KR20210036851A

KR20210036851A - 360도 비디오 가상 경계의 인루프 필터를 제한하는 방법

Info

Publication number: KR20210036851A
Application number: KR1020200124875A
Authority: KR
Inventors: 강제원; 박승욱; 임화평
Original assignee: 현대자동차주식회사; 이화여자대학교 산학협력단; 기아 주식회사
Priority date: 2019-09-26
Filing date: 2020-09-25
Publication date: 2021-04-05

Abstract

360도 비디오 가상 경계의 인 루프 필터를 제한하는 방법을 개시한다.
본 실시예는, 360도 전방위(omnidirectional) 비디오에 대한 부/복호화 방법에 있어서, 프레임 패킹(frame packing)에 따른 불연속 에지(discontinuous edge, 또는 가상 경계(virtual edge))에 대한 인루프(in-loop) 필터 적용 시 발생할 수 있는 성능 열화를 방지하기 위해, 가상 경계 정보를 시그널링함으로써, 이러한 경계 정보를 이용하여 가상 경계에서 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법을 제공한다.

Description

360도 비디오 가상 경계의 인루프 필터를 제한하는 방법{Method for Restricting In-loop filtering in Virtual Boundaries of 360-degree Video}

본 개시는 360도 비디오 가상 경계의 인 루프 필터를 제한하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 360도 전방위(omnidirectional) 비디오에 대한 부/복호화 방법에 있어서, 프레임 패킹(frame packing)에 따른 가상 경계(virtual edge)에 대한 인루프(in-loop) 필터 적용 시 발생할 수 있는 성능 열화를 방지하기 위해, 가상 경계에서 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법에 관한 것이다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.

동영상 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다.

따라서, 통상적으로 동영상 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 동영상 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 동영상 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 동영상 압축 기술로는 H.264/AVC를 비롯하여, H.264/AVC에 비해 약 40% 정도의 부호화 효율을 향상시킨 HEVC(High Efficiency Video Coding)가 존재한다.

그러나, 영상의 크기 및 해상도, 프레임률이 점차 증가하고 있고, 360도 전방위(omnidirectional) 비디오, HDR(High Dynamic Range) 비디오 등 영역이 확장되고 있으며, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다.

본 개시는, 360도 전방위(omnidirectional) 비디오에 대한 부/복호화 방법에 있어서, 프레임 패킹(frame packing)에 따른 불연속 에지(discontinuous edge, 또는 가상 경계(virtual edge))에 대한 인루프(in-loop) 필터 적용 시 발생할 수 있는 성능 열화를 방지하기 위해, 가상 경계 정보를 시그널링함으로써, 이러한 경계 정보를 이용하여 가상 경계에서 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.

본 개시의 실시예에 따르면, 하나 이상의 픽처들 내에 존재하는 가상 경계(virtual boundary)를 처리하기 위해, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서, 등간격(uniform spacing) 플래그 및 가상 경계(virtual boundary)의 개수를 포함하는 가상 경계 정보를 비트스트림(bitstream)으로부터 복호하는 과정, 여기서 상기 등간격 플래그는 수직 등간격 플래그 및 수평 등간격 플래그를 포함하고, 상기 가상 경계는 수직 가상 경계 및 수평 가상 경계를 포함함; 상기 등간격 플래그에 기반하여 상기 가상 경계의 차분위치 정보를 상기 비트스트림으로부터 복호하는 과정; 및 상기 가상 경계 정보 또는 상기 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 상기 수직 가상 경계의 위치들 및 상기 수평 가상 경계의 위치들을 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

본 개시의 다른 실시예에 따르면, 상기 하나 이상의 픽처들 내의 가상 경계에 대한 인루프(in-loop) 필터링을 제한할지 여부를 나타내는 인루프 필터 제한 플래그를 상기 비트스트림으로부터 복호하는 과정을 더 포함하고, 상기 가상 경계 정보는, 상기 인루프 필터 제한 플래그가 인루프 필터링이 제한됨을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 복호되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

본 개시의 다른 실시예에 따르면, 상기 인루프 필터 제한 플래그가 인루프 필터링이 제한됨을 나타내는 경우, 상기 가상 경계의 위치들 상의 복원샘플에 대해 디블록킹(deblocking) 필터링, SAO(Sample Adaptive Offset) 필터링 및 ALF(Adaptive Loop Filtering) 중 적어도 하나를 포함하는 인루프 필터링을 제한하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

본 개시의 다른 실시예에 따르면, 등간격(uniform spacing) 플래그 및 하나 이상의 픽처들 내에 존재하는 가상 경계(virtual boundary)의 개수를 포함하는 가상 경계 정보를 비트스트림(bitstream)으로부터 복호하고, 상기 등간격 플래그에 기반하여 상기 가상 경계의 차분위치 정보를 상기 비트스트림으로부터 복호하며, 상기 픽처를 구성하는 샘플에 대한 잔차신호를 상기 비트스트림으로부터 복호하는 엔트로피 복호화부, 여기서 상기 등간격 플래그는 수직 등간격 플래그 및 수평 등간격 플래그를 포함하고, 상기 가상 경계는 수직 가상 경계 및 수평 가상 경계를 포함함; 상기 잔차신호로부터 생성된 잔차샘플 및 상기 샘플에 대한 예측샘플을 이용하여 상기 샘플에 대한 복원샘플을 생성하는 가산부; 및 상기 가상 경계의 정보 및 상기 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 상기 수직 가상 경계의 위치들 및 상기 수평 가상 경계의 위치들을 결정하는 루프 필터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치를 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 360도 전방위 비디오에 대한 부/복호화 방법에 있어서, 프레임 패킹에 따른 가상 경계 정보를 시그널링하고, 이러한 경계 정보를 이용하여 가상 경계에서 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법을 제공함으로써, 가상 경계에 대한 인루프 필터 적용 시 발생할 수 있는 성능 열화를 방지하는 것이 가능해지는 효과가 있다.

도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 현재블록의 주변블록에 대한 예시도이다.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6은 360도 비디오에 대한 프로젝션 형식인 ERP 형식을 나타내는 예시도이다.
도 7은 360도 비디오에 대한 프로젝션 형식인 CMP 형식을 나타내는 예시도이다.
도 8은 복원블록을 구성하는 하나의 샘플에 대하여 가상 경계를 기준으로 샘플이 포함되는 영역과 포함되지 않은 영역을 나타내는 예시도이다.
도 9는 360도 비디오에 대한 프로젝션 형식인 TSP 형식을 나타내는 예시도이다.
도 10은 360도 비디오에 대한 프로젝션 형식인 ISP 형식을 나타내는 예시도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 12는 본 개시의 다른 실시예에 따른 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법의 개략적인 흐름도이다.
도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법의 개략적인 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1의 도시를 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.

영상 부호화 장치는 픽처 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 루프 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.

영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.

하나의 영상(비디오)은 복수의 픽처들을 포함하는 하나 이상의 시퀀스로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 또는/및 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 수 있다. 각 타일 또는/슬라이스는 하나 이상의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 그리고 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 슬라이스 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 슬라이스 헤더의 신택스로서 부호화되며, 하나 이상의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처가 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 그리고, 하나 이상의 SPS가 공통으로 참조하는 정보들은 비디오 파라미터 셋(VPS, Video Parameter Set)에 부호화된다. 또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다. SPS, PPS, 슬라이스 헤더, 타일 또는 타일 그룹 헤더에 포함되는 신택스들은 상위수준(high level) 신택스로 칭할 수 있다.

픽처 분할부(110)는 CTU(Coding Tree Unit)의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

픽처 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU(Coding Tree Unit)들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다.

트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 지칭될 수 있다.

도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2의 도시와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.

대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.

트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.

CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '현재블록'이라 칭한다. QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다.

예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다.

일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.

인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3a에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.

직사각형 모양의 현재블록에 대한 효율적인 방향성 예측을 위해, 도 3b에 점선 화살표로 도시된 방향성 모드들(67 ~ 80번, -1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 "광각 인트라 예측모드들(wide angle intra-prediction modes)"로 지칭될 수 있다. 도 3b에서 화살표들은 예측에 사용되는 대응하는 참조샘플들을 가리키는 것이며, 예측 방향을 나타내는 것이 아니다. 예측 방향은 화살표가 가리키는 방향과 반대이다. 광각 인트라 예측모드들은 현재블록이 직사각형일 때 추가적인 비트 전송 없이 특정 방향성 모드를 반대방향으로 예측을 수행하는 모드이다. 이때 광각 인트라 예측모드들 중에서, 직사각형의 현재블록의 너비와 높이의 비율에 의해, 현재블록에 이용 가능한 일부 광각 인트라 예측모드들이 결정될 수 있다. 예컨대, 45도보다 작은 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(67 ~ 80번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 작은 직사각형 형태일 때 이용 가능하고, -135도보다 큰 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(-1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 너비가 높이보다 큰 직사각형 형태일 때 이용 가능하다.

인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측모드들에 대한 레이트 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 레이트 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 레이트 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다.

인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)는 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(Motion Vector: MV)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 모션 벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

인터 예측부(124)는, 예측의 정확성을 높이기 위해, 참조 픽처 또는 참조 블록에 대한 보간을 수행할 수도 있다. 즉, 연속한 두 정수 샘플 사이의 서브 샘플들은 그 두 정수 샘플을 포함한 연속된 복수의 정수 샘플들에 필터 계수들을 적용하여 보간된다. 보간된 참조 픽처에 대해서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하는 과정을 수행하면, 움직임벡터는 정수 샘플 단위의 정밀도(precision)가 아닌 소수 단위의 정밀도까지 표현될 수 있다. 움직임벡터의 정밀도 또는 해상도(resolution)는 부호화하고자 하는 대상 영역, 예컨대, 슬라이스, 타일, CTU, CU 등의 단위마다 다르게 설정될 수 있다. 이와 같은 적응적 움직임벡터 해상도(Adaptive Motion Vector Resolution: AMVR)가 적용되는 경우 각 대상 영역에 적용할 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 대상 영역마다 시그널링되어야 한다. 예컨대, 대상 영역이 CU인 경우, 각 CU마다 적용된 움직임벡터 해상도에 대한 정보가 시그널링된다. 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 후술할 차분 움직임벡터의 정밀도를 나타내는 정보일 수 있다.

한편, 인터 예측부(124)는 양방향 예측(bi-prediction)을 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 양방향 예측의 경우, 두 개의 참조 픽처와 각 참조 픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록 위치를 나타내는 두 개의 움직임벡터가 이용된다. 인터 예측부(124)는 참조픽처 리스트 0(RefPicList0) 및 참조픽처 리스트 1(RefPicList1)로부터 각각 제1 참조픽처 및 제2 참조픽처를 선택하고, 각 참조픽처 내에서 현재블록과 유사한 블록을 탐색하여 제1 참조블록과 제2 참조블록을 생성한다. 그리고, 제1 참조블록과 제2 참조블록을 평균 또는 가중 평균하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고 현재블록을 예측하기 위해 사용한 두 개의 참조픽처에 대한 정보 및 두 개의 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보를 부호화부(150)로 전달한다. 여기서, 참조픽처 리스트 0은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이전의 픽처들로 구성되고, 참조픽처 리스트 1은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이후의 픽처들로 구성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 순서 상으로 현재 픽처 이후의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 0에 추가로 더 포함될 수 있고, 역으로 현재 픽처 이전의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 1에 추가로 더 포함될 수도 있다.

움직임 정보를 부호화하는 데에 소요되는 비트량을 최소화하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다.

예컨대, 현재블록의 참조픽처와 움직임벡터가 주변블록의 참조픽처 및 움직임벡터와 동일한 경우에는 그 주변블록을 식별할 수 있는 정보를 부호화함으로써, 현재블록의 움직임 정보를 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다. 이러한 방법을 '머지 모드(merge mode)'라 한다.

머지 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들로부터 기 결정된 개수의 머지 후보블록(이하, '머지 후보'라 함)들을 선택한다.

머지 후보를 유도하기 위한 주변블록으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(L), 상단블록(A), 우상단블록(AR), 좌하단블록(BL), 좌상단블록(AL) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 머지 후보로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 머지 후보로서 추가로 더 사용될 수 있다.

인터 예측부(124)는 이러한 주변블록들을 이용하여 기 결정된 개수의 머지 후보를 포함하는 머지 리스트를 구성한다. 머지 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 현재블록의 움직임정보로서 사용할 머지 후보를 선택하고 선택된 후보를 식별하기 위한 머지 인덱스 정보를 생성한다. 생성된 머지 인덱스 정보는 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

움직임 정보를 부호화하기 위한 또 다른 방법은 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드이다.

AMVP 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터 후보들을 유도한다. 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로는, 도 4에 도시된 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(L), 상단블록(A), 우상단블록(AR), 좌하단블록(BL), 좌상단블록(AL) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(collocated block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 사용될 수 있다.

인터 예측부(124)는 이 주변블록들의 움직임벡터를 이용하여 예측 움직임벡터 후보들을 유도하고, 예측 움직임벡터 후보들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터를 결정한다. 그리고, 현재블록의 움직임벡터로부터 예측 움직임벡터를 감산하여 차분 움직임벡터를 산출한다.

예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들에 기 정의된 함수(예컨대, 중앙값, 평균값 연산 등)를 적용하여 구할 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치도 기 정의된 함수를 알고 있다. 또한, 예측 움직임벡터 후보를 유도하기 위해 사용하는 주변블록은 이미 부호화 및 복호화가 완료된 블록이므로 영상 복호화 장치도 그 주변블록의 움직임벡터도 이미 알고 있다. 그러므로 영상 부호화 장치는 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보를 부호화할 필요가 없다. 따라서, 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보와 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보가 부호화된다.

한편, 예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들 중 어느 하나를 선택하는 방식으로 결정될 수도 있다. 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보 및 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보와 함께, 선택된 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보가 추가로 부호화된다.

감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.

변환부(140)는 공간 영역의 픽셀 값들을 가지는 잔차블록 내의 잔차신호를 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(140)는 잔차블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차블록 내의 잔차신호들을 변환할 수 있으며, 또는 잔차블록을 복수 개의 서브블록으로 분할하고 그 서브블록을 변환 단위로 사용하여 변환을 할 수도 있다. 또는, 변환 영역 및 비변환 영역인 두 개의 서브블록으로 구분하여, 변환 영역 서브블록만 변환 단위로 사용하여 잔차신호들을 변환할 수 있다. 여기서, 변환 영역 서브블록은 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:1의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록 중 하나일 수 있다. 이런 경우, 서브블록 만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 또한, 변환 영역 서브블록의 크기는 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:3의 크기 비율을 가질 수 있으며, 이런 경우 해당 분할을 구분하는 플래그(cu_sbt_quad_flag)가 추가적으로 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.

한편, 변환부(140)는 잔차블록에 대해 가로 방향과 세로 방향으로 개별적으로 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위해, 다양한 타입의 변환 함수 또는 변환 행렬이 사용될 수 있다. 예컨대, 가로 방향 변환과 세로 방향 변환을 위한 변환 함수의 쌍을 MTS(Multiple Transform Set)로 정의할 수 있다. 변환부(140)는 MTS 중 변환 효율이 가장 좋은 하나의 변환 함수 쌍을 선택하고 가로 및 세로 방향으로 각각 잔차블록을 변환할 수 있다. MTS 중에서 선택된 변환 함수 쌍에 대한 정보(mts_idx)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.

양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화 파라미터를 이용하여 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화부(145)는, 어떤 블록 혹은 프레임에 대해, 변환 없이, 관련된 잔차 블록을 곧바로 양자화할 수도 있다. 양자화부(145)는 변환블록 내의 변환 계수들의 위치에 따라 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 2차원으로 배열된 양자화된 변환 계수들에 적용되는 양자화 행렬은 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.

재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.

재정렬부(150)는 계수 스캐닝(coefficient scanning)을 이용하여 2차원의 계수 어레이를 1차원의 계수 시퀀스로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150)에서는 지그-재그 스캔(zig-zag scan) 또는 대각선 스캔(diagonal scan)을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원의 계수 시퀀스를 출력할 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 계수 어레이를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔, 대각선 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중에서 사용될 스캔 방법이 결정될 수도 있다.

엔트로피 부호화부(155)는, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code), 지수 골롬(Exponential Golomb) 등의 다양한 부호화 방식을 사용하여, 재정렬부(150)로부터 출력된 1차원의 양자화된 변환 계수들의 시퀀스를 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다.

또한, 엔트로피 부호화부(155)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 타입, MTT 분할 방향 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(머지 모드의 경우 머지 인덱스, AMVP 모드의 경우 참조픽처 인덱스 및 차분 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 양자화와 관련된 정보, 즉, 양자화 파라미터에 대한 정보 및 양자화 행렬에 대한 정보를 부호화한다.

역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.

가산부(170)는 복원된 잔차블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀로서 사용된다.

루프(loop) 필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 필터부(180)는 인루프(in-loop) 필터로서 디블록킹 필터(182), SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184) 및 ALF(Adaptive Loop Filter, 186)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.

디블록킹 필터(180)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184) 및 ALF(184)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184) 및 ALF(184)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다. SAO 필터(184)는 CTU 단위로 오프셋을 적용함으로써 주관적 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킨다. 이에 비하여 ALF(184)는 블록 단위의 필터링을 수행하는데, 해당 블록의 에지 및 변화량의 정도를 구분하여 상이한 필터를 적용하여 왜곡을 보상한다. ALF에 사용될 필터 계수들에 대한 정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.

디블록킹 필터(182), SAO 필터(184) 및 ALF(184)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용될 수 있다.

도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 기능 블록도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.

영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(510), 재정렬부(515), 역양자화부(520), 역변환부(530), 예측부(540), 가산기(550), 루프 필터부(560) 및 메모리(570)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.

엔트로피 복호화부(510)는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.

엔트로피 복호화부(510)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다.

예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(MTT_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이에 따라 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.

또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출할 수도 있다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다.

다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.

한편, 엔트로피 복호화부(510)는 트리 구조의 분할을 이용하여 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측모드)에 대한 신택스 요소를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 인터 예측정보에 대한 신택스 요소, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.

또한, 엔트로피 복호화부(510)는 양자화 관련된 정보, 및 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.

재정렬부(515)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(510)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.

역양자화부(520)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고, 양자화 파라미터를 이용하여 양자화된 변환계수들을 역양자화한다. 역양자화부(520)는 2차원으로 배열된 양자화된 변환계수들에 대해 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 역양자화부(520)는 영상 부호화 장치로부터 양자화 계수(스케일링 값)들의 행렬을 양자화된 변환계수들의 2차원 어레이에 적용하여 역양자화를 수행할 수 있다.

역변환부(530)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 잔차블록을 생성한다.

또한, 역변환부(530)는 변환블록의 일부 영역(서브블록)만 역변환하는 경우, 변환블록의 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 서브블록의 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 서브블록의 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)를 추출하여, 해당 서브블록의 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환함으로써 잔차신호들을 복원하고, 역변환되지 않은 영역에 대해서는 잔차신호로 “0”값을 채움으로써 현재블록에 대한 최종 잔차블록을 생성한다.

또한, MTS가 적용된 경우, 역변환부(530)는 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 MTS 정보(mts_idx)를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 적용할 변환 함수 또는 변환 행렬을 결정하고, 결정된 변환 함수를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 변환블록 내의 변환계수들에 대해 역변환을 수행한다.

예측부(540)는 인트라 예측부(542) 및 인터 예측부(544)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(542)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(544)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.

인트라 예측부(542)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 요소로부터 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다.

인터 예측부(544)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인터 예측모드에 대한 신택스 요소를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.

가산기(550)는 역변환부로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부 또는 인트라 예측부로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀로서 활용된다.

루프 필터부(560)는 인루프 필터로서 디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(562)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(564) 및 ALF(566)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. ALF의 필터 계수는 비스트림으로부터 복호한 필터 계수에 대한 정보를 이용하여 결정된다.

디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(570)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용된다.

360도 비디오는 전방위 장면을 취득한 비디오로서 다양한 프로젝션 형식을 기반으로 형성될 수 있다. 대표적인 예로는 ERP(Equi-Rectangular Projection)와 CMP(Cube Map Projection) 형식이 있다.

도 6은 360도 비디오에 대한 프로젝션 형식인 ERP 형식을 나타내는 예시도이다.

ERP 형식에서는, 카메라를 기준으로 360도 구(sphere)에 맵핑되는 영상이 2차원 형식으로 프로젝션된다. 일반 비디오의 특징과는 다르게 적도를 기준으로 상하 이동시 좌우로 1/cosφ(여기서 φ는 위도)만큼 영상이 팽창된다.

도 7은 360도 비디오에 대한 프로젝션 형식인 CMP 형식을 나타내는 예시도이다.

CMP 형식에서는, 카메라를 기준으로 육면체에 맵핑되는 영상이 2차원 형식으로 프로젝션된다. 육면체를 구성하는 각 시점은 1×6, 2×3 등과 같은 2차원 비디오로 배열되어 압축 및 전송이 된다. 이러한 배열 과정을 프레임 패킹(frame packing)으로 표현하는데, 표 1에 나타낸 바와 같이 1×6, 2×3, 3×2 및 6×1의 프레임 패킹을 위한 방식이 이용될 수 있다. 패킹한 프레임의 위치를 표시하기 위해 0 내지 5의 위치 인덱스가 부여될 수 있다.

CMP와 같이 하나 이상의 면으로 구성되는 프로젝션 형식을 사용하는 경우, 프레임 패킹을 이용하여 360도 비디오가 2차원 형식으로 변환될 수 있다. 그러나 어느 프레임 패킹을 이용하더라도 인접한 면 사이에 불연속 경계가 나타날 수 있다. 도 7에 예시된 바와 같은 CMP의 경우, 2차원 형식의 상단의 우측면, 정면 및 좌측면에 해당하는 면은 서로 간에 연속으로 패킹되고 하단의 저면, 배면 및 평면에 해당하는 면도 서로 간에 연속으로 패킹되지만 상단과 하단 간에는 불연속이 존재할 수 있다.

참고로, ERP 및 CMP를 포함하는, 다양한 형태의 프로젝션 형식은 표 2에 나타낸 바와 같다.

프레임 패킹에 따른 경계에 인루프 필터를 직접 적용하면 불연속 에지(discontinuous edge, 또는 가상 경계(virtual edge))를 가로 지르는 픽셀들이 함께 필터링되어 주관적/객관적 성능이 저하될 수 있다.

본 실시예는 영상 복호화 장치에서, 360도 비디오 가상 경계의 인루프 필터를 제한하는 방법을 개시한다. 보다 자세하게는, 360도 전방위(omnidirectional) 비디오에 대한 영상 부/복호화 방법에 있어서, 프레임 패킹(frame packing)에 따른 가상 경계에 대한 인루프(in-loop) 필터 적용 시 발생할 수 있는 성능 열화를 방지하기 위해, 가상 경계 정보를 시그널링함으로써, 이러한 경계 정보를 이용하여 가상 경계에서 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법을 제공한다.

본 개시에 따른 영상 부호화 장치의 루프 필터부(180)는 인루프 필터로서 디블록킹(deblocking) 필터(182), SAO 필터(184) 및 ALF(186)를 포함할 수 있다. 또한, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치의 루프 필터부(560)는 인루프 필터로서 디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 포함할 수 있다.

가상 경계에서 인루프 필터의 동작을 제한하기 위해 영상 부호화 장치는 SPS, PPS 단위에서 가상 경계 정보를 시그널링한다. 가상 경계 정보는 인루프 필터 제한 플래그, 수직 가상 경계의 개수 및 위치 정보, 수평 가상 경계의 개수 및 위치 정보를 포함한다. 표 3은 영상 부호화 장치가 PPS 단위에서 시그널링하는 가상 경계 정보에 대한 예시를 나타낸다.

영상 복호화 장치는 인루프 필터 제한 플래그pps_loop_filter_across_virtual_boundaries_disabled_flag가 1인 경우 PPS를 참조하는 프레임 내의 가상 경계에서 인루프 필터를 비활성화시킨다. 반면, 인루프 필터 제한 플래그가 0인 경우 영상 복호화 장치는 가상 경계에서 인루프 필터를 적용할 수 있다. 인루프 필터 제한 플래그가 시그널링되지 않는 경우, 인루프 필터 제한 플래그는 0으로 설정될 수 있다.

pps_num_ver_virtual_boundaries는 수직 가상 경계의 개수로서 0 내지 3의 범위에서 설정될 수 있으며, 시그널링되지 않으면 0으로 설정될 수 있다. 수직 가상 경계의 위치 정보는 pps_virtual_boundaries_pos_x[i]를 이용하여 표현된다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 인루프 필터 제한 플래그가 1인 경우 수직 가상 경계의 개수 및 수직 가상 경계의 위치 정보가 복호될 수 있다.

영상 복호화 장치는 수직 가상 경계의 위치 정보를 이용하여 루마 샘플 단위로 i 번째 수직 가상 경계의 위치 PpsVirtualBoundariesPosX[i]를 산정할 수 있다. i 번째 수직 가상 경계의 위치는 수학식 1에 나타낸 바와 같이 유도된다.

여기서, i 번째 수직 가상 경계의 위치의 범위는 1 부터 Ceil(pic_width_in_luma_samples/8)-1까지인데, pic_width_in_luma_samples는 루마 샘플 단위로 표시되는 현재 픽처의 너비이다. 또한 8 대신에, 1을 포함하여 단위 블록의 크기를 나타내는 어는 숫자든 이용이 가능하다.

한편, pps_num_hor_virtual_boundaries는 수평 가상 경계의 개수로서 0 내지 3의 범위에서 설정될 수 있으며, 시그널링되지 않으면 0으로 설정될 수 있다. 수평 가상 경계의 위치 정보는 pps_virtual_boundaries_pos_y[i]를 이용하여 표현된다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 인루프 필터 제한 플래그가 1인 경우 수평 가상 경계의 개수 및 수평 가상 경계의 위치 정보가 복호될 수 있다.

영상 복호화 장치는 수평 가상 경계의 위치 정보를 이용하여 루마 샘플 단위로 i 번째 수평 가상 경계의 위치 PpsVirtualBoundariesPosY[i]를 산정할 수 있다. i 번째 수평 가상 경계의 위치는 수학식 2에 나타낸 바와 같이 유도된다.

여기서, i 번째 수평 가상 경계의 위치의 범위는 1 부터 Ceil(pic_height_in_luma_samples/8)-1까지인데, pic_height_in_luma_samples는 루마 샘플 단위로 표시되는 현재 픽처의 높이이다. 또한 8 대신에, 1을 포함하여 단위 블록의 크기를 나타내는 어는 숫자든 이용이 가능하다.

pps_virtual_boundaries_pos_x[i]와 pps_virtual_boundaries_pos_y[i]는 13 비트를 이용하여 0 이상의 양의 정수로 표현된다.

영상 부호화 장치는, 표 4에 나타낸 바와 같이, SPS 단위에서도 전술한 바와 같은 가상 경계 정보를 시그널링할 수 있다.

본 개시에 따른 영상 복호화 장치의 루프 필터부(560)는 복원된 블록(이하 복원블록)에 대해 디블록킹 필터(562)를 동작시키기 전에, 디블록킹 필터(562)에 대한 비활성화 조건을 확인한다. 예를 들어, 픽처의 경계에 대해 디블록킹 필터(562)가 비활성화될 수 있다.

루프 필터부(560)는 인루프 필터 제한 플래그가 1인 상태에서, 필터링하고자 하는 대상샘플의 수평 좌표가 i 번째 수직 가상 경계의 위치 PpsVirtualBoundariesPosX[i] 중 하나와 일치하면, 해당되는 대상샘플에 대해 수평 방향으로의 디블록킹 필터(562)의 동작을 제한할 수 있다. 또한, 루프 필터부(560)는 인루프 필터 제한 플래그가 1인 상태에서, 필터링하고자 하는 대상샘플의 수직 좌표가 i 번째 수평 가상 경계의 위치 PpsVirtualBoundariesPosY[i] 중 하나와 일치하면, 해당되는 대상샘플에 대해 수직 방향으로의 디블록킹 필터(562)의 동작을 제한할 수 있다.

한편, 루프 필터부(560)는 복원블록에 대해 SAO 필터(564)를 동작시키기 전에, SAO 필터(564)에 대한 비활성화 조건을 확인한다. 예를 들어, SAO 필터의 형태를 지시하는 인덱스가 0인 경우, 해당되는 모든 대상샘플에 대해 SAO 필터(564)가 비활성화될 수 있다.

SAO는 두 가지 형태가 존재하는데, 하나는 에지 오프셋(EO, edge offset)이고 다른 하나는 밴드 오프셋(BO, band offset)이다. 영상 부호화 장치는 타겟 영역에 대해 EO와 BO 중 하나를 선택하여 수행하고, SAO 형태를 지시하는 신택스를 영상 복호화 장치로 전달된다. 영상 복호화 장치는 SAO 형태를 지시하는 신택스로부터 SAO를 적용할지, 적용하는 경우 에지 오프셋을 적용할지 아니면 밴드 오프셋을 적용할지 여부를 결정한다. 예를 들어, SAO 형태를 지시하는 신택스가 0이면 SAO를 적용하지 않으며, 1인 경우에는 BO를, 2인 경우에는 EO를 적용한다. SAO 형태가 EO인 경우, 가상 경계에서 SAO 필터의 동작이 제한될 수 있다.

EO에는 수평, 수직, 135도 및 45도의 네 가지 방향 또는 클래스(class)가 존재하는데, 각 클래스는 대상샘플과 그 주변 샘플들 간의 차이에 근거하여 결정될 수 있다. 영상 부호화 장치는 대상블록(예컨대, CTU) 단위로 어떤 EO 클래스가 적용되는지를 시그널링한다.

루프 필터부(560)는, 루마 샘플에 대하여 인루프 필터 제한 플래그가 1인 상태에서, 필터링하고자 하는 대상샘플의 수평 좌표가 i 번째 수직 가상 경계의 위치 또는 하나 앞선 위치 (PpsVirtualBoundariesPosX[i] 또는 PpsVirtualBoundariesPosX[i]-1) 중 하나와 일치하고, EO의 클래스가 수직 방향이 아닌 경우, 해당되는 대상샘플에 대해 SAO 필터(564)의 동작을 제한할 수 있다.

또한, 루프 필터부(560)는, 루마 샘플에 대하여 인루프 필터 제한 플래그가 1인 상태에서, 필터링하고자 하는 대상샘플의 수직 좌표가 i 번째 수평 가상 경계의 위치 또는 하나 앞선 위치(PpsVirtualBoundariesPosY[i] 또는 PpsVirtualBoundariesPosY[i]-1) 중 하나와 일치하고, EO의 의 클래스가 수평 방향이 아닌 경우, 해당되는 대상샘플에 대해 SAO 필터(564)의 동작을 제한할 수 있다.

크로마 샘플에 대하여, 루프 필터부(560)는 루마 샘플에 적용된 것과 유사한 과정을 이용하여, SAO 필터(564)의 동작을 제한할 수 있다.

상위 수준의 ALF 활성화 플래그가 1인 경우, 루프 필터부(560)가 복원블록에 대해 ALF(566)의 동작을 비활성화시키는 특별한 조건은 없다. 다만, 필터링하고자 하는 복원블록의 경계가 픽처, 타일 또는 슬라이스 경계와 일치하는 경우, 복원블록을 포함하는 픽처, 타일 또는 슬라이스의 외부 샘플의 이용 가능 여부에 의존하여, 복원블록의 샘플에 대한 ALF(566)의 동작이 상이할 수 있다. 외부 샘플을 이용하는 것이 가능한 경우, ALF(566)의 동작에 제약이 없다. 반면, 외부 샘플을 이용하는 것이 가능하지 않은 경우, 복원블록을 포함하는 픽처, 타일 또는 슬라이스의 내부 샘플만을 이용하여 ALF(566)의 동작이 수행된다. 이때, ALF(566)의 동작 과정에서 외부 샘플 정보를 필요로 하는 위치는 주변 내부 샘플을 이용하여 패딩(padding)될 수 있다.

루프 필터부(560)는 인루프 필터 제한 플래그가 1인 상태에서, i 번째 수직 가상 경계의 위치 PpsVirtualBoundariesPosX[i] 중 필터링하고자 하는 대상샘플의 수평 좌표와 가장 근접하는 하나를 선택하여, 근접 수직 가상 경계로 설정한다. 또한, 루프 필터부(560)는 인루프 필터 제한 플래그가 1인 상태에서, i 번째 수평 가상 경계의 위치 PpsVirtualBoundariesPosY[i] 중 대상샘플의 수직 좌표와 가장 근접하는 하나를 선택하여, 근접 수평 가상 경계로 설정한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 복원블록을 구성하는 하나의 대상샘플에 대하여 설정된 근접 수직 가상 경계 및/또는 근접 수평 가상 경계를 기준으로 대상샘플이 포함되는 영역(이하 제1 영역)과 포함되지 않는 영역(이하 제2 영역)으로 복원블록(또는 복원블록이 포함되는 픽처, 타일 또는 슬라이스)이 분할될 수 있다. 루프 필터부(560)는 제1 영역에 포함된 샘플만을 이용하여 대상샘플에 대해 ALF(566)를 수행할 수 있다. 이때, ALF(566)의 동작 과정에서 제2 영역의 정보를 필요로 하는 위치는 제1 영역에 포함된 주변 샘플을 이용하여 패딩될 수 있다.

영상 부호화 장치의 루프 필터부(180)도, 영상 복호화 장치와 동일한 방식을 이용하여, 전술한 바와 같이 가상 경계에서 디블록킹(deblocking) 필터(182), SAO 필터(184) 및 ALF(186)를 포함하는 인루프 필터의 동작을 제한할 수 있다.

한편, 수직 가상 경계의 위치 정보 pps_virtual_boundaries_pos_x[i] 및 수평 가상 경계의 위치 정보 pps_virtual_boundaries_pos_y[i]를 이용하게 되면 프레임의 크기가 증가함에 따라 시그널링되는 비트의 수가 증가할 수 있다.

본 개시에서는 가상 경계 정보의 양을 감소시키기 위해, i 번째 가상 경계의 위치 정보가 이전 위치와의 차분을 이용하여 표현될 수 있다. 표 5에 나타낸 바와 같이 영상 부호화 장치는 신택스 요소 pps_virtual_boundaries_pos_x[i] 및 pps_virtual_boundaries_pos_y[i]를 수직 가상 경계의 차분위치 정보 pps_virtual_boundaries_pos_x_delta[i] 및 수평 가상 경계의 차분위치 정보 pps_virtual_boundaries_pos_y_delta[i]로 대체하여 시그널링할 수 있다.

영상 복호화 장치는 수직 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 루마 샘플 단위로 i 번째 수직 가상 경계의 위치 PpsVirtualBoundariesPosX[i]를 산정할 수 있다. i 번째 수직 가상 경계의 위치는 수학식 3에 나타낸 바와 같이 유도된다.

수직 가상 경계의 차분위치 정보를 나타내는 데 사용되는 비트 수는 Ceil (Log2(pic_width_in_luma_samples)-3)이다. 또한 수직 가상 경계의 차분위치 정보의 범위는 1부터 Ceil((pic_width_in_luma_samples - PpsVirtualBoundariesPosX[i-1])×8)-2까지이다.

영상 복호화 장치는 수평 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 루마 샘플 단위로 i 번째 수평 가상 경계의 위치 PpsVirtualBoundariesPosY[i]를 산정할 수 있다. i 번째 수평 가상 경계의 위치는 수학식 4에 나타낸 바와 같이 유도된다.

수평 가상 경계의 차분위치 정보를 나타내는 데 사용되는 비트 수는 Ceil (Log2(pic_height_in_luma_samples)-3)이다. 또한 수평 가상 경계의 차분위치 정보의 범위는 1부터 Ceil((pic_height_in_luma_samples - PpsVirtualBoundariesPosY[i-1])×8)-2까지이다.

본 개시에 따른 다른 실시예에서는 가상 경계 정보의 양을 감소시키기 위해, 가상 경계의 위치가 등간격으로 나타나는 경우 이를 지시하는 수직 또는 수평 등간격 플래그가 시그널링될 수 있다. 영상 부호화 장치는, 표 6에 나타낸 바와 같이, 신택스 요소로서 수직 또는 수평 등간격 플래그를 시그널링할 수 있다.

수직 등간격 플래그 pps_ver_virtual_boundaries_uniform_spacing_flag가 1인 경우 수직 방향의 가상 경계가 하나의 프레임 내에 균등하게 분포하는 것을 나타낸다. 영상 부호화 장치는 수직 가상 경계의 개수 pps_num_ver_virtual_boundaries를 시그널링하여 수직 등간격이 계산되도록 할 수 있다. 수직 등간격 플래그가 1인 경우, 영상 복호화 장치는 수학식 5에 나타낸 바와 같이 수직 가상 경계의 위치를 유도할 수 있다.

한편, 수직 등간격 플래그가 0인 경우, 영상 복호화 장치는 수직 가상 경계의 위치 정보 virtual_boundaries_pos_x[i]를 복호한다. 수직 가상 경계의 위치는 수직 가상 경계의 위치 정보를 이용하여, 수학식 1에 나타낸 바와 같이 유도될 수 있다.

또한 수평 등간격 플래그 pps_hor_virtual_boundaries_uniform_spacing_flag 가 1인 경우 수평 가상 경계가 하나의 프레임 내에 균등하게 분포하는 것을 나타낸다. 영상 부호화 장치는 수평 가상 경계의 개수 pps_num_hor_virtual_boundaries를 시그널링하여 수평 등간격이 계산되도록 할 수 있다. 수평 등간격 플래그가 1인 경우, 영상 복호화 장치는 수학식 6에 나타낸 바와 같이 수평 가상 경계 위치를 유도할 수 있다.

한편, 수평 등간격 플래그가 0인 경우, 영상 복호화 장치는 수평 가상 경계의 위치 정보 virtual_boundaries_pos_y[i]를 복호할 수 있다. 수평 가상 경계의 위치는 수평 가상 경계의 위치 정보를 이용하여, 수학식 2에 나타낸 바와 같이 유도될 수 있다.

전술한 바와 같이, 수직 가상 경계의 위치 정보와 수평 가상 경계의 위치 정보는 고정 길이 비트를 이용하여 0 이상의 양의 정수로 표현될 수 있다.

본 개시에 따른 다른 실시예에서는, 표 5에 나타낸 바와 같은 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하는 방법과 표 6에 나타낸 바와 같은 등간격 플래그를 이용하는 방법을 혼합하여, 영상 부호화 장치는 표 7에 나타낸 바와 같이 가상 경계 정보를 시그널링할 수 있다.

여기서, 등간격 플래그가 1인 경우, 수학식 5 및 수학식 6에 나타낸 바와 같이 수직 가상 경계 및 수평 가상 경계의 위치가 산정된다. 반면, 등간격 플래그가 0인 경우, 수학식 3 및 수학식 4에 나타낸 바와 같이 수직 가상 경계 및 수평 가상 경계의 위치가 산정될 수 있다.

이하, 360도 비디오 프로젝션 및 패킹 방식에 따라 가상 경계를 표시하는 방법을 설명한다. 먼저, CMP 방식을 이용하는 경우, 가상 경계를 표시하는 방법을 설명한다.

표 1에 나타낸 바와 같이 CMP 패킹 방식 cmp_packing_type과 그에 따른 패킹 방식 packing_type 및 위치 인덱스 position_index가 사전에 정의된다. 현재 프레임의 패킹 방식은 SPS 또는 PPS 상에 전송되거나 SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지를 이용하여 전송될 수 있다. 예를 들면, cubemap projection SEI message가 정의되어 사용될 수 있다.

표 8은 영상 부호화 장치가 시그널링하는 cubemap projection SEI message에 대한 신택스를 나타낸다.

여기서, 360_video_geometry_type[i]은 큐브 맵의 형태를 나타낸다. unit_face_idx[i]는 각 면의 인덱스를 나타내고, coded_face_width[i], coded_face_height[i], coded_face_top[i] 및 coded_face_left[i] 각각은 각 면의 너비, 높이, 해당 면의 상단 샘플의 위치, 및 좌측 샘플의 위치를 나타낸다.

다음, cube_face_transform_type[i]은 해당 면의 회전 또는 반전(mirroring)을 나타내는데, 표 9에 나타낸 바와 같이 구분될 수 있다.

한편, 표 8에서, SPAF_num_coeffs는 3차원 구에서 2차원 면으로 맵핑하는 과정에서 필요한 변환 계수의 개수이고, SPAF_coeffs_divisor는 변환 계수 산정 시 필요한 제수(divisor)이며, SPAF_coeffs_divident[i]는 변환 계수 산정 시 필요한 필요한 피제수(dividend)이다. 이들을 이용하여 변환 계수는 수학식 7과 같이 유도될 수 있다.

이하, cmp_packing_type이 0임이 PPS 수신 이전에 시그널링된 경우, 표 8에 나타낸 신택스를 이용하여 루프 필터부(560)가 수행하는 동작을 설명한다.

이러한 경우 수직 방향의 가상 경계는 없으므로, 루프 필터부(560)는 수직 가상 경계의 개수 pps_num_ver_virtual_boundaries를 0으로 설정한다. 또한 수평 방향의 가상 경계는 전체 프레임 수직 길이의 1/6마다 등간격으로 존재하므로, 루프 필터부(560)는 수평 가상 경계의 개수 pps_num_hor_virtual_boundaries를 5로 설정하고, 수평 가상 경계의 위치 PpsVirtualBoundariesPosY[i]에 가상 경계 위치를 저장한 후, 해당 위치에서 인루프 필터의 사용을 제한할 수 있다.

다음, cmp_packing_type이 1임이 시그널링된 경우, 표 8에 나타낸 신택스를 이용하여 루프 필터부(560)가 수행하는 동작을 설명한다.

이러한 경우 수직 방향의 가상 경계는 전체 프레임 수평 길이의 1/2마다 등간격으로 존재하고, 수평 방향의 가상 경계는 수직 길이의 1/3마다 등간격으로 존재하므로, 루프 필터부(560)는 수직 가상 경계의 개수를 1, 수평 가상 경계의 개수를 2로 설정하고, PpsVirtualBoundariesPosX[i]와 PpsVirtualBoundariesPosY[i]에 그에 따른 가상 경계 위치를 저장한 후, 해당 위치에서 인루프 필터의 사용을 제한할 수 있다.

전술한 바와 같이, 루프 필터부(560)는 수신 받은 cmp_packing_type에 기반하여 수직 가상 경계의 개수, 수평 가상 경계의 개수, 수직 가상 경계의 위치, 및 수평 가상 경계의 위치를 결정할 수 있다. 이때, 수직 가상 경계의 위치, 및 수평 가상 경계의 위치는, 수학식 8에 나타낸 바와 같이 수직 가상 경계의 위치 정보 pps_virtual_boundaries_pos_y[i], 및 수평 가상 경계의 위치 정보 pps_virtual_boundaries_pos_x[i]를 이용하여 산정될 수 있다.

여기서, K는 8 또는 4일 수 있다. 또는 K는 최소의 CU 블록 크기 또는 최소의 변환 블록 크기일 수 있다. 또는 K는 영상 부호화 장치로부터 시그널링되거나 cmp_packing_type, 프로젝션 형태에 따라 결정되는 값일 수 있다.

한편, K는 하나 이상의 값일 수 있다. 예를 들어, CMP에서 패킹되는 프레임의 크기가 상이한 경우 각 프레임별로 상이한 K 값을 가질 수 있다. 패킹된 프레임의 크기가 같지 않은 경우, 수직 가상 경계의 개수, 수평 가상 경계의 개수는 cmp_packing_type에 따라 추론되나, 수직 가상 경계의 위치 정보, 및 수평 가상 경계의 위치 정보는 고정 길이의 비트를 이용하여 0 이상의 양의 정수로 표현된 채로 시그널링되고, 이를 이용하여 수직 가상 경계의 위치, 및 수평 가상 경계의 위치가 유도될 수 있다.

전술한 바와 같이 유도된 수직 가상 경계의 위치, 및 수평 가상 경계의 위치를 기반으로, 루프 필터부(560)는 인루프 필터인 디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)의 동작을 이러한 가상 경계에서 제한할 수 있다. 가상 경계에서 인루프 필터의 동작을 제한하는 방식은, 표 3과 표 4, 및 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 기서술되었으므로, 더 이상의 설명을 생략한다.

한편, CMP가 아닌 경우, 즉 패킹된 면이 동일한 크기의 직사각형이 아닌 경우, 가상 경계를 수직 가상 경계의 위치 정보, 및 수평 가상 경계의 위치 정보만으로 표시하기 어려울 수 있다. 예컨대, 도 9에 도시된 바와 같은 TSP(Truncated Square Pyramid projection) 형식에서는 전면의 시점은 0 번 인덱스로 상대적으로 크게 패킹하여 전송되고, 나머지 시점은 보다 작은 직사각형 또는 사다리꼴 형태로 전송된다. 다른 예로서, 도 10에 도시된 바와 같은 ISP(Icosahedron Projection) 형식에서는, 삼각형의 타일이 전송된다.

이러한 예에 있어서, 수직 가상 경계의 위치 정보, 및 수평 가상 경계의 위치 정보를 이용하여 가상 경계가 표시되기 어렵다. 따라서, TSP의 경우, 영상 부호화 장치는 표 10에 나타낸 바와 같은 신택스를 시그널링할 수 있다.

여기서, pps_num_face는 패킹되는 면의 개수로서, TSP의 경우 총 6 개이므로 각 면의 인덱스를 표현하는 i는 0 내지 5의 값을 갖는다. 또한 pps_vertex_pos_x[i][j]와 pps_vertex_pos_y[i][j]는 각 면의 꼭지점 좌표로서, TSP의 경우 각 면은 4 개의 꼭지점을 갖는 사각형이므로 각 꼭지점의 인덱스를 표현하는 j는 0 내지 3의 값을 갖는다.

한편, ISP와 같이 삼각형 형태의 면으로 구성되는 경우, 표 11에 나타낸 바와 같이 j는 0 내지 2의 값을 갖도록 영상 부호화 장치가 신택스를 시그널링할 수 있다.

표 10 및 표 11에서는 j의 개수가 고정되었으나, 영상 부호화 장치는 각 면을 구성하는 꼭지점의 개수를 표시하는 pps_num_vertex와 같은 신택스를 시그널링할 수 있다.

루프 필터부(560)는 pps_vertex_pos_x[i][j]와 pps_vertex_pos_y[i][j]를 수신한 후, 수신된 꼭지점들을 연결하는 직선 방정식으로부터 꼭지점들 간에 포함된 프레임 내 좌표들의 집합 PpsVirtualBoundariesPosXY[x][y]를 유도하고, 유도된 위치에서 인루프 필터의 동작을 제한할 수 있다.

본 개시에 따른 영상 부호화 장치는 비패킹(non-packing) 제한 플래그 general_non_packed_constraint_flag를 시그널링하여, 이 플래그가 1인 경우, 디코딩된 비트스트림이 프레임으로 분할된 출력 영상을 표현하기 적합함을 나타내고, 0인 경우 추가적인 처리가 필요함을 표시할 수 있다.

영상 부호화 장치는 비패킹 제한 플래그를 이용하여 인루프 필터 제한 플래그 pps_loop_filter_across_virtual_boundaries_disabled_flag를 제어할 수 있다.

비패킹 제한 플래그가 1인 경우, 패킹된 영상이 없으므로 그에 따른 추가적인 처리가 필요하지 않다. 따라서 가상 경계를 처리하기 위한 관련된 신택스를 모두 전송할 필요가 없다. 예컨대, 인루프 필터 제한 플래그가 0으로 설정될 수 있다.

비패킹 제한 플래그가 0인 경우 패킹된 영상이 존재할 수 있고 그에 따른 추가적인 처리가 필요하다. 이때, 인루프 필터 제한 플래그는 0 또는 1로 설정되는 것이 모두 가능하다. 비패킹 제한 플래그가 0이지만 인루프 필터 제한 플래그가 0인 경우의 예로는 직사각형을 사용하지 않는 패킹 타입을 들 수 있다.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법의 개략적인 흐름도이다.

영상 복호화 장치는 하나 이상의 픽처들 내에 존재하는 가상 경계(virtual boundary)를 처리하여 다음과 같이 인루프 필터의 동작을 제한할 수 있다.

영상 복호화 장치는 픽처에 대한 인루프 필터 제한 플래그, 가상 경계(virtual boundary)의 개수 및 가상 경계의 차분위치 정보를 비트스트림(bitstream)으로부터 복호한다(S1100). 여기서, 가상 경계는 수직 가상 경계 및 수평 가상 경계를 포함한다.

인루프 필터 제한 플래그가 1인 경우 영상 복호화 장치는 픽처 내의 가상 경계에서 인루프 필터를 비활성화시키고, 인루프 필터 제한 플래그가 0인 경우 인루프 필터를 적용할 수 있다. 또한 비트스트림 상에 시그널링되지 않는 경우, 인루프 필터 제한 플래그는 0으로 설정될 수 있다.

수직 가상 경계의 개수가 비트스트림 상에 시그널링되지 않는 경우 0으로 설정되고, 수평 가상 경계의 개수가 비트스트림 상에 시그널링되지 않는 경우 0으로 설정될 수 있다.

영상 복호화 장치는 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 수직 가상 경계의 위치들 및 수평 가상 경계의 위치들을 결정한다(S1102).

영상 복호화 장치는, 수학식 3에 나타낸 바와 같이, 수직 가상 경계의 차분위치 정보와 이전 인덱스의 수직 가상 경계의 위치를 이용하여 수직 가상 경계의 위치들을 결정한다. 또한 영상 복호화 장치는, 수학식 4에 나타낸 바와 같이, 수평 가상 경계의 차분위치 정보와 이전 인덱스의 수평 가상 경계의 위치를 이용하여 수평 가상 경계의 위치들을 결정할 수 있다.

영상 복호화 장치는 가상 경계의 위치들 상의 복원샘플에 대해 인루프 필터에 포함된 디블록킹(deblocking) 필터, SAO(Sample Adaptive Offset) 필터 및 ALF(Adaptive Loop Filter)의 동작을 제한한다(S1104).

가상 경계에서 인루프 필터의 동작을 제한하는 방식은, 표 3과 표 4, 및 수학식 1과 수학식 2를 이용하여 기 서술되었으므로, 더 이상의 설명을 생략한다.

도 12는 본 개시의 다른 실시예에 따른 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법의 개략적인 흐름도이다.

영상 복호화 장치는 픽처에 대한 인루프 필터 제한 플래그, 등간격(uniform spacing) 플래그 및 가상 경계(virtual boundary)의 개수를 비트스트림(bitstream)으로부터 복호한다(S1200). 여기서, 등간격 플래그는 수직 등간격 플래그 및 수평 등간격 플래그를 포함하고, 가상 경계는 수직 가상 경계 및 수평 가상 경계를 포함한다.

인루프 필터 제한 플래그가 1인 경우 영상 복호화 장치는 픽처 내의 가상 경계에서 인루프 필터를 비활성화시키고, 인루프 필터 제한 플래그가 0인 경우 인루프 필터를 적용할 수 있다.

영상 복호화 장치는 등간격 플래그에 기반하여 가상 경계의 위치 정보를 비트스트림으로부터 복호한다(S1202).

영상 복호화 장치는 수직 등간격 플래그가 0인 경우 수직 가상 경계의 위치 정보를 복호하고, 수평 등간격 플래그가 0인 경우 수평 가상 경계의 위치 정보를 복호할 수 있다.

영상 복호화 장치는 가상 경계의 개수 및 가상 경계의 위치 정보를 이용하여 수직 가상 경계의 위치들 및 수평 가상 경계의 위치들을 결정한다(S1204).

영상 복호화 장치는 수직 등간격 플래그가 1인 경우, 수학식 5에 나타낸 바와 같이 수직 가상 경계의 개수 및 현재 픽처의 너비(width)를 이용하여 수직 가상 경계의 위치들을 결정한다. 또한, 영상 복호화 장치는 수평 등간격 플래그가 1인 경우, 수학식 6에 나타낸 바와 같이 수평 가상 경계의 개수 및 현재 픽처의 높이(height)를 이용하여 수평 가상 경계의 위치들을 결정할 수 있다.

한편, 영상 복호화 장치는 수직 등간격 플래그가 0인 경우, 수학식 1에 나타낸 바와 같이 수직 가상 경계의 개수 및 수직 가상 경계의 위치 정보를 이용하여 수직 가상 경계의 위치들을 결정한다. 또한, 영상 복호화 장치는 수직 등간격 플래그가 0인 경우, 수학식 2에 나타낸 바와 같이 수평 가상 경계의 개수 및 수평 가상 경계의 위치 정보를 이용하여 수평 가상 경계의 위치들을 결정할 수 있다.

영상 복호화 장치는 가상 경계의 위치들 상의 복원샘플에 대해 인루프 필터에 포함된 디블록킹(deblocking) 필터, SAO(Sample Adaptive Offset) 필터 및 ALF(Adaptive Loop Filter)의 동작을 제한한다(S1206).

도 13은 본 개시의 다른 실시예에 따른 인루프 필터의 동작을 제한하는 방법의 개략적인 흐름도이다.

영상 복호화 장치는 픽처에 대한 인루프 필터 제한 플래그, 등간격(uniform spacing) 플래그 및 가상 경계(virtual boundary)의 개수를 비트스트림(bitstream)으로부터 복호한다(S1300). 여기서, 등간격 플래그는 수직 등간격 플래그 및 수평 등간격 플래그를 포함하고, 가상 경계는 수직 가상 경계 및 수평 가상 경계를 포함한다.

영상 복호화 장치는 등간격 플래그에 기반하여 가상 경계의 차분위치 정보를 비트스트림으로부터 복호한다(S1302).

영상 복호화 장치는 수직 등간격 플래그가 0인 경우 수직 가상 경계의 차분위치 정보를 복호하고, 수평 등간격 플래그가 0인 경우 수평 가상 경계의 차분위치 정보를 복호할 수 있다.

영상 복호화 장치는 가상 경계의 개수 및 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 수직 가상 경계의 위치들 및 수평 가상 경계의 위치들을 결정한다(S1304).

한편, 영상 복호화 장치는 수직 등간격 플래그가 0인 경우, 수학식 3에 나타낸 바와 같이 수직 가상 경계의 개수 및 수직 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 수직 가상 경계의 위치들을 결정한다 또한, 영상 복호화 장치는 수직 등간격 플래그가 0인 경우, 수학식 4에 나타낸 바와 같이 수평 가상 경계의 개수 및 수평 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 수평 가상 경계의 위치들을 결정할 수 있다.

영상 복호화 장치는 가상 경계의 위치들 상의 복원샘플에 대해 인루프 필터에 포함된 디블록킹(deblocking) 필터, SAO(Sample Adaptive Offset) 필터 및 ALF(Adaptive Loop Filter)의 동작을 제한한다(S1306).

본 실시예에 따른 각 순서도에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 순서도에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것이 적용 가능할 것이므로, 순서도는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 개시에서 설명된 다양한 기능들 혹은 방법들은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 명령어들로 구현될 수도 있다. 비일시적 기록매체는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독가능한 형태로 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예를 들어, 비일시적 기록매체는 EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 포함한다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

155: 엔트로피 부호화부 170: 가산부
180: 루프 필터부 182: 디블록킹 필터
184: SAO 필터 186: ALF
510: 엔트로피 복호화부 550: 가산부
560: 루프 필터부 562: 디블록킹 필터
564: SAO 필터 566: ALF

Claims

하나 이상의 픽처들 내에 존재하는 가상 경계(virtual boundary)를 처리하기 위해, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 방법에 있어서,
등간격(uniform spacing) 플래그 및 가상 경계(virtual boundary)의 개수를 포함하는 가상 경계 정보를 비트스트림(bitstream)으로부터 복호하는 과정, 여기서 상기 등간격 플래그는 수직 등간격 플래그 및 수평 등간격 플래그를 포함하고, 상기 가상 경계는 수직 가상 경계 및 수평 가상 경계를 포함함;
상기 등간격 플래그에 기반하여 상기 가상 경계의 차분위치 정보를 상기 비트스트림으로부터 복호하는 과정; 및
상기 가상 경계 정보 또는 상기 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 상기 수직 가상 경계의 위치들 및 상기 수평 가상 경계의 위치들을 결정하는 과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 픽처들 내의 가상 경계에 대한 인루프(in-loop) 필터링을 제한할지 여부를 나타내는 인루프 필터 제한 플래그를 상기 비트스트림으로부터 복호하는 과정을 더 포함하고, 상기 가상 경계 정보는, 상기 인루프 필터 제한 플래그가 인루프 필터링이 제한됨을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 복호되는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 인루프 필터 제한 플래그가 인루프 필터링이 제한됨을 나타내는 경우, 상기 가상 경계의 위치들 상의 복원샘플에 대해 디블록킹(deblocking) 필터링, SAO(Sample Adaptive Offset) 필터링 및 ALF(Adaptive Loop Filtering) 중 적어도 하나를 포함하는 인루프 필터링을 제한하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 수직 등간격 플래그가 1인 경우, 상기 수직 가상 경계의 개수 및 상기 픽처의 너비(width)를 이용하여 상기 수직 가상 경계의 위치들을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 수평 등간격 플래그가 1인 경우, 상기 수평 가상 경계의 개수 및 상기 픽처의 높이(height)를 이용하여 상기 수평 가상 경계의 위치들을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 수직 등간격 플래그가 0인 경우, 상기 수직 가상 경계의 개수 및 상기 수직 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 상기 수직 가상 경계의 위치들을 결정하고, 상기 수평 등간격 플래그가 0인 경우, 상기 수평 가상 경계의 개수 및 상기 수평 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 상기 수평 가상 경계의 위치들을 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,
필터링하고자 하는 대상샘플의 수평 좌표가 상기 수직 가상 경계의 위치들 중 하나와 일치하면, 상기 대상샘플에 대한 수평 방향으로의 디블록킹 필터링을 제한하거나, 상기 대상샘플의 수직 좌표가 수평 가상 경계의 위치들 중 하나와 일치하면, 상기 대상샘플에 대한 수직 방향으로의 상기 디블록킹 필터링을 제한하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,
필터링하고자 하는 대상샘플의 수평 좌표가 상기 수직 가상 경계의 위치들 또는 상기 각 수직 가상 경계의 위치보다 하나 앞선 위치들 중 하나와 일치하는 경우, 상기 대상샘플에 대해 수직 방향 이외의 방향으로의 상기 SAO 필터링을 제한하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,
필터링하고자 하는 대상샘플의 수직 좌표가 상기 수평 가상 경계의 위치들 또는 상기 각 수평 가상 경계의 위치보다 하나 앞선 위치들 중 하나와 일치하는 경우, 상기 대상샘플에 대해 수평 방향 이외의 방향으로의 상기 SAO 필터링을 제한하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,
상기 수직 가상 경계의 위치들 중 필터링하고자 하는 대상샘플의 수평 좌표와 가장 근접하는 하나를 근접 수직 가상 경계로 설정하고, 상기 수평 가상 경계의 위치들 중 상기 대상샘플의 수직 좌표와 가장 근접하는 하나를 근접 수평 가상 경계로 설정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 근접 수직 가상 경계 및/또는 근접 수평 가상 경계를 기준으로 상기 대상샘플이 포함되는 제1 영역 및 상기 대상샘플이 포함되지 않는 제2 영역을 분할하고, 상기 제1 영역에 포함된 샘플들을 이용하여 상기 대상샘플에 대해 상기 ALF를 수행하되, 상기 제1 영역에 포함된 주변 샘플을 이용하여 상기 제2 영역의 샘플들을 필요로 하는 위치를 패딩(padding)하는 것을 특징으로 하는 방법.
등간격(uniform spacing) 플래그 및 하나 이상의 픽처들 내에 존재하는 가상 경계(virtual boundary)의 개수를 포함하는 가상 경계 정보를 비트스트림(bitstream)으로부터 복호하고, 상기 등간격 플래그에 기반하여 상기 가상 경계의 차분위치 정보를 상기 비트스트림으로부터 복호하며, 상기 픽처를 구성하는 샘플에 대한 잔차신호를 상기 비트스트림으로부터 복호하는 엔트로피 복호화부, 여기서 상기 등간격 플래그는 수직 등간격 플래그 및 수평 등간격 플래그를 포함하고, 상기 가상 경계는 수직 가상 경계 및 수평 가상 경계를 포함함;
상기 잔차신호로부터 생성된 잔차샘플 및 상기 샘플에 대한 예측샘플을 이용하여 상기 샘플에 대한 복원샘플을 생성하는 가산부; 및
상기 가상 경계의 정보 및 상기 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 상기 수직 가상 경계의 위치들 및 상기 수평 가상 경계의 위치들을 결정하는 루프 필터부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
제12항에 있어서,
상기 엔트로피 복호화부는,
상기 하나 이상의 픽처들 내의 가상 경계에 대한 인루프(in-loop) 필터링을 제한할지 여부를 나타내는 인루프 필터 제한 플래그를 상기 비트스트림으로부터 복호하고, 상기 가상 경계 정보는, 상기 인루프 필터 제한 플래그가 인루프 필터링이 제한됨을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 복호되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
제13항에 있어서,
상기 루프 필터부는,
상기 인루프 필터 제한 플래그가 인루프 필터링이 제한됨을 나타내는 경우, 상기 가상 경계의 위치들 상의 복원샘플에 대해 디블록킹(deblocking) 필터링, SAO(Sample Adaptive Offset) 필터링 및 ALF(Adaptive Loop Filtering) 중 적어도 하나를 포함하는 인루프(in-loop) 필터링을 제한하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
제12항에 있어서,
상기 루프 필터부는,
상기 수직 등간격 플래그가 1인 경우, 상기 수직 가상 경계의 개수 및 상기 픽처의 너비(width)를 이용하여 상기 수직 가상 경계의 위치들을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
제12항에 있어서,
상기 루프 필터부는,
상기 수평 등간격 플래그가 1인 경우, 상기 수평 가상 경계의 개수 및 상기 픽처의 높이(height)를 이용하여 상기 수평 가상 경계의 위치들을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
제12항에 있어서,
상기 루프 필터부는,
상기 수직 등간격 플래그가 0인 경우, 상기 수직 가상 경계의 개수 및 상기 수직 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 상기 수직 가상 경계의 위치들을 결정하고, 상기 수평 등간격 플래그가 0인 경우, 상기 수평 가상 경계의 개수 및 상기 수평 가상 경계의 차분위치 정보를 이용하여 상기 수평 가상 경계의 위치들을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.