KR20210107858A

KR20210107858A - 비디오 코딩을 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20210107858A
Application number: KR1020217024405A
Authority: KR
Inventors: 샤오중 쉬; 산 류; 샹 리
Original assignee: 텐센트 아메리카 엘엘씨
Priority date: 2019-07-11
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2021-09-01
Also published as: EP3997870A1; WO2021007328A1; US11800118B2; EP3997870A4; JP2022521168A; US11356675B2; JP7297908B2; US20220264114A1; US20210014504A1; CN113661703A

Abstract

본 개시내용의 양태들은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법들, 장치들, 및 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 제공한다. 방법에서, 코딩된 비트스트림 내의 코딩 트리 유닛(CTU)의 현재 블록의 예측 정보가 디코딩된다. 예측 정보는 현재 블록이 인트라 블록 카피(IBC) 모드에서 코딩된다는 것을 표시한다. 현재 블록에 대한 참조 블록이 결정된다. 참조 블록의 샘플들을 포함하는 메모리 영역들의 수는 CTU에 대한 메모리 영역들의 총 수보다 적다. 현재 블록은 참조 블록에 기초하여 재구성된다.

Description

비디오 코딩을 위한 방법 및 장치

인용에 의한 통합

본 출원은, 2019년 7월 11일자로 출원된 미국 가출원 제62/873,054호, "CONSTRAINTS ON REFERENCE SAMPLE LOCATIONS FOR IBC WITH DEDICATED BUFFER" 및 2019년 7월 12일자로 출원된 미국 가출원 제62/873,576호, "CONSTRAINTS ON REFERENCE SAMPLE LOCATIONS FOR IBC WITH DEDICATED BUFFER"에 대한 우선권의 이익을 주장하는, 2020년 7월 8일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/923,599호, "METHOD AND APPARATUS FOR VIDEO CODING"에 대한 우선권의 이익을 주장한다. 이전 출원들의 전체 개시내용들은 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.

기술분야

본 개시내용은 일반적으로 비디오 코딩에 관련된 실시예들을 설명한다.

본 명세서에 제공된 배경 설명은 본 개시내용의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 것이다. 본 배경기술 부분에 설명되어 있는 현재 등록된 발명자들의 연구 및 출원 시점에 종래 기술로서 달리 간주되지 않을 수 있는 설명의 양태는 명시적으로도 암시적으로도 본 개시내용에 대한 종래 기술로 인정되지 않는다.

비디오 코딩 및 디코딩은 모션 보상을 동반한 인터-픽처 예측(inter-picture prediction)을 사용하여 수행될 수 있다. 압축되지 않은 디지털 비디오는 일련의 픽처들을 포함할 수 있고, 각각의 픽처는, 예를 들어, 1920x1080 루미넌스 샘플들 및 연관된 크로미넌스 샘플들의 공간적 차원(spatial dimension)을 갖는다. 이 일련의 픽처들은, 예를 들어, 초당 60 픽처 또는 60Hz의, 고정 또는 가변 픽처 레이트(비공식적으로 프레임 레이트로도 알려져 있음)를 가질 수 있다. 압축되지 않은 비디오는 상당한 비트레이트 요건들을 갖는다. 예를 들어, 샘플당 8 비트에서의 1080p60 4:2:0 비디오(60Hz 프레임 레이트에서의 1920x1080 루미넌스 샘플 해상도)는 1.5 Gbit/s에 근접한 대역폭을 요구한다. 1 시간 분량의 이러한 비디오는 600 기가바이트를 초과하는 저장 공간을 필요로 한다.

비디오 코딩 및 디코딩의 한 가지 목적은, 압축을 통한, 입력 비디오 신호에서의 중복성(redundancy)의 감소일 수 있다. 압축은 앞서 설명한 대역폭 또는 저장 공간 요건들을, 일부 경우들에서는, 2 자릿수 이상 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 무손실 및 손실 압축 양자 모두뿐만 아니라 이들의 조합이 이용될 수 있다. 무손실 압축은 압축된 원래 신호로부터 원래 신호의 정확한 사본이 재구성될 수 있는 기법들을 지칭한다. 손실 압축을 사용할 때, 재구성된 신호는 원래 신호와 동일하지 않을 수 있지만, 원래 신호와 재구성된 신호 사이의 왜곡은 재구성된 신호가 의도된 응용에 유용할 정도로 충분히 작다. 비디오의 경우, 손실 압축이 널리 이용된다. 용인되는 왜곡의 양은 응용에 의존하며; 예를 들어, 특정 소비자 스트리밍 응용들의 사용자들은 텔레비전 배포 응용들의 사용자들보다 더 높은 왜곡을 용인할 수 있다. 달성가능한 압축비는 더 높은 허용가능한/용인가능한 왜곡이 더 높은 압축비를 산출할 수 있다는 사실을 반영할 수 있다.

비디오 인코더 및 디코더는, 예를 들어, 모션 보상, 변환, 양자화, 및 엔트로피 코딩을 포함한, 몇가지 광범위한 카테고리로부터의 기법들을 이용할 수 있다.

비디오 코덱 기술들은 인트라 코딩(intra coding)으로 알려진 기법들을 포함할 수 있다. 인트라 코딩에서, 샘플 값들은 이전에 재구성된 참조 픽처들로부터의 샘플들 또는 다른 데이터를 참조하지 않고 표현된다. 일부 비디오 코덱들에서, 픽처는 샘플들의 블록들로 공간적으로 세분된다. 샘플들의 모든 블록들이 인트라 모드에서 코딩될 때, 그 픽처는 인트라 픽처(intra picture)일 수 있다. 인트라 픽처들 및 그것들의 파생물들, 예컨대, 독립 디코더 리프레시 픽처들(independent decoder refresh pictures)은 디코더 상태를 리셋하기 위해 사용될 수 있고, 따라서 코딩된 비디오 비트스트림 및 비디오 세션에서 첫번째 픽처로서 또는 스틸 이미지(still image)로서 사용될 수 있다. 인트라 블록의 샘플들은 변환에 노출될 수 있고, 변환 계수들은 엔트로피 코딩 전에 양자화될 수 있다. 인트라 예측은 사전-변환 도메인(pre-transform domain)에서 샘플 값들을 최소화하는 기법일 수 있다. 일부 경우들에서, 변환 후의 DC 값이 더 작을수록, 그리고 AC 계수들이 더 작을수록, 엔트로피 코딩 후의 블록을 나타내기 위해 주어진 양자화 스텝 크기(quantization step size)에서 요구되는 비트들이 더 적다.

예를 들어, MPEG-2 세대 코딩 기술로부터 알려진 것과 같은 전통적인 인트라 코딩은 인트라 예측을 사용하지 않는다. 그러나, 일부 더 새로운 비디오 압축 기술들은, 예를 들어, 공간적으로 이웃하는, 그리고 디코딩 순서에서 선행하는 데이터 블록들의 인코딩/디코딩 동안 획득된 주위의 샘플 데이터 및/또는 메타데이터로부터 시도하는 기법들을 포함한다. 이러한 기법들은 이후 "인트라 예측(intra prediction)" 기법들로 불린다. 적어도 일부 경우들에서, 인트라 예측은 참조 픽처들로부터가 아니라 재구성 중인 현재 픽처로부터의 참조 데이터만을 사용한다는 점에 유의한다.

많은 상이한 형태의 인트라 예측이 있을 수 있다. 이러한 기법들 중 하나보다 많은 기법이 주어진 비디오 코딩 기술에서 사용될 수 있는 경우, 사용 중인 기법은 인트라 예측 모드에서 코딩될 수 있다. 특정 경우들에서, 모드들은 서브모드들 및/또는 파라미터들을 가질 수 있고, 이들은 개별적으로 코딩되거나 모드 코드워드에 포함될 수 있다. 주어진 모드/서브모드/파라미터 조합에 사용할 코드워드는 인트라 예측을 통해 코딩 효율 이득에 영향을 미칠 수 있고, 코드워드들을 비트스트림으로 변환하기 위해 사용되는 엔트로피 코딩 기술도 그렇게 할 수 있다.

인트라 예측의 특정 모드가 H.264와 함께 도입되었고, H.265에서 개선되었으며, JEM(joint exploration model), VVC(versatile video coding), 및 BMS(benchmark set)와 같은 더 새로운 코딩 기술들에서 추가로 개선되었다. 이미 이용가능한 샘플들에 속하는 이웃 샘플 값들을 사용하여 예측자 블록(predictor block)이 형성될 수 있다. 이웃 샘플들의 샘플 값들은 방향에 따라 예측자 블록 내로 복사된다. 사용중인 방향에 대한 참조는 비트스트림에서 코딩될 수 있거나, 자체적으로 예측될 수 있다.

도 1a를 참조하면, 하부 우측에 H.265의 33개의 가능한 예측자 방향(35개의 인트라 모드 중 33개의 각도 모드에 대응함)으로부터 알려진 9개의 예측자 방향의 서브세트가 도시되어 있다. 화살표들이 수렴(converge)하는 포인트(101)는 예측되고 있는 샘플을 나타낸다. 화살표들은 샘플이 예측되고 있는 방향을 나타낸다. 예를 들어, 화살표(102)는 샘플(101)이 샘플 또는 샘플들로부터 상부 우측으로, 수평으로부터 45도 각도로 예측되는 것을 표시한다. 유사하게, 화살표(103)는 샘플(101)이 샘플 또는 샘플들로부터 샘플(101)의 하부 좌측으로, 수평으로부터 22.5도 각도로 예측되는 것을 표시한다.

계속 도 1a를 참조하면, 상단 좌측에, 4x4 샘플들의 정사각형 블록(104)(굵은 파선으로 표시됨)이 묘사되어 있다. 정사각형 블록(104)은 16개의 샘플을 포함하며, 각각의 샘플은 "S", Y 차원에서의 위치(예를 들어, 행 인덱스), 및 X 차원에서의 위치(예를 들어, 열 인덱스)로 라벨링되어 있다. 예를 들어, 샘플 S21은 Y 차원에서의 (상단으로부터) 2번째 샘플 및 X 차원에서의 (좌측으로부터) 1번째 샘플이다. 유사하게, 샘플 S44는 블록(104)에서 Y 차원과 X 차원 둘 다에서의 4번째 샘플이다. 블록이 크기가 4x4 샘플이므로, S44는 하단 우측에 있다. 유사한 넘버링 방식을 따르는 참조 샘플들이 추가로 도시되어 있다. 블록(104)에 대해 참조 샘플이 R, 그의 Y 위치(예를 들어, 행 인덱스) 및 X 위치(열 인덱스)로 라벨링된다. H.264와 H.265 양자 모두에서, 예측 샘플들은 재구성중인 블록에 이웃하며; 따라서, 음의 값들이 사용될 필요가 없다.

인트라 픽처 예측은 시그널링된 예측 방향에 의해 적절하게 이웃 샘플들로부터 참조 샘플 값들을 복사함으로써 작동할 수 있다. 예를 들어, 코딩된 비디오 비트스트림은, 이 블록에 대해, 화살표(102)와 일치하는 예측 방향을 표시하는 - 즉, 샘플들이 예측 샘플 또는 샘플들로부터 상부 우측으로, 수평으로부터 45도 각도로 예측되는 - 시그널링을 포함한다고 가정한다. 그 경우, 샘플들 S41, S32, S23, 및 S14는 동일한 참조 샘플 R05로부터 예측된다. 이어서, 샘플 S44는 참조 샘플 R08로부터 예측된다.

특정 경우에, 다수의 참조 샘플들의 값들은, 특히, 방향들이 45도로 균등하게 나누어지지 않을 때, 참조 샘플을 계산하기 위해, 예를 들어, 보간을 통해 조합될 수 있다.

비디오 코딩 기술이 발전함에 따라 가능한 방향의 수가 증가하였다. H.264(2003년)에서, 9개의 상이한 방향이 표현될 수 있다. 그것은 H.265(2013년)에서 33개로 증가하였고, JEM/VVC/BMS는 공개 시점에 최대 65개의 방향을 지원할 수 있다. 가장 가능성 있는 방향들을 식별하기 위한 실험들이 수행되었고, 엔트로피 코딩에서의 특정 기법들이 적은 수의 비트들로 이러한 가능성 있는 방향들을 나타내기 위해 사용되어, 가능성이 적은 방향들에 대한 특정 페널티를 용인한다. 또한, 방향들 자체가 이웃하는, 이미 디코딩된, 블록들에서 사용되는 이웃 방향들로부터 때때로 예측될 수 있다.

도 1b는 시간 경과에 따라 증가하는 수의 예측 방향들을 예시하기 위해 JEM에 따른 65개의 인트라 예측 방향을 묘사하는 개략도(105)를 도시한다.

방향을 표현하는 코딩된 비디오 비트스트림 내의 인트라 예측 방향 비트들의 맵핑은 비디오 코딩 기술마다 상이할 수 있으며; 예를 들어, 인트라 예측 모드에 대한 예측 방향의 간단한 직접 맵핑들로부터, 코드워드들, 최고 확률 모드들(most probable modes)을 수반하는 복잡한 적응적 방식들, 및 유사한 기법들에 이르기까지 다양할 수 있다. 그러나, 모든 경우에, 특정한 다른 방향들보다 비디오 콘텐츠에서 일어날 가능성이 통계적으로 낮은 특정 방향들이 있을 수 있다. 비디오 압축의 목표는 중복성의 감소이므로, 잘 동작하는 비디오 코딩 기술에서, 이러한 가능성이 적은 방향들은 가능성이 많은 방향들보다 많은 수의 비트들로 표현될 것이다.

모션 보상은 손실 압축 기법일 수 있고, 이전에 재구성된 픽처 또는 그의 일부(참조 픽처)로부터의 샘플 데이터의 블록이, 모션 벡터(motion vector)(이후 MV)에 의해 표시된 방향으로 공간적으로 시프트된 이후에, 새롭게 재구성된 픽처 또는 픽처 부분의 예측에 사용되는 기법들과 관련될 수 있다. 일부 경우들에서, 참조 픽처는 현재 재구성 중인 픽처와 동일할 수 있다. MV들은 2개의 차원 X 및 Y, 또는 3개의 차원을 가질 수 있고, 제3 차원은 사용중인 참조 픽처의 표시이다(후자는, 간접적으로, 시간 차원일 수 있다).

일부 비디오 압축 기법들에서, 샘플 데이터의 특정 영역에 적용가능한 MV는 다른 MV들로부터, 예를 들어 재구성 중인 영역에 공간적으로 인접한 샘플 데이터의 다른 영역과 관련되고, 디코딩 순서로 그 MV에 선행하는 것들로부터 예측될 수 있다. 그렇게 함으로써 MV를 코딩하기 위해 요구되는 데이터의 양을 실질적으로 감소시킬 수 있고, 그에 의해 중복성을 제거하고 압축을 증가시킨다. MV 예측은, 예를 들어, 카메라로부터 도출된 입력 비디오 신호(자연 비디오(natural video)라고 알려짐)를 코딩할 때, 단일 MV가 적용가능한 영역보다 더 큰 영역들이 유사한 방향으로 움직이는 통계적 가능성이 있기 때문에 효과적으로 작동할 수 있고, 따라서, 일부 경우들에는 이웃 영역의 MV들로부터 도출된 유사한 모션 벡터를 사용하여 예측될 수 있다. 그 결과, 주어진 영역에 대해 발견되는 MV가 주위의 MV들로부터 예측된 MV와 유사하거나 동일하게 되고, 그것은 결국, 엔트로피 코딩 후에, MV를 직접 코딩하는 경우에 사용되는 것보다 더 적은 수의 비트들로 표현될 수 있다. 일부 경우들에서, MV 예측은 원래 신호(즉: 샘플 스트림)로부터 도출된 신호(즉: MV들)의 무손실 압축의 예일 수 있다. 다른 경우들에서, MV 예측 자체는, 예를 들어, 수 개의 주위의 MV들로부터 예측자를 계산할 때의 반올림 오류들 때문에, 손실성일 수 있다.

다양한 MV 예측 메커니즘들이 H.265/HEVC (ITU-T Rec. H.265, "High Efficiency Video Coding", December 2016)에 설명되어 있다. H.265가 제안하는 많은 MV 예측 메커니즘들 중에서, 본 명세서에서는 이후 "공간적 병합(spatial merge)"이라고 지칭되는 기법이 설명된다.

도 1c를 참조하면, 현재 블록(111)은 공간적으로 시프트된 동일한 크기의 이전 블록으로부터 예측가능한 것으로 모션 검색 프로세스 동안 인코더에 의해 발견된 샘플들을 포함할 수 있다. 그 MV를 직접 코딩하는 대신에, MV는 하나 이상의 참조 픽처와 연관된 메타데이터로부터, 예를 들어, 가장 최근의(디코딩 순서로) 참조 픽처로부터, A0, A1, 및 B0, B1, B2(각각, 112 내지 116)로 나타내어진 5개의 주위 샘플 중 어느 하나와 연관된 MV를 사용하여 도출될 수 있다. H.265에서, MV 예측은 이웃 블록이 사용하고 있는 동일한 참조 픽처로부터의 예측자들을 사용할 수 있다.

본 개시내용의 양태들은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법들을 제공한다. 방법에서, 코딩된 비트스트림 내의 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU)의 현재 블록의 예측 정보가 디코딩된다. 예측 정보는 현재 블록이 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 모드에서 코딩된다는 것을 표시한다. 현재 블록에 대한 참조 블록이 결정된다. 참조 블록의 샘플들을 포함하는 메모리 영역들의 수는 CTU에 대한 메모리 영역들의 총 수보다 적다. 현재 블록은 참조 블록에 기초하여 재구성된다.

일 실시예에서, 전체 참조 블록은 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함된다.

일 실시예에서, CTU의 크기가 크기 임계값 이상인 것에 기초하여 하나의 메모리 영역의 크기는 크기 임계값과 동일하다.

일 실시예에서, CTU의 크기가 크기 임계값 미만인 것에 기초하여 하나의 메모리 영역의 크기는 CTU의 크기와 동일하다.

일 실시예에서, 참조 블록의 샘플들의 전체 열은 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함된다.

일 실시예에서, 참조 블록의 샘플들의 전체 행은 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함된다.

일 실시예에서, 참조 블록의 샘플들의 상단 행은 수직 방향을 따라 참조 블록의 샘플들의 하단 행 위에 있다.

본 개시내용의 양태들은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 장치들을 제공한다. 장치는 코딩된 비트스트림 내의 코딩 트리 유닛(CTU)의 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하는 처리 회로를 포함한다. 예측 정보는 현재 블록이 인트라 블록 카피(IBC) 모드에서 코딩된다는 것을 표시한다. 처리 회로는 현재 블록에 대한 참조 블록을 결정한다. 참조 블록의 샘플들을 포함하는 메모리 영역들의 수는 CTU에 대한 메모리 영역들의 총 수보다 적다. 처리 회로는 참조 블록에 기초하여 현재 블록을 재구성한다.

본 개시내용의 양태들은, 비디오 인코딩/디코딩을 위해 컴퓨터에 의해 실행될 때, 컴퓨터로 하여금 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법들 중 어느 하나 또는 그 조합을 수행하게 하는 명령어들이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 또한 제공한다.

개시된 주제의 추가의 특징들, 본질 및 다양한 이점들이 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 더 명백할 것이다.
도 1a는 인트라 예측 모드들의 예시적인 서브세트의 개략도이다.
도 1b는 예시적인 인트라 예측 방향들의 도면이다.
도 1c는 일 예에서 현재 블록 및 그 주위의 공간적 병합 후보들의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 통신 시스템의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 통신 시스템의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디코더의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 인코더의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 인코더의 블록도를 도시한다.
도 7은 다른 실시예에 따른 디코더의 블록도를 도시한다.
도 8은 일 실시예에 따른 인트라 블록 카피(IBC) 예측 모드의 예를 도시한다.
도 9a 내지 도 9d는 일 실시예에 따른 IBC 예측 모드의 업데이트 프로세스에서 허용된 참조 영역들의 예들을 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른 참조 샘플 메모리의 상이한 영역들로부터의 참조 블록의 샘플들의 예들을 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 참조 블록의 샘플들이 참조 샘플 메모리에서의 메모리 영역들의 특정 수 내에 있도록 제약되는 예들을 도시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 예시적인 프로세스를 약술하는 흐름도를 도시한다.
도 13은 일 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 개략도이다.

I. 비디오 인코더 및 디코더

도 2는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 통신 시스템(200)의 단순화된 블록도를 예시한다. 통신 시스템(200)은, 예를 들어, 네트워크(250)를 통해, 서로 통신할 수 있는 복수의 단말 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템(200)은 네트워크(250)를 통해 상호접속되는 제1 쌍의 단말 디바이스들(210 및 220)을 포함한다. 도 2의 예에서, 제1 쌍의 단말 디바이스들(210 및 220)은 데이터의 단방향 송신을 수행한다. 예를 들어, 단말 디바이스(210)는 네트워크(250)를 통해 다른 단말 디바이스(220)로의 송신을 위해 비디오 데이터(예를 들어, 단말 디바이스(210)에 의해 캡처되는 비디오 픽처들의 스트림)를 코딩할 수 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 하나 이상의 코딩된 비디오 비트스트림의 형태로 송신될 수 있다. 단말 디바이스(220)는 네트워크(250)로부터 코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처들을 복구하고 복구된 비디오 데이터에 따라 비디오 픽처들을 디스플레이할 수 있다. 단방향 데이터 송신은 미디어 서빙 응용들(media serving applications) 등에서 일반적일 수 있다.

다른 예에서, 통신 시스템(200)은, 예를 들어, 영상 회의 동안 발생할 수 있는 코딩된 비디오 데이터의 양방향 송신을 수행하는 제2 쌍의 단말 디바이스들(230 및 240)을 포함한다. 데이터의 양방향 송신을 위해, 일 예에서, 단말 디바이스들(230 및 240) 중의 각각의 단말 디바이스는 네트워크(250)를 통해 단말 디바이스들(230 및 240) 중의 다른 단말 디바이스로의 송신을 위해 비디오 데이터(예를 들어, 단말 디바이스에 의해 캡처되는 비디오 픽처들의 스트림)를 코딩할 수 있다. 단말 디바이스들(230 및 240) 중의 각각의 단말 디바이스는 또한 단말 디바이스들(230 및 240) 중의 다른 단말 디바이스에 의해 송신된 코딩된 비디오 데이터를 수신할 수 있고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처들을 복구할 수 있고, 복구된 비디오 데이터에 따라 액세스가능한 디스플레이 디바이스에서 비디오 픽처들을 디스플레이할 수 있다.

도 2의 예에서, 단말 디바이스들(210, 220, 230 및 240)은 서버들, 개인용 컴퓨터들 및 스마트 폰들로서 예시될 수 있지만, 본 개시내용의 원리들은 이에 제한되지 않는다. 본 개시내용의 실시예들은 랩톱 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 미디어 플레이어들 및/또는 전용 영상 회의 장비에서 응용된다. 네트워크(250)는 예를 들어 유선(와이어드) 및/또는 무선 통신 네트워크들을 포함하여, 단말 디바이스들(210, 220, 230 및 240) 사이에 코딩된 비디오 데이터를 전달하는 임의의 수의 네트워크들을 나타낸다. 통신 네트워크(250)는 회선 교환 및/또는 패킷 교환 채널들에서 데이터를 교환할 수 있다. 대표적인 네트워크들은 통신 네트워크들, 로컬 영역 네트워크들, 광역 네트워크들 및/또는 인터넷을 포함한다. 본 논의의 목적을 위해, 네트워크(250)의 아키텍처 및 토폴로지는 아래에서 본 명세서에서 설명되지 않는 한 본 개시내용의 동작에 중요하지 않을 수 있다.

도 3은, 개시된 주제를 위한 응용에 대한 예로서, 스트리밍 환경에서의 비디오 인코더 및 비디오 디코더의 배치를 예시한다. 개시된 주제는, 예를 들어, 영상 회의, 디지털 TV, CD, DVD, 메모리 스틱 등을 포함하는 디지털 미디어 상의 압축된 비디오의 저장을 포함하여, 다른 비디오 가능 응용들에 동등하게 적용가능할 수 있다.

스트리밍 시스템은, 예를 들어 압축되지 않은 비디오 픽처들의 스트림(302)을 생성하는 비디오 소스(301), 예를 들어 디지털 카메라를 포함할 수 있는 캡처 서브시스템(313)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 비디오 픽처들의 스트림(302)은 디지털 카메라에 의해 촬영되는 샘플들을 포함한다. 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 코딩된 비디오 비트스트림)와 비교할 때 높은 데이터 용량을 강조하기 위해 굵은 라인으로 묘사된 비디오 픽처들의 스트림(302)은 비디오 소스(301)에 결합된 비디오 인코더(303)를 포함하는 전자 디바이스(320)에 의해 처리될 수 있다. 비디오 인코더(303)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 개시된 주제의 양태들을 가능하게 하거나 구현하기 위해 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 비디오 픽처들의 스트림(302)과 비교할 때 낮은 데이터 용량을 강조하기 위해 얇은 라인으로서 묘사된 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 인코딩된 비디오 비트스트림(304))는 장래의 사용을 위해 스트리밍 서버(305) 상에 저장될 수 있다. 도 3에서의 클라이언트 서브시스템들(306 및 308)과 같은 하나 이상의 스트리밍 클라이언트 서브시스템들은 스트리밍 서버(305)에 액세스하여 인코딩된 비디오 데이터(304)의 사본들(307 및 309)을 검색할 수 있다. 클라이언트 서브시스템(306)은, 예를 들어, 전자 디바이스(330) 내에 비디오 디코더(310)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(310)는 인코딩된 비디오 데이터의 유입 사본(307)을 디코딩하고 디스플레이(312)(예를 들어, 디스플레이 스크린) 또는 다른 렌더링 디바이스(묘사되지 않음) 상에 렌더링될 수 있는 비디오 픽처들의 유출 스트림(311)을 생성한다. 일부 스트리밍 시스템들에서, 인코딩된 비디오 데이터(304, 307, 및 309)(예를 들어, 비디오 비트스트림들)는 특정 비디오 코딩/압축 표준들에 따라 인코딩될 수 있다. 그러한 표준들의 예들은 ITU-T 권고안(Recommendation) H.265를 포함한다. 일 예에서, 개발 중인 비디오 코딩 표준은 다용도 비디오 코딩(Versatile Video Coding, VVC)으로서 비공식적으로 알려져 있다. 개시된 주제는 VVC의 맥락에서 사용될 수 있다.

전자 디바이스들(320 및 330)은 다른 컴포넌트들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 전자 디바이스(320)는 비디오 디코더(도시되지 않음)도 포함할 수 있고 전자 디바이스(330)는 비디오 인코더(도시되지 않음)도 포함할 수 있다.

도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 비디오 디코더(410)의 블록도를 도시한다. 비디오 디코더(410)는 전자 디바이스(430)에 포함될 수 있다. 전자 디바이스(430)는 수신기(431)(예를 들어, 수신 회로)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(410)는 도 3의 예에서의 비디오 디코더(310) 대신에 사용될 수 있다.

수신기(431)는 비디오 디코더(410)에 의해 디코딩될 하나 이상의 코딩된 비디오 시퀀스를 수신할 수 있으며; 동일한 또는 다른 실시예에서는, 한 번에 하나의 코딩된 비디오 시퀀스를 수신할 수 있으며, 여기서 각각의 코딩된 비디오 시퀀스의 디코딩은 다른 코딩된 비디오 시퀀스들과 독립적이다. 코딩된 비디오 시퀀스는, 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는 저장 디바이스에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는, 채널(401)로부터 수신될 수 있다. 수신기(431)는 인코딩된 비디오 데이터를 다른 데이터, 예를 들어, 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림들과 함께 수신할 수 있고, 이들은 그것들 각각의 사용 엔티티들(묘사되지 않음)에 포워딩될 수 있다. 수신기(431)는 코딩된 비디오 시퀀스를 다른 데이터로부터 분리할 수 있다. 네트워크 지터를 방지하기 위해, 수신기(431)와 엔트로피 디코더/파서(420)(이후 "파서(420)") 사이에 버퍼 메모리(415)가 결합될 수 있다. 특정 응용들에서, 버퍼 메모리(415)는 비디오 디코더(410)의 일부이다. 다른 응용들에서, 그것은 비디오 디코더(410)(묘사되지 않음) 외부에 있을 수 있다. 또 다른 응용들에서, 예를 들어 네트워크 지터를 방지하기 위해, 비디오 디코더(410) 외부의 버퍼 메모리(묘사되지 않음), 그리고 추가로, 예를 들어 재생 타이밍을 핸들링하기 위해, 비디오 디코더(410) 내부의 다른 버퍼 메모리(415)가 존재할 수 있다. 수신기(431)가 충분한 대역폭 및 제어가능성의 저장/포워드 디바이스로부터, 또는 등시 동기식 네트워크(isosynchronous network)로부터 데이터를 수신하고 있을 때, 버퍼 메모리(415)는 필요하지 않을 수 있거나, 작을 수 있다. 인터넷과 같은 베스트 에포트 패킷 네트워크들(best effort packet networks) 상에서의 사용을 위해, 버퍼 메모리(415)가 요구될 수 있고, 비교적 클 수 있으며, 유리하게는 적응적 크기일 수 있고, 비디오 디코더(410) 외부의 운영 체제 또는 유사한 요소들(묘사되지 않음)에서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.

비디오 디코더(410)는 코딩된 비디오 시퀀스로부터 심벌들(421)을 재구성하기 위해 파서(420)를 포함할 수 있다. 해당 심벌들의 카테고리들은 비디오 디코더(410)의 동작을 관리하기 위해 사용되는 정보, 및 잠재적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(430)의 일체 부분(integral part)은 아니지만 전자 디바이스(430)에 결합될 수 있는 렌더링 디바이스(412)(예를 들어, 디스플레이 스크린)와 같은 렌더링 디바이스를 제어하기 위한 정보를 포함한다. 렌더링 디바이스(들)에 대한 제어 정보는 SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지들 또는 VUI(Video Usability Information) 파라미터 세트 프래그먼트들(묘사되지 않음)의 형태로 될 수 있다. 파서(420)는 수신되는 코딩된 비디오 시퀀스를 파싱/엔트로피 디코딩할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스의 코딩은 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따를 수 있고, 가변 길이 코딩, 허프만 코딩(Huffman coding), 맥락 민감성(context sensitivity)을 갖거나 갖지 않는 산술 코딩 등을 포함하는 다양한 원리들을 따를 수 있다. 파서(420)는, 코딩된 비디오 시퀀스로부터, 그룹에 대응하는 적어도 하나의 파라미터에 기초하여, 비디오 디코더 내의 픽셀들의 서브그룹들 중 적어도 하나에 대한 서브그룹 파라미터들의 세트를 추출할 수 있다. 서브그룹들은 픽처 그룹(Group of Pictures, GOP)들, 픽처들, 타일들, 슬라이스들, 매크로블록들, 코딩 유닛(Coding Unit, CU)들, 블록들, 변환 유닛(Transform Unit, TU)들, 예측 유닛(Prediction Unit, PU)들 등을 포함할 수 있다. 파서(420)는 또한 코딩된 비디오 시퀀스로부터 변환 계수들, 양자화기 파라미터 값들, 모션 벡터들 등과 같은 정보를 추출할 수 있다.

파서(420)는 버퍼 메모리(415)로부터 수신된 비디오 시퀀스에 대해 엔트로피 디코딩/파싱 동작을 수행하여, 심벌들(421)을 생성할 수 있다.

심벌들(421)의 재구성은 코딩된 비디오 픽처 또는 그의 부분들의 타입(예컨대: 인터 및 인트라 픽처, 인터 및 인트라 블록), 및 다른 인자들에 따라 다수의 상이한 유닛들을 수반할 수 있다. 어느 유닛들이 수반되는지, 그리고 그 방식은 파서(420)에 의해 코딩된 비디오 시퀀스로부터 파싱된 서브그룹 제어 정보에 의해 제어될 수 있다. 파서(420)와 아래의 다수의 유닛 사이의 이러한 서브그룹 제어 정보의 흐름은 명확성을 위해 묘사되어 있지 않다.

이미 언급된 기능 블록들 이외에, 비디오 디코더(410)는 아래에 설명되는 바와 같이 개념적으로 다수의 기능 유닛으로 세분될 수 있다. 상업적 제약 하에서 동작하는 실제 구현에서, 이들 유닛 중 다수는 서로 밀접하게 상호작용하고, 적어도 부분적으로 서로 통합될 수 있다. 그러나, 개시된 주제를 설명하기 위해서는, 아래의 기능 유닛들로의 개념적 세분이 적절하다.

제1 유닛은 스케일러/역변환 유닛(451)이다. 스케일러/역변환 유닛(451)은, 파서(420)로부터의 심벌(들)(421)로서, 어느 변환을 사용할지, 블록 크기, 양자화 인자, 양자화 스케일링 행렬들(quantization scaling matrices) 등을 포함한, 제어 정보뿐만 아니라 양자화된 변환 계수를 수신한다. 스케일러/역변환 유닛(451)은 집계기(aggregator)(455)에 입력될 수 있는 샘플 값들을 포함하는 블록들을 출력할 수 있다.

일부 경우들에서, 스케일러/역변환(451)의 출력 샘플들은 인트라 코딩된 블록; 즉, 이전에 재구성된 픽처들로부터의 예측 정보를 사용하는 것이 아니고, 현재 픽처의 이전에 재구성된 부분들로부터의 예측 정보를 사용할 수 있는 블록에 관련될 수 있다. 그러한 예측 정보는 인트라 픽처 예측 유닛(452)에 의해 제공될 수 있다. 일부 경우들에서, 인트라 픽처 예측 유닛(452)은 현재 픽처 버퍼(458)로부터 페치된 주위의 이미 재구성된 정보를 사용하여, 재구성 중인 블록의 동일한 크기 및 형상의 블록을 생성한다. 현재 픽처 버퍼(458)는, 예를 들어, 부분적으로 재구성된 현재 픽처 및/또는 완전히 재구성된 현재 픽처를 버퍼링한다. 집계기(455)는, 일부 경우들에서, 샘플당 기준으로, 인트라 예측 유닛(452)이 생성한 예측 정보를 스케일러/역변환 유닛(451)에 의해 제공된 출력 샘플 정보에 추가한다.

다른 경우들에서, 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력 샘플들은 인터 코딩되고, 잠재적으로 모션 보상된 블록에 관련될 수 있다. 그러한 경우에, 모션 보상 예측 유닛(453)은 참조 픽처 메모리(457)에 액세스하여 예측에 사용되는 샘플들을 페치할 수 있다. 블록에 관련된 심벌들(421)에 따라 페치된 샘플들을 모션 보상한 후에, 이들 샘플은 집계기(455)에 의해 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력(이 경우 잔차 샘플들 또는 잔차 신호라고 불림)에 추가되어 출력 샘플 정보를 생성할 수 있다. 모션 보상 예측 유닛(453)이 예측 샘플들을 페치하는 참조 픽처 메모리(457) 내의 어드레스들은, 예를 들어 X, Y, 및 참조 픽처 컴포넌트들을 가질 수 있는 심벌들(421)의 형태로 모션 보상 예측 유닛(453)에 이용가능한 모션 벡터들에 의해 제어될 수 있다. 모션 보상은 또한 서브샘플 정확한 모션 벡터들이 사용중일 때 참조 픽처 메모리(457)로부터 페치된 샘플 값들의 보간, 모션 벡터 예측 메커니즘 등을 포함할 수 있다.

집계기(455)의 출력 샘플들에 대해 루프 필터 유닛(456) 내의 다양한 루프 필터링 기법들이 수행될 수 있다. 비디오 압축 기술들은, 파서(420)로부터의 심벌들(421)로서 루프 필터 유닛(456)에 이용가능하게 되고 코딩된 비디오 시퀀스(코딩된 비디오 비트스트림이라고도 지칭됨)에 포함된 파라미터들에 의해 제어되지만, 코딩된 픽처 또는 코딩된 비디오 시퀀스의 이전(디코딩 순서로) 부분들의 디코딩 동안 획득된 메타-정보에 응답할 뿐만 아니라, 이전에 재구성된 및 루프-필터링된 샘플 값들에 응답할 수도 있는 인-루프 필터(in-loop filter) 기술들을 포함할 수 있다.

루프 필터 유닛(456)의 출력은 렌더링 디바이스(412)에 출력될 뿐만 아니라 장래의 인터-픽처 예측에서 사용하기 위해 참조 픽처 메모리(457)에 저장될 수도 있는 샘플 스트림일 수 있다.

특정 코딩된 픽처들은, 완전히 재구성되면, 장래의 예측을 위한 참조 픽처들로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처에 대응하는 코딩된 픽처가 완전히 재구성되고 코딩된 픽처가 참조 픽처로서 식별되면(예를 들어, 파서(420)에 의해), 현재 픽처 버퍼(458)는 참조 픽처 메모리(457)의 일부가 될 수 있고, 다음 코딩된 픽처의 재구성에 착수하기 전에 새로운 현재 픽처 버퍼가 재할당될 수 있다.

비디오 디코더(410)는 ITU-T Rec. H.265와 같은 표준에서의 미리 결정된 비디오 압축 기술에 따라 디코딩 동작들을 수행할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스가 비디오 압축 기술 또는 표준의 신택스와 비디오 압축 기술 또는 표준에서 문서화된 프로파일들을 둘 다 고수한다는 점에서, 코딩된 비디오 시퀀스는 사용중인 비디오 압축 기술 또는 표준에 의해 특정된 신택스를 준수할 수 있다. 구체적으로, 프로파일은 비디오 압축 기술 또는 표준에서 이용가능한 모든 툴들로부터 해당 프로파일 하에서 사용하기 위해 이용가능한 유일한 툴들로서 특정 툴들을 선택할 수 있다. 또한 준수를 위해, 코딩된 비디오 시퀀스의 복잡도가 비디오 압축 기술 또는 표준의 레벨에 의해 정의된 경계 내에 있는 것이 필요할 수 있다. 일부 경우들에서, 레벨들은 최대 픽처 크기, 최대 프레임 레이트, 최대 재구성 샘플 레이트(예를 들어, 초당 메가샘플수로 측정됨), 최대 참조 픽처 크기 등을 제한한다. 레벨들에 의해 설정된 한계들은, 일부 경우들에서, HRD(Hypothetical Reference Decoder) 사양들 및 코딩된 비디오 시퀀스에서 시그널링된 HRD 버퍼 관리를 위한 메타데이터를 통해 추가로 제한될 수 있다.

일 실시예에서, 수신기(431)는 인코딩된 비디오와 함께 추가적인(중복) 데이터를 수신할 수 있다. 이 추가적인 데이터는 코딩된 비디오 시퀀스(들)의 일부로서 포함될 수 있다. 이 추가적인 데이터는 데이터를 적절히 디코딩하고/하거나 원래의 비디오 데이터를 더 정확하게 재구성하기 위해 비디오 디코더(410)에 의해 사용될 수 있다. 추가적인 데이터는 예를 들어, 시간적, 공간적, 또는 신호 잡음 비(SNR) 향상 계층들, 중복 슬라이스들, 중복 픽처들, 순방향 오류 정정 코드들 등의 형태로 될 수 있다.

도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 비디오 인코더(503)의 블록도를 도시한다. 비디오 인코더(503)는 전자 디바이스(520)에 포함된다. 전자 디바이스(520)는 송신기(540)(예를 들어, 송신 회로)를 포함한다. 비디오 인코더(503)는 도 3의 예에서의 비디오 인코더(303) 대신에 사용될 수 있다.

비디오 인코더(503)는 비디오 인코더(503)에 의해 코딩될 비디오 이미지(들)를 캡처할 수 있는 비디오 소스(501)(도 5의 예에서는 전자 디바이스(520)의 일부가 아님)로부터 비디오 샘플들을 수신할 수 있다. 다른 예에서, 비디오 소스(501)는 전자 디바이스(520)의 일부이다.

비디오 소스(501)는, 임의의 적합한 비트 심도(예를 들어: 8 비트, 10 비트, 12 비트, …), 임의의 색공간(예를 들어, BT.601 Y CrCB, RGB, …), 및 임의의 적합한 샘플링 구조(예를 들어, Y CrCb 4:2:0, Y CrCb 4:4:4)일 수 있는 디지털 비디오 샘플 스트림의 형태로 비디오 인코더(503)에 의해 코딩될 소스 비디오 시퀀스를 제공할 수 있다. 미디어 서빙 시스템에서, 비디오 소스(501)는 이전에 준비된 비디오를 저장하는 저장 디바이스일 수 있다. 영상 회의 시스템에서, 비디오 소스(501)는 비디오 시퀀스로서 로컬 이미지 정보를 캡처하는 카메라일 수 있다. 비디오 데이터는 순차적으로 볼 때 모션을 부여하는 복수의 개별 픽처로서 제공될 수 있다. 픽처들 자체는 픽셀들의 공간적 어레이로서 조직될 수 있고, 여기서 각각의 픽셀은 사용중인 샘플링 구조, 색 공간 등에 의존하여 하나 이상의 샘플을 포함할 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 픽셀들과 샘플들 사이의 관계를 쉽게 이해할 수 있다. 아래의 설명은 샘플들에 초점을 맞춘다.

일 실시예에 따르면, 비디오 인코더(503)는 소스 비디오 시퀀스의 픽처들을 실시간으로 또는 응용에 의해 요구되는 임의의 다른 시간 제약들 하에서 코딩된 비디오 시퀀스(543)로 코딩 및 압축할 수 있다. 적절한 코딩 속도를 시행하는 것이 제어기(550)의 하나의 기능이다. 일부 실시예들에서, 제어기(550)는 아래 설명되는 바와 같이 다른 기능 유닛들을 제어하고 다른 기능 유닛들에 기능적으로 결합된다. 결합은 명확성을 위해 묘사되어 있지 않다. 제어기(550)에 의해 설정된 파라미터들은 레이트 제어 관련 파라미터들(픽처 스킵, 양자화기, 레이트-왜곡 최적화 기법들의 람다 값, …), 픽처 크기, 픽처 그룹(GOP) 레이아웃, 최대 모션 벡터 허용된 참조 영역 등을 포함할 수 있다. 제어기(550)는 특정 시스템 설계에 대해 최적화된 비디오 인코더(503)에 관련된 다른 적합한 기능들을 갖도록 구성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 비디오 인코더(503)는 코딩 루프에서 동작하도록 구성된다. 과도하게 단순화된 설명으로서, 일 예에서, 코딩 루프는 소스 코더(530)(예를 들어, 코딩될 입력 픽처, 및 참조 픽처(들)에 기초하여 심벌 스트림과 같은 심벌들을 생성하는 것을 담당함), 및 비디오 인코더(503)에 임베드된 (로컬) 디코더(533)를 포함할 수 있다. 디코더(533)는 (원격) 디코더가 또한 생성하는 것과 유사한 방식으로 샘플 데이터를 생성하기 위해 심벌들을 재구성한다(심벌들과 코딩된 비디오 비트스트림 사이의 임의의 압축이 개시된 주제에서 고려되는 비디오 압축 기술들에서 무손실이기 때문임). 재구성된 샘플 스트림(샘플 데이터)은 참조 픽처 메모리(534)에 입력된다. 심벌 스트림의 디코딩이 디코더 위치(로컬 또는 원격)와는 독립적으로 비트-정확한 결과들(bit-exact results)을 야기하기 때문에, 참조 픽처 메모리(534) 내의 콘텐츠도 또한 로컬 인코더와 원격 인코더 사이에서 비트 정확(bit exact)하다. 다시 말해서, 인코더의 예측 부분은 디코딩 동안 예측을 사용할 때 디코더가 "보는(see)" 것과 정확히 동일한 샘플 값들을 참조 픽처 샘플들로서 "본다". 참조 픽처 동기성(reference picture synchronicity)의 이러한 기본적인 원리(그리고, 예를 들어, 채널 오류들 때문에, 동기성이 유지될 수 없는 경우, 결과적인 드리프트)는 일부 관련 기술들에서도 사용된다.

"로컬" 디코더(533)의 동작은 도 4와 관련하여 위에서 이미 상세히 설명한 비디오 디코더(410)와 같은 "원격" 디코더의 동작과 동일할 수 있다. 그러나, 또한 도 4를 간단히 참조하면, 심벌들이 이용가능하고 엔트로피 코더(545) 및 파서(420)에 의한 코딩된 비디오 시퀀스로의 심벌들의 인코딩/디코딩이 무손실일 수 있기 때문에, 버퍼 메모리(415) 및 파서(420)를 포함한, 비디오 디코더(410)의 엔트로피 디코딩 부분들은 로컬 디코더(533)에서 완전히 구현되지 않을 수 있다.

이 시점에서 이루어질 수 있는 관찰은, 디코더에 존재하는 파싱/엔트로피 디코딩을 제외한 임의의 디코더 기술이 또한 필연적으로, 대응하는 인코더에서, 실질적으로 동일한 기능 형태로 존재할 필요가 있다는 점이다. 이러한 이유로, 개시된 주제는 디코더 동작에 초점을 맞춘다. 인코더 기술들은 포괄적으로 설명된 디코더 기술들의 역(inverse)이기 때문에 그것들에 대한 설명은 축약될 수 있다. 특정 영역들에서만 더 상세한 설명이 요구되고 아래에 제공된다.

동작 동안, 일부 예들에서, 소스 코더(530)는, "참조 픽처"로 지정된 비디오 시퀀스로부터의 하나 이상의 이전에 코딩된 픽처를 참조하여 예측적으로 입력 픽처를 코딩하는, 모션 보상된 예측 코딩을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 코딩 엔진(532)은 입력 픽처의 픽셀 블록들과 입력 픽처에 대한 예측 참조(들)로서 선택될 수 있는 참조 픽처(들)의 픽셀 블록들 사이의 차이들을 코딩한다.

로컬 비디오 디코더(533)는, 소스 코더(530)에 의해 생성된 심벌들에 기초하여, 참조 픽처들로서 지정될 수 있는 픽처들의 코딩된 비디오 데이터를 디코딩할 수 있다. 코딩 엔진(532)의 동작들은 유리하게는 손실 프로세스들일 수 있다. 코딩된 비디오 데이터가 비디오 디코더(도 5에 도시되지 않음)에서 디코딩될 수 있는 경우, 재구성된 비디오 시퀀스는 전형적으로 일부 오류들을 갖는 소스 비디오 시퀀스의 복제본(replica)일 수 있다. 로컬 비디오 디코더(533)는 참조 픽처들에 대해 비디오 디코더에 의해 수행될 수 있는 디코딩 프로세스들을 복제하고 재구성된 참조 픽처들이 참조 픽처 캐시(534)에 저장되게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 비디오 인코더(503)는 (송신 오류들이 없이) 원단(far-end) 비디오 디코더에 의해 획득될 재구성된 참조 픽처로서 공통 콘텐츠를 갖는 재구성된 참조 픽처들의 사본들을 로컬로 저장할 수 있다.

예측자(535)는 코딩 엔진(532)에 대한 예측 검색들을 수행할 수 있다. 즉, 코딩될 새로운 픽처에 대해, 예측자(535)는 새로운 픽처들에 대한 적절한 예측 참조로서 역할을 할 수 있는 참조 픽처 모션 벡터들, 블록 형상들 등과 같은 특정 메타데이터 또는 샘플 데이터(후보 참조 픽셀 블록들로서)에 대해 참조 픽처 메모리(534)를 검색할 수 있다. 예측자(535)는 적절한 예측 참조들을 찾기 위해 샘플 블록-바이-픽셀 블록(sample block-by-pixel block) 기준으로 동작할 수 있다. 일부 경우들에서, 예측자(535)에 의해 획득된 검색 결과들에 의해 결정된 바와 같이, 입력 픽처는 참조 픽처 메모리(534)에 저장된 다수의 참조 픽처로부터 인출된 예측 참조들을 가질 수 있다.

제어기(550)는, 예를 들어, 비디오 데이터를 인코딩하기 위해 사용되는 파라미터들 및 서브그룹 파라미터들의 설정을 포함하여, 소스 코더(530)의 코딩 동작을 관리할 수 있다.

전술한 모든 기능 유닛들의 출력은 엔트로피 코더(545)에서 엔트로피 코딩을 거칠 수 있다. 엔트로피 코더(545)는 다양한 기능 유닛들에 의해 생성된 심벌들을, 허프만 코딩, 가변 길이 코딩, 산술 코딩 등과 같은 기술들에 따라 심벌들을 무손실 압축함으로써, 코딩된 비디오 시퀀스로 변환한다.

송신기(540)는, 인코딩된 비디오 데이터를 저장할 저장 디바이스에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는, 통신 채널(560)을 통한 송신을 준비하기 위해 엔트로피 코더(545)에 의해 생성된 코딩된 비디오 시퀀스(들)를 버퍼링할 수 있다. 송신기(540)는 비디오 코더(503)로부터의 코딩된 비디오 데이터를 송신될 다른 데이터, 예를 들어, 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림(소스들이 도시되지 않음)과 병합할 수 있다.

제어기(550)는 비디오 인코더(503)의 동작을 관리할 수 있다. 코딩 동안, 제어기(550)는, 각자의 픽처에 적용될 수 있는 코딩 기법들에 영향을 미칠 수 있는, 특정 코딩된 픽처 타입을 각각의 코딩된 픽처에 할당할 수 있다. 예를 들어, 픽처들은 종종 다음 픽처 타입들 중 하나로서 할당될 수 있다:

인트라 픽처(Intra Picture)(I 픽처)는 예측의 소스로서 시퀀스 내의 임의의 다른 픽처를 사용하지 않고 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 일부 비디오 코덱들은, 예를 들어, 독립 디코더 리프레시(Independent Decoder Refresh)("IDR") 픽처들을 포함한, 상이한 타입들의 인트라 픽처들을 허용한다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 I 픽처들의 해당 변형들 및 그것들 각자의 응용들 및 특징들을 인식한다.

예측 픽처(predictive picture)(P 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값들을 예측하기 위해 많아야 하나의 모션 벡터 및 참조 인덱스를 사용하여 인트라 예측(intra prediction) 또는 인터 예측(inter prediction)을 사용하여 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다.

양방향 예측 픽처(bi-directionally predictive picture)(B 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값들을 예측하기 위해 많아야 2개의 모션 벡터 및 참조 인덱스를 사용하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 유사하게, 다중-예측 픽처들은 단일 블록의 재구성을 위해 2개보다 많은 참조 픽처 및 연관된 메타데이터를 사용할 수 있다.

소스 픽처들은 일반적으로 복수의 샘플 블록(예를 들어, 각각 4x4, 8x8, 4x8, 또는 16x16 샘플들의 블록들)으로 공간적으로 세분되고 블록-바이-블록(block-by-block) 기준으로 코딩될 수 있다. 블록들은 블록들의 각자의 픽처들에 적용되는 코딩 할당에 의해 결정된 다른(이미 코딩된) 블록들을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다. 예를 들어, I 픽처들의 블록들은 비예측적으로 코딩될 수 있거나 그것들은 동일한 픽처의 이미 코딩된 블록들을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다(공간적 예측 또는 인트라 예측). P 픽처의 픽셀 블록들은, 하나의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간적 예측을 통해 또는 시간적 예측을 통해, 예측적으로 코딩될 수 있다. B 픽처들의 블록들은, 1개 또는 2개의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간적 예측을 통해 또는 시간적 예측을 통해, 예측적으로 코딩될 수 있다.

비디오 인코더(503)는 ITU-T Rec. H.265와 같은 미리 결정된 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따라 코딩 동작들을 수행할 수 있다. 그 동작에서, 비디오 인코더(503)는, 입력 비디오 시퀀스에서 시간적 및 공간적 중복성들을 활용하는 예측 코딩 동작들을 포함한, 다양한 압축 동작들을 수행할 수 있다. 따라서, 코딩된 비디오 데이터는 사용중인 비디오 코딩 기술 또는 표준에 의해 특정된 신택스를 준수할 수 있다.

일 실시예에서, 송신기(540)는 인코딩된 비디오와 함께 추가적인 데이터를 송신할 수 있다. 소스 코더(530)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부로서 그러한 데이터를 포함할 수 있다. 추가적인 데이터는 시간적/공간적/SNR 향상 계층들, 중복 픽처들 및 슬라이스들과 같은 다른 형태들의 중복 데이터, SEI 메시지들, VUI 파라미터 세트 프래그먼트들 등을 포함할 수 있다.

비디오는 시간적 시퀀스에서 복수의 소스 픽처들(비디오 픽처들)로서 캡처될 수 있다. 인트라-픽처 예측(종종 인트라 예측으로 축약됨)은 주어진 픽처에서 공간적 상관을 이용하고, 인터-픽처 예측은 픽처들 사이의 (시간적 또는 다른) 상관을 이용한다. 일 예에서, 현재 픽처라고 지칭되는 인코딩/디코딩 중인 특정 픽처가 블록들로 파티셔닝된다. 현재 픽처 내의 블록이 비디오 내의 이전에 코딩되고 여전히 버퍼링된 참조 픽처 내의 참조 블록과 유사할 때, 현재 픽처 내의 블록은 모션 벡터라고 지칭되는 벡터에 의해 코딩될 수 있다. 모션 벡터는 참조 픽처 내의 참조 블록을 가리키고, 다수의 참조 픽처가 사용중인 경우, 참조 픽처를 식별하는 제3 차원을 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 인터-픽처 예측에서 양예측(bi-prediction) 기법이 사용될 수 있다. 양예측 기법에 따르면, 둘 다 비디오에서 디코딩 순서가 현재 픽처에 앞서는(그러나, 디스플레이 순서는, 각각 과거 및 미래에 있을 수 있는) 제1 참조 픽처 및 제2 참조 픽처와 같은 2개의 참조 픽처가 사용된다. 현재 픽처 내의 블록은 제1 참조 픽처 내의 제1 참조 블록을 가리키는 제1 모션 벡터, 및 제2 참조 픽처 내의 제2 참조 블록을 가리키는 제2 모션 벡터에 의해 코딩될 수 있다. 블록은 제1 참조 블록과 제2 참조 블록의 조합에 의해 예측될 수 있다.

또한, 코딩 효율을 개선하기 위해 인터-픽처 예측에서 병합 모드 기법이 사용될 수 있다.

본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 인터-픽처 예측들 및 인트라-픽처 예측들과 같은 예측들이 블록들의 유닛으로 수행된다. 예를 들어, HEVC 표준에 따르면, 비디오 픽처들의 시퀀스 내의 픽처는 압축을 위해 코딩 트리 유닛들(CTU)로 파티셔닝되고, 픽처 내의 CTU들은 64x64 픽셀들, 32x32 픽셀들, 또는 16x16 픽셀들과 같은 동일한 크기를 갖는다. 일반적으로, CTU는 3개의 코딩 트리 블록(coding tree block)(CTB)을 포함하는데, 이는 하나의 루마 CTB 및 2개의 크로마 CTB이다. 각각의 CTU는 하나 또는 다수의 코딩 유닛(CU)으로 재귀적으로 쿼드트리 분할(recursively quad-tree split)될 수 있다. 예를 들어, 64x64 픽셀들의 CTU는 64x64 픽셀들의 하나의 CU, 또는 32x32 픽셀들의 4개의 CU, 또는 16x16 픽셀들의 16개의 CU로 분할될 수 있다. 일 예에서, 각각의 CU는, 인터 예측 타입 또는 인트라 예측 타입과 같은, CU에 대한 예측 타입을 결정하기 위해 분석된다. CU는 시간적 및/또는 공간적 예측성에 의존하여 하나 이상의 예측 유닛(PU)으로 분할된다. 일반적으로, 각각의 PU는 루마 예측 블록(PB), 및 2개의 크로마 PB를 포함한다. 일 실시예에서, 코딩(인코딩/디코딩)에서의 예측 동작은 예측 블록의 유닛으로 수행된다. 예측 블록의 예로서 루마 예측 블록을 사용하여, 예측 블록은, 8x8 픽셀들, 16x16 픽셀들, 8x16 픽셀들, 16x8 픽셀들 등과 같은, 픽셀들에 대한 값들(예를 들어, 루마 값들)의 행렬을 포함한다.

도 6은 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 비디오 인코더(603)의 도면을 도시한다. 비디오 인코더(603)는 비디오 픽처들의 시퀀스에서 현재 비디오 픽처 내의 샘플 값들의 처리 블록(예를 들어, 예측 블록)을 수신하고, 처리 블록을 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처 내에 인코딩하도록 구성된다. 일 예에서, 비디오 인코더(603)는 도 3의 예에서의 비디오 인코더(303) 대신에 사용된다.

HEVC 예에서, 비디오 인코더(603)는 8x8 샘플들 등의 예측 블록과 같은 처리 블록에 대한 샘플 값들의 행렬 등을 수신한다. 비디오 인코더(603)는 처리 블록이, 예를 들어, 레이트-왜곡 최적화를 사용하여 인트라 모드, 인터 모드, 또는 양예측 모드 중 어느 것을 사용하여 최선으로 코딩되는지를 결정한다. 처리 블록이 인트라 모드로 코딩되어야 할 때, 비디오 인코더(603)는 인트라 예측 기법을 사용하여 처리 블록을 코딩된 픽처 내에 인코딩할 수 있으며; 처리 블록이 인터 모드 또는 양예측 모드로 코딩되어야 할 때, 비디오 인코더(603)는 인터 예측 또는 양예측 기법을 각각 사용하여 처리 블록을 코딩된 픽처 내에 인코딩할 수 있다. 특정 비디오 코딩 기술들에서, 병합 모드는 예측자들 외부의 코딩된 모션 벡터 성분의 이점 없이 하나 이상의 모션 벡터 예측자로부터 모션 벡터가 도출되는 인터 픽처 예측 서브모드일 수 있다. 특정 다른 비디오 코딩 기술들에서, 대상 블록에 적용가능한 모션 벡터 성분이 존재할 수 있다. 일 예에서, 비디오 인코더(603)는 처리 블록들의 모드를 결정하기 위한 모드 결정 모듈(도시되지 않음)과 같은 다른 컴포넌트들을 포함한다.

도 6의 예에서, 비디오 인코더(603)는 도 6에 도시된 바와 같이 함께 결합된 인터 인코더(inter encoder)(630), 인트라 인코더(intra encoder)(622), 잔차 계산기(residue calculator)(623), 스위치(626), 잔차 인코더(624), 일반 제어기(621), 및 엔트로피 인코더(625)를 포함한다.

인터 인코더(630)는 현재 블록(예를 들어, 처리 블록)의 샘플들을 수신하고, 블록을 참조 픽처들 내의 하나 이상의 참조 블록(예를 들어, 이전 픽처들 및 나중 픽처들 내의 블록들)과 비교하고, 인터 예측 정보(예를 들어, 인터 인코딩 기법에 따른 중복 정보의 설명, 모션 벡터들, 병합 모드 정보)를 생성하고, 임의의 적합한 기법을 사용하여 인터 예측 정보에 기초하여 인터 예측 결과들(예를 들어, 예측된 블록)을 계산하도록 구성된다. 일부 예들에서, 참조 픽처들은 인코딩된 비디오 정보에 기초하여 디코딩되는 디코딩된 참조 픽처들이다.

인트라 인코더(622)는 현재 블록(예를 들어, 처리 블록)의 샘플들을 수신하고, 일부 경우들에서 블록을 동일한 픽처 내의 이미 코딩된 블록들과 비교하고, 변환 후 양자화된 계수들을 생성하고, 일부 경우들에서 또한 인트라 예측 정보(예를 들어, 하나 이상의 인트라 인코딩 기법에 따른 인트라 예측 방향 정보)를 수신하도록 구성된다. 일 예에서, 인트라 인코더(622)는 또한 동일한 픽처 내의 참조 블록들 및 인트라 예측 정보에 기초하여 인트라 예측 결과들(예를 들어, 예측 블록)을 계산한다.

일반 제어기(621)는 일반 제어 데이터를 결정하고 일반 제어 데이터에 기초하여 비디오 인코더(603)의 다른 컴포넌트들을 제어하도록 구성된다. 일 예에서, 일반 제어기(621)는 블록의 모드를 결정하고, 모드에 기초하여 스위치(626)에 제어 신호를 제공한다. 예를 들어, 모드가 인트라 모드일 때, 일반 제어기(621)는 잔차 계산기(623)에 의한 사용을 위해 인트라 모드 결과를 선택하도록 스위치(626)를 제어하고, 인트라 예측 정보를 선택하고 인트라 예측 정보를 비트스트림에 포함시키도록 엔트로피 인코더(625)를 제어하며; 모드가 인터 모드일 때, 일반 제어기(621)는 잔차 계산기(623)에 의한 사용을 위해 인터 예측 결과를 선택하도록 스위치(626)를 제어하고, 인터 예측 정보를 선택하고 인터 예측 정보를 비트스트림에 포함시키도록 엔트로피 인코더(625)를 제어한다.

잔차 계산기(623)는 수신된 블록과 인트라 인코더(622) 또는 인터 인코더(630)로부터 선택된 예측 결과들 사이의 차이(잔차 데이터)를 계산하도록 구성된다. 잔차 인코더(624)는 잔차 데이터에 기초하여 동작하여 잔차 데이터를 인코딩하여 변환 계수들을 생성하도록 구성된다. 일 예에서, 잔차 인코더(624)는 잔차 데이터를 공간적 도메인으로부터 주파수 도메인으로 변환하고, 변환 계수들을 생성하도록 구성된다. 그 후 변환 계수들에 대해 양자화 처리를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 획득한다. 다양한 실시예들에서, 비디오 인코더(603)는 잔차 디코더(628)를 또한 포함한다. 잔차 디코더(628)는 역변환을 수행하고, 디코딩된 잔차 데이터를 생성하도록 구성된다. 디코딩된 잔차 데이터는 인트라 인코더(622) 및 인터 인코더(630)에 의해 적합하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 인터 인코더(630)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인터 예측 정보에 기초하여 디코딩된 블록들을 생성할 수 있고, 인트라 인코더(622)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인트라 예측 정보에 기초하여 디코딩된 블록들을 생성할 수 있다. 디코딩된 블록들은 디코딩된 픽처들을 생성하기 위해 적합하게 처리되고 디코딩된 픽처들은 메모리 회로(도시되지 않음)에 버퍼링되고 일부 예들에서 참조 픽처들로서 사용될 수 있다.

엔트로피 인코더(625)는 인코딩된 블록을 포함하도록 비트스트림을 포맷하도록 구성된다. 엔트로피 인코더(625)는 HEVC 표준과 같은 적합한 표준에 따라 다양한 정보를 포함하도록 구성된다. 일 예에서, 엔트로피 인코더(625)는 일반 제어 데이터, 선택된 예측 정보(예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 잔차 정보, 및 다른 적합한 정보를 비트스트림 내에 포함시키도록 구성된다. 개시된 주제에 따르면, 인터 모드 또는 양예측 모드의 병합 서브모드에서 블록을 코딩할 때, 잔차 정보가 존재하지 않는다는 점에 유의한다.

도 7은 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 비디오 디코더(710)의 도면을 도시한다. 비디오 디코더(710)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처들을 수신하고, 코딩된 픽처들을 디코딩하여 재구성된 픽처들을 생성하도록 구성된다. 일 예에서, 비디오 디코더(710)는 도 3의 예에서의 비디오 디코더(310) 대신에 사용된다.

도 7의 예에서, 비디오 디코더(710)는 도 7에 도시된 바와 같이 함께 결합된 엔트로피 디코더(771), 인터 디코더(780), 잔차 디코더(773), 재구성 모듈(774), 및 인트라 디코더(772)를 포함한다.

엔트로피 디코더(771)는, 코딩된 픽처로부터, 코딩된 픽처가 구성되는 신택스 요소들을 나타내는 특정 심벌들을 재구성하도록 구성될 수 있다. 그러한 심벌들은, 예를 들어, 블록이 코딩되는 모드(예컨대, 예를 들어, 인트라 모드, 인터 모드, 양예측(bi-predicted) 모드, 후자의 둘은 병합 서브모드 또는 다른 서브모드에서임), 인트라 디코더(772) 또는 인터 디코더(780) 각각에 의한 예측을 위해 사용되는 특정 샘플 또는 메타데이터를 식별할 수 있는 예측 정보(예컨대, 예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 예를 들어, 양자화된 변환 계수들의 형태로 된 잔차 정보 등을 포함할 수 있다. 일 예에서, 예측 모드가 인터 또는 양예측 모드일 때, 인터 예측 정보가 인터 디코더(780)에 제공되고; 예측 타입이 인트라 예측 타입일 때, 인트라 예측 정보가 인트라 디코더(772)에 제공된다. 잔차 정보에 대해 역양자화가 수행될 수 있고 이는 잔차 디코더(773)에 제공된다.

인터 디코더(780)는 인터 예측 정보를 수신하고, 인터 예측 정보에 기초하여 인터 예측 결과들을 생성하도록 구성된다.

인트라 디코더(772)는 인트라 예측 정보를 수신하고, 인트라 예측 정보에 기초하여 예측 결과들을 생성하도록 구성된다.

잔차 디코더(773)는 역양자화를 수행하여 탈양자화된 변환 계수들을 추출하고, 탈양자화된 변환 계수들을 처리하여 잔차를 주파수 도메인으로부터 공간적 도메인으로 변환하도록 구성된다. 잔차 디코더(773)는 또한(양자화기 파라미터(QP)를 포함하도록) 특정 제어 정보를 요구할 수 있고, 그 정보는 엔트로피 디코더(771)에 의해 제공될 수 있다(이는 단지 저용량 제어 정보일 수 있으므로 데이터 경로가 묘사되지 않음).

재구성 모듈(774)은, 공간적 도메인에서, 잔차 디코더(773)에 의해 출력된 잔차와 예측 결과들(경우에 따라 인터 또는 인트라 예측 모듈에 의해 출력된 것)을 조합하여 재구성된 블록을 형성하도록 구성하고, 재구성된 블록은 재구성된 픽처의 일부일 수 있고, 재구성된 픽처는 결국 재구성된 비디오의 일부일 수 있다. 시각적 품질을 개선하기 위해 디블로킹 동작 등과 같은 다른 적합한 동작들이 수행될 수 있다는 점에 유의한다.

비디오 인코더들(303, 503, 및 603), 및 비디오 디코더들(310, 410, 및 710)은 임의의 적합한 기법을 사용하여 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 일 실시예에서, 비디오 인코더들(303, 503, 및 603), 및 비디오 디코더들(310, 410, 및 710)은 하나 이상의 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 비디오 인코더들(303, 503, 및 603), 및 비디오 디코더들(310, 410, 및 710)은 소프트웨어 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다.

II. 인트라 블록 카피

상이한 픽처에 기초한 블록 기반 보상은 모션 보상 또는 인터 예측 블록 보상으로 지칭될 수 있다. 또한, 블록 보상은 동일한 픽처 내의 이전에 재구성된 영역으로부터 수행될 수 있다. 이러한 블록 보상은 인트라 픽처 블록 보상, 현재 픽처 참조(current picture referencing, CPR), 또는 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)로 지칭될 수 있다.

본 개시내용의 양태들은 동일한 픽처(예를 들어, IBC 예측 모드) 내의 블록 기반 보상을 위한 기법들을 제공한다.

본 개시내용의 양태들에 따르면, IBC 예측 모드에서, 동일한 픽처 내에서 현재 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 표시하는 변위 벡터가 블록 벡터(block vector, BV)라고 지칭된다. 참조 블록은 현재 블록 이전에 재구성된다. 또한, 예를 들어 병렬 처리를 위해, 타일/슬라이스 경계 또는 파면 래더 형상 경계(wave-front ladder shape boundary)에 있는 참조 영역은 이용가능한 참조 블록으로서 사용되는 것이 배제될 수 있다. 이러한 제약들로 인해, 블록 벡터는 예를 들어 인터 예측 모드에서 임의의 값(x 또는 y 방향에서, 양 또는 음)을 가질 수 있는 모션 벡터와 상이하다.

IBC 예측 모드에서 블록 벡터의 코딩은 명시적이거나 암시적일 수 있다. 명시적 모드에서는, 블록 벡터와 블록 벡터의 예측자 사이의 블록 벡터 차이가 시그널링된다. IBC 예측 모드의 명시적 모드에서의 블록 벡터의 코딩은, 예를 들어, 인터 예측 모드의 AMVP(advanced motion vector prediction) 모드에서의 모션 벡터의 코딩과 유사할 수 있다. 암시적 모드에서는, 예를 들어 인터 예측 모드의 병합 모드에서의 모션 벡터 예측과 유사한, 블록 벡터 차이를 사용하지 않고 블록 벡터의 예측자로부터 블록 벡터가 복구된다. 또한, 블록 벡터의 해상도는 일 실시예에서 정수 위치로 제한될 수 있지만, 다른 실시예들에서 분수 위치를 가리키도록 허용될 수 있다.

블록 레벨에서의 IBC 예측 모드의 사용은, 예를 들어, 블록 레벨 플래그(IBC 플래그라고 지칭됨) 또는 참조 인덱스를 사용하여 시그널링될 수 있다. IBC 플래그를 사용할 때, 현재 블록은 암시적 모드에서 코딩되지 않을 수 있다. 참조 인덱스를 사용할 때, 현재 디코딩된 픽처는 참조 픽처로서 취급될 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처는 참조 픽처 리스트의 마지막 위치에 놓일 수 있다. 이 참조 픽처는 또한 디코딩된 픽처 버퍼(decoded picture buffer, DPB)에서 다른 시간적 참조 픽처들과 함께 관리될 수 있다.

IBC 예측 모드에 대한 변형들은, 예를 들어, 참조 블록이 현재 블록을 예측하기 위해 사용되기 전에 수평으로 또는 수직으로 플립되는 플립형 IBC(flipped IBC), 및 MxN 코딩 블록 내부의 각각의 보상 유닛이 Mx1 또는 1xN 라인인 라인 기반 IBC(line based IBC)를 포함한다.

도 8은 본 개시내용의 실시예에 따른 인트라 블록 카피(IBC) 예측 모드의 예를 도시한다. 도 8의 예에서, 현재 픽처(800)가 재구성 중이고, 재구성된 영역(801)(회색 영역) 및 재구성될 영역(802)(백색 영역)을 포함한다. 재구성된 영역(801) 내의 블록들은 이미 디코딩되었고, 재구성될 영역(802) 내의 블록들은 디코딩 중이거나 디코딩될 것이다. 현재 블록(804)은 재구성될 영역(802) 내에 있고 디코딩 중이다. 현재 블록(804)은 재구성된 영역(801) 내에 있는 참조 블록(805)으로부터 디코딩될 수 있다. 현재 블록(804)의 디코딩은 현재 블록(804)과 참조 블록(805) 사이의 오프셋을 표시하는 블록 벡터(803)에 기초한다.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 현재 블록(예를 들어, 현재 블록(804))에 대한 블록 벡터(예를 들어, 블록 벡터(803))를 도출하기 위해 사용되는 참조 블록(예를 들어, 참조 블록(805))은 IBC 예측 모드의 허용된 참조 영역 내에 있다. 허용된 참조 영역이 온-칩 메모리와 같은 제한된 메모리 공간을 갖는 메모리로부터 액세스가능할 때, 허용된 참조 영역은 특정 영역 내에 제약될 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, IBC 예측 모드의 허용된 참조 영역은 현재 블록이 상주하는 현재 CTU 내에 있도록 제약된다. 일 예에서, IBC 예측 모드의 허용된 참조 영역에 대한 참조 샘플들을 저장하는 메모리는 1 CTU 크기(예를 들어, 128x128 샘플들)이다. 1 CTU 크기(128x128 샘플들)가 4개의 영역(각각의 영역은 64x64 샘플들을 가짐)을 포함하는 경우, 메모리는 4개의 영역을 저장할 수 있으며, 여기서 64x64 샘플들의 한 영역이 현재 재구성될 수 있고 64x64의 다른 3개의 영역이 참조 샘플들로서 사용될 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, IBC 예측 모드의 허용된 참조 영역은 허용된 참조 영역을 저장하기 위한 메모리 크기를 변경되지 않은 채로(예를 들어, 1 CTU 크기) 유지하면서 다른 CTU(예를 들어, 현재 CTU의 좌측 CTU)의 일부 부분들로 확장될 수 있으므로, 허용된 참조 영역은 현재 CTU 내에 있도록 제약되지 않을 수 있다. 허용된 참조 영역은 현재 CTU 내의 현재 블록의 위치에 의존할 수 있다는 점에 유의한다. 즉, 허용된 참조 영역은 현재 CTU 내의 현재 블록의 위치에 따라 업데이트될 수 있다.

도 9a 내지 도 9d는 본 개시내용의 실시예에 따른 IBC 예측 모드의 업데이트 프로세스에서 허용된 참조 영역들의 예들을 도시한다. 위에서 설명한 바와 같이, 유효 허용된 참조 영역은 현재 CTU(900)의 이전 CTU(예를 들어, 좌측 CTU(910))의 일부 부분들로 확장될 수 있다.

업데이트 프로세스 동안, 좌측 CTU로부터의 저장된 참조 샘플들은 현재 CTU로부터의 재구성된 샘플들로 업데이트된다. 도 9a 내지 도 9d에서, 회색 영역들은 이미 재구성된 영역들을 표시하고, 백색 영역들은 재구성될 영역들을 표시하며, 수직 스트라이프와 텍스트 "Curr"을 갖는 영역들은 현재 블록들이 상주하는 현재 코딩/디코딩 영역들을 표시한다. 또한, 각각의 도면에서, 좌측 4개의 영역(911 내지 914)은 좌측 CTU(910)에 속하고, 우측 4개의 영역(901 내지 904)은 현재 CTU(900)에 속한다.

좌측 CTU(910)의 4개의 영역(911 내지 914) 모두가 이미 재구성되어 있다는 점에 유의한다. 따라서, 메모리는 처음에 좌측 CTU(910)의 참조 샘플들의 이러한 4개의 영역 모두를 저장하고, 그 후 메모리에 저장된 좌측 CTU(910)의 참조 샘플들의 영역은 현재 CTU(900)의 현재 재구성된 샘플들의 동일한 상대 영역으로 업데이트(또는 대체)된다.

예를 들어, 도 9a에서, 현재 CTU(900) 내의 현재 영역(901)은 재구성 중이고, 현재 영역(901)의 좌측 CTU(910) 내의 동위치 영역(co-located region)은 이미 재구성된 영역(911)이다. 동위치 영역(911)은 현재 CTU(900) 내의 현재 블록(901)과 동일한 상대 영역을 갖는 좌측 CTU(910)의 영역에 있다. 따라서, 동위치 영역(911)의 참조 샘플들을 저장하는 메모리 영역은 현재 영역(901)의 재구성된 샘플들을 저장하도록 업데이트되고, 도 9a에서 "X"는 동위치 영역(911)의 참조 샘플들이 메모리에 더 이상 저장되지 않음을 표시하기 위해 동위치 영역(911)에 마킹된다.

유사하게, 도 9b에서, 현재 CTU(900) 내의 현재 영역(902)은 재구성 중이고, 현재 영역(902)의 좌측 CTU(910) 내의 동위치 영역은 영역(912)이다. 동위치 영역(912)은 현재 CTU(900) 내의 현재 영역(902)과 동일한 상대 영역을 갖는 좌측 CTU(910)의 영역에 있다. 따라서, 동위치 영역(912)의 참조 샘플들을 저장하는 메모리 영역은 현재 영역(902)의 재구성된 샘플들을 저장하도록 업데이트되고, 도 9b에서 "X"는 동위치 영역(912)의 참조 샘플들이 메모리에 더 이상 저장되지 않음을 표시하기 위해 동위치 영역(912)에 마킹된다.

도 9c에서, 현재 CTU(900) 내의 현재 영역(903)은 재구성 중이고, 현재 영역(903)의 좌측 CTU(910) 내의 동위치 영역은 영역(913)이다. 동위치 영역(913)은 현재 CTU(900) 내의 현재 영역(903)과 동일한 상대 영역을 갖는 좌측 CTU(910)의 영역에 있다. 따라서, 동위치 영역(913)의 참조 샘플들을 저장하는 메모리 영역은 현재 영역(903)의 재구성된 샘플들을 저장하도록 업데이트되고, 도 9c에서 "X"는 동위치 영역(913)의 참조 샘플들이 메모리에 더 이상 저장되지 않음을 표시하기 위해 동위치 영역(913)에 마킹된다.

도 9d에서, 현재 CTU(900) 내의 현재 영역(904)은 재구성 중이고, 현재 영역(904)의 좌측 CTU(910) 내의 동위치 영역은 영역(914)이다. 동위치 영역(914)은 현재 CTU(900) 내의 현재 영역(904)과 동일한 상대 영역을 갖는 좌측 CTU(910)의 영역에 있다. 따라서, 동위치 영역(914)의 참조 샘플들을 저장하는 메모리 영역은 현재 영역(904)의 재구성된 샘플들을 저장하도록 업데이트되고, 도 9d에서 "X"는 동위치 영역(914)의 참조 샘플들이 메모리에 더 이상 저장되지 않음을 표시하기 위해 동위치 영역(914)에 마킹된다.

도 9a 내지 도 9d에서, 총 메모리 크기는 1 CTU 크기(예를 들어, 최대 CTU 크기)와 동일하다고 가정된다. 본 개시내용의 양태들에 따르면, CTU 크기가 최대 CTU 크기와 상이할 때(예를 들어, 더 작을 때), 현재 CTU의 재구성된 부분에 추가하여, N-1개의 좌측 CTU의 참조 샘플들이 또한 참조를 위해 이용가능하도록 메모리에 저장될 수 있고, 여기서 N = 메모리 크기 / CTU 폭 / CTU 폭이다.

예를 들어, 메모리 크기가 128x128 루마 샘플들이고, CTU 크기가 64x64 루마 샘플들이면, N=4이고 현재 CTU에 대한 3개의 좌측 CTU의 참조 샘플들이 IBC 예측을 위해 완전히 이용가능하다. 현재 CTU에 대한 제4 좌측 CTU의 참조 샘플들이 사용될 수 있지만 참조 영역으로서 고려될 필요는 없을 수 있다.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 메모리(예를 들어, 참조 샘플 메모리)가 IBC 참조 샘플 저장을 위해 사용될 때, 메모리는 수 개의 영역들로 파티셔닝될 수 있으며, 각각의 영역은 동일한 크기를 가질 수 있다. 참조 샘플 메모리는 최대 CTU(예를 들어, 128x128)와 동일한 크기를 가질 수 있다. 일 예에서, 128x128 CTU에 대해, 참조 샘플 메모리는 4개의 64x64 영역으로 파티셔닝될 수 있고, 각각의 영역은 현재 CTU 또는 좌측 CTU의 한 영역에서 대응하는 영역들의 샘플들을 포함한다. 다른 예에서, 64x64 CTU에 대해, 참조 샘플 메모리는 4개의 64x64 영역으로 파티셔닝될 수 있고, 각각의 영역은 현재 전체 64x64 CTU의 샘플들 또는 좌측 64x64 CTU들의 전체 CTU의 샘플들을 포함한다. 다른 예에서, 32x32 CTU에 대해, 참조 샘플 메모리는 16개의 32x32 영역으로 파티셔닝될 수 있고, 각각의 영역은 현재 전체 32x32 CTU의 샘플들 또는 좌측 32x32 CTU들의 전체 CTU의 샘플들을 포함한다.

일부 예들에서, 크기가 참조 샘플 메모리의 크기와 동일한, ibcBuffer라고 지칭되는, 버퍼가 IBC 예측을 위한 참조 샘플들을 저장하는데 사용된다. 128x128 CTU에 대해, 버퍼 크기는 128x128이다. 64x64 CTU에 대해, 버퍼 크기는 256x64이다. 32x32 CTU에 대해, 버퍼 크기는 512x32이다. ibcBuffer 내의 위치들이 IBC 참조를 위해 사용되도록 허용되지 않을 때, 버퍼 내의 그러한 위치들에서의 샘플 값들은 "-1" 또는 비디오 샘플들의 유효 범위 내에 있지 않은 임의의 값으로 마킹된다. 버퍼는 CTU 행의 시작에서의 모든 엔트리들에 대해, 그리고 각각의 현재 vSize x vSize 영역에 대해 -1로 설정되고, 여기서 vSize는 최대 디코딩 크기이다. 일 예에서, CTU 크기가 64x64 또는 128x128인 경우, vSize=64이고; 32x32 CTU에 대해, vSize=32이다. 버퍼 내부의 참조 블록은 참조 블록들 내의 모든 샘플 값들이 유효 값들일 때에만 IBC 예측을 위해 사용되도록 허용될 수 있다.

ibcBuffer가 IBC 예측을 위해 사용되는 실시예에서, 각각의 CTU 행의 시작에서, 최대 디코딩 크기 vSize는 min(ctbSize, 64)로서 설정되고 버퍼의 폭 wIbcBuf는 (128x128/ctbSize)로서 설정된다.

ibcBuffer 내의 위치 (x0, y0)에 대해, x0이 0이고 (y0%ctbSize)가 0일 때, 다음 식이 적용되며,

ibcBuffer[x%wIbcBuf][y%ctbSize]= -1,

여기서 x=x0...x0+wlbcBuf-1이고 y=y0...y0+ctbSize-1이다.

각각의 vSize x vSize 영역의 시작에서, (x0%vSize)가 0이고 (y0%vSize)가 0일 때, 다음 식이 적용되며,

ibcBuffer[x%wIbcBuf][y%ctbSize]= -1,

여기서 x=x0...x0+ctbSize-1이고 y=y0...y0+ctbSize-1이다.

루마 블록 벡터 mvL를 디코딩한 후에, 루마 블록 벡터 mvL는 다음의 제약들에 의해 국한될 수 있다:

(1) ((yCb+(mvL[1]>>4))%ctbSize)+cbHeight≤ctbSize; 및

(2) ibcBuf[(x+(mvL[0]>>4))%wIbcBuf][(y+(mvL[1]>>4))%ctbSize ]!=-1,

여기서 x=xCb...xCb+cbWidth-1이고 y=yCb...yCb+cbHeight-1이다.

제1 조건은 참조 블록이 버퍼의 상단 및 버퍼의 하단으로부터 동시에 있을 수 없도록 하는 것이며, 이 경우 참조 블록의 상단 코너는 ibcBuffer의 하단 부분 주위에 있고 참조 블록의 하단 코너는 ibcBuffer의 상단 부분에 맵핑된다(예를 들어, 수직 랩-어라운드).

보상 스테이지 동안, 참조 샘플들은 다음과 같이 버퍼로부터 도출될 수 있다: predSamples[x][y]=ibcBuffer[(x+mv[0]>>4)%wIbcBuf][(y+mv[1]>>4)%ctbSize],

여기서 x=xCb...xCb+Width-1이고 y=yCb...yCb+Height-1이다.

현재 코딩 유닛을 디코딩한 후에, 재구성된 샘플들은 다음과 같이 버퍼 ibcBuffer에 넣어질 수 있다:

ibcBuffer[(xCurr+i)%wIbcBuf][(yCurr+j)%ctbSize]=recSamples[xCurr+i][yCurr+j],

여기서 i=0...nCurrSw-1이고 j=0...nCurrSh-1이다.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 픽처 내의 참조 샘플들은, 참조 샘플 메모리에 복사될 때, 새롭게 코딩된 CU들로부터의 일부 업데이트된 샘플들에 의해 부분적으로 리프레시될 수 있다. 블록 벡터가 참조 샘플 메모리 내부의 특정 위치를 가리킬 때, 참조 블록의 상이한 부분들이 참조 샘플 메모리의 상이한 영역들로부터 올 수 있는 것이 가능하다. 예를 들어, 참조 샘플 메모리 내의 참조 블록의 하단 우측 부분은 참조 샘플 메모리 내의 참조 블록의 상단 좌측 부분이 속하는 동일한 참조 영역으로부터 오지 않을 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 참조 블록의 샘플들이 참조 샘플 메모리의 상이한 영역들로부터 온 것인 예들을 도시한다. 도 10a 및 도 10b에서, 현재 CTU(1010)와 좌측 CTU(1020)의 크기들 양자 모두는 128x128 루마 샘플들이다. 회색 영역들은 현재 픽처의 이미 재구성된 부분들이다. 백색 영역들은 현재 픽처의 아직 재구성되지 않은 부분이다. 참조 샘플 메모리의 크기는 또한 128x128이고 4개의 64x64 영역(1031-1034)으로 파티셔닝된다. "X"를 갖는 영역들은 메모리 제약들로 인해 참조 영역들로서 사용되도록 허용되지 않는다.

도 10a에서, 현재 블록(1001)은 현재 CTU(1010)의 하단-우측 코너에 있다. 현재 블록(1001)의 참조 블록(1002)(즉, 파선 블록)은 현재 블록(1001)과 동일한 크기를 갖는다. 참조 블록(1002)의 상이한 부분들은 참조 샘플 메모리의 상이한 메모리 영역들로부터 온 것임을 알 수 있다. 예를 들어, 참조 블록(1002)의 상단-좌측 부분은 메모리 영역(1031)으로부터 온 것이고, 참조 블록(1002)의 하단-우측 부분은 메모리 영역(1034)으로부터 온 것이다.

도 10b에서, 현재 블록(1003)은 현재 CTU(1010)의 상단-우측 코너에 있다. 현재 블록(1003)의 참조 블록(1004)(즉, 파선 블록)은 현재 블록(1003)과 동일한 크기를 갖는다. 참조 블록(1004)의 상이한 부분들은 참조 샘플 메모리의 상이한 메모리 영역들로부터 온 것임을 또한 알 수 있다. 예를 들어, 참조 블록(1004)의 상단-좌측 부분은 메모리 영역(1032)으로부터 온 것이고, 참조 블록(1004)의 상단-우측 부분은 메모리 영역(1034)으로부터 온 것이다. 또한, 현재 CTU(1010)의 하단-우측 64x64 영역이 아직 디코딩되지 않았기 때문에, 참조 블록(1004)의 하단-우측 부분은 실제로 좌측 CTU(1020)로부터의 샘플들(1005)을 포함한다.

따라서, 도 10a와 도 10b 양자 모두에서, IBC 예측을 위한 참조 블록들(1002 및 1004)을 생성하기 위해 참조 샘플 메모리의 4개의 상이한 영역이 액세스된다. 이러한 메모리 액세스가 단순화될 수 있고 메모리 액세스들의 수가 감소될 수 있다면 바람직하다.

III. IBC를 위한 참조 샘플 위치들에 대한 제안된 제약들

본 개시내용의 양태들은 IBC 예측을 위해 참조 샘플 메모리에서의 참조 샘플 위치들을 제약하는 방법들을 제공한다. 참조 샘플 메모리는 픽처의 상이한 부분들로부터의 참조 샘플들을 저장하기 위한 또는 특정 처리 용량들에 적응시키기 위한 목적으로 상이한 메모리 영역들을 포함할 수 있다. 64x64, 32x32, 또는 다른 값들을 포함하는, 128x128 메모리에서의 이러한 메모리 영역들의 예들이 위에 설명되어 있다.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 참조 샘플 메모리에서의 참조 블록의 위치는 참조 블록의 샘플들을 포함하는 참조 샘플 메모리에서의 상이한 영역들의 수가 특정 수로 제한될 수 있도록 국한될 수 있다. 이러한 제약 없이, 참조 블록의 샘플들을 포함할 수 있는 참조 샘플 메모리에서의 영역들의 최대 수는, 도 10a와 도 10b 양자 모두에 도시된 바와 같이, 4와 같은, 참조 샘플 메모리에서의 메모리 영역들의 총 수일 수 있다. 참조 블록이 참조 샘플 메모리에서의 메모리 영역들의 특정 수 내에 있도록 제약할 때, 상이한 메모리 영역들에 액세스해야 하는 필요성이 감소될 수 있다.

도 11은 참조 블록의 샘플들이 참조 샘플 메모리에서의 메모리 영역들의 특정 수 내에 있도록 제약되는 예들을 도시한다. 도 11에서, 참조 샘플 메모리는 128x128 루마 샘플들의 크기를 가지며 4개의 64x64 영역(1111-1114)으로 파티셔닝된다.

일부 실시예들에서, 전체 참조 블록은 동일한 메모리 영역에 위치할 수 있다. 따라서, 참조 블록의 생성과 관련된 버퍼에서의 메모리 영역의 수는 1개뿐일 수 있다. 예를 들어, 현재 CTU(1110)의 하단-우측 코너에 위치된 현재 블록(1101)에 대해, 참조 블록은 메모리 영역(1112) 내부에 전체적으로 위치된 파선 블록(1102)일 수 있다.

일 실시예에서, CTU 크기는 참조 샘플 메모리의 크기(예를 들어, 128x128)와 동일하고, 참조 샘플 메모리는 다수의 영역(예를 들어, 다수의 64x64 영역)으로 조직(또는 파티셔닝)된다. 전체 참조 블록은 참조 샘플 메모리에 미리 정의된 동일한 64x64 영역 내부에 위치되도록 제약될 수 있다.

일 실시예에서, CTU 크기는 참조 샘플 메모리의 크기보다 작다. 예를 들어, 참조 샘플 메모리의 크기는 128x128이고 CTU 크기는 64x64이다. 전체 참조 블록은 참조 샘플 메모리에 미리 정의된 동일한 64x64 영역 내부에 위치되도록 제약될 수 있다.

일 실시예에서, CTU 크기는 참조 샘플 메모리의 크기보다 작다. 예를 들어, 참조 샘플 메모리의 크기는 128x128이고 CTU 크기는 32x32이다. 전체 참조 블록은 참조 샘플 메모리에 미리 정의된 동일한 32x32 영역 내부에 위치되도록 제약될 수 있다.

전체 참조 블록이 동일한 메모리 영역에 위치하는 위의 실시예들에서는, 루마 블록 벡터 mvL의 x(즉, 수평) 및 y(즉, 수직) 방향들 양자 모두에서 제약들이 부과될 수 있다. 예를 들어, 루마 블록 벡터 mvL은 다음과 같이 제약될 수 있다:

(1) ((xCb+(mvL[0]>>4))%vSize)+cbWidth≤vSize;

(2) ((yCb+(mvL[1]>>4))%vSize)+cbHeight≤vSize; 및

(3) ibcBuf[(x+(mvL[0]>>4))%wIbcBuf][(y+(mvL[1]>>4))%ctbSize]!=-1,

여기서 x=xCb...xCb+cbWidth-1이고 y=yCb...yCb+cbHeight-1이다.

처음 2개의 조건은 참조 블록의 상단-좌측 코너 및 참조 블록의 하단-우측 코너가 vSize x vSize의 크기를 갖는 동일한 영역 내부에 있을 수 있다는 것을 특정한다. 따라서, 전체 참조 블록은 동일한 메모리 영역 내부에 있을 것으로 예상된다.

일부 실시예들에서, 참조 블록의 생성과 관련된 버퍼에서의 메모리 영역들의 수는 최대 2개로 제한될 수 있다.

일 실시예에서는, 루마 블록 벡터 mvL의 y 방향에서만 제약들이 부과될 수 있다. 예를 들어, 루마 블록 벡터 mvL은 다음과 같이 제약될 수 있다:

(1) ((yCb+(mvL[1]>>4))%vSize)+cbHeight≤vSize; 및

(2) ibcBuf[(x+(mvL[0]>>4))%wIbcBuf][(y+(mvL[1]>>4))%ctbSize]!=-1,

여기서 x=xCb...xCb+cbWidth-1이고 y=yCb...yCb+cbHeight-1이다. 따라서, 참조 블록에서의 각각의 x 위치에 대해, 참조 블록의 상단 샘플들과 하단 샘플들 양자 모두가 동일한 메모리 영역에 위치될 수 있다(예를 들어, 참조 블록의 샘플들의 전체 열이 동일한 메모리 영역에 포함된다). 예를 들어, 현재 블록(1101)에 대해, 참조 블록은 파선 블록(1103)일 수 있고, 파선 블록(1103)의 좌측 부분은 메모리 영역(1111) 내부에 있고 우측 부분은 메모리 영역(1113) 내부에 있다.

일 실시예에서는, 루마 블록 벡터 mvL의 x 방향에서만 제약들이 부과될 수 있다. 예를 들어, 루마 블록 벡터 mvL은 다음과 같이 제약될 수 있다:

(1) ((xCb+(mvL[0]>>4))%vSize)+cbWidth≤vSize; 및

(2) ibcBuf[(x+(mvL[0]>>4))%wIbcBuf][(y+(mvL[1]>>4))%ctbSize]!=-1,

여기서 x=xCb...xCb+cbWidth-1이고 y=yCb...yCb+cbHeight-1이다. 따라서, 참조 블록에서의 각각의 y 위치에 대해, 참조 블록의 최좌측 샘플들과 최우측 샘플들 양자 모두가 동일한 메모리 영역에 위치될 수 있다(예를 들어, 참조 블록의 샘플들의 전체 행이 동일한 메모리 영역에 포함된다). 예를 들어, 현재 블록(1101)에 대해, 참조 블록은 파선 블록(1104)일 수 있고, 파선 블록(1104)의 상단 부분은 메모리 영역(1113) 내부에 있고 하단 부분은 메모리 영역(1114) 내부에 있다. 수직 랩-어라운드 케이스가 이 실시예에서 허용될 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 참조 블록은 파선 블록(1105)일 수 있고, 파선 블록(1105)의 상단 부분은 메모리 영역(1111) 내부에 있고 하단 부분(1106)은 메모리 영역(1112) 내부에 있다.

일 실시예에서, 루마 블록 벡터 mvL의 x 및 y 방향들 양자 모두에서 제약들이 부과될 수 있다. 예를 들어, 루마 블록 벡터 mvL은 다음과 같이 제약될 수 있다:

(1) ((xCb+(mvL[0]>>4))%vSize)+cbWidth≤vSize;

(2) ((yCb+(mvL[1]>>4))%ctbSize)+cbHeight≤ctbSize; 및

(3) ibcBuf[(x+(mvL[0]>>4))%wIbcBuf][(y+(mvL[1]>>4))%ctbSize]!=-1,

여기서 x=xCb...xCb+cbWidth-1이고 y=yCb...yCb+cbHeight-1이다. 따라서, 참조 블록에서의 각각의 y 위치에 대해, 참조 블록의 최좌측 샘플들과 최우측 샘플들 양자 모두가 동일한 메모리 영역에 위치될 수 있다. 또한, 참조 블록에서의 각각의 x 위치에 대해, 참조 블록의 상단 샘플들은 항상 y 방향을 따라 참조 블록의 하단 샘플들 위에 있다. 즉, 수직 랩-어라운드 케이스는 이 실시예에서 허용되지 않는다(예를 들어, 참조 블록의 샘플들의 상단 행은 수직 방향을 따라 참조 블록의 샘플들의 하단 행 위에 있다). 따라서, 현재 블록(1101)에 대해, 참조 블록은 파선 블록(1104)일 수 있지만 파선 블록(1105)일 수는 없다.

위의 실시예들에서, 모듈로 연산 "x%y"는 참조 샘플 메모리 내부의 어드레스를 획득하는 데 사용되고, "x&(y-1)"과 같은 "비트 단위 AND(bit wise AND)" 연산으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 표현식 ((xCb+(mvL[0]>>4))%vSize)는 표현식 ((xCb+(mvL[0]>>4))&(vSize-1))로 대체될 수 있다.

IV. 흐름도

도 12는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 예시적인 프로세스(1200)를 약술하는 흐름도를 도시한다. 다양한 실시예들에서, 프로세스(1200)는, 단말 디바이스들(210, 220, 230 및 240) 내의 처리 회로, 비디오 인코더(303)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(310)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(410)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 인트라 예측 모듈(452)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 비디오 인코더(503)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 예측자(535)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 인트라 인코더(622)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 인트라 디코더(772)의 기능들을 수행하는 처리 회로 등과 같은 처리 회로에 의해 실행된다. 일부 실시예들에서, 프로세스(1200)는 소프트웨어 명령어들로 구현되고, 따라서 처리 회로가 소프트웨어 명령어들을 실행할 때, 처리 회로는 프로세스(1200)를 수행한다.

프로세스(1200)는 일반적으로 단계(S1210)에서 시작할 수 있고, 여기서 프로세스(1200)는 코딩된 비트스트림 내의 CTU의 현재 블록의 예측 정보를 디코딩한다. 예측 정보는 현재 블록이 IBC 모드에서 코딩된다는 것을 표시한다. 그 후, 프로세스(1200)는 단계(S1220)로 진행한다.

단계(S1220)에서, 프로세스(1200)는 현재 블록에 대한 참조 블록을 결정한다. 참조 블록의 샘플들을 포함하는 메모리 영역들의 수는 CTU에 대한 메모리 영역들의 총 수보다 적다. 그 후, 프로세스(1200)는 단계(S1230)로 진행한다.

단계(S1230)에서, 프로세스(1200)는 참조 블록에 기초하여 현재 블록을 재구성한다. 현재 블록을 재구성한 후, 프로세스(1200)는 종료된다.

V. 컴퓨터 시스템

위에서 설명된 기법들은 컴퓨터 판독가능 명령어들을 사용하여 컴퓨터 소프트웨어로서 구현되고 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체에 물리적으로 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 13은 개시된 주제의 특정 실시예들을 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템(1300)을 도시한다.

컴퓨터 소프트웨어는, 하나 이상의 컴퓨터 중앙 처리 유닛(CPU), 그래픽 처리 유닛(GPU) 등에 의해, 직접, 또는 해석, 마이크로-코드 실행 등을 통해 실행될 수 있는 명령어들을 포함하는 코드를 생성하기 위해 어셈블리, 컴파일(compilation), 링킹(linking), 또는 유사한 메커니즘들이 수행될 수 있는 임의의 적합한 머신 코드 또는 컴퓨터 언어를 사용하여 코딩될 수 있다.

명령어들은, 예를 들어, 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트폰, 게이밍 디바이스, 사물 인터넷 디바이스 등을 포함하여, 다양한 타입의 컴퓨터들 또는 그것의 컴포넌트들 상에서 실행될 수 있다.

컴퓨터 시스템(1300)에 대한 도 13에 도시된 컴포넌트들은 사실상 예시적인 것이고, 본 개시내용의 실시예들을 구현하는 컴퓨터 소프트웨어의 사용 또는 기능성의 범위에 대한 임의의 제한을 암시하도록 의도되지 않는다. 컴포넌트들의 구성이 컴퓨터 시스템(1300)의 예시적인 실시예에서 예시된 컴포넌트들 중 임의의 하나 또는 이들의 조합과 관련하여 임의의 종속성 또는 요건을 갖는 것으로 해석되어서도 안 된다.

컴퓨터 시스템(1300)은 특정 휴먼 인터페이스 입력 디바이스들을 포함할 수 있다. 그러한 휴먼 인터페이스 입력 디바이스는, 예를 들어, 촉각 입력(예컨대: 키스트로크, 스와이프, 데이터 글러브 움직임), 오디오 입력(예컨대: 음성, 손뼉), 시각적 입력(예컨대, 제스처), 후각적 입력(묘사되지 않음)을 통한 하나 이상의 인간 사용자에 의한 입력에 응답할 수 있다. 휴먼 인터페이스 디바이스들은 또한 오디오(예컨대: 음성, 음악, 주변 사운드), 이미지들(예컨대: 스캐닝된 이미지들, 스틸 이미지 카메라로부터 획득된 사진 이미지들), 비디오(예컨대 2차원 비디오, 입체적 비디오를 포함하는 3차원 비디오)와 같은, 인간에 의한 의식적인 입력과 반드시 직접적으로 관련되지는 않는 특정 미디어를 캡처하기 위해 사용될 수 있다.

입력 휴먼 인터페이스 디바이스들은: 키보드(1301), 마우스(1302), 트랙패드(1303), 터치 스크린(1310), 데이터-글러브(도시되지 않음), 조이스틱(1305), 마이크로폰(1306), 스캐너(1307), 카메라(1308) 중 하나 이상(각각의 하나만이 묘사됨)을 포함할 수 있다.

컴퓨터 시스템(1300)은 특정 휴먼 인터페이스 출력 디바이스들을 또한 포함할 수 있다. 그러한 휴먼 인터페이스 출력 디바이스들은, 예를 들어, 촉각 출력, 사운드, 광, 및 냄새/맛을 통해 하나 이상의 인간 사용자의 감각들을 자극하고 있을 수 있다. 그러한 휴먼 인터페이스 출력 디바이스들은 촉각 출력 디바이스들(예를 들어 터치-스크린(1310), 데이터-글러브(도시되지 않음), 또는 조이스틱(1305)에 의한 촉각 피드백, 그러나 입력 디바이스들로서 역할을 하지 않는 촉각 피드백 디바이스들도 있을 수 있음), 오디오 출력 디바이스들(예컨대: 스피커들(1309), 헤드폰들(묘사되지 않음)), 시각적 출력 디바이스들(예컨대, 각각 터치-스크린 입력 능력이 있거나 없고, 각각 촉각 피드백 능력이 있거나 없는, CRT 스크린들, LCD 스크린들, 플라즈마 스크린들, OLED 스크린들을 포함하는 스크린들(1310) - 이들 중 일부는 스테레오그래픽 출력과 같은 수단을 통해 2차원 시각적 출력 또는 3차원을 초과한 출력을 출력할 수 있음 - ; 가상 현실 안경(묘사되지 않음), 홀로그래픽 디스플레이들 및 스모크 탱크들(묘사되지 않음)), 및 프린터들(묘사되지 않음)을 포함할 수 있다.

컴퓨터 시스템(1300)은 인간 액세스가능한 저장 디바이스들 및 그의 연관된 매체들, 예컨대 CD/DVD 등의 매체(1321)를 갖는 CD/DVD ROM/RW(1320)를 포함하는 광학 매체, 썸-드라이브(thumb-drive)(1322), 이동식 하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브(1323), 테이프 및 플로피 디스크(묘사되지 않음)와 같은 레거시 자기 매체, 보안 동글(묘사되지 않음)과 같은 특수화된 ROM/ASIC/PLD 기반 디바이스들 등을 또한 포함할 수 있다.

본 기술분야의 통상의 기술자들은 또한, 현재 개시된 주제와 관련하여 사용되는 용어 "컴퓨터 판독가능 매체"가 송신 매체, 반송파들, 또는 다른 일시적 신호들을 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.

컴퓨터 시스템(1300)은 하나 이상의 통신 네트워크(1355)에 대한 인터페이스(1354)를 또한 포함할 수 있다. 네트워크들은 예를 들어 무선, 유선, 광학일 수 있다. 네트워크들은 추가로 로컬, 광역, 대도시, 차량 및 산업, 실시간, 지연-허용(delay-tolerant) 등일 수 있다. 네트워크들의 예들은 로컬 영역 네트워크들, 예컨대 이더넷, 무선 LAN들, GSM, 3G, 4G, 5G, LTE 등을 포함하는 셀룰러 네트워크들, 케이블 TV, 위성 TV 및 지상파 브로드캐스트 TV를 포함하는 TV 유선 또는 무선 광역 디지털 네트워크들, CANBus를 포함하는 차량 및 산업 등을 포함한다. 특정 네트워크들은 일반적으로 특정 범용 데이터 포트들 또는 주변 버스들(1349)(예컨대, 예를 들어, 컴퓨터 시스템(1300)의 USB 포트들)에 부착되는 외부 네트워크 인터페이스 어댑터들을 요구하며; 다른 것들은 일반적으로 아래에 설명되는 바와 같은 시스템 버스(예를 들어, PC 컴퓨터 시스템으로의 이더넷 인터페이스 또는 스마트폰 컴퓨터 시스템으로의 셀룰러 네트워크 인터페이스)로의 부착에 의해 컴퓨터 시스템(1300)의 코어에 통합된다. 이들 네트워크들 중 임의의 것을 사용하여, 컴퓨터 시스템(1300)은 다른 엔티티들과 통신할 수 있다. 그러한 통신은 단방향성 수신 전용(예를 들어, 브로드캐스트 TV), 단방향성 송신 전용(예를 들어, CANbus 대 특정 CANbus 디바이스들), 또는 예를 들어 로컬 영역 또는 광역 디지털 네트워크들을 사용하는 다른 컴퓨터 시스템들과의 양방향성일 수 있다. 위에서 설명한 바와 같은 네트워크들 및 네트워크 인터페이스들 각각에 대해 특정 프로토콜들 및 프로토콜 스택들이 사용될 수 있다.

전술한 휴먼 인터페이스 디바이스들, 인간-액세스가능한 저장 디바이스들, 및 네트워크 인터페이스들은 컴퓨터 시스템(1300)의 코어(1340)에 부착될 수 있다.

코어(1340)는 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPU)(1341), 그래픽 처리 유닛(GPU)(1342), 필드 프로그래머블 게이트 영역(FPGA)(1343)의 형태로 된 특수화된 프로그래머블 처리 유닛, 특정 태스크들에 대한 하드웨어 가속기(1344), 그래픽 어댑터(1350) 등을 포함할 수 있다. 이들 디바이스는, 판독 전용 메모리(ROM)(1345), 랜덤 액세스 메모리(1346), 내부 비-사용자 액세스가능 하드 드라이브들, SSD들 등과 같은 내부 대용량 스토리지(1347)와 함께, 시스템 버스(1348)를 통해 접속될 수 있다. 일부 컴퓨터 시스템들에서, 시스템 버스(1348)는 추가적인 CPU들, GPU들 등에 의한 확장을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 물리적 플러그의 형태로 액세스가능할 수 있다. 주변 디바이스들은 코어의 시스템 버스(1348)에 직접, 또는 주변 버스(1349)를 통해 부착될 수 있다. 일 예에서, 디스플레이(1310)는 그래픽 어댑터(1350)에 접속될 수 있다. 주변 버스를 위한 아키텍처들은 PCI, USB 등을 포함한다.

CPU들(1341), GPU들(1342), FPGA들(1343), 및 가속기들(1344)은, 조합하여, 전술한 컴퓨터 코드를 구성할 수 있는 특정 명령어들을 실행할 수 있다. 그 컴퓨터 코드는 ROM(1345) 또는 RAM(1346)에 저장될 수 있다. 과도적인 데이터가 또한 RAM(1346)에 저장될 수 있는 반면, 영구 데이터는, 예를 들어, 내부 대용량 스토리지(1347)에 저장될 수 있다. 메모리 디바이스들 중 임의의 것에 대한 고속 저장 및 검색은, 하나 이상의 CPU(1341), GPU(1342), 대용량 스토리지(1347), ROM(1345), RAM(1346) 등과 밀접하게 연관될 수 있는, 캐시 메모리의 사용을 통해 가능하게 될 수 있다.

컴퓨터 판독가능 매체는 다양한 컴퓨터 구현 동작들을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 가질 수 있다. 매체 및 컴퓨터 코드는 본 개시내용의 목적을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들일 수 있거나, 또는 그것들은 컴퓨터 소프트웨어 기술분야의 기술자들에게 잘 알려져 있고 이용가능한 종류의 것일 수 있다.

제한이 아니라 예로서, 아키텍처를 갖는 컴퓨터 시스템(1300), 및 구체적으로 코어(1340)는 프로세서(들)(CPU들, GPU들, FPGA, 가속기들 등을 포함함)가 하나 이상의 유형의(tangible) 컴퓨터 판독가능 매체에 구현된 소프트웨어를 실행하는 결과로서 기능성을 제공할 수 있다. 그러한 컴퓨터 판독가능 매체는 위에 소개된 바와 같은 사용자-액세스가능한 대용량 스토리지뿐만 아니라, 코어-내부 대용량 스토리지(1347) 또는 ROM(1345)과 같은 비일시적인 본질의 것인 코어(1340)의 특정 스토리지와 연관된 매체일 수 있다. 본 개시내용의 다양한 실시예들을 구현하는 소프트웨어가 그러한 디바이스들에 저장되고 코어(1340)에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 특정 필요에 따라 하나 이상의 메모리 디바이스 또는 칩을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 코어(1340) 및 구체적으로 그 내부의 프로세서들(CPU, GPU, FPGA 등을 포함함)로 하여금, RAM(1346)에 저장된 데이터 구조들을 정의하는 것 및 소프트웨어에 의해 정의된 프로세스들에 따라 그러한 데이터 구조들을 수정하는 것을 포함하여, 본 명세서에 설명된 특정 프로세스들 또는 특정 프로세스들의 특정 부분들을 실행하게 할 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 컴퓨터 시스템은, 본 명세서에 설명된 특정 프로세스들 또는 특정 프로세스들의 특정 부분들을 실행하기 위해 소프트웨어 대신에 또는 그와 함께 동작할 수 있는, 회로(예를 들어: 가속기(1344))에 하드와이어링되거나 다른 방식으로 구현된 로직의 결과로서 기능성을 제공할 수 있다. 소프트웨어에 대한 참조는, 적절한 경우, 로직을 포함할 수 있고, 그 반대도 가능하다. 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 참조는, 적절한 경우, 실행을 위한 소프트웨어를 저장하는 회로(예컨대 집적 회로(IC)), 또는 실행을 위한 로직을 구현하는 회로, 또는 둘 다를 포함할 수 있다. 본 개시내용은 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함한다.

본 개시내용이 여러 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 개시내용의 범위 내에 속하는 변경들, 치환들, 및 다양한 대체 균등물들이 존재한다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 기술자들은, 비록 본 명세서에 명시적으로 도시되거나 설명되지는 않았지만, 본 개시내용의 원리들을 구현하고 따라서 그것의 진의 및 범위 내에 있는, 다수의 시스템들 및 방법들을 고안할 수 있을 것이라는 점이 인정될 것이다.

부록 A: 두문자어들

AMVP: Advanced Motion Vector Prediction

ASIC: Application-Specific Integrated Circuit

ATMVP: Alternative/Advanced Temporal Motion Vector Prediction

BMS: Benchmark Set

BV: Block Vector

CANBus: Controller Area Network Bus

CB: Coding Block

CD: Compact Disc

CPR: Current Picture Referencing

CPUs: Central Processing Units

CRT: Cathode Ray Tube

CTBs: Coding Tree Blocks

CTUs: Coding Tree Units

CU: Coding Unit

DPB: Decoder Picture Buffer

DVD: Digital Video Disc

FPGA: Field Programmable Gate Areas

GOPs: Groups of Pictures

GPUs: Graphics Processing Units

GSM: Global System for Mobile communications

HEVC: High Efficiency Video Coding

HRD: Hypothetical Reference Decoder

IBC: Intra Block Copy

IC: Integrated Circuit

JEM: Joint Exploration Model

LAN: Local Area Network

LCD: Liquid-Crystal Display

LTE: Long-Term Evolution

MV: Motion Vector

MVP: Motion Vector Prediction

OLED: Organic Light-Emitting Diode

PBs: Prediction Blocks

PCI: Peripheral Component Interconnect

PLD: Programmable Logic Device

PUs: Prediction Units

RAM: Random Access Memory

ROM: Read-Only Memory

SCC: Screen Content Coding

SEI: Supplementary Enhancement Information

SNR: Signal Noise Ratio

SSD: Solid-state Drive

TUs: Transform Units

USB: Universal Serial Bus

VUI: Video Usability Information

VVC: Versatile Video Coding

Claims

디코더에서의 비디오 코딩을 위한 방법으로서,
코딩된 비트스트림 내의 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU)의 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하는 단계 - 상기 예측 정보는 상기 현재 블록이 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 모드에서 코딩된다는 것을 표시함 - ;
상기 현재 블록에 대한 참조 블록을 결정하는 단계 - 상기 참조 블록의 샘플들을 포함하는 메모리 영역들의 수는 상기 CTU에 대한 메모리 영역들의 총 수보다 적음 - ; 및
상기 참조 블록에 기초하여 상기 현재 블록을 재구성하는 단계
를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서, 전체 참조 블록은 상기 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함되는, 방법.
제2항에 있어서, 상기 CTU의 크기가 크기 임계값 이상인 것에 기초하여 상기 하나의 메모리 영역의 크기는 상기 크기 임계값과 동일한, 방법.
제2항에 있어서, 상기 CTU의 크기가 크기 임계값 미만인 것에 기초하여 상기 하나의 메모리 영역의 크기는 상기 CTU의 크기와 동일한, 방법.
제1항에 있어서, 상기 참조 블록의 샘플들의 전체 열은 상기 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함되는, 방법.
제1항에 있어서, 상기 참조 블록의 샘플들의 전체 행은 상기 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함되는, 방법.
제6항에 있어서, 상기 참조 블록의 샘플들의 상단 행은 수직 방향을 따라 상기 참조 블록의 샘플들의 하단 행 위에 있는, 방법.
장치로서,
처리 회로를 포함하고,
상기 처리 회로는:
코딩된 비트스트림 내의 코딩 트리 유닛(CTU)의 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하고 - 상기 예측 정보는 상기 현재 블록이 인트라 블록 카피(IBC) 모드에서 코딩된다는 것을 표시함 - ;
상기 현재 블록에 대한 참조 블록을 결정하고 - 상기 참조 블록의 샘플들을 포함하는 메모리 영역들의 수는 상기 CTU에 대한 메모리 영역들의 총 수보다 적음 - ; 및
상기 참조 블록에 기초하여 상기 현재 블록을 재구성하도록 구성되는, 장치.
제8항에 있어서, 전체 참조 블록은 상기 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함되는, 장치.
제9항에 있어서, 상기 CTU의 크기가 크기 임계값 이상인 것에 기초하여 상기 하나의 메모리 영역의 크기는 상기 크기 임계값과 동일한, 장치.
제9항에 있어서, 상기 CTU의 크기가 크기 임계값 미만인 것에 기초하여 상기 하나의 메모리 영역의 크기는 상기 CTU의 크기와 동일한, 장치.
제8항에 있어서, 상기 참조 블록의 샘플들의 전체 열은 상기 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함되는, 장치.
제8항에 있어서, 상기 참조 블록의 샘플들의 전체 행은 상기 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함되는, 장치.
제13항에 있어서, 상기 참조 블록의 샘플들의 상단 행은 수직 방향을 따라 상기 참조 블록의 샘플들의 하단 행 위에 있는, 장치.
프로그램을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 프로그램은:
코딩된 비트스트림 내의 코딩 트리 유닛(CTU)의 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하는 것 - 상기 예측 정보는 상기 현재 블록이 인트라 블록 카피(IBC) 모드에서 코딩된다는 것을 표시함 - ;
상기 현재 블록에 대한 참조 블록을 결정하는 것 - 상기 참조 블록의 샘플들을 포함하는 메모리 영역들의 수는 상기 CTU에 대한 메모리 영역들의 총 수보다 적음 - ; 및
상기 참조 블록에 기초하여 상기 현재 블록을 재구성하는 것
을 수행하도록 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행가능한, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제15항에 있어서, 전체 참조 블록은 상기 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함되는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제16항에 있어서, 상기 CTU의 크기가 크기 임계값 이상인 것에 기초하여 상기 하나의 메모리 영역의 크기는 상기 크기 임계값과 동일한, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제16항에 있어서, 상기 CTU의 크기가 크기 임계값 미만인 것에 기초하여 상기 하나의 메모리 영역의 크기는 상기 CTU의 크기와 동일한, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제15항에 있어서, 상기 참조 블록의 샘플들의 전체 열은 상기 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함되는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제15항에 있어서, 상기 참조 블록의 샘플들의 전체 행은 상기 CTU에 대한 메모리 영역들 중 하나의 메모리 영역에 포함되는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.