KR20210035068A - 비디오 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 역변환이 스킵되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 잔차 계수를 복호화하는 단계, 및 상기 결정 여부에 기초하여, 상기 잔차 계수에 선택적으로 상기 역변환을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 잔차 계수 복호화시, 상기 잔차 계수가 0보다 큰지 여부를 나타내는 제1 신택스 및 상기 잔차 계수의 절대값을 나타내는 제2 신택스 중 어느 하나가 택일적으로 복호화될 수 있다.

Description

비디오 신호 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING A VIDEO}
본 개시는 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 개시는 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 잔차 계수의 효율적으로 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 제1 변환의 결과에 제2 변환을 추가 적용하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화 방법은, 현재 블록에 역변환이 스킵되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 잔차 계수를 복호화하는 단계, 및 상기 결정 여부에 기초하여, 상기 잔차 계수에 선택적으로 상기 역변환을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 잔차 계수 복호화시, 상기 잔차 계수가 0보다 큰지 여부를 나타내는 제1 신택스 및 상기 잔차 계수의 절대값을 나타내는 제2 신택스 중 어느 하나가 택일적으로 복호화될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 부호화 방법은, 현재 블록에 변환을 스킵할 것인지 여부를 결정하는 단계, 변환이 적용된 결과 또는 변환이 스킵된 결과를 양자화하는 단계, 및 상기 양자화의 결과로 출력되는 잔차 계수를 부호화하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 잔차 계수 부호화시, 상기 잔차 계수가 0보다 큰지 여부를 나타내는 제1 신택스 및 상기 잔차 계수의 절대값을 나타내는 제2 신택스 중 어느 하나가 택일적으로 부호화될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화 방법에 있어서, 문맥 정보를 이용하여 복호화된 빈의 개수와 임계값을 비교하여, 상기 제1 신택스를 복호화할 것인지 또는 제2 신택스를 복호화할 것인지 여부가 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화 방법에 있어서, 상기 제1 신택스, 절대값이 (2N-1)보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타내는 적어도 하나의 gt_N_flag 또는 절대값이 짝수인지 여부를 나타내는 패리티 플래그 중 적어도 하나가 복호화되는 경우, 상기 문맥 정보를 이용하여 복호화된 빈의 개수가 증가할 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화 방법에 있어서, 상기 제1 신택스가 복호화되고, 상기 제1 신택스가 상기 잔차 계수가 0이 아닌 값을 가짐을 나타내는 경우, 상기 잔차 계수의 절대값이 1보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타내는 gt_1_flag가 추가 복호화될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화 방법에 있어서, 상기 gt_1_flag가 상기 절대값이 1보다 큰 값을 가짐을 나타내는 경우, 상기 절대값이 짝수인지 여부를 나타내는 패리티 플래그 및 상기 절대값이 3보다 큰지 여부를 나타내는 gt_2_flag가 추가 복호화될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화 방법에 있어서, 상기 임계값은 상기 현재 블록의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 의하면, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈의 개수에 따라, 잔차 계수의 부호화 방법을 상이하게 설정함으로써, 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 개시에 의하면, 제1 변환된 결과에 제2 변환을 추가 적용함으로써, 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 인트라 예측 모드들의 종류를 예시한 것이다.
도 5는 평면 모드 하에서 예측 샘플을 유도하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 수평 모드 및 수직 모드 하에서 예측 샘플이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8은 제2 변환이 적용되는 예를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 비대칭 형태의 제2 변환 커널에 기초한 제2 변환을 예시한 것이다.
도 11은 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 기초하여, 제2 변환의 적용 여부를 나타내는 정보의 부호화 여부가 결정되는 예를 나타낸 것이다.
도 12는 4x4 크기의 블록에 대한 제한 영역 후보들을 예시한 것이다.
도 13은 기 정의된 크기의 제2 변환 커널이 적용되는 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 스캔 방식을 예시한 것이다.
도 15는 부호화기에서 잔차 계수를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 16은 잔차 계수의 크기 정보의 부호화 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 17은 복호화기에서 잔차 계수를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 18은 잔차 계수의 크기 정보의 복호화 과정을 나타낸 도면이다.
도 19 및 도 20은 문맥 정보를 이용하는 빈의 개수를 카운팅하는 예를 나타낸 도면이다.
도 21 내지 도 23은 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 신택스들 간 우선 순위가 상이한 예를 나타낸 것이다.
도 24 및 도 25는 문맥 정보를 결정하기 위해 참조되는 주변 복원 영역을 나타낸 것이다.
도 26은 플래그 sig_flag 부호화시 참조 가능한 문맥 정보의 개수를 예시한 것이다.
도 27은 gt_N_flag 또는 par_flag를 부호화시 참조 가능한 문맥 정보의 개수를 예시한 것이다.
본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
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 개시의 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.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 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 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 개시의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 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 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 개시의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 개시의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 개시에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 개시는 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 개시의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 개시의 권리범위에 포함된다.
픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 개시의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.
부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화 장치에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.
인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 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 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 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.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 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.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화 장치에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화 장치와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화 장치에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화 장치에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화 장치에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화 장치에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화 장치의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화 장치에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화 장치에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.
인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화 장치에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화 장치에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화 장치로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화 장치의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화 장치에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화 장치에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화 장치로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 이하, 본 개시의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
또한, 현재 블록은, 부호화/복호화 대상 블록을 나타내는 것으로, 부호화/복호화 단계에 따라, 코딩 트리 블록(또는 코딩 트리 유닛), 부호화 블록(또는 부호화 유닛), 변환 블록(또는 변환 유닛) 또는 예측 블록(또는 예측 유닛) 등을 나타내는 것일 수 있다. 본 명세서에서, '유닛'은 특정 부호화/복호화 프로세스를 수행하기 위한 기본 단위를 나타내고, '블록'은 소정 크기의 화소 어레이를 나타낼 수 있다. 별도의 구분이 없는 한, '블록'과 '유닛'은 동등한 의미로 사용될 수 있다. 예컨대, 후술되는 실시예에서, 부호화 블록(코딩 블록) 및 부호화 유닛(코딩 유닛)은 상호 동등한 의미인 것으로 이해될 수 있다.
영상은 블록 단위로 부호화/복호화될 수 있다. 코딩 블록은 트리 구조에 기반하여 재귀적으로 분할될 수 있다. 일 예로, 쿼드(quad) 트리 분할, 바이너리(binary) 트리 분할 또는 터너리(ternary) 트리 분할 중 적어도 하나에 의해 코딩 블록이 분할될 수 있다.
또한, 코딩 블록을 복수의 예측 블록들 또는 복수의 변환 블록들로 분할할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 현재 블록의 참조 샘플 라인의 인덱스를 결정할 수 있다(S301). 상기 인덱스는 복수의 참조 샘플 라인 후보들 중 하나를 특정할 수 있다. 복수의 참조 샘플 라인 후보들은, 현재 블록에 인접하는 인접 참조 샘플 라인 및 현재 블록에 인접하지 않는 적어도 하나의 비인접 참조 샘플 라인을 포함할 수 있다.
일 예로, 현재 블록의 최상단 행보다 y축 좌표가 1이 작은 인접 행 및 현재 블록의 최좌측 열보다 x축 좌표가 1이 작은 인접 열로 구성된 인접 참조 샘플 라인이 참조 샘플 라인 후보로 이용될 수 있다.
현재 블록의 최상단 행보다 y축 좌표가 2만큼 작은 비인접 행 및 현재 블록의 최좌측 열보다 x축 좌표가 2만큼 작은 비인접 열을 포함하는 제1 비인접 참조 샘플 라인이 참조 샘플 라인 후보로 이용될 수 있다.
현재 블록의 최상단 행보다 y축 좌표가 3만큼 작은 비인접 행 및 현재 블록의 최좌측 열보다 x축 좌표가 3만큼 작은 비인접 열을 포함하는 제2 비인접 참조 샘플 라인이 참조 샘플 라인 후보로 이용될 수 있다.
상기 인덱스는, 인접 참조 샘플 라인, 제1 비인접 참조 샘플 라인 또는 제2 비인접 참조 샘플 라인 중 하나를 가리킬 수 있다. 일 예로, 인덱스가 0인 것은, 인접 참조 샘플 라인이 선택됨을 의미하고, 인덱스가 1인 것은 제1 비인접 참조 샘플 라인이 선택됨을 의미하고, 인덱스가 2인 것은 제2 비인접 참조 샘플 라인이 선택됨을 의미한다.
복수개의 참조 샘플 라인 후보들 중 하나를 특정하는 인덱스가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다.
또는, 루마 성분 블록에 대해서는 인덱스를 시그날링하고, 크로마 성분 블록에 대해서는 인덱스의 시그날링을 생략할 수 있다. 인덱스의 시그날링이 생략되는 경우, 인덱스가 0인 것으로 간주할 수 있다. 즉, 크로마 성분 블록에 대해서는, 인접 참조 샘플 라인을 이용하여 인트라 예측이 수행될 수 있다.
선택된 참조 샘플 라인이 포함하는 복원 샘플들이 참조 샘플들로 유도될 수 있다.
다음으로, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다(S302).
도 4는 인트라 예측 모드들의 종류를 예시한 것이다. 도 4에 도시된 예에서와 같이, 인트라 예측 모드들은 비방향성 예측 모드(DC 및 플래너(Planar)) 및 방향성 예측 모드를 포함한다. 도 4에서는, 65개의 방향성 예측 모드들이 정의된 것으로 예시되었다.
현재 블록의 인트라 예측 모드가 MPM(Most Probable Mode)과 동일한지 여부를 나타내는 플래그가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, MPM 플래그의 값이 1인 것은, 현재 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 MPM이 존재함을 나타낸다. 반면, MPM 플래그의 값이 0인 것은, 현재 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 MPM이 존재하지 않음을 나타낸다.
MPM 플래그의 값이 1인 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 디폴터 인트라 예측 모드와 동일한지 여부를 나타내는 플래그가 시그날링될 수 있다. 디폴트 인트라 예측 모드는, DC, 플래너, 수직 방향 예측 모드 또는 수평 방향 예측 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 플래너 모드인지 여부를 나타내는 플래그 intra_not_planar_flag가 시그날링될 수 있다. 상기 플래그 intra_not_planar_flag의 값이 0인 것은, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 플래너임을 나타낸다. 반면, 상기 플래그 intra_not_planar_flag의 값이 1인 것은, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 플래너가 아님을 나타낸다. 상기 플래그 intra_not_planar_flag의 값이 1인 경우, MPM 후보들 중 하나를 특정하는 인덱스가 시그날링될 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드는 MPM 인덱스가 가리키는 MPM과 동일하게 설정될 수 있다.
참조 샘플 라인에 속하는 참조 샘플들 및 인트라 예측 모드에 기초하여, 예측 샘플을 유도할 수 있다(S303).
현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 예측 모드인 경우, 방향성 예측 모드의 각도를 따르는 라인 상에 위치하는 참조 샘플을 이용하여, 예측 샘플을 유도할 수 있다.
현재 블록의 인트라 예측 모드가 평면 모드인 경우, 예측 대상 샘플의 수직 방향에 위치하는 참조 샘플 및 수평 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여, 예측 샘플을 유도할 수 있다.
도 5는 평면 모드 하에서 예측 샘플을 유도하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서, T는 현재 블록의 우측 상단 코너에 인접하는 참조 샘플을 나타내고, L은 현재 블록의 좌측 하단 코너에 인접하는 참조 샘플을 나타낸다.
플래너 모드 하에서, 예측 대상 샘플에 대해, 수평 방향 예측 샘플 P1 및 수직 방향 예측 샘플 P2을 유도할 수 있다.
수평 방향 예측 샘플 P1은, 예측 대상 샘플과 동일한 수평선상에 위치하는 참조 샘플 H 및 우측 상단 참조 샘플 T를 선형 보간하여 생성될 수 있다.
수직 방향 예측 샘플 P2는, 예측 대상 샘플과 동일한 수직선상에 위치하는 참조 샘플 V 및 좌측 하단 참조 샘플 L을 선형 보간하여 생성될 수 있다.
이후, 수평 방향 예측 샘플 P1 및 수직 방향 예측 샘플 P2의 가중합 연산에 기초하여, 예측 샘플을 유도할 수 있다. 수학식 1은 수평 방향 예측 샘플 P1 및 수직 방향 예측 샘플 P2의 가중합 연산에 의해 예측 샘플 P가 유도되는 예를 나타낸다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서, α는 수평 방향 예측 샘플 P1에 적용되는 가중치를 나타내고, β는 수직 방향 예측 샘플 P2에 적용되는 가중치를 나타낸다.
가중치 α 및 β는, 현재 블록의 크기 또는 형태에 기초하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록의 너비 또는 높이 중 적어도 하나를 고려하여, 가중치 α 및 β가 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 너비 및 높이가 동일한 경우, 가중치 α 및 β를 동일한 값으로 설정할 수 있다. 가중치 α 및 β가 동일한 경우, 예측 샘플은, 수평 방향 예측 샘플 P1 및 수직 방향 예측 샘플 P2의 평균값으로 유도될 수 있다. 반면, 현재 블록의 너비 및 높이가 상이한 경우, 가중치 α 및 β를 상이하게 설정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 너비가 높이보다 더 큰 경우, 가중치 β를 가중치 α보다 더 큰 값으로 설정하고, 현재 블록의 높이가 너비보다 더 큰 경우, 가중치 α를 가중치 β보다 더 큰 값으로 설정할 수 있다. 또는, 위와 반대로, 현재 블록의 너비가 높이보다 더 큰 경우, 가중치 α를 가중치 β보다 더 큰 값으로 설정하고, 현재 블록의 높이가 너비보다 더 큰 경우, 가중치 β를 가중치 α보다 더 큰 값으로 설정할 수 있다.
다른 예로, 복수의 가중치 세트 후보들 중 하나로부터, 가중치 α 및 β를 유도할 수 있다. 일 예로, 가중치 α 및 β의 조합을 나타내는 가중치 후보 세트들 (1, 1), (3, 1) 및 (1, 3)이 기 정의된 경우, 가중치 α 및 β는 상기 가중치 후보 세트들 중 하나와 동일하게 선택될 수 있다.
복수의 가중치 세트 후보들 중 하나를 가리키는 인덱스가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 인덱스는 블록 레벨에서 시그날링될 수 있다. 일 예로, 코딩 블록 또는 변환 블록 단위로, 인덱스가 시그날링될 수 있다.
또는, 코딩 트리 유닛, 슬라이스, 픽처 또는 시퀀스 레벨에서 인덱스를 시그날링할 수도 있다. 인덱스 전송 단위에 포함된 블록들은, 상위 레벨에서 시그날링된 인덱스를 참조하여, 가중치 α 및 β를 결정할 수 있다. 즉, 인덱스 전송 단위에 포함된 블록들에 대해서는, 가중치 α 및 β가 동일하게 설정될 수 있다.
도 5의 예에서는, 수평 방향 예측 샘플 P1을 유도하는데, 우측 상단 참조 샘플 T가 이용되고, 수직 방향 예측 샘플 P2를 유도하는데, 좌측 하단 참조 샘플 L이 이용되는 것으로 도시되었다.
우측 상단 참조 샘플 이외의 참조 샘플을 이용하여, 수평 방향 예측 샘플 P1을 유도하거나, 좌측 하단 참조 샘플 이외의 참조 샘플을 이용하여 수직 방향 예측 샘플 P2를 유도할 수 있다. 일 예로, 수평 방향 예측 샘플 P1을 유도하는데 이용되는 제1 참조 샘플 및 수직 방향 예측 샘플 P2를 유도하는데 이용되는 제2 참조 샘플에 대한 참조 샘플 세트 후보들을 구성하고, 복수개의 참조 샘플 세트 후보들 중 선택된 하나를 이용하여, 수평 방향 예측 샘플 P1 및 수직 방향 예측 샘플 P2를 유도할 수 있다.
복수의 참조 샘플 세트 후보들 중 하나를 식별하는 인덱스가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 인덱스는, 블록, 서브 블록 또는 샘플 단위로 시그날링될 수 있다.
또는, 예측 대상 샘플의 위치에 기초하여, 참조 샘플 세트 후보를 선택할 수도 있다.
방향성 예측 모드 하에서, 예측 샘플은, 현재 블록 주변의 복원 화소들을 이용하여 생성될 수 있다.
도 6은 수평 모드 및 수직 모드 하에서 예측 샘플이 생성되는 예를 나타낸 것이다.
도 6에 도시된 예에서와 같이, 수평 모드하에서는, 예측 대상 샘플의 수평 방향에 위치하는 복원 샘플을 이용하여 예측 샘플이 생성될 수 있다.
수직 모드 하에서는, 예측 대상 샘플의 수직 방향에 위치하는 복원 샘플을 이용하여 예측 샘플이 생성될 수 있다.
인트라 예측 모드에 기초하여 화면 내 예측을 수행한 뒤, 원본 블록에서 예측 블록을 차분하여 잔차 블록을 유도할 수 있다.
이때, 0 부터 66 번 모드 중 하나를 이용하는 예측 방식이 이용될 수도 있고, 제한된 예측 방식이 이용될 수도 잇다. 제한된 예측 방식에서는, 수평 방향의 화면 내 예측 모드(18번) 또는 수직 방향의 화면 내 예측 모드(50번) 만이 이용될 수 있다. 이 경우, 1비트 정보에 의해, 화면 내 예측 모드가 특정될 수 있다. 또는, 수직 및 수평 방향 이외에, 대각 방향 예측 모드들, 예컨대, 좌측 하단 대각 방향(2번) 및 우측 상단 대각 방향(66번)을 이용가능한 후보로 추가할 수 있다. 이 경우, 2비트의 정보로 화면 내 예측 모드가 특정될 수 있다. 또는, 3개의 대각 방향 모드들, 예컨대, 좌측 하단 대각 방향(2번), 좌측 상단 대각 방향(34번) 및 우측 상단 대각 방향(66번) 중 두개를 이용 가능한 후보로 추가할 수 있다.
이용 가능한 인트라 예측 모드들의 개수가 부호화되어 복호화기로 전송될 수 있다. 또는, 부호화기 및 복호화기에서 이용 가능한 인트라 예측 모드들의 개수가 고정되어 있을 수 있다. 또는, 현재 블록의 크기 또는 형태에 기초하여, 이용 가능한 인트라 예측 모드들의 개수가 결정될 수 있다.
예측을 수행한 뒤, 원본 블록과 예측 블록을 차분하여 잔차 블록을 획득할 수 있다. 잔차 블록이 획득되면, 잔차 블록에 변환 또는 양자화 중 적어도 하나를 수행함으로써, 잔차 계수가 획득될 수 있다.
현재 블록에 변환이 적용되는지 여부를 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, transform_skip_flag가 부호화되어 시그날링될 수 있다. transform_skip_flag가 1인 경우, 현재 블록에 변환이 적용되지 않았음을 나타낸다. 여기서, 변환은 후술할 제1 변환 뿐만 아니라, 제2 변환도 포함될 수 있다. transform_skip_flag가 0인 경우, 현재 블록에 변환이 적용됨을 나타낸다. transform_skip_flag가 0인 경우, 현재 블록에 제1 변환이 필수적으로 적용되는 한편, 제2 변환은 선택적으로 적용될 수 있다.
변환은, DCT에 기반한 변환 커널 또는 DST에 기반한 변환 커널 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다. 여기서, DCT에 기반한 변환 커널은, DCT-2 또는 DCT-8 중 적어도 하나를 포함하고, DST에 기반한 변환 커널은, DST-7을 포함할 수 있다. 잔차 샘플을 변환한 결과에, 추가 변환을 적용할 수도 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, DCT 또는 DST 기반의 변환 커널에 의해 수행되는 변환을 제1 변환이라 호칭하고, 제1 변환의 결과에 추가 적용되는 변환을 제2 변환이라 호칭하기로 한다. 또한, 제1 변환의 결과로 생성된 변환 계수들을 제1 변환 계수들이라 호칭하고, 제2 변환의 결과로 생성된 변환 계수들을 제2 변환 계수들이라 호칭하기로 한다.
제2 변환은, 제1 변환 계수들 중 적어도 일부에 적용될 수 있다. 일 예로, 제2 변환 커널의 크기에 따라, 16개, 48개 또는 64개의 제1 변환 계수들을 대상으로 제2 변환을 적용할 수 있다. 제2 변환이 적용되는 제1 변환 계수들을 포함하는 영역의 형태는, 정방형, 비정방형 또는 다각형태일 수 있다.
수학식 2는, 제2 변환의 적용 양상을 나타낸 것이다.
Figure pat00002
상기 수학식 2에서, B_Rx1은, R행 1열로 구성된 제2 변환 계수들을 나타낸다. T_RXN은, R행 N열로 이루어진 제2 변환 커널을 나타낸다. A_Nx1은, N행 1열로 구성된 제1 변환 계수들을 나타낸다.
도 7 및 도 8은 제2 변환이 적용되는 예를 나타낸 도면이다.
도 7은, 제2 변환 커널이 64x64 크기인 예를 나타낸 것이다. 8x8 블록 내 제1 변환의 결과로 생성된 제1 변환 계수들을 1차원으로 배열할 수 있다. 이때, 소정의 스캔 방식으로 제1 변환 계수들을 스캐닝하여, 1차원 배열을 생성할 수 있다. 소정의 스캔 방식은, 대각 방향 스캔, 수평 방향 스캔, 수직 방향 스캔 또는 래스터 스캔 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 재정렬을 통해 64x1 크기의 입력 행력이 생성되면, 64x64 크기의 제2 변환 커널과 64x1 크기의 입력 행렬 사이의 행렬 곱을 통해 제2 변환 계수를 유도할 수 있다.
제2 변환의 수행 결과, 64개의 제2 변환 계수들이 생성되고, 8x8 블록 내 제2 변환 계수들을 재배열할 수 있다. 제2 변환 계수들이 재배열된 8x8 블록을 양자화한 뒤, 양자화된 변환 블록을 부호화할 수 있다.
도 8은, 제2 변환 커널이 48x48 크기인 예를 나타낸 것이다. 8x8 블록 내 제1 변환의 결과로 생성된 제1 변환 계수들 중 48개의 제1 변환 계수들을 1차원으로 재정렬할 수 있다. 이때, 48개의 제1 변환 계수들은, 8x8 블록 내 우하단 4x4 크기의 서브 블록을 제외한 다각 형태 영역에 포함된 것일 수 있다.
48개의 제1 변환 계수들을 1차원으로 재정렬하여, 48x1 크기의 입력 행렬이 생성되면, 48x48 크기의 제2 변환 커널과 48x1 크기의 입력 행렬 사이의 행렬 곱을 통해 제2 변환 계수를 유도할 수 있다.
제2 변환의 수행 결과, 48개의 제2 변환 계수들이 생성되고, 8x8 블록 내 제2 변환 계수들을 재배열할 수 있다. 일 예로, 8x8 블록 내 우하단 4x4 크기의 서브 블록을 제외한 다각 형태 영역에 48개의 제2 변환 계수들을 재배열할 수 있다.
제2 변환 계수들이 배치되지 않는 영역에는, 제1 변환 계수들이 그대로 유지될 수 있다. 제2 변환 계수들 및 제1 변환 계수들을 포함하는 블록에 양자화를 적용한 뒤, 양자화된 변환 블록을 부호화할 수 있다.
또는, 제2 변환 계수들이 배치되지 않은 영역의 변환 계수들을 0으로 설정할 수도 있다. 즉, 제2 변환이 적용되지 않는 영역 내 변환 계수들의 값은 0으로 설정한 뒤, 양자화 및 부호화가 진행될 수 있다.
제2 변환 커널의 크기는, 현재 블록의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 너비 또는 높이 중 적어도 하나가 4인 경우, 16개의 제1 변환 계수들에 제2 변환을 적용할 수 있다. 반면, 현재 블록의 너비 및 높이가 8 이상인 경우, 48개 또는 64개의 제1 변환 계수들에 제2 변환이 적용될 수 있다.
또는, 제2 변환 커널의 크기 및 종류를 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 블록 레벨에서 시그날링될 수 있다. 일 예로, 변환 크기의 행의 개수 또는 열의 개수 중 적어도 하나를 특정하는 정보가 부호화될 수 있다. 또는, 행의 개수 및 열의 개수의 조합들 각각에 상이한 인덱스를 할당한 뒤, 상기 조합들 중 하나를 특정하는 인덱스를 부호화할 수도 있다. 또는, 복수개의 제2 변환 커널 후보들 각각에 상이한 인덱스를 할당한 뒤, 상기 제2 변환 커널 후보들 중 하나를 특정하는 인덱스를 부호화할 수도 있다. 여기서, 복수의 제2 변환 커널 후보들 각각은 크기 또는 계수 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기에 기초하여, 제2 변환 커널의 크기를 결정한 뒤, 결정된 크기를 갖는 복수개의 제2 변환 커널 후보들 중 하나를 특정하는 인덱스를 부호화할 수도 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 예에서는 행의 개수와 열의 개수가 같은, 제2 변환 커널이 이용되는 것으로 도시되었다. 제2 변환의 간소화를 위해, 행의 개수 및 열의 개수를 상이하게 설정하는 것도 가능하다.
도 9 및 도 10은 비대칭 형태의 제2 변환 커널에 기초한 제2 변환을 예시한 것이다.
제2 변환 커널의 행의 개수 R을 열의 개수 N보다 작은 값으로 설정할 수 있다. 예컨대, 행의 개수 R을 8로 설정하고, 열의 개수 N을 48로 설정할 수 있다.
제2 변환 커널의 행의 개수가 감소할 경우, 제2 변환의 결과로 출력되는 제2 변환 계수들의 개수도 감소하게 된다. 예컨대, 8x48 크기의 제2 변환 커널과, 48x1 크기의 입력 행렬 사이의 행렬 곱을 수행하면, 8x1 크기의 제2 변환 계수들이 생성된다.
8개의 제2 변환 계수들을 8x8 블록 내 재정렬할 수 있다. 이때, 제2 변환의 적용 영역(즉, 제2 변환이 적용되는 제1 변환 계수들이 포함된 영역) 내, 제2 변환 계수들이 할당되지 않은 영역에서는, 변환 계수들의 값을 0으로 설정할 수 있다. 예컨대, 48개 샘플을 포함하는 다각 형태 영역이 제2 변환의 적용 영역인 경우, 상기 다각 형태 영역 중 8개의 제2 변환 계수들이 할당된 영역을 제외한 잔여 영역에서는, 변환 계수들의 값을 0으로 설정할 수 있다.
제2 변환이 적용되지 않는 영역에서는, 제1 변환 계수들을 그대로 유지할 수 있다.
또는, 제2 변환이 적용되지 않는 영역 내 제1 변환 계수들 중 적어도 일부를 0으로 변환하여 부호화할 수 있다. 도 10에는, 제2 변환이 적용되지 않는 영역 중 적어도 일부가 0으로 변환되는 예가 예시되어 있다.
도 10의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 제2 변환이 수행되지 않는 영역 내, 고주파 영역에 해당하는 제1 변환 계수들의 값을 0으로 변환할 수 있다. 일 예로, x축 및 y축 좌표의 합이 문턱값 이상인 제1 변환 계수들의 값을 0으로 변환할 수 있다.
또는, 특정 형태에 따라, 0으로 변환되는 제1 변환 계수들을 선택할 수 있다. 일 예로, 도 10의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 제2 변환이 수행되지 않는 영역 내 하단 n개의 행에 포함된 제1 변환 계수들을 0으로 변환할 수 있다. 또는, 도 10의 (c)에 도시된 예에서와 같이, 제2 변환이 수행되지 않는 영역 내 우측 n개의 열에 포함된 제1 변환 계수들을 0으로 변환할 수 있다.
또는, 도 10의 (d)에 도시된 예에서와 같이, 제2 변환이 수행되지 않는 영역 내 모든 제1 변환 계수들을 0으로 변환할 수도 있다.
0으로 변환되는 제1 변환 계수들을 포함하는 영역의 형태는, 현재 블록의 크기, 형태, 인트라 예측 모드 또는 변환 커널 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 또는, 복수개의 후보 형태들 중 상기 영역과 일치하는 하나를 특정하는 인덱스를 부호화하여 시그날링할 수도 있다.
제2 변환이 허용되는지 여부는, 현재 블록의 부호화 모드 또는 제1 변환 커널 중 적어도 하나에 기초하여, 결정될 수 있다. 여기서, 부호화 모드는, 인트라 예측 또는 인터 예측을 가리킨다. 일 예로, 현재 블록이 인트라 예측으로 부호화된 경우에는, 제2 변환이 허용되는 반면, 현재 블록이 인터 예측으로 부호화된 경우에는, 제2 변환이 허용되지 않을 수 있다.
제2 변환이 적용되었는지 여부를 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있다. 상기 플래그가 참 또는 거짓인지 여부에 따라, 현재 블록에 제2 변환이 적용되었는지 여부가 결정될 수 있다. 또는, 상기 정보는 인덱스 정보일 수 있다. 인덱스의 값이 0인 것은, 현재 블록에 제2 변환이 적용되지 않음을 나타낸다. 반면, 인덱스의 값이 0보다 큰 것은, 현재 블록에 제2 변환이 적용되었음을 나타낸다. 인덱스의 값이 0보다 큰 경우, 인덱스에 의해, 제2 변환 커널을 특정할 수 있다.
현재 블록에 제2 변환이 수행되었는지 여부를 나타내는 정보는, 컬러 성분별로 개별적으로 부호화될 수 있다. 일 예로, 루마 성분(Y), 제1 색차 성분(Cb) 및 제2 색차 성분(Cr) 각각에 대해, 제2 변환이 수행되었는지 여부를 나타내는 정보가 부호화될 수 있다.
또는, 색차 성분들에 대해, 제2 변환이 수행되었는지 여부를 나타내는 정보가 통합 부호화될 수 있다. 일 예로, 각각의 색차 성분들(Cb, Cr)에 대해서는, 제2 변환의 적용 여부가 공동으로 결정될 수 있다. 즉, 제1 색차 성분(Cb) 및 제2 색차 성분(Cr)은, 제2 변환이 수행되었는지 여부를 나타내는 정보를 공유할 수 있다.
또는, 트리 구조에 기초하여, 컬러 성분별로 상기 정보가 부호화되었는지 여부가 결정될 수 있다. 일 예로, 루마 성분과 크로마 성분이 동일한 트리 구조를 갖는 경우, 세개의 컬러 성분들(즉, Y, Cb, Cr)이 제2 변환의 수행 여부를 나타내는 정보를 공유할 수 있다. 반면, 루마 성분과 크로마 성분이 상이한 트리 구조를 갖는 경우, 루마 성분 및 크로마 성분 각각에 대해 제2 변환의 수행 여부를 나타내는 정보가 시그날링될 수 있다.
복수개의 제2 변환 커널 후보들을 적어도 복수개의 그룹들로 그루핑할 수 있다. 복수개의 그룹들 중 현재 블록의 크기, 형태 또는 인트라 예측 모드들 중 적어도 하나에 기초하여, 하나의 그룹을 특정할 수 있다. 그룹이 특정되면, 상기 인덱스 정보를 이용하여, 특정된 그룹이 포함하는 복수개의 제2 변환 커널 후보들 중 적어도 하나를 특정할 수 있다.
현재 블록 내 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 기초하여, 제2 변환의 적용 여부를 나타내는 정보의 부호화 여부가 결정될 수도 있다.
도 11은 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 기초하여, 제2 변환의 적용 여부를 나타내는 정보의 부호화 여부가 결정되는 예를 나타낸 것이다.
설명의 편의를 위해, 제2 변환이 수행된 경우, 제2 변환 계수들이 재배열된 영역 이외 잔여 영역들에서는, 변환 계수들의 값이 0으로 설정되는 것으로 가정한다.
제2 변환의 수행 결과, 제2 변환 커널의 행의 개수 R과 동일한 개수의 제2 변환 계수들이 생성된다. 상술한 예에서와 같이, 제2 변환 계수들을 제외한 잔여 변환 계수들의 값은 모두 0으로 설정되는 바, R개의 제2 변환 계수들이 재배열된 영역을 제외한 잔여 영역에는 0이 아닌 계수가 존재하지 않는다. 위 원리에 따라, R개의 제2 변환 계수들이 재배열되는 영역을 제한 영역으로 설정할 수 있다.
도 11의 (a) 내지 (c)에서는, 8x8 크기의 블록 내 좌상단 4x4 크기의 블록이 제한 영역으로 설정되는 것으로 예시되었다.
제한 영역 바깥에 0이 아닌 계수가 존재하는 것은, 현재 블록에 제2 변환이 적용되지 않았음을 나타낸다. 이에 따라, 마지막 0이 아닌 계수가 상기 제한 영역 바깥에 존재하는 경우, 현재 블록에 제2 변환이 적용되었는지 여부를 나타내는 정보의 부호화를 생략할 수 있다. 일 예로, 도 11의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 제한 영역 바깥에 마지막 0이 아닌 계수가 존재하는 경우, 상기 제2 변환이 적용되었는지 여부를 나타내는 정보의 부호화가 생략될 수 있다.
복호화기도, 마지막 0이 아닌 계수가 제한 영역 바깥에 존재하는 경우, 상기 정보를 복호화하지 않고, 현재 블록에 제2 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
도 11의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록에 제2 변환이 적용된 경우, 제한 영역 내에만 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있다. 또는, 도 11의 (c)에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록에 제2 변환이 적용되지 않은 경우라 하더라도, 제한 영역 내에만 0이 아닌 변환 계수가 존재하는 경우가 발생할 수 있다. 이에 따라, 마지막 0이 아닌 계수가 제한 영역 내 존재하는 경우, 제2 변환이 적용되었는지 여부를 나타내는 정보가 부호화될 수 있다.
복호화기는 상기 정보에 기초하여, 현재 블록에 제2 역변환을 적용할 것인지 여부를 결정할 수 있다.
또는, 마지막 0이 아닌 계수가 제한 영역 안에 존재하는 경우, 상기 정보의 부호화를 생략하고, 제2 변환을 필수적으로 적용할 수도 있다.
제한 영역의 크기는 제2 변환 커널의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 제2 변환 커널이 RxN 크기의 행렬인 경우, 너비 및 높이가 각각 Log2R 인 사각 영역을 제한 영역으로 설정할 수 있다.
또는, 제2 변환이 적용되는 영역을 제한 영역으로 설정할 수도 있다.
또는, 제한 영역의 크기 또는 형태 중 적어도 하나를 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스, 픽처 헤더 또는 슬라이스 헤더와 같은 상위 레벨을 통해 시그날링될 수 있다.
또는, 제한 영역의 크기 또는 형태 중 적어도 하나가 부호화기 및 복호화기에 기 정의되어 있을 수 있다. 일 예로, 부호화기 및 복호화기 간에, 현재 블록 내 좌상단 4x4 크기의 블록을 제한 영역으로 설정하는 것이 기 약속되어 있을 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기, 형태, 제1 변환 커널 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여, 제한 영역의 크기 또는 형태 중 적어도 하나를 적응적으로 결정할 수도 있다.
또는, 복수개의 제한 영역 후보들을 정의한 뒤, 복수개의 제한 영역 후보들 중 하나를 특정하는 인덱스를 부호화하여 시그날링할 수도 있다.
도 12는 4x4 크기의 블록에 대한 제한 영역 후보들을 예시한 것이다.
현재 블록이 4x4 크기인 경우, 도 12에 도시된 복수개의 제한 영역 후보들 중 하나를 특정하는 인덱스 정보가 부호화될 수 있다.
4x4 크기의 블록 뿐만 아니라, 4x4 보다 큰 크기를 갖는 블록에도, 도 12에 도시된 제한 영역 후보들 중 적어도 하나가 적7용될 수 있다. 일 예로, 너비 또는 높이 중 적어도 하나가 4이고, 다른 하나가 4보다 큰 블록에 대해서도, 도 12에 도시된 제한 영역 후보들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기에 따라 제한 영역 후보들의 크기 또는 개수가 상이하게 설정될 수도 있다.
제한 영역 후보들 중 하나를 특정하는 인덱스를 부호화하는 대신, 현재 블록의 크기 또는 형태에 기초하여, 제한 영역 후보들 중 하나를 특정할 수도 있다.
상술한 예에서는, 제2 변환 커널의 크기가 적응적으로 선택될 수 있는 것으로 설명하였다. 다른 예로, 기 정의된 크기의 제2 변환 커널을 모든 블록에 적용할 수도 있다. 일 예로, 모든 블록에 대해, 16x48 크기의 제2 변환 커널을 이용할 수 있다. 이 경우, 48개의 제1 변환 계수들에 대해 제2 변환이 적용될 수 있다.
도 13은 기 정의된 크기의 제2 변환 커널이 적용되는 예를 나타낸 도면이다.
16x48 크기의 제2 변환 커널이 이용되는 경우, 도 13의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 8x8 크기의 블록 내 우하단 4x4 크기의 서브 블록이 제외된 영역에 제2 변환이 적용될 수 있다. 일 예로, 도 13의 (a)에 도시된 다각 형태 영역에 포함된 제1 변환 계수들에 대해 제2 변환이 적용될 수 있다.
이때, 현재 블록의 너비 또는 높이 중 적어도 하나가 8보다 작은 경우, 현재 블록에 제2 변환을 적용하지 않을 수 있다.
또는, 현재 블록의 너비 또는 높이 중 적어도 하나가 8보다 작은 경우, 제2 변환이 적용되는 영역을 4x12 또는 12x4와 같은 직사각형 형태로 변형한 뒤, 제2 변환을 수행할 수 있다.
또는, 현재 블록의 너비 또는 높이 중 적어도 하나가 8보다 작은 경우, 현재 블록의 좌측 상단 위치와 제2 변환이 적용되는 영역의 좌측 상단 영역을 일치시킨 뒤, 현재 블록과 제2 변환이 적용되는 영역 간의 중복 영역에만, 제2 변환을 적용할 수 있다.
도 13의 (b)는 중복 영역에만 제2 변환이 수행되는 예를 나타낸 것이다.
중복 영역에 포함된 제1 변환 계수들을 1차원으로 배열한 뒤, 이를 제2 변환을 위한 입력 행렬로 설정할 수 있다.
현재 블록에 제1 변환 및 제2 변환이 적용된 경우, 복호화기에서는, 제2 변환에 대한 역변환(제2 역변환)을 수행한 뒤, 제2 역변환이 수행된 결과에 제1 변환에 대한 역변환(제1 역변환)을 수행하여, 잔차 샘플을 유도할 수 있다.
제2 역변환은, 제2 변환 커널의 전치 행렬을 기초로 수행될 수 있다. 일 예로, 제2 변환 커널이 8x48 크기인 경우, 제2 역변환은, 48x8 크기의 변환 커널에 의해 수행될 수 있다.
제2 변환에 의해 생성된 제2 변환 계수들이 제2 역변환의 입력 행렬로 설정될 수 있다. 일 예로, 8x48 크기의 제2 변환 커널에 의해 제2 변환이 수행된 경우, 제2 역변환 수행시, 8개의 계수들로 구성된 8x1 크기의 입력 행렬이 이용될 수 있다. 이후, 제2 변환 커널의 전치 행렬과 입력 행렬 사이의 행렬 곱에 의해, 제2 역변환이 수행된 변환 계수들이 출력될 수 있다. 일 예로, 48x8 크기의 변환 커널과, 8x1 크기의 입력 행렬 사이의 행렬 곱을 통해 48개의 변환 계수들이 출력될 수 있다.
현재 블록 내 변환 계수들을 재배열한 뒤, 재배열된 블록에 제1 역변환을 적용할 수 있다.
잔차 샘플을 변환하여 생성된 변환 계수를 양자화한 뒤, 양자화된 변환 계수를 부호화할 수 있다. 또는, 양자화를 생략하고, 변환 계수를 부호화할 수도 있다.
현재 블록에 변환이 적용되지 않은 경우, 잔차 샘플을 양자화한 뒤, 양자화된 잔차 샘플을 부호화할 수도 있다.
변환이 스킵된 경우, 블록 별로 양자화 정보가 추가 부호화될 수 있다. 일 예로, 시퀀스, 픽처 헤더 또는 슬라이스 헤더를 통해 전송되는 양자화 정보에 DPCM(Differential Pulse-Coded Modulation)을 적용하여 부호화된 변환 스킵을 위한 양자화 정보가 추가 시그날링될 수 있다.
양자화가 수행된 이후에는, 런 렝스(run length) 부호화가 적용될 수 있다. 즉, 양자화 결과로 생성된 양자화된 계수들이 런 렝스 방식으로 부호화될 수 있다. 여기서, 런(run)은, 동일한 데이터가 연속되어 있는 것을 의미하고, 런 렝스는, 연속된 데이터들의 길이를 의미한다. 일 예로, aaaaaabbccccccc라는 문자열이 있는 경우 a가 6회 연속되고, b가 2회 연속되고, c가 7개 연속되므로, 6a2b7c 혹은 a6b2c7로 표현되어 부호화될 수 있다.
위와 같은 부호화 방식을 런 렝스 부호화 방식이라 정의할 수 있다.
효율적은 런 렝스 부호화를 위해, 최적의 스캔 방식을 결정할 수 있다.
도 14는 스캔 방식을 예시한 것이다.
도 14에 도시된 스캔 방식에 의하면, 특정 방향성에 따라, 계수들이 스캔된다. 도 14에 도시된 스캔 방식들 중, 동일한 값들이 연속적으로 정렬되어 있는 것을 최적의 스캔 방식으로 결정할 수 있다.
현재 블록에 변환 스킵이 적용된 경우, 현재 블록의 스캔 방식을 특정하는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 복수의 스캔 방식들 중 하나를 특정하는 인덱스일 수 있다.
현재 블록의 크기, 형태 또는 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여, 이용 가능한 스캔 방식 후보의 개수 또는 종류를 상이하게 설정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 수평 방향 또는 수직 방향인 경우에는, 도 4에 도시된 2개의 스캔 방식들 만이 후보로서 설정될 수 있다. 반면, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 대각 방향(예컨대, 2, 34 또는 66)인 경우, 도 14에 도시된 4개의 스캔 방식들이 모두 후보로서 설정될 수 있다. 이에 따라, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라, 스캔 방식을 특정하기 위한 인덱스에 할당되는 비트 길이가 상이할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수평 방향 또는 수직 방향인 경우, 인덱스는 1비트의 길이를 가질 수 있다. 반면, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 대각 방향인 경우, 인덱스는 2비트의 길이를 가질 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기, 형태 또는 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여, 스캔 방식을 결정할 수 있다. 일 예로, 화면 내 예측 모드가 수평 방향인 경우, 도 14의 (a)에 도시된 수평 방향 스캔 방식 또는 수직 방향 스캔 방식을 적용할 수 있다.
양자화된 계수들을 런 렝스 방식으로 부호화하는 대신, 양자화된 계수들에 대해 추가 예측을 적용하는 부호화 방식을 적용할 수도 있다. 일 예로, 현재 블록 내 인트라 예측을 통해 잔차 블록이 생성되면, 상기 잔차 블록에 변환을 스킵하고, 양자화를 수행할 수 있다. 상기 양자화를 통해 양자화된 계수가 출력되면, 출력된 값에 DPCM을 적용할 수 있다.
복수개의 방향 후보들 중 하나가 DPCM에 이용될 수 있다. 일 예로, 양자화된 계수에 가로 방향 DPCM 또는 세로 방향 DPCM을 적용할 수 있다.
부호화기에서는, 양자화된 잔차 계수에 적용되는 DPCM 방향을 특정하기 위한 정보를 부호화하여 시그날링할 수 있다. 혹은, 예측 블록을 생성하는데 이용되었던 예측 방향이 DPCM 방향으로 설정될 수 있다.
DPCM 방향은 인트라 예측 모드 예측 시 이용될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 MPM 후보 유도 시, 이웃 블록에 수평 방향 DPCM이 적용된 경우, 이웃 블록의 인트라 예측 모드가 수평 방향인 것으로 간주하고 MPM을 유도할 수 있다. 또는, 현재 블록의 MPM 후보 유도 시, 이웃 블록에 수직 방향 DPCM이 적용된 경우, 이웃 블록의 인트라 예측 모드가 수직 방향인 것으로 간주하고 MPM을 유도할 수 있다. 또는, 이웃 블록에 대각 방향 DPCM이 적용된 경우, 이웃 블록의 인트라 예측 모드가 대각 방향(예컨대, 2, 34 또는 66)인 것으로 간주하거나, 비방향성 모드(예컨대, 플래너 또는 DC)인 것으로 간주하고 MPM을 유도할 수 있다.
이때, DPCM 방향으로부터 직접적으로 유도되는 MPM이 MPM 후보들 중 가장 높은 우선 순위 또는 가장 낮은 우선 순위를 가질 수 있다. 여기서, 우선 순위가 가장 높은 것은, MPM 후보들 중 가장 낮은 인덱스가 할당되는 것(즉, 첫번째 MPM으로 설정되는 것)을 의미하고, 우선 순위가 가장 낮은 것은, MPM 후보들 중 가장 높은 인덱스가 할당되는 것(즉, 마지막 MPM으로 설정되는 것)을 의미할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 부호화기에서 부호화되는 잔차 신호 관련 데이터를 잔차 계수라 호칭하기로 한다. 예컨대, 잔차 계수는, 변환 또는 양자화의 적용 여부에 따라, 양자화된 변환 계수, 변환 계수 또는 양자화된 잔차 샘플 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
현재 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 현재 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는 경우, 스캔 순서 상 마지막 0이 아닌 잔차 계수의 위치를 부호화할 수 있다.
또한, 현재 블록 내 서브 블록 단위로, 서브 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 서브 블록 플래그를 부호화할 수 있다. 서브 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는 경우, 스캔 순서에 따라, 각 잔차 계수에 대한 정보가 추가 부호화될 수 있다.
이때, 마지막 0이 아닌 잔차 계수를 포함하는 서브 블록보다 스캔 순번이 빠른 서브 블록에 대해서는, 서브 블록 플래그의 부호화가 생략될 수 있다. 상기 서브 블록에는, 0이 아닌 잔차 계수가 포함되지 않는 바, 서브 블록 플래그의 값이 0으로 간주될 수 있다.
또한, 마지막 0이 아닌 잔차 계수를 포함하는 서브 블록에 대해서는, 서브 블록 플래그의 부호화를 생략할 수도 있다. 상기 서브 블록에는 0이 아닌 잔차 계수가 반드시 포함되는 바, 서브 블록 플래그의 값이 1로 간주될 수 있다.
다른 예로, 마지막 0이 아닌 잔차 계수의 위치 정보의 부호화를 생략할 수 있다. 마지막 0이 아닌 잔차 계수의 위치 정보의 부호화가 생략되는 경우, 현재 블록 내 모든 서브 블록들에 대해 서브 블록 플래그가 부호화될 수 있다.
이때, 스캔 순번이 마지막 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록들에 0이 아닌 잔차 계수가 포함되지 않은 것으로 결정되는 경우, 마지막 서브 블록에는 0이 아닌 잔차 계수가 반드시 포함되는 것으로 이해될 수 있다. 이에 따라, 마지막 서브 블록에 대해서는 서브 블록 플래그의 부호화를 생략하고, 그 값이 1인 것으로 간주할 수 있다.
마지막 0이 아닌 계수의 위치 정보가 부호화었는지 여부를 나타내는 정보가 추가 부호화될 수도 있다. 마지막 0이 아닌 계수의 위치 정보가 부호화되는 경우, 상기 정보의 값은 1로 설정될 수 있다. 이 경우, 마지막 0이 아닌 계수가 존재하는 서브 블록부터 서브 블록 플래그가 부호화될 수 있다. 반면, 마지막 0이 아닌 계수의 위치 정보가 부호화되지 않는 경우, 상기 정보의 값은 0으로 설정될 수 있다. 이 경우, 스캔 순서가 첫번째인 서브 블록부터 서브 블록 플래그가 부호화될 수 있다.
현재 블록에 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는 경우, 상기 현재 블록 내 첫번째 서브 블록에 대해서는, 0이 아닌 잔차 계수가 반드시 포함되는 것으로 가정할 수 있다. 이에 따라, 첫번째 서브 블록에 대해서는 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 서브 블록 플래그의 부호화를 생략할 수 있다.
각 잔차 계수에 관한 정보는, 잔차 계수가 0이 아닌 값을 갖는지 여부를 나타내는 플래그, 잔차 계수의 크기를 나타내는 정보 및 잔차 계수의 부호를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
소정의 스캔 순서에 따라 잔차 계수들을 부호화할 수 있다. 이때, 현재 블록에 변환이 스킵되었는지 여부에 기초하여, 잔차 계수들의 부호화 순서가 상이할 수 있다. 일 예로, 현재 블록에 변환이 스킵되지 않은 경우, 서브 블록 내 우측 하단에 위치하는 잔차 계수가 첫번째로 부호화되고, 좌측 상단에 위치하는 잔차 계수가 마지막으로 부호화될 수 있다. 즉, 역-대각 스캔, 역-수평 스캔 또는 역-수직 스캔을 따라 잔차 계수들 간 스캔 순번이 결정될 수 있다. 반면, 현재 블록에 변환이 스킵된 경우, 서브 블록 내 좌측 상단에 위치하는 잔차 계수가 첫번째로 부호화되고, 우측 하단에 위치하는 잔차 계수가 마지막으로 부호화될 수 있다. 즉, 대각 스캔, 수평 스캔 또는 수직 스캔을 따라 잔차 계수들 간 스캔 순번이 결정될 수 있다.
또는, 현재 블록에 변환이 스킵된 경우에도, 역-대각 스캔, 역-수평 스캔 또는 역-수직 스캔을 따라 잔차 계수들 간 스캔 순번을 결정할 수도 있다.
잔차 계수들의 스캔 순서는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다. 또는, 잔차 계수들의 스캔 순서를 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 또는, 현재 블록의 크기, 형태, 인트라 예측 모드, 변환이 스킵되었는지 여부 또는 2차 변환이 수행되었는지 여부 중 적어도 하나에 기초하여 스캔 순서가 결정될 수 있다.
도 15는 부호화기에서 잔차 계수를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 잔차 계수가 0이 아닌 값을 갖는지 여부를 나타내는 플래그, significant_flag를 부호화할 수 있다(S1510). 잔차 계수의 값이 0인 경우, 플래그 sig_flag의 값을 0으로 설정하여 부호화할 수 있다. 반면, 잔차 계수의 값이 0이 아닌 경우, 플래그 sig_flag의 값을 1로 설정하여 부호화할 수 있다. 잔차 계수의 값이 0이 아닌 경우, 잔차 계수의 크기 정보가 더 부호화될 수 있다(S1520).
도 16은 잔차 계수의 크기 정보의 부호화 과정을 나타낸 흐름도이다.
적어도 하나 이상의 gt_N_flag를 이용하여, 잔차 계수의 절대값을 부호화할 수 있다. 여기서, N은, 1 이상의 자연수일 수 있다. 플래그 gt_N_flag는 잔차 계수의 절대값이 2(N-1) 보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타낼 수 있다. 잔차 계수의 절대값을 부호화하는데 이용되는 gt_N_flag의 개수는, 현재 블록에 변환이 스킵되었는지 여부에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록에 변환이 스킵되지 않은 경우, 2개의 gt_N_flag(N은 1부터 2)가 이용될 수 있다. 반면, 현재 블록에 변환이 스킵된 경우, 3개 이상의 gt_N_flag (예컨대, 3개, 4개, 또는 5개)가 이용될 수 있다. 본 실시예에서는, 2개의 gt_N_flag가 이용되는 것으로 가정한다.
잔차 계수의 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 gt1_flag를 부호화할 수 있다(S1610). 잔차 계수의 절대값이 1인 경우, 플래그 gt1_flag의 값을 0으로 설정하여 부호화할 수 있다. 반면, 잔차 계수의 절대값이 1보다 큰 경우, 플래그 gt1_flag의 값을 1로 설정하여 부호화할 수 있다.
잔차 계수의 절대값이 1보다 큰 경우, 잔차 계수의 절대값이 짝수인지 또는 홀수인지 여부를 나타내는 플래그 par_flag를 부호화할 수 있다(S1620). 잔차 계수의 절대값이 짝수인 경우, 플래그 par_flag를 0으로 설정하여 부호화할 수 있다. 반면, 잔차 계수의 절대값이 홀수인 경우, 플래그 par_flag를 1로 설정하여 부호화할 수 있다. 또는, 이와 반대로, 잔차 계수의 절대값이 짝수인 경우, 플래그 par_flag를 1로 설정하고, 잔차 계수의 절대값이 홀수인 경우, 플래그 par_flag를 0으로 설정할 수도 있다.
다음으로, 잔차 계수의 절대값이 3보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 gt_2_flag를 부호화할 수 있다(S1630). 잔차 계수의 절대값이 3 이하인 경우, 플래그 gt_2_flag의 값을 0으로 설정할 수 있다. 반면, 잔차 계수의 절대값이 3보다 큰 경우, 플래그 gt_2_flag의 값을 1로 설정할 수 있다.
잔차 계수의 절대값이 3보다 큰 경우, 잔여 크기를 나타내는 rem_level을 부호화할 수 있다(S1640). 신택스 rem_level은, 잔차 계수의 절대값에서 4를 차분하여 유도된 값을 오른쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도될 수 있다.
도 16에 도시된, gt_1_flag 및 gt_2_flag 플래그 이외에도, gt_3_flag, gt_4_flag 또는 gt_5_flag 등과 같은, gt_N_flag가 추가 부호화될 수 있다. 이때, gt_(N-1)_flag의 값이 1인 경우, gt_N_flag가 추가 부호화될 수 있다.
gt_N_flag는, 잔차 계수의 절대값이, (2N-1)보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타낼 수 있다. gt_N_flag가 추가 이용되는 경우, rem_level은, 잔차 계수의 절대값에서 2N을 차분하여 유도된 값을 오른쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도될 수 있다.
상술한 예에서는, sig_flag, gt_1_flag, par_flag, gt_2_flag 및 rem_level을 이용하여, 잔차 계수의 절대값이 부호화되는 것으로 예시되었다. 다른 예로, 잔차 계수의 절대값을 그대로 부호화할 수도 있다. 일 예로, 잔차 계수의 절대값을 나타내는 신택스 abs_level가 부호화될 수 있다. 잔차 계수의 절대값의 부호화 방법을 선택하는 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
잔차 계수의 크기 정보를 부호화한 이후, 잔차 계수의 부호를 나타내는 플래그 sign_flag를 부호화할 수 있다(S1030). 플래그 sign_flag의 값이 0인 것은, 잔차 계수가 양수임을 나타낸다. 반면, 플래그 sing_flag의 값이 1인 것은, 잔차 계수가 음수임을 나타낸다.
표 1은, 잔차 계수의 값이 -21이고, 2개의 gt_N_flag가 이용된 경우, 각 신택스들에 할당되는 값을 나타낸 것이다.
구분 수식 값
잔차 계수(Coeff) coeff -21
sig_flag coeff != 0 1
gt_1_flag !! (|coeff|-1) 1
par_flag (|coeff|-2) & 1 1
gt_2_flag (|coeff|-2) >> 1 1
rem_level (|coeff|-4) >> 1 8
sign_flag 1
표 1에서, coeff는 잔차 계수의 값을 나타내고, '수식' 항목은 각 신택스들의 값을 유도하기 위해 사용되는 수식을 나타낸다. 표 2는, 잔차 계수의 값이 -21이고, 5개의 gt_N_flag가 이용된 경우, 각 신택스들에 할당되는 값을 나타낸 것이다.
구분 수식 값
잔차 계수(Coeff) coeff -21
sig_flag coeff != 0 1
gt_1_flag !! (|coeff|-1) 1
par_flag (|coeff|-2) & 1 1
gt_2_flag |coeff| >= 4 1
gt_3_flag |coeff| >= 6 1
gt_4_flag |coeff| >= 8 1
gt_5_flag |coeff| >= 10 1
rem_level (|coeff|-10) >> 1 5
sign_flag 1
도 17은 복호화기에서 잔차 계수를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 서브 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 포함되는 것으로 결정된 경우, 소정 스캔 순서에 기초하여, 잔차 계수들을 복원할 수 있다.
먼저, 잔차 계수가 0이 아닌 값을 갖는지 여부를 나타내는 플래그, sig_flag를 복호화할 수 있다(S1710). 플래그 sig_flag의 값이 0인 것은, 잔차 계수의 값이 0임을 나타낸다. 반면, 플래그 sig_flag의 값이 1인 것은, 잔차 계수의 값이 0이 아님을 나타낸다. 플래그 sig_flag의 값이 1인 경우, 잔차 계수의 크기 정보가 더 복호화될 수 있다(S1720).
도 18은 잔차 계수의 크기 정보의 복호화 과정을 나타낸 도면이다.
설명의 편의를 위해, 잔차 계수는 최대 2개의 gt_N_flag를 이용하여 부호화된 것으로 가정한다.
잔차 계수의 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 gt1_flag를 복호화할 수 있다(S1810). 플래그 gt_1_flag의 값이 0인 것은, 잔차 계수의 절대값이 1임을 나타낸다. 반면, 플래그 gt_1_flag의 값이 1인 것은, 잔차 계수의 절대값이 1보다 큼을 나타낸다.
플래그 gt_1_flag의 값이 1인 경우, 잔차 계수의 절대값이 짝수인지 또는 홀수인지 여부를 나타내는 플래그 par_flag를 복호화할 수 있다(S1820). 플래그 par_flag의 값이 0인 것은, 잔차 계수의 절대값이 짝수임을 나타내고, 플래그 par_flag의 값이 1인 것은, 잔차 계수의 절대값이 홀수임을 나타낸다.
다음으로, 잔차 계수의 절대값이 3보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 gt_2_flag를 복호화할 수 있다(S1830). 플래그 gt_2_flag의 값이 0인 것은, 잔차 계수의 절대값이 3보다 작음을 나타낸다. 플래그 gt_2_flag의 값이 0인 경우, 플래그 par_flag의 값에 따라, 잔차 계수의 절대값이 2 또는 3으로 결정될 수 있다.
플래그 gt_2_flag의 값이 1인 것은, 잔차 계수의 절대값이 3보다 큼을 나타낸다.
플래그 gt_2_flag의 값이 1인 경우, 잔여 크기를 나타내는 rem_level을 복호화할 수 있다(S1840). 신택스 rem_level를 나타내는 값을 왼쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도된 값에, 3 또는 4를 더하여, 잔차 계수의 절대값을 유도할 수 있다.
도 18에 도시된, gt_1_flag 및 gt_2_flag 플래그 이외에도, gt_3_flag, gt_4_flag 또는 gt_5_flag 등과 같은, gt_N_flag가 추가 복호화될 수 있다. 이때, gt_(N-1)_flag의 값이 1인 경우, gt_N_flag가 추가 복호화될 수 있다.
gt_N_flag는, 잔차 계수의 절대값이, (2N-1)보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타낼 수 있다. gt_N_flag가 추가 이용되는 경우, rem_level은, 잔차 계수의 절대값에서 2N을 차분하여 유도된 값을 오른쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도되는 값으로 설정될 수 있다.
상술한 예에서는, sig_flag, gt_1_flag, par_flag, gt_2_flag 및 rem_level을 이용하여, 잔차 계수의 절대값이 복호화되는 것으로 예시되었다. 다른 예로, 잔차 계수의 절대값을 그대로 복호화할 수도 있다. 일 예로, 잔차 계수의 절대값을 나타내는 신택스 abs_level가 복호화될 수 있다. 잔차 계수의 절대값의 복호화 방법을 선택하는 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
잔차 계수의 크기 정보를 복호화한 이후, 잔차 계수의 부호를 나타내는 플래그 sign_flag를 복호화할 수 있다(S1230). 플래그 sign_flag의 값이 0인 것은, 잔차 계수가 양수임을 나타낸다. 반면, 플래그 sing_flag의 값이 1인 것은, 잔차 계수가 음수임을 나타낸다.
표 3은, 2개의 gt_N_flag를 이용하여, 값이 -21인 잔차 계수를 복호화하는 예를 나타낸 것이다.
구분 값 수식
sig_flag 1 -
gt_1_flag 1 -
par_flag 1 -
gt_2_flag 1 -
tmp_coeff 5 1+gt_1_flag+par_flag+(gt_2_flag <<1)
rem_level 8
sign_flag 1 sign = (sign_flag == 1 ? -1 : 1)
잔차계수(coeff) -21 tmp_coeff + (rem_level<<1) * sign
표 3에서, 변수 tmp_coeff는 임시 복원 계수를 나타낸다. gt_2_flag의 값이 0인 경우, 임시 복원 계수 tmp_coeff가 잔차 계수의 절대값으로 설정될 수 있다. 반면, gt_2_flag의 값이 1인 경우, 신택스 rem_level에 기초하여 임시 복원 계수 tmp_coeff를 업데이트함으로서, 잔차 계수의 절대값을 유도할 수 있다. 표 4는, 5개의 gt_N_flag를 이용하여, 값이 -21인 잔차 계수를 복호화하는 예를 나타낸 것이다.
구분 값 수식
sig_flag 1 -
gt_1_flag 1 -
par_flag 1 -
tmp_coeff 5 1+gt_1_flag+par_flag
gt_2_flag 1 tmp_coeff += (sig_2_flag <<1)
gt_3_flag 1 tmp_coeff += (sig_3_flag <<1)
gt_4_flag 1 tmp_coeff += (sig_4_flag <<1)
gt_5_flag 1 tmp_coeff += (sig_5_flag <<1)
rem_level 5 tmp_coeff += (rem_level << 1)
sign_flag 1 sign = (sign_flag == 1 ? -1 : 1)
잔차계수(coeff) -21 tmp_coeff + (rem_level<<1) * sign
표 3에서, 변수 tmp_coeff는 임시 복원 계수를 나타낸다. gt_N_flag가 0인 경우, 임시 복원 계수 tmp_coeff가 잔차 계수의 절대값으로 설정될 수 있다. 반면, gt_N_flag가 1인 경우, 임시 복원 계수를 업데이트(예컨대, tmp_coeff += sig_N_flag <<1) 하고, 다음 신택스를 파싱할 수 있다. 설명한 바와 같이, 잔차 계수는 적어도 하나의 신택스에 의해 부호화될 수 있다. 신택스(들)의 이진화 과정을 거쳐 잔차 계수가 다수의 빈(bin)으로 변경될 수 있고, 변경된 빈들이 엔트로피 부호화를 통해 부호화될 수 있다.
엔트로피 부호화는, 문맥(context) 정보를 이용한 부호화 및 문맥 정보를 이용하지 않는 부호화로 구분될 수 있다. 문맥은, 빈의 값이 0일 확률 또는 1일 확률을 나타낸다.
문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈들의 개수를 제한하기 위해, 임계값을 설정할 수 있다. 생성된 빈들 중 카운트 값이 임계값보다 작은 빈은 문맥 정보를 이용한 부호화가 수행된다. 카운트 값이 임계값 이상이 되는 경우, 더 이상 문맥 정보를 이용한 부호화를 사용하지 않을 수 있다.
임계값은 현재 블록 내, 0이 아닌 잔차 계수들의 개수에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록 내 0이 아닌 잔차 계수들의 개수에 실수를 곱한 값 또는 오프셋을 가산 또는 감산한 값이 임계값으로 설정될 수 있다.
또는, 현재 블록이 포함하는 화소들의 개수에 기초하여 임계값이 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록 내 화소들의 개수에 실수를 곱한 값 또는 오프셋을 가산 또는 감산한 값을 임계값으로 설정될 수 있다.
또는, 임계값을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스, 픽처 헤더 또는 슬라이스 헤더와 같은 상위 헤더를 통해 부호화될 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 기초하여, 임계값이 결정될 수 있다.
또는, 변환 스킵이 적용되었는지 여부, 현재 블록에 적용되는 변환 커널 또는 양자화 파라미터 중 적어도 하나에 기초하여, 임계값이 결정될 수 있다.
문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈의 개수를 카운팅할 때, 마지막 0이 아닌 잔차 계수의 위치를 나타내는 정보를 부호화할 시, 카운터가 동작하지 않도록 설정할 수 있다. 즉, 상기 정보는 카운팅 대상에서 제외될 수 있다.
또는, 현재 블록 내 서브 블록 별 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그를 부호화할 시, 카운터가 동작하지 않도록 설정할 수도 있다. 즉, 상기 플래그는 카운팅 대상에서 제외될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈들의 개수를 제한하기 위해, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈들의 개수가 임계값 이상이 되는 경우, gt_N_flag 등을 이용하여, 잔차 계수를 단계적으로 부호화하는 대신, 잔차 계수의 절대값을 그대로 부호화할 수 있다. 일 예로, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈의 개수가, 임계값보다 작은 경우에는, 표 1 내지 표 4에 예시된 sig_flag, sign_flag, gt_1_flag, par_flag, gt_2_flag, gt_3_flag, gt_4_flag, gt_5_flag 또는 rem_level 중 적어도 하나를 이용하여, 잔차 계수의 절대값을 부호화할 수 있다. 반면, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈의 개수가 임계값이상인 경우, 잔차 계수의 절대값을 나타내는 신택스 abs_level을 부호화할 수 있다.
복호화기에서도, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈을 복호화할 때마다 카운터를 작동할 수 있다. 카운터의 값이 임계값 보다 작은 경우에는, sig_flag, sign_flag, gt_1_flag, par_flag, gt_2_flag, gt_3_flag, gt_4_flag, gt_5_flag 또는 rem_level 중 적어도 하나를 이용하여, 잔차 계수의 절대값을 복원할 수 있다. 반면, 카운터의 값이 임계값 이상인 경우, 신택스 abs_level을 이용하여, 잔차 계수의 절대값을 복원할 수 있다.
도 19는 문맥 정보를 이용하는 빈의 개수를 카운팅하는 예를 나타낸 도면이다.
설명의 편의를 위해, 서브 블록 내에는, 16개의 잔차 계수가 존재하는 것으로 가정하고, 계수들 각각이 C0 내지 C15인 것으로 가정한다. 여기서, C15는 서브 블록 내 우측 하단에 위치하는 잔차 계수를 의미하고, C0는, 서브 블록 내 좌측 상단에 위치하는 잔차 계수를 의미한다.
아울러, 잔차 계수들은 변환을 거쳐 생성된 것이고, 이에 따라, 스캔 순번은 C15 - C0의 순서로 결정되는 것으로 가정한다.
또한, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈의 최대 개수는 36개인 것으로 가정하고, 마지막 0이 아닌 잔차 계수의 위치를 나타내는 정보 및 서브 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그는 카운팅 대상에서 제외되는 것으로 가정한다.
도 19에서, 1패스(pass)는, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 신택스들을 나타낸 것이다. 1패스를 제외한, 2-1, 2-2 및 3패스는 문맥 정보를 이용하지 않고 부호화되는 신택스들을 나타낸 것이다.
패스는, 부호화 순서 및 복호화 순서를 나타낸다. 일 예로, 복호화기에서는, 1패스에 속하는 신택스들을 모두 복호화한 뒤, 2-1패스에 속하는 신택스들을 복호화할 수 있다. 또한, 2-1패스에 속하는 신택스들을 모두 복호화한 뒤, 3패스에 속한 신택스들이 복호화될 수 있다.
도시된 예에서, 2-2 패스는, 1패스, 2-1 패스 및 3 패스의 대체 경로를 나타낸다.
문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈의 계수가 임계값보다 작은 경우, 1 패스 및 2-1 패스를 거쳐 잔차 계수의 절대값이 부호화될 수 있다. 반면, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈의 계수가 임계값과 같거나 큰 경우, 2-2 패스를 거처, 잔차 계수의 절대값이 부호화될 수 있다.
일 예로, 첫번째 잔차 계수 C15가, -21인 경우, 표 2에 도시된 예에서와 같이, 플래그 sig_flag, gt_1_flag, par_flag, gt_2_flag 및 rem_level이 부호화될 수 있다. 첫번째 잔차 계수 C15를 부호화시 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 신택스들(즉, sig_flag, gt_1_flag, par_flag, gt_2_flag)은 총 4개의 빈을 이용하여 부호화되므로, 카운터가 4로 증가한다.
첫번째 잔차 계수 C15를 부호화한 뒤 카운터 값이 임계값 36보다 작으므로, 두번째 잔차 계수 C14에 대해서도, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 신택스들이 이용될 수 있다. C15 부터 C7 각각에 대해 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 4개의 신택스들이 이용된 것으로 가정할 경우, 잔차 계수 C7의 절대값을 부호화한 이후, 카운터의 값이 임계값과 동일한 36으로 설정된다.
이에 따라, 다음 잔차 계수 C6의 부호화시에는, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 신택스들을 이용함이 없이, 신택스 abs_level을 통해, 잔차 계수 C6의 절대값을 그대로 부호화할 수 있다. 즉, 잔차 계수 C6 내지 C0에 대해서는, 1패스에 속하는 4개의 신택스(즉, sig_flag, gt_1_flag, par_flag, gt_2_flag) 및 2-1패스에 속하는 신택스 rem_level 대신, 2-2패스에 속하는 신택스 abs_level을 이용하여 잔차 계수 절대값이 부호화될 수 있다.
이때, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈의 개수가 임계값보다 작은 경우라 하더라도, 상기 개수 및 임계값의 차분이, 문맥 정보를 이용하여 부호화되도록 설정되는 신택스들의 최대 개수보다 작은 경우에는, 문맥 정보를 이용함이 없이 abs_level이 부호화되도록 설정할 수 있다. 예컨대, sig_flag, gt_1_flag, par_flag 및 gt_2_flag가 문맥 정보를 이용하여 부호화되도록 설정된 경우에는, 상기 개수 및 임계값의 차분이 4보다 큰 경우에 한하여, 상기 신택스들이 부호화될 수 있다. 반면, 상기 차분이 4보다 작은 경우에는, abs_level이 부호화될 수 있다.
도시된 예에서는, 1패스에 속하는 4개의 신택스들만이 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 것으로 도시되었다. 설명한 예와 달리, 2-1패스에 속하는 신택스 rem_level 또는 3패스에 속하는 신택스 sign_flag 중 적어도 하나도 문맥 정보를 이용하여 부호화될 수 있다. 일 예로, rem_level이 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 경우, 신택스 rem_level에 할당되는 빈의 개수만큼 카운터가 증가할 수 있다.
도 19에 도시된 예에서, 플래그 par_flag가 문맥 정보를 이용하여 부호화되지 않도록 설정할 수도 있다. 도 20은 이에 대한 예시를 나타낸다.
도 20에서, 1패스는, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 신택스들을 나타낸 것이다. 1패스를 제외한, 2, 3-1, 3-2 및 4패스는 문맥 정보를 이용하지 않고 부호화되는 신택스들을 나타낸 것이다. 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈의 계수가 임계값보다 작은 경우, 1패스, 2패스 및 3-1 패스를 거쳐 잔차 계수의 절대값이 부호화될 수 있다. 반면, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈의 계수가 임계값보다 같거나 큰 경우, 3-2 패스를 거처, 잔차 계수의 절대값이 부호화될 수 있다.
플래그 par_flag가 문맥 정보를 이용하지 않고 부호화되도록 설정되는 경우, 플래그 par_flag에 할당되는 빈의 개수(즉, 1개)에 대해서는, 카운터가 증가하지 않도록 설정될 수 있다.
이에 따라, 각 잔차 계수에 대해, 3개의 신택스, sig_flag, gt_1_flag 및 gt_2_flag에 할당되는 빈에 대해서만 카운터가 증가하게 된다.
잔차 계수 C15 내지 C4 각각에 대해, 신택스 sig_flag, gt_1_flag 및 gt_2_flag가 부호화되는 것으로 가정할 경우, 잔차 계수를 C4에 대한 신택스들을 부호화한 뒤, 카운터가 임계값과 동일한 36으로 설정된다.
이에 따라, 잔차 계수 C3의 부호화시에는, 3-2패스에 포함된 신택스 abs_level을 통해 잔차 계수 C3의 절대값을 그대로 부호화할 수 있다. 즉, 잔차 계수 C3 내지 C0에 대해서는, 1패스 및 2-1패스에 속하는 신택스들 대신, 3-2패스에 속하는 신택스 abs_level을 이용하여 잔차 계수 절대값이 부호화될 수 있다.
문맥 정보를 이용하여 부호화되는 신택스들 간에도 우선 순위를 설정할 수 있다. 이 경우, 우선 순위가 높은 신택스들에 할당되는 빈의 개수를 카운팅한 뒤, 우선 순위가 낮은 신택스들에 할당되는 빈의 개수가 카운팅될 수 있다.
도 21은 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 신택스들 간 우선 순위가 상이한 예를 나타낸 것이다.
현재 블록에 변환이 스킵된 상태이고, 이에 따라, 스캔 순번은 C0 - C15의 순서로 결정되는 것으로 가정한다.
도 21의 예에서, 1패스 및 2패스에 속하는 신택스들이 문맥 정보를 이용하여 부호화될 수 있다. 이때, 1패스에 속하는 신택스들이 2패스에 속하는 신택스들보다 우선 순위가 높은 상태인 경우, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈의 개수 카운팅 시, 1패스에 속하는 신택스들에 할당되는 빈의 개수를 카운팅한 이후, 2패스에 속하는 신택스들에 할당되는 빈의 개수를 카운팅할 수 있다.
일 예로, 16개의 잔차 계수들이 부호화고, 임계값이 96인 것으로 가정하면, 16개의 잔차 계수들 모두에 1패스에 속하는 신택스들을 부호화하고 난 뒤, 카운터의 값은 64로 설정된다. 카운터의 값이 임계값보다 작으므로, 2패스에 속하는 신택스들도 문맥정보를 이용하여 부호화할 수 있다.
도시된 예에서, 잔차 계수 C7에 대한 2패스에 속하는 신택스들을 부호화한 뒤, 카운터의 값이 96으로 설정된다. 이에 따라, 다음 잔차 계수 C8에 대한 2패스에 속하는 신택스들은 문맥 정보를 이용함이 없이 부호화될 수 있다.
도 21에 도시된 예에서, 플래그 par_flag가 문맥 정보를 이용하여 부호화되지 않도록 설정할 수도 있다. 도 22는 이에 대한 예시를 나타낸다.
도 22에서, 1패스 및 3패스는, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 신택스들을 나타낸 것이다. 2패스 및 4패스는, 문맥 정보를 이용하지 않고 부호화되는 신택스들을 나타낸 것이다.
플래그 par_flag는 문맥 정보를 이용하지 않고 부호화될 수 있다. 이에 따라, 플래그 par_flag 부호화시, 카운터가 증가하지 않도록 설정될 수 있다. 잔차 계수 C11에 대해 3패스에 속하는 신택스들을 부호화한 뒤, 카운터의 값이 임계값과 동일한 96으로 설정된다. 이에 따라, 다음 잔차 계수 C12 부터는, 3패스에 속하는 신택스들 부호화시 문맥 정보를 이용하지 않을 수 있다.
도 21 및 도 22에서는, gt_N_flag들이 상이한 패스에 분산 배치되는 것으로 도시되었다. 일 예로, 도 21에 도시된 예에서, gt_1_flag는 1패스에 속하는 반면, gt_2_flag부터는 2패스에 속하는 것으로 예시되었다.
신택스들의 분포를 도 21 및 도 22와 상이하게 설정하는 것도 가능하다. 일 예로, 모든 gt_N_flag들을 하나의 패스에 할당하거나, gt_1_pass 및 gt_2_pass를 하나의 패스에 할당할 수 있다.
플래그 par_flag를 별도의 패스로 설정하는 대신, par_flag를 gt_1_flag 또는 gt_2_flag와 동일한 패스로 설정하되, 플래그 par_flag 부호화시 문맥 정보를 이용하지 않도록 설정할 수도 있다. 도 23은 이에 대한 예시이다. 도 23에 도시된 에에서는, 플래그 par_flag가 gt_2_flag, gt_3_flag, gt_4_flag 및 gt_5_flag와 동일한 패스에 할당되는 것으로 도시되었다.
플래그 par_flag를 gt_N_flag보다 하위 패스에 할당할 수도 있다. 일 예로, 도 22에 도시된 예에서, par_flag를 포함하는 2패스를 3패스로 변경하고, 기존 3패스를 2패스로 변경할 수 있다. 이 경우, 문맥 정보를 이용하는 신택스들을 먼저 부호화한 뒤, 문맥 정보를 이용하지 않는 신택스들이 부호화될 수 있다.
par_flag과 rem_level를 3패스로 묶어, 부호화하는 것도 가능하다.
상술한 예에서와 같이, 잔차 계수의 절대값은, sig_flag, par_flag, gt_N_flag 또는 rem_level 중 적어도 하나를 이용하여 부호화될 수 있다. 이때, rem_level을 제외한 잔여 신택스들은, 주변 계수들의 성질에 따라, 다양한 문맥 정보를 참조하여 부호화될 수 있다. 일 예로, 잔차 계수가 0인지 아닌지를 표현하는 플래그 sig_flag는 주변 잔차 계수들의 성질에 따라 다양한 문맥 정보를 참고하여 부호화될 수 있다. 이때, 참조 가능한 문맥 정보의 개수는 화소의 위치에 따라 결정될 수 있다.
도 24 및 도 25는 문맥 정보를 결정하기 위해 참조되는 주변 복원 영역을 나타낸 것이다.
도 24는, 우측 하단 잔차 계수에서부터 좌측 상단 잔차 계수로 이어지는 스캔 순서에 따라 잔차 계수가 부호화되는 경우의 예시이다. 일 예로, 도 24는, 현재 블록에 변환이 스킵되지 않은 경우에 적용될 수 있다.
도 25는, 좌측 상단 잔차 계수에서부터 우측 하단 잔차 계수로 이어지는 스캔 순서에 따라 잔차 계수가 부호화되는 경우의 예시이다. 일 예로, 도 25는, 현재 블록에 변환이 스킵된 경우 적용되는 것일 수 있다.
도 24 및 도 25의 예를 참조하면, 최대 2개 또는 최대 5개의 복원 계수들을 참조할 수 있다. 일 예로, 잔차 계수의 위치를 (x, y)라 할 경우, 잔차 계수와의 x 좌표 차분 및 y 좌표 차분의 합의 절대값이 1이하인 복원 계수들을 포함하는 영역 또는 상기 절대값이 2 이하인 복원 계수들을 포함하는 영역이 주변 복원 영역으로 설정될 수 있다.
또는, 잔차 계수와의 복원 영역 내 복원 계수들 중 블록 경계를 벗어나거나, 스캔 순서상 아직 복원되지 않은 복원 계수가 존재하는 경우, 위 이용 불가능한 복원 계수는 참조 대상에서 제외할 수 있다.
또는, 이용 불가능한 복원 계수에 대해서는, 해당 위치의 정보가 디폴트 값인 것으로 간주하여, 문맥 정보를 선택할 수 있다. 일 예로, 도 25의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 복원 영역이 설정되고, 현재 부호화하려는 잔차 계수가 현재 블록내 최좌측 열에 포함된 경우, 현재 잔차 계수 왼쪽 복원 계수의 sig_flag값은 0 또는 1인 것으로 간주할 수 있다.
또는, 블록 경계를 벗어나는 복원 계수가 현재 잔차 계수와 상이한 서브 블록에 포함되나, 동일한 코딩 블록에 포함되는 경우, 해당 복원 계수는 이용 가능한 것으로 설정될 수도 있다.
도시된 예보다, 더 많은 수 혹은 더 적은 수의 복원 계수들을 참조하여 문맥 정보를 결정하는 것도 가능하다. 일 예로, 도 24에 도시되지는 않았으나, 잔차 계수의 우측에 존재하는 복원 계수 및 하단에 위치하는 복원 계수만이 문맥 정보를 결정하는데 이용될 수 있다.
또는, 복수개의 복원 영역 후보들 각각에 인덱스를 할당한 뒤, 이들 중 하나를 특정하는 인덱스를 부호화하여 복호화기로 전송할 수도 있다. 또는, 현재 블록의 크기 또는 형태에 따라, 복원 영역을 적응적으로 결정할 수 있다. 또는, 양자화 상태 정보 QState에 기초하여, 복원 영역을 결정할 수 있다. 일 예로, 변수 QState가 0 또는 1인 경우, 최대 2개의 복원 계수들을 포함하는 복원 영역을 이용할 수 있다. 또는, QState가 2 또는 3인 경우, 최대 5개의 복원 계수들을 포함하는 복원 영역을 이용할 수 있다.
또는, 주변 복원 영역을 설정하는 대신 N개의 고정된 문맥 정보 중 하나를 참조하도록 설정할 수도 있다. 일 예로, N은 1일 수 있다. 또는, 잔차 계쑤의 위치에 따라, N 값이 결정될 수 있다. 일 예로, x와 y의 합이 임계값 미만인 경우, N을 1로 설정하고, 임계값 이상인 경우, N을 2로 설정할 수 있다. 임계값은 상위 헤더를 통해 부호화기로 전송될 수 있다. 또는, 부호화기 및 복호화기에서 임계값이 기 약속되어 있을 수 있다.
sig_flag 부호화/복호화시, 잔차 계수 주변의 복원 영역에 포함된, 복원된 계수들의 sig_flag의 값을 합산할 수 있다.
또는, 잔차 계수 주변의 복원 영역에 포함된, 복원된 계수 또는 부분적으로 복원된 계수의 절대값을 계산할 수 있다. 여기서, 부분적으로 복원된 계수의 절대값은, 1패스에 포함된 신택스들에 기초하여 유도되는 임시 복원 계수, 예컨대, (sig_flag + gt_1_flag + par_flag + (gt_2_flag<<1))을 의미할 수 있다.
유도된 값을 이용하여, 복수개의 문맥 정보들 중 하나를 특정할 수 있다.
도 26은 플래그 sig_flag 부호화시 참조 가능한 문맥 정보의 개수를 예시한 것이다.
도 26의 (a)는 루마 성분에 대한 예시이고, 도 26의 (b)는 크로마 성분에 대한 예시이다.
현재 블록을 복수개의 영역들로 분할하고, 각 영역별 참조 가능한 문맥 정보의 종류를 상이하게 설정할 수 있다. 일 예로, x 및 y좌표의 합이 2보다 작은 제1 영역, x 좌표 및 y좌표의 합이 2 이상 5 미만인 제2 영역 및 x좌표 및 y좌표의 합이 5 이상인 제3 영역 각각에서 참조 가능한 문맥 정보의 종류가 상이할 수 있다.
또한, 각 영역 내 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 상이할 수 있다. 일 예로, 각 영역 내 참조 가능한 문맥 정보의 개수는 고정될 수 있다.
또는, 각 영역별, 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 상이할 수 있다. 일 예로, x 및 y좌표의 합이 2보다 작은 제1 영역, x 좌표 및 y좌표의 합이 2 이상 5 미만인 제2 영역 및 x좌표 및 y좌표의 합이 5 이상인 제3 영역 각각에서 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 상이할 수 있다.
다른 예로, 양자화 상태 정보에 따라, 참조 가능한 문맥 정보의 종류를 상이하게 설정할 수 있다. 양자화 상태 정보를 나타내는 변수 QState는 0 내지 3의 값을 가질 수 있다. 일 예로, 변수 QState가 0 및 1일 때는, 제1 타입의 문맥 정보를 참조하는 한편, QState가 2일 때는 제2 타입의 문맥 정보를, QState가 3일 때는 제3 타입의 문맥 정보를 참조할 수 있다.
도 26의 (a)에 도시된 예에서, 루마 블록이 3개의 영역들로 구분되고, 각 영역 별 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 4개인 것으로 예시되었다. 양자화 상태 정보에 따라, 3개 타입의 문맥 정보가 이용 가능하다고 가정할 경우, 루마 블록 내 총 36(3x4x3)개의 문맥 정보가 참조 가능한 상태로 설정될 수 있다.
도 26의 (b)에 도시된 예에서, 크로마 블록이 2개의 영역들로 구분되고, 각 영역 별 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 4개인 것으로 예시되었다. 양자화 상태 정보에 따라, 3개 타입의 문맥 정보가 이용 가능하다고 가정할 경우, 크로마 블록 내 총 24(2x4x3)개의 문맥 정보가 참조 가능한 상태로 설정될 수 있다.
복원 영역의 크기(즉, 복원 영역에 포함된 복원 계수들의 개수)에 따라, 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 상이하게 설정될 수도 있다.
또는, 현재 블록에 변환 스킵이 적용되었는지 여부에 따라, 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 상이할 수 있다. 일 예로, 현재 블록에 변환 스킵이 적용된 경우, 3개 또는 5개의 문맥 정보들이 참조 가능한 반면, 현재 블록에 변환이 적용된 경우, 4개의 문맥 정보들이 참조 가능할 수 있다.
주변 복원 계수들의 sig_flag의 값의 합을 이용하는, 경우, 유도된 합산값을 문턱값과 비교할 수 있다. 여기서, 문턱값은, 참조 가능한 문맥 정보의 개수와 동일하게 설정될 수 있다. 복원 영역에 포함된 복원 계수의 개수에 따라, 합산값은 0~2의 범위를 갖거나, 0~5의 범위를 가질 수 있다. 합산값이 문턱값보다 큰 경우, 합산값을 문턱값으로 변환할 수 있다. 일 예로, 합산값이 5이고, 문턱값이 4인 경우, 합산값은 4로 변경될 수 있다. 이후, 합산값을 기초로, 복수의 문맥 정보들 중 하나를 특정할 수 있다. 즉, 합산값은 복수의 문맥 정보들 중 하나를 특정하는 인덱스로 이용될 수 잇다.
주변 복원 계수들의 절대값 합을 이용하는 경우, 주변 복원 영역 내 복원 계수들의 절대값 합을 계산한 뒤, 유도된 값을 기 정의된 값으로 나눌 수 있다. 예컨대, 기 정의된 값은, 2, 3, 4 또는 5와 같은 자연수일 수 있다. 또는, 절대값 합을 주변 복원 영역 내 복원 계수들의 개수로 나눌 수도 있다.
상기 나눗셈 연산에 의해 유도된 결과값을 문턱값과 비교할 수 있다. 이때, 결과값이 문턱값보다 큰 경우, 유도된 값을 문턱값으로 변환할 수 있다. 일 예로, 문턱값이 3이고, 상기 결과값이 3보다 큰 경우, 결과값을 3으로 변환할 수 있다. 이에 따라, 결과값은, 0부터 3 사이의 값으로 설정될 수 있다.
유도된 결과값에 따라, 해당 잔차 계수를 부호화/복호화할 때 참조해야 하는 문맥 정보가 특정될 수 있다. 즉, 상기 결과값은, 복수의 문맥 정보들 중 하나를 특정하는 인덱스로서 기능할 수 있다. 이에 따라, 문턱값은 잔차 계수가 포함되는 영역 내 참조 가능한 문맥 정보의 개수에 기초하여 결정될 수 있다.
간소화된 문맥 정보를 사용하여, 잔차 계수를 부호화/복호화할 수도 있다. 일 예로, 변수 QState가 0 또는 1인 경우에는, 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 4개일 수 있다. 반면, 변수 QState가 2 또는 3인 경우, 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 2개일 수 있다.
또는, 영역별 참조 가능한 개수를 상이하게 설정할 수 있다. 일 예로, 변수 QState가 2 또는 3인 경우, 제3 영역에서는 참조 가능한 문맥 정보의 개수를 4개로 설정하는 한편, 제1 영역 및 제2 영역 내에서는 참조 가능한 문맥 정보의 개수를 2개로 설정할 수도 있다.
잔차 계수 부호화/복호화시, 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 2개인 경우, 문턱값을 1로 설정할 수 있다. 이 경우, 결과값이 0 또는 1의 값이 되므로, 상기 결과값에 의해 2개의 문맥 정보 중 하나가 특정될 수 있다.
또는, 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 2개인 경우, 주변 복원 영역 내 복원 계수들의 절대값 합과 2와의 모듈로 연산에 의해 유도되는 값이 0인지 아닌지 여부에 기초하여 문맥 정보를 특정할 수도 있다.
gt_N_flag 또는 par_flag를 부호화/복호화하는 경우에도, 주변 복원 영역을 참조하여 문맥 정보가 결정될 수 있다.
도 27은 gt_N_flag 또는 par_flag를 부호화시 참조 가능한 문맥 정보의 개수를 예시한 것이다.
도 27의 (a)는 루마 블록을 예시한 것이고, 도 27의 (b)는 크로마 블록을 예시한 것이다.
루마 블록의 경우, 블록을 복수의 영역으로 구획할 수 있다. 도 27의 (a)에 도시된 예에서는, 루마 블록이 (0, 0) 위치의 잔차 계수를 포함하는 제1 영역, x축 및 y축 좌표의 합이 1이상이고 3보다 작은 제2 영역, x축 및 y축 좌표의 합이 3이상이고 10보다 작은 제3 영역 및 제1 내지 제3 영역을 제외한 제4 영역으로 구분되는 것으로 예시되었다.
이때, 마지막 0이 아닌 잔차 계수를 제5 영역으로 설정할 수 있다. 마지막 0이 아닌 잔차 계수가 스캔 순서상 첫번째로 부호화/복호화 되므로, 마지막 0이 아닌 잔차 계수에 대해서는 1개의 문맥 정보만이 참조 가능하도록 설정될 수 있다.
크로마 블록의 경우, 루마 블록보다 분할 영역들의 개수가 작을 수 있다. 일 예로, 도 27의 (b)에서는, 크로마 블록이 (0, 0)인 잔차 계수를 포함하는 제1 영역 및 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역으로 구획되는 것으로 예시되었다.
이때, 마지막 0이 아닌 잔차 계수를 포함하는 제3 영역으로 설정될 수 있다.
도 27에 도시된 예에서, 마지막 0이 아닌 잔차 계수를 포함하는 영역을 제외한, 각 영역에서 참조 가능한 문맥 정보의 개수가 5개인 것으로 예시되었다. 이때, 각 영역별 참조 가능한 문맥 정보의 종류가 상이할 수 있다. 이에 따라, 루마 블록 내 참조 가능한 문맥 정보의 총 개수는 21개(4x5+1)이고, 크로마 블록 내 참조 가능한 문맥 정보의 총 개수는 11개(2x5+1)일 수 있다.
앞서, 설명한 바와 같이, 참조 가능한 문맥 정보의 개수 및/또는 종류가 영역 또는 양자화 상태 정보에 따라 상이하게 설정될 수도 있다.
gt_N_flag 또는 par_flag 부호화/복호화시, 주변 복원 영역에 포함된 잔차 계수들의 절대값의 합 및 sig_flag의 합 중 적어도 하나를 유도할 수 있다. 이후, 절대값의 합에서, sig_flag의 합을 차분하여 유도된 결과값을 문턱값과 비교할 수 있다. 이때, 결과값이 문턱값보다 큰 경우, 결과값을 문턱값으로 변환할 수 있다. 일 예로, 문턱값이 4인 경우, 4보다 큰 결과값은 4로 변환될 수 있다. 이 결과, 결과값은 0 부터 4 범위의 값으로 설정된다. 상기 결과값에 기초하여, 5개의 문맥 정보 중 하나가 특정될 수 있다. 즉, 상기 결과값은 복수의 문맥 정보들 중 하나를 특정하는 인덱스로서 기능할 수 있다.
간소하된 방법으로, 참조해야 하는 문맥 정보를 결정할 수도 있다. 일 예로, 각 영역에서 잔차 계수를 부호화 할 때, 주변 복원된 영역 내 복원 계수들의 절대값의 합을 유도하는 과정을 생략한 채, 기 정의된 하나의 문맥 정보만을 참조할 수 있다. 간소화된 문맥 정보 결정 방법은, 루마 블록 및 크로마 블록에 모두 적용되거나, 루마 블록 및 크로마 블록 중 하나에만 적용될 수 있다.
일 예로, 루마 블록에서는, 결과값에 기초하여 복수개의 문맥 정보들 중 하나를 특정하는 방법을 사용하는 한편, 크로마 블록에서는 기 정의된 문맥 정보들을 이용하는 방법이 사용될 수 있다.
영역들의 구획 방법 및 개수는 도시된 예에 한정되지 않는다. 일 예로, 현재 블록의 크기, 형태, 변환 스킵의 적용 여부 또는 마지막 0이 아닌 잔차 계수의 위치 중 적어도 하나에 고려하여, 구획 방법 또는 개수 중 적어도 하나가 결정될 수 있다. 또는, 현재 블록 내 영역들의 구획 방법 또는 개수 중 ㅈ거어도 하나를 특정하는 정보가 상위 헤더를 통해 부호화되어 시그날링될 수 있다.
복원 영역의 크기(즉, 복원 계수들의 개수)에 따라, 참조 가능한 문맥 정보들의 개수를 상이하게 설정할 수 있다.
일 예로, 5개의 복원 계수들을 이용하여 문맥 정보들을 결정하는 경우, gt_N_flag 또는 par_flag 부호화시 최대 5개의 문맥 정보들 중 하나를 특정할 수 있다. 반면, 2개의 복원 계수들을 이용하여 문맥 정보들을 결정하는 경우, 최대 3개의 문맥 정보들 중 하나를 특정할 수 있다. 참조 가능한 문맥 정보들의 개수가 감소하는 경우, 임계값도 함께 감소될 수 있다.
또한, 영역별로 복원 영역의 크기를 상이하게 설정하거나, 컬러 성분별로 복원 영역의 크기를 상이하게 설정할 수도 있다.
또는, 주변 복원 영역 내 각 복원 계수들의 정보를 합산하는 것이 아니라, 각 복원 계수들의 정보를 비교하여, 문맥 정보를 유도할 수도 있다. 일 예로, par_flag 부호화/복호화시, 도 27의 (a)에 도시된 것과 같이 복원 영역이 설정되는 것으로 가정한다. 이때, 잔차 계수의 왼쪽 복원 계수 및 상단 복원 계수에 대해, 각 복원 계수의 par_flag를 참조하여, 현재 잔차 계수에 대한 par_flag 부호화/복호화시 참조하여야 하는 문맥 정보를 결정할 수 있다.
일 예로, 좌측 및 상단 복원 계수에 대해, par_flag가 모두 부호화되지 않은 경우(즉, 좌측 및 상단 복원 계수 각각에 대해, sig_flag 또는 gt_1_flag 중 적어도 하나가 0인 경우) 또는, 두 복원 계수들의 par_flag의 값이 상이한 경우를 제1 케이스로 정의할 수 있다. 두 복원 계수들의 par_flag의 값이 모두 1인 경우를 제2 케이스로, 두 복원 계수들의 par_flag의 값이 모두 0인 경우를 제3 케이스로 정의할 수 있다. 현재 잔차 계수의 par_flag 부호화시, 각각의 케이스에 대해 상이한 문맥 정보를 참조하도록 설정할 수 있다. 즉, 각 케이스에 인덱스 (0부터 2)를 할당한 뒤, 상기 인덱스에 기초하여, 하나의 문맥 정보를 특정할 수 있다.
상술한 실시예들에서 사용된 신택스들의 명칭은, 설명의 편의를 위해 명명된 것에 불과하다.
복호화 과정 또는 부호화 과정을 중심으로 설명된 실시예들을, 부호화 과정 또는 복호화 과정에 적용하는 것은, 본 개시의 범주에 포함되는 것이다. 소정의 순서로 설명된 실시예들을, 설명된 것과 상이한 순서로 변경하는 것 역시, 본 개시의 범주에 포함되는 것이다.
상술한 실시예는 일련의 단계 또는 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 이는 발명의 시계열적 순서를 한정한 것은 아니며, 필요에 따라 동시에 수행되거나 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 블록도를 구성하는 구성요소(예를 들어, 유닛, 모듈 등) 각각은 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있고, 복수의 구성요소가 결합하여 하나의 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 상술한 실시예는 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. 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. 상기 하드웨어 장치는 본 개시에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

Claims (13)

  1. 현재 블록에 역변환이 스킵되는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 잔차 계수를 복호화하는 단계; 및
    상기 결정 여부에 기초하여, 상기 잔차 계수에 선택적으로 상기 역변환을 적용하는 단계를 포함하되,
    상기 잔차 계수 복호화시, 상기 잔차 계수가 0보다 큰지 여부를 나타내는 제1 신택스 및 상기 잔차 계수의 절대값을 나타내는 제2 신택스 중 어느 하나가 택일적으로 복호화되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    문맥 정보를 이용하여 복호화된 빈의 개수와 임계값을 비교하여, 상기 제1 신택스를 복호화할 것인지 또는 제2 신택스를 복호화할 것인지 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 신택스, 절대값이 (2N-1)보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타내는 적어도 하나의 gt_N_flag 또는 절대값이 짝수인지 여부를 나타내는 패리티 플래그 중 적어도 하나가 복호화되는 경우, 상기 문맥 정보를 이용하여 복호화된 빈의 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 신택스가 복호화되고, 상기 제1 신택스가 상기 잔차 계수가 0이 아닌 값을 가짐을 나타내는 경우,
    상기 잔차 계수의 절대값이 1보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타내는 gt_1_flag가 추가 복호화되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 gt_1_flag가 상기 절대값이 1보다 큰 값을 가짐을 나타내는 경우, 상기 절대값이 짝수인지 여부를 나타내는 패리티 플래그 및 상기 절대값이 3보다 큰지 여부를 나타내는 gt_2_flag가 추가 복호화되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 임계값은 상기 현재 블록의 크기에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 현재 블록에 변환을 스킵할 것인지 여부를 결정하는 단계;
    변환이 적용된 결과 또는 변환이 스킵된 결과를 양자화하는 단계; 및
    상기 양자화의 결과로 출력되는 잔차 계수를 부호화하는 단계를 포함하되,
    상기 잔차 계수 부호화시, 상기 잔차 계수가 0보다 큰지 여부를 나타내는 제1 신택스 및 상기 잔차 계수의 절대값을 나타내는 제2 신택스 중 어느 하나가 택일적으로 부호화되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  8. 제8 항에 있어서,
    문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈의 개수와 임계값을 비교하여, 상기 제1 신택스를 부호화할 것인지 또는 제2 신택스를 부호화할 것인지 여부가 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 신택스, 절대값이 (2N-1)보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타내는 적어도 하나의 gt_N_flag 또는 절대값이 짝수인지 여부를 나타내는 패리티 플래그 중 적어도 하나가 부호화되는 경우, 상기 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈의 개수가 증가하는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 신택스가 부호화되고, 상기 제1 신택스가 상기 잔차 계수가 0이 아닌 값을 가짐을 나타내는 경우,
    상기 잔차 계수의 절대값이 1보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타내는 gt_1_flag가 추가 부호화되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 gt_1_flag가 상기 절대값이 1보다 큰 값을 가짐을 나타내는 경우, 상기 절대값이 짝수인지 여부를 나타내는 패리티 플래그 및 상기 절대값이 3보다 큰지 여부를 나타내는 gt_2_flag가 추가 부호화되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 임계값은 상기 현재 블록의 크기에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  13. 비디오 부호화 방법에 의해 부호화되는 비트스트림을 저장하는 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 비디오 부호화 방법은,
    현재 블록에 변환을 스킵할 것인지 여부를 결정하는 단계;
    변환이 적용된 결과 또는 변환이 스킵된 결과를 양자화하는 단계; 및
    상기 양자화의 결과로 출력되는 잔차 계수를 부호화하는 단계를 포함하되,
    상기 잔차 계수 부호화시, 상기 잔차 계수가 0보다 큰지 여부를 나타내는 제1 신택스 및 상기 잔차 계수의 절대값을 나타내는 제2 신택스 중 어느 하나가 택일적으로 부호화되는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체.
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