KR20200145756A - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 영상 부호화/복호화 시 영상에 포함되는 슬라이스, 타일 및 브릭의 지시자에 할당되는 비트 수를 절감하는 발명이다.
본 발명의 영상 부호화기는 영상 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(coding parameter) 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림을 생성하고, 영상의 픽셀 정보 외에 영상 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행하는 엔트로피 부호화부를 포함하되, 상기 엔트로피 부호화부는 타일(tile), 브릭(brick), 슬라이스(slice)를 포함하는 영상의 분할 구조 정보를 부호화하여 시그널링하고, 상기 영상에 포함된 슬라이스 중 첫 번째 슬라이스를 제외한 나머지 슬라이스에 대한 분할 정보에 있어서, 해당 슬라이스의 좌측 상단의 브릭 인덱스 지시자는, 좌측 상단의 브릭 인덱스 - 1 를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록매체{Method and Apparatus for Encoding/Decoding Image And Recording Medium for Storing Bitstream}

본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 영상 부호화/복호화 시 영상에 포함되는 슬라이스, 타일 및 브릭의 지시자에 할당되는 비트 수를 절감하는 발명이다.

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.

본 발명의 목적은 영상 정보를 효율적으로 시그널링하는 영상 부호화기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은 효율적으로 시그널링 된 영상 정보를 복호화하는 영상 복호화기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 목적은, 부호화 및 복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 영상 부호화기는 영상 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(coding parameter) 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림을 생성하고, 영상의 픽셀 정보 외에 영상 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행하는 엔트로피 부호화부를 포함하되, 상기 엔트로피 부호화부는 타일(tile), 브릭(brick), 슬라이스(slice)를 포함하는 영상의 분할 구조 정보를 부호화하여 시그널링하고, 상기 영상에 포함된 슬라이스 중 첫 번째 슬라이스를 제외한 나머지 슬라이스에 대한 분할 정보에 있어서, 해당 슬라이스의 좌측 상단의 브릭 인덱스 지시자는, 좌측 상단의 브릭 인덱스 - 1 를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 우측 하단의 브릭 인덱스는, 상기 좌측 상단의 브릭 인덱스 - 1과, 우측 하단의 브릭 인덱스 지시자의 지시 값의 차이값으로서 유도되는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 우측 하단 브릭 인덱스의 차이 값의 지시자의 지시값은, 우측 하단의 브릭 인덱스 - 1 인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 영상 복호화기는 시그널링된 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼을 생성하는 엔트로피 복호화부를 포함하되, 상기 엔트로피 복호화부는 타일, 브릭, 슬라이스를 포함하는 영상의 분할 구조 정보에 대한 비트스트림을 복호화하되, 상기 영상에 포함된 슬라이스 중 첫번째 슬라이스를 제외한 나머지 슬라이스에 대한 분할 정보에 있어서, 해당 슬라이스의 좌측 상단의 브릭 인덱스 지시자는 좌측 상단의 브릭 인덱스 - 1 를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 우측 하단의 브릭 인덱스는, 상기 좌측 상단의 브릭 인덱스 - 1 과, 우측 하단의 브릭 인덱스 지시자의 지시 값의 차이 값으로서 유도되는 것을 특징으로 할 수 있다.

한편, 상기 우측 하단 브릭 인덱스의 차이 값의 지시자의 지시 값은, 우측 하단의 브릭 인덱스 - 1 인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 복호화 방법은, 부호화된 영상의 분할 구조 정보를 수신하는 단계, 영상의 분할 구조 정보에 포함된 타일 분할 구조 정보를 복호화 하는 단계, 영상의 분할 구조 정보에 포함된 브릭 분할 구조 정보를 복호화 하는 단계, 영상의 분할 구조 정보에 포함된 슬라이스 분할 구조 정보를 복호화하는 단계를 포함하되, 상기 영상에 포함된 슬라이스 중 첫번째 슬라이스를 제외한 나머지 슬라이스에 대한 분할 정보에 있어서, 해당 슬라이스의 좌측 상단의 브릭 인덱스 지시자는 좌측 상단의 브릭 인덱스 - 1 를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 부호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 영상의 부호화 및 복호화 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 영상의 부호화기 및 복호화기의 계산 복잡도를 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복호화 장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 시 영상의 분할 구조를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 유닛(Coding Unit, CU)이 포함할 수 있는 예측 유닛(Prediction Unit, PU)의 형태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 변환 유닛(Transform Unit)의 형태를 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이스(slice), 타일(tile) 및 브릭(brick)으로 분할된 영상을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할된 영상이 부호화/복호화 되는 순서를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 타일의 분할 정보를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할된 영상의 구조를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 브릭의 분할 정보를 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할된 영상의 구조를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이스의 분할 정보를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할된 영상의 구조를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 수정된 슬라이스 분할 정보를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수정된 슬라이스 분할 정보를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할 정보를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 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.

또한, 이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "비디오의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "비디오를 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다. 여기서, 픽처는 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.

또한, 이하에서 분할 구조 정보는 분할 정보를 의미할 수 있다.

본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 슬라이스의 분할 정보를 시그널링 할 때, 비트 수를 절감하는 발명에 대한 것이다.

도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기에 앞서, 본 발명에서 사용되는 용어 및 기본 개념에 대하여 상세히 설명한다.

부호화기(Encoder): 부호화를 수행하는 장치를 의미할 수 있다.

복호화기(Decoder): 복호화를 수행하는 장치를 의미할 수 있다.

파싱(Parsing): 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.

블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이며, 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미하며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다.

샘플: 블록을 구성하는 기본 단위이며, 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1 까지의 값을 표현할 수 있다. 본 발명에서, 화소 및 픽셀은 샘플과 같은 의미로 사용될 수 있다.

유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상의 분할에 의해 생성된 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 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), 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 직사각형뿐만 아니라 정사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현할 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보에는 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

복원된 주변 유닛(Reconstructed Neighbor Unit): 부호화/복호화 대상 유닛 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화되어 복원된 유닛을 의미할 수 있다.

유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미하며, 트리 구조(Tree Structure)에서 루트 노드(Root Node)는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드(Leaf Node)는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다.

심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛 구문 요소 및 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등을 의미할 수 있다.

파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더 정보에 해당할 수 있으며, 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 하나 이상이 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트에는 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함한 의미를 가질 수 있다.

비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.

예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측 또는 화면 내 예측 및 그에 대한 보상을 수행할 때의 기본 유닛이며, 하나의 예측 유닛은 크기가 작은 복수의 파티션(Partition)으로 분할 될 수도 있다. 이 경우, 복수의 파티션 각각이 상기 예측 및 보상 수행 시의 기본 유닛이 되며, 예측 유닛이 분할된 파티션도 예측 유닛이라고 할 수 있다. 예측 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 예측 유닛의 형태는 직사각형뿐만 아니라 정사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현할 수 있는 기하학적 도형을 포함할 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 영상이 포함된 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 리스트가 사용될 수 있다.

화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 화면 간 예측 시에 부호화/복호화 대상 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향 예측 등)을 의미할 수 있으며, 부호화/복호화 대상 블록이 예측 블록을 생성할 때 사용하는 참조 영상 수를 의미할 수 있으며, 부호화/복호화 대상 블록이 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용하는 예측 블록의 수를 의미할 수 있다.

참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상에 대한 색인을 의미할 수 있다.

참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 유닛이 참조하는 영상을 의미할 수 있으며, 참조 영상을 참조 픽처라고도 지칭할 수 있다.

움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터이며, 부호화/복호화 대상 영상과 참조 영상 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있으며, mvX는 가로(horizontal) 성분, mvY는 세로(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.

정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인 등 중 적어도 하나 이상을 포함하는 움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 유닛 혹은 그 유닛의 움직임 벡터를 의미할 수 있다.

움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 움직임 벡터 후보를 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.

움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자, 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)이라고도 할 수 있다.

움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator) 뿐만 아니라 참조 영상 리스트 정보를 의미할 수 있다.

머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 머지 후보를 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.

머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합된 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 포함할 수 있으며, 머지 후보는 예측 종류 정보(prediction type information), 각 리스트에 대한 참조 영상 색인(reference picture index), 움직임 벡터(motion vector) 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.

머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 지시하는 정보를 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 하나 이상을 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 유닛을 의미할 수 있으며, 하나의 변환 유닛은 분할되어 크기가 작은 복수의 변환 유닛으로 분할될 수 있다. 변환 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 변환 유닛의 형태는 직사각형뿐만 아니라 정사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현할 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다.

스케일링(Scaling): 변환 계수 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있으며, 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.

양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화 및 역양자화에서 변환 계수 레벨(transform coefficient level)을 스케일링(scaling)할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 이때, 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 차분된 값을 의미할 수 있다.

스캔(Scan): 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있으며, 예를 들어 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 하며, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.

변환 계수(Transform Coefficient): 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값, 본 발명에서는 변환 계수에 양자화를 적용한 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level)도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.

넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 변환 계수 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 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 전송/수신되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.

일 실시예로서, 부호화 장치(100)는 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 비디오의 하나 이상의 영상들을 시간에 따라 순차적으로 부호화할 수 있다.

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(intra) 모드 및/또는 인터(inter) 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 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 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.

일 실시예로서, 예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화된 블록의 픽셀 값을 참조 화소로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 화소를 이용하여 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.

다른 실시예로서, 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. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.

움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 움직임 벡터는 인터 예측에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 또한 움직임 벡터는 현재 영상 및 참조 영상 간의 오프셋(offset)을 나타낼 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측을 의미할 수 있다.

상기 움직임 예측부(111)와 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), AMVP 모드(AMVP Mode) , 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다. 여기서, 현재 픽처 참조 모드는 부호화 대상 블록이 속한 현재 픽처 내의 기-복원된 영역을 이용한 예측 모드를 의미할 수 있다. 상기 기-복원된 영역을 특정하기 위해 현재 픽처 참조 모드를 위한 움직임 벡터가 정의될 수 있다. 부호화 대상 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화되는지 여부는 부호화 대상 블록의 참조 영상 색인을 이용하여 부호화될 수 있다.

감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다.

변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 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 계수에 양자화를 적용함으로써 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.

양자화부(140)는 변환 계수를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level)을 생성할 수 있고, 양자화된 변환 계수 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 출력, 시그널링할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 픽셀의 정보 외에 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. 따라서 엔트로피 부호화를 통해서 영상 부호화의 압축 성능이 높아질 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 Lenghth 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 또는 확률 모델을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.

엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 업라이트(up right) 스캐닝을 이용하여 블록의 계수를 스캔함으로써 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 유닛의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 업라이트 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 유닛의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 업라이트 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.

부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 전송되는 정보뿐만 아니라, 부호화 혹은 복호화 과정에서 유추될 수 있는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 화면 내 예측 방향, 움직임 정보, 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 참조 영상 리스트, 움직임 벡터 예측기, 움직임 병합 후보, 변환 종류, 변환 크기, 추가 변환 사용 유무, 루프 내 필터 정보, 잔여 신호 유무, 양자화 매개변수, 문맥 모델, 변환 계수, 변환 계수 레벨, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 정보, 타일 정보, 픽처 타입, 움직임 병합 모드 사용 유무, 스킵 모드 사용 유무, 블록 크기, 블록 깊이, 블록 분할 정보, 유닛 크기, 유닛 깊이, 유닛 분할 정보 등의 값 및/또는 통계 중 적어도 하나 이상이 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.

일 실시예로서, 상술한 정보의 집합은 부호화 파라미터 셋(Coding Parameter Set)으로 구성될 수 있다. 부호화 파라미터 셋은, 예를 들어, 포함된 정보나 기능, 역할 등에 따라 SPS(Sequences Parameter Set), PPS(Picture Parameter Set), VPS(Video Parameter Set), SEI(Supplemental enhancement information), 슬라이스 헤더(slice header) 혹은 타일 그룹 헤더(tile group header) 등으로 분류될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 하나 이상의 부호화 파라미터 셋을 이용하여, 영상의 분할 정보를 시그널링할 수 있다. 이 때, 영상의 분할 정보는 영상에 포함된 슬라이스, 타일, 브릭에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 비트수 절감을 위해 불필요한 지시자, 신택스를 제외하거나, 지시 값을 다르게 할 수 있다. 이에 대하여는 하기에서 더욱 상세하게 설명할 것이다.

한편, 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) 함으로써 생성된 신호일 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.

부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상(들)에 대하여 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복호화할 수 있고, 복호화된 영상을 참조 영상으로 저장할 수 있다. 복호화를 위해 부호화된 현재 영상에 대한 역양자화 및 역변환이 처리될 수 있다.

양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및 역변환된 계수 및 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block) 이 생성될 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) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 인루프 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.

디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.

샘플 적응적 오프셋은 부호화 에러를 보상하기 위해 픽셀 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽처에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 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 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 적응적 루프 필터가 적용될 수도 있다.

필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 도면이다.

일 실시예로서, 복호화 장치(200)는 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 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원 영상을 생성할 수 있고, 복원 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 비트스트림으로부터 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 대상 블록인 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)는 수신된 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level) 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법과 유사할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다. 일 실시예로서, 엔트로피 복호화부(210)는 수신된 비트스트림에 포함된 영상의 분할 구조 정보를 복호화할 수 있다. 이 때 영상의 분할 구조 정보는 타일 분할 구조 정보, 브릭 분할 구조 정보, 슬라이스 분할 구조 정보를 포함할 수 있으며, 부호화기로부터 복호화기로 시그널링 될 수 있다. 이 때, 영상의 분할 구조 정보는 SPS (sequences parameter set), PPS (picture parameter set), VPS (video parameter set), SEI (supplemental enhancement information), slice header, tile group header 중 적어도 하나 이상의 파라미터 셋을 이용하여 부호화기에서 복호화기로 전송될수 있다. 한편, 영상의 분할 구조 정보에 포함될 수 있는 지시자, 신택스에 할당되는 비트 수 절감을 위하여, 일련의 지시자, 신택스를 제외시키거나, 지시 값을 달리 할 수 있는데, 이에 대하여는 하기에서 더욱 상세하게 설명할 것이다.

엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 업라이트(up right) 스캐닝을 이용하여 블록의 계수를 스캔함으로써 2차원 블록 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 유닛의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 업라이트 스캔 대신 수직 스캔, 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 유닛의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 업라이트 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.

양자화된 변환 계수 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 변환 계수 레벨이 역양자화 및 역변환 된 결과로서, 복원된 잔여 블록이 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.

인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 픽셀 값을 이용하는 공간적 예측을 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 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 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode) , 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다. 여기서, 현재 픽처 참조 모드는 복호화 대상 블록이 속한 현재 픽처 내의 기-복원된 영역을 이용한 예측 모드를 의미할 수 있다. 상기 기-복원된 영역을 특정하기 위해 현재 픽처 참조 모드를 위한 움직임 벡터가 이용될 수 있다. 복호화 대상 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화된 블록인지 여부를 나타내는 플래그 혹은 인덱스가 시그널링될 수도 있고, 복호화 대상 블록의 참조 영상 색인을 통해 유추될 수도 있다. 현재 픽처 참조 모드를 현재 픽처는 복호화 대상 블록을 위한 참조 영상 리스트 내에서 고정된 위치(예를 들어, refIdx=0인 위치 또는 가장 마지막 위치)에 존재할 수 있다. 또는, 참조 영상 리스트 내에 가변적으로 위치할 수도 있으며, 이를 위해 현재 픽처의 위치를 나타내는 별도의 참조 영상 색인이 시그널링될 수도 있다.

복원된 잔여 블록 및 예측 블록은 가산기(255)를 통해 더해질 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 더해짐에 따라 생성된 블록은 필터부(260)를 거칠 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹(deblocking) 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 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. 여기서 부호화 유닛은 코딩 유닛을 의미할 수 있다. 유닛은 1) 구문 요소(syntax element) 및 2) 영상 샘플들을 포함하는 블록을 합쳐서 지칭하는 용어일 수 있다. 예를 들면, "유닛의 분할"은 "유닛에 해당하는 블록의 분할"을 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.

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. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보(depth)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 상기 깊이 정보는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 상기 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.

분할 구조는 LCU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. CU는 영상을 효율적으로 부호화하기 위한 유닛일 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. 분할된 CU는 동일한 방식으로 가로 크기 및 세로 크기가 감소된 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다.

이때, CU의 분할은 기정의된 깊이까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고 각 CU마다 저장될 수 있다. 예컨대, LCU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, LCU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다.

LCU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 복수의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소한다.

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 분할되었다고 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, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 32x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다.

도 3을 참조하면, 깊이가 0인 LCU는 64x64 화소들일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 화소들일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 이때, LCU인 64x64 화소들의 CU는 깊이 0으로 표현될 수 있다. 32x32 화소들의 CU는 깊이 1로 표현될 수 있다. 16x16 화소들의 CU는 깊이 2로 표현될 수 있다. SCU인 8x8 화소들의 CU는 깊이 3으로 표현될 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 0이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 1이면, CU가 분할될 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다양한 영상 분할 방식에 따라 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 예측 유닛(PU)의 형태를 도시한 도면이다.

일 실시예로서, 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit, LCU)로부터 분할된 CU 중 더 이상 분할되지 않는 CU는 하나 이상의 예측 유닛(Prediction Unit; PU)들로 나뉘어질 수 있다. 이러한 처리 또한, 분할로 칭해질 수 있다.

일 실시예로서, PU는 예측에 대한 기본 단위일 수 있다. PU는 스킵(skip) 모드, 화면 간 모드 및 화면 내 모드 중 어느 하나로 부호화 및 복호화될 수 있다. PU는 모드에 따라서 다양한 형태로 분할될 수 있다.

다른 실시예로서, 부호화 유닛은 예측 유닛으로 분할되지 않을 수 있으며, 이 때 부호화 유닛과 예측 유닛은 동일한 크기를 가질 수 있다.

도 4a에서 도시된 것과 같이, 스킵 모드에서는, CU 내에 분할이 존재하지 않을 수 있다. 스킵 모드에서는 분할 없이 CU와 동일한 크기를 갖는 2Nx2N 모드(410)가 지원될 수 있다.

화면 간 모드에서는, CU 내에서 8가지로 분할된 형태들이 지원될 수 있다. 예를 들면, 화면 간 모드에서는 2Nx2N 모드(410), 2NxN 모드(415), Nx2N 모드(420), NxN 모드(425), 2NxnU 모드(430), 2NxnD 모드(435), nLx2N 모드(440) 및 nRx2N 모드(445)가 지원될 수 있다. 화면 내 모드에서는, 2Nx2N 모드(410) 및 NxN 모드(425)가 지원될 수 있다.

여기서, 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit)은 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성될 수 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드 트리(quad tree), 바이너리 트리(binary tree), 터너리 트리(ternary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 픽셀 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.

도 4b에서 수직으로 분할된 바이너리 트리(SPLIT_BT_VER), 수평으로 분할된 바이너리 트리(SPLIT_BT_HOR), 수직으로 분할된 터너리 트리(SPLIT_TT_VER), 수평으로 분할된 터너리 트리(SPLIT_TT_HOR)는 분할된 각각의 파티션이 CU이자 PU이자 TU가 되어 부호화 될 수 있다. 일예로, 하나의 코딩 블록이 SPLIT_TT_VER인 경우, 2개의 직사각형 형태의 파티션 각각은 직사각형 가로 및 세로 크기와 동일한 크기 및 형태의 CU, PU 및 TU 로 부호화 될 수 있다.

여기서 부호화 트리 블록(Coding Tree Block)이란, Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 변환 유닛(TU)의 형태를 도시한 도면이다.

변환 유닛(Transform Unit; TU)은 CU 내에서 변환, 양자화, 역변환 및 역양자화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다. TU는 정사각형 형태 또는 직사각형 등의 형태를 가질 수 있다. TU는 CU의 크기 및/또는 형태에 의존적으로(dependent) 결정될 수도 있다.

LCU로부터 분할된 CU 중, 더 이상 CU들로 분할되지 않는 CU는 하나 이상의 TU들로 분할될 수 있다. 이때, TU의 분할 구조는 쿼드트리(quad-tree) 구조일 수 있다. 예컨대, 도 5에서 도시된 것과 같이, 하나의 CU(510)가 쿼드트리 구조에 따라서 한 번 혹은 그 이상 분할될 수 있다. 하나의 CU가 한 번 이상으로 분할 될 경우 재귀적으로 분할된다고 할 수 있다. 분할을 통해, 하나의 CU(510)는 다양한 크기의 TU들로 구성될 수 있다. 또는, CU를 분할하는 수직 선(vertical line) 및/또는 수평 선(horizontal line)의 개수에 기초하여 하나 이상의 TU로 분할될 수도 있다. CU는 대칭형의 TU로 분할될 수도 있고, 비대칭형의 TU로 분할될 수도 있다. 비대칭형의 TU로의 분할을 위해 TU의 크기/형태에 관한 정보가 시그널링될 수도 있고, CU의 크기/형태에 관한 정보로부터 유도될 수도 있다.

또한, 부호화 유닛은 변환 유닛으로 분할되지 않고, 부호화 유닛과 변환 유닛은 동일한 크기를 가질 수 있다.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이스(slice), 타일(tile) 및 브릭(brick)으로 분할된 영상을 나타낸 도면이다.

본 발명이 제안하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체는, 하나의 영상(picture)이 효율적인 영상의 부호화 및 복호화를 위하여, 슬라이스(slice), 타일(tile), 브릭(brick) 등의 단위로 분할될 수 있음을 기반으로 한다. 따라서, 본 발명의 상세한 실시예를 설명하기에 앞서, 우선 영상 분할 단위 및 단위의 정의에 대하여 살펴볼 것이다.

먼저, 하나의 영상(picture)은 적어도 하나 이상의 슬라이스(slice)로 분할될 수 있다. 이때 분할된 임의의 슬라이스는 적어도 하나 이상의 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)로 구성될 수 있다. 이 때, 슬라이스는 임의의 형태를 가질 수 있으며, 일 예로 하나의 슬라이스는 적어도 하나 이상의 CTU로 구성된, 정사각형 및/또는 직사각형 형태를 가질 수 있다. CTU의 크기 및/또는 형태는 가로x세로의 크기가 2Nx2N의 정사각형 형태를 가질 수 있으며, 일 예로, 128x128 크기를 가질 수 있다.

이때, 한 장의 픽처(picture)가 적어도 하나 이상의 슬라이스로 분할 되었고, 분할된 모든 슬라이스가 직사각형 및/또는 정사각형 형태를 가지는 경우, 픽처는 직사각형 슬라이스(rectangular slice)로 분할 되었다고 정의할 수 있다.

한편, 한 장의 픽처가 적어도 하나 이상의 슬라이스로 분할되었고, 분할된 모든 슬라이스 중 적어도 하나 이상의 슬라이스가 직사각형 및/또는 정사각형 형태가 아닌 경우, 픽처는 래스터-스캔 슬라이스(raster-scan slice)로 분할 되었다고 정의 할 수 있다. 일 예로, 하나의 픽처가 복수 개의 타일로 구성된 경우, 임의의 래스터-스캔 슬라이스는 해당 픽처의 타일 래스터-스캔 순서에 따른 타일 시퀀스(tile sequence)로 구성될 수 있다.

직사각형 형태의 슬라이스(Rectangular slice) 및/또는 래스터-스캔 슬라이스(raster-scan slice)는 다시 적어도 하나 이상의 타일(tile)로 분할될 수 있는데, 이 경우 각 타일은 적어도 하나 이상의 브릭(brick)으로 분할 될 수 있다. 이때 분할된 임의의 브릭(brick)은 타일을 구성하는 CTU 행(row)으로써 구성될 수 있다.

일 실시예로서, 하나의 타일(tile)이 브릭으로 분할 되지 않은 경우, 해당 타일은 그 자체가 하나의 브릭으로 간주될 수 있는 반면, 하나의 타일이 다수의 브릭으로 분할 된 경우에는, 타일에서 분할된 임의의 브릭을 타일로 간주할 수 없다.

적어도 하나 이상의 타일 및/또는 브릭을 가리키는 타일 및/또는 브릭 인덱스(index, idx)는 항상 0에서 시작될 수 있다.

상술된 슬라이스, 타일, 브릭의 정의에 따르면, 하나의 슬라이스는 하나의 타일 및/또는 브릭으로 구성될 수 있거나 또는 복수개의 타일 및/또는 브릭으로 구성될 수 있다. 이때, 임의의 한 슬라이스가 복수개의 타일 및/또는 브릭으로 구성된 경우, 각 브릭은 픽처 및/또는 해당 브릭을 포함하는 슬라이스 내의 브릭 래스터-스캔(brick raster-scan) 순서에 따라 부/복호화 될 수 있다.

한편, 상술된 바는 일 실시예에 해당하므로, 상기에서 설명한 바와 달리, 픽처를 구성하는 복수 개의 타일 및/또는 브릭 각각은 하나의 슬라이스로 정의될 수 있으며, 또는 하나의 타일이 복수개의 슬라이스로 분할 되고, 분할된 슬라이스 내에서 복수개의 브릭으로 분할되는 것도 가능할 수 있다.

일 예로서, 하나의 픽처가 가로로 18개, 세로로 12개의 CTU로 구성된다고 가정하면, 도 6과 같이 3개의 래스터-스캔 슬라이스(raster-scan slice) 및 12개의 타일(tile)로 구성될 수 있다.

일 예로, 하나의 픽처가 가로로 18개, 세로로 12개의 CTUs로 구성될 때, 도 7과 같이 9개의 직사각형 슬라이스(rectangular slice) 및 24개의 타일(tile)로 구성될 수 있다.

일 예로, 도 8과 같이 하나의 픽처는 4개의 타일로 구성되고, 좌측 상단의 제1사분면의 타일은 곧 브릭으로 간주될 수 있으며, 우측 상단의 제2사분면 타일은 2개의 슬라이스 및 각 슬라이스가 2개 및 3개의 브릭으로 분할되어 5개의 브릭으로 구성될 수 있다. 또한, 좌측 하단의 제3사분면 타일은 2개의 브릭으로 구성되며, 우측 하단의 제4사분면 타일은 3개의 브릭으로 구성될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 8은 4개의 타일, 11개의 브릭, 4개의 직사각형 형태의 슬라이스로 구성될 수 있음을 보여주고 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할된 영상이 부호화/복호화 되는 순서를 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 타일의 분할 정보를 나타낸 도면이다.

일 예로, 가로 및 세로 해상도가 1,920x1,080인 영상이 존재할 때, CTU의 크기가 128x128이면, 영상은 가로로 총 15개의 CTU, 세로로 9개의 CTU로 구성될 수 있다.

이때, 도 9와 같이 2개의 직사각형 슬라이스, 12개의 타일이 존재하고 각 슬라이스가 6개의 타일로 구성되었다고 가정한다. 또한, 일 실시예로서, 도 9의 픽처에 구성된 브릭의 개수가 15개인 이유는, 도 9의 가장 우측의 열(column)에 위치한 3개의 타일이 각각 2개의 브릭으로 분할되었고, 나머지 타일은 모두 하나의 브릭으로 간주될 수 있음에 따라 브릭의 총 개수는 15로 볼 수 있다. 15개의 브릭으로 구성된 픽처에 대해 파라미터 셋 중 PPS(Picture Parameter Set)를 이용하여 영상의 분할 구조 정보를 시그널링 한다고 가정한다. 다만, 이는 일 실시예에 해당하므로, 슬라이스, 타일, 브릭이 다르게 구성될 수 있음은 자명하며, SPS (sequences parameter set), VPS (video parameter set), SEI (supplemental enhancement information), 슬라이스 헤더(slice header), 타일 그룹 헤더(tile group header) 등의 파라미터 셋을 이용하여 영상의 분할 구조 정보를 시그널링하는 것도 가능하다고 할 것이다.

일 실시예로서, 도 9에 명시된 숫자는 슬라이스 및/또는 타일에 속한 CTU가 래스터-스캔(raster-scan) 방식에 따라 실제 부/복호화 되는 순서를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 9에서 첫 번째 슬라이스의 첫 번째 타일은 래스터-스캔에 따라 부/복호화 되는 순서를 나타낼 수 있다.

일 예로, 도 9의 화면분할 정보를 PPS를 통해 시그널링 할 때, 타일의 분할 정보는 도 10과 같이 구성될 수 있다.

도 10에 따르면, 타일의 분할 정보는 현재 픽처가 하나의 타일로 구성되었는지 여부에 대한 플래그 single_tile_in_pic_flag를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9는 복수개의 타일로 분할된 경우에 해당되어 single_tile_in_pic_flag가 거짓(0)으로 전송될 수 있다. 한편, 현재 픽처가 하나의 타일로 구성되면 single_tile_in_pic_flag는 1일 수 있다.

일 실시예로서 현재 픽처가 복수개의 타일로 구성된 경우, single_tile_in_pic_flag는 0으로 설정될 수 있다(!single_tile_in_pic_flag). 이 경우 부호화기는 픽처를 구성하는 복수 개 타일의 구성 정보를 전송하게 된다. 또한, 이 때, 타일 분할 정보에는 복수개의 타일들이 동일한 가로 및 세로 크기의 직사각형 및/또는 정사각형 형태를 가지는 지에 대한 유무에 대한 플래그 uniform_tile_spacing_flag를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 9는 타일들이 서로 다른 크기의 타일로 구성되었음에 따라 uniform_tile_spacing_flag가 거짓(0)으로 전송될 수 있다. 한편, 현재 픽처의 복수 개의 타일들이 모두 일정한 크기의 타일로 구성되면, uniform_tile_spacing_flag는 1일 수 있다.

일 실시예로서, 복수개의 타일들이 동일한 가로 및 세로 크기의 직사각형 및/또는 정사각형 형태를 가지는 경우, 즉 uniform_tile_spacing_flag가 참(1)인 경우, 타일의 가로 크기 및 세로 크기를 전송할 수 있다. 이때 전송되는 가로 크기는 tile_cols_width_minus1가 (총 열(column) 개수 - 1)로 지시할 수 있으며, 세로 크기 tile_rows_height_minus1가 CTU의 개수 - 1 혹은 (총 행(row) 개수 - 1)로 지시할 수 있다. 이 때, 예외적으로 픽처의 가장 좌측, 혹은 우측 및/또는 하단에 위치한 타일들은 픽처의 크기로 인해 시그널링 되는 타일의 가로 크기 및/또는 세로 크기를 가지지 못할 수 있다. 즉, 다른 타일과 크기가 다를 수 있다.

또한, 각 타일의 행 및 열의 크기를 tile_column_width_minus1[i] 및 tile_row_height_minus1[i]으로 나타낼 수 있다. 이때 i 및 j는 각각 타일의 열(column) 및 행(row)의 인덱스로 정의할 수 있으며, tile_column_width_minus1[i]는 i번째 타일의 열, 즉 가로 크기로써 타일 분할 정보에 포함될 수 있다. tile_row_height_minus1[i]는 i번째 타일의 행, 즉 세로 크기로써 타일 분할 정보에 포함될 수 있다. 이때, 타일의 가로 크기 및 세로 크기가 동일하면, tile_column_width_minus1[i]와 tile_row_height_minus1[i]는 (CTU개수 -1)를 지시할 수 있다.

일 실시예로서, 복수개의 타일들이 동일한 가로 및 세로 크기의 직사각형 및/또는 정사각형 형태를 가지지 않는 경우, 즉 플래그 uniform_tile_spacing_flag가 거짓(0)인 경우, 현재 픽처를 구성하는 타일의 열(column)의 개수 및 행(row)의 개수를 전송할 수 있다. 이때 타일의 열(column)의 개수 및 행(row)의 개수는 num_tile_columns_minus1 및 num_tile_rows_minus1로 지시할 수 있다.

예를 들어, 도 9는 총 12개의 타일로 구성되어 있는데, 가장 좌측의 세 타일과 나머지 9개의 타일은 크기가 상이하여, uniform_tile_spacing_flag가 0으로 지시될 수 있다. 나머지 9개의 타일에 대한 크기를 나타낼 때, num_tile_columns_minus1은 3, num_tile_rows_minus1은 2로 설정될 수 있다.

상기의 플래그, 변수 및 지시자들은 타일 분할 정보에 포함될 수 있으며, 이는 일 실시예를 나타낸 것이므로 이에 한정되는 것은 아니다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 타일로 분할된 픽처를 나타낸 도면이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 분할된 영상에 포함된 브릭의 분할 정보를 나타낸 도면이다. 보다 상세하게는, 도 11은 도 9와 동일하게 12개의 타일을 갖는 픽처로서, 일 예로, 영상 부호화기가 현재 픽처가 상술한 도 10의 타일 분할 정보를 복호화기에 시그널링함에 따라 도 11과 같이 타일이 분할 되었음을 알려준 후, 타일에 포함되는 브릭의 분할 정보를 하나 이상의 파라미터 셋을 통해 복호화기에 알릴 때, 브릭 분할 정보를 구성하는 예를 도 12로서 나타낸 것이다. 상술한 바와 같이, 파라미터 셋에는 SPS, PPS, SEI 등이 포함될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 11의 12개의 타일 중에서 적어도 하나 이상의 타일이 브릭으로 분할되었는지 유무를 플래그 brick_splitting_present_flag로서 지시할 수 있으며, 브릭 분할 정보에 포함될 수 있다. 일 예로, 도 11의 12개 타일 중 인덱스가 3, 7, 11인 타일이 복수 개의 브릭으로 분할 된 경우, brick_splitting_present_flag는 참(1)으로 지시될 수 있다.

일 실시예로서, 적어도 하나 이상의 타일이 복수 개의 브릭으로 분할 된 경우, 즉 플래그 brick_splitting_present_flag가 참(1)인 경우, 현재 픽처의 분할된 모든 타일 각각에 대해 해당 타일이 복수 개의 브릭으로 분할 되었는지 유무를 플래그 brick_split_flag[i]로 각각 지시할 수 있다. 이때 i는 도 11에 도시한 숫자와 같이 현재 픽처 내에 분할된 타일들의 래스터-스캔(raster-scan) 순서상 인덱스로 나타낼 수 있다. 일 예로, 도 11의 인덱스가 3, 7, 11인 타일이 복수 개의 브릭으로 분할 된 경우, brick_split_flag[3], brick_split_flag[7], brick_split_flag[11]은 모두 참(1)으로 지시될 수 있다.

일 실시예로서, i번째 타일이 브릭으로 분할 된 경우, 즉 brick_split_flag[i]가 참(1)인 경우, 해당 타일 내의 브릭의 세로 크기가 균등하게 분할 되었는지 유무를 플래그 uniform_brick_spacing_flag[i]로 지시할 수 있다.

일 실시예로서, i번째 타일이 균등한 세로 크기를 가지는 브릭으로 분할 된 경우, 즉 uniform_brick_spacing_flag[i]가 참(1)인 경우, 균등한 세로 크기에 대한 정보를 플래그 brick_height_minus1[i]를 통해 지시할 수 있다. 이때, 브릭의 균등한 세로 크기(brick_height_minus1[i])는 (CTU의 개수-1)의 값으로 지시될 수 있다.

일 실시예로서, i번째 타일이 서로 다른 세로 크기를 가지는 브릭으로 분할 된 경우, 즉 uniform_brick_spacing_flag[i]가 거짓(0)인 경우, 해당 타일에서 분할된 복수개의 브릭 개수는 num_brick_rows_minus1[i]로, 각 브릭의 세로 크기에 대한 정보는 brick_row_height_minus1[i][j]로 지시될 수 있다. 이때, 각 브릭의 세로 크기인 brick_row_height_minus1[i][j]는 (CTU의 개수-1)의 값으로 지시될 수 있으며, j는 i번째 타일의 j번째 브릭을 지시하는 데 사용되는 변수일 수 있다.

일 예로, 상기 도 9에서 인덱스가 3 및 7 타일이 서로 다른 세로 크기를 가지는 2개의 브릭으로 분할 된 경우, 인덱스가 3인 타일에 포함된 브릭의 개수는 2이고, 인덱스가 7인 타일에 포함된 브릭의 개수는 2이므로, 각각을 지시하는 num_brick_rows_minus1[3] 및 num_brick_rows_minus1[7]은 2-1=1로 지시될 수 있다.

인덱스가 3 및 7인 타일의 첫 번째 브릭의 세로 크기는 둘다 2이므로, 이를 각각 지시하는 brick_row_height_minus1[3][0] 및 brick_row_height_minus1[7][0]은 2-1=1일 수 있다. 인덱스가 3 및 7인 타일에 포함된 브릭의 개수는 각각 2개이므로 두번째 브릭의 세로 크기는, 예를 들어, 타일의 세로 크기로부터 첫 번째 브릭의 세로 크기를 감하는 방식 등으로, 별도 시그널링 없이 묵시적으로 유도될 수 있다.

일 예로, 도 9에서 인덱스가 11인 타일이 서로 다른 세로 크기를 가지는 2개의 브릭으로 분할 된 경우, 브릭의 개수인 num_brick_rows_minus1[11]은 2-1=1로 지시될 수 있으며, 인덱스가 11인 타일의 첫 번째 브릭의 세로 크기는 1이므로, 이를 가리키는 brick_row_height_minus1[11][0]은 1-1=0일 수 있으며, 전체 브릭의 개수가 2개이므로 두번째 브릭의 세로 크기는 별도 시그널링 없이 묵시적으로 유도될 수 있으며, 이는 상술한 바와 동일한 방식으로 유도될 수 있다.

상기의 플래그, 변수 및 지시자들은 브릭 분할 정보에 포함될 수 있으며, 이는 일 실시예를 나타낸 것이므로 이에 한정되는 것은 아니다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 분할된 영상을 나타낸 도면이며, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이스 분할 정보를 나타낸 도면이다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 분할된 영상의 구조를 나타낸 도면이다.

일 예로, 현재 픽처가 상술한 도 10 및 도 12의 시그널링에 따라 도 13과 같이 복수개의 타일 및/또는 브릭으로 분할 되었음을 지시한 후, 하나 이상의 파라미터 셋을 통해 슬라이스의 분할 정보를 도 14와 같이 구성할 수 있다. 또한, 파라미터 셋에는 SPS, PPS, SEI 등이 포함될 수 있으며, 이는 상술한 바와 동일할 수 있다. 다만, 이는 일 실시예에 해당하므로, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 13에서 하나의 타일은 하나의 브릭으로 간주될 수 있으며, 따라서 현재 픽처는 총 15개의 브릭으로 분할 되었다고 간주될 수 있다. 이때, 현재 픽처 내에 분할된 브릭들의 래스터-스캔(raster-scan) 순서를 나타내는 인덱스(brick_idx)는 도 13에 도시한 숫자와 같이 나타낼 수 있다.

도 13과 같이 분할된 모든 브릭 각각이 하나의 슬라이스로 구성될 수 있는지에 대한 유무는 플래그 single_brick_per_slice_flag로서 지시될 수 있으며, 이는 영상 분할 정보에 포함될 수 있다. 일 실시예로서 single_brick_per_slice_flag가 참(1)인 경우, 도 15와 같이 현재 픽처 내의 15개의 브릭은 15개의 슬라이스로 구성될 수 있음을 지시할 수 있다.

일 실시예로서 single_brick_per_slice_flag가 거짓(0)인 경우, 현재 픽처의 슬라이스가 직사각형 슬라이스(rectangular slice)가 맞는지 유무는 플래그 rect_slice_flag로 지시될 수 있다.

일 실시예로서 rect_slice_flag가 참(1)이고, 하나의 슬라이스에 적어도 2개 이상의 복수개 브릭으로 구성되는 경우 (!single_brick_per_slice_flag), 현재 픽처에 포함된 슬라이스의 총 개수에서 1을 뺀 값(num_slices_in_pic_minus1)으로 지시될 수 있다.

복수개의 슬라이스 각각에 대해 도 13에 정의된 brick_idx를 이용하여 현재 픽처를 구성하는 각 슬라이스의 top_left_brick_idx[i], bottom_right_brick_idx_delta[i]를 구성하여, 영상 분할 정보에 포함시킬 수 있다.

이때 i는 현재 픽처에 포함된 복수개의 슬라이스 중, 현재 픽처에서 래스터-스캔(raster-scan) 순서에 따라 i번째 슬라이스를 나타낼 수 있다. 이때, 첫번째 슬라이스의 top_left_brick_idx[0]은 0의 값을 가지기 때문에, 두번째 슬라이스부터 top_left_brick_idx[i] (i > 0) 을 지시할 수 있다.

예를 들어, 상술한 도 9와 같이 2개의 직사각형 슬라이스가 존재하는 경우, 첫 번째 슬라이스의 bottom_right_brick_idx_delta[0]은 11일 수 있으며, 두 번째 슬라이스의 top_left_brick_idx[1] 및 bottom_right_brick_idx_delta[1]은 각각 2 및 12일 수 있다. 여기서 bottom_right_brick_idx_delta는 bottom_right_brick_idx와 top_left_brick_idx의 차이값으로 정의될 수 있다.

한편, 도 14의 if(rect_slice_flag && !single_brick_per_slice_flag)는 if(rect_slice_flag)로 변경될 수 있다. 일 예로, 만약 rect_slice_flag가 명시적으로 지시되지 않는 경우에는, 묵시적으로 거짓(0)으로 간주될 수 있다. 이 경우, 조건문의 검사는 rect_slice_flag에 대해서만 수행할 수 있다.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 수정된 슬라이스 분할 정보를 나타낸 도면이며, 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수정된 슬라이스 분할 정보를 나타낸 도면이다. 보다 상세하게는, 도 16은 도 14의 슬라이스 분할 정보를 기반으로 하고, 도 17은 도 16의 슬라이스 분할 정보를 기반으로 하되, 비트수 절감을 위하여 슬라이스 분할 정보의 일부를 수정한 것이다.

도 14에서 적어도 하나 이상의 슬라이스의 분할 정보를 brick_idx를 통해 시그널링 할 때, 제일 첫 번째 슬라이스가 아닌 경우 (i>0), top_left_brick_idx[i]는 0보다 큰 양의 정수를 가질 수 있다. 이 경우, 비트수를 절감하기 위해 top_left_brick_idx[i] 대신 top_left_brick_idx_minusN[i]를 통해, 시그널링 하는 값을 줄일 수 있다. 상기 변수 명의 minusN에서 N은 0보다 큰 양의 정수를 가진다.

일 예로, 도 16과 같이 N이 1인 경우, top_left_brick_idx_minus1[i]의 신택스를 통해 비트수를 절감할 수 있다.

일 예로, 도 13에서 첫 번째 슬라이스가 아닌 임의의 i번째 슬라이스의 좌측 상단 (top_left) 및 우측 하단(bottom_right)의 brick_idx가 6 및 14라고 할 때, top_left_brick_idx[i] 및 bottom_right_brick_idx_delta[i]는 각각 6 및 8의 값을 가질 수 있다. 이때 상기 top_left_brick_idx[i] 및 bottom_right_brick_idx_delta[i]를 포함하는 슬라이스 분할 정보를 수신한 복호화기는, 묵시적으로 top_left 및 bottom_right의 brick_idx를 6 및 14로 유도할 수 있다.

이 때, 도 13에서 첫 번째 슬라이스가 아닌 임의의 i번째 슬라이스의 top_left 및 bottom_right의 brick_idx가 6 및 14라고 할 때, 도 16에서 top_left_brick_idx_minus1[i] 및 bottom_right_brick_idx_delta[i]는 각각 5 및 8의 값을 가질 수 있으므로, 비트 수가 절감될 수 있다. 이때 top_left_brick_idx_minus1[i] 및 bottom_right_brick_idx_delta[i]를 포함하는 슬라이스 분할 정보를 수신한 복호화기는 top_left_brick_idx_minus1인 5를 파싱하여, top_left_brick_idx을 5+1=6으로 유도한 후, delta 값인 8을 더해 bottom_right의 brick_idx은 6+8=14로 유도될 수 있다.

일 실시예로서, 도 16의 top_left_brick_idx_minus1 신택스를 통해 비트수를 절감하면서 동시에 bottom_right_brick_idx의 비트수를 절감하기 위해, 도 17을 참조하여 bottom_right_brick_idx_minusN 및/또는 bottom_right_brick_idx_minusN_delta 신택스를 이용하는 일 실시예에 대하여 설명한다. 이때, minusN의 N은 1보다 같거나 큰 양의 정수로 나타낼 수 있으며, 하기 실시예에서 N은 1로 설정한 신택스에 대해 상술하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

여기서, bottom_right_brick_idx_minus1_delta는 bottom_right_brick_idx_minus1과 top_left_brick_idx_minus1의 차이값으로 정의될 수 있다.

일 예로, 현재 픽처의 모든 슬라이스들이 적어도 2개 이상의 타일 및/또는 브릭으로 구성되었다는 정보가 명시적으로 전송되거나 또는 묵시적으로 유도될 때, 도 17과 같이 슬라이스 분할 정보를 구성함에 따라 비트수를 절감할 수 있다.

이때, 일 실시예로서, 현재 픽처의 인덱스가 1인, 첫 번째 슬라이스에 대한 분할 정보는 top_left_brick_idx가 0이므로, bottom_right_brick_idx_minus1만 시그널링 할 수 있다.

나머지 슬라이스에 대한 분할 정보는 도 16에 상술한 바와 같이 top_left_brick_idx_minus1을 이용하여 비트수를 절감할 수 있으며, bottom_right_brick_idx_minus1_delta를 통해, bottom_right_brick_idx를 유도할 수 있다.

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 분할 정보를 나타낸 도면이다. 이때 영상은 슬라이스, 타일 브릭 등의 단위로 분할된 것일 수 있으며, 현재 픽처를 의미할 수 있다.

일 실시예로서, 현재 픽처가 단일 슬라이스 내에 도 13과 같은 분할 구조로 타일 및/또는 브릭으로 구성된 경우, 도 14에서 설명한 바와 같이 불필요한 신택스가 영상 분할 정보에 포함될 수 있으므로, 현재 픽처가 단일(하나의) 슬라이스를 가진다는 정보를 지시해야 할 수 있다.

일 실시예로서, 현재 픽처가 곧 하나의 슬라이스이고 도 13의 분할 구조를 가질 때, 도 14의 single_brick_per_slice_flag 지시자는 0이 되어 rect_slice_flag, num_slices_in_pic_minus1, bottom_right_brick_idx_delta가 필요할 수 있다. 특히 이 경우, 하나의 픽처가 하나의 슬라이스를 가질 때, top_left_brick_idx는 0이기 때문에 화면해상도가 커질 수록 bottom_right_brick_idx_delta에 대한 오버헤드가 증가할 수 있다.

따라서 도 18의 실시예와 같이, 현재 픽처가 단일(하나의) 슬라이스를 가진다는 영상 분할 정보를 시그널링 후, 복수 개의 슬라이스를 가지는 경우에 한해서만 도 14의 시그널링 방법을 수행할 수 있다.

도 19은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 나타낸 도면이다. 일 실시예로서, 도 19의 영상 부호화 방법은 도 1의 영상 부호화기에 의해 수행되는 것일 수 있다. 상기의 설명은 도 19의 실시예와 배치되지 않는 한 도 19의 실시예에도 적용될 수 있다.

일 실시예로서, 영상 부호화기에 포함된 엔트로피 부호화부에 의해, 타일, 브릭, 슬라이스를 포함하는 영상의 분할 구조 정보를 부호화(S1901)할 수 있다. 일 실시예로서, 영상의 분할 구조 정보에는 타일 분할 구조 정보, 브릭 분할 구조 정보, 슬라이스 분할 구조 정보 등이 포함될 수 있으며, 이는 상기에서 설명한 바와 동일할 수 있다. 다만, 이는 일 실시예에 해당하므로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

이후, 상기 부호화된 영상의 분할 구조 정보를 시그널링(S1902)할 수 있다. 이 때, 부호화된 영상의 분할 구조 정보는 복호화기에 시그널링될 수 있다. 영상의 분할 구조 정보는 부호화 되어 하나 이상의 부호화 파라미터 셋에 포함되어 시그널링 될 수 있다. 상술한 바와 같이 부호화 파라미터 셋은, 예를 들어, SPS, PPS, SEI, 슬라이스 헤더, 타일 그룹 헤더일 수 있다.

도 19의 일 실시예에서는 영상의 분할 구조 정보에 타일 분할 정보, 브릭 분할 정보, 슬라이스 분할 정보가 포함되어 있으나, 이는 일 실시예에 해당하므로, 각각 별개의 정보로서 구성되는 것도 가능하다. 예를 들어, 타일 분할 정보를 시그널링하고, 브릭 분할 정보를 시그널링한 뒤, 슬라이스 분할 정보를 시그널링할 수 있다. 다만, 타일, 브릭, 슬라이스 분할 정보 각각을 시그널링 하는 순서는 달라질 수 있으며, 상기에 한정되는 것은 아니다.

도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 나타낸 도면이다. 일 실시예로서, 도 21의 영상 부호화 방법은 도 2의 영상 복호화기에 의해 수행되는 것일 수 있다. 상기의 설명은 도 21과 배치되지 않는 한 도 21의 실시예에도 적용될 수 있다.

일 실시예로서, 부호화된 영상의 분할 구조 정보를 수신(S2101)할 수 있다. 영상의 분할 구조 정보는 부호화기로부터 송신된 것일 수 있으며, 해당 영상은 타일, 브릭, 슬라이스 등의 단위로 분할된 것일 수 있다. 또한, 영상의 분할 구조 정보는 하나 이상의 부호화 파라미터 셋에 포함되었을 수 있다. 상술한 바와 같이, 부호화 파라미터 셋은, 예를 들어, SPS, PPS, SEI, 슬라이스 헤더, 타일 그룹 헤더 등일 수 있다.

영상의 분할 구조 정보에 포함된 타일 분할 구조 정보를 복호화(S2102)할 수 있다. 이 때 타일 분할 구조 정보는 상기에서 설명한 바와 동일하게 구성될 수 있다.

영상의 분할 구조 정보에 포함된 브릭 분할 구조 정보를 복호화(S2103)할 수 있다. 이 때 브릭 분할 구조 정보는, 상기에서 설명한 바와 동일하게 구성될 수 있다.

영상의 분할 구조 정보에 포함된 슬라이스 분할 구조 정보를 복호화(S2104)할 수 있다. 이 때 슬라이스 분할 구조 정보는, 상기에서 설명한 바와 동일하게 구성될 수 있다.

한편, 도 20은 본 발명의 일 실시예에 해당하므로, 슬라이스 분할 구조 정보, 브릭 분할 구조 정보, 타일 분할 구조 정보의 복호화(S2002, S2003, S2004)는 단계는 동시에 수행되는 것도 가능하며, 도 21에 도시된 순서와 다르게 수행될 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.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

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 특허 청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 부호화 장치
111: 움직임 예측부
112: 움직임 보상부
115: 스위치
120: 인트라 예측부
125: 감산기
130: 변환부
140: 양자화부
150: 엔트로피 부호화부
160: 역양자화부
170: 역변환부
175: 가산기
180: 필터부
190: 참조 픽처 버퍼

Claims (1)

1. 부호화된 영상의 분할 구조 정보를 수신하는 단계;
   상기 영상의 분할 구조 정보에 포함된 타일 분할 구조 정보를 복호화하는 단계;
   상기 영상의 분할 구조 정보에 포함된 브릭 분할 구조 정보를 복호화하는 단계;
   상기 영상의 분할 구조 정보에 포함된 슬라이스 분할 구조 정보를 복호화하는 단계;를 포함하되,
   상기 영상의 모든 슬라이스가 복수개의 브릭으로 구성된 경우,
   우측 하단의 브릭 인덱스는, 좌측 상단의 브릭 인덱스 지시자와 우측 하단의 브릭 인덱스까지의 차이 값 지시자로 표현되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.

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