드 중 일부의 방향성 모드들은, 현재블록의 너비와 높이의 비율에 근거하여, 광각 인트라 예측모드들 중 하나로 대체될 수도 있다.
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 잔차 블록과 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.
본 개시의 기술들은 일반적으로 잔차 블록의 변환과 관련되어 있다. 따라서, 본 개시의 소정의 기법들에는, 주로, 변환부(140) 또는 역변환부(430)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 변환부(140) 또는 역변환부(430)는 아래의 도 5 내지 도 8를 참조하여 기술된 본 개시의 기법들을 수행할 수도 있다. 다른 예들에서, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치의 하나 이상의 다른 유닛들이 추가적으로 본 개시의 기법들을 수행하는 데 관여할 수도 있다. 이하의 설명은 주로 복호화 기술, 즉 영상 복호화 장치의 동작에 초점이 맞춰져 있으며, 부호화 기술들에 대한 설명은, 포괄적으로 설명된 복호화 기술과 반대이므로, 간략화된다.
일반적으로, 비디오 데이터 블록은, "변환 생략(transform skip; TS)"이라고 불리는, 변환 동작 없이 코딩될 수 있으며, 이는 신택스 엘리먼트 transform_skip_flag에 의해 지시된다. transform_skip_flag가 1 일 때, 관련된 데이터 블록은 변환 생략 모드로 코딩된다. 그렇지 않으면 변환이 관련된 데이터 블록에 적용된다.
변환 생략 모드는 잔차 신호들을 주파수 도메인으로 변환하지 않고 픽셀 도메인에서 양자화 및 엔트로피 부호화를 수행한다. 변환 생략 모드는 잔차 신호의 통계적 특성이 고주파 성분을 다수 포함하여 변환으로 인한 부호화 효율 이득이 기대되지 않는 경우에 주로 사용된다. 이러한 특성을 가진 잔차 신호는 보통 스크린 콘텐츠에서 발견되는 경우가 많다.
차세대 비디오 코딩 표준(VVC; Versatile Video Coding)에 대한 논의에서, HEVC(High Efficiency Video Coding) 표준과 비교하여 더 나은 코딩 성능을 가능하게 하는 몇 가지 새로운 코딩 도구들이 도입되었다. VVC에 도입된 다중 변환 선택(Multiple Transform Selection; MTS) 기법은 DCT-2, DST-7 및 DCT-8를 포함하는 세 개의 삼각함수 변환들(Trigonometric Transforms)에 의존하며, 부호화 장치는 율-왜곡 비용을 최대화하는 수평 및 수직 변환을 선택할 수 있다.
MTS가 적용되는 블록에 대해, 가로 방향과 세로 방향으로 어떠한 변환 커널이 사용되는 지를 시그널링하기 위해, 하나 이상의 신택스 엘리먼트가 시그널링될 수 있다.
일 예로, 표 2와 같은 미리 정의된 매핑 테이블과 함께, 3개의 플래그들(MTS_CU_flag, MTS_Hor_flag, MTS_Ver_flag)이 사용될 수 있다.
먼저, DCT-2가 수평 방향과 수직 방향 모두에 사용되는지 여부를 나타내는 하나의 플래그(MTS_CU_flag)가 시그널링될 수 있다. DCT-2를 양방향으로 적용되지 않을 경우에, DST-7와 DCT-8 중에서 어떤 변환 커널을 수평 방향으로 적용할지를 나타내는 하나의 플래그(MTS_Hor_flag)가 시그널링되고, DST-7와 DCT-8 중에서 어떤 변환 커널을 수직 방향으로 적용할지를 나타내는 하나의 플래그(MTS_Ver_flag)가 시그널링될 수 있다. DST-7 및 DCT-8는 최대 32×32의 블록 사이즈에 대해 이용될 수 있으며, DCT-2는 최대 64×64의 블록 사이즈에 대해 이용될 수 있다. 따라서, MTS_CU_flag는 블록의 사이즈(너비 및 높이)가 32보다 작거나 같고, 블록이 적어도 하나의 비-제로 잔차 신호를 가지는 경우에 시그널링될 수 있다. MTS_CU_flag가 존재하지 않으면, MTS_CU_flag는 0으로 추론될 수 있다.
대안적으로, 표 3과 같은 미리 정의된 매핑 테이블과 함께 MTS 커널 인덱스를 나타내는 신택스 엘리먼트(tu_mts_idx)이 사용될 수 있다. tu_mts_idx는 MTS 커널 인덱스로 나타내고, 각 인덱스 값에 따라 가로 및 세로 방향의 커널을 정의한다. 표 3에서 trTypeHor와 trTypeVer는 가로 방향과 세로 방향의 커널의 종류를 나타낸다. 0은 DCT-2, 1은 DST-7, 2는 DCT-8을 의미한다.
일부의 경우에, tu_mts_idx는 부호화 장치 또는 복호화 장치에서 암시적(implicit)으로 유도될 수도 있다. 예컨대, 변환 커널의 선택은 인트라 예측 모드, 인터 예측 모드, 블록 크기 등과 같은 정보를 기반으로 수행될 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 변환 블록은 변환 동작 없이 코딩될 수 있다. 이는 적어도 하나의 비-제로 계수를 가지는 변환 블록에 대해 시그널링되는 신택스 엘리먼트 transform_skip_flag에 의해 지시된다. 변환 블록의 코딩 모드의 상위 레벨 제어는 SPS(Sequential Parameter Set)와 같은 HLS(High-Level Syntax) 엘리먼트들 transform_skip_enabled_flag 및 log2_transform_skip_max_size_minus2에 의해 달성된다. transform_skip_enabled_flag가 1 인 경우, 높이와 너비가 "1 << (log2_ transform_skip_max_size_minus2 + 2)" 이하인 변환 블록에 대해 transform_skip_flag가 코딩된다. transform_skip_flag가 1 인 경우, 관련 변환 블록은 변환 생략 모드로 코딩되고, 그렇지 않으면 관련 변환 블록에 MTS 기반의 변환이 적용될 수 있다.
표 4은 VVC 5 초안에서 규정하고 있는 변환 유닛 신택스의 일부를 보인다.
위와 같이, 이전에 논의된 방식에 따르면, 영상 부호화/복호화 장치는 변환 블록의 관련된 잔차 블록의 변환에 사용할 하나 혹은 두 개의 상이한 변환 커널을 선택하거나 잔차 블록을 변환 없이 코딩할 수 있으나, 잔차 블록을 더 작은 블록들로 분할하여 일부 블록에 변환 생략을 적용하고 나머지 블록에 변환을 적용하는 것과 같은 유연성을 가지지 못한다. 이러한 제약은 스크린 컨텐츠와 같은 변환 생략이 자주 사용될 수 있는 비디오 데이터에 대한 코딩 효율을 제한할 수 있다.
1. 변환 블록의 서브블록 기반 변환 생략 모드
본 개시의 일 측면에 따르면, 변환 블록의 잔차 블록을 복수의 서브블록으로 분할하고, 변환 생략과 MTS 적용 여부를 서브블록 단위로 결정하는, 수정된 변환 기법이 제안된다. 제안된 기법에 따르면, 변환 생략이 적용되는 블록(즉, transform_skip_flag = 1 인 블록)에 대하여, 서브블록 레벨에서 변환 모드와 변환 생략 모드가 병존할 수 있다. 잔차 블록 내에 변환 모드의 다양성은 스크린 컨텐츠 혹은 자연 신호와 스크린 컨텐츠가 프레임 내에서 섞여 있는 컨텐츠의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 변환 생략이 적용되는 변환 블록의 잔차 데이터 블록에 적용 가능할 수 있는 변환 생략 유형들을 보인다. 가용한 변환 생략 유형들은 변환 블록의 관련된 모든 잔차 값들이 변환 생략되는 비분할 유형(예컨대, 도 5의 (a))과 변환 블록 내에 특정 서브블록의 관련된 잔차 값들만이 변환 생략되는 하나 이상의 분할 유형(예컨대, 도 5의 (b) 내지 (d))을 포함할 수 있다. 변환 생략 유형들 중에서 분할 유형(예컨대, 도 5의 (b) 내지 (d))이 적용된 변환 블록에는 변환이 생략되는 특정 서브블록과 변환이 적용되는 하나 이상의 서브블록이 포함된다.
먼저, 도 5의 (a)에 예시된 비분할 유형에서, 변환 블록 내의 모든 잔차 신호들이 변환 생략 모드로 코딩된다. 도 5의 (b)에 예시된 분할 유형에서, 변환 블록을 4개의 서브블록으로 사등분하고, 좌상측 서브블록에 관련된 잔차 신호들만 변환 생략 모드로 코딩되고, 나머지 서브블록들에는 각각 변환이 적용된다. 도 5의 (c)에 예시된 분할 유형에 따르면, 변환 블록을 2개의 서브블록으로 가로 방향으로 분할하고, 상측 서브블록에만 변환 생략을 적용하고, 하측 서브블록에는 변환이 적용된다. 도 5의 (d)에 예시된 분할 유형에 따르면, 변환 블록을 2개의 서브블록으로 가로 방향으로 분할하고, 상측 서브블록에만 변환 생략을 적용하고, 하측 서브블록에는 변환이 적용된다.
이러한 다양한 변환 생략 유형들 중에서 선택된 변환 생략 유형을 시그널링하기 위해, 본 개시의 변환 기법은 적어도 하나의 비-제로 계수를 가지는 변환 블록에 대해 시그널링되는 추가적인 신택스 요소로서 transform_skip_split_flag 혹은 transform_skip_split_idx를 도입한다. 제안된 변환 기법은 변환 블록의 서브블록 레벨에서 변환의 적용과 변환의 생략하는 것을 허용함으로써 변환 블록 내에 변환 모드의 다양성을 부여하고 부호화 효율을 향상시킨다.
제 1 실시예: transform_skip_split_flag의 도입
본 실시예에서, 현재블록의 관련된 잔차 블록에 대해 변환 생략이 적용되면(즉, transform_skip_flag가 1이면), 잔차 블록에 적용되는 변환 생략 유형을 나타내는 1 비트 플래그(transform_skip_split_flag)가 추가로 시그널링된다.
VVC 5 초안에 기초하여 제안된 예시적인 변환 유닛 신택스의 일부가 이하에 제공된다. 아래의 신택스에서, 엘리먼트들의 회색화는 신택스에서의 잠재적 변화들을 표시하기 위해 또는 아니면 이해를 돕기 위해 사용된다.
먼저, transform_skip_split_flag가 0일 경우, 관련된 잔차 블록 내의 모든 샘플에 대해 변환 동작이 적용되지 않는다(도 5의 (a) 참조). 따라서, 잔차 블록의 너비와 높이가 nTbW와 nTbH일 때, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위는 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH - 1} 이다.
다음으로, transform_skip_split_flag가 1일 경우, 도 5의 (b)-(d)에 예시된 분할 유형들 중에서 미리 정해진 하나의 분할 유형이 사용될 수 있다.
일 예로, transform_skip_split_flag가 1일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 가로 방향으로 1/2로 나누고 세로방향으로 1/2로 나눈 후, 좌상측 블록에만 변환 생략을 적용한다(도 5의 (b) 참조). 즉, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위를 x = {0...nTbW/2 - 1}, y = {0...nTbH/2 - 1} 로 설정한다. 나머지 3개의 블록들에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단한다. 여기서, MTS가 적용될 수 있는 영역은 사각형 모양이 아니며, 3개의 직사각형 블록들에 대해 각각 변환이 수행된다. 즉, tu_mts_idx에 의해 지시되는, 가로 방향으로 (TbW/2) 크기의 1차원 변환 커널과 세로 방향으로 (TbH/2) 크기의 1차원 변환 커널이 각 직사각형 블록에 적용된다.
다른 일 예로, transform_skip_split_flag가 1일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 가로 방향으로 1/2로 나누고, 상측 블록에만 변환 생략을 적용한다(도 5의 (c) 참조). 즉, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위를 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH/2 - 1} 로 설정한다. 하측 블록에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단한다.
또 다른 일 예로, transform_skip_split_flag가 1일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 세로 방향으로 1/2로 나누고, 좌측 블록에만 변환 생략을 적용한다(도 5의 (d) 참조). 즉, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위를 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH/2 - 1} 로 설정한다. 우측 블록에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단한다.
제 2 실시예: transform_skip_split_idx의 도입
본 실시예에서, 현재블록의 관련된 잔차 블록에 대해 변환 생략이 적용되면(즉, transform_skip_flag가 1이면), 잔차 블록에 적용되는 변환 생략 유형을 나타내는 신택스 엘리먼트(transform_skip_split_idx)가 추가로 시그널링된다.
VVC 5 초안에 기초하여 제안된 예시적인 변환 유닛 신택스의 일부가 이하에 제공된다.
일 예로, 신택스 엘리먼트 transform_skip_split_idx는 0, 1, 및 2의 세 가지 값을 가질 수 있다.
먼저, transform_skip_split_idx가 0일 경우, 관련된 변환 블록 내의 모든 샘플에 대해 변환 동작이 적용되지 않는다(도 5의 (a) 참조). 따라서, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위는 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH - 1} 이다.
다음으로, transform_skip_split_idx가 1일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 가로 방향으로 1/2로 나누고, 상측 블록에만 변환 생략을 적용한다(도 5의 (c) 참조). 즉, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위를 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH/2 - 1} 로 설정한다. 하측 블록에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단한다.
마지막으로, transform_skip_split_idx가 2일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 세로 방향으로 1/2로 나누고, 좌측 블록에만 변환 생략을 적용한다(도 5의 (d) 참조). 즉, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위를 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH/2 - 1} 로 설정한다. 우측 블록에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단한다.
transform_skip_split_idx가 1 인 경우와 2 인 경우에 프로세스는 서로 뒤바뀔 수도 있다. 또한, 변환 생략이 적용되는 좌측 블록/상측 블록은 우측 블록/하측 블록으로 대체될 수도 있다. 또한, 변환 생략이 적용되는 좌상측 블록은 좌하측, 우상측, 혹은 우하측 블록으로 대체될 수도 있다.
또한, transform_skip_split_idx가 {0, 1, 2, 3}의 네 개의 값을 가질 수 있다면, 도 5의 (b)에 예시된 분할 형태와 같은 변환 블록의 처리가 추가로 고려될 수도 있다. 예컨대, transform_skip_split_idx가 3일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 가로 방향으로 1/2로 나누고 세로방향으로 1/2로 나눈 후, 좌상측 블록에만 변환 생략을 적용한다. 나머지 세 개의 블록들에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단할 수 있다.
나아가, transform_skip_split_idx가 더 많은 값을 가질 수 있다면, (예컨대, 가로 혹은 세로 방향의 1/2 분할이 한번 이상 더 수행되는 것과 같은) 좀 더 다양한 분할 타입들의 사용이 가능할 수 있으며, 따라서 더 적은 크기의 블록에 대해 변환 생략이 적용될 수도 있다.
2. ISP 코딩에서의 변환 생략 모드
인트라 서브 파티션(Intra Sub-Partition; ISP)은 CU를 그 크기에 따라 수직 또는 수평 방향으로 동일한 크기의 2개 혹은 4개의 서브블록들로 나누고 각 서브블록에 대해 동일한 인트라 예측모드로 예측을 수행하는 코딩 툴이다. 각 서브블록의 재구성된 샘플 값들(예측된 샘플 값 또는 복원된 샘플 값)은 다음 서브블록의 예측에 이용가능하며, 이는 각 서브블록에 대해 반복적으로 처리된다.
예를 들어, ISP가 적용되는 현재블록(CU)이 4개의 평행한 서브블록들로 나뉘어질 때, 제 1 서브블록은 현재블록(CU)의 인접 샘플들로부터 예측될 수 있으며, 제 2 서브블록은 제 1 서브블록의 샘플들을 포함하는 인접 픽셀들로부터 예측될 수 있으며, 제 3 서브블록은 제 2 서브블록의 샘플들을 포함하는 인접 샘플들로부터 예측될 수 있고, 제 4 서브블록은 제 3 서브블록의 샘플들을 포함하는 인접 샘플들로부터 예측될 수 있다. 이러한 방식으로, 현재블록(CU)에 대해 인접하는 이전에 부호화 혹은 복호화된 블록들의 샘플들로부터 현재블록(CU)의 모든 화소들을 예측하는 것이 아니라, 현재블록(CU) 내의 샘플들이 동일한 현재블록(CU) 내의 다른 샘플들을 예측하는데 사용될 수 있다.
ISP의 하나의 이점은 복원된 이웃 샘플들이 일반적인 인트라 예측의 시나리오에서보다 예측된 샘플에 훨씬 더 가까운 경향이 있다는 점이다. 현재 샘플이 예측되는 복원된 이웃 샘플들이 현재 샘플에 더 가까이 위치되기 때문에, 현재 샘플의 예측의 정확도가 개선될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 ISP 모드로 코딩되는 현재블록이 복수의 서브블록들로 분할될 수 타입들을 예시한 도면이다. ISP가 적용 가능한 최소 블록 크기는 4Х8 또는 8Х4일 수 있다. 또한, 모든 서브블록은 최소 16개의 샘플을 가져야 하는 제약이 부가될 수 있다. 표 7과 같이, 블록의 크기가 4Х8 또는 8Х4이면 2개로 분할되며, 이보다 크면 4개 혹은 8개로 분할될 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재블록이 ISP 코딩 모드로 부호화되었음을(즉, 현재블록이 복수의 서브블록으로 분할되어 각 서브블록별로 순차적으로 인트라 예측되었음을) 지시하는 분할 플래그(예컨대, intra_subpartitions_mode_flag)를 시그널링할 수 있다. 분할 플래그는 현재블록의 너비와 높이, 현재블록의 넓이, 변환 계수들을 변환하기 위해 허용되는 최소 변환 크기 및/또는 최대 변환 크기에 의존하여, 명시적인 시그널링 없이(즉, 비트스트림으로부터 복호화 없이), 영상 복호화 장치에 의해 추론될 수도 있다. 일 예로, 현재블록의 너비와 높이가 최소 변환 크기보다 작을 때, 분할 플래그는, 비트스트림으로부터 복호화됨 없이, 현재블록이 분할되지 않음을 지시하는 제1값으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 상기 현재블록의 너비와 높이가 최대 변환 크기보다 클 때, 분할 플래그는 비트스트림으로부터 복호화됨 없이, 분할 플래그는 제2값을 가지는 것으로, 즉 현재블록이 복수의 서브블록으로 분할되어 각 서브블록별로 인트라 예측되었다고 추론될 수 있다.
현재블록에 ISP가 적용된 경우에, 서브블록 분할의 방향에 관한 정보는 다양한 방식들로 제공될 수 있다. 예컨대, 서브블록 분할의 방향이 가로 방향 인지 세로 방향인지 여부를 나타내는 분할 방향 플래그(예컨대, intra_subpartitions_split_flag)가 시그널링될 수 있다. 일부의 경우에, 현재블록의 너비(cbWidth)가 최대 변환 크기보다 클 때 서브블록 분할의 방향은 수직 방향으로 추론될 수 있으며, 현재블록의 높이(cbHeight)가 최대 변환 크기보다 클 때 서브블록 분할의 방향은 수평 방향으로 추론될 수 있다.
현재블록에 ISP가 적용된 경우에, 영상 복호화 장치는, 현재블록에 대해 결정된 인트라 예측모드를 이용하여 복수의 서브블록들을 순차적으로 복원함으로써, 현재블록을 복원한다. 예컨대, 영상 복호화 장치는 복수의 서브블록들 중 복원할 대상 서브블록을 그 서브블록 주변의 기복원된 픽셀들로부터 예측하여 인트라 예측된 서브블록을 생성할 수 있다. 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 서브블록에 대응하는 변환 계수 정보를 복호화하여 변환 계수들을 복원하고, 변환 계수들을 상기 복원 대상 서브블록과 동일한 변환 크기를 사용하여 역양자화 및 역변환으로써 잔차 신호들를 가지는 잔차 서브블록을 생성할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측된 서브블록과 상기 잔차 서브블록을 이용하여 상기 서브블록을 복원할 수 있다. 특히, 복원된 서브블록 내의 픽셀들은 상기 현재블록 내의 다음 서브블록을 인트라 예측하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 프로세스에 의해, 현재블록의 좌상단(top-left) 샘플을 포함하는 서브블록으로부터, 수평 분할의 경우 아래쪽 방향으로, 수직 분할의 경우 오른쪽 방향으로 순차적으로 처리된다.
현재블록에 ISP가 적용된 경우에, 각 서브블록의 가로 방향과 세로 방향으로 어떠한 변환 커널이 사용되는 지를 시그널링하는 전술한 표 1 혹은 표 3의 MTS 관련 신택스 엘리먼트(들)의 시그널링이 생략되고, 변환 커널들은 현재블록의 인트라 예측 모드와 서브블록들의 크기 등에 기초하여 선택되며, 따라서 영상 복호화 장치에 의해 암시적으로 유도될 수 있다. 구체적으로, w×h 크기의 서브블록에 대해, 수평 방향의 변환(t_H)과 수직 방향의 변환(t_V)이 선택되는 방식은 다음과 같다.
- w = 1 또는 h = 1 인 경우 각각 수평 또는 수직 변환이 없다.
- w = 2 또는 w> 32이면, t_H = DCT-II
- h = 2 또는 h> 32이면, t_V = DCT-II
- 그렇지 않은 경우 변환은 표 8와 같이 선택된다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 인트라 예측 코딩되는 현재블록에 ISP가 적용될 때 변환 생략 여부를 서브블록 단위로 결정하는, 수정된 변환 기법이 제안된다. 제안된 변환 기법은, 적어도 하나의 비-제로 계수를 가지는 서브블록 각각에 대해, 변환 생략을 적용할지 여부를 나타내는 신택스 요소로서 transform_skip_flag을 시그널링한다. 이 경우, 현재블록에 대응되는 코딩 유닛(CU) 레벨에서 시그널링되는 transform_skip_flag는 생략될 수도 있다.
VVC 5 초안에 기초하여 제안된 예시적인 변환 유닛 신택스의 일부가 이하에 제공된다.
일부의 경우에, ISP가 적용되는 블록의 서브블록들에 변환 생략의 적용을 허용할지 여부가 상위-레벨 신택스 엘리먼트로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 변환 생략 모드의 상위 레벨 제어는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 transform_skip_enabled_flag와 log2_transform_skip_max_size_minus2 뿐만 아니라 transform_skip_enabled_in_ISP_flag 이 시그널링될 수도 있다.
표 10와 같이, transform_skip_enabled_flag가 1 이고, transform_skip_enabled_in_ISP_flag가 1인 경우, transform_skip_flag는 너비와 높이가 "MaxTsSize = 1 << (log2_transform_skip_max_size_minus2 + 2)" 이하인 서브블록에 대해 코딩될 수 있다. 서브블록에 대해 시그널링되는 transform_skip_flag가 1 인 경우, 관련 서브블록은 변환 생략 모드로 코딩되고, 그렇지 않으면 관련 서브블록에 MTS 변환이 적용이 될 수 있다.
3. 변환 생략 모드의 디스에이블 조건의 수정
위에서 논의된 바와 같이, 전형적으로, 변환 생략 모드가 적용될 수 있는 블록의 최대 크기는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 신택스 엘리먼트 log2_transform_skip_max_size_minus2에 의해 제어된다. 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기(MaxTsSize)는 다음과 같이 결정된다.
MaxTsSize = 1 << (log2_transform_skip_max_size_minus2 + 2)
transform_skip_enabled_flag가 1 인 경우, 높이와 너비가 "MaxTsSize"이하인 변환 블록에 대해 transform_skip_flag가 코딩된다. transform_skip_flag가 1 인 경우, 관련 변환 블록은 변환 생략 모드로 코딩되고, 그렇지 않으면 관련 변환 블록에 변환이 적용된다.
QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다. 본 개시의 일 측면에 따르면, 직사각형 블록에 변환 생략 모드를 효율적으로 적용하기 위해, 변환 생략 모드의 디스에이블 조건은 블록의 너비 및 높이에 대해 상이하게 제어될 수 있다. 즉, 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 너비(MaxTsSizeX)와 최대 높이(MaxTsSizeY)가 상이하게 제어될 수 있다.
일부 실시예에서, 이러한 제어는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 시그널링되는 신택스 엘리먼트 log2_transform_skip_max_size_X_minus2 및 log2_transform_skip_max_size_Y_minus2 를 도입함으로써 달성될 수 있다.
MaxTsSizeX = 1 << (log2_transform_skip_max_size_X_minus2 + 2)
MaxTsSizeY = 1 << (log2_transform_skip_max_size_Y_minus2 + 2)
다른 일부 실시예에서, SPS(Sequential Parameter Set)에서 신택스 엘리먼트 log2_transform_skip_max_size_minus2를 시그널링하되, MaxTsSize로부터 블록의 너비(CbWidth)와 높이(CbHeight)의 비율에 따라 MaxTsSizeX와 MaxTsSizeY를 유도하여 사용할 수도 있다. 구체적으로, 다음과 같은 방식이 사용될 수 있다.
(a) 스케일 인자(scale factor; S)를 다음과 같이 유도한다.
S = max (CbWidth, CbHeight) / min (CbWidth, CbHeight)
(b) CbWidth 및 CbHeight 중에서 크거나 같은 방향으로는 MaxTsSize를 적용하여 TS모드 여부를 결정한다.
(c) CbWidth 및 CbHeight 중에서 작은 방향으로는 (MaxTsSize / S) 를 적용하여 TS모드 여부를 결정한다.
4. 루마 블록 및 크로마 블록의 변환 생략 모드 제어
본 개시의 다른 측면에 따르면, 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기는 루마 블록과 크로마 블록에 대해 상이하게 제어될 수 있다.
일 예에서, 이러한 제어는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 시그널링되는 신택스 엘리먼트 log2_transform_skip_max_size_minus2 및 log2_transform_skip_max_size_C_minus2 를 도입함으로써 달성될 수 있다. 이 경우, 변환 생략 모드가 적용 가능한 루마 블록의 최대 크기(MaxTsSize)와 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기(MaxTsSizeC)는 각각 다음과 같이 결정된다.
MaxTsSize = 1 << (log2_transform_skip_max_size_minus2 + 2)
MaxTsSizeC = 1 << (log2_transform_skip_max_size_C_minus2 + 2)
다른 예에서, 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기(MaxTsSizeC)는, SPS 레벨에서 시그널링되는 비디오의 샘플링 포맷을 나타내는 신택스 엘리먼트(chroma_format_idc; cIdx)에 의존하여, 변환 생략 모드가 적용 가능한 루마 블록의 최대 크기(MaxTsSize)로부터 유도될 수 있다. 구체적인 예시로서, 표 11을 참조하면, cIdx = 0 이면 MaxTsSizeC = 0 로 설정되며, cIdx = 1 이면 MaxTsSizeC = (MaxTsSize >> 1)로 설정된다. cIdx = 2 이면, 블록의 너비에 대해 MaxTsSizeC = (MaxTsSize >> 1)로 설정되고 블록의 높이에 대해 MaxTsSizeC = MaxTsSize로 설정된다. cIdx = 3 이면,
MaxTsSizeC는 MaxTsSize와 같도록 설정된다.
또 다른 예에서, 현재블록의 크로마 블록이 "변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기"에 대한 제약을 만족하는지 여부는, chroma_format_idc로부터 결정되는 변수들인 SubWidthC 및 SubHeightC를 이용하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 현재블록의 크로마 블록의 너비(cbWidth)와 높이(cbHeight)가 다음 수학식 1을 만족할 때(대안적으로, 수학식 2의 조건을 만족할 때), 현재블록의 크로마 블록에 변환 생략 모드를 적용하는 것이 허용될 수 있다.
[수학식 1]
cbWidth/SubWidthC <= MaxTsSize
cbHeight/SubHeightC <= MaxTsSize
여기서, MaxTsSize는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 시그널링되는 log2_transform_skip_max_size_minus2 에 의해 특정될 수 있다.
[수학식 2]
cbWidth/SubWidthC <= MaxTsSizeX
cbHeight/SubHeightC <= MaxTsSizeY
여기서, MaxTsSizeX와 MaxTsSizeY는 SPS에서 시그널링되는 log2_transform_skip_max_size_X_minus2 및 log2_transform_skip_max_size_Y_minus2 에 의해 특정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치가 영상 데이터를 부호화하는 방법을 보이는 흐름도이다.
영상 부호화 장치는 다수의 상이한 코딩 시나리오를 테스트하여 바람직한 율-왜곡 비용을 제공하는 시나리오를 결정할 수 있다. 이들 다양한 코딩 시나리오를 테스트하는 것의 일부로서, 영상 부호화 장치는, 예를 들어 변환 블록에 대한 코딩 효율에 기초하여, 변환 블록을 변환 모드로 부호화할 지 변환 생략 모드로 부호화할 지 여부를 결정할 수 있다. 변환 생략 모드로 부호화할 경우에, 영상 부호화 장치는 도 5에 예시된 변환 생략 유형들 중에서 현재의 변환 블록에 적합한 변환 생략 유형을 선택할 수 있다(S710). 예를 들어, 이산 코사인 변환 (DCT)과 같은 변환을 적용하는 것이 코딩 효율에서 어떤 이득도 제공하지 않을 때, 현재의 변환 블록에 대해 생략될 수도 있다. 영상 부호화 장치는 변환 블록의 특성뿐만 아니라 후술하는 것과 같은 상위 레벨의 신택스 엘리먼트에 제공된 제약 및 다른 제어 정보를 기초로, 이러한 결정을 수행할 수도 있다. 즉, 이러한 결정은 SPS(Sequential Parameter Set)와 같은 상위 레벨 신택스 엘리리먼트들 transform_skip_enabled_flag 및 log2_transform_skip_max_size_minus2에 의해 제한될 수 있다.
예컨대, transform_skip_enabled_flag가 1 인 경우, 높이와 너비가 "1 << (log2_ transform_skip_max_size_minus2 + 2)" 이하인 변환 블록에 대해 transform_skip_flag가 코딩된다. transform_skip_flag가 1 인 경우, 관련 변환 블록은 변환 생략 모드로 코딩되고, 그렇지 않으면 관련 변환 블록에 변환이 적용된다. 일부의 경우에, log2_transform_skip_max_size_minus2 외에, 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기 정보를 특정하는 log2_transform_skip_max_size_C_minus2가 상위 레벨의 추가적인 신택스 엘리리먼트로서 사용될 수도 있다.
영상 부호화 장치는 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 부호화한다(S720). 구체적으로, 영상 부호화 장치는 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 선택되었는지 여부를 나타내는 제 1 신택스 엘리먼트(예컨대, transform_skip_flag)를 부호화한다. 제 1 신택스 엘리먼트가 상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 선택되었다고 지시하는 경우에, 영상 부호화 장치는 현재블록에 선택된 변환 생략 유형을 나타내는 제 2 신택스 엘리먼트(예컨대, transform_skip_split_flag 혹은 transform_skip_split_idx)를 추가로 복호화한다. 가용한 변환 생략 유형은 현재블록의 관련된 모든 잔차 값들이 변환 생략되는 비분할 유형(예컨대, 도 5의 (a)) 및 현재블록 내에 특정 서브블록의 관련된 잔차 값들만이 변환 생략되는 하나 이상의 분할 유형(예컨대, 도 5의 (b) 내지 (d))을 포함할 수 있다. 분할 유형들 중 어느 하나가 적용된 현재블록에는 변환이 생략된 특정 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다.
현재블록에 대해 선택된 변환 생략 유형이 분할 유형일 때(즉, 현재블록에 변환이 생략되는 서브블록과 변환이 적용되는 하나 이상의 서브블록이 포함될 때), 영상 부호화 장치는 변환이 생략되는 서브블록에 대해 변환 없는 부호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 부호화하고(S730), 변환이 적용되는 하나 이상의 서브블록에 대해 변환을 포함하는 부호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 부호화한다(S740). 예를 들어, 영상 부호화 장치는 변환이 생략되는 서브블록과 관련된 제 1 잔차 서브들을, 변환 없이, 양자화하고, 양자화된 잔차 신호들을 엔트로피 부호화한다. 또한, 영상 부호화 장치는 영상 부호화 장치는 인트라 예측 모드, 인터 예측 모드, 블록의 크기 등을 기초로, 제 2 서브 잔차 블록에 대해 수평 방향과 수직 방향에 따라 적용될 변환 커널들을 선택하고, 선택된 변환 커널들을 이용하여 제 2 서브 잔차 블록에 대해 변환을 적용한다. 영상 부호화 장치는 선택된 변환 커널을 지시하는 인덱스 정보(예컨대, tu_mts_idx)를 부호화할 수 있다.
현재블록에 대해 선택된 변환 생략 유형이 비분할 유형일 때(즉, 변환 생략되는 현재블록에 변환이 적용되는 하나 이상의 서브블록이 포함되지 않을 때), 영상 부호화 장치는 변환 없는 부호화 절차를 이용하여 관련된 잔차 블록을 부호화한다(S735). 즉, 현재블록에 관련된 잔차 신호들을, 변환 없이, 양자화하고, 양자화된 잔차 신호들을 엔트로피 부호화한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 영상 데이터를 복호화하는 방법을 보이는 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화한다(S810). 구체적으로, 영상 복호화 장치는 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었는지 여부를 나타내는 제 1 신택스 엘리먼트(예컨대, transform_skip_flag)를 복호화한다. 제 1 신택스 엘리먼트가 상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었다고 지시하는 경우에, 영상 복호화 장치는 현재블록에 선택된 변환 생략 유형을 나타내는 제 2 신택스 엘리먼트를 추가로 복호화한다. 가용한 변환 생략 유형은 상기 현재블록의 관련된 모든 잔차 값들이 변환 생략되는 비분할 유형(예컨대, 도 5의 (a)) 및 상기 현재블록 내에 특정 서브블록의 관련된 잔차 값들만이 변환 생략되는 하나 이상의 분할 유형(예컨대, 도 5의 (b) 내지 (d))을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 블록들의 변환 모드에 대한 상위-레벨 제어는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 신택스 엘리리먼트들에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화하는 단계 이전에, 영상 복호화 장치는 현재블록과 관련된 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트(예컨대, log2_transform_skip_max_size_minus2)를 기초로 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 최대 크기 정보는 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 너비 및 최대 높이를 특정할 수도 있다. 현재블록이 크로마 성분의 블록인 경우에, 영상 복호화 장치는
상기 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트로부터 변환 생략 모드가 적용 가능한 루마 블록의 최대 크기 정보를 결정하고, 영상 데이터의 크로마 샘플링 포맷에 기초하여, 루마 블록의 최대 크기 정보로부터 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기 정보를 유도할 수 있다. 대안적으로, 영상 복호화 장치는 상기 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트(예컨대, log2_transform_skip_max_size_C_minus2)로부터 곧바로 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기 정보를 결정할 수도 있다. 영상 복호화 장치는 최대 크기 정보와 현재블록의 너비 및 높이를 기초로, 현재블록에 변환 생략 모드가 적용가능한지 여부를 결정할 수 있다. 현재블록에 상기 변환 생략 모드가 적용가능하다는 결정될 때, 영상 복호화 장치는 상기 제 1 신택스 엘리먼트(예컨대, transform_skip_flag)를 복호화할 수 있다.
영상 복호화 장치는 복호화된 변환 생략 정보를 기초로, 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정한다(S820).
현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 영상 복호화 장치는 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고(S830), 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화한다(S840). 영상 복호화 장치는 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록을 가산한다(S850).
여기서, 상기 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 단계는 다음과 같이 단계들을 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해, 수평 방향과 수직 방향에 따라 적용되는 변환 커널들을 지시하는 인덱스 정보(예컨대, tu_mts_idx)를 비트스트림으로부터 복호화한다. 영상 복호화 장치는 인덱스 정보가 지시하는 변환 커널들을 이용하여, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 수행한다.
변환 생략되는 현재블록에 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되지 않는다고 결정될 때, 영상 복호화 장치는 현재블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 잔차 블록을 복호화한다(S835). 즉, 비트스트림으로부터 현재블록에 관련된 잔차 신호들을 엔트로피 복호화하고, 복호화된 잔차 신호들에 역양자화를 수행하여 잔차 블록을 복원한다. 영상 복호화 장치는 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 잔차 블록을 가산한다(S855).
이상에서 설명된 본 개시의 기법들, 방법들 및 장치들에 따르면, 종래의 변환/변환 생략 모드에 비해, 변환 생략 모드의 적용 범위에 유연성을 제공함으로써, 변환 생략이 자주 사용될 수 있는 비디오 데이터를 부호화하는데 있어서, 압축 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 스크린 컨텐츠(screen content) 혹은 자연 신호와 스크린 컨텐츠가 프레임 내에서 섞여 있는 컨텐츠에 대해서 높은 압축 성능을 제공할 수 있다. 따라서, 게임 방송, 360도 비디오 스트리밍, 온라인 강의 등의 다양한 콘텐츠 서비스에 있어서, 유용하게 사용될 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. 명령어들은 하나 이상의 디지털 신호 프로세서들(DSPs), 범용 마이크로프로세서들, 주문형 집적회로들(ASICs), 필드 프로그램가능 로직 어레이들 (FPGAs), 또는 다른 등가의 집적 회로 또는 이산 로직 회로와 같은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 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 (15)
- 영상 데이터를 복호화하는 방법으로서,
비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화하는 단계;
상기 변환 생략 정보를 기초로, 상기 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정하는 단계;
상기 현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 상기 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 단계; 및
상기 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록을 가산하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 현재블록에 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되지 않는다고 결정될 때, 상기 현재블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 잔차 블록을 복호화하는 단계; 및
상기 현재블록을 복원하기 위해 상기 예측 블록에 상기 잔차 블록을 가산하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 단계는,
상기 변환이 적용된 상기 하나 이상의 서브블록에 대해, 수평 방향과 수직 방향에 따라 적용되는 변환 커널들을 지시하는 인덱스를 상기 비트스트림으로부터 복호화하는 단계; 및
상기 인덱스가 지시하는 변환 커널들을 이용하여, 상기 변환이 적용된 상기 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 수행하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 변환 생략 정보를 복호화하는 단계는,
상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었는지 여부를 나타내는 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화 하는 단계; 및
상기 제 1 신택스 엘리먼트가 상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었다고 지시하는 경우에, 상기 현재블록에 선택된 변환 생략 유형을 나타내는 제 2 신택스 엘리먼트를 복호화하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 변환 생략 유형은,
상기 현재블록의 관련된 모든 잔차 값들이 변환 생략되는 비분할 유형 및 상기 현재블록 내에 특정 서브블록의 관련된 잔차 값들만이 변환 생략되는 적어도 하나의 분할 유형을 포함하는, 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 변환 생략 정보를 복호화하는 단계는,
상기 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화하는 단계 이전에, 상기 현재블록과 관련된 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트를 기초로 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기 정보를 결정하는 단계;
상기 최대 크기 정보와 상기 현재블록의 너비 및 높이를 기초로, 상기 현재블록에 상기 변환 생략 모드가 적용가능한지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 현재블록에 상기 변환 생략 모드가 적용가능하다는 결정될 때, 상기 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화 하는 단계
를 더 포함하는, 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 최대 크기 정보는,
상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 너비 및 최대 높이를 포함하는, 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 현재블록이 크로마 성분의 블록인 경우에,
상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기 정보를 결정하는 단계는,
상기 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트로부터 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 루마 블록의 최대 크기 정보를 결정하는 단계; 및
상기 영상 데이터의 크로마 샘플링 포맷에 기초하여, 상기 루마 블록의 최대 크기 정보로부터 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기 정보를 유도하는 단계
를 더 포함하는, 방법. - 제 6 항에 있어서,
상기 현재블록이 크로마 성분의 블록인 경우에,
상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기 정보를 결정하는 단계는 상기 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트로부터 곧바로 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기 정보를 결정하는 단계
를 더 포함하는, 방법. - 영상 데이터를 복호화하는 장치로서,
비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화하는 수단;
상기 변환 생략 정보를 기초로, 상기 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정하는 수단;
상기 현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 상기 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 수단; 및
상기 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록을 가산하는 수단
를 포함하는, 복호화 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 현재블록에 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되지 않는다고 결정될 때, 상기 현재블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 잔차 블록을 복호화하는 수단; 및
상기 현재블록을 복원하기 위해 상기 예측 블록에 상기 잔차 블록을 가산하는 수단
을 더 포함하는, 복호화 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 수단은,
상기 변환이 적용된 상기 하나 이상의 서브블록에 대해, 수평 방향과 수직 방향에 따라 적용되는 변환 커널들을 지시하는 인덱스를 상기 비트스트림으로부터 복호화하고,
상기 인덱스가 지시하는 변환 커널들을 이용하여, 상기 변환이 적용된 상기 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 수행하는 것을 특징으로 하는, 복호화 장치. - 제 10 항에 있어서,
상기 변환 생략 정보를 복호화하는 수단은,
상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었는지 여부를 나타내는 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화하고,
상기 제 1 신택스 엘리먼트가 상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었다고 지시하는 경우에, 상기 현재블록에 선택된 변환 생략 유형을 나타내는 제 2 신택스 엘리먼트를 복호화하는
것을 특징으로 하는, 복호화 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 변환 생략 유형은,
상기 현재블록의 관련된 모든 잔차 값들이 변환 생략되는 비분할 유형 및 상기 현재블록 내에 특정 서브블록의 관련된 잔차 값들만이 변환 생략되는 적어도 하나의 분할 유형을 포함하는, 복호화 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 변환 생략 정보를 복호화하는 수단은,
상기 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화하는 단계 이전에, 상기 현재블록과 관련된 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트를 기초로 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기 정보를 결정하고,
상기 최대 크기 정보와 상기 현재블록의 너비 및 높이를 기초로, 상기 현재블록에 상기 변환 생략 모드가 적용가능한지 여부를 결정하고,
상기 현재블록에 상기 변환 생략 모드가 적용가능하다는 결정될 때, 상기 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화하는
것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
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