KR20210099148A - 위치 의존적 예측 조합을 위한 모드 및 크기 의존적 블록 레벨 제한 방법 및 장치 - Google Patents

위치 의존적 예측 조합을 위한 모드 및 크기 의존적 블록 레벨 제한 방법 및 장치 Download PDF

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알렉세이 콘스탄티노비치 필리포브
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Abstract

인트라 예측 방법이 제공되며, 상기 방법은: 인트라 예측 모드를 사용하여 현재 블록 외부의 하나 이상의 참조 샘플들로부터 현재 블록의 샘플에 대한 예측값을 결정하는 단계; 하나 이상의 미리 정의된 조건이 만족되지 않을 때 가중 예측 값을 유도하는 단계, 상기 하나 이상의 미리 정의된 조건은 현재 블록의 폭 및/또는 높이 및 인트라 예측 모드 중 하나 이상에 관한 것이며; 그리고 상기 하나 이상의 미리 정의된 조건이 만족되지 않을 때 상기 가중 예측 값을 사용하여 현재 블록을 코딩하는 단계를 포함한다.

Description

위치 의존적 예측 조합을 위한 모드 및 크기 의존적 블록 레벨 제한 방법 및 장치
본 개시는 일반적으로 영상 처리 분야에 관한 것이고, 보다 구체적으로 위치 의존적 예측 조합을 이용한 인트라 예측에 관한 것이다.
비디오 코딩(비디오 인코딩 및 디코딩)은 방송 디지털 TV, 인터넷 및 모바일 네트워크를 통한 비디오 전송, 화상 채팅, 화상 회의, DVD 및 블루-레이 디스크, 비디오 컨텐츠 수집 및 편집 시스템, 보안 애플리케이션의 캠코더와 같은 실시간 대화 응용 프로그램과 같은 광범위한 디지털 비디오 응용 프로그램에서 사용된다.
비교적 짧은 비디오를 묘사하는 데 필요한 비디오 데이터의 양은 상당할 수 있으며, 이는 데이터가 스트리밍되거나 대역폭 용량이 제한된 통신 네트워크를 통해 통신할 때 어려움을 초래할 수 있다. 따라서 비디오 데이터는 일반적으로 현대 통신 네트워크를 통해 통신되기 전에 압축된다. 메모리 리소스가 제한될 수 있기 때문에 비디오가 저장 장치에 저장될 때 비디오의 크기가 문제가 될 수도 있다. 비디오 압축 장치는 종종 소스에서 소프트웨어 및/또는 하드웨어를 사용하여 전송 또는 저장 전에 비디오 데이터를 코딩하여 디지털 비디오 이미지를 표현하는 데 필요한 데이터 양을 줄인다. 압축된 데이터는 비디오 데이터를 디코딩하는 비디오 압축 해제 장치에 의해 목적지에서 수신된다. 제한된 네트워크 리소스와 더 높은 비디오 품질에 대한 요구가 계속 증가함에 따라 화질을 거의 또는 전혀 희생하지 않고 압축률을 향상시키는 개선된 압축 및 압축 해제 기술이 바람직하다.
본 발명의 실시예는 독립 청구항에 따라 인코딩 및 디코딩을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
상기 및 기타 목적은 독립항의 주제에 의해 달성된다. 추가 구현 형태는 종속항, 설명 및 도면으로부터 명백하다.
여기서, 인트라 예측 방법이 제공되며, 상기 방법은 다음의 단계:
인트라 예측 모드를 사용하여 현재 블록 외부의 하나 이상의 참조 샘플들로부터 현재 블록의 샘플에 대한 예측값을 결정하는 단계;
하나 이상의 미리 정의된 조건이 만족되지 않을 때 가중 예측 값을 유도하는 단계 - 상기 하나 이상의 미리 정의된 조건은 현재 블록의 폭 및/또는 높이 및 인트라 예측 모드 중 하나 이상에 관한 것임 - ; 및
상기 하나 이상의 미리 정의된 조건이 만족되지 않을 때 상기 가중 예측 값을 사용하여 현재 블록을 코딩하는 단계를 포함한다.
현재 블록은 비디오 시퀀스 또는 정지 영상의 현재 프레임에 포함될 수 있다. 특히, 현재 블록은 하나 이상의 미리 정의된 조건이 만족되는 경우(사실 가중 예측 값이 유도되지 않는 경우) 가중 예측 값을 사용하지 않고 예측 값을 사용하여 코딩될 수 있다.
아래에 더 자세히 설명되는 바에서 알 수 있는 바와 같이 현재 코딩 기술에서 전체 인트라 예측 프로세스는 현재 블록의 샘플/픽셀에 대한 예측(루마, 크로마) 값을 얻기 위해 복수의 제공된 인트라 예측 모드(예를 들어, 평면 모드, 수평 모드, 수직 모드, DC 모드)로부터 특별한 인트라 예측 모드를 적용하는 것과 특히 위치 종속 예측 조합(position dependent prediction combination, PDPC)의 컨텍스트에서 예측 값에 가중치를 부여하여 얻은 가중 예측 값을 기반으로 일부 포스트-필터링(평활화)을 적용하는 것을 포함한다. 그러나 본 발명자들은 인트라 예측 모드를 적용하는 것보다 훨씬 더 복잡할 수 있는 비교적 고가의 처리를 나타낼 수 있는 포스트-필터링이 모든 애플리케이션에서 정당화되지 않을 수 있고 심지어 추가 문제를 일으킬 수 있음을 수많은 실험 적용 및 실제 적용을 통해 배웠다. 따라서 상당한 성능 이점을 얻을 수 없는 경우 포스트-필터링 프로세스를 수행하기 위해 하드웨어 및/또는 소프트웨어 복잡성을 증가시키는 것이 정당화되지 않을 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드에서 사용되는 선형 모델은 PDPC에 의해 강화된 루마와 크로마 사이에 인위적인 종속성을 도입할 수 있다. 이러한 점에서 본 발명에서는 선택된 인트라 예측 모드를 적용하여 얻은 예측값에 가중치를 부여하는 과정이 모든 경우에 수행되는 것이 아니라 조건부로 수행되는 것이 필수적이다. 그에 따라, 적절한 경우 기술에 비해 전체 코딩 프로세스의 프로세서 부하 및 복잡성 및 지속기간이 감소될 수 있다.
실시예에 따라 상기 가중 예측 값은
a) 현재 블록에서 샘플의 위치(x, y)에서의 예측값, 여기서 x는 샘플의 수평 좌표이고, y는 샘플의 수직 좌표이며,
b) 현재 블록의 폭 및/또는 높이,
c) 현재 블록의 x번째 열에서 현재 블록의 상단 행에 위치하는 현재 블록에 인접해서 위치하는 현재 블록의 상단 참조 샘플의 값과 현재 블록의 y번째 행에서 현재 블록의 좌측 상의 열에 위치하는 현재 블록에 인접해서 위치하는 현재 블록의 좌측 참조 샘플의 값, 및
d) 인트라 예측 모드
에 기초해서 유도된다.
이 실시예에서, 인트라 예측 모드에 기초한 인트라 예측은 PDPC의 컨텍스트에서 일부 상단 및 좌측 참조 샘플에 기초한 위치 의존 가중과 결합된다. 적절한 경우, PDPC 포스트-필터링의 적용은 선택된 인트라 예측 모드의 단순한 적용과 비교하여 예측 정확도의 신뢰성 있는 개선을 초래할 수 있다.
특히, 상기 가중 예측 값은 다음 식에 따라 유도될 수 있으며:
Figure pct00001
여기서
Figure pct00002
는 샘플의 가중 예측 값이고;
Figure pct00003
는 샘플의 예측 값이고;
Rx,-1, R-1,y는 현재 블록의 상단 및 좌측 참조 샘플의 값을 나타내고;
R-1,-1은 현재 블록의 좌측 상단 모서리에서 현재 블록에 인접하여 위치하는 현재 블록의 참조 샘플의 값을 나타내며;
wL, wT 및 wTL은 가중치를 나타내며;
여기서 함수
Figure pct00004
는 현재 블록이 루마 블록일 때 클리핑 함수 Clip1Y와 동일하게 설정되고, 현재 블록이 크로마 블록일 때 클리핑 함수 Clip1C와 동일하게 설정되며,
Clip1Y( x ) = Clip3( 0, ( 1 << BitDepthY ) - 1, x )
Clip1C( x ) = Clip3( 0, ( 1 << BitDepthC ) - 1, x )
Clip3( x, y, z ) =
Figure pct00005
여기서 BitDepthY는 루마 샘플의 비트 깊이이고 BitDepthC는 크로마 샘플의 비트 깊이이다.
전술한 가중치는 다음과 같이 유도되며;
wL = V >> ( ( x << 1 ) >> nScaleX );
wT = V >> ( ( y << 1 ) >> nScaleY );
여기서 V, nScaleX, nScaleY는 미리 결정된 값이며(V는 16 또는 32이고, 예를 들어, NScaleX는 NScaleY와 상이하며, 즉 비 정사각형 예측 블록이 포함되고, 이하의 상세한 설명을 참조한다); 그리고
인트라 예측 모드가 DC 모드일 때,
Figure pct00006
이고,
인트라 예측 모드가 평면 모드일 때, wTL=0이고,
인트라 예측 모드가 수평 모드일 때, wTL=wT이고,
인트라 예측 모드가 수직 모드일 때, wTL=wL이다.
예를 들어,
NScaleX = NScaleY = (log2 (w) + log2 (h) + 2) >> 2이고, 여기서 w 및 h는 각각 현재 (정사각형) 블록의 샘플 단위의 폭 및 높이이다.
PDPC의 컨텍스트에서 가중 예측 값을 계산하는 위에서 언급한 구체적인 방법은 예측 정확도가 높을 수 있다.
본 발명자들에 의해 수행된 광범위한 연구는 특히 PDPC의 컨텍스트에서 가중 예측 값에 기초한 포스트-필터링을 적용하는 것이 유리하지 않을 수 있는 특정 부류의 조건을 식별하도록 허용하였다. 따라서, 상기 하나 이상의 미리 정의된 조건은 다음 조건:
a) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작거나 및/또는 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크다;
b) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작거나 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크며; 그리고 상기 인트라 예측 모드는 평면 모드 또는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드(skew non-diagonal modes) 중 하나이고,
여기서 VDIA_IDX는 대각선 모드의 인덱스이고, numModes는 미리 정의된 정수이고, predMode는 인트라 예측 모드의 인덱스이다;
c) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크고; 상기 인트라 예측 모드는 평면 모드 또는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다;
d) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크며; 상기 인트라 예측 모드는 평면 모드이다; 및
e) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크며; 상기 인트라 예측 모드는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다
중 적어도 하나로 이루어진다.
상기 현재 블록이 크로마 블록이면, 상기 하나 이상의 미리 정의된 조건은 다음 조건:
a) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작거나 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크다;
b) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 인트라 예측 모드는 교차 성분 선형 모델링 모드이다;
c) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고 상기 인트라 예측 모드가 교차 성분 선형 모델링 모드(cross-component linear modeling mode)이고; 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크다;
d) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 인트라 예측 모드는 평면 모드이다;
e) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 인트라 예측 모드는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다;
f) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 인트라 예측 모드는 교차 성분 선형 모델링 모드 또는 평면 모드이다;
g) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 인트라 예측 모드는 교차 성분 선형 모델링 모드 또는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다;
h) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작거나 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크며; 그리고 인트라 예측 모드는 교차 성분 선형 모델링 모드, 평면 모드 또는 스큐 비대각선 모드: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes))) 중 하나이다; 그리고
i) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 인트라 예측 모드는 교차 성분 선형 모델링 모드, 평면 모드 또는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이고; 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크며; 그리고 상기 인트라 예측 모드는 평면 모드 또는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다
중 적어도 하나로 이루어진다.
특정 실시예에 따르면, 전술한 파라미터 numModes는 8이고, 및/또는 전술한 제1 임계값은 8이고, 및/또는 전술한 제2 임계값은 64이다.
또한, 전술한 실시예 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 인코더가 여기에 제공된다. 유사하게, 전술한 실시예 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 디코더가 제공된다.
전술한 실시예들 중 임의의 것에 따른 방법은 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있다.
또한, 여기에는 하나 이상의 프로세서 및 프로세서에 결합되고 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함하는 디코더가 제공되며, 여기서 프로그래밍은 프로세서에 의해 실행될 때 디코더를 구성한다. 전술한 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하기 위해. 유사하게, 하나 이상의 프로세서 및 프로세서에 결합되고 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함하는 인코더가 제공되며, 여기서 프로그래밍은 프로세서에 의해 실행될 때 인코더가 전술한 실시예 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하도록 구성한다.
하나 이상의 실시예의 자세한 내용은 첨부 도면 및 아래의 설명에 설명되어 있다. 다른 특징, 목적 및 이점은 설명, 도면 및 청구범위에서 명백할 것이다.
본 발명의 다음 실시예는 첨부된 도면 및 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명되며, 여기서:
도 1a는 본 발명의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 코딩 시스템의 예를 개략적으로 도시한다.
도 1b는 본 발명의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 코딩 시스템의 다른 예를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 인코더의 예를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 디코더의 예시적인 구조를 개략적으로 도시한다.
도 4는 인코딩 장치 또는 디코딩 장치의 예를 개략적으로 도시한다.
도 5는 인코딩 장치 또는 디코딩 장치의 다른 예를 개략적으로 도시한다.
도 6은 HEVC에서 각도 인트라 예측 방향 및 연관된 인트라 예측 모드를 개략적으로 예시한다.
도 7은 JEM에서의 각도 인트라 예측 방향 및 연관된 인트라 예측 모드를 개략적으로 도시한다.
도 8은 VTM-3.0 및 VVC 사양 드래프트 v.3에서의 각도 인트라 예측 방향 및 연관된 인트라 예측 모드를 개략적으로 도시한다.
도 9는 VTM-3.0 및 VVC 사양 초안 v.3에서의 각도 인트라 예측 방향 및 연관된 인트라 예측 모드를 개략적으로 도시한다.
도 10은 4x4 블록 내의 (0, 0) 및 (1, 0) 위치에 대한 DC 모드 PDPC 가중치의 예를 개략적으로 도시한다.
도 11은 메인 참조 측의 참조 샘플들로부터 블록을 인트라 예측하는 예를 개략적으로 도시한다.
도 12는 4x4 블록 내의 (0, 0) 및 (1, 0) 위치에 대한 DC 모드 PDPC 가중치의 예를 도시한다.
도 13은 수직 및 수평 스케일링 인자를 결정하는 방법의 예를 개략적으로 도시한다.
도 14는 샘플들의 블록을 인트라 예측하는 예를 도시한다.
도 15는 샘플들의 블록을 인트라 예측하는 다른 예를 도시한다.
도 16은 샘플들의 블록을 인트라 예측하는 다른 예를 도시한다.
도 17은 샘플들의 블록을 인트라 예측하는 다른 예를 도시한다.
도 18은 샘플들의 블록을 인트라 예측하는 다른 예를 예시한다.
다음의 동일한 참조 부호는 달리 명시적으로 지정되지 않는 한 동일하거나 최소한 기능적으로 동등한 기능을 나타낸다.
다음의 설명에서, 본 개시의 일부를 형성하고, 예시로서 본 발명의 실시예의 특정 관점 또는 본 발명의 실시예가 사용될 수 있는 특정 관점을 나타내는 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 실시예는 다른 관점에서 사용될 수 있고 도면에 도시되지 않은 구조적 또는 논리적 변화를 포함할 수 있음이 이해된다. 따라서 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 받아들여서는 안 되며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해 정의된다.
예를 들어, 설명된 방법과 관련된 개시는 또한 방법을 수행하도록 구성된 대응하는 장치 또는 시스템에 대해 참일 수 있고 그 반대의 경우도 마찬가지인 것으로 이해된다. 예를 들어, 하나 또는 복수의 특정 방법 단계가 설명된 경우, 해당 장치는 하나 또는 복수의 유닛을 포함할 수 있다. 설명된 하나 또는 복수의 방법 단계를 수행하기 위한 기능 유닛(예를 들어, 하나 또는 복수의 단계를 수행하는 하나의 유닛, 또는 복수의 단계 중 하나 이상을 각각 수행하는 복수의 유닛)을 포함할 수 있으며, 그러한 하나 이상의 유닛이 도면에서 명시적으로 설명하거나 예시하지 않을 수도 있다. 한편, 예를 들어, 특정 장치가 하나 또는 복수의 유닛에 기초하여 기술된다면, 예를 들어, 기능 유닛에서 대응하는 방법은 하나 또는 복수의 유닛의 기능을 수행하는 하나의 단계(예를 들어, 하나 또는 복수의 유닛의 기능을 수행하는 하나의 단계, 또는 각각 하나 이상의 기능을 수행하는 복수의 단계)를 포함할 수 있으며, 그러한 하나 또는 복수의 단계가 도면에 명시적으로 설명되거나 도시되지 않을 수도 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 다양한 예시적인 실시예 및/또는 관점의 특징들은 특별히 달리 언급되지 않는 한 서로 결합될 수 있다는 것이 이해된다.
여기서 사용되는 논리 연산자는 다음과 같이 정의된다:
x && y x와 y의 부울 논리 "논리합"
x | | y x와 y의 부울 논리 "논리곱"
! 논리 부울 "아님"
x ? y: z x가 TRUE이거나 0이 아니면 y 값으로 평가되고; 그렇지 않으면 z 값으로 평가된다.
이하 관계 연산자는 다음과 같이 정의된다:
> 보다 큼
>= 크거나 같음
< 미만
<= 보다 작거나 같음
= = 같음
! = 같지 않음
관계 연산자가 값 "na(해당 없음)"(not applicable)가 지정된 신택스 요소 또는 변수에 적용되면 값 "na"는 신택스 요소 또는 변수에 대한 고유 값으로 처리된다. 값 "na"는 다른 값과 같지 않은 것으로 간주된다.
이하 비트 연산자는 다음과 같이 정의된다:
& 비트 단위 "및". 정수 인수에 대해 연산할 때 정수 값의 2의 보수 표현에 대해 연산한다. 다른 인수보다 적은 비트를 포함하는 이진 인수에 대해 연산할 때 더 짧은 인수는 0과 같은 더 많은 중요한 비트를 추가하여 확장된다.
| 비트 단위 "또는". 정수 인수에 대해 연산할 때 정수 값의 2의 보수 표현에 대해 연산한다. 다른 인수보다 적은 비트를 포함하는 이진 인수에 대해 연산할 때 더 짧은 인수는 0과 같은 더 많은 중요한 비트를 추가하여 확장된다.
^ 비트 단위 "배타적 또는". 정수 인수에 대해 연산할 때 정수 값의 2의 보수 표현에 대해 연산한다. 다른 인수보다 적은 비트를 포함하는 이진 인수에서 연산할 때 0과 같은 더 많은 중요한 비트를 추가하여 짧은 인수가 확장된다.
x >> y x를 y 이진수로 표현한 2의 보수 정수 표현의 산술 우측 시프트. 이 함수는 y의 음이 아닌 정수 값에 대해서만 정의된다. 우측 시프트의 결과로 최상위 비트(MSB)로 시프트된 비트는 시프트 연산 이전의 x의 MSB와 동일한 값을 갖는다.
x << y y를 x 이진수 표현한 2의 보수 정수 표현의 산술 좌측 시프트. 이 함수는 y의 음이 아닌 정수 값에 대해서만 정의된다. 좌측 이동의 결과로 최하위 비트(LSB)로 이동된 비트의 값은 0이다.
비디오 코딩은 일반적으로 비디오 또는 비디오 시퀀스를 형성하는 일련의 사진을 처리하는 것을 말한다. 용어 "영상" 대신에 용어 "프레임" 또는 "이미지"가 비디오 코딩 분야에서 동의어로 사용될 수 있다. 비디오 코딩(또는 일반적으로 코딩)은 비디오 인코딩과 비디오 디코딩의 두 부분으로 구성된다. 비디오 인코딩은(더 효율적인 저장 및/또는 전송을 위해) 비디오 화상을 표현하는 데 필요한 데이터의 양을 감소시키기 위해(예를 들어, 압축에 의해) 원본 비디오 화상을 처리하는 것을 전형적으로 포함하는 소스 측에서 수행된다. 비디오 디코딩은 목적지 측에서 수행되며 일반적으로 비디오 화상을 재구성하기 위해 인코더에 비해 역 처리를 포함한다. 비디오 화상(또는 일반적으로 화상)의 "코딩"을 참조하는 실시예는 비디오 영상 또는 각각의 비디오 시퀀스의 "인코딩" 또는 "디코딩"과 관련되는 것으로 이해되어야 한다. 인코딩 부분과 디코딩 부분의 조합을 코덱(Coding and Decoding, CODEC)이라고도 한다.
무손실 비디오 코딩의 경우, 원본 비디오 영상이 재구성될 수 있다. 즉, 재구성된 비디오 영상은 원본 비디오 영상과 동일한 품질을 갖는다(저장 또는 전송 중에 전송 손실이나 기타 데이터 손실이 없다고 가정). 손실 비디오 코딩의 경우 추가 압축, 디코더에서 완전히 재구성될 수 없는 비디오 영상을 나타내는 데이터의 양을 줄이기 위해 예를 들어, 양자화에 의해 수행되고, 즉 재구성된 비디오 영상의 품질이 원본 비디오 영상의 품질에 비해 낮거나 나쁘다.
여러 비디오 코딩 표준은 "손실 하이브리드 비디오 코덱" 그룹에 속한다(즉, 변환 도메인에서 양자화를 적용하기 위해 샘플 도메인의 공간 및 시간 예측과 2D 변환 코딩을 결합한다). 비디오 시퀀스의 각 영상은 일반적으로 겹치지 않는 블록의 세트로 분할되고 코딩은 일반적으로 블록 레벨에서 수행된다. 다시 말해, 인코더에서 비디오는 일반적으로 블록(비디오 블록) 레벨에서 인코딩되는데, 예를 들어, 공간(인트라 영상) 예측 및/또는 시간적(인터 영상) 예측을 사용하여 예측 블록을 생성하고, 현재 블록(현재 처리/처리할 블록)에서 예측 블록을 빼서 잔여 블록을 획득하고, 전송될 데이터의 양을 감소시키기 위해(압축) 잔여 블록을 전송하고 변환 도메인에서 잔여 블록을 양자화함으로써 인코딩되며, 반면에, 디코더에서는 인코더와 비교해서, 현재 블록을 재구성하기 위해 인코딩되거나 압축된 블록에 역 처리가 적용된다. 더욱이, 인코더는 디코더 프로세싱 루프를 복제하여 둘 다 동일한 예측(예를 들어, 인트라 및 인터 예측) 및/또는 후속 블록을 처리하기 위한, 즉 코딩하기 위한 재구성을 생성할 것이다.
비디오 코딩 시스템(10)의 다음의 실시예에서, 비디오 인코더(20) 및 비디오 디코더(30)는 도 1 내지 도 3에 기초하여 설명된다.
도 1a는 예를 들어, 예시적인 코딩 시스템(10), 예를 들어 본 출원의 기술을 활용할 수 있는 비디오 코딩 시스템(10)(또는 코딩 시스템(10)으로 약칭)을 예시하는 개략적인 블록도이다. 비디오 코딩 시스템(10)의 비디오 인코더(20)(또는 인코더(20)로 약칭) 및 비디오 디코더(30)(또는 디코더(30)로 약칭)는 본 출원에서 설명된 다양한 예에 따라 기술을 수행하도록 구성될 수 있는 장치의 예를 나타낸다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 코딩 시스템(10)은 예를 들어 인코딩된 영상 데이터(21)를 제공하도록 구성된 소스 장치(12)를 포함한다. 인코딩된 영상 데이터(13)를 디코딩하기 위한 목적지 장치(14)에 전송된다.
소스 장치(12)는 인코더(20)를 포함하고, 추가적으로, 즉 선택적으로, 예를 들어 영상 소스(16), 프리프로세서(또는 프리프로세싱 유닛)(18), 예를 들어 영상 프리프로세서(18) 및 통신 인터페이스 또는 통신 유닛(22)를 포함할 수 있다.
영상 소스(16)는 임의의 종류의 영상 캡처 장치, 예를 들어 실제 영상을 캡처하기 위한 카메라, 및/또는 임의의 종류의 영상 생성 장치, 예를 들어 컴퓨터 애니메이션을 생성하기 위한 컴퓨터 그래픽 프로세서, 및/또는 실제 영상, 컴퓨터 생성 영상(예를 들어, 화면 콘텐츠, 가상 현실(virtual reality, VR) 영상) 및/또는 이들의 임의의 조합(예를 들어, 증강 현실(augmented reality, AR) 영상)을 포함할 수 있다. 영상 소스는 전술한 화상 중 임의의 것을 저장하는 임의의 종류의 메모리 또는 스토리지일 수 있다.
프리프로세서(18) 및 프리프로세싱 유닛(18)에 의해 수행되는 처리와 구별하여, 영상 또는 영상 데이터(17)는 또한 원시 화상 또는 원시 영상 데이터(17)로 지칭될 수 있다.
프리프로세서(18)는 (원본) 영상 데이터(17)를 수신하고 영상 데이터(17)에 대해 프리프로세싱을 수행하여 프리프로세싱된 화상(19) 또는 프리프로세싱된 영상 데이터(19)를 획득하도록 구성된다. 프리프로세서(18)에 의해 수행되는 프리프로세싱은 예를 들어 트리밍, 컬러 포맷 변환(예를 들어 RGB에서 YCbCr로), 컬러 보정 또는 노이즈 제거를 포함할 수 있다. 프리프로세싱 유닛(18)은 선택적 구성 요소일 수 있음을 이해할 수 있다.
비디오 인코더(20)는 프리프로세싱된 영상 데이터(19)를 수신하고 인코딩된 영상 데이터(21)를 제공하도록 구성된다(자세한 내용은 예를 들어, 도 2에 기초하여 이하에서 설명될 것이다).
소스 장치(12)의 통신 인터페이스(22)는 인코딩된 영상 데이터(21)를 수신하고, 인코딩된 영상 데이터(21)(또는 그의 임의의 추가 처리된 버전)를 통신 채널(13)을 통해 다른 장치, 예를 들어 저장 또는 직접 재구성을 위한 목적지 장치(14) 또는 임의의 다른 장치로 전송하도록 구성될 수 있다.
수신 장치(14)는 디코더(30)(예를 들어, 비디오 디코더(30))를 포함하고, 추가적으로, 즉 선택적으로 통신 인터페이스 또는 통신 유닛(28), 포스트프로세서(32)(또는 포스트프로세싱 유닛(32)) 및 디스플레이 장치(34)를 포함할 수 있다.
목적지 장치(14)의 통신 인터페이스(28)는 예를 들어 인코딩된 영상 데이터(21)(또는 그것의 임의의 추가 처리된 버전)를 수신하도록 구성되며, 예를 들어 소스 장치(12)로부터 직접 또는 다른 소스, 예를 들어 저장 장치, 예를 들어, 인코딩된 영상 데이터 저장 장치로부터 수신하고, 그 인코딩된 영상 데이터(21)를 디코더(30)에 제공하도록 구성된다.
통신 인터페이스(22) 및 통신 인터페이스(28)는 예를 들어 소스 장치(12)와 목적지 장치(14) 사이의 직접 통신 링크, 예를 들어 직접 유선 또는 무선 연결 또는 모든 종류의 네트워크, 예를 들어, 유선 또는 무선 네트워크 또는 이들의 조합, 또는 모든 종류의 사설 및 공용 네트워크, 또는 이들의 모든 종류의 조합을 통해 인코딩된 영상 데이터(21) 또는 인코딩된 데이터(13)를 전송 또는 수신하도록 구성될 수 있다.
통신 인터페이스(22)는 예를 들어 인코딩된 영상 데이터(21)를 적절한 포맷, 예를 들어, 패킷으로 패키지화하고, 및/또는 통신 링크 또는 통신 네트워크를 통한 전송을 위한 임의의 종류의 전송 인코딩 또는 처리를 사용하여 인코딩된 영상 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다.
통신 인터페이스(22)의 대응물을 형성하는 통신 인터페이스(28)는 예를 들어, 전송된 데이터를 수신하고 임의의 종류의 대응하는 전송 디코딩 또는 프로세싱 및/또는 디패키징을 사용하여 전송 데이터를 처리하여 인코딩된 영상 데이터(21)를 획득하도록 구성될 수 있다.
통신 인터페이스(22) 및 통신 인터페이스(28) 모두는 소스 장치(12)에서 목적지 장치(14)를 가리키는 도 1a의 통신 채널(13)에 대한 화살표로 표시된 단방향 통신 인터페이스 또는 양방향 통신 인터페이스로서 구성될 수 있으며, 예를 들어 메시지 보내기 및 받기, 예를 들어, 연결을 설정하고, 통신 링크 및/또는 데이터 전송, 예를 들어 인코딩된 영상 데이터 전송과 관련된 기타 정보를 확인하고 교환한다.
디코더(30)는 인코딩된 영상 데이터(21)를 수신하고 디코딩된 영상 데이터(31) 또는 디코딩된 영상(31)을 제공하도록 구성된다(더 자세한 내용은 예를 들어, 도 3 또는 도 5에 기초하여 후술될 것이다).
목적지 장치(14)의 포스트프로세서(32)는 예를 들어 디코딩된 영상 데이터(31)(또한 재구성된 영상 데이터라고도 함), 예를 들어 디코딩된 영상(31)을 포스트프로세싱하여, 포스트프로세싱된 영상 데이터(33), 예를 들어 포스트프로세싱된 영상(33)을 획득한다. 포스트프로세싱 유닛(32)에 의해 수행되는 포스트프로세싱은 예를 들어, 색상 형식 변환(예를 들어, YCbCr에서 RGB로), 색상 보정, 트리밍 또는 리샘플링 또는 예를 들어, 디스플레이, 예를 들어, 디스플레이 장치(34)에 의해 디코딩된 영상 데이터(31)를 준비하기 위해 임의의 다른 처리를 포함할 수 있다.
목적지 장치(14)의 디스플레이 장치(34)는 예를 들어 영상을 사용자 또는 뷰어에게 디스플레이하기 위해 포스트프로세싱된 영상 데이터(33)를 수신하도록 구성된다. 디스플레이 장치(34)는 예를 들어 재구성된 화상을 표현하기 위한 임의의 종류의 디스플레이, 통합 또는 외부 디스플레이 또는 모니터를 포함할 수 있다. 디스플레이는 예를 들어 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diodes, OLED) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 프로젝터, 마이크로 LED 디스플레이, 액정 온 실리콘(liquid crystal on silicon, LCoS), 디지털 조명 프로세서(digital light processor, DLP) 또는 기타 모든 종류의 디스플레이로 구성된다.
도 1a는 소스 장치(12) 및 목적지 장치(14)를 별개의 장치로서 도시하지만, 장치의 실시예는 소스 장치(12) 또는 대응하는 기능 및 목적지 장치(14) 또는 대응하는 기능 모두 또는 둘 모두를 포함할 수도 있다. 이러한 실시예에서, 소스 장치(12) 또는 대응하는 기능 및 목적지 장치(14) 또는 대응하는 기능은 동일한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 사용하거나 별개의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다.
설명에 기초하여 당업자에게 명백한 바와 같이, 도 1a에 도시된 바와 같이 소스 장치(12) 및/또는 대상 장치(14) 내의 상이한 유닛 또는 기능의 존재 및(정확한) 분할은 실제 장치 및 응용 프로그램에 따라 달라질 수 있다.
인코더(20)(예를 들어, 비디오 인코더(20)) 또는 디코더(30)(예를 들어, 비디오 디코더(30)) 또는 인코더(20)와 디코더(30) 모두는 도 1b에 도시된 바와 같이 하나 이상의 프로세싱 회로, 예를 들어 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA), 개별 로직, 하드웨어, 비디오 코딩 전용 또는 이들의 조합을 통해 구현될 수 있다. 인코더(20)는 도 2의 인코더(20)와 관련하여 논의된 바와 같이 다양한 모듈을 구현하기 위해 프로세싱 회로(46) 및/또는 여기에 설명된 임의의 다른 인코더 시스템 또는 서브 시스템을 통해 구현될 수 있다. 디코더(30)는 도 3의 디코더(30)와 관련하여 논의된 바와 같이 다양한 모듈을 구현하기 위해 프로세싱 회로(46) 및/또는 여기에 설명된 임의의 다른 디코더 시스템 또는 서브 시스템을 통해 구현될 수 있다. 프로세싱 회로는 후술하는 바와 같이 다양한 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기술이 소프트웨어에서 부분적으로 구현되는 경우, 장치는 소프트웨어에 대한 명령을 적절한 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장할 수 있으며 본 개시의 기술을 수행하기 위해 하나 이상의 프로세서를 사용하여 하드웨어에서 명령을 실행할 수 있다. 비디오 인코더(20) 및 비디오 디코더(30) 중 하나는 예를 들어 도 1b에 도시된 바와 같이 단일 장치에서 결합된 인코더/디코더(CODEC)의 일부로서 통합될 수 있다.
소스 장치(12) 및 대상 장치(14)는 임의의 종류의 핸드헬드 또는 고정 장치, 예를 들어, 노트북 또는 랩톱 컴퓨터, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿 또는 태블릿 컴퓨터, 카메라, 데스크톱 컴퓨터, 셋톱 박스, 텔레비전, 디스플레이 장치, 디지털 미디어 플레이어, 비디오 게임 콘솔, 비디오 스트리밍 장치(예를 들어, 콘텐츠 서비스 서버 또는 콘텐츠 전송 서버), 방송 수신기 장치, 방송 송신기 장치 등이 있으며 운영 체제를 전혀 사용하지 않거나 어떤 종류도 사용할 수 없다. 일부 경우에, 소스 장치(12) 및 목적지 장치(14)는 무선 통신을 위해 장착될 수 있다. 따라서, 소스 장치(12) 및 목적지 장치(14)는 무선 통신 장치일 수 있다.
일부 경우에, 도 1a에 도시된 비디오 코딩 시스템(10)은 단지 예일 뿐이며, 본 출원의 기술은 인코딩 및 디코딩 장치 사이의 임의의 데이터 통신을 반드시 포함하지 않는 비디오 코딩 설정(예를 들어, 비디오 인코딩 또는 비디오 디코딩)에 적용될 수 있다. 다른 예들에서, 데이터는 로컬 메모리로부터 검색되거나, 네트워크 등을 통해 스트리밍된다. 비디오 인코딩 장치는 데이터를 인코딩하고 메모리에 저장할 수 있고 및/또는 비디오 디코딩 장치는 메모리로부터 데이터를 검색하고 디코딩할 수 있다. 일부 예들에서, 인코딩 및 디코딩은 서로 통신하지 않고 단순히 데이터를 메모리로 인코딩 및/또는 메모리로부터 데이터를 검색 및 디코딩하는 장치에 의해 수행된다.
설명의 편의를 위해, 본 발명의 실시예는 예를 들어, 고효율 비디오 코딩(High- efficiency Video Coding, HEVC) 또는 버서타일 비디오 코딩(Versatile Video Coding, VVC)를 참조하여 여기에 설명되며, 차세대 비디오 코딩 표준은 ITU-T VCEG(Video Coding Experts Group) 및 ISO/IEC MPEG(Motion Picture Experts Group)의 비디오 코딩(JCT-VC)에 대한 합동 협력 팀에 의해 개발되었다. 당업자는 본 발명의 실시예가 HEVC 또는 VVC로 제한되지 않음을 이해할 것이다.
인코더 및 인코딩 방법
도 2는 본 출원의 기술을 구현하도록 구성된 예시적인 비디오 인코더(20)의 개략적인 블록도를 도시한다. 도 2의 예에서, 비디오 인코더(20)는 입력(201)(또는 입력 인터페이스(201)), 잔여 계산 유닛(204), 변환 프로세싱 유닛(206), 양자화 유닛(208), 역 양자화 유닛(210) 및 역변환 프로세싱 유닛(212), 재구성 유닛(214), 루프 필터 유닛(220), 디코딩된 영상 버퍼(DPB)(230), 모드 선택 유닛(260), 엔트로피 인코딩 유닛(270) 및 출력(272)(또는 출력 인터페이스(272))을 포함한다. 모드 선택 유닛(260)은 인터 예측 유닛(244), 인트라 예측 유닛(254) 및 분할 유닛(262)을 포함할 수 있다. 인터 예측 유닛(244)은 모션 추정 유닛 및 모션 보상 유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 비디오 인코더(20)는 또한 하이브리드 비디오 인코더 또는 하이브리드 비디오 코덱에 따른 비디오 인코더로 지칭될 수 있다.
잔여 계산 유닛(204), 변환 프로세싱 유닛(206), 양자화 유닛(208), 모드 선택 유닛(260)은 인코더(20)의 순방향 신호 경로를 형성하는 것으로 지칭될 수 있는 반면, 역 양자화 유닛(210), 역변환 프로세싱 유닛(212), 재구성 유닛(214), 버퍼(216), 루프 필터(220), 디코딩된 영상 버퍼(DPB)(230), 인터 예측 유닛(244) 및 인트라 예측 유닛(254)은 비디오 인코더의 역방향 신호 경로를 형성하는 것으로 지칭될 수 있으며, 여기서 비디오 인코더(20)의 역방향 신호 경로는 디코더의 신호 경로에 대응한다(도 3의 비디오 디코더(30) 참조). 역 양자화 유닛(210), 역변환 프로세싱 유닛(212), 재구성 유닛(214), 루프 필터(220), 디코딩 영상 버퍼(decoding picture buffer, DPB)(230), 인터 예측 유닛(244) 및 인트라 예측 유닛(254)도 비디오 인코더(20)의 "내장 디코더"를 형성하는 것으로 지칭된다.
영상 및 영상 분할(영상 및 블록)
인코더(20)는 예를 들어, 입력(201)을 통해, 예를 들어 영상(17)(또는 영상 데이터 17), 예를 들어 비디오 또는 비디오 시퀀스를 형성하는 일련의 영상으로 이루어진 영상을 수신하도록 구성될 수 있다. 수신된 화상 또는 영상 데이터는 또한 프리프로세싱된 화상(19)(또는 프리프로세싱된 영상 데이터(19))일 수 있다. 간단하게 하기 위해 다음 설명은 영상(17)을 참조한다. 영상(17)은 또한 현재 영상 또는 코딩될 영상으로 지칭될 수 있다(특히, 현재 영상을 다른 영상, 예를 들어 동일한 비디오 시퀀스, 예를 들어 현재 영상도 포함하는 비디오 시퀀스의 이전에 인코딩된 및/또는 디코딩된 영상과구별하기 위한 비디오 코딩에서).
(디지털) 영상은 강도 값이 있는 2 차원 어레이 또는 샘플 행렬이거나 간주될 수 있다. 어레이의 샘플은 픽셀(영상 요소의 축약어) 또는 펠(pel)이라고도 한다. 어레이 또는 영상의 수평 및 수직 방향(또는 축)의 샘플 수는 영상의 크기 및/또는 해상도를 정의한다. 색상 표현을 위해 일반적으로 세 가지 색 요소가 사용되며, 즉, 영상이 표현되거나 세 개의 샘플 어레이를 포함할 수 있다. RBG 형식 또는 색 공간에서 영상은 해당하는 빨강, 녹색 및 파랑 샘플 어레이로 구성된다. 그러나 비디오 코딩에서 각 픽셀은 일반적으로 휘도 및 색차 형식 또는 색 공간, 예를 들어 YCbCr로 표현되며, 이것은 Y로 표시된 휘도 성분(때때로 L이 대신 사용됨)과 Cb 및 Cr로 표시된 두 개의 색차 성분을 포함한다. 휘도(또는 루마로 약칭) 성분 Y는(예를 들어, 그레이-스케일 영상에서와 같이) 밝기 또는 그레이 레벨 강도를 나타내는 반면, 두 가지 색차(또는 크로마로 약칭) 성분 Cb 및 Cr은 색도 또는 색상 정보 성분을 나타낸다. 따라서, YCbCr 형식의 영상은 휘도 샘플 값(Y)의 휘도 샘플 어레이와 색차 값(Cb 및 Cr)의 두 색차 샘플 어레이로 구성된다. RGB 형식의 영상은 YCbCr 형식으로 변환 또는 전환될 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 이 프로세스는 색상 변환 또는 변환이라고도 한다. 영상이 단색인 경우 영상은 휘도 샘플 어레이만 포함할 수 있다. 따라서, 영상은 예를 들어 단색 형식의 루마 샘플 어레이 또는 루마 샘플 어레이와 4:2:0, 4:2:2, 및 4:4:4 색상 형식의 두 개의 대응하는 크로마 샘플 어레이일 수 있다.
비디오 인코더(20)의 실시예는 영상(17)을 복수의(전형적으로 겹치지 않는) 영상 블록(203)으로 분할하도록 구성된 영상 분할 유닛(도 2에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 이러한 블록은 또한 루트 블록, 매크로 블록(H.264/AVC) 또는 코딩 트리 블록(CTB) 또는 코딩 트리 유닛(CTU)(H.265/HEVC 및 VVC)으로 지칭될 수 있다. 영상 분할 유닛은 비디오 시퀀스의 모든 영상에 대해 동일한 블록 크기 및 그 블록 크기를 정의하는 해당 그리드를 사용하거나 영상 또는 서브세트 또는 영상 그룹 간의 블록 크기를 변경하고 각 영상을 해당 블록으로 분할하도록 구성될 수 있다.
추가 실시예에서, 비디오 인코더는 예를 들어 영상(17)의 블록(203), 예를 들어 영상(17)을 형성하는 하나, 수 또는 모든 블록을 직접 수신하도록 구성될 수 있다. 영상 블록(203)은 또한 코딩될 현재 영상 블록 또는 영상 블록으로 지칭될 수 있다.
영상(17)과 같이, 영상 블록(203)은 영상(17)보다 작은 차원이지만, 강도 값(샘플 값)을 갖는 2 차원 어레이 또는 샘플의 매트릭스이거나 간주될 수 있다. 다시 말해, 블록(203)은 예를 들어, 하나의 샘플 어레이(예를 들어, 흑백 영상(17)의 경우 루마 어레이, 컬러 영상(17)의 경우 루마 또는 크로마 어레이) 또는 세 개의 샘플 어레이(예를 들어, 컬러 영상(17)의 경우 루마 및 두 개의 크로마 어레이) 또는 적용된 색상 형식에 따라 다른 수 및/또는 종류의 어레이를 포함할 수 있다. 블록(203)의 수평 및 수직 방향(또는 축)의 샘플의 수는 블록(203)의 크기를 정의한다. 따라서, 블록은 예를 들어 샘플의 MxN(M-열xN-행) 어레이 또는 변환 계수의 MxN 어레이일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같은 비디오 인코더(20)의 실시예는 예를 들어 블록 단위로 영상(17)을 인코딩하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어, 인코딩 및 예측은 블록(203)마다 수행된다.
잔여 계산
잔여 계산 유닛(204)은 예를 들어, 영상 블록(203) 및 예측 블록(265)(예측 블록(265)에 대한 추가 자세한 내용이 나중에 제공됨)에 기초하여 잔여 블록(205)(잔여(205)라고도 함)을 계산하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어 영상 블록(203)의 샘플 값으로부터 예측 블록(265)의 샘플 값을 감산하여 샘플 도메인에서 잔여 블록(205)을 획득한다.
변환
변환 프로세싱 유닛(206)은 변환 도메인에서 변환 계수(207)를 획득하기 위해 잔여 블록(205)의 샘플 값에 대해 변환, 예를 들어, 이산 코사인 변환(discrete cosine transform, DCT) 또는 이산 사인 변환(discrete sine transform, DST)을 적용하도록 구성될 수 있다. 변환 계수(207)는 또한 변환 잔여 계수로 지칭될 수 있고 변환 도메인에서 잔여 블록(205)을 나타낼 수 있다.
변환 프로세싱 유닛(206)은 H.265/HEVC에 대해 지정된 변환과 같은 DCT/DST의 정수 근사치를 적용하도록 구성될 수 있다. 직교 DCT 변환과 비교할 때 이러한 정수 근사는 일반적으로 특정 요인에 의해 조정된다. 순방향 및 역변환에 의해 처리되는 잔여 블록의 표준(norm)을 보존하기 위해 추가 스케일링 계수가 변환 프로세스의 일부로 적용된다: 스케일링 계수는 일반적으로 시프트 연산에 대해 2의 거듭제곱인 스케일링 계수, 변환 계수의 비트 깊이, 정확도와 구현 비용 간의 균형 등 특정 제약 조건에 기초하여 선택된다. 특정 스케일링 계수는 예를 들어 역변환, 예를 들어 역변환 프로세싱 유닛(212)에 의해(그리고 대응하는 역변환, 예를 들어 비디오 디코더(30)의 역변환 프로세싱 유닛(312)에 의해)에 대해 지정되고, 인코더(20)에서 예를 들어 변환 프로세싱 유닛(206)에 의한 순방향 변환을 위한 대응하는 스케일링 인 자는 그에 따라 지정될 수 있다.
비디오 인코더(20)(각각 변환 프로세싱 유닛(206))의 실시예는 예를 들어, 변환 파라미터를 출력하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어, 비디오 디코더(30)가 디코딩을 위해 변환 파라미터를 수신하고 사용할 수 있도록 엔트로피 인코딩 유닛(270)을 통해 직접 또는 인코딩되거나 압축된 변환 또는 변환들의 유형을 출력하도록 구성될 수 있다.
양자화
양자화 유닛(208)은 예를 들어 스칼라 양자화 또는 벡터 양자화를 적용함으로써 양자화된 계수(209)를 획득하기 위해 변환 계수(207)를 양자화하도록 구성될 수 있다. 양자화된 계수(209)는 또한 양자화된 변환 계수(209) 또는 양자화된 잔여 계수(209)로 지칭될 수 있다.
양자화 프로세스는 변환 계수(207)의 일부 또는 전부와 연관된 비트 깊이를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, n-비트 변환 계수는 양자화 동안 m-비트 변환 계수로 반올림될 수 있으며, 여기서 n은 m보다 크다. 양자화의 정도는 양자화 파라미터(QP)를 조정함으로써 수정될 수 있다. 예를 들어, 스칼라 양자화의 경우 더 미세하거나 거친 양자화를 달성하기 위해 다른 스케일링이 적용될 수 있다. 더 작은 양자화 단계 크기는 더 미세한 양자화에 대응하는 반면, 더 큰 양자화 단계 크기는 더 거친 양자화에 대응한다. 적용 가능한 양자화 스텝 크기는 양자화 파라미터(QP)로 표시될 수 있다. 양자화 파라미터는 예를 들어 적용 가능한 양자화 단계 크기의 미리 정의된 세트에 대한 인덱스일 수 있다. 예를 들어, 작은 양자화 파라미터는 미세 양자화(작은 양자화 단계 크기)에 대응할 수 있고 큰 양자화 파라미터는 거친 양자화(큰 양자화 단계 크기)에 대응하거나 그 반대일 수 있다. 양자화는 양자화 단계 크기에 의한 분할을 포함할 수 있으며 예를 들어 역 양자화 유닛(210)에 의한 대응하는 및/또는 역양자화는 양자화 스텝 크기에 의한 곱셈을 포함할 수 있다. 일부 표준에 따른 실시예, 예를 들어 HEVC는 양자화 단계 크기를 결정하기 위해 양자화 파라미터를 사용하도록 구성될 수 있다. 일반적으로 양자화 스텝 크기는 나눗셈을 포함하는 식의 고정 소수점 근사를 사용하여 양자화 파라미터를 기반으로 계산될 수 있다. 잔여 블록의 표준을 복원하기 위해 양자화 및 역 양자화에 추가 스케일링 계수가 도입될 수 있으며, 이는 양자화 단계 크기 및 양자화 파라미터에 대한 방정식의 고정 소수점 근사에 사용되는 스케일링으로 인해 수정될 수 있다. 하나의 예시적인 구현에서, 역변환 및 역 양자화의 스케일링이 결합될 수 있다. 대안으로, 맞춤형 양자화 테이블이 사용되어 인코더에서 디코더로 신호를 비트스트림으로 보낼 수 있다. 양자화는 손실 연산이며, 양자화 단계 크기가 증가함에 따라 손실이 증가한다.
비디오 인코더(20)(각각 양자화 유닛(208))의 실시예는 양자화 파라미터(QP)를 출력하도록 구성될 수 있는데, 예를 들어, 비디오 디코더(30)가 디코딩을 위해 양자화 파라미터를 수신하고 적용할 수 있도록, 직접적으로 또는 엔트로피 인코딩 유닛(270)을 통해 인코딩된다
역 양자화
역 양자화 유닛(210)은 예를 들어 양자화 유닛(208)과 동일한 양자화 단계 크기에 기초하거나 이를 사용하여 양자화 유닛(208)에 의해 적용된 양자화 방식의 역을 적용함으로써 역 양자화된 계수(211)를 획득하기 위해 양자화된 계수들에 양자화 유닛(208)의 역 양자화를 적용하도록 구성된다. 역 양자화된 계수(211)는 또한 역 양자화된 잔여 계수(211)라고도 지칭될 수 있고 변환 계수(207) - 통상적으로 양자화에 의한 손실로 인한 변환 계수와 동일하지 않더라도 - 에 대응할 수 있다.
역 변환
역 변환 프로세싱 유닛(212)은 변환 프로세싱 유닛(206)에 의해 적용된 변환의 역변환, 예를 들어 역 이산 코사인 변환(DCT) 또는 역 이산 사인 변환(DST) 또는 다른 역변환을 적용하여 샘플 도메인에서 재구성된 잔여 블록(213)(또는 대응하는 역 양자화된 계수(213))을 획득하도록 구성된다. 재구성된 잔여 블록(213)은 또한 변환 블록(213)으로 지칭될 수 있다.
재구성
재구성 유닛(214)(예를 들어, 가산기 또는 합산기(214))는 예를 들어 재구성된 잔여 블록(213)의 샘플 값과 예측 블록(265)의 샘플 값을 샘플 단위로 추가함으로써 예측 블록(265)에 변환 블록(213)(즉, 재구성된 잔여 블록(213))을 추가하여, 샘플 도메인에서 재구성된 블록(215)을 획득하도록 구성된다.
필터링
루프 필터 유닛(220)(또는 "루프 필터"(220)로 약칭)은 재구성된 블록(215)을 필터링하여 필터링된 블록(221)을 얻거나, 일반적으로 재구성된 샘플을 필터링하여 필터링된 샘플 값을 얻도록 구성된다. 루프 필터 유닛은 예를 들어 픽셀 전환을 부드럽게 하거나 비디오 품질을 향상시키도록 구성된다. 루프 필터 유닛(220)은 디블로킹 필터, 샘플 적응 오프셋(sample-adaptive offset, SAO) 필터 또는 하나 이상의 다른 필터, 예를 들어 양방향 필터(bilateral filter), 적응형 루프 필터(addaptive loop filter, ALF), 샤프닝, 스무딩 필터 또는 협업 필터, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 하나 이상의 루프 필터를 포함할 수 있다. 루프 필터 유닛(220)이 인 루프 필터로서 도 2에 도시되어 있지만, 다른 구성에서 루프 필터 유닛(220)은 포스트 루프 필터로 구현될 수 있다. 필터링된 블록(221)은 또한 필터링된 재구성된 블록(221)으로 지칭될 수 있다.
비디오 인코더(20)(각각 루프 필터 유닛(220))의 실시예는 예를 들어, 디코더(30)가 디코딩을 위해 동일한 루프 필터 파라미터 또는 각각의 루프 필터를 수신하고 적용할 수 있도록, 직접 또는 엔트로피 인코딩 유닛(270)을 통해 인코딩된 루프 필터 파라미터(예를 들어, 샘플 적응 오프셋 정보)를 출력하도록 구성될 수 있다.
디코딩된 영상 버퍼
디코딩된 영상 버퍼(DPB)(230)는 비디오 인코더(20)에 의해 비디오 데이터를 인코딩하기 위한 참조 영상 또는 일반적으로 참조 영상 데이터를 저장하는 메모리일 수 있다. DPB(230)는 동기식 DRAM(SDRAM), 자기 저항성 RAM(MRAM), 저항성 RAM(RRAM) 또는 기타 유형의 메모리 장치를 포함한 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)와 같은 다양한 메모리 장치에 의해 형성될 수 있다. 디코딩된 영상 버퍼(DPB)(230)는 하나 이상의 필터링된 블록(221)을 저장하도록 구성될 수 있다. 디코딩된 영상 버퍼(230)는 예를 들어 이전에 필터링된 다른 블록, 예를 들어, 동일한 현재 영상 또는 상이한 영상의 이전에 재구성되고 필터링된 블록(221)을 저장하도록 더 구성될 수 있고, 예를 들어, 인터 예측을 위해, 완전 이전에 재구성된, 즉 디코딩된 영상(및 대응하는 참조 블록 및 샘플) 및/또는 부분적으로 재구성된 현재 영상(및 대응하는 참조 블록 및 샘플)을 제공할 수 있다. 디코딩된 영상 버퍼(DPB)(230)는 또한 재구성된 블록(215)이 루프 필터 유닛(220) 또는 재구성된 블록 또는 샘플의 다른 추가 처리된 버전에 의해 필터링되지 않는 경우 하나 이상의 필터링되지 않은 재구성된 블록(215), 또는 일반적으로 예를 들어 필터링되지 않은 재구성된 샘플을 저장하도록 구성될 수 있다.
모드 선택(파티션 및 예측)
모드 선택 유닛(260)은 파티셔닝 유닛(262), 인터-예측 유닛(244) 및 인트라-예측 유닛(254)을 포함하고, 예를 들어 원본 영상 데이터를 수신하거나 획득하도록 구성되며, 예를 들어, 디코딩된 영상 버퍼(230) 또는 다른 버퍼(예를 들어, 라인 버퍼, 도시되지 않음)로부터 원본 블록(203)(현재 영상(17)의 현재 블록(203)) 및 재구성된 영상 데이터, 예를 들어 필터링된 및/또는 필터링되지 않은 재구성된 샘플 또는 동일한(현재) 화상의 블록 및/또는 하나 또는 복수의 이전에 디코딩된 영상을 수신하거나 획득하도록 구성된다. 재구성된 영상 데이터는 예측 블록(265) 또는 예측기(265)를 획득하기 위해 예를 들어 예측, 인터-예측 또는 인트라-예측을 위한 참조 영상 데이터로서 사용된다.
모드 선택 유닛(260)은 현재 블록 예측 모드(파티션 없음 포함) 및 예측 모드(예를 들어, 인트라 또는 인터 예측 모드)에 대한 파티셔닝을 결정 또는 선택하고, 이에 사용되는 대응하는 예측 블록(265)을 생성하도록 구성될 수 있으며, 예측 블록(265)은 잔여 블록(205)의 계산 및 재구성된 블록(215)의 재구성을 위해 사용된다. 모드 선택 유닛(260)의 실시예는 파티셔닝 및 예측 모드를(예를 들어, 모드 선택 유닛(260)에 의해 지원되거나 사용 가능한 것들로부터) 선택하도록 구성될 수 있으며, 이는 최상의 매칭을 제공하거나 다시 말해, 최소 잔여(최소 잔여는 전송 또는 저장을 위한 더 나은 압축을 의미한다), 또는 최소 시그널링 오버헤드(최소 시그널링 오버헤드는 전송 또는 저장을 위한 더 나은 압축을 의미한다)를 제공하며, 또는 이것은 둘 모두를 고려하거나 균형을 유지한다. 모드 선택 유닛(260)은 레이트 왜곡 최적화(RDO)에 기초하여 분할 및 예측 모드를 결정하도록 구성될 수 있으며, 즉, 최소 레이트 왜곡을 제공하는 예측 모드를 선택하도록 구성될 수 있다. 이 문맥에서 "최상", "최소", "최적" 등과 같은 용어는 반드시 전체 "최상", "최소", "최적" 등을 지칭하는 것은 아니지만 종료 또는 임계 값 또는 기타 제약 조건을 초과하거나 아래로 떨어지는 값과 같은 선택 기준은 잠재적으로 "최적화 이하 선택"으로 이어지지만 복잡성과 처리 시간을 줄인다.
다시 말해, 파티셔닝 유닛(262)은 비디오 시퀀스의 화상을 코딩 트리 유닛(CTU)의 시퀀스로 분할하도록 구성될 수 있고, CTU(203)는 예를 들어 반복적으로 쿼드-트리-파티셔닝(quad-tree-partitioning, QT), 바이너리 파티셔닝(binary partitioning, BT) 또는 트리플-트리-파티셔닝(triple-tree-partitioning, TT) 또는 이들의 임의의 조합을 반복적으로 사용함으로써 더 작은 블록 분할 또는 서브-블록(이것은 다시 블록을 형성된다)으로 추가로 분할될 수 있고, 예를 들어 각 블록 파티션 또는 서브 블록에 대한 예측을 수행할 수 있으며, 모드 선택은 분할된 블록(203)의 트리 구조의 선택을 포함하고 예측 모드는 블록 파티션 또는 서브블록 각각에 적용된다.
다음에서, 예시적인 비디오 인코더(20)에 의해 수행되는(예를 들어, 분할 유닛(260)에 의한) 분할 및 예측 처리(인터-예측 유닛(244) 및 인트라-예측 유닛(254)에 의한)가 더 상세히 설명될 것이다.
파티셔닝
파티셔닝 유닛(262)은 현재 블록(203)을 더 작은 파티션, 예를 들어, 정사각형 또는 직사각형 크기의 더 작은 블록으로 파티셔닝(또는 스플리트)될 수 있다. 이러한 더 작은 블록(서브-블록으로 지칭될 수 있다)은 훨씬 더 작은 파티션으로 추가로 파티셔닝될 수 있다. 이것은 또한 트리 파티셔닝 또는 계층적 트리 파티셔닝이라고도 하며, 여기서 루트 블록, 예를 들어 루트 트리 레벨 0(계층 레벨 0, 깊이 0)에서 재귀적으로 분할될 수 있는데, 예를 들어 다음 하위 트리-레벨의 두 개 이상의 블록, 예를 들어, 트리- 레벨 1(계층 레벨 1, 깊이 1)의 노드로 분할되며, 여기서 이러한 블록은 다시 다음 하위 레벨, 예를 들어 트리 레벨 2(계층 레벨 2, 깊이 2)의 두 개 이상의 블록으로 분할될 수 있으며, 계속 이와 같이 분할되며, 예를 들어, 종료 기준이 만족되었기 때문에, 예를 들어 최대 트리 깊이 또는 최소 블록 크기에 도달되었기 때문에, 분할이 종료될 때까지 계속된다. 더 이상 분할되지 않은 블록은 트리의 리프 블록 또는 리프 노드라고도 한다. 2 개의 파티션으로 분할하는 트리를 바이너리 트리(binary-tree, BT), 3 개의 분할로 분할하는 트리를 터너리 트리(ternary-tree, TT), 4 개의 파티션으로 분할하는 트리를 쿼드-트리(quad-tree, QT)라고 한다.
전술한 바와 같이, 여기서 사용되는 용어 "블록"은 영상의 한 부분, 특히 정사각형 또는 직사각형 부분일 수 있다. 예를 들어, HEVC 및 VVC를 참조하면, 블록은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU), 코딩 유닛(coding unit, CU), 예측 유닛(prediction unit, PU), 및 변환 유닛(transform unit, TU)에 대응하거나, 및/또는 대응하는 블록, 예를 들어, 코딩 트리 블록(coding tree block, CTB), 코딩 블록(coding block, CB), 변환 블록(transform block, TB) 또는 예측 블록(prediction block, PB)에 대응할 수 있다.
예를 들어, 코딩 트리 유닛(CTU)은 루마 샘플로 이루어진 CTB, 3 개의 샘플 어레이를 갖는 영상의 크로마 샘플로 이루어진 2 개의 대응하는 CTB, 또는 단색 영상 또는 샘플을 코딩하는 데 사용되는 세 개의 개별 색상 평면과 신택스 구조를 사용하여 코딩되는 영상의 샘플로 이루어진 CTB일 수 있거나 또는 포함할 수 있다. 이에 상응해서, 코딩 트리 블록(CTB)은 성분을 CTB로 분할하는 것이 파티셔닝이 되도록 N의 일부 값에 대한 샘플의 NxN 블록일 수 있다. 코딩 유닛(CU)은 루마 샘플로 이루어진 코딩 블록, 3 개의 샘플 어레이를 갖는 영상의 크로마 샘플로 이루어진 2 개의 대응하는 코딩 블록, 또는 단색 영상 또는 샘플을 코딩하는 데 사용되는 세 개의 개별 색상 평면 및 신택스 구조를 사용해서 코딩되는 영상의 샘플로 이루어진 코딩 블록이거나 포함할 수 있다. 이에 상응해서, 코딩 블록(CB)은 CTB를 코딩 블록으로 분할하는 것이 파티셔닝이 되도록 M 및 N의 일부 값에 대한 샘플의 MxN 블록일 수 있다.
실시예에서, 예를 들어, HEVC에 따르면, 코딩 트리 유닛(CTU)은 코딩 트리로 표시된 쿼드 트리 구조를 사용하여 CU로 분할될 수 있다. 인터-영상(시간적) 또는 인트라-영상(공간적) 예측을 사용하여 영상 영역을 코딩할지는 리프 CU 레벨에서 결정된다. 각 리프 CU는 PU 분할 유형에 따라 1 개, 2 개 또는 4 개의 PU로 추가로 분할될 수 있다. 하나의 PU 내부에서는 동일한 예측 프로세스가 적용되고 관련 정보가 PU 단위로 디코더로 전송된다. PU 분할 유형에 따른 예측 과정을 적용하여 잔여 블록을 획득한 후, 리프 CU는 CU에 대한 코딩 트리와 유사한 다른 쿼드 트리 구조에 따라 변환 단위(TU)로 분할될 수 있다.
실시예에서, 예를 들어, 버서타일 비디오 코딩(versatile video coding, VVC)이라고 하는, 현재 개발 중인 최신 비디오 코딩 표준(VVC)에 따르면, 쿼드 트리 중첩 다중 유형 트리(Quad-tree and binary tree, QTBT) 파티셔닝은 코딩 블록을 분할하는 데 사용된다. 예를 들어, 코딩 트리 유닛(CTU)은 먼저 쿼드트리 구조에 의해 분할된다. 쿼드트리 리프 노드는 이진 트리 또는 터너리(또는 트리플) 트리 구조에 의해 추가로 분할된다. 트리 리프 노드를 파티셔닝하는 것을 코딩 유닛(CU)로 칭하며 그 세그멘테이션은 추가의 파티셔닝 없이 예측 및 변환 처리에 사용된다. 이것은 CU, PU 및 TU가 QTBT 코딩 블록 구조에서 동일한 블록 크기를 갖는다는 것을 의미한다. 병행하여, 다중 파티션, 예를 들어, 트리플 트리 파티션 역시 QTBT 블록 구조와 함께 사용되도록 제안되었다
일례에서, 비디오 인코더(20)의 모드 선택 유닛(260)은 본 명세서에 설명된 분할 기술의 임의의 조합을 수행하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 비디오 인코더(20)는(예를 들어, 미리 결정된) 예측 모드들의 세트로부터 최상의 또는 최적의 예측 모드를 결정하거나 선택하도록 구성된다. 예측 모드의 세트는 예를 들어 인트라-예측 모드 및/또는 인터-예측 모드를 포함할 수 있다.
인트라 예측
인트라 예측 모드 세트는 35 개의 상이한 인트라 예측 모드, 예를 들어 DC(또는 평균) 모드 및 평면 모드와 같은 비 방향 모드, 또는 예를 들어, HEVC에 정의되어 있는 바와 같은 방향 모드를 포함할 수 있거나, 또는 67 개의 서로 다른 인트라 예측 모드, 예를 들어 DC(또는 평균) 모드 및 평면 모드와 같은 비 방향 모드 또는 VVC에 정의되어 있는 바와 같은 방향 모드를 포함할 수 있다. 버서타일 테스트 모델(Versatile Test Model, VTM) 버전 3.0은 93개의 인트라 예측 모드와 4탭 서브픽셀 인트라 보간 필터링 및 위치 종속 예측 조합(position-dependent prediction combination, PDPC)를 포함한 여러 인트라 스무딩 도구(intra smoothing tool)를 사용한다. PDPC는 DC, PLANAR 또는 각도 인트라 예측 모드를 사용한 인트라 예측의 결과인 예측 샘플의 통일된 수정(가중화) 메커니즘으로 제안된다.
인트라 예측 유닛(254)은 인트라 예측 모드 세트의 인트라 예측 모드에 따라 인트라 예측 블록(265)을 생성하기 위해 동일한 현재 영상의 이웃 블록의 재구성된 샘플을 사용하도록 구성된다.
인트라 예측 유닛(254)(또는 일반적으로 모드 선택 유닛(260))은 인트라-예측 파라미터(또는 블록에 대해 선택된 인트라 예측 모드를 나타내는 일반적인 정보)를 예를 들어, 비디오 디코더(30)가 디코딩을 위해 예측 파라미터를 수신하고 사용할 수 있도록 인코딩된 영상 데이터(21)에 포함시키기 위한 신택스 요소(266)의 형태로 엔트로피 인코딩 유닛(270)에 출력하도록 추가로 구성된다.
인터 예측
(또는 가능한) 인터-예측 모드의 세트는 이용 가능한 참조 영상(즉, 예를 들어 DBP(230)에 저장된 이전의 적어도 부분적으로 디코딩된 영상) 및 기타 인터-예측 파라미터에 따라 달라진다. 전체 참조 영상이든 일부이든, 예를 들어, 참조 영상의 현재 블록 영역 주변의 검색 창 영역은 가장 일치하는 참조 블록을 검색하는 데 사용되며, 그리고/또는 예를 들어 픽셀 보간이 적용되는지, 예를 들어, 하프/세미-펠(half/semi-pel), 쿼터-펠(quarter-pel) 및/또는 1/16 펠 보간이 적용되는지에 따라 달라진다.
상기 예측 모드에 추가적으로, 스킵 모드, 직접 모드 및/또는 다른 인터 예측 모드가 적용될 수 있다.
인터 예측 유닛(244)은 모션 추정(ME) 유닛 및 모션 보상(MC) 유닛(모두도 2에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 모션 추정 유닛은 영상 블록(203)(현재 영상(17)의 현재 영상 블록(203)) 및 디코딩된 영상(231), 또는 적어도 하나 또는 복수의 이전에 재구성된 블록, 예를 들어, 모션 추정을 위해, 하나 또는 복수의 다른/다른/이전에 디코딩된 영상(231)의 재구성된 블록을 수신 또는 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 비디오 시퀀스는 현재 영상 및 이전에 디코딩된 영상(231)을 포함할 수 있거나, 다시 말해, 현재 영상 및 이전에 디코딩된 영상(231)은 비디오 시퀀스를 형성하는 영상의 시퀀스의 일부이거나 형성할 수 있다.
인코더(20)는, 예를 들어, 복수의 다른 영상 중 동일하거나 상이한 영상의 복수의 참조 블록으로부터 참조 블록을 선택하고 참조 블록의 위치(x, y 좌표)와 모션 추정 유닛에 대한 인터 예측 파라미터로서 현재 블록의 위치 사이에서 참조 영상(또는 참조 영상 인덱스) 및/또는 오프셋(공간적 오프셋)을 제공하도록 구성될 수 있다. 이 오프셋은 모션 벡터(MV)라고도 한다.
모션 보상 유닛은 예를 들어, 인터 예측 파라미터를 수신하고 인터 예측 파라미터에 기초하여 또는 인터 예측 파라미터를 사용하여 인터 예측을 수행하여 인터 예측 블록(265)을 획득하도록 구성된다. 모션 보상 유닛에 의해 수행되는 모션 보상은 모션 추정에 의해 결정되는 모션/블록 벡터에 기초하여 예측 블록을 페치하거나 생성하는 것을 포함할 수 있고, 가능하다면 하위 픽셀 정밀도에 대한 보간을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 보간 필터링은 알려진 픽셀 샘플로부터 추가 픽셀 샘플을 생성할 수 있으므로, 화상 블록을 코딩하는 데 사용될 수 있는 후보 예측 블록의 수를 잠재적으로 증가시킬 수 있다. 모션 보상 유닛은 현재 영상 블록의 PU에 대한 모션 벡터를 수신하면, 참조 영상 목록 중 하나에서 모션 벡터가 가리키는 예측 블록을 찾을 수 있다.
모션 보상 유닛은 또한 비디오 슬라이스의 영상 블록을 디코딩할 때 비디오 디코더(30)에 의해 사용되는 블록 및 비디오 슬라이스와 연관된 신택스 요소를 생성할 수 있다.
엔트로피 코딩
엔트로피 인코딩 유닛(270)은 예를 들어, 엔트로피 인코딩 알고리즘 또는 방식(예를 들어, 가변 길이 코딩(variable length coding, VLC) 방식, 컨텍스트 적응형 VLC 방식(context adaptive VLC scheme, CAVLC), 산술 코딩 방식, 이진화, 컨텍스트 적응형 이진 산술 코딩(context adaptive binary arithmetic coding, CABAC), 신택스 기반 컨텍스트 적응 이진 산술 코딩(syntax-based context-adaptive binary arithmetic coding, SBAC), 확률 간격 분할 엔트로피(probability interval partitioning entropy, PIPE) 코딩 또는 다른 엔트로피 인코딩 방법론 또는 기술) 또는 양자화된 계수에 대한 우회(비 압축), 인터 예측 파라미터, 인트라 예측 파라미터, 루프 필터 파라미터 및/또는 예를 들어 인코딩된 비트스트림(21)의 형태로 출력(272)을 통해 출력될 수 있는 인코딩된 영상 데이터(21)를 획득하기 위한 다른 신택스 요소를 적용하도록 구성되며, 이에 따라 예를 들어, 비디오 디코더(30)는 디코딩을 위한 파라미터를 수신하고 사용할 수 있다. 인코딩된 비트스트림(21)은 비디오 디코더(30)로 전송되거나, 나중에 비디오 디코더(30)에 의한 전송 또는 검색을 위해 메모리에 저장될 수 있다.
비디오 인코더(20)의 다른 구조적 변형이 비디오 스트림을 인코딩하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 비 변환 기반 인코더(20)는 특정 블록 또는 프레임에 대해 변환 프로세싱 유닛(206)없이 직접 잔여 신호를 양자화할 수 있다. 다른 구현에서, 인코더(20)는 단일 유닛으로 결합된 양자화 유닛(208) 및 역 양자화 유닛(210)을 가질 수 있다.
디코더 및 디코딩 방법
도 3은 본 출원의 기술을 구현하도록 구성된 비디오 디코더(30)의 예를 도시한다. 비디오 디코더(30)는 인코딩된 영상 데이터(21)(예를 들어 인코딩된 비트스트림(21))를 수신하도록 구성된다. 인코더(20)에 의해 인코딩되어 디코딩된 영상(331)을 획득한다. 인코딩된 영상 데이터 또는 비트스트림은 인코딩된 영상 데이터를 디코딩하기 위한 정보, 예를 들어, 인코딩된 비디오 슬라이스(및/또는 타일 그룹 또는 타일) 및 관련 신택스 요소의 영상 블록을 나타내는 데이터를 포함한다.
도 3의 영상의 예에서, 디코더(30)는 엔트로피 디코딩 유닛(304), 역 양자화 유닛(310), 역변환 프로세싱 유닛(312), 재구성 유닛(314)(예를 들어, 여름(314)), 루프 필터(320), 디코딩된 영상 버퍼(DBP)(330), 모드 적용 유닛(360), 인터 예측 유닛(344) 및 인트라 예측 유닛(354)을 포함한다. 인터 예측 유닛(344)은 모션 보상 유닛이거나 이를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(30)는, 일부 예들에서, 도 2의 비디오 인코더(100)에 대해 설명된 인코딩 패스에 일반적으로 역인 디코딩 패스를 수행할 수 있다.
인코더(20), 역 양자화 유닛(210), 역변환 프로세싱 유닛(212), 재구성 유닛(214), 루프 필터(220), 디코딩 영상 버퍼(DPB)(230)와 관련해서 설명된 바와 같이, 인터 예측 유닛(344) 및 인트라 예측 유닛(354)도 역시 비디오 인코더(20)의 "내장 디코더"를 형성하는 것으로 지칭된다. 따라서, 역 양자화 유닛(310)은 기능면에서 역 양자화 유닛(110)과 동일할 수 있고, 역변환 프로세싱 유닛(312)은 기능면에서 역변환 프로세싱 유닛(212)과 동일할 수 있고, 재구성 유닛(314)은 기능면에서 재구성 유닛(214)과 동일할 수 있고, 루프 필터(320)는 기능면에서 루프 필터(220)와 동일할 수 있고, 디코딩된 영상 버퍼(330)는 기능면에서 디코딩된 영상 버퍼(230)와 동일할 수 있다. 따라서, 비디오(20) 인코더의 각 유닛 및 기능에 대해 제공된 설명은 각각의 유닛 및 기능에 대응하여 적용된다.
엔트로피 디코딩
엔트로피 디코딩 유닛(304)은 비트스트림(21)(또는 일반적으로 인코딩된 영상 데이터(21))을 파싱하고, 예를 들어, 양자화된 계수(309) 및/또는 디코딩된 코딩 파라미터(도 3에 도시되지 않음), 예를 들어 인터 예측 파라미터(예를 들어, 참조 영상 인덱스 및 모션 벡터), 인트라 예측 파라미터(예를 들어, 인트라 예측 모드 또는 인덱스), 변환 파라미터, 양자화 파라미터, 루프 필터 파라미터, 및/또는 다른 신택스 요소 중 일부 또는 전부를 획득하기 위해 인코딩된 영상 데이터(21)에 대한 엔트로피 디코딩을 수행하도록 구성된다. 엔트로피 디코딩 유닛(304)은 인코더(20)의 엔트로피 인코딩 유닛(270)과 관련하여 설명된 인코딩 방식에 대응하는 디코딩 알고리즘 또는 방식을 적용하도록 구성될 수 있다. 엔트로피 디코딩 유닛(304)은 인터 예측 파라미터, 인트라 예측 파라미터 및/또는 다른 신택스 요소를 모드 애플리케이션(360)에 제공하고 다른 파라미터를 디코더(30)의 다른 유닛들에 제공하도록 추가로 구성될 수 있다. 비디오 디코더(30)는 비디오 슬라이스 레벨 및/또는 비디오 블록 레벨에서 신택스 요소를 수신할 수 있다.
역 양자화
역 양자화 유닛(310)은 인코딩된 영상 데이터(21)로부터(예를 들어, 엔트로피 디코딩 유닛(304)에 의한, 예를 들어 파싱 및/또는 디코딩에 의해) 양자화 파라미터(QP)(또는 일반적으로 역 양자화와 관련된 정보)를 수신하고 양자화 파라미터에 기초하여 디코딩된 양자화된 계수(309)에 역 양자화를 적용하여 변환 계수(311)라고도 지칭될 수 있는 역 양자화된 계수(311)를 획득하도록 구성될 수 있다. 역 양자화 프로세스는 비디오 인코더(20)에 의해 결정된 양자화 파라미터의 사용을 포함하여 비디오 슬라이스(또는 타일 또는 타일 그룹)의 각 비디오 블록에 대해 양자화 정도 및 마찬가지로 적용되어야 하는 역 양자화 정도를 결정할 수 있다.
역변환
역변환 프로세싱 유닛(312)은 변환 계수(311)라고도 하는 역 양자화된 계수(311)를 수신하고, 샘플 도메인에서 재구성된 잔여 블록(213)을 획득하기 위해 역 양자화된 계수(311)에 변환을 적용하도록 구성될 수 있다. 재구성된 잔여 블록(213)은 또한 변환 블록(313)으로 지칭될 수 있다. 변환은 역변환, 예를 들어 역 DCT, 역 DST, 역 정수 변환 또는 개념적으로 유사한 역변환 프로세스일 수 있다. 역변환 프로세싱 유닛(312)은 역 양자화된 계수(311)에 적용될 변환을 결정하기 위해(예를 들어, 엔트로피 디코딩 유닛(304)에 의한, 예를 들어 파싱 및/또는 디코딩에 의해) 인코딩된 영상 데이터(21)로부터 변환 파라미터 또는 대응하는 정보를 수신하도록 추가로 구성될 수 있다.
재구성
재구성 유닛(314)(예를 들어, 가산기 또는 합산기(314))는 재구성된 잔여 블록(313)을 예측 블록(365)에 추가하여, 예를 들어, 재구성된 잔여 블록(313)의 샘플 값과 예측 블록(365)의 샘플 값을 더함으로써 샘플 도메인에서 재구성된 블록(315)을 획득하도록 구성될 수 있다.
필터링
루프 필터 유닛(320)(코딩 루프에서 또는 코딩 루프 이후)은 예를 들어 필터링된 블록(321)을 획득하기 위해 재구성된 블록(315)을 필터링하도록 구성되며, 예를 들어 픽셀 전환을 부드럽게 하거나 그렇지 않으면 비디오 품질을 향상시킨다. 루프 필터 유닛(320)은 디블로킹 필터, 샘플 적응 오프셋(SAO) 필터 또는 예를 들어 하나 이상의 다른 필터, 예를 들어 적응형 루프 필터(ALF), 잡음 억제 필터(NSF) 또는 이들의 임의의 조합과 같은 하나 이상의 루프 필터를 포함할 수 있다. 일 예에서, 루프 필터 유닛(220)은 디블로킹 필터, SAO 필터 및 ALF 필터를 포함할 수 있다. 필터링 프로세스의 순서는 디블로킹 필터, SAO 및 ALF일 수 있다. 다른 예에서, 크로마 스케일링을 사용한 루마 매핑(luma mapping with chroma scaling, LMCS)(즉, 적응형 인-루프 리셰이퍼)이라는 프로세스가 추가된다. 이 프로세스는 디블로킹 전에 수행된다. 다른 예에서, 디블로킹 필터 프로세스는 예를 들어 내부 서브블록 에지에도 적용될 수 있는데, 예를 들어 아핀 서브블록 에지, ATMVP 서브블록 에지, 서브블록 변환(sub-block transform, SBT) 에지 및 내부 서브 파티션(intra sub-partition, ISP) 에지에 적용될 수 있다. 루프 필터 유닛(320)이 인-루프 필터로서 도 3에 도시되어 있지만, 다른 구성에서 루프 필터 유닛(320)은 포스트 루프 필터로 구현될 수 있다.
디코딩된 영상 버퍼
영상의 디코딩된 비디오 블록(321)은 디코딩된 영상 버퍼(330)에 저장되고, 디코딩된 영상(331)은 다른 영상에 대한 후속 모션 보상 및/또는 각각의 디스플레이를 위한 참조 영상로서 저장된다.
디코더(30)는 사용자에게 표시하거나 보이게 하기 위해 출력(312)을 통해 예를 들어 디코딩된 영상(311)를 출력하도록 구성된다.
예측
인터 예측 유닛(344)은 인터 예측 유닛(244)(특히 모션 보상 유닛에 대해)과 동일할 수 있고, 인트라 예측 유닛(354)은 기능면에서 인터 예측 유닛(254)과 동일할 수 있으며, (예를 들어, 파싱 및/또는 디코딩에 의한, 예를 들어 엔트로피 디코딩 유닛(304)에 의해) 인코딩된 영상 데이터(21)로부터 수신된 파티셔닝 및/또는 예측 파라미터 또는 각각의 정보에 기초하여 분할 또는 분할 결정 및 예측 기반을 수행할 수 있다. 모드 적용 유닛(360)은 예측 블록(365)을 획득하기 위해 재구성된 영상, 블록 또는 각각의 샘플(필터링되거나 필터링되지 않은)에 기초하여 블록 당 예측(인트라 또는 인터 예측)을 수행하도록 구성될 수 있다.
비디오 슬라이스가 인트라 코딩(I) 슬라이스로 코딩될 때, 모드 애플리케이션 유닛(360)의 인트라 예측 유닛(354)은 현재 영상의 이전에 디코딩된 블록으로부터 시그널링된 인트라 예측 모드 및 데이터를 기반으로 현재 비디오 슬라이스의 영상 블록에 대한 예측 블록(365)을 생성하도록 구성된다. 비디오 화상이 인터 코딩된(즉, B 또는 P) 슬라이스로 코딩될 때, 모드 적용 유닛(360)의 인터 예측 유닛(예를 들어, 모션 보상 유닛)은 엔트로피 디코딩 유닛(304)으로부터 수신된 모션 벡터 및 다른 신택스 요소에 기초하여 현재 비디오 슬라이스의 비디오 블록에 대한 예측 블록(365)을 생성하도록 구성된다. 인터 예측을 위해, 예측 블록은 참조 영상 목록 중 하나 내의 참조 영상 중 하나로부터 생성될 수 있다. 비디오 디코더(30)는 DPB(330)에 저장된 참조 영상에 기초한 디폴트 구성 기술을 사용하여 참조 프레임 목록, 목록 0 및 목록 1을 구성할 수 있다.
모드 선택 유닛(360)은 모션 벡터 또는 관련 정보 및 기타 신택스 요소를 파싱하여 현재 비디오 슬라이스의 비디오 블록에 대한 예측 정보를 결정하고, 예측 정보를 사용하여 디코딩중인 현재 비디오 블록에 대한 예측 블록을 생성하도록 구성된다.
예를 들어, 모드 선택 유닛(360)은 수신된 신택스 요소 중 일부를 사용하여 비디오 슬라이스의 비디오 블록을 코딩하는 데 사용되는 예측 모드(예를 들어, 인트라 또는 인터 예측), 인터 예측 슬라이스 유형(예를 들어, B 슬라이스, P 슬라이스 또는 GPB 슬라이스), 슬라이스에 대한 참조 영상 목록 중 하나 이상에 대한 구성 정보, 슬라이스의 각 인터 인코딩된 비디오 블록에 대한 모션 벡터, 슬라이스의 각 인터 코딩된 비디오 블록에 대한 인터 예측 상태 및 기타 현재 비디오 슬라이스의 비디오 블록을 디코딩하기 위한 정보를 결정한다.
비디오 디코더(30)의 다른 변형이 인코딩된 영상 데이터(21)를 디코딩하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디코더(30)는 루프 필터링 유닛(320) 없이 출력 비디오 스트림을 생성할 수 있다. 예를 들어, 비 변환 기반 디코더(30)는 특정 블록 또는 프레임에 대해 역변환 프로세싱 유닛(312)없이 직접 잔여 신호를 역 양자화할 수 있다. 다른 구현에서, 비디오 디코더(30)는 역 양자화 유닛(310) 및 역변환 프로세싱 유닛(312)이 단일 유닛으로 결합될 수 있다.
인코더(20) 및 디코더(30)에서는 현재 단계의 처리 결과를 더 처리한 후 다음 단계로 출력할 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 보간 필터링, 모션 벡터 유도 또는 루프 필터링 이후에, 보간 필터링, 모션 벡터 유도 또는 루프 필터링의 처리 결과에 대해 클립(Clip) 또는 시프트(Shift)와 같은 추가 연산이 수행될 수 있다.
추가 연산이 현재 블록의 유도된 모션 벡터(아핀 모드의 제어점 모션 벡터, 아핀, 평면, ATMVP 모드, 시간적 모션 벡터 등을 포함하되 이에 제한되지 않음)에 적용될 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 모션 벡터의 값은 그 대표 비트에 따라 미리 정의된 범위로 제한된다. 모션 벡터의 대표 비트가 bitDepth이면 범위는 -2^(bitDepth-1) ~ 2^(bitDepth-1)-1이며 여기서 "^"는 지수를 의미한다. 예를 들어 bitDepth가 16으로 설정되면 범위는 -32768 ~ 32767이다. bitDepth가 18로 설정되면 범위는 -131072 ~ 131071이다. 예를 들어, 유도된 모션 벡터의 값(예를 들어, 하나의 8x8 블록 내 4 개의 4x4 서브 블록의 MV)은 4 개의 4x4 서브 블록 MV의 정수 부분 간의 최대 차이가 N 개의 픽셀보다 많지 않도록, 예를 들어 1 픽셀보다 많지 않도록 제한된다. 여기에서는 bitDepth에 따라 모션 벡터를 제한하는 두 가지 방법을 제공한다.
방법 1: 이하의 연산에 의해 오버플로 최상위 비트(most significant bit, MSB)를 제거한다
ux= ( mvx+2bitDepth ) % 2bitDepth (1)
mvx = ( ux >= 2bitDepth-1 ) ? (ux - 2bitDepth ) : ux (2)
uy= ( mvy+2bitDepth ) % 2bitDepth (3)
mvy = ( uy >= 2bitDepth-1 ) ? (uy - 2bitDepth ) : uy (4)
여기서 mvx는 이미지 블록 또는 서브 블록의 모션 벡터의 수평 성분이고, mvy는 이미지 블록 또는 서브 블록의 모션 벡터의 수직 성분이며, ux와 uy는 중간 값을 나타낸다.
예를 들어 mvx의 값이 -32769이면, 식 (1)과 식 (2)를 적용한 후, 결과 값은 32767이다. 컴퓨터 시스템에서 십진수는 2의 보수로 저장된다. -32769의 2의 보수는 1,0111,1111,1111,1111(17 비트)이고 MSB는 폐기되므로 결과적으로 2의 보수는 0111,1111,1111,1111(10 진수는 32767)이며 이는 식 (1) 및 식 (2)를 적용한 출력과 동일하다.
ux= ( mvpx + mvdx +2bitDepth ) % 2bitDepth (5)
mvx = ( ux >= 2bitDepth-1 ) ? (ux - 2bitDepth ) : ux (6)
uy= ( mvpy + mvdy +2bitDepth ) % 2bitDepth (7)
mvy = ( uy >= 2bitDepth-1 ) ? (uy - 2bitDepth ) : uy (8)
연산은 식(5) 내지 식(8)에 나타난 바와 같이 mvp와 mvd의 합산 동안 적용될 수 있다.
방법 2: 값을 클리핑하여 오버플로 MSB 제거한다
vx = Clip3(-2bitDepth-1, 2bitDepth-1 -1, vx)
vy = Clip3(-2bitDepth-1, 2bitDepth-1 -1, vy)
여기서 vx는 이미지 블록 또는 서브 블록의 모션 벡터의 수평 성분이고, vy는 이미지 블록 또는 서브 블록의 모션 벡터의 수직 성분이며; x, y 및 z는 각각 MV 클리핑 프로세스의 세 입력 값에 대응하며 Clip3 함수의 정의는 다음과 같다:
Clip3( x, y, z ) =
Figure pct00007
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 비디오 코딩 장치(400)의 개략도이다. 비디오 코딩 장치(400)는 여기에 설명된 바와 같이 개시된 실시예들을 구현하기에 적합하다. 일 실시예에서, 비디오 코딩 장치(400)는 도 1a의 비디오 디코더(30) 또는 도 1a의 비디오 인코더(20)와 같은 인코더일 수 있다.
비디오 코딩 장치(400)는 데이터를 수신하기 위한 수신 포트(410)(또는 입력 포트(410)) 및 수신기 유닛(Rx)(420); 데이터를 처리하는 프로세서, 로직 유닛 또는 중앙 처리 장치(CPU)(430); 데이터를 전송하기 위한 송신기 유닛(Tx)(440) 및 출구 포트(450)(또는 출력 포트(450); 및 데이터를 저장하기 위한 메모리(460)를 포함한다. 비디오 코딩 장치(400)는 또한 광학적 또는 전기적 신호의 유출 또는 유입을 위해 입력 포트(410), 수신기 유닛(420), 송신기 유닛(440) 및 송신 포트(450)에 결합된 광-전기(OE) 컴포넌트 및 전기-광(EO) 컴포넌트를 포함할 수 있다.
프로세서(430)는 하드웨어 및 소프트웨어로 구현된다. 프로세서(430)는 하나 이상의 CPU 칩, 코어(예를 들어, 멀티 코어 프로세서), FPGA, ASIC 및 DSP로 구현될 수 있다. 프로세서(430)는 입구 포트(410), 수신기 유닛(420), 송신기 유닛(440), 출구 포트(450) 및 메모리(460)와 통신한다. 프로세서(430)는 코딩 모듈(470)을 포함한다. 코딩 모듈(470)은 위에서 설명된 개시된 실시예를 구현한다. 예를 들어, 코딩 모듈(470)은 다양한 코딩 동작을 구현, 처리, 준비 또는 제공한다. 따라서 코딩 모듈(470)의 포함은 비디오 코딩 장치(400)의 기능에 실질적인 개선을 제공하고 비디오 코딩 장치(400)의 다른 상태로의 변환에 영향을 미친다. 대안적으로, 코딩 모듈(470)은 메모리(460)에 저장되고 프로세서(430)에 의해 실행되는 명령어로서 구현된다.
메모리(460)는 하나 이상의 디스크, 테이프 드라이브 및 솔리드 스테이트 드라이브를 포함할 수 있으며 오버 플로우 데이터 저장 장치로 사용될 수 있으며, 이러한 프로그램이 실행을 위해 선택될 때 프로그램을 저장하고 프로그램 실행 중에 읽는다. 메모리(460)는 예를 들어, 휘발성 및/또는 비 휘발성일 수 있고 읽기 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 터너리 콘텐츠 주소 지정 가능 메모리(TCAM) 및/또는 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM)일 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예에 따라 도 1의 소스 장치(12) 및 목적지 장치(14) 중 하나 또는 둘 모두로서 사용될 수 있는 장치(500)의 단순화된 블록도이다.
장치(500)의 프로세서(502)는 중앙 처리 장치일 수 있다. 대안적으로, 프로세서(502)는 현재 존재하거나 향후 개발될 정보를 조작하거나 처리할 수 있는 임의의 다른 유형의 장치 또는 다중 장치일 수 있다. 개시된 구현은 도시된 바와 같이 단일 프로세서, 예를 들어 프로세서(502)로 실행될 수 있지만, 속도 및 효율성의 이점은 하나 이상의 프로세서를 사용하여 달성될 수 있다.
장치(500)의 메모리(504)는 구현에서 읽기 전용 메모리(ROM) 장치 또는 랜덤 액세스 메모리(RAM) 장치일 수 있다. 임의의 다른 적절한 유형의 저장 장치가 메모리(504)로서 사용될 수 있다. 메모리(504)는 버스(512)를 사용하여 프로세서(502)에 의해 액세스되는 코드 및 데이터(506)를 포함할 수 있다. 메모리(504)는 운영 체제(508) 및 애플리케이션 프로그램(510)을 더 포함할 수 있다. 애플리케이션(510)은 프로세서(502)가 여기에 설명된 방법을 수행하도록 허용하는 적어도 하나의 프로그램을 포함한다. 예를 들어, 애플리케이션 프로그램(510)은 여기에 설명된 방법을 수행하는 비디오 코딩 애플리케이션을 더 포함하는 애플리케이션 1 내지 N을 포함할 수 있다.
장치(500)는 또한 디스플레이(518)와 같은 하나 이상의 출력 장치를 포함할 수 있다. 디스플레이(518)는, 일례에서, 디스플레이를 터치 입력을 감지하도록 작동 가능한 터치 감지 요소와 결합하는 터치 감지 디스플레이일 수 있다. 디스플레이(518)는 버스(512)를 통해 프로세서(502)에 연결될 수 있다.
여기서는 단일 버스로 도시되어 있지만, 장치(500)의 버스(512)는 다중 버스로 구성될 수 있다. 또한, 보조 저장소(514)는 장치(500)의 다른 구성 요소에 직접 결합될 수 있거나 네트워크를 통해 액세스될 수 있고 메모리 카드와 같은 단일 통합 유닛 또는 다중 메모리 카드와 같은 다중 유닛을 포함할 수 있다. 따라서 장치(500)는 매우 다양한 구성으로 구현될 수 있다.
단순화된 PDPC의 특정 구현은 현재 픽처 블록의 샘플에 대한 예측 값을 유도하는 데 사용되는 인트라 예측 모드에 따라 상이하게 수행될 수 있다.
평면, DC, 수평/수직 인트라 예측 모드(도 7 및 도 8에서 각각 0, 1, 18, 50으로 표시됨)에 대해 다음의 단계가 수행될 수 있다:
(x, y)에 위치하는 샘플 P(x,y)의 예측 값에 대한 샘플
Figure pct00008
의 가중 예측 값은 다음과 같이 계산된다:
Figure pct00009
(1)
여기서 Rx,-1, R-1,y는 현재 샘플(x, y)의 상단 및 좌측에 위치하는 참조 샘플을 나타내고, R-1,-1은 데이터의 좌측 상단에 위치하는 참조 샘플을 나타내고, 현재 블록에서 clip1Cmp 함수는 다음과 같이 설정된다:
- 현재 블록의 색상 성분을 지정하는 cIdx가 0이면 clip1Cmp가 Clip1Y와 동일하게 설정된다.
- 그렇지 않으면 clip1Cmp가 Clip1C와 동일하게 설정된다.
Clip1Y ( x ) = Clip3( 0, ( 1 << BitDepthY ) - 1, x )
Clip1CC( x ) = Clip3( 0, ( 1 << BitDepthC ) - 1, x )
Clip3( x, y, z ) =
Figure pct00010
BitDepthY는 루마 샘플의 비트 깊이이다.
BitDepthC는 크로마 샘플의 비트 깊이이다.
BitDepthY 및 BitDepthC는 비트스트림의 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set, SPS)에서 시그널링될 수 있다.
Clip1Y( x ) 및 Clip1C( x )의 대체 정의가 가능하다. 특히, JVET-C0040 "JEM2.0에서의 적응 클리핑(Adaptive Clipping in JEM2.0)"에서 F. Galpin, P. Bordes 및 F. Le Leannec가 설명한 것처럼,
Figure pct00011
이고, 여기서
Figure pct00012
는 컴포넌트 ID C에 대한 현재 슬라이스에서 사용되는 하한 클리핑 경계이고,
Figure pct00013
는 컴포넌트 ID C에 대한 현재 슬라이스에서 사용되는 상한 클리핑 경계이고,
C는 색상 성분이고(예를 들어, 루마의 경우 Y, 크로마의 경우 Cb 및 Cr),
DC 모드 가중치는 다음과 같이 계산된다:
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
여기서
Figure pct00017
이고, 폭 및 높이는 각각 샘플 단위의 현재 블록의 폭 및 높이이다.
평면 모드의 경우 wTL = 0이고, 수평 모드의 경우 wTL = wT이고, 수직 모드의 경우 wTL = wL이다. 하나의 4x4 블록 내에서의 위치 (0, 0) 및 (1, 0)에 대한 DC 모드 PDPC 가중치(wL, wT, wTL)는 도 9에 도시되어 있다.
대각선(도 7 및 도 8에서 2 및 66으로 표시) 및 인접 모드(도 7 또는 도 8에서 58보다 작지 않고 10보다 크지 않은 방향 모드) 프로세싱에 대해 동일한 식 (1)을 사용하여 후술하는 바와 같이 처리가 수행된다.
도 10a는 PDPC를 우측 상단 대각선 모드로 확장하기 위한 참조 샘플 Rx,-1, R-1,y 및 R-1,-1의 정의를 도시한다. 예측 샘플 pred(x', y')는 예측 블록 내 (x', y')에 위치한다. 참조 샘플 Rx,-1의 좌표 x는 다음과 같이 지정된다:
x = x' + y' + 1,
참조 샘플 R-1,y의 좌표 y는 유사하게 다음과 같이 지정된다:
y = x' + y' + 1.
우측 상단 대각선 모드에 대한 PDPC 가중치는 다음과 같다:
wT = 16 >> ( ( y'<<1 ) >> 시프트 ),
wL = 16 >> ( ( x'<<1 ) >> shift ),
wTL = 0.
유사하게, 도 10a는 PDPC를 좌측 하단 대각선 모드로 확장하기 위한 참조 샘플 Rx,-1, R-1,y 및 R-1,-1의 정의를 예시한다. 참조 샘플 Rx,-1의 좌표 x는 다음과 같이 지정된다:
x = x' + y' + 1,
참조 샘플 R-1,y의 좌표 y는 다음과 같다:
y = x' + y' + 1.
우측 상단 대각선 모드에 대한 PDPC 가중치는 다음과 같다:
wT = 16 >> ( ( y'<<1 ) >> shift ),
wL = 16 >> ( ( x'<<1 ) >> shift ),
wTL = 0.
인접하는 우측 상단 대각선 모드의 경우는 도 10c에 도시되어 있다. 인접하는 우측 상단 대각선 모드에 대한 PDPC 가중치는 다음과 같다:
wT = 32 >> ( ( y'<<1 ) >> 시프트 ),
wL = 0,
wTL = 0.
유사하게, 인접하는 좌측 하단 대각선 모드의 경우가 도 10d에 도시되어 있다. 인접한 좌측 하단 대각선 모드에 대한 PDPC 가중치는 다음과 같다:
wL = 32 >> ( ( x'<<1 ) >> shift ),
wT = 0,
wTL = 0.
마지막 두 경우에 대한 참조 샘플 좌표는 각도 모드 인트라 예측에 이미 사용된 테이블을 사용하여 계산된다. 분수 참조 샘플 좌표가 계산되는 경우 참조 샘플의 선형 보간이 사용된다.
단순화된 PDPC는 VVC 사양에 지정된 대로 수행할 수 있다. 추가로 다음 표시가 사용된다:
Figure pct00018
는 인버스 각도의 값이고,
Round( x ) = Sign( x ) * Floor( Abs( x ) + 0.5 ),
Sign( x ) =
Figure pct00019
Floor( x )는 x보다 작거나 같은 가장 큰 정수이고,
Log2( x )는 x의 밑이 2인 로그이다.
intraPredAngle은 표 6에 명시된 각도 파라미터이며,
A = C ? B : D는 삼항 할당 연산(ternary assignment operation)이며, 여기서 조건 C가 참이면 A는 B와 동일하게 설정된다. 그렇지 않고 조건 C가 거짓이면 A는 D와 동일하게 설정된다.
INTRA_PLANAR는 평면 인트라 예측 모드()이고,
INTRA_DC는 DC 인트라 예측 모드이고,
INTRA_ANGULARXX는 방향성 인트라 예측 모드 중 하나이며, 여기서 XX는 도 8에 도시된 그 번호 및 대응하는 방향을 나타낸다.
용어가 여기에 설명되지 않은 경우, 그 정의는 VVC 사양 또는 HEVC/H.265 표준 사양에서 찾을 수 있는 것으로 이해된다.
위의 표시가 주어지면 단순화된 PDPC의 단계는 다음과 같이 정의할 수 있다:
이 프로세스에 대한 입력은 다음과 같다:
- 인트라 예측 모드 predModeIntra,
- 변환 블록 폭를 지정하는 변수 nTbW,
- 변환 블록 높이를 지정하는 변수 nTbH,
- 참조 샘플 폭를 지정하는 변수 refW,
- 참조 샘플 높이를 지정하는 변수 refH,
- 예측된 샘플 predSamples[ x ][ y ](단 x = 0..nTbW - 1, y = 0..nTbH - 1),
- 이웃 샘플 p[ x ][ y ](x = -1, y = -1..refH - 1 및 x = 0..refW - 1, y = -1),
- 현재 블록의 색상 성분을 지정하는 변수 cIdx.
이 프로세스의 출력은 x = 0..nTbW - 1, y = 0..nTbH - 1인 수정된 예측 샘플 predSamples[ x ][ y ]이다.
cIdx의 값에 따라 clip1Cmp 함수는 다음과 같이 설정된다:
- cIdx가 0이면 clip1Cmp가 Clip1Y와 동일하게 설정된다.
- 그렇지 않으면 clip1Cmp가 Clip1C와 동일하게 설정된다.
변수 nScale은 ( ( Log2( nTbW ) + Log2( nTbH ) - 2 ) >> 2 )로 설정된다.
x = 0..refW - 1 및 y = 0..refH - 1인 참조 샘플 배열 mainRef[ x ] 및 sideRef[ y ]는 다음과 같이 유도된다:
mainRef[ x ] = p[ x ][ -1 ]
sideRef[ y ] = p[ -1 ][ y ]
변수 refL[ x ][ y ], refT[ x ][ y ], wT[ y ], wL[ x ] 및 wTL[ x ][ y ]( 단 x = 0..nTbW - 1, y =0..nTbH - 1)은 다음과 같이 유도된다:
- predModeIntra가 INTRA_PLANAR, INTRA_DC, INTRA_ANGULAR18 또는 INTRA_ANGULAR50과 같으면 다음이 적용된다:
refL[ x ][ y ] = p[ -1 ][ y ]
refT[ x ][ y ] = p[ x ][ -1 ]
wT[ y ] = 32 >> ( ( y << 1 ) >> nScale )
wL[ x ] = 32 >> ( ( x << 1 ) >> nScale )
wTL[ x ][ y ] = ( predModeIntra = = INTRA_DC ) ? ( ( wL[ x ] >> 4 ) + ( wT[ y ] >> 4 ) ) : 0
- 그렇지 않고 predModeIntra가 INTRA_ANGULAR2 또는 INTRA_ANGULAR66과 같으면 다음이 적용된다:
refL[ x ][ y ] = p[ -1 ][ x + y + 1 ]
refT[ x ][ y ] = p[ x + y + 1 ][ -1 ]
wT[ y ] = ( 32 >> 1 ) >> ( ( y << 1 ) >> nScale )
wL[ x ] = ( 32 >> 1 ) >> ( ( x << 1 ) >> nScale )
wTL[ x ][ y ] = 0
- 그렇지 않고 predModeIntra가 INTRA_ANGULAR10보다 작거나 같으면 다음 순서 단계가 적용된다:
1. 변수 dXPos[ y ], dXFrac[ y ], dXInt[ y ] 및 dX[ x ][ y ]는 invAngle을 사용하여 다음과 같이 유도된다:
dXPos[ y ] = ( ( y + 1 ) * invAngle + 2 ) >> 2
dXFrac[ y ] = dXPos[ y ] & 63
dXInt[ y ] = dXPos [ y ] >> 6
dX[ x ][ y ] = x + dXInt[ y ]
2. 변수 refL[ x ][ y ], refT[ x ][ y ], wT[ y ], wL[ x ] 및 wTL[ x ][ y ]는 다음과 같이 유도된다:
refL[ x ][ y ] = 0
refT[ x ][ y ] = ( dX[ x ][ y ] < refW - 1 ) ? ( ( 64 ? dXFrac[ y ] ) * mainRef[ dX[ x ][ y ] ] +
dXFrac[ y ] * mainRef[ dX[ x ][ y ] + 1 ] + 32 ) >> 6 : 0 (식 1)
wT[ y ] = (dX[ x ][ y ] < refW ? 1 ) ? 32 >> ( ( y << 1 ) >> nScale ) : 0
wL[ x ] = 0
wTL[ x ][ y ] = 0
- 그렇지 않고, predModeIntra가 INTRA_ANGULAR58보다 크거나 같으면(도 8 참조), 다음 순서 단계가 적용된다:
1. 변수 dYPos[ x ], dYFrac[ x ], dYInt[ x ] 및 dY[ x ][ y ]는 intraPredMode에 따라 아래와 같이 invAngle을 사용하여 다음과 같이 유도된다.
dYPos[ x ] = ( ( x + 1 ) * invAngle + 2 ) >> 2
dYFrac[ x ] = dYPos[ x ] & 63
dYInt[ x ] = dYPos[ x ] >> 6
dY[ x ][ y ] = y + dYInt[ x ]
2. 변수 refL[ x ][ y ], refT[ x ][ y ], wT[ y ], wL[ x ] 및 wTL[ x ][ y ]는 다음과 같이 유도된다:
refL[ x ][ y ] = ( dY[ x ][ y ] < refH ? 1 ) ? ( ( ( 64 -
dYFrac[ x ] ) * sideRef[ dY[ x ][ y ] ] +
+ dYFrac[ x ] * sideRef[ dY[ x ][ y ] + 1 ] + 32 ) >> 6 : 0 (식 2)
refT[ x ][ y ] = 0
wT[y] = 0
wL[ x ] = ( dY[ x ][ y ] < refH ? 1 ) ? 32 >> ( ( x << 1 ) >> nScale ) : 0
wTL[ x ][ y ] = 0
- 그렇지 않으면 refL[ x ][ y ], refT[ x ][ y ], wT[ y ], wL[ x ] 및 wTL[ x ][ y ]가 모두 0으로 설정된다.
x = 0..nTbW - 1, y = 0..nTbH - 1인 수정된 예측 샘플 predSamples[ x ][ y ]의 값은 다음과 같이 유도된다:
predSamples[ x ][ y ] = clip1Cmp( ( refL[ x ][ y ] * wL[ x ] + refT[ x ][ y ] * wT[ y ] -
p[ ?1 ][ ?1 ] * wTL[ x ][ y ] + ( 64 ? wL[ x ] ? wT[ y ] + wTL[ x ][ y ] ) * predSamples[ x ][ y ] + 32 ) >> 6 )
위의 할당 식 1에서 단순화된 PDPC는 선형 보간 대신 최근접 이웃 보간(nearest-neighbor interpolation)을 사용할 수 있다:
refT[ x ][ y ] = ( dX[ x ][ y ] < refW - 1 ) ? mainRef[ dX[ x ][ y ] ] : 0
유사하게, 할당 식 2는 또한 최근접 이웃 보간을 사용할 수 있다:
refL[ x ][ y ] = ( dY[ x ][ y ] < refH ? 1 ) ? sideRef[ dY[ x ][ y ] ] : 0
따라서 인코더 측과 디코더 측 모두에서 제안하는 방법은 다음을 입력 데이터로 사용한다:
방향성 인트라 예측 모드(predModeIntra로 추가로 표시되며, 이는 도 7 및 도 8에 도시되어 있다)
블록 크기 파라미터 nTbS, 이것은 (log2(nTbW) + Log2(nTbH) ) >> 1과 동일하게 설정되며, 여기서 nTbW 및 nTbH는 각각 예측 블록의 폭 및 높이를 나타내고 ">>"는 우측 시프트 연산을 나타낸다.
제안된 방법의 사용을 가능하게 하는 VVC 사양의 수정은 단순화된 PDPC를 설명하는 섹션에서 "인접 샘플 p[ x ][ y ]"를 "참조 샘플 p[ x ][ y ]"로 대체하는 것을 포함할 수 있다.
각도 파라미터 intraPredAngle은 5비트와 동일한 소수 부분의 길이를 갖는 고정 소수점 표현에서 예측된 샘플의 두 인접 행 사이의 서브픽셀 오프셋을 나타낸다. 이 파라미터는 predModeIntra 및 predModeIntra에서 유도된 인트라 예측 모드에서 유도될 수 있다. predModeIntra에서 intraPredAngle의 예시적인 유도는 예를 들어 표 1에 표시된 것처럼 LUT로 정의될 수 있다.
표 1. predModeIntra에서 intraPredAngle을 유도하기 위한 예시적인 LUT.
NxM 블록에 대한 광각 모드, M>N
predModeIntra -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1
intraPredAngle 512 341 256 171 128 102 86 73 64 57 51 45 39 35
범위 [2; HOR_IDX)에서의 모드
predModeIntra 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
intraPredAngle 32 29 26 23 20 18 16 14 12 10 8 6 4 3 2 1
범위 [HOR__IDX; DIA_IDX)에서의 모드
predModeIntra 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33
intraPredAngle 0 -1 -2 -3 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18 -20 -23 -26 -29
범위 [DIA_IDX; VER_IDX)에서의 모드
predModeIntra 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49
intraPredAngle -32 -29 -26 -23 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -3 *?*2 *?*1
범위 [VER_IDX; VDIA_IDX]에서의 모드
predModeIntra 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66
intraPredAngle 0 1 2 3 4 6 8 10 12 14 16 18 20 23 26 29 32
NxM 블록에 대한 광각 모드, M<N
predModeIntra 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
intraPredAngle 35 39 45 51 57 64 73 86 102 128 171 256 341 512
여기서, 특히 방향성, 평면 또는 DC 인트라 예측 모드를 사용하여 참조 샘플에서 얻은 예측 샘플을 업데이트하는 것이 제안된다. 업데이트 절차의 단계는 도 11에 나와 있다. 제1 단계 1101은 블록 모양 및 크기에 따라 스케일 값 nScaleX 및 nScaleY를 계산하는 것이다. 이 계산의 구현 형태는 도 13에서 추가로 설명된다.
단계 1103 및 단계 1104는 모든 예측된 샘플 위치에 대한 루프 내에서 수행된다. 루프 반복기(loop iterators) x 및 y의 초기화는 단계 1102에서 수행되고, 반복기의 경계 검사는 단계 1105 및 1107에서 수행되고, 반복기 증분은 단계 1106 및 1108에서 수행된다. 단계 1108은 반복기 x 및 y를 다음 행의 시작 부분으로 재설정하며, 즉, x는 0으로 설정되고 행 반복기 y는 1만큼 증가한다.
단계 1103은 위치 종속 가중치 값 wL[x] 및 wT[y]를 계산하는 것으로 구성된다. 이 가중치 값은 기본 값 V를 우측 시프팅함으로써 획득된다. 값 V는 단계 4의 우측 시프트 연산과 연결된다. 이 우측 시프트가 s로 설정되면 V의 실제 값은 예를 들어 2 s , 2 s -1 또는 2 s 로 정의될 수 있다. 도 11에 도시된 예시적인 실시예에서, s의 값은 6과 동일하게 설정되고, V의 값은 32, 즉 25과 동일하게 설정된다.
최신 방법과는 대조적으로, 단계 1103의 wL[x] 및 wT[y]는 각각 nScaleX 및 nScaleY의 다른 값을 사용한다. 이들 가중치 값 wL[x] 및 wT[y]는 예측 샘플의 수정된 값을 계산하기 위해 단계 1104에서 추가로 사용된다.
예측된 샘플 업데이트의 대안적인 실시예가 도 12에 주어진다. 이 실시예에서 가중치 wT[y]는 행당 한 번만, 즉 반복자 y가 증가될 때만 재계산된다.
QTBT 및 MTT 분할로 인해 예측 블록은 정사각형이 아닌(일반적으로 직사각형) 모양일 수 있다. 그러나 최신 PDPC는 예측 블록의 폭 및 높이의 잠재적인 비균일성을 고려하지 않는다. 예측 블록의 좌측과 위쪽까지의 거리 값에만 기반한 가중치 메커니즘은 예측 블록 종횡비가 1과 다른 경우 예측 샘플이 너무 매끄럽게 만들어질 수 있다. 본 개시에서는 인트라 예측 모드를 사용하여 블록 크기 및 블록 종횡비의 균형을 유지하는 것이 제한된다. 인트라 예측 모드에서 제공하는 방향성 정보를 사용하여 PDPC 평활화 효과의 전파 거리 및 방향성을 결정할 수 있다. 따라서, 인트라 예측 모드의 그룹을 도입하고 각 그룹에 대해 전용 가중치 스케일링 적응을 적용하는 것이 제안된다. 이 경우 긴 예측 블록도 인트라 예측 모드 및 예측 블록 차원에 따라 적절한 변의 길이에 따라 평활화를 사용할 것이다.
가중치 wT[ y ] 및 wL[ x ]를 유도할 때 별도의 nScale 값을 사용하는 것이 제안된다. 특히, 위의 설명(단계 1103)에서 다음 공식이 사용될 것이다(V 값은 그에 따라 16 또는 32로 설정된다).
wT[ y ] = V >> ( ( y << 1 ) >> nScaleY )
wL[ x ] = V >> ( ( x << 1 ) >> nScaleX )
스케일 계산(도 11의 단계 1101)은 도 13에 도시된 바와 같이 수행될 수 있다. 제1 단계(1301)는 예를 들어 비트스트림으로부터 파싱함으로써 예측된 블록의 인트라 예측 모드 intraPredAngle의 값을 얻는 것이다.
다음 단계 1302는 인트라 예측 모드를 그룹들 중 하나로 분류하는 것으로 이루어진다.
스큐 비대각선 인트라 예측 모드(skew non-diagonal intra prediction mode)의 추가 정의는 다음과 같이 추가로 사용된다:
intraPredMode는 intraPredMode가 2 또는 VDIA_IDX와 같지 않고 다음: intraPredMode는 VDIA_IDX - numModes보다 작지 않거나 intraPredMode는 2 + numModes보다 크기 않다 중 하나가 참인 경우 스큐 비대각선이다.
예시적인 분류가 표 2에 나와 있다.
인트라 예측 모드 그룹 2,
DC_IDX, HOR_IDX,
VDIA_IDX 그 외 모드
클래스 인덱스 1 2 0
인트라 예측 모드에 기반한 클래스 인덱스 유도.
모드 클래스 인덱스(mode 클래스 인덱스)에 따라 nScaleX 및 nScaleY의 유도는 다를 수 있다. 단계 1303,..., 단계 1312는 표 3에 표시된 유도 공식에 대한 클래스 인덱스의 매핑을 나타낸다.
클래스 인덱스 유도 방법
0 nScaleX = ( Log2( nTbW ) - 2 + 1 )  >>  1 
nScaleY = ( Log2( nTbH ) - 2 + 1 )  >>  1 
1 nScaleY = nScaleX = ( Log2( nTbH ) + Log2( nTbW ) ) > 6 ? 1: 0
2 nScaleX = Log2( nTbW ) > 3 ? 1 : 0
nScaleY = Log2( nTbH ) > 3 ? 1 : 0
nScaleX 및 nScaleY의 유도 방법에 대한 클래스 인덱스 매핑
대체 분류는 표 4, 5 및 6에 나와 있다.
인트라 예측 모드 그룹 DC_IDX, HOR_IDX, VER_IDX 2, VDIA_IDX 그 외 모드
클래스 인덱스 1 2 0
인트라 예측 모드를 기반으로 한 대체 클래스 인덱스 유도
인트라 예측 모드 그룹 DC_IDX, HOR_IDX, VER_IDX 2, VDIA_IDX 그 외 모드
클래스 인덱스 2 1 0
인트라 예측 모드를 기반으로 한 대체 클래스 인덱스 유도
인트라 예측 모드 그룹 DC_IDX, HOR_IDX, VER_IDX 정수 서브픽셀 단계를 갖는 대각선 모드:
-14 -12 -10 -6, 2, VDIA_IDX, 72, 76, 78, 80
그 외 모드
클래스 인덱스 2 1 0
인트라 예측 모드를 기반으로 한 대체 클래스 인덱스 유도
표 6에서 클래스 1은 대각선 모드뿐만 아니라 비 분수 IntraPredAngle 값(즉, 표 1의 32의 배수)을 갖는 광각 모드에 대해 지정된다.
본 발명에 따르면, 특히 블록 크기 및 인트라 예측 모드(intraPredMode)와 관련된 특정 조합 조건의 경우 예측된 샘플 업데이트(가중화) 단계를 적용하지 않는 것이 필수적이다.
특정 구현은 PDPC를 디스에이블링하는 다음 조건, 즉 예측된 샘플 업데이트(가중화)를 수행하지 않는 조건을 포함할 수 있다.
- 블록의 폭과 높이의 합이 64 개의 샘플보다 크고 intraPredMode가 스큐 비대각선이거나 PLANAR_IDX와 같다.
크기 종속 제한의 다른 조합은 PDPC가 사용되는 이러한 인트라 예측 모드에 선택적으로 적용될 수 있다. 특히 다음과 같은 조합이 가능하다.
1. PDPC는 다음 조건을 만족하는 블록에 대해 디스에이블된다: (폭 + 높이 <= 8) 또는 (폭 + 높이 > 64);
2. PDPC는 다음 조건을 만족하는 블록에 대해 디스에이블된다: (폭 + 높이 <= 8) 또는 (폭 + 높이 > 64), 이러한 블록에서 선택한 모드가 평면(PLANAR_IDX)이거나 다음 부등식을 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이면: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes))), 여기서 numModes = 8이고, 여기서 디폴트에 의해 numModes = 8이고; predMode는 선택된 인트라 예측 모드의 인덱스이다.
3. PDPC는 다음 조건을 만족하는 블록에 대해 디스에이블된다:
a. (폭 + 높이 <= 8), PDPC가 적용되는 모든 인트라 예측 모드에 대해;
b. (폭 + 높이 > 64), 이러한 블록에서 선택한 모드가 평면(PLANAR_IDX)이거나 스큐 비대각선 모드 중 하나가 다음 부등식을 만족하는 경우: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) | | (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes))).
4. PDPC는 다음 조건을 만족하는 블록에 대해 디스에이블된다.
a. (폭 + 높이 <= 8), PDPC가 적용되는 모든 인트라 예측 모드에 대해;
b. (폭 + 높이 > 64), 이 블록에서 선택한 모드가 평면인 경우(PLANAR_IDX).
5. PDPC는 다음 조건을 만족하는 블록에 대해 디스에이블된다.
a. (폭 + 높이 <= 8), PDPC가 적용되는 모든 인트라 예측 모드에 대해;
b. (폭 + 높이 > 64), 이 블록에서 선택한 모드가 스큐 비대각선 모드 중 하나가 다음 부등식을 만족하는 경우: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes))).
6. PDPC는 다음 조건을 만족하는 블록에 대해 디스에이블된다.
a. (폭 + 높이 <= 8)
b. 이 블록에서 선택된 모드는 평면(PLANAR_IDX)이거나 스큐 비대각선 모드 스큐 중 하나가 다음 부등식을 만족하는 경우: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode < = (2 + numModes))).
7. PDPC는 다음 조건을 만족하는 크로마 블록에 대해 디스에이블된다: (폭 + 높이 <= 8) 또는 (폭 + 높이 > 64);
8. PDPC는 다음 조건을 만족하는 크로마 블록에 대해 디스에이블된다:
a. (폭 + 높이 <= 8);
b. 교차 성분 선형 모델링 모드는 이러한 크로마 블록을 예측하는 데 사용된다.
9. PDPC는 다음 조건을 만족하는 크로마 블록에 대해 디스에이블된다.
a. (폭 + 높이 <= 8) 및 교차 구성 요소 선형 모델링 모드를 사용하여 이러한 크로마 블록을 예측한다.
b. (폭 + 높이 > 64).
10. PDPC는 다음 조건을 만족하는 크로마 블록에 대해 디스에이블된다.
a. (폭 + 높이 <= 8);
b. 이 블록에서 선택된 모드는 평면(PLANAR_IDX)이다.
11. PDPC는 다음 조건을 만족하는 크로마 블록에 대해 디스에이블된다.
a. (폭 + 높이 <= 8);
b. 이 블록에서 선택된 모드는 다음 부등식을 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes))).
12. PDPC는 다음 조건을 만족하는 크로마 블록에 대해 디스에이블된다:
a. (폭 + 높이 <= 8);
b. 교차 구성요소 선형 모델링 모드는 이러한 크로마 블록을 예측하는 데 사용되거나 이러한 블록에서 선택된 모드는 평면(PLANAR_IDX)이다.
13. PDPC는 다음 조건을 만족하는 크로마 블록에 대해 디스에이블된다:
a. (폭 + 높이 <= 8);
b. 교차 성분 선형 모델링 모드는 이러한 크로마 블록을 예측하는 데 사용되거나 이러한 블록에서 선택된 모드는 다음 부등식을 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes))).
14. PDPC는 다음 조건을 만족하는 크로마 블록에 대해 디스에이블된다:
a. (폭 + 높이 <= 8) 또는 (폭 + 높이 > 64);
b. 교차 구성 요소 선형 모델링 모드는 이러한 크로마 블록을 예측하는 데 사용되거나 이 블록에서 선택한 모드가 평면(PLANAR_IDX)이거나 다음 부등식을 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes))).
15. PDPC는 다음 조건을 만족하는 크로마 블록에 대해 디스에이블된다:
a. (폭 + 높이 <= 8) 및 교차 구성 요소 선형 모델링 모드는 이러한 크로마 블록을 예측하는 데 사용되거나 이러한 블록에서 선택된 모드는 평면(PLANAR_IDX)이거나 다음 부등식을 만족하는 비대각선 스큐 모드 중 하나이다: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)));
b. (폭 + 높이 > 64) 및 이 블록에서 선택한 모드는 평면(PLANAR_IDX)이거나 다음 부등식을 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes))).
16. 위에서 언급한 제한 사항의 다른 조합.
도 14는 상술한 방법을 예시한다. 점선으로 클리핑 단계가 표시되는데, 이는 최신 PDPC에서 수행되지만 음의 계수 wTL만 사용되지 않기 때문에 필요하지 않기 때문에 제안된 방법에서는 수행되지 않는다.
최신 PDPC에서는 수행되지만 제안된 방법에서는 수행되지 않는 클리핑 단계가 점선으로 표시되어 있으며, 왜냐하면 유일한 음의 계수 wTL이 사용되지 않아 필요하지 않기 때문이다.
도 10에서. 10개의 참조 샘플은 예측 샘플을 생성하기 위해 인트라 예측 프로세스에서 사용된다. 각 예측 샘플은 샘플 가중 인자를 사용하여 추가로 가중된다. 샘플 가중 인자는 예를 들어 ( 64 - wL[ x ] - wT[ y ])와 같을 수 있다. 동일한 참조 샘플이 x 및 y에 따라 예측 샘플 각각에 대한 추가 값을 계산하는 데 사용되며, 여기서 x 및 y는 예측 블록 내 예측 샘플의 위치를 정의한다. 이러한 추가 값은 해당 가중 예측 샘플에 추가된다. 이 연산의 결과인 각 샘플은 샘플 가중 인자의 미리 결정된 정밀도에 따라 우측-시프팅에 의해 정규화된다. 예를 들어, 샘플 가중 인자가 ( 64 - wL[ x ] - wT[ y ])로 정의된 경우 정밀도는 6비트이다. 따라서 이 단계에서 출력 값의 가능한 최솟값 및 최댓값이 참조 샘플의 가능한 최솟값 및 최댓값과 동일한지 확인하기 위해 6만큼 우측-시프트가 수행된다.
제안된 솔루션의 유익한 효과 중 하나는 PLANAR 인트라 예측 메커니즘을 재사용하여 추가 값을 계산할 수 있다는 것이다. 특히, PLANAR 인트라 예측은 다음 방정식을 사용하여 수평 및 수직 예측 샘플 값을 도출한다:
predV[ x ][ y ] = ( ( nTbH - 1 - y ) * p[ x ][ -1 ] +
+ ( y + 1 ) * p[ -1 ][ nTbH ] ) << Log2 ( nTbW )  
predH[ x ][ y ] = ( ( nTbW - 1 - x ) * p[ -1 ][ y ] +
+ ( x + 1 ) * p[ nTbW ][ -1 ] ) << Log2 ( nTbH ).
위의 두 식으로부터 predV[ x ][ y ]는 predV[ x ][ y ]가 위치하는 것과 동일한 열에 위치하는 참조 샘플 p[x][-1]를 사용하고 predH[x][y]는 predH[x][y]와 동일한 행에 위치하는 참조 샘플 p[-1][y]를 사용한다는 것을 알 수 있다. 또한, 좌측-시프트 연산은 마지막 단계로 수행되므로 재사용되는 중간 계산에 영향을 미치지 않으므로 건너뛸 수 있다. nTbW, nTbH, x 및 y 변수는 PLANAR 인트라 예측 방법의 입력이므로 이에 따라 조정할 수 있다. 그 때문에 ( nTbW - 1 - x )를 Dx 입력 변수로 대체하고, ( nTbH - 1 - y )를 Dy 입력 변수로 대체하는 것이 가능하다. 좌측 하단 참조 샘플 및 우측 상단 참조 샘플은 유사한 수정의 파라미터가 아니기 때문에 0으로 설정할 수 있다.
위에서 설명한 관찰을 고려하여 위의 방정식은 미리 결정된 입력에 따라 다시 작성할 수 있다.
Vy=  Dy  * p[ x ][ -1 ] 
Vx=   Dx * p[ -1 ][ y ] 
따라서 다음과 같은 통합을 수행할 수 있다:
- 수평 모드(모드 18)의 경우 추가 값은 Vy=  Dy  * p[ x ][ -1 ]로 계산될 수 있으며, 여기서 Dy는 wT[ y ]와 동일하게 설정된다.
- 수직 모드(모드 50)의 경우 추가 값은 Vx=  Dx  * p[ -1 ][ y ]로 계산될 수 있으며, 여기서 Dx는 wL[ y ]와 동일하게 설정된다.
- DC 모드(모드 1)의 경우 추가 값은 Vy+Vx로 계산될 수 있으며, 여기서 Dx 및 Dy는 앞의 두 경우와 같이 설정된다.
참조 샘플 선택을 변경함으로써 PDPC 프로세스에 대해 지정된 모든 인트라 예측 모드에 대해 통합이 수행될 수 있음을 나타낼 수 있다.
인트라 예측 모드가 DC, 수평 또는 수직 인트라 예측 모드와 동일하도록 지정되면 점선 경계가 있는 블록으로 도 14에 도시된 바와 같이 결과적으로 업데이트된 예측 샘플이 클리핑되어야 한다.
수평 또는 수직 인트라 예측 모드의 경우 가중 예측 샘플이 가중 예측 샘플이 추가 값과 합산될 때 단순화된 PDPC의 마지막 단계 이전에 클리핑 연산을 재배치하는 것이 더 유리한다. 이 추가 값은 위에서 설명한 것처럼 다른 모드에 대해 다르게 획득된다.
임계값은 수직, 수평 또는 DC 인트라 예측 모드의 경우 추가 값을 얻기 위해 수행되는 중간 계산 결과에 적용될 수 있다. 이 접근 방식이 적용되는 경우 가중 예측 샘플에 추가되면 가중 예측 샘플에 추가되지 않는 방식으로 추가 값을 계산할 수 있어 클리핑 연산이 필요하지 않을 것이다. 예를 들어, 아래에 설명된 다음 계산을 사용하여 이를 달성할 수 있다.
인트라 예측 모드에 따라, 하나 이상의 추가 참조 샘플 값, 여기서:
- 인트라 예측 모드가 수직인 경우, 예측 샘플 위에 위치하는 가장 가까운/가장 가까운 참조 샘플의 값과 좌측 상단 참조 샘플의 값의 차이만큼 추가 참조 값을 설정하고,
- 인트라 예측 모드가 수평인 경우, 예측 샘플의 좌측에 위치하는 가장 가까운/가장 가까운 참조 샘플의 값과 좌측 상단 참조 샘플의 값의 차이만큼 추가 참조 값을 설정하고,
- 인트라 예측 모드가 DC 인트라 예측 모드일 때, 제1 추가 참조 샘플 값 및 제2 추가 참조 샘플 값은
Figure pct00020
제1 추가 참조 샘플 값을 예측 샘플의 좌측에 위치하는 가장 가까운/가장 가까운 참조 샘플과 동일하게 설정하는 단계, 및
Figure pct00021
예측된 샘플 위에 위치하는 가장 가까운/가장 가까운 참조 샘플과 동일한 제2 추가 참조 샘플 값을 설정하는 단계
에 의해 획득되고;
인트라 예측 모드가 수평 또는 수직일 때, 추가 참조 샘플 값은 임계값이 된다(예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이).
마지막으로 추가 값은
Figure pct00022
인트라 예측 모드가 DC 인트라 예측 모드일 때 제1 추가 참조 샘플 및 제2 추가 참조 샘플의 가중 합으로서, 또는
Figure pct00023
인트라 예측 모드가 수평 또는 수직일 때 가중 인자에 추가 참조 샘플 값을 곱함으로써
획득된다.
추가 참조 샘플 값의 임계값을 정하는 것은 실제로 좌측 상단 참조 샘플이 예측 샘플보다 큰지 여부에 따라 추가 참조 샘플 값을 업데이트하는 것이다. 구체적으로:
- 좌측 상단 참조 샘플이 예측 샘플보다 큰 경우, 예측 샘플의 최댓값에서 예측 샘플 값을 빼서 상한을 구하고, 업데이트된 추가 참조 샘플 값은 두 값 중 최댓값과 동일하게 설정되며, 여기서
Figure pct00024
제1 값은 추가 참조 샘플 값이고,
Figure pct00025
제2 값은 상한값이고,
- 그렇지 않으면, 예측 샘플의 최솟값에서 예측 샘플 값을 빼서 하한값을 얻고, 업데이트된 추가 참조 샘플 값은 두 값 중 최솟값과 동일하게 설정되며, 여기서
Figure pct00026
제1 값은 추가 참조 샘플 값이고,
Figure pct00027
제2 값은 하한이다.
도 15에서 가장 가까운 참조 샘플은 인트라 예측이 수평인 경우 예측 샘플의 좌측에 위치하는 가장 가까운 참조 샘플이다. 인트라 예측이 수직일 때, 가장 가까운 참조 샘플은 예측된 샘플 위에 위치하는 가장 가까운 참조 샘플이다. 이 도면에서 비교 결과가 아래의 둘 다 전환하는 데 사용됨을 알 수 있다.
- 임계값 함수의 결과, 즉 최솟값과 최댓값,
- 임계값 함수의 인수 중 하나.
Clip3() 함수가 두 가지 임계값 작업을 제공한다는 점은 주목할 만하다. 하나의 임계값은 예측된 샘플의 최솟값이고 다른 하나는 예측된 샘플의 최댓값이다. 업데이트된 예측 샘플(도 16)에 적용된 Clip3() 함수와 비교하여, 제안된 임계값(도 15)은 예측 샘플의 최솟값 또는 예측 샘플의 최댓값 중 하나의 임계값에만 적용된다.
또한 전술한 임계값 재배치는 PDPC가 적용 가능한 모든 인트라 예측 모드에 대해 클리핑 없이 동일한 방정식의 사용을 가능하게 한다는 것을 알 수 있다.
PDPC는 날카로운 모서리가 포함된 콘텐츠(예를 들어, 화면 콘텐츠)에 PDPC를 적용하는 경우 압축 성능에 부정적인 영향을 줄 수 있는 경계 평활화를 실제로 수행한다는 점에 유의할 필요가 있다.
이러한 단점은 날카로운 모서리가 흐려지는 것을 방지하는 메커니즘을 추가하여 PDPC로 극복할 수 있다. 수평 및 수직 방향 인트라 예측 모드의 경우 PDPC는 수평 모드에 대해 위에서 설명되고 도 16에 제시된 경계 평활화를 사용한다. 경계 평활화를 수행하기 위해 좌측 상단 참조 샘플 R-1,-1과 위치 x에서 참조 샘플의 상단 행에 배치된 상단 참조 샘플 Rx,-1 간의 차이
Figure pct00028
는 다음과 같이 계산된다:
Figure pct00029
.
이 차이
Figure pct00030
는 수평 모드를 사용하여 예측할 블록 내 위치 (x, y)에 위치하는 샘플에 더해진다.
유사하게, 수직 인트라 예측 모드에 대해 경계 평활화(boundary smoothing)가 수행되지만 위치 y에서 참조 샘플의 좌측 열에 배치된 좌측 상단 참조 샘플 R-1,-1과 좌측 참조 샘플 R-1,y 간의 차이
Figure pct00031
가 다음과 같이 계산된다:
Figure pct00032
.
이 차이
Figure pct00033
는 수직 모드를 사용하여 예측할 블록 내 위치 (x, y)에 위치하는 샘플에 더해진다.
이 경계 평활화를 사용하여 날카로운 경계가 흐려지는 것을 방지하려면 상단 참조 샘플 행의 참조 샘플 간의 유사도(similarity)를 측정해야 하고 좌측 참조 샘플 열의 참조 샘플 간의 유사도를 측정해야 한다. 좌측 열의 참조 샘플이 상단 행의 참조 샘플과 유사한 파라미터(예를 들어, 루마 및 크로마와 같은 하나 또는 각 색상 성분의 강도, 이러한 강도의 분포 등)를 갖는 경우 경계 평활화가 수행된다. 그렇지 않으면 경계 평활을 건너뛰거나(소위 하드 임계값) 또는 예측되지만 예를 들어 위 식들에서 분모
Figure pct00034
(단,
Figure pct00035
Figure pct00036
)에 의해 정의될 수 있는 감소된 가중치(소위 소프트 임계값)로 적용되는 블록 내의 샘플에 적용된다.
하드 임계값의 경우 상위 참조 샘플 행의 참조 샘플 간에 유사도 측정(similarity measure) 계산되고 좌측 참조 샘플 열의 참조 샘플 간에 유사도 측정이 계산된다. 이 측정
Figure pct00037
으로, 좌측 참조 샘플 열의 참조 샘플 간에 유사도 측정이 계산된다. 이 측정
Figure pct00038
으로, 상위 참조 샘플 행의 참조 샘플 간에 유사도 측정이 계산되며, 여기서
Figure pct00039
는 주어진 숫자의 절댓값을 반환하는 함수이며, 수평 및 수직 모드의 경우에 예측될 블록의 제1 행 또는 제1 열에 각각 사용할 수 있다. 부등식
Figure pct00040
Figure pct00041
가 만족되면 경계 평활화가 수행되지 않는다. 그렇지 않으면 경계 평활화 절차를 수정하여 수행된다(예를 들어, 일부 파라미터 조정이 가능하다).
소프트 임계값의 경우 동일한 측정값(예를 들어,
Figure pct00042
)이 좌측 참조 샘플 열의 참조 샘플 간의 유사성을 추정하는 데 사용할 수 있고, 동일한 측정값(예를 들어,
Figure pct00043
)이 상위 참조 샘플의 참조 샘플 간의 유사성을 추정하는 사용될 수 있다. 그런 다음 수평 모드에 대한
Figure pct00044
및 수직 모드에 대한
Figure pct00045
이 다음과 같이 계산된다:
Figure pct00046
,
Figure pct00047
,
여기서
Figure pct00048
는 [0,2n-1] 범위의 입력 값에 대해 정의되고, 여기서
Figure pct00049
은 스틸 영상 또는 비디오 시퀀스에 위치하는 샘플의 비트 깊이이다. 함수
Figure pct00050
의 출력 값은 [0,n]에 해당한다. 함수
Figure pct00051
는 분석적으로 또는 룩업 테이블(look-up table, LUT)로 정의할 수 있다.
다음 식은
Figure pct00052
를 예시한다:
Figure pct00053
여기서 q는 입력 값의 범위를 정의하는 값이고(이 특별한 경우 이 범위는
Figure pct00054
이다). 여기서
Figure pct00055
이다.
표 7은 통계화된
Figure pct00056
를 예시한다:
표 7에서, n = 10에 대해 함수
Figure pct00057
를 나타내는 예시적인 룩업 테이블(LUT):
입력값의 범위 출력값
0-3 0
4-169 1
170-203 6
204 및 그 이상 7
수평 모드 및 수직 모드에 있어서, 각각 사용할 수 있는 또 다른 함수는 다음 식으로 정의된다:
Figure pct00058
,
Figure pct00059
,
본 실시예는
Figure pct00060
Figure pct00061
일 때, 도 17에 도시되어 있다.
수평 및 수직 모드에 있어서, 각각
Figure pct00062
의 값 및
Figure pct00063
의 값은 다음과 같이 재정의할 수 있다:
Figure pct00064
,
Figure pct00065
,
이 실시예는 도 18에 도시되어 있다.
여기에 제공된 추가 실시예는 다음과 같다:
1. 픽처의 블록을 인트라 예측하는 방법으로서, 블록의 복수의 샘플로부터 각각의 샘플에 대해,
수평 또는 수직 인트라 예측 모드를 사용하여 인트라 예측에 의해 하나 이상의 참조 샘플의 값으로부터 예측 샘플 값을 획득하는 단계;
예측된 샘플 값에 샘플 가중 인자를 곱하여 가중된 예측된 샘플 값을 생성하는 단계;
상단 참조 샘플 행에 위치하는 참조 샘플 간의 유사도 및 좌측 참조 샘플 열에 위치하는 참조 샘플 간의 유사도에 따라 인트라 예측 모드의 방향과 공간적으로 직교하는 방향에 대한 스케일링 인자에 기초하여 가중치를 결정하는 단계;
상기 획득된 가중치 값을 곱한 추가 참조 샘플 값으로 추가 값을 계산하는 단계;
가중된 예측 샘플 값에 추가 값을 추가하여 비정규화 예측 샘플 값을 생성하는 단계; 및
비정규화 예측 샘플 값을 정규화하여 정규화된 예측 샘플 값을 생성하는 단계
를 포함한다.
2. 실시예 1의 방법으로서,
인트라 예측 모드가 수직일 때, 추가 참조 샘플 값은 예측 샘플 위에 위치하는 가장 가까운 참조 샘플의 값과 좌측 상단 참조 샘플의 차이와 동일하게 설정되고;
인트라 예측 모드가 수평일 때, 추가 참조 샘플 값은 예측 샘플의 좌측에 위치하는 가장 가까운 참조 샘플의 값과 좌측 상단 참조 샘플의 차이와 동일하게 설정된다.
3. 실시예 1 내지 실시예 2 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 유사도 측정은 예측된 샘플의 블록마다 계산된다.
4. 실시예 1 내지 실시예 2 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 유사도 측정이 샘플 세트마다 계산되고, 상기 세트는 수평 예측 모드에 대한 예측 샘플의 행 및 수직 인트라 예측 모드에 대한 예측 샘플의 열을 포함한다.
5. 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 한 실시예의 방법으로서,
상단 참조 샘플 행에 위치하는 참조 샘플 간의 유사도 측정이 미리 정해진 임계값보다 크고, 좌측 참조 샘플 열에 위치하는 참조 샘플 간의 유사도 측정이 미리 정해진 임계값보다 큰 경우, 추가 참조 샘플 값을 추가 값으로 결정한다.
6. 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 유사도 측정이 미리 결정된 임계값보다 클 때 가중치 값이 우측으로 시프트된다.
7. 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 상단 참조 샘플 행에 위치하는 참조 샘플 간의 유사도 및 좌측 참조 샘플 열에 위치하는 참조 샘플 간의 유사도에 따라 인트라 예측 모드의 방향과 공간적으로 직교하는 방향에 대한 스케일링 인자에 기초하여 가중치를 결정하는 단계는:
상단 참조 샘플 행에 위치하는 참조 샘플 간의 유사도가 미리 결정된 임계값보다 크기 않거나 및/또는 좌측 참조 샘플 열에 위치하는 참조 샘플 간의 유사도가 미리 결정된 임계값보다 작을 때, 인트라 예측 모드의 방향에 공간적으로 직교하는 방향에 대한 스케일링 인자에 기초해서 가중치를 결정하는 단계
를 포함한다.
8. 실시예 5 내지 실시예 7 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 미리 결정된 임계값의 값은 룩업 테이블로부터 페치된다.
9. 실시예 1 내지 실시예 8 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 유사도 측정은 2개의 인접한 참조 샘플의 절대 차이이다.
10. 실시예 5 내지 실시예 7 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 유사도 측정이 예측된 샘플 위에 위치하는 가장 가까운 참조 샘플과 좌측 상단 참조 샘플 간의 절대 차이이거나, 유사도 측정이 예측 샘플의 좌측에 위치하는 가장 가까운 참조 샘플과 좌측 상단 참조 샘플 간의 절대 차이이다.
11. 실시예 1 내지 실시예 10 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 비정규화 예측 샘플 값을 정규화하여 정규화된 예측 샘플 값을 생성하는 단계는:
비정규화 예측 샘플 값의 정수 표현의 산술 우측 시프트에 의해 비정규화 예측 샘플 값을 정규화하여 정규화 예측 샘플 값을 생성하는 단계
를 포함한다.
12. 실시예 1 내지 실시예 11 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 샘플 가중 인자가 다음 2개의 값 사이의 차이와 동일한 것으로 정의되고,
- 제1 값은 1<<S와 같으며, 여기서 S는 정규화에 사용되는 시프트 값이고; 그리고
- 추가 값을 얻기 위해 추가 참조 샘플 값에 적용된 가중치의 합과 동일한 제2 값.
13. 실시예 1 내지 실시예 11 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 샘플 가중 인자는 1<<S와 동일하도록 정의되고, 여기서 S는 정규화에 사용되는 시프트 값이다.
14. 픽처의 블록을 인트라 예측하는 방법으로서, 블록의 복수의 샘플로부터의 각각의 샘플에 대해:
수평 또는 수직 인트라 예측 모드를 사용하여 인트라 예측에 의해 하나 이상의 참조 샘플의 값으로부터 예측 샘플 값을 획득하는 단계;
예측된 샘플 값에 샘플 가중 인자를 곱하여 가중된 예측된 샘플 값을 생성하는 단계;
상단 참조 샘플 행에 위치하는 참조 샘플 간의 유사도 및/또는 좌측 참조 샘플 열에 위치하는 참조 샘플 간의 유사도가 미리 결정된 임계값보다 큰지를 결정하는 단계;
두 유사도 측정값이 미리 결정된 임계값보다 큰 경우, 가중 예측 샘플 값에 추가 참조 샘플 값인 추가 값을 추가하여 비정규화 예측 샘플 값을 생성하는 단계;
유사도 측정값 중 어느 하나가 미리 정해진 임계값보다 크지 않은 경우, 인트라 예측 모드의 방향과 공간적으로 직교하는 방향에 대한 스케일링 인자에 기초하여 가중치 값을 결정하는 단계;
상기 획득된 가중치 값을 곱한 추가 참조 샘플 값으로 추가 값을 계산하는 단계;
가중된 예측 샘플 값에 추가 값을 추가하여 비정규화 예측 샘플 값을 생성하는 단계; 및
비정규화 예측 샘플 값을 정규화하여 정규화된 예측 샘플 값을 생성하는 단계
를 포함한다.
15. 실시예 14의 방법으로서,
인트라 예측 모드가 수직일 때, 추가 참조 샘플 값은 예측 샘플 위에 위치하는 가장 가까운 참조 샘플의 값과 좌측 상단 참조 샘플의 차이와 동일하게 설정되고;
인트라 예측 모드가 수평일 때, 추가 참조 샘플 값은 예측 샘플의 좌측에 위치하는 가장 가까운 참조 샘플의 값과 좌측 상단 참조 샘플의 차이와 동일하게 설정된다.
16. 실시예 14 또는 실시예 15의 방법으로서, 유사도 측정이 예측된 샘플의 블록마다 계산딘다.
17. 실시예 14 또는 실시예 15의 방법으로서, 유사도 측정이 샘플의 세트마다 계산되고, 상기 세트는 수평 예측 모드에 대한 예측 샘플의 행 및 수직 인트라 예측 모드에 대한 열을 포함한다.
18. 실시예 14 내지 실시예 17 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 유사도 측정은 2개의 인접한 참조 샘플의 절대 차이이다.
19. 실시예 14 내지 실시예 17 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 유사도 측정이 예측 샘플 위에 위치하는 가장 가까운 참조 샘플과 좌측 상단 참조 샘플 간의 절대 차이이거나, 유사도 측정이 예측 샘플의 좌측에 위치하는 가장 가까운 참조 샘플과 좌측 상단 참조 샘플 간의 절대 차이이다.
20. 실시예 1 내지 실시예 19 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 미리 결정된 임계값의 값은 룩업 테이블로부터 페치된다.
21. 실시예 14 내지 실시예 20 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 샘플 가중 인자는 다음 2개의 값 사이의 차이와 동일한 것으로 정의되고,
- 제1 값은 1<<S와 같으며, 여기서 S는 정규화에 사용되는 시프트 값이고, 그리고
- 추가 값을 얻기 위해 추가 참조 샘플 값에 적용된 가중치의 합과 동일한 제2 값.
22. 실시예 14 내지 실시예 20 중 어느 한 실시예의 방법으로서, 상기 샘플 가중 인자는 1<<S와 동일하도록 정의되고, 여기서 S는 정규화에 사용되는 시프트 값이다.
23. 실시예 1 내지 실시예 22 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 처리 회로를 포함하는 화상을 인코딩하기 위한 인코더.
24. 실시예 1 내지 실시예 22 중 어느 하나에 따른 방법을 수행하기 위한 처리 회로를 포함하는 화상을 디코딩하기 위한 디코더.
25. 디코더는:
하나 이상의 프로세서; 및
상기 프로세서에 연결되고 상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
를 포함하며, 상기 프로그래밍은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 실시예 1 내지 22 중 어느 한 실시예에 따른 방법을 수행하도록 디코더를 구성한다.
26. 인코더는;
하나 이상의 프로세서; 및
상기 프로세서에 연결되고 상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
를 포함하며, 상기 프로그래밍은 프로세서에 의해 실행될 때 실시예 1 내지 22 중 어느 한 실시예에 따른 방법을 수행하도록 인코더를 구성한다.
27. 컴퓨터 장치에 의해 실행될 때 컴퓨터 장치로 하여금 실시예 1 내지 22 중 어느 하나의 방법을 수행하게 하는 프로그램 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체.
본 발명의 실시예는 주로 비디오 코딩에 기초하여 설명되었지만, 코딩 시스템(10), 인코더(20) 및 디코더(30)(및 이에 상응하는 시스템(10))의 실시예 및 여기에 설명된 다른 실시예도 여전히 동영상 처리 또는 코딩, 즉 비디오 코딩에서와 같이 임의의 선행 또는 연속 영상에 독립적인 개별 영상의 처리 또는 코딩을 위해 구성될 수 있다. 일반적으로 영상 처리 코딩이 단일 영상(17)으로 제한되는 경우 인터 예측 유닛 244(인코더) 및 344(디코더)만 사용 가능하지 않을 수 있다. 비디오 인코더(20) 및 비디오 디코더(30)의 다른 모든 기능(도구 또는 기술이라고도 함)은 동영상 처리에 동등하게 사용될 수 있는데, 예를 들어 잔차 계산(204/304), 변환(206), 양자화(208), 역 양자화(210/310), (역) 변환(212/312), 분할(262/362), 인트라 예측(254/354) 및/또는 루프 필터링(220, 320) 및 엔트로피 코딩(270) 및 엔트로피 디코딩(304)이 사용될 수 있다.
예를 들어 인코더(20) 및 디코더(30), 및 여기에 설명된 기능, 예를 들어 인코더(20) 및 디코더(30)의 실시예는, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능은 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장되거나 통신 매체를 통해 하나 이상의 명령 또는 코드로 전송되고 하드웨어 기반 처리 장치에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 데이터 저장 매체와 같은 유형의 매체에 대응하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 또는 예를 들어 통신 프로토콜에 따라 컴퓨터 프로그램을 한 장소에서 다른 장소로 전송하는 것을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 컴퓨터 판독 가능 매체는 일반적으로(1) 비 일시적 유형의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 또는(2) 신호 또는 반송파와 같은 통신 매체에 대응할 수 있다. 데이터 저장 매체는 본 개시에 설명된 기술의 구현을 위한 명령어, 코드 및/또는 데이터 구조를 검색하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 또는 하나 이상의 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다.
제한이 아닌 예로서, 이러한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 기타 광학 디스크 저장 장치, 자기 디스크 저장 장치, 또는 기타 자기 저장 장치, 플래시 메모리, 또는 명령 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는 데 사용할 수 있으며 컴퓨터에서 액세스할 수 있다. 또한 모든 연결을 컴퓨터 판독 가능 매체라고 한다. 예를 들어, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어, 디지털 가입자 회선(DSL) 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술을 사용하여 웹 사이트, 서버 또는 기타 원격 소스에서 지침이 전송되는 경우 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술이 매체 정의에 포함된다. 그러나 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 및 데이터 저장 매체는 연결, 반송파, 신호 또는 기타 일시적인 매체를 포함하지 않고 대신 비 일시적 유형의 저장 매체에 대한 것임을 이해해야 한다. 여기에 사용된 디스크 및 디스크에는 컴팩트 디스크(compact disc, CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지널 버서타일 디스크(Digital Versatile Disc, DVD), 플로피 디스크 및 Blu-ray 디스크가 포함된다. 디스크는 일반적으로 데이터를 자기적으로 재생하는 반면 디스크는 레이저로 데이터를 광학적으로 재생한다. 위의 조합도 컴퓨터 판독 가능 매체의 범위 내에 포함되어야 한다.
명령은 하나 이상의 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP), 범용 마이크로프로세서, 주문형 집적 회로(application specific integrated circuits, ASIC), 필드 프로그래머블 로직 어레이(field programmable logic arrays, FPGA) 또는 기타 동등한 통합 또는 개별 논리 회로와 같은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 용어 "프로세서"는 전술한 구조 또는 본 명세서에 설명된 기술의 구현에 적합한 임의의 다른 구조를 지칭할 수 있다. 또한, 일부 관점에서, 여기에 설명된 기능은 인코딩 및 디코딩을 위해 구성된 전용 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈 내에 제공되거나 결합된 코덱에 통합될 수 있다. 또한, 기술은 하나 이상의 회로 또는 논리 요소에서 완전히 구현될 수 있다.
본 개시의 기술은 무선 핸드셋, 집적 회로(IC) 또는 IC 세트(예를 들어, 칩 세트)를 포함하는 매우 다양한 장치 또는 장치에서 구현될 수 있다. 개시된 기술을 수행하도록 구성된 장치의 기능적 측면을 강조하기 위해 다양한 구성 요소, 모듈 또는 유닛이 본 개시에서 설명되지만, 반드시 상이한 하드웨어 유닛에 의한 실현을 필요로하는 것은 아니다. 오히려, 전술한 바와 같이, 다양한 유닛이 코덱 하드웨어 유닛으로 결합되거나, 적절한 소프트웨어 및/또는 펌웨어와 함께 전술한 하나 이상의 프로세서를 포함하는 상호 작동 하드웨어 유닛의 집합에 의해 제공될 수 있다.

Claims (19)

  1. 인트라 예측 방법으로서,
    인트라 예측 모드를 사용하여 현재 블록 외부의 하나 이상의 참조 샘플들로부터 현재 블록의 샘플에 대한 예측값을 결정하는 단계;
    하나 이상의 미리 정의된 조건이 만족되지 않을 때 가중 예측 값을 유도하는 단계 - 상기 하나 이상의 미리 정의된 조건은 현재 블록의 폭 및/또는 높이 및 인트라 예측 모드 중 하나 이상에 관한 것임 - ; 및
    상기 하나 이상의 미리 정의된 조건이 만족되지 않을 때 상기 가중 예측 값을 사용하여 현재 블록을 코딩하는 단계
    를 포함하는 인트라 예측 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록은 비디오 시퀀스 또는 정지 이미지의 현재 프레임에 포함되는, 인트라 예측 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미리 정의된 조건이 만족될 때 상기 예측 값을 사용하고 상기 가중 예측 값을 사용하지 않고 상기 현재 블록을 코딩하는 단계
    를 더 포함하는 인트라 예측 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가중 예측 값은
    a) 현재 블록에서 샘플의 위치(x, y)에서의 예측값, 여기서 x는 샘플의 수평 좌표이고, y는 샘플의 수직 좌표이며,
    b) 현재 블록의 폭 및/또는 높이,
    c) 현재 블록의 x번째 열에서 현재 블록의 상단 행에 위치하는 현재 블록에 인접해서 위치하는 현재 블록의 상단 참조 샘플의 값과 현재 블록의 y번째 행에서 현재 블록의 좌측 상의 열에 위치하는 현재 블록에 인접해서 위치하는 현재 블록의 좌측 참조 샘플의 값, 및
    d) 인트라 예측 모드
    에 기초해서 유도되는, 인트라 예측 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가중 예측 값은 다음 식에 따라 유도되며:
    Figure pct00066

    여기서
    Figure pct00067
    는 샘플의 가중 예측 값이고;
    Figure pct00068
    는 샘플의 예측 값이고;
    Rx,-1, R-1,y는 현재 블록의 상단 및 좌측 참조 샘플의 값을 나타내고;
    R-1,-1은 현재 블록의 좌측 상단 모서리에서 현재 블록에 인접하여 위치하는 현재 블록의 참조 샘플의 값을 나타내며;
    wL, wT 및 wTL은 가중치를 나타내며;
    여기서 함수
    Figure pct00069
    는 현재 블록이 루마 블록일 때 클리핑 함수 Clip1Y와 동일하게 설정되고, 현재 블록이 크로마 블록일 때 클리핑 함수 Clip1C와 동일하게 설정되며,
    Clip1Y( x ) = Clip3( 0, ( 1 << BitDepthY ) - 1, x )
    Clip1C( x ) = Clip3( 0, ( 1 << BitDepthC ) - 1, x )
    Clip3( x, y, z ) =
    Figure pct00070

    여기서 BitDepthY는 루마 샘플의 비트 깊이이고 BitDepthC는 크로마 샘플의 비트 깊이인, 인트라 예측 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 가중치는 다음과 같이 유도되며;
    wL = V >> ( ( x << 1 ) >> nScaleX );
    wT = V >> ( ( y << 1 ) >> nScaleY );
    여기서 V, nScaleX, nScaleY는 미리 결정된 값이며; 그리고
    인트라 예측 모드가 DC 모드일 때,
    Figure pct00071
    이고,
    인트라 예측 모드가 평면 모드일 때, wTL=0이고,
    인트라 예측 모드가 수평 모드일 때, wTL=wT이고,
    인트라 예측 모드가 수직 모드일 때, wTL=wL인, 인트라 예측 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    V는 16 또는 32인, 인트라 예측 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    NScaleX = NScaleY = (log2 (w) + log2 (h) + 2) >> 2이고,
    여기서 w 및 h는 각각 현재 블록의 샘플 단위의 폭 및 높이인, 인트라 예측 방법.
  9. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    NScaleX는 NScaleY와 상이한, 인트라 예측 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 미리 정의된 조건은 다음 조건:
    a) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작거나 및/또는 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크다;
    b) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작거나 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크며; 그리고 상기 인트라 예측 모드는 평면 모드 또는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드(skew non-diagonal modes) 중 하나이고,
    여기서 VDIA_IDX는 대각선 모드의 인덱스이고, numModes는 미리 정의된 정수이고, predMode는 인트라 예측 모드의 인덱스이다;
    c) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크고; 상기 인트라 예측 모드는 평면 모드 또는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다;
    d) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크며; 상기 인트라 예측 모드는 평면 모드이다; 및
    e) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크며; 상기 인트라 예측 모드는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다
    중 적어도 하나로 이루어진, 인트라 예측 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 현재 블록은 크로마 블록이고, 상기 하나 이상의 미리 정의된 조건은 다음 조건:
    a) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작거나 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크다
    b) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 인트라 예측 모드는 교차 성분 선형 모델링 모드이다;
    c) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고 상기 인트라 예측 모드가 교차 성분 선형 모델링 모드(cross-component linear modeling mode)이고; 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크다;
    d) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 인트라 예측 모드는 평면 모드이다;
    e) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 인트라 예측 모드는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다;
    f) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 인트라 예측 모드는 교차 성분 선형 모델링 모드 또는 평면 모드이다;
    g) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 인트라 예측 모드는 교차 성분 선형 모델링 모드 또는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다;
    h) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작거나 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크며; 그리고 인트라 예측 모드는 교차 성분 선형 모델링 모드, 평면 모드 또는 스큐 비대각선 모드: ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes))) 중 하나이다; 및
    i) 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제1 임계값보다 작고; 상기 인트라 예측 모드는 교차 성분 선형 모델링 모드, 평면 모드 또는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이고; 상기 현재 블록의 폭과 높이의 합이 제2 임계값보다 크며; 그리고 상기 인트라 예측 모드는 평면 모드 또는 ((predMode >= VDIA_IDX - numModes && predMode != VDIA_IDX) || (predMode != 2 && predMode <= (2 + numModes)))를 만족하는 스큐 비대각선 모드 중 하나이다
    중 적어도 하나로 이루어진, 인트라 예측 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    numModes는 8인, 인트라 예측 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 임계값은 8인, 인트라 예측 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 임계값은 64인, 인트라 예측 방법.
  15. 인코더(20)로서,
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 인코더(20).
  16. 디코더(30)로서,
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 디코더(30).
  17. 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  18. 디코더(30)로서,
    하나 이상의 프로세서(502); 및
    상기 프로세서에 결합되고 상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
    를 포함하며,
    상기 프로그래밍은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 상기 디코더를 구성하는, 디코더(30).
  19. 인코더(30)로서,
    하나 이상의 프로세서(502); 및
    상기 프로세서에 결합되고 상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
    를 포함하며,
    상기 프로그래밍은 상기 프로세서에 의해 실행될 때 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 상기 인코더를 구성하는, 인코더(30).
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