KR20210055047A - 비트스트림 디코더 - Google Patents

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KR20210055047A
KR20210055047A KR1020217006873A KR20217006873A KR20210055047A KR 20210055047 A KR20210055047 A KR 20210055047A KR 1020217006873 A KR1020217006873 A KR 1020217006873A KR 20217006873 A KR20217006873 A KR 20217006873A KR 20210055047 A KR20210055047 A KR 20210055047A
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prediction
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directional prediction
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사베리오 블라시
안드레 세이사스 디아스
고살라 쿠루파나
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브리티쉬브로드캐스팅코퍼레이션
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Abstract

본 발명은 이미지를 나타내는 비트스트림을 디코더(1)에서 디코딩하는 방법에 관한 것이며, 상기 방법은: 비트스트림을 수신하는 단계; 비트스트림에서 각 블록에 대해: 예측들을 형성하는 단계; 및 복원된 이미지 샘플을 형성하기 위해 각 잔차 샘플에 각각의 예측을 추가하는 단계; 복원된 이미지 샘플들로부터 복원된 이미지를 제공하는 단계; 및 복원된 이미지를 출력하는 단계;를 포함하며, 예측을 형성하는 단계는: 현재 블록에 대한 제 1 세트의 하나 이상의 예측들을 적어도 형성하기 위해, 제 1 방향성 또는 비-방향성 예측 모드를 참조 샘플들에 적용하는 단계; 및 현재 블록에 대한 적어도 하나의 차후 세트의 하나 이상의 예측들을 형성하기 위해, 하나 이상의 차후적이고 서로 다른 방향성 또는 비-방향성 예측 모드들을 동일한 참조 샘플들에 적용하는 단계, 여기서 임의의 차후 방향성 예측 모드는 예측의 공간적 방향에서 임의의 제 1 방향성 예측 모드와는 상이함;를 포함한다.

Description

비트스트림 디코더
본 발명은 이미지 인코딩 및 디코딩에 관한 것으로, 특히 본 발명은 이미지를 나타내는 비트스트림을 디코딩하는 방법에 관한 것이다.
이미지 또는 비디오 코덱 내에서, 공간 중복성들(redundancies)을 활용하면 이미지를 보다 효율적으로 인코딩할 수 있다. 가장 성공적인 인트라-예측 기법들 중 하나는 소위 방향성 인트라-예측을 수행하는 것으로 구성된다. 각 예측은 하나 이상의 참조 샘플들의 가중 평균치로 형성된다; 사용되기 위한 참조 샘플들의 선택, 나아가 평균 계산에 적용되는 가중치들은 특정 인트라-예측 방향에 의존한다. 인트라-예측의 비-방향성 모드들 역시 있다. 본 개시는 인트라-예측에 관한 것이며, 용어 "예측" 등의 다음 사용은 그에 따라 이해되어야 한다.
본 발명의 목적은 이미지를 나타내는 비트스트림을 디코딩하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 개시의 적어도 하나의 관점에 따라서, 이미지를 나타내는 비트스트림을 디코더에서 디코딩하는 방법이 여기에서 설명되고, 비트스트림은 잔차 샘플들(residual samples)의 복수의 블록들을 포함하고, 복원된 이미지 샘플들의 블록은 잔차 샘플들의 블록을 예측들의 블록에 추가하여 얻어지고, 예측들은 복원된 이미지의 참조 샘플들에 선택된 예측 프로세스를 적용하여 형성되고, 상기 방법은: 비트스트림을 수신하는 단계; 각 블록에 대해: 예측들을 형성하는 단계; 및 복원된 이미지 샘플을 형성하기 위해, 각 잔차 샘플에 각각의 예측을 추가하는 단계; 복원된 이미지 샘플들로부터 복원된 이미지를 제공하는 단계; 및 복원된 이미지를 출력하는 단계;를 포함하고, 현재 블록에 대해 예측들을 형성하는 단계는: 현재 블록에 대한 제 1 세트의 하나 이상의 예측들을 적어도 형성하기 위해, 제 1 방향성 또는 비-방향성 예측 모드를 참조 샘플들에 적용하는 단계; 현재 블록에 대한 적어도 하나의 차후 세트의 하나 이상의 예측들을 형성하기 위해, 하나 이상의 차후적이고 서로 다른 방향성 또는 비-방향성 예측 모드를 동일한 참조 샘플들에 적용하는 단계, 여기서 임의의 차후 방향성 예측 모드는 예측의 공간적 방향에서 임의의 제 1 방향성 예측 모드와는 상이함;를 포함하고, 다음 예측 파라미터들 중 적어도 하나는 현재 블록에 대한 디코더에서 결정되고 비트스트림에서 명시적으로 시그널링되지 않고, 상기 예측 파라미터들은: 제 1 비-방향성 예측 모드; 제 1 방향성 예측 모드의 방향; 차후 비-방향성 예측 모드; 차후 방향성 예측 모드의 방향; 제 1 세트의 예측들의 블록의 위치; 차후 세트의 예측들의 블록의 위치이다. 이 방법은 서로 다른 인트라-예측 모드들 및/또는 방향들을 사용하여 블록의 서로 다른 부분들에서의 샘플들이 디코딩되도록 하여, 보다 정확한 예측을 가능하게 하고, 그러므로 필요한 잔차들의 감소 및 이미지를 정의하는데 요구된 비트들의 수의 감소를 가능하게 한다. 이 방법은 비디오 스트림 내에서 이미지들을 디코딩하기 위해 사용될 수 있고, 그 결과 이미지는 더 낮은 비트-레이트로 전송될 수 있다.
바람직하게, 비트스트림은 예측, 예를 들어 최종 인트라-예측 모드 및/또는 최종 방향성 예측 모드의 방향의 표시와 관련된 데이터를 포함한다.
옵션으로, 차후 비-방향성 예측 모드는 최종 비-방향성 예측 모드이고/이거나, 차후 방향성 예측 모드의 방향은 최종 방향성 예측 모드의 방향이다.
바람직하게 예측 파라미터들 중 적어도 하나는 인접 블록 내의 대응하는 파라미터를 기반으로 하여 결정된다. 바람직하게는, 파라미터는 인접 블록에서 사용된 최종 대응 파라미터이다. 이는 예측의 제 1 방향 및/또는 모드가 사전 블록의 것으로 추론될 수 있도록 하여, 비트스트림 내에서 시그널링될 필요가 없다.
바람직하게 예측 파라미터들 중 적어도 하나는 한 방향 및/또는 예측 모드와 또 다른 상이한 방향 및/또는 예측 모드 사이를 보간하여 결정된다.
바람직하게, 예측 파라미터들 중 적어도 하나는 초기 방향 및/또는 예측 모드와 최종 방향 및/또는 예측 모드 사이를 보간하여 결정된다. 바람직하게, 보간은 선형 보간을 포함한다.
바람직하게, 예측 파라미터들 중 적어도 하나는 룩-업 테이블로부터 값을 얻어 결정된다. 룩-업 테이블은: 초기 비-방향성 예측 모드와 차후 비-방향성 예측 모드 사이; 및/또는 초기 방향성 예측 모드의 방향과 차후 방향성 예측 모드의 방향 사이; 중 적어도 하나를 보간하는데 사용된 함수의 표시를 포함할 수 있다.
바람직하게 비트스트림은 서로 다른 방향성 또는 비-방향성 예측 모드가 주어지면 하나 이상의 차후 방향성 또는 비-방향성 예측 모드들을 도출하는 프로세스를 정의한다.
바람직하게 비트스트림은 제 1 방향성 예측 모드의 방향과 차후 방향성 예측 모드의 방향 간의 차이와 관련된 델타를 포함한다.
바람직하게, 비트스트림은: 제 1 비-방향성 예측 모드와 차후 비-방향성 예측 모드 간의 차이; 및/또는 초기 방향성 예측 모드의 방향과 차후 방향성 예측 모드의 방향 간의 차이; 중 적어도 하나와 관련된 델타를 포함한다.
바람직하게, 비트스트림은 비-방향성 예측 모드와 방향성 예측 모드 간의 변화의 표시를 포함하고, 바람직하게 표시는 변화가 일어나는 위치를 식별한다.
또한 여기에 개시된 것은 프로그램 가능 장치가 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하도록 적응된 컴퓨터 프로그램 제품이다.
여기에서 본 개시의 또 다른 관점에 따라서, 이미지를 나타내는 비트스트림을 디코딩하는 장치가 설명되고, 비트스트림은 잔차 샘플들의 복수의 블록들을 포함하고, 장치는: 비트스트림을 수신하기 위해 배치된 수신기; 프로세서로서: 각 블록에 대해: 예측들을 형성하고; 복원된 이미지 샘플들을 형성하기 위해, 잔차 샘플들에 각각의 예측을 추가하고; 복원된 이미지 샘플들로부터 복원된 이미지를 제공하며; 그리고 복원된 이미지를 출력하기 위해 배치된, 상기 프로세;를 포함하고, 예측들을 형성하기 위해 배치된 것은: 현재 블록에 대한 제 1 세트의 하나 이상의 예측들을 적어도 형성하기 위해, 제 1 방향성 또는 비-방향성 예측 모드를 참조 샘플들에 적용하고; 현재 블록에 대한 적어도 하나의 차후 세트의 하나 이상의 예측들을 형성하기 위해, 하나 이상의 차후적이고 서로 다른 방향성 또는 비-방향성 예측 모드들을 동일한 참조 샘플들에 적용하고, 여기서 임의의 차후 방향성 예측 모드는 예측의 공간적 방향에서 임의의 제 1 방향성 예측 모드와는 상이함; 비트스트림에서 명시적으로 시그널링되지 않은 예측 파라미터들 중 적어도 하나를 결정하도록 배치되는 것;을 포함하며, 상기 예측 파라미터들은: 제 1 비-방향성 예측 모드; 제 1 방향성 예측 모드의 방향; 차후 비-방향성 예측 모드; 차후 방향성 예측 모드의 방향; 제 1 세트의 예측들의 블록의 위치; 차후 세트의 예측들의 블록의 위치이다.
컴퓨터 프로그램 제품이 제공될 수 있고, 상기 제품은 프로그램 가능 장치가 이들 방법들 중 어느 하나를 구현하도록 적응된다.
장치가 제공될 수 있고, 상기 장치는 이들 방법들 중 어느 하나에 따른 방법을 구현하도록 구성된다.
일반적으로, 본 개시는 적어도 비디오 프레임의 블록 내에서 서로 다른 인트라-예측 모드들을 사용하는 방법에 관한 것이며, 이는 블록들 내에서 공간적 중복성들을 활용하고 비트스트림의 크기를 감소시키는데 사용될 수 있다. 일 예시에서, 블록의 각 샘플은 서로 다른 방향을 사용하여 인트라-예측을 거치며, 방향의 변화는 예를 들어, 블록의 경계들에서 사용된 방향들을 기반으로 하여 추론될 수 있다.
여기에 설명된 것은 또한 비디오 비트스트림을 디코딩하는 방법이며, 상기 방법은: 비디오 프레임과 관련된 비트스트림을 수신하는 단계; 여기서 비트스트림은 픽셀들의 복수의 블록들에 관련됨; 복수의 블록들 중 하나의 블록과 관련된 초기 인트라-예측 특징을 결정하는 단계; 블록 내에서 복수의 픽셀들 사이의 인트라-예측 특징의 변화를 결정하는 단계; 식별된 초기 인트라-예측 특징 및 인트라-예측 특징의 식별된 변화에 의존하여 블록 내의 적어도 하나의 픽셀에 대한 인트라-예측 매트릭스를 결정하는 단계;를 포함하며, 여기서, 인트라-예측 매트릭스는 참조 세트의 픽셀들의 참조 값들에 의존하여 적어도 하나의 픽셀에 대한 값을 예측하는데 사용 가능하다. 복수의 픽셀 블록들에 관한 것은 픽셀들의 값들에 관한 잔차들을 포함하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.
여기에서:
도 1은 비디오 비트스트림 디코더를 도시하고;
도 2(a)-(b)는 종래의 방향성 인트라-예측을 사용하여 예시적인 블록 예측을 도시하고;
도 3(a)-(b)는 다-방향성 인트라-예측을 사용하여 예시적인 블록 예측을 도시하고;
도 4는 초기 방향이 추론되는 다-방향성 인트라-예측을 도시하고;
도 5는 다-방향성 인트라-예측을 수행하는 방법에 대한 흐름도이고;
도 6은 인트라-예측의 방향을 추론하는 상세한 예시적인 방법에 대한 흐름도이고;
도 7은 인트라-예측을 위해 사용될 예측 모드를 추가로 추론하는 방법에 대한 예시적인 흐름도이며; 그리고
도 8은 비디오 인코더를 도시한다.
도 1에는 비디오 이미지들을 나타내는 비트스트림이 수신되고 프로세싱되어 비디오 스트림을 얻는 전형적인 디코더가 도시된다. 디코더는 엔트로피 디코딩 스테이지(102), 역 양자화 스테이지(104) 및 역 변환 스테이지(106)를 포함하며, 이들을 통해 수신된 비트스트림이 일반적으로 잔차들을 얻기 위해 순차적으로 프로세싱된다.
잔차들은 출력 비디오스트림을 형성하는 출력 이미지들을 얻기 위해 예측들 각각에 추가된다.
인터 예측의 경우에서, 디코딩된 픽처(picture) 버퍼(110)에서 이용 가능한 사전 이미지 또는 이미지들은 비트스트림에 명시된 모션 벡터를 사용하여 모션 보상(112)을 겪는다.
본 개시는 도 2a 및 2b를 참조하여 더 상세히 설명되는 바와 같이, 비트스트림 내에 명시된 인트라-예측 모드를 통상적으로 사용하는 인트라-예측 블록(108)에 관한 것이다.
도 2a는 종래의 방향성 인트라-예측의 방법을 도시한다. 블록 내 각 샘플의 값들은 참조 샘플 버퍼로부터 추출된 참조 샘플들의 가중 평균치로 예측된다. 사용될 참조 샘플들, 나아가 각 참조 샘플에 적용된 가중치들의 선택은 명시된 인트라-예측 방향에 의존한다. 도 2에 사용된 방향은 '수직-좌측' 예측 모드이다. 다양한 다른 방향성 모드들, 예를 들어 수평, 또는 '수평 하향' 및/또는 비-방향성 인트라-예측 모드들, 그 예로 고효율 비디오 코딩(HEVC) 표준의 DC 및 평면 모드들도 사용될 수 있다. 사용될 모드는 각 블록과 관련된 비트스트림에서 시그널링된다.
예를 들면, 상기 도면에서 현재 블록의 상부-좌측 샘플은, 이 예에서 현재 블록 위의 블록들로부터 취해진 참조 샘플들(r1 및 r2)의 가중 평균치를 사용하여 예측된다. 인트라-예측 모드에 의해 명시된 방향에 따라, 샘플 r1은 예측에 더 큰 영향을 미칠 것이므로, 평균을 계산할 때 그 가중치가 r2에 적용된 것보다 더 높아질 것이다.
한 세트의 참조 샘플들(예를 들어 도 2a의 r1 - r4 및 해당 수직 값들)의 평균 값이 각 예측 샘플에 사용되는 DC 인트라-예측 모드들 및 평면 인트라-예측 모드들은 기술 분야에서 알려져 있다.
여기에 있는 참조 샘플들은 현재 블록 좌측 위의 단일 행 및 현재 블록 좌측 단일 열로부터 취해진 것으로 도시된다. 일부 실시예들에서, 상기 세트의 참조 샘플들은 더 클 수 있고, 예를 들어 2 개 이상의 참조 행들 또는 열들이 있을 수 있다. 참조 샘플들은 전형적으로 디코더에서 이미 재구성된 블록들로부터 얻어지고, 이로써 현재 블록을 예측하는데 사용될 수 있다. 그러한 블록들은 통상적으로 현재 블록의 위 또는 좌측으로 표시된다. 이는 다른 블록 스캔 기법들 또는 병렬 동작도들(degrees of parallel operation)에서 동작을 배제하지 않는다.
도 2b는 곡선 객체를 포함하는 블록 내의 값들을 예측하는데 사용되는 도 2a를 참조하여 설명된 인트라-예측 방법을 도시한다. 종래의 인트라-예측은 참조 샘플들에 적용된 단일 방향성 모드를 사용하여 현재 블록을 예측하여 도 2b의 우측에 도시된 방향성 인트라-예측을 초래한다. 이 예측은 블록의 실제 콘텐츠와 실질적으로 다르므로, 연관된 비트스트림을 압축할 때 높은 잔차들 및 결과적으로 더 높은 비트전송률이 초래된다.
도 3a는 블록의 서로 다른 영역들에서 샘플들을 예측하기 위해 서로 다른 인트라-예측 모드들 및/또는 서로 다른 인트라-예측 방향들을 활용하는 것으로 구성된, 여기에 설명된 바와 같은 다-방향성 인트라-예측 방법을 도시한다. 이러한 방법은 실제 블록의 콘텐츠에 보다 가까운 인트라-예측 블록을 얻는데 사용될 수 있다.
다-방향성 인트라-예측은 인트라-예측 버퍼들에 임의의 추가적인 샘플을 로딩할 필요가 없으며(따라서 종래의 방향성 예측과 동일한 메모리 요건들을 가짐), 종래의 인트라-예측에 사용된 동일한 보간 필터들이 블록에서 각 샘플에 대해 사용될 수 있다. 게다가, 프로세스는 디코더 측에서 임의의 추가적인 종속성을 도입하지 않고, 그러므로 디코더의 처리량에 영향을 미치지 않는다. 상기 프로세스는, 다-방향성 인트라-예측을 수행하기 위해서는 종래의 방향성 예측에서와 동일한 수의 보간들이 필요하기 때문에, 디코더 복잡성에 매우 제한적인 영향을 미친다.
다-방향성 인트라-예측을 수행하는 예시적인 방법을 사용하여 얻어진 예측은, 도 2b 내에 도시된 참조 샘플들 및 현재 블록을 기반으로 한 예측을 고려하는 도 3b에 도시된다. 여기에서는, 도 2b의 종래의 인트라-예측보다 더 가까운 예측과 이에 상응하여 더 낮은 잔차들을 달성하기 위해 서로 다른 예측 방향들의 사용법이 사용 가능함을 보여준다.
일부 실시예들에서, 다-방향성 인트라-예측은 다-방향성 인트라-예측과 연관된 비트레이트를 감소시키는데 사용될 수 있는, "시작 인트라-예측 모드" 및 "최종 인트라-예측 모드"를 정의함으로써 사용될 수 있다. 일반성의 손실 없이, 일 실시예는 수직 방향들에 관한 도 3a를 참조하여 설명된다. 방법은 예측 블록의 각 행에서 예측 방향을 점진적으로 변경하여 작동된다. 보다 일반적으로, 동일한 프로세스가 예측 블록에서 행들을 열들로 대체하는 수평 방향들에 적용될 수 있다.
이러한 실시예에서, 현재 블록은 수직 인트라-예측 모드로 예측된다; 현재 블록의 상부 상의 블록은 또한 수직 인트라-예측 모드를 사용하여 예측된다. 위 블록의 객체는 소정의 곡률로 현재 블록에서 계속 전파될 수 있다. 상부 상의 블록으로부터 추출된 인트라-예측 모드를 사용하여 현재 블록에 대한 "시작 인트라-예측 모드"를 정의하고 "최종 인트라-예측 모드"를 적당하게 시그널링함으로써(예를 들면, 종래의 인트라-예측 모드 시그널링에 따름), 예측은 블록에서 객체의 곡률을 가깝게 따르도록 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 방향 벡터 D는 정의될 수 있고, 이 경우, 벡터의 길이는 블록에서 행들 수 H에 대응된다. 벡터의 각 요소는 주어진 행을 예측하는데 사용되는 방향을 포함한다. 벡터에서의 제 1 요소는 위 블록의 방향, 즉 d(1) = dabove로 설정된다. 벡터에서의 마지막 요소는 비트스트림에서 시그널링된 인트라-예측 모드, 또는 d(H-1) = dsignalled로 설정된다. 그 사이의 요소들은 시작과 최종 모드 사이의 차이, 나아가 현재 블록의 높이 H에 의존하여 얻어진 단계를 더하거나 빼서 얻어진 증가 또는 감소 방향들을 사용하여 계산될 수 있다. 서로 다른 기술들은 D의 요소들을 계산하는데 사용될 수 있다.
설명된 방법의 이러한 실시예는 단일 추가 바이너리 플래그(binary flag)의 비용으로 정확한 예측을 제공할 수 있고, 상기 바이너리 플래그는 기술이 주어진 블록에서 사용되는지 여부를 시그널링하는데 사용된다. 수평 예측을 고려하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있으며, 이 경우 상기 방법은 현재 블록의 바로 좌측 상에 있는 블록이 수평 모드를 사용하여 예측되는 경우에 적용될 수 있다. 예시적인 방법은 도 4에 도시된다. 벡터 D를 계산하는데 필요한 정보, 즉 이웃 블록들의 인트라-예측 모드는 비트스트림으로부터 인트라-예측 모드를 파싱할 때(parsing) 사용된 가장 가능성 있는 모드들의 목록을 계산하기 위해 디코더에 의해 이미 요구되었고, 그러므로 이러한 정보를 사용해도 임의의 추가적인 종속성이 디코더에 추가되지 않음을 유의해야 한다.
인접 블록들이 이용될 수 없거나 "시작 인트라-예측 모드"로 사용될 수 없는 모드를 사용하여 예측되는 경우들에서 추가 참조들이 다-방향성 인트라-예측을 가능하게 하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 룩-업 테이블들은 "시작 인트라-예측 모드들"의 집합을 식별하는데 사용되며, 다른 실시예들에서 디폴트 "시작 인트라-예측 모드"는 디코더(1)에 의해 그리고/또는 비트스트림 내에서 정의된다.
다양한 실시예들에서, 특정 룩-업 테이블들은, 서로 다른 블록 크기들, 또는 서로 다른 최종 인트라-예측 모드들과 같은 다양한 경우들에 대한 블록들에 대해 구성된다. 이들 경우들에서, 다-방향성 인트라-예측을 사용할지 여부를 시그널링하는데 사용되는 플래그와 더불어, 인덱스는 테이블에 정확한 요소를 선택하기 위해 시그널링된다.
일부 실시예들은 "시작 인트라-예측 모드"를 얻기 위해 "최종 인트라-예측 모드"로부터 더해지거나 빼지는 고정 델타를 고려한다. 이 경우, 다-방향성 인트라-예측을 사용할지 여부를 시그널링하는데 사용된 플래그와 더블어, 추가 플래그는 사용할 시작 인트라-예측("최종 + 델타"이든 또는 "최종 - 델타"이든)을 시그널링하기 위해 비트스트림에서 전송되어야 한다. 시그널링은 얻어진 "시작 인트라-예측 모드"가 유효한 방향이 아닌 경우들을 고려해야 하며, 이 경우에는 추가 시그널링이 필요하지 않는다. 값 "델타"는 예를 들면 폭 및 높이, 또는 사용 중인 현재 "최종 예측 모드"와 같은 블록의 특정 특성들에 의존하여 정의될 수 있다. 값 "델타"는 비트스트림 내에서도 정의될 수 있다.
다수의 실시예들의 특징들은 다-방향성 인트라-예측을 수행하는데 필요한 정보를 파싱하는 방법들을 정의하기 위해 함께 결합될 수 있다. 이웃 블록들과 관련된 정보는 비트스트림을 파싱하는 동안 디코더 측에서 이용 가능하며, 그러므로 디코더는 이 정보를 사용하여 디코딩할 비트들이 얼마나 많이 다-방향성 인트라-예측과 관련되었는지를 결정할 수 있다.
설명된 방법은 현재 블록을 더 작은 블록들로 분할하여 각 분할에서 서로 다른 인트라-예측 모드들을 사용하여 얻은 것과는 상이한데, 특히 단일 블록을 사용하고 블록 내의 방향을 변경하면 디코더가 방향성을 기술하는데 필요한 시그널링에 관해 매우 작은 오버헤드로 예측을 수행하도록 하기 때문이다. 설명된 실시예들 중 일부에서, 블록의 많은 라인들에 적용되는 방향은 추론되고, 그러므로 비트스트림으로부터 파싱될 임의의 추가적인 시그널링을 필요로 하지 않는다. 게다가, 더 작은 블록들로 블록을 분할함은 코덱이 추가적인 동작들을 수행하는 것을 요구할 수 있다(서브-블록들 각각을 복원하기 위해). 대신 제안된 방법을 사용하면 복원에 관해 임의의 오버헤드가 추가되지 않고, 전체 블록에 적용되는 종래의 인트라-예측에 관해 디코더 복잡성이 거의 변화되지 않느다. 마지막으로, 제안된 방법의 일부 변형들은 이웃 블록들로부터 추출된 정보를 이용하여 현재 블록 내에서 예측의 방향성을 변경하는데, 이는 전체 예측 블록 내에서 예측 방향이 변화되지 않는 종래의 인트라-예측에 사용되지 않는다.
도 5는 인트라-예측 샘플들을 계산하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
제 1 단계 502에서, 초기 인트라-예측 모드가 검출된다. 일부 실시예들에서, 이는 인트라-예측 모드를 식별하는 수신된 비트스트림 내의 섹션을 검출하는 단계를 포함한다. 이러한 실시예에서, 초기 인트라-예측 모드를 검출하는 단계는 선행 블록에 사용된 인트라-예측 모드를 검출하는 단계를 포함한다.
제 2 단계 504에서, 델타 값이 검출된다. 일부 실시예들에서, 이는 델타 값을 포함하는 수신된 비트스트림 내의 섹션을 검출하는 단계를 포함한다. 일부 실시예들에서, 이는 예를 들어 수신된 비트스트림의 섹션을 통해, 최종 인트라-예측 모드를 검출하는 단계를 포함한다. 델타 값은 샘플들 사이에서 사용될 인트라-예측 모드의 변경을 명시하는데, 예를 들어, 상기 델타 값은 참조 샘플들 및/또는 예측 방향에 적용된는 가중치들의 변경을 명시할 수 있다.
제 3 단계 506에서, 현재 블록에 대한 샘플 값들은 초기 인트라-예측 모드 및 검출된 델타 값을 사용하여 예측된다.
도 6은 디코더(1)에서, 다-방향성 인트라-예측을 수행하는데 필요한 정보를 파싱하기 위한 예시적인 흐름도를 나타낸다.
제 1 단계 602에서, 디코더(1)는 현재 블록 Dcurr에 대한 현재 인트라-예측 모드를 파싱한다. 검출된 모드가, 다-방향성 인트라-예측이 비활성화된(disabled) 모드들 중 하나에 대응되는 경우, 디코더는 임의의 추가 비트들을 파싱하지 않고 종래의 인트라-예측(612)을 수행한다.
현재 인트라-예측 모드가, 다-방향성 인트라-예측이 활성화된 모드들 중 하나에 대응되는 경우, 제 2 단계 604에서, 디코더(1)는 다-방향성 인트라-예측을 수행할지 여부를 선택하기 위해 플래그 bMIP를 파상힌다. bMIP == false인 경우, 디코더는 종래의 인트라-예측(612)을 수행한다.
다-방향성 인트라-예측 플래그가 설정되는 경우, 제 3 단계 606에서, 다-방향성 인트라-예측에 사용되는 "최종 인트라-예측 모드" Dfinal은 현재 블록에 대해 파싱된 인트라-예측 모드와 동일하게 설정된다: Dfinal = Dcurr.
Dcurr이 "수직 인트라-예측 모드"로 분류되는 경우, 디코더는 현재 블록의 상부 상의 이웃 블록에 사용되는 인트라-예측 모드에 관한 정보에 액세스한다. 이 정보가 Dtop으로 이용 가능한 경우, 그리고 Dtop이 "수직 인트라-예측 모드"로 분류되는 경우, 디코더(1)는 "시작 인트라-예측 모드"를 이 모드로 설정하거나, Dstart = Dtop으로 설정한다.
Dcurr이 "수평 인트라-예측 모드"로 분류되는 경우, 디코더(1)는 현재 블록의 좌측 상의 이웃 블록에 사용되는 인트라-예측 모드에 관한 정보에 액세스한다. 이 정보가 Dleft으로 이용 가능한 경우, 그리고 Dleft가 "수평 인트라-예측 모드"로 분류되는 경우, 디코더(1)는 "시작 인트라-예측 모드"를 이 모드로 설정하거나, Dstart = Dleft으로 설정한다.
제 4 단계 608에서, 디코더(1)는 현재 블록 크기 및 Dfinal에 의존하는 값 델타(Δ)를 추론한다.
일부 실시예들에서, 디코더(1)는 2 개의 가능한 "시작 인트라-예측 모드" 후보들 Dstart,1 =(Dfinal + Δ) 및 Dstart,2 =(Dfinal - Δ)을 고려한다. Dstart,1이 유효 방향성 인트라-예측 모드가 아닌 경우, 디코더(1)는 "시작 인트라-예측 모드"를 Dstart = Dstart,2로 설정한다. Dstart,2가 유효 방향성 인트라-예측 모드가 아닌 경우, 디코더(1)는 "시작 인트라-예측 모드"를 Dstart = Dstart,1으로 설정한다. 일부 실시예들에서, 디코더(1)는 추가 플래그 bMIP _DIR을 파싱한다. bMIP _DIR == 0인 경우, Dstart = Dstart,1이 아니면, Dstart = Dstart,2이다.
일부 실시예들에서, 값 Δ는 시작 인트라-예측 모드와 최종 인트라-예측 모드 간의 차이 또는 그 팩터, 즉 Δ = Dfinal-Dstart로 추론된다.
제 5 단계 610에서, 디코더(1)는 각 샘플에 대한 인트라-예측 방향을 명시하는 방향 벡터 D를 계산하기 위해 Dfinal, Dstart, 및 블록의 폭 및 높이를 사용한다. 디코더(1)는 D를 사용하여 다-방향성 인트라-예측을 수행하고 이 루프를 종료한다.
일부 실시예들에서, 델타 값(608)을 추론하는 단계는 인트라-예측 모드를 추론하는 단계를 포함할 수 있고, 그의 방법은 도 7을 참조하여 설명된다. 보다 일반적으로, 인트라-예측 모드를 추론하는 단계는 초기 인트라-예측 모드와 최종 인트라-예측 모드 사이의 보간을 포함할 수 있다.
도 7은 인트라-예측 모드를 추론하는 방법에 대한 예시적인 흐름도를 도시한다.
제 1 단계 702에서, 디코더(1)는 선행 인트라-예측 모드를 검출한다. 이는, 예를 들어, 현재 블록의 좌측 상의 블록 또는 현재 블록의 상부 상의 블록에 적용되는 모드일 수 있다.
제 2 단계 704에서, 최종 인트라-예측 모드가 검출된다. 이러한 실시예에서, 최종 인트라-예측 모드는 디코더(1)에 의해 수신된 비트스트림에서 시그널링된다.
제 3 단계 706에서, 거리 파라미터가 검출된다. 이러한 실시예에서, 이 거리 파라미터는 비트스트림으로 인코딩된다. 일부 실시예들에서, 거리 파라미터는 초기 및 최종 인트라-예측 모드들로부터 추론된다.
거리 파라미터는 K 번째 샘플을 나타내고, K 번째 샘플은 예측 모드가 초기 예측 모드로부터 최종 예측 모드로 변경되는 샘플이다. 전형적으로, 이러한 거리 파라미터는 블록의 비율이거나, 또는 다수의 샘플들(예를 들어, 행들 또는 열들)이다.
제 4 단계 708에서, 제 1 델타 값은 블록의 제 1 부분에 대하여 추론되고, 제 1 부분은 K 번째 샘플 이전의 샘플들을 포함한다. 이 추론은 도 6의 제 4 단계 608를 참조하여 설명된 바와 같이 진행된다. 델타 값은 추론하는 단계는 전형적으로 초기 인트라-예측 모드와 최종 인트라-예측 모드 사이의 보간을 포함한다.
제 5 단계 710에서, 디코더는 제 2 델타 값을 추론한다. 이러한 추론은 도 6의 제 4 단계 608을 참조하여 설명된 바와 같이 진행된다.
일반적으로, 제 1 델타 값 및 제 2 델타 값의 추론은 지정된 인트라-예측 모드들에 의존한다. 예를 들어, 초기 인트라-예측 모드가 DC 모드이고 최종 인트라-예측 모드가 방향성 모드인 경우, 제 1 델타 값은 제로와 같고, 즉 K 번째 샘플 이전 각 샘플은 참조 샘플들의 평균이다. 제 2 델타 값은 DC 모드와 최종 방향 모드 사이를 보간하여 추론된다.
유사하게, 최종 인트라-예측 모드가 DC 모드이고 초기 인트라-예측 모드가 방향성 모드인 경우, 제 2 델타 값은 제로와 같고, 제 1 델타 값은 초기 방향성 모드와 DC 모드 사이를 보간하여 추론된다.
일부 실시예들에서, 추론 방법이 변경되는 K 번째 샘플이 정의된다. 초기 방향성 인트라-예측 모드 및 최종 방향성 인트라-예측 모드, 및 델타 추론 방법이 예를 들어 선형으로부터 지수 보간으로 변화되는 K 번째 샘플을 나타내는 거리 파라미터가 검출될 수 있다.
일부 실시예들에서, 각 델타 값은 디코더(1)에 의해 수신된 비트스트림 내에서 명시된다.
도 8은 도 1을 참조하여 설명된 디코더(1)에 의해 판독 가능한 비트스트림을 얻는데 사용될 수 있는 바와 같은 인코더(8)를 도시한다.
입력 비디오 스트림은 공간적 및/또는 시간적 중복성들을 식별 수행하는 인트라 예측 추정(802) 및 모션 추정(806)을 가진다. 이들은 인트라 예측(804) 및 모션 예측(808)으로 이어지며, 모션 예측은, 인코더(8)에 의해 인코딩된 사전 프레임과 동등한 픽처를 보유하는 픽처 버퍼(810)로부터의 픽처에 의존한다.
인트라 예측(804) 및/또는 모션 예측(808)은 입력 비디오와 결합되고, 그 후에 변환(812), 양자화(814) 및 엔트로피 코딩(816)되어 비트스트림을 얻는다. 변환(812) 및 양자화(814)된 데이터 스트림은 역 양자화(818) 및 역 변환(820)을 거쳐 차후 프레임들에 대해 픽처 버퍼(810)에 의해 사용되는 참조 프레임을 얻는다.
다양한 실시예들에서, 인트라 예측 스테이지는 다음 중 하나 이상을 포함한다: 다-방향성 인트라-예측이 사용되는지 여부를 명시하는 비트; 사용되기 위한 초기 및 최종 예측 모드들 중 적어도 하나를 명시하는 섹션; 사용될 추론/보간 방법들을 정의하는 섹션; 인트라-예측 모드가 변화되는 K 번째 샘플을 나타내는 섹션
대안들 및 수정들
다양한 실시예들에서, 여기에 사용되는 바와 같은 블록은, 예를 들어 2018년 2월 13일의 HEVC/H.265 버전 5 표준 내에 정의된 바와 같이, 예측 유닛(PU), 코딩 유닛(CU) 및/또는 변환 유닛(TU)을 지칭한다. 보다 일반적으로, 블록은 임의의 픽셀들 그룹을 지칭할 수 있다. 바람직하게, 블록은 이들이 공간적으로 연결될 수 있는 연결된 픽셀들의 그룹을 지칭할 수 있다.
일부 실시예들에서, 블록은 인트라-예측을 위해 공통 참조 샘플들을 공유하는 픽셀들 그룹과 관련된다. 이는 블록 내의 각 픽셀 값이 참조 샘플들로부터 직접 예측되는 것을 요구하지 않는다; 일부 실시예들에서, 블록 내의 픽셀 값들은 동일한 블록 내의 다른 픽셀 값들을 사용하여 예측될 수 있으며, 이들 다른 픽셀 값들은 공통 참조 샘플들을 사용하여 예측된다. 이들 실시예들에서, 예측된 픽셀 값들 각각은 참조 샘플들로부터 도출되는 것으로 고려될 수 있다.
상세한 설명은 블록에 대해 수행되는 인트라-예측 방향의 변화를 결정하는 데 사용되는, 여기에 설명된 방법들을 주로 고려했으며, 상기 방법은 여기에서 다-방향성 인트라-예측으로 설명되었다. 보다 일반적으로, 방법들은 인트라-예측 모드 내에서 변경을 명시하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 블록에서의 초기 샘플들은 "수직-좌측" 예측 모드를 사용하여 예측될 수 있으며, 그리고 최종 샘플들은 DC 인트라-예측 모드를 사용하여 예측될 수 있다. 블록 내에서, 이들 모드들 간에 원활한 전환이 있을 수 있거나, 모드들 간의 전환이 룩-업 테이블을 사용하여 정의될 수 있다. 따라서, 다-방향성 인트라-예측에서는 방향이 변경되지 않을 수 있고, 예를 들어 대신에 모드가 변경될 수 있다.
룩-업 테이블이 사용되는 실시예들에서, 테이블은 다양한 방식들로 처리될 수 있는데, 예를 들어, 수신된 비트스트림 내의 제 1 비트들의 스트링은 최종 인트라-예측 모드를 지칭할 수 있고, 제 2 비트들의 스트링은 전환 방법(예를 들어, 선형, 지수)을 지칭할 수 있다. 초기 인트라-예측 모드는 이러한 비트스트림 내에 포함되거나, 예를 들어 인접 블록들로부터 추론될 수 있다.
상기 방법이 비디오스트림 내의 프레임들에 대한 사용과 관련하여 설명되었지만, JPEG(Joint Photographic Experts Group)의 표준들을 준수하는 바와 같이, 스틸 이미지들에도 유사하게 사용될 수 있다.
상기 방법이 예측 모드의 방향을 참조하여 설명되는 경우, 이는 임의의 방향일 수 있으며 종래의 방향성 예측 모드들의 방향들에 제한되지 않음을 이해할 것이다. 예를 들어, 2018년 2월 13일의 HEVC/H.265 버전 5 표준이 33 개의 각도 모드들을 고려하고, 이들이 종래의 인코더/디코더에 의해 명시된 모드들일 수 있지만, 여기에 사용된 방법들이 이러한 표준 또는 다른 표준들 내에 없는 예측 정의와 함께 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 인트라 예측의 초기 및/또는 최종 방향들이 이들 표준 모드들 중 하나에 대응하도록 결정되는 경우, 인트라 예측의 중간 방향들은 표준 모드들로 제한될 필요가 없다(이들 중간 비-표준 방향들은, 일부 실시예들에서, 인트라-예측 모드들의 방향들로서 고려될 수도 있다).

Claims (19)

  1. 이미지를 나타내는 비트스트림을 디코더에서 디코딩하는 방법으로서, 상기 비트스트림이 잔차 샘플들의 복수의 블록들을 포함하고, 복원된 이미지 샘플들의 블록은 잔차 샘플들의 블록을 예측들의 블록에 추가하여 얻어지고, 상기 예측들은 복원된 이미지의 참조 샘플들에 선택된 예측 프로세스를 적용하여 형성되는 디코딩 방법에 있어서,
    비트스트림을 수신하는 단계;
    각 블록에 대해:
    예측들을 형성하는 단계; 및
    복원된 이미지 샘플을 형성하기 위해, 각 잔차 샘플에 각각의 예측을 추가하는 단계;
    복원된 이미지 샘플들로부터 복원된 이미지를 제공하는 단계; 및
    복원된 이미지를 출력하는 단계;를 포함하고,
    예측을 형성하는 단계는:
    현재 블록에 대한 제 1 세트의 하나 이상의 예측들을 적어도 형성하기 위해, 제 1 방향성 또는 비-방향성 예측 모드를 참조 샘플들에 적용하는 단계;
    현재 블록에 대한 적어도 하나의 차후 세트의 하나 이상의 예측들을 형성하기 위해, 하나 이상의 차후적이고 서로 다른 방향성 또는 비-방향성 예측 모드들을 동일한 참조 샘플들에 적용하는 단계, 여기서 임의의 차후 방향성 예측 모드는 예측의 공간적 방향에서 임의의 제 1 방향성 예측 모드와는 상이함;를 포함하고,
    예측 파라미터들 중 적어도 하나는 현재 블록에 대한 디코더에서 결정되고 비트스트림에서 명시적으로 시그널링되지 않고, 상기 예측 파라미터들은:
    제 1 비-방향성 예측 모드;
    제 1 방향성 예측 모드의 방향;
    차후 비-방향성 예측 모드;
    차후 방향성 예측 모드의 방향;
    제 1 세트의 예측들의 블록의 위치;
    차후 세트의 예측들의 블록의 위치;인, 디코딩 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    비트스트림은 예측과 관련된 데이터를 포함하는, 디코딩 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    비트스트림은 최종 인트라-예측 모드 및/또는 최종 방향성 예측 모드의 방향의 표시를 포함하는, 디코딩 방법.
  4. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    차후 비-방향성 예측 모드는 최종 비-방향성 예측 모드이고/이거나, 차후 방향성 예측 모드의 방향은 최종 방향성 예측 모드의 방향인, 디코딩 방법.
  5. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    예측 파라미터들 중 적어도 하나는 인접 블록 내의 대응하는 파라미터, 바람직하게는 인접 블록에서 사용된 최종 대응 파라미터를 기반으로 하여 결정되는, 디코딩 방법.
  6. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    예측 파라미터들 중 적어도 하나는 한 방향 및/또는 예측 모드와 또 다른 상이한 방향 및/또는 예측 모드 사이를 보간하여 결정되는, 디코딩 방법.
  7. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    예측 파라미터들 중 적어도 하나는 제 1 방향 및/또는 예측 모드와 최종 방향 및/또는 예측 모드 사이를 보간하여 결정되는, 디코딩 방법.
  8. 청구항 6 또는 7에 있어서,
    보간은 선형 보간을 포함하는, 디코딩 방법.
  9. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    예측 파라미터들 중 적어도 하나는 룩-업 테이블로부터 값을 얻어 결정되는, 디코딩 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    룩-업 테이블은:
    임의의 제 1 비-방향성 예측 모드와 임의의 차후 비-방향성 예측 모드 사이; 및/또는 임의의 제 1 방향성 예측 모드의 방향과 임의의 차후 방향성 예측 모드의 방향 사이; 중 적어도 하나를 보간하는데 사용된 함수의 표시를 포함하는, 디코딩 방법.
  11. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    비트스트림은 서로 다른 방향성 또는 비-방향성 예측 모드가 주어진 경우, 하나 이상의 차후 방향성 또는 비-방향성 예측 모드들을 도출하는 프로세스를 정의하는, 디코딩 방법.
  12. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    비트스트림은 임의의 제 1 방향성 예측 모드의 방향과 임의의 차후 방향성 예측 모드의 방향 간의 차이와 관련된 델타를 포함하는, 디코딩 방법.
  13. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    비트스트림은: 임의의 제 1 비-방향성 예측 모드와 임의의 차후 비-방향성 예측 모드 간의 차이; 임의의 제 1 비-방향성 예측 모드와 임의의 차후 방향성 예측 모드의 방향 간의 차이; 및/또는 임의의 제 1 방향성 모드의 방향과 임의의 차후 비-방향성 예측 모드 간의 차이; 중 적어도 하나와 관련된 델타를 포함하는, 디코딩 방법.
  14. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    비트스트림은 임의의 비-방향성 예측 모드와 임의의 방향성 예측 모드 간의 변화의 표시를 포함하고, 바람직하게 상기 표시는 상기 변화가 일어나는 위치를 식별하는, 디코딩 방법.
  15. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 예측 모드는 블록에서 적어도 하나의 행을 예측하는데 사용되며, 그리고
    임의의 차후 예측 모드는 블록에서 적어도 하나 이상의 다른 행들을 예측하는데 사용되는, 디코딩 방법.
  16. 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 예측 모드는 블록에서 적어도 하나의 열을 예측하는데 사용되며, 그리고
    임의의 차후 예측 모드들은 블록에서 적어도 하나 이상의 다른 열들을 예측하는데 사용되는, 디코딩 방법.
  17. 청구항 1 내지 16 중 어느 한 항에 따른 방법을 사용하여 비디오 스트림 내의 이미지들을 디코팅하는 방법.
  18. 프로그램 가능 장치가 전술하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 방법을 구현하도록 적응된 컴퓨터 프로그램 제품.
  19. 이미지를 나타내는 비트스트림을 디코딩하는 장치로서, 상기 비트스트림이 잔차 샘플들의 복수의 블록들을 포함하는 디코딩 장치에 있어서,
    비트스트림을 수신하기 위해 배치된 수신기;
    프로세서로서:
    예측들을 형성하고; 그리고
    복원된 이미지 샘플들을 형성하기 위해, 잔차 샘플에 각각의 예측을 추가하고;
    복원된 이미지 샘플들로부터 복원된 이미지를 제공하며; 그리고
    복원된 이미지를 출력하기 위해 배치된, 상기 프로세서;를 포함하고,
    예측들을 형성하기 위해 배치된 것은:
    현재 블록에 대한 제 1 세트의 하나 이상의 예측들을 적어도 형성하기 위해, 제 1 방향성 또는 비-방향성 예측 모드를 참조 샘플들에 적용하고;
    현재 블록에 대한 적어도 하나의 차후 세트의 하나 이상의 예측들을 형성하기 위해, 하나 이상의 차후적이고 서로 다른 방향성 또는 비-방향성 예측 모드들을 동일한 참조 샘플들에 적용하고, 여기서 임의의 차후 방향성 예측 모드는 예측의 공간적 방향에서 임의의 제 1 방향성 예측 모드와는 상이함;
    비트스트림에서 명시적으로 시그널링되지 않은 예측 파라미터들 중 적어도 하나를 결정하도록 배치되는 것;을 포함하며, 상기 예측 파라미터들은:
    제 1 비-방향성 예측 모드;
    제 1 방향성 예측 모드의 방향;
    차후 비-방향성 예측 모드;
    차후 방향성 예측 모드의 방향;
    제 1 세트의 예측들의 블록의 위치;
    차후 세트의 예측들의 블록의 위치;인, 디코딩 장치.
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