KR20210087113A

KR20210087113A - 고레벨 신택스 전용 스케일러블 비디오 코딩에 대한 계층간 레퍼런스 픽처 제한

Info

Publication number: KR20210087113A
Application number: KR1020217020691A
Authority: KR
Inventors: 지안레 천; 샹 리; 크리쉬나칸트 라파카; 예-쿠이 왕; 마르타 카르체비츠
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2013-04-01
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2021-07-09
Also published as: KR20210087114A; CN105052152A; CN105052152B; US9998735B2; JP2016518759A; KR20150137099A; KR20150137098A; CN105103560B; US9992493B2; EP2982121A1; WO2014165401A1; JP2016518760A; JP6297670B2; CN105103560A; US20140294062A1; EP2982122A1; US20140294063A1; WO2014165402A1

Abstract

일 구현에서, 비디오 정보를 인코딩 또는 디코딩하기 위한 장치가 제공된다. 이 장치는 레퍼런스 계층, 강화 계층, 또는 양자 모두와 연관된 레퍼런스 계층 픽처들을 저장하도록 구성된 메모리 유닛을 포함한다. 장치는 메모리 유닛에 동작 가능하게 커플링된 프로세서를 더 포함한다. 일 실시형태에서, 프로세서는 계층간 레퍼런스 픽처로서 리샘플링된 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처들의 사용을 제한하고, 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 예측하도록 구성된다.

Description

고레벨 신택스 전용 스케일러블 비디오 코딩에 대한 계층간 레퍼런스 픽처 제한{INTER-LAYER REFERENCE PICTURE RESTRICTION FOR HIGH LEVEL SYNTAX-ONLY SCALABLE VIDEO CODING}

본 개시물은 비디오 코딩 및 압축의 분야에 관련된다. 특히, 고효율성 비디오 코딩 (HEVC) 을 위한 SVC, 스케일러블 HEVC (SHVC), 및 HEVC-기반 SHVC (HEVC (SHVC) 를 포함하는 스케일러블 비디오 코딩 (SVC) 에 관련된다.

디지털 비디오 능력들은 디지털 텔레비전들, 디지털 직접 방송 시스템들, 무선 방송 시스템들, PDA (personal digital assistant) 들, 랩톱이나 데스크톱 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 전자책 리더들, 디지털 카메라들, 디지털 레코딩 디바이스들, 디지털 미디어 플레이어들, 비디오 게이밍 디바이스들, 비디오 게임 콘솔들, 셀룰러 또는 위성 무선 전화들, 이른바 "스마트 폰들", 비디오 원격회의 디바이스들, 비디오 스트리밍 디바이스들 등을 포함하는 광범위한 디바이스들에 포함될 수 있다. 디지털 비디오 디바이스들은 MPEG-2, MPEG-4, ITU-T H.263, ITU-T H.264/MPEG-4, Part 10, AVC (Advanced Video Coding), 현재 개발 하에 있는 HEVC (High Efficiency Video Coding) 표준에 의해 정의된 표준들, 및 이러한 표준들의 확장들에서 설명된 바와 같은 비디오 압축 기법들을 구현한다. 비디오 디바이스들은 이러한 비디오 코딩 기법들을 구현함으로써, 디지털 비디오 정보를 보다 효율적으로 송신, 수신, 인코딩, 디코딩, 및/또는 저장할 수도 있다.

비디오 코딩 기법들은 비디오 시퀀스들에 내재하는 리던던시를 감소시키기나 제거하기 위한 공간 (인트라-픽처) 예측 및/또는 시간 (인터-픽처) 예측을 수행한다. 블록 기반 비디오 코딩에 있어서, 비디오 슬라이스 (예를 들어, 비디오 프레임, 또는 비디오 프레임의 일부분) 는 비디오 블록들로 파티셔닝될 수도 있으며, 이 비디오 블록들은 또한 트리블록들, 코딩 유닛 (CU) 들 및/또는 코딩 노드들로 지칭될 수도 있다. 픽처의 인트라 코딩된 (I) 슬라이스 내의 비디오 블록들은 동일한 픽처 내의 이웃하는 블록들 내의 레퍼런스 샘플들에 대한 공간 예측을 사용하여 인코딩된다. 픽처의 인터 코딩된 (P 또는 B) 슬라이스 내의 비디오 블록들은 동일한 픽처 내의 이웃하는 블록들 내의 레퍼런스 샘플들에 대한 공간 예측, 또는 다른 레퍼런스 픽처들 내의 레퍼런스 샘플들에 대한 시간 예측을 사용할 수도 있다. 픽처들은 프레임들로서 지칭될 수도 있고, 레퍼런스 픽처들은 레퍼런스 프레임들로 지칭될 수도 있다.

공간 또는 시간 예측은 코딩될 블록에 대한 예측 블록을 초래한다. 잔여 데이터는 코딩될 원래의 블록과 예측 블록 간의 픽셀 차이들을 나타낸다. 인터 코딩된 블록은 예측 블록을 형성하는 레퍼런스 샘플들의 블록을 가리키는 모션 벡터, 및 코딩된 블록과 예측 블록 간의 차이를 나타내는 잔여 데이터에 따라 인코딩된다. 인트라 코딩된 블록은 인트라 코딩 모드와 잔여 데이터에 따라 인코딩된다. 추가의 압축을 위해, 잔여 데이터는 픽셀 도메인에서 변환 도메인으로 변환되어, 잔여 변환 계수들을 초래하고 이 변환 계수들은, 그 후 양자화될 수도 있다. 처음에 2 차원 어레이로 배열된 양자화된 변환 계수들은, 스캐닝되어 변환 계수들의 1 차원 벡터를 생성할 수도 있고, 엔트로피 코딩이 적용되어 보다 많은 압축을 달성할 수도 있다.

고레벨 신택스-전용 (Syntax-only) 스케일러블 비디오 코딩은 HEVC 코딩 사양에 저 레벨 변화들을 도입하지 않고 레퍼런스 계층으로부터 비디오 블록들을 사용하여 현재 계층에서의 비디오 블록들이 예측되게 할 수도 있다. 예를 들어, HLS-전용 SVC 는 현재 계층의 동일한 액세스 유닛으로부터 레퍼런스 계층들과 기존의 인터 코딩 기법들을 사용함으로써 이러한 코딩을 인에이블한다. 현재 기법들은 계층간 코딩에서의 가능한 사용을 위해 다수의 레퍼런스 계층들이 식별되게 할 수 있다. 그러나, 최대, 단지 하나의 레퍼런스 계층이 계층간 레퍼런스 계층으로서 식별될 수 있도록, 계층간 코딩을 제한할 수 있는 것이 유리할 것이다. 단지 하나의 레퍼런스 계층이 계층간 레퍼런스 계층으로서 사용될 수 있도록 계층간 코딩 (예를 들어, 계층간 예측) 을 선택적으로 제한하는 것은 코딩 성능을 향상시키고, 구현 복잡성 뿐만 아니라 구현 비용을 감소시킬 수 있다.

일반적으로, 본 개시물은 스케일러블 비디오 코딩 (SHVC, SVC) 에 관련된 기법들을 설명한다. 이하에 설명된 기법들은, (모션 정보를 포함하는) 계층간 신택스 예측이 특정 베이스 계층 코덱들 (예를 들어, HEVC 등) 에 대해 허용되는지 여부를 나타내기 위한 메커니즘을 제공한다.

일 구현에서, 비디오 정보를 인코딩 또는 디코딩하는 장치가 제공된다. 이 장치는 베이스 계층, 강화 계층, 또는 양자 모두와 연관된 레퍼런스 계층 픽처들 및/또는 비디오 정보를 저장하도록 구성된 메모리 유닛을 포함한다. 장치는 메모리 유닛에 동작 가능하게 커플링된 프로세서를 더 포함한다. 이 프로세서는 강화 계층에서 비디오 유닛의 값을 결정하기 위해 계층간 레퍼런스 픽처로서 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처의 사용을 제한하도록 구성된다.

일 실시형태에서, 비디오 정보를 코딩하도록 구성된 장치는 메모리 유닛 및 프로세서를 포함한다. 메모리 유닛은 베이스 계층, 강화 계층, 또는 양자 모두와 연관된 레퍼런스 계층 픽처들을 저장하도록 구성된다. 프로세서는 메모리 유닛에 동작 가능하게 커플링되고, 계층간 레퍼런스 픽처로서 리샘플링되었던 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처들의 사용을 제한하고, 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 예측하도록 구성된다.

다른 실시형태에서, 비디오 정보를 디코딩하는 방법은, 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용될 수도 있다는 제한을 제공하는 단계; 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처를 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용하도록 결정하는 단계; 및 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 디코딩하는 단계를 포함한다.

다른 실시형태에서, 비디오 정보를 인코딩하는 방법은, 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용될 수도 있다는 제한을 제공하는 단계; 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처를 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용하도록 결정하는 단계; 및 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 인코딩하는 단계를 포함한다.

다른 실시형태에서, 비디오 정보를 코딩하기 위한 장치는, 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용될 수도 있다는 제한을 제공하기 위한 수단; 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처를 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용하도록 결정하기 위한 수단; 및 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 인코딩하기 위한 수단을 포함한다.

다른 실시형태에서, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는, 컴퓨팅 하드웨어를 포함하는 프로세서 상에서 실행되는 경우, 프로세서로 하여금, 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용될 수도 있다는 제한을 제공하게 하고; 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처를 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용하도록 결정하게 하며; 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 예측하게 하는 특정 명령들을 포함한다.

다른 실시형태에서, 비디오 정보를 코딩하도록 구성된 장치는 메모리 및 프로세서를 포함한다. 메모리 유닛은 베이스 계층, 강화 계층, 또는 양자 모두와 연관된 레퍼런스 계층 픽처들을 저장하도록 구성된다. 프로세서는 메모리 유닛에 동작 가능하게 커플링되고, 계층간 레퍼런스 픽처로서 현재 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처들의 사용을 제한하고 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 예측하도록 구성된다.

다른 실시형태에서, 비디오 정보를 디코딩하는 방법은, 현재 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용될 수도 있다는 제한을 제공하는 단계; 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처를 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용하도록 결정하는 단계; 및 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 디코딩하는 단계를 포함한다.

다른 실시형태에서, 비디오 정보를 인코딩하는 방법은, 현재 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖는 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용될 수도 있다는 제한을 제공하는 단계; 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처를 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용하도록 결정하는 단계; 및 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 인코딩하는 단계를 포함한다.

다른 실시형태에서, 비디오 정보를 코딩하기 위한 장치는, 현재 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용될 수도 있다는 제한을 제공하기 위한 수단; 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처를 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용하도록 결정하기 위한 수단; 및 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 예측하기 위한 수단을 포함한다.

다른 실시형태에서, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는, 컴퓨팅 하드웨어를 포함하는 프로세서 상에서 실행되는 경우, 프로세서로 하여금, 현재 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용될 수도 있다는 제한을 제공하게 하고; 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처를 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용하도록 결정하게 하며; 계층간 예측 및 계층간 레퍼런스 픽처를 사용하여 현재 픽처를 예측하게 하는 특정 명령들을 포함한다.

첨부된 도면들 및 이하의 상세한 설명에서 하나 이상의 예들의 상세들이 설명되고, 이것은 본원에 설명된 발명의 개념들의 전체 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 다른 특성들, 목적들 및 이점들은 상세한 설명 및 도면들로부터, 그리고 청구범위로부터 명확해질 것이다.

도면들 전체에서, 참조 부호들은 참조된 엘리먼트들 간의 대응을 나타내도록 재사용될 수도 있다. 도면들은 본원에 설명된 예시의 실시형태들을 예시하도록 제공되고, 본 개시물의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
도 1 은 본 개시물에서 설명된 양태들에 따른 기법들을 이용할 수도 있는 예시의 비디오 인코딩 및 디코딩 시스템을 예시하는 블록도이다.
도 2a 는 본 개시물에 설명된 양태들에 따른 기법들을 구현할 수도 있는 비디오 인코더의 예를 예시하는 블록도이다.
도 2b 는 본 개시물에 설명된 양태들에 따른 기법들을 구현할 수도 있는 비디오 인코더의 예를 예시하는 블록도이다.
도 3a 는 본 개시물에 설명된 양태들에 따른 기법들을 구현할 수도 있는 비디오 디코더의 예를 예시하는 블록도이다.
도 3b 는 본 개시물에 설명된 양태들에 따른 기법들을 구현할 수도 있는 비디오 디코더의 예를 예시하는 블록도이다.
도 4 내지 도 6 은 본 개시물의 양태들에 따른 계층간 레퍼런스 픽처 제한의 방법들의 실시형태들을 예시하는 플로우차트들이다.

본 개시물에 설명된 기법들은 일반적으로, 스케일러블 비디오 코딩 (SHVC, SVC) 및 멀티뷰/3D 비디오 코딩에 관한 것이다. 예를 들어, 본 기법들은 고효율 비디오 코딩 (HEVC) 스케일러블 비디오 코딩 (SVC, 때때로 SHVC 로 지칭됨) 확장에 관련될 수도 있고, 이들과 또는 이들 내에서 사용될 수도 있다. SHVC, SVC 확장에서, 비디오 정보의 다수의 계층들이 존재할 수 있다. 매우 하부 레벨에서의 계층은 베이스 계층 (BL) 으로서 역할을 할 수도 있고, 매우 상부에서의 계층 (또는 최상위 계층) 은 강화된 계층 (enhanced layer; EL) 으로서 역할을 할 수도 있다. "강화된 계층" 은 때때로, "강화 계층" 으로서 지칭되고, 이들 용어들은 상호교환적으로 사용될 수도 있다. 베이스 계층은 때때로, "레퍼런스 계층 (RL)" 으로서 지칭되고, 이들 용어들은 또한, 상호교환적으로 사용될 수도 있다. 베이스 계층과 상부 계층 사이에 있는 모든 계층들은 EL들 또는 레퍼런스 계층 (RL)들 중 어느 하나 또는 양자 모두로서 역할을 할 수도 있다. 예를 들어, 중간에 있는 계층은 그 아래 있는 계층들, 예컨대 베이스 계층 또는 임의의 중간 강화 계층들에 대한 EL 일 수도 있고, 동시에 그 위에 있는 강화 계층들에 대한 RL 로서 역할을 할 수도 있다. 베이스 계층과 상부 계층 (또는 최상위 계층) 사이에 있는 각각의 계층은 상위 계층에 의한 계층간 예측을 위한 레퍼런스로서 사용될 수도 있고, 계층간 예측을 위한 레퍼런스로서 하위 계층을 사용할 수도 있다.

간략화를 위해, 단지 2 개의 계층들: BL 및 EL 의 용어들의 예들이 제시된다; 그러나, 이하에 설명된 아이디어들 및 실시형태들은 다수의 계층들을 갖는 경우들에도 또한 적용 가능한 것으로 이해되어야 한다. 또한, 설명의 용이함을 위해, 용어들 "프레임들" 또는 "블록들" 이 종종 사용된다. 그러나, 이들 용어들은 제한하는 것을 의미하지 않는다. 예를 들어, 이하에 설명된 기법들은 픽셀들, 블록들 (예를 들어, CU, PU, TU, 매크로블록들 등), 슬라이스들, 프레임들 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 다양한 비디오 유닛들 중 어느 하나와 사용될 수 있다.

비디오 코딩

비디오 코딩 표준들은 ITU-T H.261, ISO/IEC MPEG-1 비주얼, ITU-T H.262 또는 ISO/IEC MPEG-2 비주얼, ITU-T H.263, ISO/IEC MPEG-4 비주얼 그리고 자신의 SVC (Scalable Video Coding) 및 MVC (Multiview Video Coding) 확장들을 포함하는 ITU-T H.264 (또한 ISO/IEC MPEG-4 AVC로 알려짐) 을 포함한다. SVC 및 MVC 의 최신 공동 초안은 "Advanced video coding for generic audiovisual services", ITU-T Recommendation H.264, 2010년 3월자에 설명되고, 이것은 그 전체가 참조로서 포함된다.

또한, ITU-T 비디오 코딩 전문가 그룹 (Video Coding Experts Group; VCEG) 및 ISO/IEC 모션 전문가 그룹 (MPEG) 의 JCT-VC (Joint Collaboration Team on Video Coding) 에 의해 개발되고 있는 새로운 비디오 코딩 표준, 즉 고효율 비디오 코딩 (High-Efficiency Video Coding; HEVC) 이 있다. HEVC 의 최근 작업 초안 (WD) 은 http://phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/12_Geneva/wg11/JCTVC-L1003-v20.zip 에서 이용 가능하다. 이 초안의 다른 버전은 http://phenix.int-evry.fr/jct/ doc_end_user/documents/11 _Shanghai/wg11/JCTVC-K1003-v13.zip 에서 이용 가능하다. HEVC WD8 (또는 WD8) 로서 지칭된, HEVC 의 다른 작업 초안은 http://phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/10_Stockholm/wg11/JCT VC-J1003-v8.zip 에서 이용 가능하다. HEVC 의 다른 작업 초안은 이하에서 HEVC WD7 로서 지칭되고, http://phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/9_Geneva/wg11/JCTVC-I1003-v5.zip 에서 이용 가능하다. 이들 문헌들 모두는 그 전체가 참조로서 포함된다.

SVC 에서, 비디오 정보는 다수의 계층들로서 제공될 수도 있다. 매우 하부 레벨에서의 계층은 단지 베이스 계층 (BL) 으로서 역할을 할 수 있고, 매우 상부 레벨에서의 계층은 강화 계층 (EL) 으로서 역할을 할 수 있다. 상부 계층과 하부 계층 사이의 계층들 모두는 강화 계층들 및 베이스 계층들 양자 모두로서 역할을 할 수도 있다. 예를 들어, 중간에서의 계층은 그 아래의 계층들에 대한 EL 일 수 있고, 동시에 그 위의 계층들에 대한 BL 로서 역할을 할 수 있다. 설명의 간략함을 위해, 이하에 설명된 기법들을 예시하는데 2 개의 계층들, BL 및 EL 이 존재하는 것을 가정할 수 있다. 그러나, 본원에 설명된 모든 기법들은 다수 (2 이상) 의 계층들을 갖는 경우들에서도 또한 적용 가능하다.

스케일러블 비디오 코딩 (SVC) 은 품질 (또한, 신호-대-잡음 (SNR) 으로도 지칭됨) 스케일러빌러티, 공간 스케일러빌러티 및/또는 시간 스케일러빌러티를 제공하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 레퍼런스 계층 (예를 들어, 베이스 계층) 은 제 1 품질 레벨에서 비디오를 디스플레이하기에 충분한 비디오 정보를 포함하고 강화 계층은 레퍼런스 계층에 대한 추가의 비디오 정보를 포함하여, 레퍼런스 계층 및 강화 계층이 함께 제 1 레벨보다 상위의 제 2 품질 레벨 (예를 들어, 적은 잡음, 더 큰 레졸루션, 더 좋은 프레임 레이트 등) 에서 비디오를 디스플레이하기에 충분한 비디오 정보를 포함한다. 강화된 계층은 베이스 계층과 상이한 공간 레졸루션을 가질 수도 있다. 예를 들어, EL 과 BL 사이의 공간 애스팩트비는 1.0, 1.5, 2.0 또는 다른 상이한 비율들일 수 있다. 다시 말해, EL 의 공간 애스팩트는 BL 의 공간 애스팩트의 1.0, 1.5, 또는 2.0 배와 동일할 수도 있다. 일부 예들에서, EL 의 스케일링 팩터는 BL 보다 클 수도 있다. 예를 들어, EL 에서 픽처들의 사이즈는 BL 에서 픽처들의 사이즈보다 클 수도 있다. 이 방식에서, EL 의 공간 레졸루션이 BL 의 공간 레졸루션보다 큰 것이 가능할 수도 있으나, 제한되지는 않는다.

H.264 에 대한 SVC 확장에서, 현재 블록의 예측은 SVC 에 대해 제공되는 상이한 계층들을 사용하여 수행될 수도 있다. 이러한 예측은 계층간 예측으로서 지칭될 수도 있다. 계층간 예측 방법들은 계층간 리던던시를 감소시키기 위해 SVC 에서 이용될 수도 있다. 계층간 예측의 일부 예들은 계층간 인트라 예측, 계층간 모션 예측, 및 계층간 잔여 예측을 포함할 수도 있다. 계층간 인트라 예측은 강화 계층에서 현재 블록을 예측하도록 베이스 계층에서 공동-위치된 블록들의 복원 (reconstruction) 을 사용한다. 계층간 모션 예측은 강화 계층에서 모션을 예측하도록 베이스 계층의 모션 정보 (모션 벡터들을 포함) 를 사용한다. 계층간 잔여 예측은 강화 계층의 잔여분을 예측하도록 베이스 계층의 잔여분을 사용한다.

계층간 모션 예측의 일부 실시형태들에서, (예를 들어, 공동-위치된 블록에 대한) 베이스 계층의 (모션 벡터들을 포함하는) 모션 데이터는 강화 계층에서 현재 블록을 예측하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 강화 계층에서 비디오 유닛을 코딩하는 동안, 비디오 코더들은 레퍼런스 계층으로부터의 정보를 사용하여 추가의 가설을 식별하는데 사용될 수 있는 추가의 모션 보상 데이터를 획득할 수 있다. 이들 추가의 가설들이 비디오 비트스트림에 이미 존재하는 데이터로부터 암시적으로 도출되기 때문에, 비디오 코딩에서의 추가의 성능이 비트스트림 사이즈에서의 추가의 비용 없이 또는 거의 없이 얻어질 수 있다. 다른 예에서, 공간적으로 이웃하는 비디오 유닛들로부터의 모션 정보가 사용되어 추가의 가설을 로케이팅할 수 있다. 도출된 가설은 그 후, 명시적으로 인코딩된 가설과 평균 또는 다르게는 결합되어, 비디오 유닛의 더 좋은 예측 값을 생성할 수 있다. 소정의 상황들에서, 예컨대 베이스 (또는 레퍼런스) 계층의 공간 레졸루션이 현재 블록의 계층의 공간 레졸루션과 상이한 경우, 베이스 계층 모션 정보는 현재 블록을 인코딩 또는 디코딩하는데 사용되기 전에 공간적으로 스케일링된다. 마찬가지로, 베이스 (또는 레퍼런스) 계층에서 블록의 포지션은, 이하에서 설명되는 바와 같이 그 계층이 현재 블록의 계층과 상이한 공간 레졸루션을 갖는 경우 계층간 포지션 맵핑에 의해 결정될 수도 있다.

고레벨 신택스 (HLS)-전용 HEVC 기반 스케일러블 코딩

고레벨 신택스 (HLS) 전용 HEVC-SHVC 는, 레퍼런스 계층 복원된 픽처를 현재 강화 계층 (EL) 픽처 코딩을 위한 레퍼런스 픽처 리스트들 안에 삽입함으로써 달성될 수 있다. 현재 계층 및 그 레퍼런스 계층이 동일한 공간 레졸루션을 가지면, SHVC 는 MV-HEVC (멀티-뷰 HEVC) 와 유사하게 지원될 수 있고, 여기서 삽입된 픽처는 다른 뷰로부터의 것이다 (본원에 참조로서 그 전체가 포함된, "MV-HEVC Working Draft 1," JCT3V-C1004 참조). 부가적으로, 삽입된 픽처는 추가의 프로세싱 없이 TMVP (temporal motion vector predictor) 도출을 위한 공동위치 (collocate) 된 픽처로서 사용될 수 있다.

공간 스케일러빌러티 경우에서, 현재 픽처는 레퍼런스 계층 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖거나 가질 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처와 레퍼런스 픽처 간의 공간적 애스팩트비는 1.5, 2.0 또는 다른 상이한 비율일 수 있다. 이 경우에서, 레퍼런스 계층 픽처는, 그것을 현재 픽처 코딩을 위한 레퍼런스 픽처 리스트들 안에 삽입하기 전에 현재 디코딩된 픽처의 픽처 사이즈에 매칭하도록 업-샘플링될 것이다. 현재 픽처와 레퍼런스 픽처 간의 공간적 애스팩트비들이 상이한 경우, 레퍼런스 픽처의 픽셀 및 넌-픽셀 정보 (신택스, 모드들 및 모드 파라미터들) 양자 모두는 업-샘플링되어 텍스처 및 모션 예측 양자 모두를 인에이블한다. 이 기법은 HEVC (SHVC) 표준에 대한 최근 생겨난 스케일러블 비디오 확장 표준 ("SHVC test model 1," JCTVC-L1007, "SHVC working draft 1 "JCTVC-L1008", 이것은 그 전체가 참조로서 포함됨) 에 적용되고 있다.

현재 SHVC 테스트 모델에서, 다음의 신택스가 사용되어 계층간 예측을 위해 사용될 수도 있는 직접 레퍼런스 계층들을 나타낸다:

direct_dependency_flag[i][j] 이 0 과 동일한 경우, 이것은, 인덱스 j 를 갖는 계층이 인덱스 i 를 갖는 계층에 대한 직접 레퍼런스 계층이 아니라는 것을 명시한다. direct_dependency_flag[i][j] 이 1 과 동일한 경우, 이것은, 인덱스 j 를 갖는 계층이 인덱스 i 를 갖는 계층에 대한 직접 레퍼런스 계층일 수도 있다는 것을 명시한다. direct_dependency_flag[i][j] 가 0 내지 vps_max_layers_minus1 의 범위에서 i 및 j 에 대해 존재하지 않는 경우, 이것은 0 과 동일한 것으로 추론된다.

또한, 변수 NumDirectRefLayers[i] 는, i 와 동일한 nuh_layerID 를 갖는 직접 레퍼런스 계층들에 대한 넘버를 지정하고, 변수 RefLayerId[i][j] 는 i 와 동일한 nuh_layerID 를 갖는 계층에 대한 각각의 레퍼런스 계층의 layer_id 를 지정한다. 이들 변수는 다음과 같이 도출된다:

멀티-뷰 HEVC (MV-HEVC) 에서, 리스트 계층간 레퍼런스 픽처 세트 RefPicSetInterLayer 는 다음과 같이, 레퍼런스 계층 픽처들의 디코딩된 픽처들을 직접 사용함으로써 구성된다:

SHVC 에서, 리스트 계층간 레퍼런스 픽처 세트 RefPicSetInterLayer 는 다음과 같이, 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처들로 구성된다:

여기서, G.8.1.4 는 계층간 레퍼런스 픽처들에 대한 리샘플링 프로세스이다.

그러나, 전술된 바와 같이, 현재 SHVC 및 MV-HEVC 작업 초안에서, 계층간 예측 프로세스와 결합하여 다수의 레퍼런스 계층 픽처들을 사용하는 것이 허용된다. 계층간 예측을 위해 하나의 레퍼런스 계층 픽처를 이용하는 것과 비교하여, 본 기법은 매우 낮은 복잡성 영향을 갖는 MV-HEVC 에 대한 코딩 성능 개선을 제공하는 것으로 고려될 수도 있다. 그러나, 다수의 레퍼런스 계층 픽처들을 이용하는 이 기법은, 가장 가까운 레퍼런스 계층 픽처가 통상적으로 최선의 예측 효율성을 제공하기에 상대적으로 더 좋은 양 및/또는 품질 및 능력을 갖기 때문에 코딩 성능을 개선시킬 것 같지 않다. 또한, SHVC 디코딩 프로세스의 복잡성은, 다수의 레퍼런스 계층 픽처들을 갖고, 픽처 리샘플링 프로세스가 현재 픽처를 디코딩하기 위해 다수회 수행될 필요가 있기 때문에 다수의 레퍼런스 계층 픽처들이 계층간 예측에 사용되는 경우 증가된다.

H.264 SVC 확장에서, 단지 하나의 특정 레퍼런스 계층 픽처가 현재 픽처에 대한 계층간 예측을 위해 사용될 수 있다는 제한이 존재한다. 다음의 신택스 엘리먼트는 슬라이스 헤더에서 시그널링된다:

ref_layer_dq_id 는 (예를 들어, 현재 픽처를 나타내는) 현재 계층 표현의 계층간 예측을 위해 사용되는 (예를 들어, 액세스 유닛을 나타내는) 현재 코딩된 픽처 내의 (예를 들어, 픽처를 나타내는) 계층 표현을 지정한다. 존재하는 경우, ref_layer_dq_id 의 값은 0 내지 DQId - 1 의 범위 내에 있다.

변수 DQId 는 다음과 같이 도출된다:

여기서, dependency_id 는 NAL 유닛에 대한 종속성 식별자를 지정하고, quality_id 는 NAL 유닛에 대한 품질 식별자를 지정한다.

신규한 시스템들, 장치들, 및 방법들의 다양한 양태들이 첨부한 도면들을 참조하여 이하에서 더 충분히 설명된다. 그러나, 본 개시물은 많은 다양한 형태들로 구현될 수도 있고, 본 개시물 전체에 제시된 임의의 특정 구조 또는 기능에 제한되는 것으로서 해석되지 않아야 한다. 차라리, 이들 양태들은, 본 개시물이 철저하고 완전하고, 본 개시물의 범위를 당업자에게 완전히 전달하도록 제공된다. 본원의 교시들에 기초하여, 당업자는, 본 발명의 임의의 다른 양태와 독립적으로, 또는 이와 결합하여 구현되든 아니든, 본 개시물의 범위가 본원에 개시된 신규한 시스템들, 장치들, 및 방법들의 임의의 양태를 커버하도록 의도된다는 것을 인식할 것이다. 예를 들어, 본원에 설명된 임의의 수의 양태들을 사용하여 장치가 구현될 수도 있거나 방법이 실시될 수도 있다. 또한, 본 발명의 범위는 본원에 설명된 본 발명의 다양한 양태들에 추가하여 또는 이외의 다른 구조, 기능, 또는 구조 및 기능을 사용하여 실시되는 이러한 장치 또는 방법을 커버하도록 의도된다. 본원에 개시된 임의의 양태는 청구항의 하나 이상의 엘리먼트들에 의해 구현될 수도 있는 것으로 이해되어야 한다.

특정 양태들이 본원에 설명되었으나, 이들 양태들의 많은 변형들 및 치환들은 본 개시물의 범위 내에 있다. 바람직한 양태들의 일부 이익들 및 이점들이 언급되었으나, 본 개시물의 범위는 특정 이익들, 사용들, 또는 목적들에 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 차라리, 본 개시물의 양태들은 상이한 무선 기술들, 시스템 구성들, 네트워크들, 및 송신 프로토콜들에 광범위하게 적용되도록 의도되고, 이들 중 일부는 바람직한 양태들의 다음의 설명에서 그리고 도면들에서 예로서 예시된다. 상세한 설명 및 도면들은 단지, 제한하기보다는 본 개시물의 예시이며, 본 개시물의 범위는 첨부된 청구항들 및 그 등가물들에 의해 정의된다.

비디오 코딩 시스템

도 1 은 본 개시물에서 설명된 양태들에 따른 기법들을 이용할 수도 있는 예시의 비디오 코딩 시스템 (10) 을 예시하는 블록도이다. 본원에 설명된 바와 같이, 용어 "비디오 코더" 는 일반적으로 비디오 인코더들 및 비디오 디코더들 양자 모두를 지칭한다. 본 개시물에서, 용어들 "비디오 코딩" 또는 "코딩" 은 비디오 인코딩 및 비디오 디코딩을 일반적으로 지칭할 수도 있다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 비디오 코딩 시스템 (10) 은 소스 디바이스 (12) 및 목적지 디바이스 (14) 를 포함한다. 소스 디바이스 (12) 는 인코딩된 비디오 데이터를 생성한다. 목적지 디바이스 (14) 는 소스 디바이스 (12) 에 의해 생성된 인코딩된 비디오 데이터를 디코딩할 수도 있다. 소스 디바이스 (12) 는 컴퓨터 판독가능 매체 (16) 를 통해 목적지 디바이스 (14) 로 비디오 데이터를 제공할 수 있다. 소스 디바이스 (12) 및 목적지 디바이스 (14) 는, 데스크톱 컴퓨터들, 노트북 (예를 들어, 랩톱) 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 셋톱 박스들, 이른바 "스마트" 폰들과 같은 전화 핸드셋들, 이른바 "스마트" 패드들, 텔레비전들, 카메라들, 디스플레이 디바이스들, 디지털 미디어 플레이어들, 비디오 게이밍 콘솔들, 자동차용 컴퓨터, 비디오 스트리밍 디바이스들 등을 포함하는 광범위한 디바이스들을 포함할 수도 있다. 소스 디바이스 (12) 및 목적지 디바이스 (14) 는 무선 통신을 위해 구비될 수도 있다.

목적지 디바이스 (14) 는 디코딩될 인코딩된 비디오 데이터를 컴퓨터 판독가능 매체 (16) 를 통해 수신할 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체 (16) 는 인코딩된 비디오 데이터를 소스 디바이스 (12) 로부터 목적지 디바이스 (14) 로 이동시킬 수 있는 유형의 매체 또는 디바이스를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 매체 (16) 는 소스 디바이스 (12) 로 하여금 인코딩된 비디오 데이터를 목적지 디바이스 (14) 로 직접적으로 실시간으로 송신하게 하는 통신 매체를 포함할 수도 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 무선 통신 프로토콜과 같은 통신 표준에 따라 변조되고, 목적지 디바이스 (14) 로 송신될 수도 있다. 통신 매체는 무선 또는 유선 통신 매체, 예컨대 무선 주파수(RF) 스펙트럼 또는 하나 이상의 물리적 송신 라인들을 포함할 수도 있다. 통신 매체는 패킷 기반의 네트워크, 예컨대 근거리 통신망, 광대역 통신망, 또는 인터넷과 같은 글로벌 네트워크의 일부를 형성할 수도 있다. 통신 매체는 라우터들, 스위치들, 기지국들, 또는 소스 디바이스 (12) 로부터 목적지 디바이스 (14) 로의 통신을 용이하게 하는데 유용할 수도 있는 다른 장비를 포함할 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 인코딩된 데이터는 출력 인터페이스 (22) 로부터 저장 디바이스로 출력될 수도 있다. 유사하게, 인코딩된 데이터는 입력 인터페이스에 의해 저장 디바이스로부터 액세스될 수도 있다. 저장 디바이스는 하드 드라이브, 블루레이 디스크들, DVD들, CD-ROM들, 플래시 메모리, 휘발성 또는 비휘발성 메모리와 같은 임의의 다양한 분산된 또는 로컬하게 액세스된 데이터 저장 매체, 또는 비디오 데이터를 저장하기 위한 임의의 다른 적합한 디지털 저장 매체를 포함할 수도 있다. 저장 디바이스는 소스 디바이스 (12) 에 의해 생성된 인코딩된 비디오를 저장할 수도 있는 다른 중간 저장 디바이스 또는 파일 서버에 대응할 수도 있다. 목적지 디바이스 (14) 는 스트리밍 또는 다운로드를 통해 저장 디바이스로부터의 저장된 비디오 데이터에 액세스할 수도 있다. 파일 서버는 인코딩된 비디오 데이터를 저장할 수 있고 그 인코딩된 비디오 데이터를 목적지 디바이스 (14) 로 송신할 수 있는 유형의 서버일 수도 있다. 예시의 파일 서버들은 (예를 들어, 웹사이트용의) 웹서버, FTP 서버, NAS (network attached storage) 디바이스들, 또는 로컬 디스크 드라이브를 포함한다. 목적지 디바이스 (14) 는 인터넷을 접속을 포함하는 표준 데이터 접속을 통해 인코딩된 비디오 데이터에 액세스할 수도 있다. 이것은 파일 서버에 저장된 인코딩된 비디오 데이터를 액세스하는데 적합한 무선 채널 (예를 들어, 와이파이 접속), 유선 접속 (예를 들어, DSL, 케이블 모뎀 등), 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 저장 디바이스로부터의 인코딩된 비디오 데이터의 송신은 스트리밍 송신, 다운로드 송신, 또는 이들의 조합일 수도 있다.

본 개시물의 기법들은 무선 애플리케이션들 또는 설정들에 추가하여 애플리케이션들 또는 설정들을 적용할 수 있다. 기법들은 다양한 멀티미디어 애플리케이션들, 예컨대 지상파 (over-the-air) 텔레비전 방송들, 케이블 텔레비전 송신들, 위성 텔레비전 송신들, HTTP 를 통한 동적 적응형 스트리밍 (dynamic adaptive streaming over HTTP; DASH) 과 같은 인터넷 스트리밍 비디오 송신들, 데이터 저장 매체 상에 인코딩되는 디지털 비디오, 데이터 저장 매체 상에 저장되는 디지털 비디오의 디코딩, 또는 다른 애플리케이션들 중 임의의 것의 지원에서의 비디오 코딩에 적용될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 시스템 (10) 은, 비디오 스트리밍, 비디오 플레이백, 비디오 방송, 및/또는 영상 전화와 같은 애플리케이션들을 지원하기 위해 일방향 또는 양방향 비디오 송신을 지원하도록 구성될 수도 있다.

도 1 에서, 소스 디바이스 (12) 는 비디오 소스 (18), 비디오 인코더 (20), 및 출력 인터페이스 (22) 를 포함한다. 목적지 디바이스 (14) 는 입력 인터페이스 (28), 비디오 디코더 (30), 및 디스플레이 디바이스 (32) 를 포함하다. 소스 디바이스 (12) 의 비디오 인코더 (20) 는 다중 표준들 또는 표준 확장들을 따르는 비디오 데이터를 포함하는 비트스트림을 코딩하기 위한 기법들을 적용하도록 구성될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 소스 디바이스 및 목적지 디바이스는 다른 컴포넌트들 또는 어레인지먼트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 소스 디바이스 (12) 는 외부 비디오 소스 (18), 예컨대 외부 카메라로부터 비디오 데이터를 수신할 수도 있다. 마찬가지로, 목적지 디바이스 (14) 는 집적 디스플레이 디바이스를 포함하기 보다는, 외부 디스플레이 디바이스와 인터페이스할 수도 있다.

소스 디바이스 (12) 의 비디오 소스 (18) 는 비디오 캡처 디바이스, 예컨대 비디오 카메라, 이전에 캡처된 비디오를 포함하는 비디오 아카이브, 및/또는 비디오 콘텐트 제공자로부터 비디오를 수신하기 위한 비디오 피드 인터페이스를 포함할 수도 있다. 비디오 소스 (18) 는 소스 비디오로서 컴퓨터 그래픽 기반 데이터, 또는 라이브 비디오, 아카이브된 비디오, 및 컴퓨터 생성된 비디오의 조합을 생성할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 비디오 소스 (18) 가 비디오 카메라이면, 소스 디바이스 (12) 및 목적지 디바이스 (14) 는 소위 카메라 폰들 또는 비디오 폰들을 형성할 수도 있다. 캡처된, 사전캡처된, 또는 컴퓨터 생성된 비디오는 비디오 인코더 (20) 에 의해 인코딩될 수도 있다. 인코딩된 비디오 정보는 컴퓨터 판독가능 매체 (16) 로 출력 인터페이스 (22) 에 의해 출력될 수도 있다.

컴퓨터 판독가능 매체 (16) 는 트랜션트 (transient) 매체들, 예컨대 무선 브로드캐스트 또는 유선 네트워크 송신, 또는 저장 매체 (예를 들어, 비일시적 저장 매체), 예컨대 하드 디스크, 플래시 드라이브, 컴팩트 디스크, 디지털 비디오 디스크, 블루레이 디스크, 또는 다른 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수도 있다. 네트워크 서버 (미도시) 는 소스 디바이스 (12) 로부터 인코딩된 비디오 데이터를 수신하고, (예를 들어 네트워크 송신을 통해) 인코딩된 비디오 데이터를 목적지 디바이스 (14) 에 제공할 수도 있다. 디스크 스탬핑 설비와 같은 매체 생성 설비의 컴퓨팅 디바이스가 소스 디바이스 (12) 로부터 인코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 인코딩된 비디오 데이터를 포함하는 디스크를 생성할 수도 있다. 따라서, 컴퓨터 판독가능 매체 (16) 는, 다양한 형태들의 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체들을 포함하는 것으로 이해될 수도 있다.

목적지 디바이스 (14) 의 입력 인터페이스 (28) 는 컴퓨터 판독가능 매체 (16) 로부터 정보를 수신할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체 (16) 의 정보는 비디오 인코더 (20) 에 의해 정의된 신택스 정보를 포함할 수도 있는데, 이것은 비디오 디코더 (30) 에 의해 또한 사용되며, 특성들 및/또는 블록들 및 다른 코딩된 유닛들, 예를 들어, GOP 들의 프로세싱을 설명하는 신택스 엘리먼트들을 포함한다. 디스플레이 디바이스 (32) 는 디코딩된 비디오 데이터를 사용자에게 디스플레이하고, 음극선관 (CRT), 액정 디스플레이 (LCD), 플라즈마 디스플레이, 유기 발광 다이오드 (OLED) 디스플레이, 또는 다른 유형의 디스플레이 디바이스와 같은 다양한 디스플레이 디바이스들 중 임의의 것을 포함할 수도 있다.

비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 는 비디오 코딩 표준, 예컨대 현재 개발 중에 있는 고효율 비디오 코딩 (HEVC) 표준에 따라 동작할 수도 있고, HEVC 테스트 모델 (HEVC Test Model; HM) 을 준수할 수도 있다. 대안으로, 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 는, 다르게는 MPEG-4, 파트 10, 고급 비디오 코딩 (AVC) 으로도 지칭되는 ITU-T H.264 표준과 같은 다른 사설 표준 혹은 산업 표준, 또는 이러한 표준들의 확장들에 따라 동작할 수도 있다. 그러나, 본 개시의 기술들은 임의의 특정 코딩 표준에 제한되지 않는다. 비디오 코딩 표준들의 다른 예들은 MPEG-2 및 ITU-T H.263 을 포함한다. 도 1 에 도시되지 않았으나, 일부 양태들에서 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 는 각각 오디오 인코더 및 디코더와 통합될 수도 있고, 공통 데이터 스트림 또는 개별의 데이터 스트림들에서 오디오 및 비디오 양자의 인코딩을 핸들링하기 위해 적절한 MUX-DEMUX 유닛들, 또는 다른 하드웨어 및 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 적용 가능하다면, MUX-DEMUX 유닛들은 ITU H.223 멀티플렉서 프로토콜, 또는 사용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 과 같은 다른 프로토콜을 준수할 수도 있다.

도 1 은 단지 예이고, 본 개시물의 기법들은 인코딩 디바이스와 디코딩 디바이스 간의 임의의 데이터 통신을 반드시 포함하지는 않는 비디오 코딩 설정들 (예를 들어, 비디오 인코딩 또는 비디오 디코딩) 에 적용할 수도 있다. 다른 예들에서, 데이터는 로컬 메모리로부터 취출되고, 네트워크를 통해 스트리밍되는 등등일 수 있다. 인코딩 디바이스는 데이터를 인코딩하여 메모리에 저장할 수도 있고/있거나 디코딩 디바이스는 데이터를 메모리로부터 취출하여 디코딩할 수도 있다. 많은 예들에서, 인코딩 및 디코딩은 서로와 통신하지 않지만 단순히 데이터를 메모리에 인코딩하고/하거나 데이터를 메모리로부터 취출하여 디코딩하는 디바이스들에 의해 수행된다.

비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 각각은 임의의 다양한 적합한 인코더 회로부, 예컨대 하나 이상의 마이크로프로세서들, 디지털 신호 프로세서 (DSP) 들, 주문형 반도체들 (ASIC) 들, 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA) 들, 이산 로직, 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합들로서 구현될 수도 있다. 이 기법들이 부분적으로 소프트웨어로 구현되는 경우, 디바이스는 그 소프트웨어에 대한 명령들을 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장할 수도 있고, 본 개시물의 기법들을 수행하기 위해 하나 이상의 프로세서들을 사용하는 하드웨어에서 그 명령들을 실행할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 각각은 하나 이상의 인코더들 또는 디코더들에 포함될 수도 있고, 이들 중 어느 것도 결합된 인코더/디코더 (CODEC) 의 일부로서 각각의 디바이스에 통합될 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 및/또는 비디오 디코더 (30) 를 포함하는 디바이스는 집적 회로, 마이크로프로세서, 및/또는 무선 통신 디바이스, 예컨대 셀룰러 전화기를 포함할 수도 있다.

JCT-VC는 HEVC 표준의 개발에 노력하고 있다. HEVC 표준화 노력들은 HEVC 테스트 모델 (HEVC Test Model; HM) 로 지칭되는 비디오 코딩 디바이스의 진화하는 모델에 기초한다. HM 은, 예를 들어, ITU-T H.264/AVC 에 따른 기존 디바이스들에 비해 비디오 코딩 디바이스들의 여러가지 추가적인 성능들을 가정한다. 예를 들어, H.264 가 9 개의 인트라 예측 인코딩 모드들을 제공하는 반면에, HM 은 33 개만큼 많은 인트라 예측 인코딩 모드들을 제공한다.

일반적으로, HM 의 작업 모델은, 비디오 프레임 또는 픽처가 루마 및 크로마 샘플들을 포함하는 최대 코딩 유닛 (largest coding unit; LCU) 들 또는 트리블록들의 시퀀스로 분할될 수도 있다는 것을 설명한다. 비트스트림 내의 신택스 데이터는 LCU 에 대한 사이즈를 정의할 수도 있는데, 이것은 픽셀들의 수의 관점에서 가장 큰 코딩 유닛이다. 슬라이스는 코딩 순서에서 다수의 연속적인 트리블록들을 포함한다. 비디오 프레임 또는 픽처는 하나 이상의 슬라이스들로 구획될 수도 있다. 각각의 트리블록은 쿼드트리에 따라 코딩 유닛들 (coding units; CU들) 로 스플릿될 수도 있다. 일반적으로, 쿼드트리 데이터 구조는 CU 당 하나의 노드를 포함하는데, 여기서 루트 노드는 트리 블록에 대응한다. CU가 4개의 서브-CU들로 스플릿되면, 그 CU에 대응하는 노드는 4개의 리프 노드들을 포함하고, 그 각각은 서브-CU들 중 하나에 대응한다.

쿼드트리 데이터 구조의 각 노드는 대응하는 CU 에 대해 신택스 데이터를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 쿼드트리 내의 노드는, 그 노드에 대응하는 CU 가 서브-CU 들로 스플릿되는지의 여부를 나타내는 스플릿 플래그를 포함할 수도 있다. CU에 대한 신택스 엘리먼트들은 재귀적으로 정의될 수도 있고, CU 가 서브 CU 들로 스플릿되는지 여부에 의존할 수도 있다. CU가 더 스플릿되지 않으면, 그것은 리프-CU로서 칭해진다. 본 개시물에서, 리프 CU의 4 개의 서브 CU들은, 원래의 리프 CU 의 명백한 스플릿이 없지만 리프 CU 들로서 또한 지칭될 것이다. 예를 들어, 16x16 사이즈에서 CU 가 더 이상 스플릿되지 않으면, 4 개의 8x8 서브-CU들은, 16x16 CU 가 스플릿되지 않더라도, 리프 CU 들로서 또한 지칭될 것이다.

CU 가 사이즈 구별을 갖지 않는다는 점을 제외하면, CU 는 H.264 표준의 매크로 블록과 유사한 목적을 갖는다. 예를 들어, 트리블록은 (서브 CU 들이라고도 지칭되는) 4 개의 자식 (child) 노드들로 분할될 수도 있고, 각각의 차일드 노드는 결과적으로 부모 (parent) 노드일 수도 있고 다른 4 개의 자식 노드들로 분할될 수도 있다. 쿼드트리의 리프 노드라고 지칭되는 최종의 분할되지 않는 자식 노드는 리프 CU 라고도 지칭되는 코딩 노드를 포함한다. 코딩된 비트스트림과 연관된 신택스 데이터는 최대 CU 심도로도 지칭된, 트리블록이 스플릿될 수도 있는 최대 횟수를 정의할 수도 있고, 코딩 노드들의 최소 사이즈를 또한 정의할 수도 있다. 따라서, 비트스트림은 최소 코딩 유닛 (smallest coding unit; SCU) 를 또한 정의할 수도 있다. 본 개시물은 HEVC 의 맥락에서 CU, PU, 또는 TU, 또는 다른 표준들의 맥락에서 유사한 데이터 구조들 (예를 들어, H.264/AVC 에서의 매크로블록들 및 서브 블록들) 중 임의의 것을 지칭하기 위해 용어 "블록" 을 사용한다.

CU 는 코딩 노드 및 코딩 노드와 연관된 변환 유닛 (transform unit; TU) 들 및 예측 유닛 (prediction unit; PU) 들을 포함한다. CU 의 사이즈는 코딩 노드의 사이즈에 대응하고 정사각형 형상이어야 한다. CU 의 사이즈는 8x8 픽셀들에서 64x64 픽셀들 이상의 최대값을 갖는 트리블록의 사이즈까지의 범위에 있을 수도 있다. 각각의 CU 는 하나 이상의 PU 들 및 하나 이상의 TU 들을 포함할 수도 있다. CU 와 연관된 신택스 데이터는, 예를 들어 CU 를 하나 이상의 PU 들로의 파티셔닝을 설명할 수도 있다. 파티셔닝 모드들은, CU 가 스킵 또는 직접 모드 인코딩되는지, 인트라 예측 모드 인코딩되는지, 또는 인터 예측 모드 인코딩되는지 여부 사이에서 상이할 수도 있다. PU 들은 비정사각형의 형상으로 파티셔닝될 수도 있다. CU 와 연관된 신택스 데이터는, 예를 들어 CU 를 쿼드트리에 따라 하나 이상의 TU 들로 파티셔닝하는 것을 또한 설명할 수도 있다. TU는 정사각형 또는 비정사각형 (예를 들어, 직사각형) 형상일 수 있다.

HEVC 표준은 TU 들에 따른 변환들을 허용하는데, 이것은 상이한 CU 들에 대해 상이할 수도 있다. TU 들은 통상적으로, 파티셔닝된 LCU 에 대해 정의된 주어진 CU 내에서의 PU 들의 사이즈에 기초하여 크기가 정해지지만, 이것이 항상 그러한 경우는 아닐 수도 있다. TU 들은 통상적으로, PU 들과 동일한 사이즈이거나 또는 더 작다. 일부 예들에서, CU 에 대응하는 잔여 샘플들은, "잔여 쿼드 트리 (residual quad tree; RQT)" 로서 알려진 쿼드트리 구조를 사용하여 더 작은 유닛들로 세분될 수도 있다. RQT 의 리프 노드들은 변환 유닛들 (TU들) 로서 지칭될 수도 있다. TU 들과 연관된 픽셀 차이값들이 변환되어 변환 계수들을 생성할 수도 있고, 변환 계수는 양자화될 수도 있다.

리프-CU 는 하나 이상의 예측 유닛 (PU) 들을 포함할 수도 있다. 일반적으로, PU 는 대응하는 CU 의 전체 또는 일부에 대응하는 공간 영역을 표현하고, PU 에 대한 레퍼런스 샘플을 취출하는 데이터를 포함할 수도 있다. 또한, PU 는 예측과 관련된 데이터를 포함한다. 예를 들어, PU 가 인트라 모드 인코딩된 경우, PU 에 대한 데이터는 잔여 쿼드트리 (RQT) 에 포함될 수도 있으며, 잔여 쿼드트리는 PU 에 대응하는 TU 에 대한 인트라 예측 모드를 설명하는 데이터를 포함할 수도 있다. 다른 예로서, PU 가 인터 모드 인코딩되는 경우 PU 는 PU 에 대한 하나 이상의 모션 벡터를 정의하는 데이터를 포함할 수도 있다. PU 에 대한 모션 벡터를 정의하는 데이터는, 예를 들어 모션 벡터의 수평 컴포넌트, 모션 벡터의 수직 컴포넌트, 모션 벡터에 대한 레졸루션 (예를 들어, 1/4 픽셀 정밀도 또는 1/8 픽셀 정밀도), 모션 벡터가 가리키는 레퍼런스 픽처, 및/또는 모션 벡터에 대한 레퍼런스 픽처 리스트 (예를 들어, List 0, List 1, 또는 List C) 를 설명할 수도 있다.

하나 이상의 PU 들을 갖는 리프-CU 는 하나 이상의 변환 유닛 (TU) 들을 또한 포함할 수도 있다. 변환 유닛들은, 위에서 논의된 바와 같이, (TU 쿼드트리 구조라고도 지칭되는) RQT 를 이용하여 명시될 수도 있다. 예를 들어, 리프-CU 가 4 개의 변환 유닛들로 스플릿되는지의 여부를 스플릿 플래그가 표시할 수도 있다. 그 후, 각각의 변환 유닛은 추가의 서브 TU들로 분할될 수도 있다. TU가 더 이상 스플릿되지 않는 경우, 이것은 리프-TU 로서 지칭될 수도 있다. 일반적으로, 인트라 코딩에 대해, 리프-CU에 속하는 모든 리프-TU들 모두는 동일한 인트라 예측 모드를 공유한다. 즉, 리프-CU의 모든 TU들에 대한 예측된 값들을 계산하기 위해 동일한 인트라 예측 모드가 일반적으로 적용된다. 인트라 코딩에 대해, 비디오 인코더는, TU에 대응하는 CU 의 부분과 원래의 블록 간의 차이로서, 인트라 예측 모드를 사용하여 각각의 리프-TU 에 대한 잔여 값을 계산할 수도 있다. TU는 PU의 사이즈에 반드시 제한되는 것은 아니다. 따라서, TU 들은 PU 보다 더 크거나 더 작을 수도 있다. 인트라 코딩에 있어서, PU 는 동일한 CU 에 대한 대응하는 리프 TU 와 공동위치 (collocate) 될 수도 있다. 일부 예들에서, TU 의 최대 사이즈는 대응하는 리프-CU 의 사이즈에 대응할 수도 있다.

또한, 리프 CU 들의 TU 들은 또한 잔여 쿼드트리 (RQT) 들로서 지칭되는 각각의 쿼드트리 데이터 구조들과 연관될 수도 있다. 즉, 리프-CU는 리프-CU가 TU들로 어떻게 구획되는지를 나타내는 쿼드트리를 포함할 수도 있다. TU 쿼드트리의 루트 노드는 일반적으로 리프-CU 에 대응하지만, CU 쿼드트리의 루트 노드는 일반적으로 트리블록 (또는 LCU) 에 대응한다. 스플릿되지 않은 RQT 의 TU 들은 리프-TU 들로서 지칭된다. 일반적으로, 다르게 지시되지 않는 한, 본 개시물은 리프-CU 및 리프-TU를 각각 지칭하기 위해 용어 CU 및 TU를 사용한다.

비디오 시퀀스는 통상적으로, 일련의 비디오 프레임들 또는 픽처들을 포함한다. 픽처들의 그룹 (GOP) 은 일반적으로, 일련의 하나 이상의 비디오 픽처들을 포함한다. GOP 는 GOP 의 헤더, 하나 이상의 픽처들의 헤더, 또는 그 외의 곳에, GOP 에 포함된 픽처들의 수를 설명하는 신택스 데이터를 포함할 수도 있다. 픽처의 각각의 슬라이스는 각각의 슬라이스에 대한 인코딩 모드를 설명하는 슬라이스 신택스 데이터를 포함할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 는 통상적으로, 비디오 데이터를 인코딩하기 위해 개개의 비디오 슬라이스들 내의 비디오 블록들에 대해 동작한다. 비디오 블록은 CU 내의 코딩 노드에 대응할 수도 있다. 비디오 블록들은 고정된 또는 가변적인 사이즈들을 가질 수도 있고, 특정 코딩 표준에 따라 사이즈가 상이할 수도 있다.

일 예로서, HM 은 다양한 PU 사이즈들에서의 예측을 지원한다. 특정 CU 의 사이즈가 2Nx2N 이라고 가정하면, HM 은 2Nx2N 또는 NxN 의 PU 사이즈들에서의 인트라 예측, 및 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, 또는 NxN 의 대칭적 PU 사이즈들에서의 인터 예측을 지원한다. HM 은 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, 및 nRx2N 의 PU 사이즈들에서의 인터 예측에 대한 비대칭적 파티셔닝을 또한 지원한다. 비대칭적 파티셔닝에서, CU 의 일 방향은 파티셔닝되지 않지만, 다른 방향은 25% 및 75% 로 파티셔닝된다. 25% 파티션에 대응하는 CU 의 일부분은 "n" 다음에 "위쪽", "아래쪽", "왼쪽", 또는 "오른쪽" 의 표시 (indication) 에 의해 표시된다. 따라서, 예를 들어 "2NxnU" 은 위쪽의 2Nx0.5N PU와 아래쪽의 2Nx1.5N PU 로 수평적으로 파티셔닝되는 2Nx2N CU 를 지칭한다.

본 개시물에서, "NxN" 및 "N 바이 N", 예를 들어 16x16 픽셀들 또는 16 바이 16 픽셀들은 수직 및 수평 치수들 관점에서 비디오 블록의 픽셀 치수들을 지칭하기 위해 상호 교환적으로 사용될 수도 있다. 일반적으로, 16x16 블록은 수직 방향으로 16 픽셀들 (y=16) 및 수평 방향으로 16 픽셀들 (x=16) 을 구비할 것이다. 마찬가지로, NxN 블록은 일반적으로 수직 방향으로 N 픽셀들 수평 방향으로 N 픽셀들을 구비하는데, 여기서 N 은 음이 아닌 정수 값을 나타낸다. 블록에서의 픽셀들은 행들 및 열들로 배열될 수도 있다. 또한, 블록들은 수평 방향에서의 픽셀들의 수가 수직 방향에서의 것과 반드시 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 블록들은 NxM 픽셀들을 포함할 수도 있으며, 여기서 M 은 N 과 반드시 동일하지는 않다.

CU 의 PU 들을 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측 코딩 다음에, 비디오 인코더 (20) 는 CU 의 TU 들에 대한 잔여 데이터를 계산할 수도 있다. PU 들은 공간 도메인 (픽셀 도메인으로도 지칭됨) 에서의 픽셀 데이터를 포함할 수도 있고, TU 들은 잔여 비디오 데이터에 대한, 예를 들어 이산 사인 변환 (discrete sine transform; DST), 이산 코사인 변환 (discrete cosine transform; DCT), 정수 변환, 웨이블릿 변환, 또는 개념적으로 유사한 변환과 같은 변환의 적용에 후속하는 변환 도메인에서의 계수들을 포함할 수도 있다. 잔여 데이터는 인코딩되지 않은 픽처와 PU 들에 대응하는 예측 값들의 픽셀들 간의 픽셀 차이들에 대응할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 는 CU 에 대한 잔여 데이터를 포함하는 TU 들을 형성하고, 그 후 TU 들을 변환하여 CU 에 대한 변환 계수들을 생성할 수도 있다.

변환 계수들을 생성하기 위한 임의의 변환들 다음에, 비디오 인코더 (20) 는 변환 계수들의 양자화를 수행할 수도 있다. 양자화는 그 최광의 보통의 의미를 갖도록 의도된 광범위한 용어이다. 일 실시형태에서, 양자화는 계수들을 표현하기 위해 사용된 데이터의 양을 가능한 감소시키기 위해 변환 계수들이 양자화되어, 추가의 압축을 제공하는 프로세스를 지칭한다. 양자화 프로세스는 계수들의 일부 또는 전부와 연관된 비트 심도를 감소시킬 수도 있다. 예를 들어, n-비트 값은 양자화 동안 m-비트 값으로 내림 (round down) 될 수도 있는데, 여기서 n 은 m 보다 더 크다.

양자화 다음에, 비디오 인코더는 변환 계수들을 스캐닝하여, 양자화된 변환 계수들을 포함하는 2 차원 매트릭스로부터 1 차원 벡터를 생성할 수도 있다. 스캔은 어레이의 앞쪽에 보다 높은 에너지 (따라서 보다 낮은 주파수) 계수들을 배치하고, 어레이의 뒤쪽에 보다 낮은 에너지 (따라서 보다 높은 주파수) 계수들을 배치하도록 설계될 수도 있다. 일부 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 엔트로피 인코딩될 수 있는 직렬화된 벡터를 생성하기 위해 양자화된 변환 계수들을 스캔하기 위해 미리 정의된 스캔 순서를 활용할 수도 있다. 다른 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 적응 스캔 (adaptive scan) 을 수행할 수도 있다. 양자화된 변환 계수들을 스캐닝하여 1차원 벡터를 형성한 후에, 비디오 인코더 (20) 는, 예를 들어 콘텍스트 적응 가변 길이 코딩 (context adaptive variable length coding; CAVLC), 콘텍스트 적응 이진 산술 코딩 (context adaptive binary arithmetic coding; CABAC), 신택스 기반 콘텍스트 적응 이진 산술 코딩 (syntax-based context-adaptive binary arithmetic coding; SBAC), 확률 인터벌 파티셔닝 엔트로피 (probability interval partitioning entropy; PIPE) 코딩, 또는 다른 엔트로피 인코딩 방법론에 따라 1차원 벡터를 엔트로피 인코딩할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 는 또한, 비디오 데이터를 디코딩함에 있어서 비디오 디코더 (30) 에 의해 사용하기 위한 인코딩된 비디오와 연관된 신택스 엘리먼트들을 엔트로피 인코딩할 수도 있다.

CABAC 를 수행하기 위해, 비디오 인코더 (20) 는 콘텍스트 모델 내의 콘텍스트를 송신될 심볼에 할당할 수도 있다. 콘텍스트는, 예를 들어 심볼의 이웃하는 값들이 넌제로 (non-zero) 인지 또는 아닌지 여부에 관련될 수도 있다. CAVLC 를 수행하기 위해, 비디오 인코더 (20) 는 송신될 심볼에 대한 가변 길이 코드를 선택할 수도 있다. VLC 에서의 코드워드들은, 상대적으로 더 짧은 코드들이 고확률 (more probable) 심볼들에 대응하고, 상대적으로 더 긴 코드들이 저확률 (less probable) 심볼들에 대응하도록 구성될 수도 있다. 이 방식에서, VLC 의 사용은 예를 들어 송신될 각각의 심볼에 대해 동일한 길이의 코드워드들을 사용하는 것을 통해 비트 절감을 달성할 수도 있다. 확률 결정은 심볼들에 할당된 콘텍스트에 기초할 수도 있다.

비디오 인코더 (20) 는 또한, 신택스 데이터, 예컨대 블록-기반 신택스 데이터, 프레임-기반 신택스 데이터, 및 GOP-기반 신택스 데이터를 예를 들어, 프레임 헤더, 블록 헤더, 슬라이스 헤더, 또는 GOP 헤더에서 비디오 디코더 (30) 로 전송할 수도 있다. GOP 신택스 데이터는 각각의 GOP 에서 다수의 프레임들을 설명할 수도 있고, 프레임 신택스 데이터는 대응하는 프레임을 인코딩하는데 사용된 인코딩/예측 모드를 나타낼 수도 있다.

비디오 인코더

도 2a 는 본 개시물에 설명된 양태들에 따른 기법들을 구현할 수도 있는 비디오 인코더의 예를 예시하는 블록도이다. 비디오 인코더 (20) 는, 예컨대 HEVC 에 대해 비디오 프레임의 단일 계층을 프로세싱하도록 구성될 수도 있다. 또한, 비디오 인코더 (20) 는 도 4 에 대하여 이하에서 더 상세히 설명된 계층간 레퍼런스 픽처 제한을 수행하는 방법들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 본 개시물의 기법들 중 일부 또는 전부를 수행하도록 구성될 수도 있다. 일 예로서, (제공된 경우) 계층간 예측 유닛 (66) 은 본 개시물에 설명된 기법들 중 어느 하나 또는 전부를 수행하도록 구성될 수도 있다. 그러나, 본 개시물의 양태들은 이렇게 제한되지는 않는다. 일부 예들에서, 본 개시물에 설명된 기법들은 비디오 인코더 (20) 의 다양한 컴포넌트들 사이에 공유될 수도 있다. 일부 예들에서, 추가적으로 또는 대안으로, 프로세서 (미도시) 는 본 개시물에 설명된 기법들 중 어느 하나 또는 전부를 수행하도록 구성될 수도 있다.

설명의 목적을 위해, 본 개시물은 HEVC 코딩의 맥락에서 비디오 인코더 (20) 를 설명한다. 그러나, 본 개시물의 기법들은 다른 코딩 표준들 또는 방법들에 적용 가능할 수도 있다. 도 2a 의 인코더 (20) 는 코덱의 단일 계층을 예시한다. 그러나, 도 2b 에 대하여 추가로 설명된 바와 같이, 비디오 인코더 (20) 의 일부 또는 전부는 멀티-계층 코덱에 따른 프로세싱을 위해 복제될 수도 있다.

비디오 인코더 (20) 는 비디오 슬라이스들 내에서 비디오 블록들의 인트라, 인터, 및 계층간 예측 (때때로, 인트라, 인터, 또는 계층간 코딩으로 지칭됨) 을 수행할 수도 있다. 인트라 코딩은 주어진 비디오 프레임 또는 픽처 내의 비디오에서 공간적 리던던시를 감소시키거나 제거하기 위해 공간 예측에 의존한다. 인터 코딩은 비디오 시퀀스의 인접한 프레임들 또는 픽처들 내의 비디오에서의 시간적 리던던시를 감소시키거나 제거하기 위해 시간적 예측에 의존한다. 계층간 코딩은 동일한 비디오 코딩 시퀀스 내의 상이한 계층(들)내에서의 비디오에 기초한 예측에 의존한다. 인트라 모드 (I 모드) 는 여러 공간 기반의 코딩 모드들 중 임의의 것을 지칭할 수도 있다. 단방향 예측 (P 모드) 및 양방향 예측 (B 모드) 과 같은 인터 모드들은 여러 시간 기반의 코딩 모드들 중 임의의 것을 지칭할 수도 있다.

도 2a 에 도시된 바와 같이, 비디오 인코더 (20) 는 인코딩될 비디오 프레임 내의 현재 비디오 블록을 수신한다. 도 2a 의 예에서, 비디오 인코더 (20) 는 모드 선택 유닛 (40), 레퍼런스 프레임 메모리 (때때로, 디코딩된 픽처 버퍼로서 지칭됨)(64), 합산기 (50), 변환 프로세싱 유닛 (52), 양자화 유닛 (54), 및 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 을 포함한다. 모드 선택 유닛 (40) 은 차례로, 모션 보상 유닛 (44), 모션 추정 유닛 (42), 인트라-예측 유닛 (46), 계층간 예측 유닛 (66), 및 파티션 유닛 (48) 을 포함한다.

비디오 블록 복원을 위해, 비디오 인코더 (20) 는 또한, 역양자화 유닛 (58), 역변환 유닛 (60), 및 합산기 (62) 를 포함한다. 디블록킹 필터 (도 2a 에 도시되지 않음) 는 또한, 복원된 비디오로부터 블록화 아티팩트들을 제거하기 위해 블록 경계들을 필터링하도록 포함될 수도 있다. 원하는 경우, 디블록킹 필터는 통상적으로 합산기 (62) 의 출력을 필터링할 것이다. 추가의 필터들 (인 루프 또는 포스트 루프) 이 또한, 디블록킹 필터에 추가되어 사용될 수도 있다. 이러한 필터들은 간결함을 위해 도시되지 않았으나, 원한다면 (인-루프 필터로서) 합산기 (50) 의 출력을 필터링할 수도 있다.

인코딩 프로세스 동안, 비디오 인코더 (20) 는 코딩될 비디오 프레임 또는 슬라이스를 수신한다. 프레임 또는 슬라이스는 다수의 비디오 블록들로 분할될 수도 있다. 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 은 하나 이상의 레퍼런스 프레임들에서의 하나 이상의 블록들에 대한 수신된 비디오 블록의 인터-예측 코딩을 수행하여, 시간적 예측을 제공한다. 인트라 예측 유닛 (46) 은 대안으로, 코딩될 블록과 동일한 프레임 또는 슬라이스에서의 하나 이상의 이웃하는 블록들에 대한 수신된 비디오 블록의 인트라 예측 코딩을 수행하여 공간 예측을 제공할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 는, 예를 들어 비디오 데이터의 각각의 블록에 대한 적합한 코딩 모드를 선택하기 위해 다수의 코딩 과정들을 수행할 수도 있다.

또한, 파티션 유닛 (48) 은 이전의 코딩 과정들에서 이전의 파티셔닝 스킴들의 평가에 기초하여, 비디오 데이터의 블록들을 서브-블록들로 파티셔닝할 수도 있다. 예를 들어, 파티션 유닛 (48) 은 초기에, 프레임 또는 슬라이스를 LCU들로 파티셔닝하고, 이 LCU들 각각을 레이트-왜곡 분석 (예를 들어, 레이트-왜곡 최적화) 에 기초하여 서브-CU들로 파티셔닝할 수도 있다. 모드 선택 유닛 (40) 은 또한, 서브-CU 들로의 LCU 의 파티셔닝을 나타내는 쿼드트리 데이터 구조를 생성할 수도 있다. 쿼드트리의 리프-노드 CU들은 하나 이상의 PU들 및 하나 이상의 TU들을 포함할 수도 있다.

모드 선택 유닛 (40) 은, 예를 들어 에러 결과들에 기초하여 코딩 모드들, 인트라, 인터, 또는 계층간 예측 모드 중 하나를 선택하고, 이 결과의 인트라, 인터, 또는 계층간 코딩된 블록을 합산기 (50) 에 제공하여 잔여 블록 데이터를 생성하며 합산기 (62) 에 제공하여 레퍼런스 프레임으로서 사용하기 위한 인코딩된 블록을 복원할 수도 있다. 모드 선택 유닛 (40) 은 또한, 신택스 엘리먼트들, 예컨대 모션 벡터들, 인트라-모드 인디케이터들, 파티션 정보, 및 다른 이러한 신택스 정보를 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 에 제공한다.

모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 은 고도로 통합될 수도 있지만, 개념적 목적들을 위해 별개로 예시되어 있다. 모션 추정 유닛 (42) 에 의해 수행된 모션 추정은 모션 벡터들을 생성하는 프로세스이며, 이 모션 벡터들은 비디오 블록들에 대한 모션을 추정한다. 모션 벡터는, 예를 들어 현재 프레임 (또는 다른 코딩된 유닛) 내에서 코딩되고 있는 현재 블록에 대해 레퍼런스 프레임 (또는 다른 코딩된 유닛) 내에서 예측 블록에 대해 현재 비디오 프레임 또는 픽처 내의 비디오 블록의 PU 의 변위를 나타낼 수도 있다. 예측 블록은 픽셀 차이의 관점에서 코딩될 블록과 밀접하게 일치하는 것으로 발견된 블록이고, 픽셀 차이는 절대 차의 합 (sum of absolute difference; SAD), 제곱 차의 합 (sum of square difference; SSD), 또는 다른 차이 메트릭들에 의해 결정될 수도 있다. 일부 예들에서, 비디오 인코더 (20) 는 레퍼런스 프레임 메모리 (64) 에 저장된 레퍼런스 픽처들의 서브-정수 픽셀 포지션들에 대한 값들을 계산할 수도 있다. 예를 들어, 비디오 인코더 (20) 는 레퍼런스 픽처의 1/4 픽셀 포지션들, 1/8 픽셀 포지션들, 또는 다른 분수의 픽셀 포지션들의 값들을 인터폴레이팅 (interpolate) 할 수도 있다. 따라서, 모션 추정 유닛 (42) 은 전픽셀 (full pixel) 포지션들 및 분수적 (fractional) 픽셀 포지션들에 대한 모션 검색을 수행하고 분수적 픽셀 정밀도를 갖는 모션 벡터를 출력한다.

모션 추정 유닛 (42) 은 PU 의 포지션을 레퍼런스 픽처의 예측 블록의 포지션에 비교함으로써 인터 코딩된 슬라이스에서의 비디오 블록의 PU 에 대한 모션 벡터를 계산한다. 레퍼런스 픽처는 제 1 레퍼런스 픽처 리스트 (List 0) 또는 제 2 레퍼런스 픽처 리스트 (List 1) 로부터 선택될 수도 있는데, 이들 각각은 레퍼런스 프레임 메모리 (64) 에 저장된 하나 이상의 레퍼런스 픽처들을 식별한다. 모션 추정 유닛 (42) 은 계산된 모션 벡터를 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 및 모션 보상 유닛 (44) 으로 전송한다.

모션 보상 유닛 (44) 에 의해 수행된 모션 보상은 모션 추정 유닛 (42) 에 의해 결정된 모션 벡터에 기초한 예측 블록의 페치 (fetch) 또는 생성을 수반할 수도 있다. 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 은 일부 예들에서, 기능적으로 통합될 수도 있다. 현재 비디오 블록의 PU 에 대한 모션 벡터를 수신 시에, 모션 보상 유닛 (44) 은 레퍼런스 픽처 리스트들 중 하나에서 모션 벡터가 가리키는 예측 블록을 위치시킬 수도 있다. 합산기 (50) 는, 이하에서 논의되는 바와 같이, 픽셀 차이 값들을 형성하는, 코딩되고 있는 현재 비디오 블록의 픽셀 값들로부터 예측 블록의 픽셀 값들을 감산함으로써 잔여 비디오 블록을 형성한다. 일부 실시형태들에서, 모션 추정 유닛 (42) 은 루마 컴포넌트들에 대해 모션 추정을 수행하고, 모션 보상 유닛 (44) 은 크로마 컴포넌트들 및 루마 컴포넌트들 양자에 대한 루마 컴포넌트들에 기초하여 계산된 모션 벡터들을 사용할 수 있다. 모션 선택 유닛 (40) 은, 비디오 슬라이스의 비디오 블록들을 디코딩함에 있어서 비디오 디코더 (30) 에 의한 사용을 위해 비디오 블록들 및 비디오 슬라이스와 연관된 신택스 엘리먼트들을 생성할 수도 있다.

인트라 예측 유닛 (46) 은, 전술된 바와 같이 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 에 의해 수행된 인터 예측에 대한 대안으로서, 현재 블록을 인트라 예측 또는 계산할 수도 있다. 특히, 인트라 예측 유닛 (46) 은 현재 블록을 인코딩하는데 사용할 인트라 예측 모드를 결정할 수도 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측 유닛 (46) 은, 예를 들어 별도의 인코딩 과정들 동안 다양한 인트라 예측 모드들을 사용하여 현재 블록을 인코딩할 수도 있고, 인트라 예측 유닛 (46) (또는, 일부 예들에서 모드 선택 유닛 (40)) 이 테스트된 모드들로부터 사용할 적합한 인트라 예측 모드를 선택할 수도 있다.

예를 들어, 인트라 예측 유닛 (46) 은 다양한 테스트된 인트라 예측 모드들에 대한 레이트 왜곡 분석을 사용하여 레이트 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중에서 최선의 레이트 왜곡 특성들을 갖는 인트라 예측 모드를 선택할 수도 있다. 레이트 왜곡 분석은 일반적으로 인코딩된 블록과 원래 블록 사이의 왜곡 (또는 에러) 의 양, 인코딩된 블록을 생성하도록 인코딩된 인코딩되지 않은 블록, 뿐만 아니라 인코딩된 블록을 생성하는데 사용된 비트 레이트 (즉, 비트들의 수) 를 결정한다. 인트라 예측 유닛 (46) 은 왜곡들로부터의 비율들 및 다양한 인코딩된 블록들에 대한 레이트들을 계산하여 어느 인트라 예측 모드가 블록에 대한 최선의 레이트 왜곡 값을 보이는지를 결정할 수도 있다.

블록에 대한 인트라 예측 모드를 선택한 후에, 인트라 예측 유닛 (46) 은 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 에 블록에 대해 선택된 인트라 예측 모드를 나타내는 정보를 제공할 수도 있다. 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 선택된 인트라-예측 모드를 나타내는 정보를 인코딩할 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 는 송신된 비트스트림에서 구성 데이터를 포함할 수도 있는데, 이 구성 데이터는 복수의 인트라-예측 모드 인덱스 테이블들 및 복수의 변경된 인트라-예측 모드 인덱스 테이블들 (또한, 코드워드 맵핑 테이블들로서 지칭됨), 각종 블록들에 대한 인코딩 콘텍스트들의 정의들, 및 가장 가능성 있는 인트라-예측 모드의 표시들, 인트라-예측 모드 인덱스 테이블, 및 콘텍스트들 각각에 대해 사용하기 위한 변형된 인트라-예측 모드 인덱스 테이블을 포함할 수도 있다.

비디오 인코더 (20) 는 계층간 예측 유닛 (66) 을 포함할 수도 있다. 계층간 예측 유닛 (66) 은 SVC 에서 이용 가능한 하나 이상의 상이한 계층들 (예를 들어, 베이스 또는 레퍼런스 계층) 을 사용하여 현재 블록 (예를 들어, EL 에서의 현재 블록) 을 예측하도록 구성된다. 이러한 예측은 계층간 예측으로서 지칭될 수도 있다. 계층간 예측 유닛 (66) 은 예측 방법들을 이용하여 계층간 리던던시를 감소시키고, 이에 의해 코딩 효율성을 개선하고 연산적 리소스 요건들을 감소시킨다. 계층간 예측의 일부 예들은 계층간 인트라 예측, 계층간 모션 예측, 및 계층간 잔여 예측을 포함할 수도 있다. 계층간 인트라 예측은 강화 계층에서 현재 블록을 예측하도록 베이스 계층에서 공동-위치된 블록들의 복원을 사용한다. 계층간 모션 예측은 강화 계층에서 모션을 예측하도록 베이스 계층의 모션 정보를 사용한다. 계층간 잔여 예측은 강화 계층의 잔여분을 예측하도록 베이스 계층의 잔여분을 사용한다. 베이스 및 강화 계층들이 상이한 공간 레졸루션들을 갖는 경우, 공간 모션 벡터 스케일링 및/또는 시간적 스케일링 함수를 사용하는 계층간 포지션 맵핑은, 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이 계층간 예측 유닛 (66) 에 의해 수행될 수도 있다.

비디오 인코더 (20) 는 코딩되고 있는 오리지널 비디오 블록으로부터 모드 선택 유닛 (40) 으로부터의 예측 데이터를 감산함으로써 잔여 비디오 블록을 형성한다. 합산기 (50) 는 이 감산 동작을 수행하는 컴포넌트 또는 컴포넌트들을 나타낸다. 변환 프로세싱 유닛 (52) 은 변환, 예컨대 이산 코사인 변환 (DCT) 또는 개념적으로 유사한 변환을 잔여 블록에 적용하여, 잔여 변환 계수 값들을 포함하는 비디오 블록을 생성한다. 변환 프로세싱 유닛 (52) 은 개념적으로 DCT 와 유사한 다른 변환들을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 이산 사인 변환 (DST) 들, 웨이블릿 변환들, 정수 변환들, 서브-대역변환들 또는 다른 유형들의 변환들이 또한, 사용될 수 있다.

변환 프로세싱 유닛 (52) 은 잔여 블록에 변환을 적용하여, 잔여 변환 계수들의 블록을 생성할 수 있다. 변환은 픽셀 값 도메인에서 변환 도메인, 예컨대 주파수 도메인으로 잔여 정보를 컨버팅할 수도 있다. 변환 프로세싱 유닛 (52) 은 결과의 변환 계수들을 양자화 유닛 (54) 으로 전송할 수도 있다. 양자화 유닛 (54) 은 변환 계수들을 양자화하여 비트 레이트를 더 감소시킬 수도 있다. 양자화 프로세스는 계수들의 일부 또는 전부와 연관된 비트 심도를 감소시킬 수도 있다. 양자화의 정도는 양자화 파라미터를 조정함으로써 변경될 수도 있다. 일부 예들에서, 양자화 유닛 (54) 은 그 후, 양자화된 변환 계수들을 포함하는 매트릭스의 스캔을 수행할 수도 있다. 대안으로, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 스캔을 수행할 수도 있다.

양자화 다음에, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 인코딩한다. 예를 들어, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 콘텍스트 적응적 가변 길이 코딩 (CAVLC), 콘텍스트 적응적 이진 산술 코딩 (CABAC), 신택스 기반 콘텍스트 적응적 이진 산술 코딩 (SBAC), 확률 구간 파티셔닝 엔트로피 (PIPE) 코딩, 또는 다른 엔트로피 코딩 기법을 수행할 수도 있다. 콘텍스트-기반 엔트로피 코딩의 경우에서, 콘텍스트는 이웃하는 블록들에 기초할 수도 있다. 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 에 의한 엔트로피 코딩 다음에, 인코딩된 비트스트림은 다른 디바이스 (예를 들어, 비디오 디코더 (30)) 로 송신되거나 나중의 송신 또는 취출을 위해 아키이빙될 수도 있다.

역양자화 유닛 (58) 및 역변환 유닛 (60) 은, 각각 역양자화 및 역변환을 적용하여, (예를 들어, 레퍼런스 블록으로서 추후 사용을 위해) 픽셀 도메인에서 잔여 블록을 복원한다. 모션 보상 유닛 (44) 은 레퍼런스 프레임 메모리 (64) 의 프레임들 중 하나의 예측 블록에 잔여 블록을 가산함으로써 레퍼런스 블록을 계산할 수도 있다. 모션 보상 유닛 (44) 은 또한, 모션 추정에서 사용하기 위한 서브-정수 픽셀 값들을 계산하기 위해 복원된 잔여 블록에 하나 이상의 보간 필터들을 적용할 수도 있다. 합산기 (62) 는 복원된 잔여 블록을 모션 보상 유닛 (44) 에 의해 생성된 모션 보상된 예측 블록에 가산하여 레퍼런스 프레임 메모리 (64) 에 저장하기 위한 복원된 비디오 블록을 생성한다. 복원된 비디오 블록은 후속하는 비디오 프레임에서의 블록을 인터 코딩하기 위한 레퍼런스 블록으로서 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 에 의해 사용될 수도 있다.

멀티-계층 비디오 인코더

도 2b 는 본 개시물에 설명된 양태들에 따른 기법들을 구현할 수도 있는 멀티-계층 비디오 인코더 (21) 의 예를 예시하는 블록도이다. 비디오 인코더 (21) 는, 예컨대 SHVC 및 멀티뷰 코딩을 위해 멀티-계층 비디오 프레임들을 프로세싱하도록 구성될 수도 있다. 또한, 비디오 인코더 (21) 는 본 개시물의 기법들 중 어느 하나 또는 전부를 수행하도록 구성될 수도 있다.

비디오 인코더 (21) 는 비디오 인코더 (20A) 및 비디오 인코더 (20B) 를 포함하고, 이들 각각은 도 2a 의 비디오 인코더 (20) 로서 구성될 수도 있고 비디오 인코더 (20) 에 대하여 전술된 기능들을 수행할 수도 있다. 또한, 참조 부호들의 재사용으로 표시된 바와 같이, 비디오 인코더들 (20A 및 20B) 은 비디오 인코더 (20) 와 같은 시스템들 및 서브시스템들 중 적어도 일부를 포함할 수도 있다. 비디오 인코더 (21) 가 2 개의 비디오 인코더들 (20A 및 20B) 을 포함하는 것으로 예시되지만, 비디오 인코더 (21) 는 이것에 제한되지 않고 임의의 수의 비디오 인코더 (20) 계층들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 비디오 인코더 (21) 는 액세스 유닛에서의 각각의 픽처 또는 프레임에 대해 비디오 인코더 (20) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 5 개의 픽처들을 포함하는 액세스 유닛은 5 개의 인코더 계층들을 포함하는 비디오 인코더에 의해 프로세싱 또는 인코딩될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 비디오 인코더 (21) 는 액세스 유닛에서의 프레임들보다 더 많은 인코더 계층들을 포함할 수도 있다. 일부 이러한 경우들에서, 비디오 인코더 계층들의 일부는 일부 액세스 유닛들을 프로세싱하는 경우 비활성일 수도 있다.

비디오 인코더들 (20A 및 20B) 에 추가하여, 비디오 인코더 (21) 는 리샘플링 유닛 (90) 을 포함할 수도 있다. 리샘플링 유닛 (90) 은, 일부 경우들에서 수신된 비디오 프레임의 베이스 계층을 업샘플링하여, 예를 들어 강화 계층을 생성할 수도 있다. 리샘플링 유닛 (90) 은 프레임의 수신된 베이스 계층과 연관된 특정 정보를 업샘플링할 수도 있지만, 다른 정보를 업샘플링하지는 않는다. 예를 들어, 리샘플링 유닛 (90) 은 베이스 계층의 픽셀들의 수 또는 공간 사이즈를 업샘플링할 수도 있지만, 슬라이스들의 수 또는 픽처 순서 카운트는 일정하게 유지할 수도 있다. 일부 경우들에서, 리샘플링 유닛 (90) 은 수신된 비디오를 프로세싱하지 않을 수도 있고/있거나 선택적일 수도 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서 모드 선택 유닛 (40) 은 업샘플링을 수행할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 리샘플링 유닛 (90) 은 계층을 업샘플링하고 하나 이상의 슬라이스들을 슬라이스 경계 규칙들 및/또는 래스터 스캔 규칙들의 세트에 부응하도록 재조직, 재정의, 수정, 또는 조정하도록 구성된다. 액세스 유닛에서 베이스 계층, 또는 하위 계층을 업샘플링하는 것으로서 주로 설명되었으나, 일부 경우들에서 리샘플링 유닛 (90) 은 계층을 다운샘플링할 수도 있다. 예를 들어, 비디오의 스트리밍 동안 대역폭이 감소되면, 프레임은 업샘플링되는 대신에 다운샘플링될 수도 있다. 리샘플링 유닛 (90) 은 또한, 크롭핑 및/또는 패딩 동작들을 또한 수행하도록 구성될 수도 있다.

리샘플링 유닛 (90) 은 하위 계층 인코더 (예를 들어, 비디오 인코더 (20A)) 의 디코딩된 픽처 버퍼 (114) 로부터 픽처 또는 프레임 (또는 픽처와 연관된 픽처 정보) 을 수신하고, 픽처 (또는 수신된 픽처 정보) 를 업샘플링하도록 구성될 수도 있다. 이 업샘플링된 픽처는 그 후, 하위 계층 인코더와 동일한 액세스 유닛에서 픽처를 인코딩하도록 구성된 상위 계층 인코더 (예를 들어, 비디오 인코더 (20B)) 의 모드 선택 유닛 (40) 에 제공될 수도 있다. 일부 경우들에서, 상위 계층 인코더는 하위 계층 인코더로부터 제거된 하나의 계층이다. 다른 경우들에서, 도 2b 의 계층 1 인코더와 계층 0 인코더 사이에는 하나 이상의 상위 계층 인코더들이 존재할 수도 있다.

일부 경우들에서, 리샘플링 유닛 (90) 은 생략되거나 바이패스될 수도 있다. 이러한 경우들에서, 비디오 인코더 (20A) 의 디코딩된 픽처 버퍼 (64) 로부터의 픽처는 직접적으로, 또는 적어도 리샘플링 유닛 (90) 에 제공되지 않고 비디오 인코더 (20B) 의 모드 선택 유닛 (40) 에 제공될 수도 있다. 예를 들어, 비디오 인코더 (20B) 에 제공된 비디오 데이터 및 비디오 인코더 (20A) 의 디코딩된 픽처 버퍼 (64) 로부터의 레퍼런스 픽처가 동일한 사이즈 또는 레졸루션이면, 레퍼런스 픽처는 임의의 리샘플링 없이 비디오 인코더 (20B) 에 제공될 수도 있다.

일부 실시형태들에서, 비디오 인코더 (21) 는 비디오 인코더 (20A) 에 비디오 데이터를 제공하기 전에 다운샘플링 유닛 (94) 을 사용하여 하위 계층 인코더에 제공될 비디오 데이터를 다운샘플링한다. 대안으로, 다운샘플링 유닛 (94) 은 비디오 데이터를 업샘플링 또는 다운샘플링할 수 있는 리샘플링 유닛 (90) 일 수도 있다. 또 다른 실시형태들에서, 다운샘플링 유닛 (94) 은 생략될 수도 있다.

도 2b 에 예시된 바와 같이, 비디오 인코더 (21) 는 멀티플렉서 (98), 또는 mux 를 더 포함할 수도 있다. mux (98) 는 비디오 인코더 (21) 로부터 결합된 비트스트림을 출력할 수 있다. 결합된 비트스트림은 비디오 인코더들 (20A 및 20B) 각각으로부터 비트스트림을 취하고 소정 시간에 비트스트림이 출력되는 것을 교번함으로써 생성될 수도 있다. 일부 경우들에서 2 개 (또는 2 개 이상의 비디오 인코더 계층들의 경우에서는 더 많이) 의 비트스트림들은 한 번에 하나의 비트씩 교번될 수도 있으나, 많은 경우들에서 비트스트림들은 상이하게 결합된다. 예를 들어, 출력 비트스트림은 선택된 비트스트림을 한 번에 하나의 블록씩 교번함으로써 생성될 수도 있다. 다른 예에서, 출력 비트스트림은 비디오 인코더들 (20A 및 20B) 각각으로부터 블록들의 넌-1:1 비율을 출력함으로써 생성될 수도 있다. 예를 들어, 2 개의 블록들은 비디오 인코더 (20A) 로부터 출력된 각각의 블록에 대해 비디오 인코더 (20B) 로부터 출력될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, mux (98) 로부터의 출력 스트림은 사전프로그래밍될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, mux (98) 는 소스 디바이스 (12) 상의 프로세서로부터와 같은, 비디오 인코더 (21) 외부의 시스템으로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 비디오 인코더들 (20A, 20B) 로부터의 비트스트림들을 결합할 수도 있다. 제어 신호는 비디오 소스 (18) 로부터 비디오의 비트레이트 또는 레졸루션에 기초하여, 채널 (16) 의 대역폭에 기초하여, 사용자와 연관된 가입 (예를 들어, 유료 가입 대 무료 가입) 에 기초하여, 또는 비디오 인코더 (21) 로부터 요망된 레졸루션 출력을 결정하기 위한 임의의 다른 팩터에 기초하여 생성될 수도 있다.

비디오 디코더

도 3a 는 본 개시물에 설명된 양태들에 따른 기법들을 구현할 수도 있는 비디오 디코더의 예를 예시하는 블록도이다. 비디오 디코더 (30) 는, 예컨대 HEVC 에 대해 비디오 프레임의 단일 계층을 프로세싱하도록 구성될 수도 있다. 또한, 비디오 디코더 (30) 는 도 4 에 대하여 이하에서 더 상세히 설명된 계층간 레퍼런스 픽처를 수행하는 방법들을 포함하지만 이에 제한되지는 않는, 본 개시물의 기법들 중 일부 또는 전부를 수행하도록 구성될 수도 있다. 일 예로서, 계층간 예측 유닛 (75) 은 본 개시물에 설명된 기법들 중 어느 하나 또는 전부를 수행하도록 구성될 수도 있다. 그러나, 본 개시물의 양태들은 이렇게 제한되지는 않는다. 일부 예들에서, 본 개시물에 설명된 기법들은 비디오 디코더 (30) 의 다양한 컴포넌트들 사이에 공유될 수도 있다. 일부 예들에서, 추가적으로 또는 대안으로, 프로세서 (미도시) 는 본 개시물에 설명된 기법들 중 어느 하나 또는 전부를 수행하도록 구성될 수도 있다.

설명의 목적을 위해, 본 개시물은 HEVC 코딩의 맥락에서 비디오 디코더 (30) 를 설명한다. 그러나, 본 개시물의 기법들은 다른 코딩 표준들 또는 방법들에 적용 가능할 수도 있다. 도 3a 의 디코더 (30) 는 코덱의 단일 계층을 예시한다. 그러나, 도 3b 에 대하여 추가로 설명된 바와 같이, 비디오 디코더 (30) 의 일부 또는 전부는 멀티-계층 코덱에 따른 프로세싱을 위해 복제될 수도 있다. 도 3a 의 예에서, 비디오 디코더 (30) 는 엔트로피 디코딩 유닛 (70), 모션 보상 유닛 (72), 인트라 예측 유닛 (74), 계층간 예측 유닛 (75), 역양자화 유닛 (76), 역변환 유닛 (78), 레퍼런스 프레임 메모리 (82) 및 합산기 (80) 를 포함한다. 일부 실시형태들에서, 모션 보상 유닛 (72) 및/또는 인트라 예측 유닛 (74) 은 계층간 예측을 수행하도록 구성될 수도 있고, 이 경우에서 계층간 예측 유닛 (75) 은 생략될 수도 있다. 비디오 디코더 (30) 는, 일부 예들에서 비디오 인코더 (20)(도 2) 에 대해 설명된 인코딩 과정에 일반적으로 역순인 디코딩 과정을 수행할 수도 있다. 모션 보상 유닛 (72) 은 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 으로부터 수신된 모션 벡터들에 기초하여 예측 데이터를 생성할 수도 있는 한편, 인트라-예측 유닛 (74) 은 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 으로부터 수신된 인트라-예측 모드 인디케이터들에 기초하여 예측 데이터를 생성할 수도 있다.

디코딩 프로세스 동안, 비디오 디코더 (30) 는 비디오 인코더 (20) 로부터 인코딩된 비디오 슬라이스의 비디오 블록들 및 연관된 신택스 엘리먼트들을 표현하는 인코딩된 비디오 비트스트림을 수신한다. 비디오 디코더 (30) 의 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 은 비트스트림을 엔트로피 디코딩하여 양자화된 계수들, 모션 벡터들 또는 인트라-예측 모드 인디케이터들, 및 다른 신택스 엘리먼트들을 생성한다. 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 은 모션 벡터들 및 다른 신택스 엘리먼트들을 모션 보상 유닛 (72) 으로 포워딩한다. 비디오 디코더 (30) 는 비디오 슬라이스 레벨 및/또는 비디오 블록 레벨에서의 신택스 엘리먼트들을 수신할 수도 있다.

비디오 슬라이스가 인트라 코딩된 (I) 슬라이스로서 코딩되는 경우, 인트라 예측 유닛 (74) 은 현재 프레임 또는 픽처의 이전에 디코딩된 블록들로부터의 데이터 및 시그널링된 인트라 예측 모드에 기초하여 현재의 비디오 슬라이스의 비디오 블록에 대한 예측 데이터를 생성할 수도 있다. 비디오 프레임이 인터 코딩된 (즉, B, P 또는 GPB) 슬라이스로서 코딩되는 경우, 모션 보상 유닛 (72) 은 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 으로부터 수신된 다른 신택스 엘리먼트들 및 모션 벡터들에 기초하여 현재 비디오 슬라이스의 비디오 블록에 대한 예측 블록들을 생성한다. 예측 블록들은 레퍼런스 픽처 리스트들 중 하나 내의 레퍼런스 픽처들 중 하나로부터 생성될 수도 있다. 비디오 디코더 (30) 는, 레퍼런스 프레임 메모리 (때때로, 디코딩된 픽처 버퍼로서 지칭됨)(92) 에 저장된 레퍼런스 픽처들에 기초한 디폴트 구성 기법들을 사용하여 레퍼런스 프레임 리스트들, 리스트 0 및 리스트 1 을 구성할 수도 있다. 모션 보상 유닛 (72) 은 모션 벡터들 및 다른 신택스 엘리먼트들을 파싱함으로써 현재 비디오의 비디오 블록에 대한 예측 정보를 결정하고, 예측 정보를 사용하여 디코딩되고 있는 현재 비디오 블록에 대한 예측 블록들을 생성한다. 예를 들어, 모션 보상 유닛 (72) 은 비디오 슬라이스의 비디오 블록들을 코딩하기 위해 사용된 예측 모드 (예를 들어, 인트라 예측 또는 인터 예측), 인터 예측 슬라이스 유형 (예를 들어, B 슬라이스, P 슬라이스, 또는 GPB 슬라이스), 슬라이스에 대한 레퍼런스 픽처 리스트들 중 하나 이상에 대한 구성 정보, 슬라이스의 각각의 인터 인코딩된 비디오 블록에 대한 모션 벡터들, 슬라이스의 각각의 인터 코딩된 비디오 블록에 대한 인터 예측 상태, 및 현재 비디오 슬라이스의 비디오 블록들을 디코딩하기 위한 다른 정보를 결정하기 위해, 수신된 신택스 엘리먼트들 중 일부를 사용한다.

모션 보상 유닛 (72) 은 또한, 보간 필터들에 기초하여 보간을 수행할 수도 있다. 모션 보상 유닛 (72) 은 비디오 블록들의 인코딩 동안 비디오 인코더 (20) 에 의해 사용되는 것과 같이 보간 필터들을 사용하여 레퍼런스 블록들의 서브-정수 픽셀들에 대한 보간된 값들을 계산할 수도 있다. 이 경우, 모션 보상 유닛 (72) 은 수신된 신택스 엘리먼트들로부터 비디오 인코더 (20) 에 의해 사용된 보간 필터들을 결정하고, 이 보간 필터들을 사용하여 예측 블록들을 생성할 수도 있다.

비디오 디코더 (30) 는 또한, 계층간 예측 유닛 (75) 을 포함할 수도 있다. 계층간 예측 유닛 (75) 은 SVC 에서 이용 가능한 하나 이상의 상이한 계층들 (예를 들어, 베이스 또는 레퍼런스 계층) 을 사용하여 현재 블록 (예를 들어, EL 에서의 현재 블록) 을 예측하도록 구성된다. 이러한 예측은 계층간 예측으로서 지칭될 수도 있다. 계층간 예측 유닛 (75) 은 예측 방법들을 이용하여 계층간 리던던시를 감소시키고, 이에 의해 코딩 효율성을 개선하고 연산적 리소스 요건들을 감소시킨다. 계층간 예측의 일부 예들은 계층간 인트라 예측, 계층간 모션 예측, 및 계층간 잔여 예측을 포함할 수도 있다. 계층간 인트라 예측은 강화 계층에서 현재 블록을 예측하도록 베이스 계층에서 공동-위치된 블록들의 복원을 사용한다. 계층간 모션 예측은 강화 계층에서 모션을 예측하도록 베이스 계층의 모션 정보를 사용한다. 계층간 잔여 예측은 강화 계층의 잔여분을 예측하도록 베이스 계층의 잔여분을 사용한다. 베이스 및 강화 계층들이 상이한 공간 레졸루션들을 갖는 경우, 공간 모션 벡터 스케일링 및/또는 계층간 포지션 맵핑은, 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이 시간 스케일링 함수를 사용하는 계층간 예측 유닛 (75) 에 의해 수행될 수도 있다.

역양자화 유닛 (76) 은 비트스트림에서 제공되고 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 에 의해 디코딩된 양자화된 변환 계수들을 역양자화, 즉 양자화해제한다 (dequantizes). 역양자화 프로세스는 양자화의 정도, 및 마찬가지로 적용되어야 하는 역양자화의 정도를 결정하기 위해, 비디오 슬라이스의 각각의 비디오 블록에 대해 비디오 디코더 (30) 에 의해 계산된 양자화 파라미터 (QPY) 의 사용을 포함할 수도 있다.

역변환 유닛 (78) 은, 픽셀 도메인에서 잔여 블록들을 생성하기 위해 변환 계수들에 대해 역변환, 예를 들어, 역 DCT, 역 DST, 역 정수 변환, 또는 개념적으로 유사한 역변환 프로세스를 적용한다.

*모션 보상 유닛 (72) 이 모션 벡터들 및 다른 신택스 엘리먼트들에 기초하여 현재의 비디오 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 비디오 디코더 (30) 는 역변환 프로세싱 유닛 (78) 들로부터의 잔여 블록들을 모션 보상 유닛 (72) 에 의해 생성된 대응하는 예측 블록들과 합함으로써 디코딩된 비디오 블록을 형성한다. 합산기 (90) 는 이 합산 동작을 수행하는 컴포넌트 또는 컴포넌트들을 나타낸다. 원하는 경우, 블록화 아티팩트들을 제거하기 위해 디코딩된 블록들을 필터링하도록 디블록킹 필터가 또한 적용될 수도 있다. (코딩 루프에서 또는 코딩 루프 후에) 다른 루프 필터들이 또한, 픽셀 트랜지션들을 평활화하거나, 그렇지 않으면 비디오 품질을 개선시키는데 사용될 수도 있다. 그 후, 소정의 프레임 또는 픽처에서의 디코딩된 비디오 블록들은 픽처 메모리 (92) 에 저장되고, 이 픽처 메모리 (92) 는 후속의 모션 보상을 위해 사용된 레퍼런스 픽처들을 저장한다. 레퍼런스 프레임 메모리 (82) 는 또한, 도 1 의 디스플레이 디바이스 (32) 와 같은 디스플레이 디바이스 상에서의 추후의 프리젠테이션을 위해 디코딩된 비디오를 저장한다.

멀티-계층 디코더

도 3b 는 본 개시물에 설명된 양태들에 따른 기법들을 구현할 수도 있는 멀티-계층 비디오 디코더 (31) 의 예를 예시하는 블록도이다. 비디오 디코더 (31) 는, 예컨대 SHVC 및 멀티뷰 코딩에 대해 멀티-계층 비디오 프레임들을 프로세싱하도록 구성될 수도 있다. 또한, 비디오 디코더 (31) 는 본 개시물의 기법들 중 어느 하나 또는 전부를 수행하도록 구성될 수도 있다.

비디오 디코더 (31) 는 비디오 디코더 (30A) 및 비디오 디코더 (30B) 를 포함하고, 이들 각각은 도 3a 의 비디오 디코더 (30) 로서 구성될 수도 있고 비디오 디코더 (30) 에 대하여 전술된 기능들을 수행할 수도 있다. 또한, 참조 부호들의 재사용으로 표시된 바와 같이, 비디오 디코더들 (30A 및 30B) 은 비디오 디코더 (30) 와 같은 시스템들 및 서브시스템들 중 적어도 일부를 포함할 수도 있다. 비디오 디코더 (31) 가 2 개의 비디오 디코더들 (30A 및 30B) 을 포함하는 것으로 예시되지만, 비디오 디코더 (31) 는 이것에 제한되지 않고 임의의 수의 비디오 디코더 (30) 계층들을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 비디오 디코더 (31) 는 액세스 유닛에서의 각각의 픽처 또는 프레임에 대해 비디오 디코더 (30) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 5 개의 픽처들을 포함하는 액세스 유닛은 5 개의 디코더 계층들을 포함하는 비디오 디코더에 의해 프로세싱 또는 디코딩될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 비디오 디코더 (31) 는 액세스 유닛에서의 프레임들보다 더 많은 디코더 계층들을 포함할 수도 있다. 일부 이러한 경우들에서, 비디오 디코더 계층들의 일부는 일부 액세스 유닛들을 프로세싱하는 경우 비활성일 수도 있다.

비디오 디코더들 (30A 및 30B) 에 추가하여, 비디오 디코더 (31) 는 업샘플링 유닛 (92) 을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 업샘플링 유닛 (92) 은 수신된 비디오 프레임의 베이스 계층을 업샘플링하여 프레임 또는 액세스 유닛에 대한 레퍼런스 픽처 리스트에 추가될 강화 계층을 생성할 수도 있다. 이 강화된 계층은 레퍼런스 프레임 메모리 (디코딩된 픽처 버퍼)(82) 에 저장될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 업샘플링 유닛 (92) 은 도 2a 의 리샘플링 유닛 (90) 에 대하여 설명된 실시형태들의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 업샘플링 유닛 (92) 은 계층을 업샘플링하고 하나 이상의 슬라이스들을 슬라이스 경계 규칙들 및/또는 래스터 스캔 규칙들의 세트에 부응하도록 재조직, 재정의, 수정, 또는 조정하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 업샘플링 유닛 (92) 은 수신된 비디오 프레임의 계층을 업샘플링 및/또는 다운샘플링하도록 구성된 리샘플링 유닛일 수도 있다.

업샘플링 유닛 (92) 은 하위 계층 디코더 (예를 들어, 비디오 디코더 (30A)) 의 디코딩된 픽처 버퍼 (82) 로부터 픽처 또는 프레임 (또는 픽처와 연관된 픽처 정보) 을 수신하고, 픽처 (또는 수신된 픽처 정보) 를 업샘플링하도록 구성될 수도 있다. 이 업샘플링된 픽처는 그 후, 하위 계층 디코더와 동일한 액세스 유닛에서 픽처를 디코딩하도록 구성된 상위 계층 디코더 (예를 들어, 비디오 디코더 (30B)) 의 모드 선택 유닛 (71) 에 제공될 수도 있다. 일부 경우들에서, 상위 계층 디코더는 하위 계층 디코더로부터 제거된 하나의 계층이다. 다른 경우들에서, 도 3b 의 계층 0 디코더와 계층 1 디코더 사이에 하나 이상의 상위 계층 디코더들이 존재할 수도 있다.

일부 경우들에서, 업샘플링 유닛 (92) 은 생략되거나 바이패스될 수도 있다. 이러한 경우들에서, 비디오 디코더 (30A) 의 디코딩된 픽처 버퍼 (82) 로부터의 픽처는 직접적으로, 또는 적어도 업샘플링 유닛 (92) 에 제공되지 않고 비디오 디코더 (30B) 의 모드 선택 유닛 (71) 에 제공될 수도 있다. 예를 들어, 비디오 디코더 (30B) 에 제공된 비디오 데이터 및 비디오 디코더 (30A) 의 디코딩된 픽처 버퍼 (82) 로부터의 레퍼런스 픽처가 동일한 사이즈 또는 레졸루션이면, 레퍼런스 픽처는 업샘플링 없이 비디오 디코더 (30B) 에 제공될 수도 있다. 또한, 일부 실시형태들에서, 업샘플링 유닛 (92) 은 비디오 디코더 (30A) 의 디코딩된 픽처 버퍼 (82) 로부터 수신된 레퍼런스 픽처를 업샘플링 또는 다운샘플링하도록 구성된 리샘플링 유닛 (90) 일 수도 있다.

도 3b 에 예시된 바와 같이, 비디오 디코더 (31) 는 디멀티플렉서 (99), 또는 demux 를 더 포함할 수도 있다. demux (99) 는 인코딩된 비디오 비트스트림을 다수의 비트스트림들로 분할할 수 있고, demux (99) 에 의해 출력된 각각의 비트스트림은 상이한 비디오 디코더 (30A 및 30B) 에 제공된다. 다수의 비트스트림들은 비트스트림을 수신함으로써 생성될 수도 있고, 비디오 디코더들 (30A 및 30B) 각각은 소정 시간에 비트스트림의 일부를 수신한다. 일부 경우들에서, demux (99) 에서 수신된 비트스트림으로부터의 비트들이 비디오 디코더들 (예를 들어, 도 3b 의 예에서 비디오 디코더들 (30A 및 30B)) 각각 사이에서 한 번에 하나의 비트씩 교번될 수도 있는 한편, 많은 경우들에서 비트스트림은 상이하게 분할된다. 예를 들어, 비트스트림은, 비디오 디코더가 한 번에 하나의 블록씩 비트스트림을 수신하는 것을 교번함으로써 분할될 수도 있다. 다른 예에서, 비트스트림은 비디오 디코더들 (30A 및 30B) 각각에 대해 블록들의 넌-1:1 비율만큼 분할될 수도 있다. 예를 들어, 2 개의 블록들은 비디오 디코더 (30A) 에 제공된 각각의 블록에 대해 비디오 디코더 (30B) 에 제공될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, demux (99) 에 의한 비트스트림의 분할은 사전프로그래밍될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, demux (99) 는 비디오 디코더 (31) 외부의 시스템으로부터, 예컨대 목적지 디바이스 (14) 상의 프로세서로부터 수신된 제어 신호에 기초하여 비트스트림을 분할할 수도 있다. 제어 신호는 입력 인터페이스 (28) 로부터 비디오의 비트레이트 또는 레졸루션에 기초하여, 채널 (16) 의 대역폭에 기초하여, 사용자와 연관된 가입 (예를 들어, 유료 가입 대 무료 가입) 에 기초하여, 또는 비디오 디코더 (31) 에 의해 획득 가능한 레졸루션을 결정하기 위한 임의의 다른 팩터에 기초하여 생성될 수도 있다.

단일 레퍼런스 계층 픽처 제한들

이하에 설명된 다양한 실시형태들에서, 인코딩 또는 디코딩 프로세스에 대한 제한들은, 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용되어 SHVC 에서 현재 픽처를 인코딩 또는 디코딩하도록 제공된다. 이러한 제한들을 갖고, 유리하게는 현재 픽처를 디코딩하기 위해 단지 하나까지의 픽처 리샘플링 프로세스가 필요하다. 다음의 실시형태들은, 참조 인덱스 기반 SHVC (이것은 단지 고레벨 신택스 변화들을 이용함) 를 포함하는, 고효율 비디오 코딩 (SHVC) 의 스케일러블 비디오 코딩 확장에 이러한 제한들을 제공한다.

1.1. 슬라이스 헤더에서 레퍼런스 계층의 시그널링

일 실시형태에서, 현재 슬라이스의 레퍼런스 계층을 식별하는 신택스 엘리먼트 (예를 들어, reference_layer_id) 는 슬라이스 헤더에서 시그널링된다. 실제로, 레퍼런스 계층 ID 는, 현재 EL 픽처를 예측하기 위해 계층간 예측을 위해 사용될 최대 하나의 계층간 레퍼런스 픽처를 나타낸다. 이러한 정보는 기존의 VPS 신택스에 추가하여 제공된다. 예를 들어, 비디오 파라미터 세트 (VPS) 는 레퍼런스 픽처들로서 사용될 수도 있는 픽처들의 전부를 나타내는 신택스를 포함한다. 그러나, 본 실시형태에 따르면, 추가의 정보는 슬라이스 레벨에서 시그널링되어 계층간 레퍼런스 픽처 세트 도출을 추가로 리파이닝할 수도 있다. 실제로, 슬라이스 레벨에서 VPS-식별된 픽처들 중 최대 하나의 픽처 (예를 들어, 0 또는 1 픽처) 가 계층간 예측을 위한 레퍼런스 픽처로서 사용될 수도 있다. 코딩된 픽처의 모든 슬라이스들에 대한 reference_layer_id 가 동일해야 한다는 것을 요구하는 비트스트림 순응 제한이 제공된다. 일 실시형태에서, 이 신택스는 픽처 파라미터 세트 (PPS) 에서 시그널링될 수 있다. 신택스 엘리먼트 reference_layer_id_plus1 은 현재 픽처의 레퍼런스 계층 식별이 코딩 (인코딩 또는 디코딩) 되고 있다는 것을 나타내도록 시그널링될 수도 있다. 이러한 경우에서, 레퍼런스 계층 식별 (예를 들어, reference_layer_id 의 값) 은 다음과 같이 도출될 수 있다:

-1 과 동일한 변수 reference_layer_id 는, 계층간 예측이 현재 슬라이스에 대해 디스에이블된다는 것을 나타낸다.

다른 실시형태에서, 신택스 엘리먼트 reference_layer_id_delta 는 슬라이스 헤더에서 시그널링된다. 이러한 경우에서, reference_layer_ id 의 값은 다음과 같이 도출될 수 있다:

이러한 실시형태에서, 변수 currLayerId 는 현재 디코딩된 픽처의 nuh_layer_id 와 동일하게 설정된다.

또한, 플래그 slice_header_reference_layer_id_present_flag (또는 PPS_reference_layer_id_present_flag) 는 시퀀스 파라미터 세트 (SPS) 또는 비디오 파라미터 세트 (VPS) 에서 시그널링되어, 슬라이스 헤더 (또는 픽처 파라미터 세트 (PPS)) 에서 reference_layer_id 에 대한 신택스의 존재 (presence) 를 제어할 수도 있다.

변수 reference_layer_id 는, reference_layer_id_plus1 을 갖는 레퍼런스 계층 픽처가 현재 계층 픽처에 대해 단지 레퍼런스 계층 픽처라는 것을 지정한다. reference_layer_id 의 값은, 현재 픽처 nuh_layer_id 가 0 과 동일한 경우 -1 로 설정된다.

reference_layer_id 에 대한 신택스가 슬라이스 헤더에 존재하지 않는 경우, 다음과 같이 도출될 수도 있다:

신택스 direct_dependency_flag[i][j] 는, 코딩된 비트 스트림 시퀀스에 대한 비디오 파라미터 세트 (VPS) 레벨에서 현재 시그널링된다. 그러나, 각각의 시간적 서브-계층 또는 각각의 액세스 유닛에 대한 직접 계층 종속성의 값이 추가의 신택스 및/또는 프로세스 정보, 예컨대 폐기된 계층 컴포넌트를 나타내는 신택스를 포함함으로써 추가로 수정 또는 리파이닝될 수 있다. 이러한 경우에서, 리파이닝된 종속 플래그들이 사용되어 계층간 레퍼런스 픽처들을 지정하는 다음의 변수들을 도출할 수도 있다. 변수 refined_direct_dependency_flag[i][j] 는 하나의 시간적 서브-계층 또는 하나의 액세스 유닛 내의 계층들 간의 직접 종속성을 나타낼 수 있다. 일 실시형태에서, refined_direct_dependency_flag[i][j] 의 값은 direct_dependency_flag[i][j] 와 동일하게 초기에 설정된다. refined_direct_dependency_flag[i][j] 의 값은 또한, 현재 시간적 서브-계층 또는 액세스 유닛에서 레퍼런스 계층 픽처의 이용 가능성을 체크함으로써 추가로 수정될 수 있다. 예를 들어, 현재 시간적 서브-계층 또는 액세스 유닛이 j 와 동일한 nuh_layer_id 를 갖는 픽처를 포함하지 않는 경우, j = 0 내지 vps_max_layers_minus1 에 대해 refined_direct_dependency_flag[i][j] 은 0 으로 설정된다.

reference_layer_id 에 대한 신택스가 슬라이스 헤더에 존재하지 않는 경우, refined_direct_dependency_flag 를 사용함으로서 다음과 같이 도출될 수 있다:

일 실시형태에서, reference_layer_id 의 값은 현재 액세스 유닛에서 레퍼런스 계층 픽처의 이용 가능성을 추가로 체크함으로써 또한 수정된다. 현재 액세스 유닛이, nuh_layer_id 가 reference_layer_id 와 동일한 픽처를 포함하지 않는 경우, reference_layer_id 는 -1 과 동일하게 설정된다.

현재 픽처에 대한 계층간 레퍼런스 픽처 세트 RefPicSetInterLayer 를 도출하기 위해, 현재 픽처에 대한 직접 종속 계층 플래그들은 refined_direct_dependency_flag[currLayerId][reference_layer_id] 를 1 로 동일하게, 모든 다른 것들은 0 에 동일하게 설정함으로써 도출될 수 있고, 상기 언급된 구성 프로세스는 refined_direct_dependency_flag 에 의해 대체된 변수 direct_dependency_flag 와 사용된다.

대안으로, SHVC 의 계층간 레퍼런스 픽처 세트 RefPicSetInterLayer 는 reference_layer_id 를 사용하여 다음과 같이 도출될 수 있다:

여기서, G.8.1.4 는 현재 SHVC 초안 사양에 따른 계층간 레퍼런스 픽처들에 대한 리샘플링 프로세스이다.

대안으로, 플래그 slice_header_reference_layer_id_present_flag (또는 PPS_reference_layer_id_present_flag) 는, direct_dependency_flag 의 값이 리파이닝될지 여부를 나타내도록 SPS 또는 VPS 에서 시그널링된다. slice_header_reference_layer_id_present_flag (또는 PPS_reference_layer_id_present_flag) 이 0 과 동일한 경우, refined_direct_dependency_flag[currLayerId][j] 의 값은 j = 0 내지 j-1 에 대해 direct_dependency_flag[currLayerId][j] 에 동일하게 설정되고, 전술된 신택스에 의해 추가로 리파이닝되지 않을 것이다.

1.2. 픽처 파라미터 세트 또는 슬라이스 헤더에서의 플래그 시그널링

이 실시형태에서, refined_direct_dependency_flag[nuh_layer][j] 는 픽처 파라미터 세트 (PPS) 또는 슬라이스 헤더에서 시그널링되어, 현재 픽처 또는 슬라이스의 레퍼런스 계층 픽처들을 나타낸다.

플래그 slice_header_direct_dependency_flag_present_flag (또는 PPS_direct_dependency_present_flag) 는 시퀀스 파라미터 세트 (SPS) 또는 비디오 파라미터 세트 (VPS) 에서 시그널링되어, refined_direct_dependency_flag 의 존재를 나타낸다. 예를 들어, slice_header_direct_dependency_flag_present_flag (또는 PPS_direct_dependency_flag_present_flag) 가 0 과 동일한 경우, refined_direct_dependency_flag[currLayerId][j] 의 값은 j = 0 내지 j-1 에 대해 direct_dependency_flag[currLayerId][j] 와 동일하게 설정된다.

1.3. 신택스 엘리먼트 비트스트림 순응 제한

일 실시형태에서, 신택스 엘리먼트 direct_dependency_flag[i][j] 에 대한 비트스트림 순응 제한이 제공된다. nuh_layer_id 이 i 와 동일한 각각의 계층 컴포넌트에 대해, j = 0 내지 i-1 인 모든 direct_dependency_flag[i][j] 플래그들 중 최대 하나의 플래그가 1 이도록 허용된다.

전술된 바와 같이, 직접 계층 종속 플래그들의 값은 소정의 추가의 신택스에 의해 추가로 리파이닝될 수 있다. 예를 들어, 이 제한은, 하나의 시간적 서브-계층 또는 하나의 액세스 유닛에서 nuh_layer_id 이 i 와 동일한 각각의 계층 컴포넌트에 대해, j = 0 내지 i-1 인 모든 refined_direct_dependency_flag[i][j] 중에서 최대 하나의 플래그가 1 이도록 허용된다.

1.4. 계층간 레퍼런스 픽처 세트 구성

이 실시형태에서, 계층간 레퍼런스 픽처 세트, SHVC 의 RefPicSetInterLayer 의 구성 프로세스는, RefLayerId[i][j] 로 표시된 모든 레퍼런스 계층 픽처들 중 단지 하나의 계층간 레퍼런스 픽처가 RefPicSetInterLayer 에 추가되도록 변경된다.

일 실시형태에서, RefLayerId[i][j] 로 표시된 모든 레퍼런스 계층 픽처들 중 단지 제 1 픽처가 리샘플링된 계층간 레퍼런스 픽처를 생성하도록 사용되고, 계층간 레퍼런스 계층 픽처 세트에 추가된다. 다음의 방법이 사용되어 RefPicSetInterLayer 를 도출할 수도 있다:

다른 실시형태에서, 계층 ID 가 현재 계층에 아주 가까운 레퍼런스 계층 픽처는 리샘플링된 계층간 레퍼런스 픽처를 생성하도록 사용되고, 계층간 레퍼런스 계층 픽처 세트에 추가된다. 현재 작업 초안에서, 어레이 RefLayerId 에서의 이러한 계층간 레퍼런스 픽처는 RefLayerId[LayerIdInVps[currLayerId]][ NumDirectRefLayers[LayerIdInVps[currLayerId]-1 ]] 로 표시된다. 따라서, 다음의 방법이 사용되어 RefPicSetInterLayer 를 도출할 수도 있다:

상기 실시형태들에서 설명된 바와 같이, 플래그는, 리샘플링이 사용되는지 아닌지 여부에 관계 없이, 최대 하나의 계층간 레퍼런스 픽처가 사용된다는 것을 나타내도록 사용될 수도 있다. 그러나, 계층간 예측 동안 현재 픽처를 예측하기 위해 레퍼런스 픽처로서 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처가 사용되는 것을 허용하는 제한을 제공하는 것이 유리할 수 있다.

1.5. 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처 제한

이 실시형태에서, 비트스트림 순응 제한은, 최대 하나의 리샘플링된 계층 픽처가 현재 픽처에 대한 레퍼런스 픽처로서 사용되도록 제공된다. 예를 들어, 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처는 최종적으로, 현재 픽처에 속하는 모든 슬라이스들의 레퍼런스 픽처 리스트들에 존재한다.

1.6. 비디오 파라미터 세트 DDL 플래그들을 오버라이드하기위한 슬라이스 레벨 직접 종속 계층 (DDL) 플래그 시그널링

이 실시형태에서, 슬라이스 레벨 직접 종속 계층 플래그들은 VPS 에 현재 표시되는 원래의 직접 종속 계층 플래그들을 오버라이드하기 위해 시그널링된다. 다음의 신택스가 슬라이스 헤더에서 시그널링되어, 현재 슬라이스의 레퍼런스 계층 픽처를 나타낸다:

신택스 엘리먼트 direct_dependency_override_enabled_flag 는 SPS 에서 시그널링되어, 슬라이스 헤더에서 slice_direct_dependency_flag[i][j] 신택스 엘리먼트의 존재를 제어한다. 일 실시형태에서, j 가 0 내지 LayerIdInVps[ nuh_layer_Id]-1 인 모든 slice_direct_dependency_flag[LayerIdInVps[ nuh_layer_Id]][j] 중에서 단지 하나의 플래그가 1 과 동일하다는 제한에 순응하는 비트스트림을 갖도록 요구된다.

레퍼런스 계층 정보가 슬라이스 헤더에 명시적으로 나타나지 않는 경우, 하나보다 많은 레퍼런스 계층 픽처들이 존재한다면, 가장 가까운 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 참조로서 사용된다. 이 목적을 위해, slice_direct_dependency_flag[i][j] 의 값들은 다음과 같이 도출된다:

플래그 slice_direct_dependency_flag[ currLayerIdx ][j] 는 j 가 0 내지 currLayerIdx 인 것에 대해 0 과 동일하게 설정된다. 예를 들어:

예를 들어, 변수들 NumDirectRefLayers[ currLayerIdx ] 및 RefLayerId[ currLayerIdx ][j] 는 다음과 같이 도출된다 (따라서, VPS 시맨틱들에서 이들 2 개의 변수들의 도출 프로세스는 제거된다):

다른 실시형태들에서, 추가의 비트스트림 순응 제한들이 제공된다. 예를 들어, 일 실시형태에서 slice_direct_dependency_flag[LayerIdInVps[ nuh_layer_Id]][j] 가 1 과 동일한 경우, 계층 인덱스가 j 인 코딩된 픽처는 현재 액세스 유닛 (AU) 에 존재할 것이다. 이것은, 계층간 예측을 위해 부-존재 (non-existing) 계층간 레퍼런스 픽처가 사용되는 것을 회피한다. 다른 실시형태에서, 하나의 코딩된 픽처에 속하는 모든 슬라이스들은 동일한 slice_direct_dependency_flag 값들을 가질 것이다.

상이한 공간 레졸루션을 갖는 단일 레퍼런스 계층 픽처

일 실시형태에서, 현재 픽처에 대해 상이한 공간 레졸루션을 갖는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용되어 SHVC 에서 현재 픽처를 디코딩하도록 제한이 제공된다. 이 방식에서, 현재 픽처를 디코딩하기 위해 단지 하나까지의 픽처 리샘플링 프로세스가 필요하다. 전술된 실시형태들 중 어느 하나가 이 제한에 대해 적용 또는 확장 (예를 들어, 추가로 포함하도록 적응) 될 수 있다.

하나의 대안에서, 코딩 시스템은, 최대 하나의 필터링된 레퍼런스 계층 픽처가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용되어 현재 픽처를 디코딩하기 위해 제한하도록 구성된다. 예를 들어, 필터링 프로세스가 적용되지 않는 계층간 레퍼런스 픽처에 대한 제한이 존재하지 않는다.

계층간 레퍼런스 픽처 제한 - ILRP 로서 사용된 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처

도 4 는 도 2a 의 비디오 인코더 (20), 도 2b 의 비디오 인코더 (20A, 20B, 및/또는 21), 도 3a 의 비디오 디코더 (30), 및/또는 도 3b 의 비디오 디코더 (30A, 30B, 및/또는 31) 에 의해 수행될 수도 있는 계층간 레퍼런스 예측을 제한하는 방법의 일 실시형태를 예시한다. 방법 (400) 은 도 2a 또는 2b 의 비디오 인코더 (20) 의 모션 추정 유닛 (42), 모션 보상 유닛 (44), 인트라 예측 유닛 (46), 및 계층간 예측 유닛 (66) 중 임의의 하나 이상에 의해 수행될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 방법 (400) 은 도 3a 또는 도 3b 의 디코더의 모션 보상 유닛 (72), 인트라 예측 유닛 (74), 및 계층간 예측 유닛 (75) 중 임의의 하나 이상에 의해 수행될 수도 있다.

방법 (400) 은 블록 410 에서 시작한다. 블록 420 에서, 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처 (예를 들어, 0 또는 1 개의 레퍼런스 픽처) 가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용되어 현재 픽처의 계층간 예측을 수행할 수도 있다는 제한이 제공된다. 예를 들어, 전술된 기법들 중 어느 하나가 사용되어 이러한 제한을 제공할 수도 있다.

블록 430 에서, 계층간 예측을 위해 사용될 최대 하나의 레퍼런스 계층이 식별된다. 예를 들어, 계층간 예측을 위해 사용될 최대 하나의 레퍼런스 계층은 전술된 기법들 중 어느 하나를 사용하여 식별된다. 블록 440 에서, 현재 픽처는 최대 하나의 레퍼런스 계층을 사용하여 예측된다. 예를 들어, 현재 픽처는 고레벨 신택스-전용 계층간 예측을 사용하여 예측된다.

계층간 레퍼런스 픽처 제한 - ILRP 로서 사용된 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처

도 5 는 도 2a 의 비디오 인코더 (20), 도 2b 의 비디오 인코더 (20A, 20B, 및/또는 21), 도 3a 의 비디오 디코더 (30), 및/또는 도 3b 의 비디오 디코더 (30A, 30B, 및/또는 31) 에 의해 수행될 수도 있는 계층간 레퍼런스 예측을 제한하는 방법의 다른 실시형태를 예시한다. 방법 (500) 은 도 2a 또는 2b 의 비디오 인코더 (20) 의 모션 추정 유닛 (42), 모션 보상 유닛 (44), 인트라 예측 유닛 (46), 및 계층간 예측 유닛 (66) 중 임의의 하나 이상에 의해 수행될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 방법 (500) 은 도 3a 또는 도 3b 의 디코더의 모션 보상 유닛 (72), 인트라 예측 유닛 (74), 및 계층간 예측 유닛 (75) 중 임의의 하나 이상에 의해 수행될 수도 있다.

방법 (500) 은 블록 510 에서 시작한다. 블록 520 에서, 최대 하나의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처 (예를 들어, 0 또는 1 개의 리샘플링된 레퍼런스 픽처) 가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용되어 현재 픽처의 계층간 예측을 수행할 수도 있다는 제한이 제공된다. 이 방식에서, 단지 하나까지의 리샘플링된 레퍼런스 계층 픽처는 현재 픽처와 연관되고 이에 속하는 모든 슬라이스들의 레퍼런스 픽처 리스트들에 최종적으로 존재할 수도 있다. 전술된 기법들 중 어느 하나가 사용되어 이러한 제한을 제공할 수도 있다.

블록 530 에서, 현재 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖고 계층간 예측을 위해 사용되는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처가 식별된다. 예를 들어, 현재 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖고 계층간 예측을 위해 사용되는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처는 전술된 기법들 중 어느 하나를 사용하여 식별된다. 블록 540 에서, 현재 픽처는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처를 사용하여 예측된다. 예를 들어, 현재 픽처는 고레벨 신택스-전용 계층간 예측을 사용하여 예측된다.

계층간 레퍼런스 픽처 제한 - ILRP 로서 사용된 상이한 공간 레졸루션을 갖는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처

도 6 은 도 2a 의 비디오 인코더 (20), 도 2b 의 비디오 인코더 (20A, 20B, 및/또는 21), 도 3a 의 비디오 디코더 (30), 및/또는 도 3b 의 비디오 디코더 (30A, 30B, 및/또는 31) 에 의해 수행될 수도 있는 계층간 레퍼런스 예측을 제한하는 방법의 다른 실시형태를 예시한다. 방법 (600) 은 도 2a 또는 2b 의 비디오 인코더 (20) 의 모션 추정 유닛 (42), 모션 보상 유닛 (44), 인트라 예측 유닛 (46), 및 계층간 예측 유닛 (66) 중 임의의 하나 이상에 의해 수행될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 방법 (600) 은 도 3a 또는 도 3b 의 디코더의 모션 보상 유닛 (72), 인트라 예측 유닛 (74), 및 계층간 예측 유닛 (75) 중 임의의 하나 이상에 의해 수행될 수도 있다.

방법 (600) 은 블록 610 에서 시작한다. 블록 620 에서, 현재 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처 (예를 들어, 0 또는 1 개의 레퍼런스 픽처) 가 계층간 레퍼런스 픽처로서 사용되어 현재 픽처의 계층간 예측을 수행할 수도 있다는 제한이 제공된다. 이 방식에서, 단지 하나까지의 픽처 리샘플링 프로세스는 현재 픽처를 코딩 (인코딩 또는 디코딩) 하도록 요구될 수도 있다. 선택적으로, (예를 들어, 도 4 에 대하여 전술된 바와 같이) 계층간 예측을 위한 계층간 레퍼런스 픽처로서 단지 하나까지의 레퍼런스 계층 픽처가 사용될 수도 있도록 추가의 제한이 적용될 수도 있다. 전술된 기법들 중 어느 하나가 사용되어 이러한 제한을 제공할 수도 있다.

블록 630 에서, 현재 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖고 계층간 예측을 위해 사용되는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처가 식별된다. 예를 들어, 현재 픽처와 상이한 공간 레졸루션을 갖고 계층간 예측을 위해 사용되는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처는 전술된 기법들 중 어느 하나를 사용하여 식별된다. 블록 640 에서, 현재 픽처는 최대 하나의 레퍼런스 계층 픽처를 사용하여 예측된다. 예를 들어, 현재 픽처는 고레벨 신택스-전용 계층간 예측을 사용하여 예측된다.

전문용어

상기 개시물은 특정 실시형태들을 설명하였으나, 많은 변경들이 가능하다. 예를 들어, 전술된 바와 같이, 상기 기법들은 3D 비디오 인코딩에 적용될 수도 있다. 3D 비디오의 일부 실시형태들에서, 레퍼런스 계층 (예를 들어, 베이스 계층) 은 비디오의 제 1 뷰를 디스플레이하기에 충분한 비디오 정보를 포함하고, 강화 계층은 레퍼런스 계층에 대한 추가의 비디오 정보를 포함하여, 레퍼런스 계층 및 강화 계층이 함께 비디오의 제 2 뷰를 디스플레이하기에 충분한 비디오 정보를 포함하도록 한다. 이들 2 개의 뷰들이 사용되어, 입체적 이미지를 생성할 수 있다. 전술된 바와 같이, 본 개시물의 양태들에 따라, 강화 계층에서 비디오 유닛을 인코딩 또는 디코딩하는 경우 레퍼런스 계층으로부터의 모션 정보가 사용되어 추가의 내포된 가설을 식별할 수 있다. 이것은 3D 비디오 비트스트림에 대해 더 좋은 코딩 효율성을 제공할 수 있다.

예에 따라, 본원에서 설명된 임의의 기법들의 소정의 액트들 또는 이벤트들은 상이한 시퀀스로 수행될 수도 있거나, 추가, 병합될 수도 있거나, 또는 함께 제거될 수도 있다 (예를 들어, 설명된 모든 액트들 또는 이벤트들이 방법의 실시에 반드시 필요한 것은 아니다) 는 것으로 인식되어야 한다. 또한, 소정 예들에서, 액트들 또는 이벤트들은, 순차적이기 보다는 예를 들어 멀티-스레디드 프로세싱, 인터럽트 프로세싱, 또는 다중 프로세서들을 통해 동시에 수행되 수도 있다.

정보 및 신호들은 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 사용하여 표현될 수도 있다. 예를 들어, 상기 설명을 통해 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 자기 입자들, 광학 필드들 또는 입자들, 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.

본원에서 개시된 실시형태들과 연계하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들 양자 모두의 조합들로서 구현될 수도 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호교환성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능성에 대해 전반적으로 전술되었다. 그러한 기능이 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되는지 여부는 특정 애플리케이션 및 전체 시스템에 부과되는 설계 제약들에 따라 달라진다. 당업자는, 전술된 기능성을 각각의 특정 애플리케이션에 대해 다양한 방식으로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현 결정은 본 발명의 범위를 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안된다.

본원에 설명된 기법들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 이러한 기법들은 다양한 디바이스들, 예컨대 범용 컴퓨터들, 무선 통신 디바이스 핸드셋들, 또는 무선 통신 디바이스 핸드셋들 및 다른 디바이스들에서의 애플리케이션을 포함한 다수의 사용들을 갖는 집적 회로 디바이스들 중 어느 하나에서 구현될 수도 있다. 모듈들 또는 컴포넌트들로서 설명된 임의의 피처들은 통합된 로직 디바이스에서 함께 또는 별개이지만 상호동작 가능한 로직 디바이스들로서 개별적으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어에서 구현되는 경우, 기법들은, 실행되는 경우 전술된 방법들 중 하나 이상을 수행하는 명령들을 포함하는 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능 데이터 저장 매체에 의해 적어도 부분적으로 실현될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 데이터 저장 매체는, 패키징 재료들을 포함할 수도 있는 컴퓨터 프로그램 제품의 일부를 형성할 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 메모리 또는 데이터 저장 매체, 예컨대 동기식 동적 랜덤 액세스 메모리 (SDRAM) 와 같은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 판독 전용 메모리 (ROM), 비휘발성 랜덤 액세스 메모리 (NVRAM), 전기적으로 소거가능한 프로그래머블 판독 전용 메모리 (EEPROM), 플래시 메모리, 자기 또는 광학 데이터 저장 매체 등을 포함할 수도 있다. 기법들은 추가적으로 또는 대안으로, 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 프로그램 코드를 반송 또는 통신하고, 전파 신호들 또는 파 (wave) 들과 같이 컴퓨터에 의해 액세스, 판독, 및/또는 실행될 수 있는 컴퓨터 판독가능 통신 매체에 의해 적어도 부분적으로 실현될 수도 있다.

프로그램 코드는, 하나 이상의 디지털 신호 프로세서 (DSP) 들, 범용 마이크로프로세서들, 주문형 집적 회로 (ASIC) 들, 필드 프로그래머블 로직 어레이 (FPGA) 들, 또는 다른 등가의 집적 또는 이산 로직 회로와 같은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 수도 있다. 이러한 프로세서는 본 개시물에 설명된 기법들 중 어느 하나를 수행하도록 구성될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 다르게는, 상기 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 연계한 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 그러한 구성으로 구현될 수도 있다. 따라서, 본원에 사용된 바와 같이 용어 "프로세서" 는 상기 구조 중 어느 하나, 상기 구조의 임의의 조합, 또는 본원에 설명된 기법들의 구현에 적합한 임의의 다른 구조 또는 장치를 지칭할 수도 있다. 또한, 일부 양태들에서, 본원에 설명된 기능성은 인코딩 및 디코딩을 위해 구성된 전용 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈들 내에 제공될 수도 있고, 또는 결합형 인코더-디코더 (CODEC) 에 통합될 수도 있다.

본 발명의 다양한 실시형태들이 설명되었다. 이들 및 다른 예들은 하기의 특허청구범위 내에 있다.

Claims

본원 발명의 설명에 기재된 발명.