KR20210120652A

KR20210120652A - 비디오 신호 처리 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20210120652A
Application number: KR1020200037623A
Authority: KR
Inventors: 이배근
Original assignee: 주식회사 엑스리스
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2021-10-07

Abstract

서브 픽쳐 , 타일 정보 부호화 및 복호화 방법 및 장치를 제공한다.

Description

비디오 신호 처리 방법 및 장치 {Video signal encoding method and apparatus and video decoding method and apparatus}

본 발명은 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

디스플레이 패널이 점점 더 대형화되는 추세에 따라 점점 더 높은 화질의 비디오 서비스가 요구되고 있다. 고화질 비디오 서비스의 가장 큰 문제는 데이터량이 크게 증가하는 것이며, 이러한 문제를 해결하기 위해, 비디오 압축율을 향상시키기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 대표적인 예로, 2009년에 MPEG(Motion Picture Experts Group)과 ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication) 산하의 VCEG(Video Coding Experts Group)에서는 JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)를 결성하였다. JCT-VC는 H.264/AVC에 비해 약 2배의 압축 성능을 갖는 비디오 압축 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)를 제안하였으며, 2013년 1월 25일에 표준 승인되었다. 고화질 비디오 서비스의 급격한 발전에 따라 HEVC의 성능도 점차 적으로 그 한계를 드러내고 있다.

본 발명은 비디오 신호의 코딩 효율을 향상시키고자 함에 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 서브 픽쳐 및 타일 정보 부호화 및 복호화 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 장치를 제공한다.

본 발명에 따른 비디오 신호 처리 방법 및 장치는 서브 픽쳐 및 타일 정보 부호화 및 복호화 방법을 통해 비디오 신호 코딩 효율을 향상 시킬 수 있다.

1 비디오 부호화 및 복호화 방법

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

영상의 부호화 및 복호화는 블록 단위로 수행된다. 일 예로, 코딩 블록, 변환 블록, 또는 예측 블록에 대해, 변환, 양자화, 예측, 인루프 필터링, 또는 복원 등의 부호화/복호화 처리가 수행될 수 있다.

이하, 부호화/복호화 대상인 블록을 '현재 블록'이라 호칭하기로 한다. 일 예로, 현재 블록은 현재 부호화/복호화 처리 단계에 따라, 코딩 블록, 변환 블록, 또는 예측 블록을 나타낼 수 있다.

아울러, 본 명세서에서 사용되는 용어 '유닛'은 특정 부호화/복호화 프로세스를 수행하기 위한 기본 단위를 나타내고, '블록'은 소정 크기의 샘플 어레이를 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 별도의 설명이 없는 한, '블록'과 '유닛'은 동등한 의미로 사용될 수 있다. 일 예로, 후술되는 실시예에서, 코딩 블록과 코딩 유닛은 상호 동등한 의미를 갖는 것으로 이해될 수 있다.

도 1

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화기(인코더기)의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.

도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.

픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.

예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.

예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.

부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.

예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.

인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.

참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.

모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.

인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.

인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.

인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.

인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.

또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.

변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Transform)와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 여기서, DCT 변환 코어는 DCT2 또는 DCT8 중 적어도 하나를 포함하고, DST 변환 코어는 DST7을 포함한다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지 또는 DST를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다. 잔차 블록에 대한 변환을 스킵할 수도 있다. 잔차 블록에 대한 변환을 스킵할 것인지 여부를 나타내는 플래그를 부호화할 수 있다. 변환 스킵은, 크기가 문턱값 이하인 잔차 블록, 루마 성분 또는 4:4:4 포맷 하에서의 크로마 성분에 대해 허용될 수 있다.

양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.

재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.

재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.

역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.

필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.

오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.

ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.

메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.

도 2

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화기(디코더기)의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.

영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.

재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.

역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.

역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT 또는 DST에 대해 역변환 즉, 역 DCT 또는 역 DST를 수행할 수 있다. 여기서, DCT 변환 코어는 DCT2 또는 DCT8 중 적어도 하나를 포함하고, DST 변환 코어는 DST7을 포함할 수 있다. 또는, 영상 부호화기에서 변환이 스킵된 경우, 역변환부(225)에서도 역변환을 수행하지 않을 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT 또는 DST)이 선택적으로 수행될 수 있다.

예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.

전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.

예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.

인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), 모션 벡터 예측 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.

인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.

참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.

복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.

영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.

오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.

ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.

메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.

도 3

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기본 코딩 트리 유닛을 도시한 도면이다.

최대 크기의 코딩 블록을 코딩 트리 블록이라 정의할 수 있다. 하나의 픽처는 복수개의 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)으로 분할된다. 코딩 트리 유닛은 최대 크기의 코딩 유닛으로, LCU (Largest Coding Unit)라 호칭될 수도 있다. 도 3은 하나의 픽처가 복수개의 코딩 트리 유닛으로 분할된 예를 나타낸 것이다.

코딩 트리 유닛의 크기는 픽처 레벨 또는 시퀀스 레벨에서 정의될 수 있다. 이를 위해, 코딩 트리 유닛의 크기를 나타내는 정보가 픽처 파라미터 세트 또는 시퀀스 파라미터 세트를 통해 시그날링될 수 있다.

일 예로, 시퀀스 내 전체 픽처에 대한 코딩 트리 유닛의 크기가 128x128로 설정될 수 있다. 또는, 픽처 레벨에서 128x128 또는 256x256 중 어느 하나를 코딩 트리 유닛의 크기로 결정할 수 있다. 일 예로, 제1 픽처에서는 코딩 트리 유닛의 크기가 128x128로 설정되고, 제2 픽처에서는 코딩 트리 유닛의 크기가 256x256으로 설정될 수 있다.

코딩 트리 유닛을 분할하여, 코딩 블록을 생성할 수 있다. 코딩 블록은 부호화/복호화 처리를 위한 기본 단위를 나타낸다. 일 예로, 코딩 블록 별로 예측 또는 변환이 수행되거나, 코딩 블록 별로 예측 부호화 모드가 결정될 수 있다. 여기서, 예측 부호화 모드는 예측 영상을 생성하는 방법을 나타낸다. 일 예로, 예측 부호화 모드는 화면 내 예측(Intra Prediction, 인트라 예측), 화면 간 예측(Inter Prediction, 인터 예측), 현재 픽처 참조(Current Picture Referencing, CPR, 또는 인트라 블록 카피(Intra Block Copy, IBC)) 또는 복합 예측(Combined Prediction)을 포함할 수 있다. 코딩 블록에 대해, 인트라 예측, 인터 예측, 현재 픽처 참조 또는 복합 예측 중 적어도 하나의 예측 부호화 모드를 이용하여, 코딩 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.

현재 블록의 예측 부호화 모드를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 상기 정보는 예측 부호화 모드가 인트라 모드인지 또는 인터 모드인지 여부를 나타내는 1비트 플래그일 수 있다. 현재 블록의 예측 부호화 모드가 인터 모드로 결정된 경우에 한하여, 현재 픽처 참조 또는 복합 예측이 이용 가능할 수 있다.

현재 픽처 참조는 현재 픽처를 참조 픽처로 설정하고, 현재 픽처 내 이미 부호화/복호화가 완료된 영역으로부터 현재 블록의 예측 블록을 획득하기 위한 것이다. 여기서, 현재 픽처는 현재 블록을 포함하는 픽처를 의미한다. 현재 블록에 현재 픽처 참조가 적용되는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있다. 상기 플래그가 참인 경우, 현재 블록의 예측 부호화 모드는 현재 픽처 참조로 결정되고, 상기 플래그가 거짓인 경우, 현재 블록의 예측 모드는 인터 예측으로 결정될 수 있다.

또는, 참조 픽처 인덱스를 기초로, 현재 블록의 예측 부호화 모드가 결정될 수 있다. 일 예로, 참조 픽처 인덱스가 현재 픽처를 가리키는 경우, 현재 블록의 예측 부호화 모드는 현재 픽처 참조로 결정될 수 있다. 참조 픽처 인덱스가 현재 픽처가 아닌 다른 픽처를 가리키는 경우, 현재 블록의 예측 부호화 모드는 인터 예측으로 결정될 수 있다. 즉, 현재 픽처 참조는 현재 픽처 내 부호화/복호화가 완료된 영역의 정보를 이용한 예측 방법이고, 인터 예측은 부호화/복호화가 완료된 다른 픽처의 정보를 이용한 예측 방법이다.

복합 예측은 인트라 예측, 인터 예측 및 현재 픽처 참조 중 둘 이상을 조합된 부호화 모드를 나타낸다. 일 예로, 복합 예측이 적용되는 경우, 인트라 예측, 인터 예측 또는 현재 픽처 참조 중 어느 하나를 기초로 제1 예측 블록이 생성되고, 다른 하나를 기초로 제2 예측 블록이 생성될 수 있다. 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록이 생성되면, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록의 평균 연산 또는 가중합 연산을 통해 최종 예측 블록이 생성될 수 있다. 복합 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있다.

도 4

도 4는 코딩 블록의 다양한 분할 형태를 나타낸 도면이다.

코딩 블록은 쿼드 트리 분할, 바이너리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할을 기초로 복수의 코딩 블록들로 분할될 수 있다. 분할된 코딩 블록도 다시 쿼드 트리 분할, 바이터리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할을 기초로 다시 복수의 코딩 블록들로 분할될 수 있다.

쿼드 트리 분할은 현재 블록을 4개의 블록들로 분할하는 분할 기법을 나타낸다. 쿼드 트리 분할의 결과, 현재 블록은 4개의 정방 형태 파티션들로 분할될 수 있다 (도 4의 (a) 'SPLIT_QT' 참조).

바이너리 트리 분할은 현재 블록을 2개의 블록들로 분할하는 분할 기법을 나타낸다. 수직 방향을 따라(즉, 현재 블록을 가로지르는 수직선을 이용) 현재 블록을 두개의 블록들로 분할하는 것을 수직 방향 바이너리 트리 분할이라 호칭할 수 있고, 수평 방향을 따라(즉, 현재 블록을 가로지르는 수평선을 이용) 현재 블록을 두개의 블록들로 분할하는 것을 수평 방향 바이너리 트리 분할이라 호칭할 수 있다. 바이너리 트리 분할 결과, 현재 블록은 2개의 비정방 형태 파티션들로 분할될 수 있다. 도 4의 (b) 'SPLIT_BT_VER'는 수직 방향 바이너리 트리 분할 결과를 나타낸 것이고, 도 4의 (c) 'SPLIT_BT_HOR'는 수평 방향 바이너리 트리 분할 결과를 나타낸 것이다.

트리플 트리 분할은 현재 블록을 3개의 블록들로 분할하는 분할 기법을 나타낸다. 수직 방향을 따라(즉, 현재 블록을 가로지르는 두개의 수직선을 이용) 현재 블록을 세개의 블록들로 분할하는 것을 수직 방향 트리플 트리 분할이라 호칭할 수 있고, 수평 방향을 따라(즉, 현재 블록을 가로지르는 두개의 수평선을 이용) 현재 블록을 세개의 블록들로 분할하는 것을 수평 방향 트리플 트리 분할이라 호칭할 수 있다. 트리플 트리 분할 결과, 현재 블록은 3개의 비정방 형태 파티션들로 분할될 수 있다. 이때, 현재 블록의 중앙에 위치하는 파티션의 너비/높이는 다른 파티션들의 너비/높이 대비 2배일 수 있다. 도 4의 (d) 'SPLIT_TT_VER'는 수직 방향 트리플 트리 분할 결과를 나타낸 것이고, 도 4의 (e) 'SPLIT_TT_HOR'는 수평 방향 트리플 트리 분할 결과를 나타낸 것이다.

코딩 트리 유닛의 분할 횟수를 분할 깊이(Partitioning Depth)라 정의할 수 있다. 시퀀스 또는 픽처 레벨에서 코딩 트리 유닛의 최대 분할 깊이가 결정될 수 있다. 이에 따라, 시퀀스 또는 필처별로 코딩 트리 유닛의 최대 분할 깊이가 상이할 수 있다.

또는, 분할 기법들 각각에 대한 최대 분할 깊이를 개별적으로 결정할 수 있다. 일 예로, 쿼드 트리 분할이 허용되는 최대 분할 깊이는 바이너리 트리 분할 및/또는 트리플 트리 분할이 허용되는 최대 분할 깊이와 상이할 수 있다.

부호화기는 현재 블록의 분할 형태 또는 분할 깊이 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 비트스트림을 통해 시그날링할 수 있다. 복호화기는 비트스트림으로부터 파싱되는 상기 정보에 기초하여 코딩 트리 유닛의 분할 형태 및 분할 깊이를 결정할 수 있다.

도 5는 코딩 트리 유닛의 분할 양상을 예시한 도면이다.

쿼드 트리 분할, 바이너리 트리 분할 및/또는 트리플 트리 분할 등의 분할 기법을 이용하여 코딩 블록을 분할하는 것을 멀티 트리 분할(Multi Tree Partitioning)이라 호칭할 수 있다.

코딩 블록에 멀티 트리 분할을 적용하여 생성되는 코딩 블록들을 하위 코딩 블록들이라 호칭할 수 있다. 코딩 블록의 분할 깊이가 k인 경우, 하위 코딩 블록들의 분할 깊이는 k+1로 설정된다.

반대로, 분할 깊이가 k+1인 코딩 블록들에 대해, 분할 깊이가 k인 코딩 블록을 상위 코딩 블록이라 호칭할 수 있다.

현재 코딩 블록의 분할 타입은 상위 코딩 블록의 분할 형태 또는 이웃 코딩 블록의 분할 타입 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다. 여기서, 이웃 코딩 블록은 현재 코딩 블록에 인접하는 것으로, 현재 코딩 블록의 상단 이웃 블록, 좌측 이웃 블록, 또는 좌측 상단 코너에 인접하는 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 분할 타입은, 쿼드 트리 분할 여부, 바이너리 트리 분할 여부, 바이너리 트리 분할 방향, 트리플 트리 분할 여부, 또는 트리플 트리 분할 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

코딩 블록의 분할 형태를 결정하기 위해, 코딩 블록이 분할되는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그 'split_cu_flag'로, 상기 플래그가 참인 것은, 머리 트리 분할 기법에 의해 코딩 블록이 분할됨을 나타낸다.

split_cu_flag가 참인 경우, 코딩 블록이 쿼드 트리 분할되는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그 split_qt_flag로, 상기 플래그가 참인 경우, 코딩 블록은 4개의 블록들로 분할될 수 있다.

도 5

일 예로, 도 5에 도시된 예에서는, 코딩 트리 유닛이 쿼드 트리 분할됨에 따라, 분할 깊이가 1인 4개의 코딩 블록들이 생성되는 것으로 도시되었다. 또한, 쿼드 트리 분할 결과로 생성된 4개의 코딩 블록들 중 첫번째 코딩 블록 및 네번째 코딩 블록에 다시 쿼드 트리 분할이 적용된 것으로 도시되었다. 그 결과, 분할 깊이가 2인 4개의 코딩 블록들이 생성될 수 있다.

또한, 분할 깊이가 2인 코딩 블록에 다시 쿼드 트리 분할을 적용함으로써, 분할 깊이가 3인 코딩 블록을 생성할 수 있다.

코딩 블록에 쿼드 트리 분할이 적용되지 않는 경우, 코딩 블록의 크기, 코딩 블록이 픽처 경계에 위치하는지 여부, 최대 분할 깊이 또는 이웃 블록의 분할 형태 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 코딩 블록에 바이너리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할을 수행할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 상기 코딩 블록에 바이너리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할이 수행되는 것으로 결정된 경우, 분할 방향을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그 mtt_split_cu_vertical_flag일 수 있다. 상기 플래그에 기초하여, 분할 방향이 수직 방향인지 또는 수평 방향인지 여부가 결정될 수 있다. 추가로, 바이너리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할 중 어느 것이 상기 코딩 블록에 적용되는지를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그 mtt_split_cu_binary_flag일 수 있다. 상기 플래그에 기초하여, 상기 코딩 블록에 바이너리 트리 분할이 적용되는지 또는 트리플 트리 분할이 적용되는지 여부가 결정될 수 있다.

일 예로, 도 5에 도시된 예에서는, 분할 깊이 1인 코딩 블록에 수직 방향 바이너리 트리 분할이 적용되고, 상기 분할 결과로 생성된 코딩 블록들 중 좌측 코딩 블록에는 수직 방향 트리플 트리 분할이 적용되고, 우측 코딩 블록에는 수직 방향 바이너리 트리 분할이 적용된 것으로 도시되었다.

인터 예측은 이전 픽처의 정보를 이용하여, 현재 블록을 예측하는 예측 부호화 모드이다. 일 예로, 이전 픽처 내 현재 블록과 동일한 위치의 블록(이하, 콜로케이티드 블록, Collocated block)을 현재 블록의 예측 블록으로 설정할 수 있다. 이하, 현재 블록과 동일한 위치의 블록을 기초로 생성된 예측 블록을 콜로케이티드 예측 블록(Collocated Prediction Block)이라 호칭하기로 한다.

반면, 이전 픽처에 존재한 오브젝트가 현재 픽처에서는 다른 위치로 이동하였다면, 오브젝트의 움직임을 이용하여 효과적으로 현재 블록을 예측할 수 있다. 예를 들어, 이전 픽처와 현재 픽처를 비교함으로써 오브젝트의 이동 방향 및 크기를 알 수 있다면, 오브젝트의 움직임 정보를 고려하여 현재 블록의 예측 블록(또는, 예측 영상)을 생성할 수 있다. 이하, 움직임 정보를 이용하여 생성된 예측 블록을 움직임 예측 블록이라 호칭할 수 있다.

현재 블록에서 예측 블록을 차분하여, 잔차 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 이때, 오브젝트의 움직임이 존재하는 경우라면, 콜로케이티드 예측 블록 대신 움직임 예측 블록을 이용함으로써, 잔차 블록의 에너지를 줄이고, 이에 따라, 잔차 블록의 압축 성능을 향상시킬 수 있다.

위처럼, 움직임 정보를 이용하여 예측 블록을 생성하는 것을 움직임 보상 예측이라 호칭할 수 있다. 대부분의 인터 예측에서는 움직임 보상 예측에 기초하여 예측 블록을 생성할 수 있다.

움직임 정보는 모션 벡터, 참조 픽처 인덱스, 예측 방향 또는 양방향 가중치 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 모션 벡터는 오브젝트의 이동 방향 및 크기를 나타낸다. 참조 픽처 인덱스는 참조 픽처 리스트에 포함된 참조 픽처들 중 현재 블록의 참조 픽처를 특정한다. 예측 방향은 단방향 L0 예측, 단방향 L1 예측 또는 양방향 예측(L0 예측 및 L1 예측) 중 어느 하나를 가리킨다. 현재 블록의 예측 방향에 따라, L0 방향의 움직인 정보 또는 L1 방향의 움직임 정보 중 적어도 하나가 이용될 수 있다. 양방향 가중치 인덱스는 L0 예측 블록에 적용되는 가중치 및 L1 예측 블록에 적용되는 가중치를 특정한다.

인터 예측은, 현재 블록의 인터 예측 모드를 결정하는 단계, 결정된 인터 예측 모드에 따라 현재 블록의 움직임 정보를 획득하는 단계 및 획득된 움직임 정보에 기초하여, 현재 블록에 대한 움직임 보상 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 인터 예측 모드는 현재 블록의 움직임 정보를 결정하기 위한 다양한 기법들을 나타내는 것으로, 병진(Translation) 움직임 정보를 이용하는 인터 예측 모드와, 어파인(Affine) 움직임 정보를 이용하는 인터 예측 모드를 포함할 수 있다. 일 예로, 병진 움직임 정보를 이용하는 인터 예측 모드는, 머지 모드 및 모션 벡터 예측 모드를 포함하고, 어파인 움직임 정보를 이용하는 인터 예측 모드는 어파인 머지 모드 및 어파인 모션 벡터 예측 모드를 포함할 수 있다. 현재 블록의 움직임 정보는, 인터 예측 모드에 따라, 현재 블록에 이웃하는 이웃 블록 또는 비트스트림으로부터 파싱되는 정보를 기초로 결정될 수 있다.

현재 블록의 움직임 정보는 현재 블록 타 블록의 움직임 정보로부터 유도될 수 있다. 여기서, 타 블록은 현재 블록보다 앞서 인터 예측으로 부호화/복호화된 블록일 수 있다. 현재 블록의 움직임 정보를 타 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정하는 것을 머지 모드라 정의할 수 있다. 또한, 타 블록의 움직임 벡터를 현재 블록의 움직임 벡터의 예측값으로 설정하는 것을 모션 벡터 예측 모드라 정의할 수 있다.

움직임 벡터는, 이전 픽처에 있는 오브젝트와 현재 픽처에 있는 오브젝트의 위치 차분을 나타낸다. 움직임 벡터의 정밀도를 결정하기 위한 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스 단위, 슬라이스 단위 또는 블록 단위로 결정될 수 있다. 움직임 벡터 정밀도는 옥토펠, 쿼터펠, 하프펠, 정수펠 또는 4 정수펠로 설정될 수 있다.

다음으로, 병진 움직임 정보를 이용하는 인터 예측 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 6

도 6은 머지 모드 하에서 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정의 흐름도이다.

현재 블록의 머지 후보를 유도할 수 있다(S601). 현재 블록의 머지 후보는 현재 블록보다 앞서 인터 예측으로 부호화/복호화된 블록으로부터 유도될 수 있다.

머지 후보의 움직임 정보는 후보 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다. 일 예로, 후보 블록의 모션 벡터, 참조 픽처 인덱스, 예측 방향 또는 양방향 가중치 인덱스 중 적어도 하나를 머지 후보의 움직임 정보로 설정할 수 있다.

머지 후보를 포함하는 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다(S602). 상기 머지 후보는 현재 블록에 인접한 이웃 블록으로부터 유도된 인접 머지 후보 및 비이웃 블록으로부터 유도되는 비인접 머지 후보로 구분될 수 있다.

머지 후보 리스트 내 머지 후보들의 인덱스는 소정 순서에 따라 할당될 수 있다.

머지 후보에 복수의 머지 후보들이 포함된 경우, 복수의 머지 후보들 중 적어도 하나를 선택할 수 있다(S603).

머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우, 예측 영역 모션 정보 테이블에 포함된 머지 후보를 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다. 여기서, 문턱값은 머지 후보 리스트가 포함할 수 있는 최대 머지 후보의 개수 또는 최대 머지 후보의 개수에서 오프셋을 차감한 값일 수 있다. 오프셋은, 1 또는 2 등의 자연수일 수 있다. 인티 영역 모션 정보 테이블은 현재 블록 이전에 부호화/복호화된 블록을 기초로 유도된 머지 후보를 포함할 수 있다.

예측 영역 모션 정보 테이블은 현재 픽처 내 인터 예측을 기초로 부호화/복호화된 블록으로부터 유도되는 머지 후보를 포함한다. 일 예로, 예측 영역 모션 정보 테이블에 포함된 머지 후보의 움직임 정보는 인터 예측을 기초로 부호화/복호화된 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다. 여기서, 움직임 정보는 모션 벡터, 참조 픽처 인덱스, 예측 방향 또는 양방향 가중치 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

설명의 편의를 위해, 예측 영역 모션 정보 테이블에 포함된 머지 후보를 예측 영역 머지 후보라 호칭하기로 한다.

예측 영역 모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 머지 후보의 최대 개수는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다. 일 예로, 예측 영역 모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 최대 머지 후보의 개수는, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 그 이상(예컨대, 16)일 수 있다.

또는, 예측 영역 모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 머지 후보의 최대 개수를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스, 픽처, 또는 슬라이스 레벨에서 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 예측 영역 모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 머지 후보의 최대 개수를 나타낼 수 있다. 또는, 상기 정보는 예측 영역 모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 머지 후보의 최대 개수와 머지 후보 리스트가 포함할 수 있는 머지 후보의 최대 개수 사이의 차분을 나타낼 수 있다.

또는, 픽처의 크기, 슬라이스의 크기 또는 코딩 트리 유닛의 크기에 따라, 예측 영역 모션 정보 테이블의 최대 머지 후보 개수가 결정될 수 있다.

도 7

도 7은 예측 영역 모션 정보 테이블의 업데이트 양상을 설명하기 위한 도면이다.

현재 블록에 대해, 인터 예측이 수행된 경우, 현재 블록을 기초로 예측 영역 머지 후보를 유도할 수 있다. 예측 영역 머지 후보의 움직임 정보는 현재 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다.

예측 영역 모션 정보 테이블이 빈 상태인 경우,현재 블록을 기초로 유도된 예측 영역 머지 후보를 예측 영역 모션 정보 테이블에 추가할 수 있다.

예측 영역 모션 정보 테이블이 이미 예측 영역 머지 후보를 포함하고 있는 경우, 현재 블록의 움직임 정보(또는, 이를 기초로 유도된 예측 영역 머지 후보)에 대한 중복성 검사를 실시할 수 있다. 중복성 검사는 예측 영역 모션 정보 테이블에 기 저장된 예측 영역 머지 후보의 움직임 정보와 현재 블록의 움직임 정보가 동일한지 여부를 결정하기 위한 것이다. 중복성 검사는 예측 영역 모션 정보 테이블에 기 저장된 모든 예측 영역 머지 후보들을 대상으로 수행될 수 있다. 또는, 예측 영역 모션 정보 테이블에 기 저장된 예측 영역 머지 후보들 중 인덱스가 문턱값 이상 또는 문턱값 이하인 예측 영역 머지 후보들을 대상으로 중복성 검사를 수행할 수 있다.

현재 블록의 움직임 정보와 동일한 움직임 정보를 갖는 인터 예측 머지 후보가 포함되어 있지 않은 경우, 현재 블록을 기초로 유도된 예측 영역 머지 후보를 예측 영역 모션 정보 테이블에 추가할 수 있다. 인터 예측 머지 후보들이 동일한지 여부는, 인터 예측 머지 후보들의 움직임 정보(예컨대, 모션 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)가 동일한지 여부를 기초로 결정될 수 있다.

이때, 예측 영역 모션 정보 테이블에 이미 최대 개수의 예측 영역 머지 후보들이 저장되어 있을 경우, 가장 오래된 예측 영역 머지 후보를 삭제하고, 현재 블록을 기초로 유도된 예측 영역 머지 후보를 예측 영역 모션 정보 테이블에 추가할 수 있다. 여기서, 가장 오래된 예측 영역 머지 후보는 인덱스가 가장 큰 예측 영역 머지 후보 또는 인덱스가 가장 작은 예측 영역 머지 후보일 수 있다.

코딩 블록이 복수의 예측 유닛으로 분할되면, 분할된 예측 유닛 각각에 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행될 수 있다.

도 8

도 8은 대각선을 이용하여 코딩 블록을 복수의 예측 유닛들로 분할하는 예를 나타낸 도면이다.

도 8의 (a) 및 (b)에 도시된 예에서와 같이, 대각선을 이용하여 코딩 블록을 2개의 삼각 형태 예측 유닛들로 분할할 수 있다.

도 8의 (a) 및 (b)에서는 코딩 블록의 두 꼭지점을 잇는 대각선을 이용하여 코딩 블록을 두개의 예측 유닛들로 분할하는 것으로 도시하였다. 다만, 라인의 적어도 한쪽 끝이 코딩 블록의 꼭지점을 지나지 않는 사선을 이용하여, 코딩 블록을 두개의 예측 유닛들로 분할할 수 있다.

도 9

도 9는 코딩 블록을 2개의 예측 유닛들로 분할하는 예를 도시한 도면이다.

도 9의 (a) 및 (b)에 도시된 예에서와 같이, 양 끝이 각각 코딩 블록의 상단 경계 및 하단 경계에 접하는 사선을 이용하여, 코딩 블록을 두개의 예측 유닛들로 분할할 수 있다.

또는, 도 9의 (c) 및 (d)에 도시된 예에서와 같이, 양 끝이 각각 코딩 블록의 좌측 경계 및 우측 경계에 접하는 사선을 이용하여, 코딩 블록을 두개의 예측 유닛들로 분할할 수 있다.

또는, 코딩 블록을 크기가 상이한 2개의 예측 블록으로 분할할 수 있다. 일 예로, 코딩 블록을 분할하는 사선이 하나의 꼭지점을 이루는 두 경계면에 접하도록 설정함으로써, 코딩 블록을 크기가 다른 두개의 예측 유닛들로 분할할 수 있다.

도 10

도 10은 코딩 블록을 크기가 상이한 복수의 예측 블록들로 분할하는 예시들을 나타낸다.

도 10의 (a) 및 (b)에 도시된 예에서와 같이, 코딩 블록의 좌상단과 우하단을 잇는 대각선이, 코딩 블록의 좌상단 코너 또는 우하단 코너를 지나는 대신 좌측 경계, 우측 경계, 상단 경계 또는 하단 경계를 지나도록 설정함으로써, 코딩 블록을 상이한 크기를 갖는 두개의 예측 유닛들로 분할할 수 있다.

또는, 도 10의 (c) 및 (d)에 도시된 예에서와 같이, 코딩 블록의 우상단과 좌하단을 잇는 대각선이 코딩 블록의 좌상단 코너 또는 우하단 코너를 지나는 대신, 좌측 경계, 우측 경계, 상단 경계 또는 하단 경계를 지나도록 설정함으로써, 코딩 블록을 상이한 크기를 갖는 두개의 예측 유닛들로 분할할 수 있다.

도 8 내지 도 10의 예측 방법을 대각 예측 방법이라 정의한다. 대각 예측 방법에서 서로 다른 예측 부호화/복호화 방법을 사용할 수도 있다. 여기서, 예측 부호화/복호화 방법은 인트라 예측 방법, 인터 예측 방법(머지 예측 부호화 방법을 포함), 인트라 블록 카피 부호화 방법등을 나타낸다.

일 예로, 하나의 예측 블록에서는 인트라 예측을 사용하고, 다른 예측 블록에서는 머지 예측 부호화 방법을 사용할 수도 있으며, 이를 대각 결합 예측 방법이라 정의할 수 있다.

도 11

코딩 블록의 크기 또는 코딩 블록의 높이 대 너비비(이하, whratio)가 문턱값 이상 또는 이하인 경우에 대각 예측 방법 중 소정의 기 정의된 파티션만 허용하도록 설정할 수 있다. 여기서 whratio는 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.

일 예로, 코딩 블록의 크기가 Nx4이거나 Nx8인 경우에는 대각 예측 방법에서 도 11의 오른쪽 그림과 같은 파티션만 허용할 수 있고, 코딩 블록의 크기가 4xN, 8xN 인 경우에는 대각 예측 방법에서 도 11의 오른쪽 그림과 같은 파티션만 허용할 수 있다.

또 다른 예로, whratio의 절대값이 N 이상인 경우에, 대각 예측 방법에서 기 정의된 하나의 파티션만 허용하도록 설정할 수도 있다.

도 11에 기술한 방법 또는 상기 방법을 thin 대각 예측 방법이라 정의한다.

Thin 대각 예측 방법에서 각 파티션에 서로 다른 예측 부호화/복호화 방법을 적용할 수도 있다. 일 예로, 제 1 파티션 (좌측 또는 상측 파티션)에서는 인트라 예측을 사용하고, 제 2 파티션(우측 또는 하측 파티션)에서는 머지 예측 방법을 사용하거나, 제 1 파티션에서는 머지 예측 방법을 사용하고, 제 2 파티션에서는 인트라 예측 방법을 사용할 수도 있다.

인트라 예측은 현재 블록 주변에 부호화/복호화가 완료된 복원 샘플을 이용하여, 현재 블록을 예측하는 것이다. 이때, 현재 블록의 인트라 예측에는, 인루프 필터가 적용되기 전의 복원 샘플이 이용될 수 있다.

인트라 예측 기법은 매트릭스(Matrix)에 기반한 인트라 예측 및 주변 복원 샘플과의 방향성을 고려한 일반 인트라 예측을 포함한다. 현재 블록의 인트라 예측 기법을 지시하는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있다. 또는, 현재 블록의 위치, 크기, 형태 또는 이웃 블록의 인트라 예측 기법 중 적어도 하나에 기초하여, 현재 블록의 인트라 예측 기법을 결정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 픽처 바운더리를 걸쳐 존재하는 경우, 현재 블록에는 매트릭트에 기반한 인트라 예측이 적용되지 않도록 설정될 수 있다.

매트릭스에 기반한 인트라 예측은, 부호화기 및 복호화기에서 기 저장된 매트릭스와, 현재 블록 주변의 복원 샘플 사이의 행렬 곱에 기반하여, 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 방법이다. 기 저장된 복수개의 매트릭스들 중 어느 하나를 특정하기 위한 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 복호화기는 상기 정보 및 현재 블록의 크기에 기초하여, 현재 블록의 인트라 예측을 위한 매트릭스를 결정할 수 있다.

일반 인트라 예측은, 비방향성 인트라 예측 모드 또는 방향성 인트라 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 방법이다. 이하, 도면을 참조하여, 일반 인트라 예측에 기초한 인트라 예측 수행 과정에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.

도 12

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 인트라 예측 방법의 흐름도이다.

현재 블록의 참조 샘플 라인을 결정할 수 있다. 참조 샘플 라인은 현재 블록의 상단 및/또는 좌측으로부터 k번째 떨어진 라인에 포함된 참조 샘플들의 집합을 의미한다. 참조 샘플은 현재 블록 주변 부호화/복호화가 완료된 복원 샘플로부터 유도될 수 있다.

복수의 참조 샘플 라인들 중 현재 블록의 참조 샘플 라인을 식별하는 인덱스 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 참조 샘플 라인을 특정하기 위한 인덱스 정보 intra_luma_ref_idx가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 인덱스 정보는 코딩 블록 단위로 시그날링될 수 있다. 복수의 참조 샘플 라인들은, 현재 블록에 상단 및/또는 좌측 1번째 라인, 2번째 라인, 3번째 라인 또는 4번째 라인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 복수개의 참조 샘플 라인들 중 현재 블록의 상단에 인접하는 행 및 현재 블록의 좌측에 인접하는 열로 구성된 참조 샘플 라인을 인접 참조 샘플 라인이라 호칭하고, 그 이외의 참조 샘플 라인을 비인접 참조 샘플 라인이라 호칭할 수도 있다.

도 13

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른, 후보 참조 샘플 라인들을 나타낸 도면이다.

복수의 참조 샘플 라인들 중 일부만이 현재 블록의 참조 샘플 라인으로 선택될 수 있다. 일 예로, 복수의 참조 샘플 라인들 중 제3 비인접 참조 샘플 라인을 제외한 잔여 참조 샘플 라인들을 후보 참조 샘플 라인들로 설정할 수 있다. 표 3은 후보 참조 샘플 라인들 각각에 할당되는 인덱스를 나타낸 것이다.

인덱스 (intra_luma_ref_idx)	참조 샘플 라인
0	인접 참조 샘플 라인
1	제1 비인접 참조 샘플 라인
2	제2 비인접 참조 샘플 라인

설명한 것 보다 더 많은 수의 후보 참조 샘플 라인들을 설정하거나, 더 적은 수의 후보 참조 샘플 라인들을 설정할 수도 있다. 또한, 후보 참조 샘플 라인으로 설정되는 비인접 참조 샘플 라인의 개수 또는 위치는 설명한 예에 한정되지 아니한다. 일 예로, 제1 비인접 참조 샘플 라인 및 제3 비인접 참조 샘플 라인을 후보 참조 샘플 라인들로 설정하거나, 제2 비인접 참조 샘플 라인 및 제3 비인접 참조 샘플 라인을 후보 참조 샘플 라인들로 설정할 수도 있다. 또는, 제1 비인접 참조 샘플 라인, 제2 비인접 참조 샘플 라인 및 제3 비인접 참조 샘플 라인을 모두 후보 참조 샘플 라인들로 설정할 수도 있다.

참조 샘플 라인은 현재 블록의 상단에 위치하는 상단 참조 샘플들 및 현재 블록의 좌측에 위치하는 좌측 참조 샘플들을 포함할 수 있다. 상단 참조 샘플들 및 좌측 참조 샘플들은 현재 블록 주변의 복원 샘플들로부터 유도될 수 있다. 상기 복원 샘플들은 인루프 필터가 적용되기 이전 상태일 수 있다.

참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들의 개수는 참조 샘플 라인과 참조 샘플 라인 사이의 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록과의 거리가 i인 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들의 개수가 현재 블록과의 거리가 i-1인 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들의 개수보다 더 큰 값을 가질 수 있다. 이에 따라, 비인접 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들의 개수는 인접 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들의 개수보다 큰 값을 가질 수 있다.

현재 블록과의 거리가 i인 비인접 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들의 개수와 인접 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들의 개수 차분을 참조 샘플 개수 오프셋이라 정의할 수 있다. 이때, 현재 블록의 상단에 위치하는 상단 참조 샘플들의 개수 차분을 offsetX[i]라 정의하고, 현재 블록의 좌측에 위치하는 좌측 참조 샘플들의 개수 차분을 offsetY[i]라 정의할 수 있다. offsetX 및 offsetY는 현재 블록과 비인접 참조 샘플 라인의 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, offsetX 및 offsetY는 i의 정수배로 설정될 수 있다. 일 예로, offsetX[i] 및 offset[i]는 2i일 수 있다.

또는, 현재 블록의 너비 및 높이비에 기초하여 참조 샘플 개수 오프셋을 결정할 수도 있다. 수학식 1은 현재 블록의 너비 및 높이비를 수치화하는 일 예를 나타낸 것이다.

수학식 1에 표현된 것과 다른 방법으로 현재 블록의 너비 및 높이비를 수치화하는 것 역시 가능하다.

현재 블록의 너비 및 높이비를 기초로 offsetX 및 offsetY의 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, whRatio의 값이 1보다 큰 경우에는 offsetX의 값을 offsetY의 값보다 크게 설정할 수 있다. 일 예로, offsetX의 값은 1로 설정되고, offsetY의 값은 0으로 설정될 수 있다. 반면, whRatio의 값이 1보다 작은 경우에는 offsetX의 값보다 offsetY의 값을 더 크게 설정할 수 있다. 일 예로, offsetX의 값은 0으로 설정되고, offsetY의 값은 1로 설정될 수 있다.

x축 및 y축 좌표가 동일한 좌측 상단 참조 샘플 제외, 현재 블록과의 거리가 i인 비인접 참조 샘플 라인은 (refW + offsetX[i])개의 상단 참조 샘플들과 (refH + offsetY[i])개의 좌측 참조 샘플들로 구성될 수 있다. 여기서, refW 및 refH는 인접 참조 샘플 라인의 길이를 나타내는 것으로, 각각 다음의 수학식 2 및 3과 같이 설정될 수 있다.

수학식 2 및 수학식 3에서, nTbW는 인트라 예측이 수행되는 코딩 블록 또는 변환 블록의 너비를 나타내고, nTbH는 인트라 예측이 수행되는 코딩 블록 또는 변환 블록의 높이를 나타낸다.

결과적으로, 현재 블록과의 거리가 i인 참조 샘플 라인은 (refW + refH + offsetX[i] + offsetY[i] + 1)개의 참조 샘플들로 구성될 수 있다.

다음으로, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다(S1202). 현재 블록의 인트라 예측 모드는 비방향성 인트라 예측 모드 또는 방향성 인트라 예측 모드 중 적어도 하나가 현재 블록의 인트라 예측 모드로 결정될 수 있다. 비방향성 인트라 예측 모드는, 플래너 및 DC를 포함하고, 방향성 인트라 예측 모드는 좌하단 대각 방향부터 우상단 대각 방향까지 33개 또는 65개의 모드들을 포함한다.

도 14

도 14는 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.

도 14의 (a)는 35개의 인트라 예측 모드를 나타낸 것이고, 도 14의 (b)는 67개의 인트라 예측 모드들을 나타낸 것이다.

도 14에 도시된 것보다 더 많은 수 혹은 더 적은 수의 인트라 예측 모드들이 정의될 수도 있다.

현재 블록의 참조 샘플 라인이 비인접 참조 샘플 라인인 경우, 비방향성 인트라 예측 모드를 사용하지 않도록 설정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 참조 샘플 라인이 제1 비인접 참조 샘플 라인, 제2 비인접 참조 샘플 라인 또는 제3 비인접 참조 샘플 라인인 경우, DC 또는 플래너는 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정될 수 있다.

또는, 현재 블록의 참조 샘플 라인이 비인접 참조 샘플 라인인 경우, 비방향성 인트라 예측 모드 또는 특정 방향의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 사용하지 않도록 설정할 수 있다. 비방향성 인트라 예측 모드는 DC 또는 플래너 중 적어도 하나를 포함하고, 특정 방향의 인트라 예측 모드는 수평 방향 인트라 예측 모드(예컨대, 도 14의 (b)에 도시된 INTRA_MODE18), 수직 방향 인트라 예측 모드(예컨대, 도 14의 (b)에 도시된 INTRA_MODE50) 또는 대각 방향 인트라 예측 모드(예컨대, 도 14의 (b)에 도시된 INTRA_MODE2, INTRA_34 또는 INTRA_MODE66) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

현재 블록에 대해, 현재 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 MPM이 MPM 리스트에 포함되어 있는지 여부를 나타내는 정보가 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그로 MPM 플래그라 호칭될 수 있다. 상기 MPM 플래그가 현재 블록과 동일한 MPM이 MPM 리스트에 포함되어 있음을 나타내는 경우, 디폴트 모드 또는 MPM(Most Probable Mode) 중 적어도 하나를 기초로 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도할 수 있다.

디폴트 모드는 DC, 플래너, 수직 방향 인트라 예측 모드, 수평 방향 인트라 예측 모드, 대각 방향 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드가 디폴트 모드와 동일한지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있다.

상기 플래그가 현재 블록의 인트라 예측 모드가 디폴트 모드임을 가리키고, 복수개의 인트라 예측 모드들이 디폴트 모드들로 설정된 경우, 디폴트 모드들 중 어느 하나를 지시하는 인덱스 정보가 더 시그날링될 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드는 상기 인덱스 정보가 가리키는 디폴트 모드로 설정될 수 있다.

현재 블록의 인트라 예측 모드가 디폴트 모드와 동일하지 않은 경우, MPM 리스트를 이용하여, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도할 수 있다.

이하, MPM 유도 방법에 대해 상세히 살펴보기로 한다.

MPM은 현재 블록에 인접하는 이웃 블록의 인트라 예측 모드를 기초로 유도될 수 있다. 여기서, 이웃 블록은, 현재 블록의 좌측에 인접하는 좌측 이웃 블록, 현재 블록의 상단에 이웃하는 상단 이웃 블록, 현재 블록의 좌측 상단 코너에 인접하는 좌상단 이웃 블록, 현재 블록의 우측 상단 코너에 인접하는 우상단 이웃 블록 또는 현재 블록의 좌측 하단 코너에 인접하는 좌하단 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 현재 블록의 좌측 상단 샘플의 좌표를 (0, 0)이라 할 때, 좌측 이웃 블록은 (-1, 0), (-1, H-1) 또는 (-1, (H-1)/2) 위치의 샘플을 포함할 수 있다. 여기서, H는 현재 블록의 높이를 나타낸다. 상단 이웃 블록은 (0, -1), (W-1, -1) 또는 ((W-1)/2, -1) 위치의 샘플을 포함할 수 있다. 여기서, W는 현재 블록의 너비를 나타낸다. 좌상단 이웃 블록은 (-1, -1) 위치의 샘플을 포함할 수 있다. 우상단 이웃 블록은, (W, -1) 위치의 샘플을 포함할 수 있다. 좌하단 이웃 블록은 (-1, H)위치의 샘플을 포함할 수 있다.

현재 블록의 참조 샘플 라인에 기초하여, MPM을 유도하는데 이용되는 이웃 블록의 개수 또는 위치가 상이하게 결정될 수 있다. 일 예로, 인접 참조 샘플 라인이 현재 블록의 참조 샘플 라인으로 결정된 경우, 상단 이웃 블록 및 좌측 이웃 블록이 MPM을 유도하는데 이용될 수 있다. 반면, 비인접 참조 샘플 라인이 현재 블록의 참조 샘플 라인으로 결정된 경우, 상단 이웃 블록 및 좌측 이웃 블록에 더하여, 좌상단 이웃 블록, 우상단 이웃 블록 또는 좌하단 이웃 블록 중 적어도 하나를 더 이용하여 MPM을 유도할 수 있다.

현재 블록의 인트라 예측 모드가 디폴트 모드와 동일한지 여부를 나타내는 플래그가 시그날링되는 경우, 디폴트 모드와 동일한 인트라 예측 모드는 MPM으로 설정되지 않도록 설정될 수 있다. 일 예로, 디폴트 모드 플래그가 현재 블록의 인트라 예측 모드가 플래너인지 여부를 지시하는 경우, 플래너에 해당하는 MPM을 제외한 5개의 MPM들을 이용하여, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도할 수 있다.

현재 블록의 인트라 예측 모드가 결정되면, 결정된 인트라 예측 모드를 기초로, 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 획득할 수 있다(S1203).

DC 모드가 선택된 경우, 참조 샘플들의 평균값을 기초로, 현재 블록에 대한 예측 샘플들이 생성된다. 구체적으로, 예측 블록 내 전체 샘플들의 값은 참조 샘플들의 평균값을 기초로 생성될 수 있다. 평균값은, 현재 블록의 상단에 위치하는 상단 참조 샘플들 및 현재 블록의 좌측에 위치하는 좌측 참조 샘플들 중 적어도 하나를 이용하여 유도될 수 있다.

현재 블록의 형태에 따라, 평균값을 유도하는데 이용되는 참조 샘플들의 개수 또는 범위가 달라질 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 너비가 높이보다 큰 비정방형 블록인 경우, 상단 참조 샘플들만을 이용하여 평균값을 계산할 수 있다. 반면, 현재 블록이 너비가 높이보다 작은 비정방형 블록인 경우, 좌측 참조 샘플들만을 이용하여 평균값을 계산할 수 있다. 즉, 현재 블록의 너비 및 높이가 상이한 경우, 길이가 더 긴 쪽에 인접하는 참조 샘플들만을 이용하여 평균값을 계산할 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비와 높이 비율에 기초하여, 상단 참조 샘플들만을 이용하여 평균값을 계산할 것인지 여부 또는 좌측 참조 샘플들만을 이용하여 평균값을 계산할 것인지 여부를 결정할 수 있다.

플래너 모드가 선택된 경우, 수평 방향 예측 샘플과 수직 방향 예측 샘플을 이용하여, 예측 샘플을 획득할 수 있다. 여기서, 수평 방향 예측 샘플은, 예측 샘플과 동일한 수평선상에 위치하는 좌측 참조 샘플 및 우측 참조 샘플을 기초로 획득되고, 수직 방향 예측 샘플은, 예측 샘플과 동일한 수직선상에 위치하는 상단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 기초로 획득된다. 여기서, 우측 참조 샘플은, 현재 블록의 우측 상단 코너에 인접하는 참조 샘플을 복사하여 생성되고, 하단 참조 샘플은, 현재 블록의 좌측 하단 코너에 인접하는 참조 샘플을 복사하여 생성될 수 있다. 수평 방향 예측 샘플은 좌측 참조 샘플 및 우측 참조 샘플의 가중합 연산을 기초로 획득되고, 수직 방향 예측 샘플은 상단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플의 가중합 연산을 기초로 획득될 수 있다. 이때, 각 참조 샘플에 부여되는 가중치는 예측 샘플의 위치에 따라 결정될 수 있다. 예측 샘플은 수평 방향 예측 샘플 및 수직 방향 예측 샘플의 평균 연산 또는 가중합 연산을 기초로 획득될 수 있다. 가중합 연산이 수행되는 경우, 예측 샘플의 위치에 기초하여 수평 방향 예측 샘플 및 수직 방향 예측 샘플에 부여되는 가중치를 결정할 수 있다.

방향성 예측 모드가 선택되는 경우, 선택된 방향성 예측 모드의 예측 방향(또는 예측 각도)을 나타내는 파라미터를 결정할 수 있다. 하기 표 4는 인트라 예측 모드 별 인트라 방향 파라미터 intraPredAng를 나타낸 것이다.

PredModeIntra IntraPredAng	1 -	2 32	3 26	4 21	5 17	6 13	7 9
PredModeIntraIntraPredAng	8 5	9 2	10 0	11 -2	12 -5	13 -9	14 -13
PredModeIntraIntraPredAng	15 -17	16 -21	17 -26	18 -32	19 -26	20 -21	21 -17
PredModeIntraIntraPredAng	22 -13	23 -9	24 -5	25 -2	26 0	27 2	28 5
PredModeIntraIntraPredAng	29 9	30 13	31 17	32 21	33 26	34 32

표 4는 35개의 인트라 예측 모드가 정의되어 있을 때, 인덱스가 2 내지 34 중 어느 하나인 인트라 예측 모드들 각각의 인트라 방향 파라미터를 나타낸다. 33개보다 더 많은 방향성 인트라 예측 모드가 정의되어 있는 경우, 표 4를 보다 세분화하여, 방향성 인트라 예측 모드 각각의 인트라 방향 파라미터를 설정할 수 있다.현재 블록의 상단 참조 샘플들 및 좌측 참조 샘플들을 일렬로 배열한 뒤, 인트라 방향 파라미터의 값을 기초로, 예측 샘플을 획득할 수 있다. 이때, 인트라 방향 파라미터의 값이 음수인 경우, 좌측 참조 샘플들과 상단 참조 샘플들을 일렬로 배열할 수 있다.

도 15

도 16

도 15 및 도 16는 참조 샘플들을 일렬로 배열하는 일차원 배열의 예시를 나타낸 도면이다.

도 15는 참조 샘플들을 수직 방향으로 배열하는 수직 방향 일차원 배열의 예시를 나타낸 것이고, 도 16는 참조 샘플들을 수평 방향으로 배열하는 수평 방향 일차원 배열의 예시를 나타낸 것이다. 35개의 인트라 예측 모드가 정의된 경우를 가정하여, 도 15및 도 16의 실시예를 설명한다.

인트라 예측 모드 인덱스가 11 내지 18 중 어느 하나인 경우, 상단 참조 샘플들을 반시계 방향으로 회전한 수평 방향 일차원 배열을 적용하고, 인트라 예측 모드 인덱스가 19 내지 25 중 어느 하나인 경우, 좌측 참조 샘플들을 시계 방향으로 회전한 수직 방향 일차원 배열을 적용할 수 있다. 참조 샘플들을 일렬로 배열함에 있어서, 인트라 예측 모드 각도를 고려할 수 있다.

인트라 방향 파라미터에 기초하여, 참조 샘플 결정 파라미터를 결정할 수 있다. 참조 샘플 결정 파라미터는 참조 샘플을 특정하기 위한 참조 샘플 인덱스 및 참조 샘플에 적용되는 가중치를 결정하기 위한 가중치 파라미터를 포함할 수 있다.

참조 샘플 인덱스 iIdx 및 가중치 파라미터 ifact는 다음의 수학식 4 및 5를 통해 획득될 수 있다.

수학식 4 및 5에서 P_ang는 인트라 방향 파라미터를 나타낸다. 참조 샘플 인덱스 iIdx에 의해 특정되는 참조 샘플은 정수 펠(Integer pel)에 해당한다.

예측 샘플을 유도하기 위해, 적어도 하나 이상의 참조 샘플을 특정할 수 있다. 구체적으로, 예측 모드의 기울기를 고려하여, 예측 샘플을 유도하는데 이용되는 참조 샘플의 위치를 특정할 수 있다. 일 예로, 참조 샘플 인덱스 iIdx를 이용하여, 예측 샘플을 유도하는데 이용되는 참조 샘플을 특정할 수 있다.

이때, 인트라 예측 모드의 기울기가 하나의 참조 샘플로는 표현되지 않는 경우, 복수의 참조 샘플들을 보간하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. 일 예로, 인트라 예측 모드의 기울기가 예측 샘플과 제1 참조 샘플 사이의 기울기 및 예측 샘플과 제2 참조 샘플 사이의 기울기 사이의 값인 경우, 제1 참조 샘플 및 제2 참조 샘플을 보간하여 예측 샘플을 획득할 수 있다. 즉, 인트라 예측 각도를 따르는 앵귤러 라인(Angular Line)이 정수 펠에 위치한 참조 샘플을 지나지 않는 경우, 상기 앵귤러 라인이 지나는 위치의 좌우 또는 상하에 인접 위치하는 참조 샘플들을 보간하여 예측 샘플을 획득할 수 있다.

하기 수학식 6은 참조 샘플들을 기초로, 예측 샘플을 획득하는 예를 나타낸 것이다.

수학식 6에서, P는 예측 샘플을 나타내고, Ref_1D은 일차원 배열된 참조 샘플들 중 어느 하나를 나타낸다. 이때, 참조 샘플의 위치는 예측 샘플의 위치 (x, y) 및 참조 샘플 인덱스 iIdx에 의해 결정될 수 있다.

인트라 예측 모드의 기울기가 하나의 참조 샘플로 표현 가능한 경우, 가중치 파라미터 i_fact는 0으로 설정된다. 이에 따라, 수학식 6은 다음 수학식 7과 같이 간소화될 수 있다.

복수의 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수도 있다. 일 예로, 예측 샘플별로 인트라 예측 모드를 유도하고, 각각의 예측 샘플에 할당된 인트라 예측 모드에 기초하여 예측 샘플을 유도할 수 있다.

도 17

도 17은 방향성 인트라 예측 모드들이 x축과 평행한 직선과 형성하는 각도를 예시한 도면이다.

도 17에 나타난 예에서와 같이, 방향성 예측 모드들은 좌측 하단 대각 방향부터 우측 상단 대각 방향 사이에 존재할 수 있다. x축과 방향성 예측 모드가 형성하는 각도로 설명하면, 방향성 예측 모드들은, 45도 (좌측 하단 대각 방향) 부터, -135도 (우측 상단 대각 방향) 사이에 존재할 수 있다.

현재 블록이 비정방 형태인 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라, 인트라 예측 각도를 따르는 앵귤러 라인 상에 위치하는 참조 샘플들 중 예측 샘플에 보다 가까운 참조 샘플 대신 예측 샘플에 보다 먼 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 유도하는 경우가 발생할 수 있다.

도 18

도 18은 현재 블록이 비정방 형태인 경우, 예측 샘플이 획득되는 양상을 나타낸 도면이다.

일 예로, 도 18의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록이 너비가 높이보다 큰 비정방형이고, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 0도부터 45도 사이의 각도를 갖는 방향성 인트라 예측 모드인 것으로 가정한다. 위 경우, 현재 블록의 우측 열 부근의 예측 샘플 A를 유도할 때, 상기 각도를 따르는 앵귤러 모드 상에 위치하는 참조 샘플들 중 상기 예측 샘플과 가까운 상단 참조 샘플 T 대신 상기 예측 샘플과 먼 좌측 참조 샘플 L을 이용하는 경우가 발생할 수 있다.

다른 예로, 도 18의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록이 높이가 너비보다 큰 비정방형이고, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 -90 도부터 -135도 사이인 방향성 인트라 예측 모드인 것으로 가정한다. 위 경우, 현재 블록의 하단 행 부근의 예측 샘플 A를 유도할 때, 상기 각도를 따르는 앵귤러 모드 상에 위치하는 참조 샘플들 중 상기 예측 샘플과 가까운 좌측 참조 샘플 L 대신 상기 예측 샘플과 먼 상단 참조 샘플 T를 이용하는 경우가 발생할 수 있다.

도 19

도 19는 와이드 앵글 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.

도 19에 도시된 예에서, 인덱스가 -1 부터 -14인 인트라 예측 모드들 및 인덱스가 67 부터 80 사이인 인트라 예측 모드들이 와이드 앵글 인트라 예측 모드들을 나타낸다.

도 19에서는 각도가 45도 보다 큰 14개의 와이드 앵글 인트라 예측 모드들(-1 부터 -14) 및 각도가 -135도 보다 작은 14개의 와이드 앵글 인트라 예측 모드들(67 부터 80)을 예시하였으나, 이보다 더 많은 수 또는 더 적은 수의 와이드 앵글 인트라 예측 모드들이 정의될 수 있다.

와이드 앵글 인트라 예측 모드가 사용되는 경우, 상단 참조 샘플들의 길이는 2W+1로 설정되고, 좌측 참조 샘플들의 길이는 2H+1로 설정될 수 있다.

와이드 앵글 인트라 예측 모드를 사용함에 따라, 도 18의 (a)에 도시된 샘플 A는 참조 샘플 T를 이용하여 예측되고, 도 18의 (b)에 도시된 샘플 A는 참조 샘플 L을 이용하여 예측될 수 있다.

기존 인트라 예측 모드들과 N개의 와이드 앵글 인트라 예측 모드들을 더해, 총 67 + N개의 인트라 예측 모드들을 사용할 수 있다. 일 예로, 표 5는 20개의 와이드 앵글 인트라 예측 모드가 정의된 경우, 인트라 예측 모드들의 인트라 방향 파라미터를 나타낸 것이다.

PredModeIntra	-10	-9	-8	-7	-6	-5	-4	-3	-2
intraPredAngle	114	93	79	68	60	54	49	45	39
PredModeIntra	-1	2	3	4	5	6	7	8	9
intraPredAngle	35	32	29	26	23	21	19	17	15
PredModeIntra	10	11	12	13	14	15	16	17	18
intraPredAngle	13	11	9	7	5	3	2	1	0
PredModeIntra	19	20	21	22	23	24	25	26	27
intraPredAngle	-1	-2	-3	-5	-7	-9	-11	-13	-15
PredModeIntra	28	29	30	31	32	33	34	35	36
intraPredAngle	-17	-19	-21	-23	-26	-29	-32	-29	-26
PredModeIntra	37	38	39	40	41	42	43	44	45
intraPredAngle	-23	-21	-19	-17	-15	-13	-11	-9	-7
PredModeIntra	46	47	48	49	50	51	52	53	54
intraPredAngle	-5	-3	-2	-1	0	1	2	3	5
PredModeIntra	55	56	57	58	59	60	61	62	63
intraPredAngle	7	9	11	13	15	17	19	21	23
PredModeIntra	64	65	66	67	68	69	70	71	72
intraPredAngle	26	29	32	35	39	45	49	54	60
PredModeIntra	73	74	75	76
intraPredAngle	68	79	93	114

현재 블록이 비정방형이고, S602 단계에서 획득된 현재 블록의 인트라 예측 모드가 변환 범위에 속하는 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 와이드 앵글 인트라 예측 모드로 변환할 수 있다. 상기 변환 범위는 현재 블록의 크기, 형태 또는 비율 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다. 여기서, 상기 비율은 현재 블록의 너비 및 높이 사이의 비율을 나타낼 수 있다.현재 블록이 너비가 높이보다 큰 비정방형인 경우, 변환 범위는 우측 상단 대각 방향의 인트라 예측 모드 인덱스(예컨대, 66)부터 (우측 상단 대각 방향인 인트라 예측 모드의 인덱스 - N)로 설정될 수 있다. 여기서, N은 현재 블록의 비율을 기초로 결정될 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드가 변환 범위에 속하는 경우, 상기 인트라 예측 모드를 와이드 앵글 인트라 예측 모드로 변환할 수 있다. 상기 변환은 상기 인트라 예측 모드에 기 정의된 값을 차감하는 것일 수 있고, 기 정의된 값은 와이드 앵글 인트라 예측 모드들을 제외한 인트라 예측 모드들의 총 개수 (예컨대, 67)일 수 있다.

상기 실시예에 의해, 66번부터 53번 사이의 인트라 예측 모드들은, 각각 -1번부터 -14번 사이의 와이드 앵글 인트라 예측 모드들로 변환될 수 있다.

현재 블록이 높이가 너비보다 큰 비정방형인 경우, 변환 범위는 좌측 하단 대각 방향의 인트라 예측 모드 인덱스(예컨대, 2) 부터 (좌측 하단 대각 방향의 인트라 예측 모드의 인덱스 + M)으로 설정될 수 있다. 여기서, M은 현재 블록의 비율을 기초로 결정될 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드가 변환 범위에 속하는 경우, 상기 인트라 예측 모드를 와이드 앵글 인트라 예측 모드로 변환할 수 있다. 상기 변환은 상기 인트라 예측 모드에 기 정의된 값을 가산하는 것일 수 있고, 기 정의된 값은 와이드 앵글 인트라 예측 모드들을 제외한 방향성 인트라 예측 모드들의 총 개수(예컨대, 65)일 수 있다.

상기 실시예에 의해, 2번부터 15번 사이의 인트라 예측 모드들 각각은 67번부터 80번 사이의 와이드 앵글 인트라 예측 모드들로 변환될 수 있다.

이하, 변환 범위에 속하는 인트라 예측 모드들을 와이드 앵글 대체 인트라 예측 모드로 호칭하기로 한다.

변환 범위는 현재 블록의 비율에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 표 6 및 표 7은 각각 와이드 앵글 인트라 예측 모드 제외 35개의 인트라 예측 모드가 정의된 경우와 67개의 인트라 예측 모드가 정의된 경우, 변환 범위를 나타낸다.

Condition	Replaced Intra Prediction Modes
W/H = 2	Modes 2, 3, 4
W/H > 2	Modes 2, 3, 4, 5, 6
W/H = 1	None
H/W = 1/2	Modes 32, 33, 34
H/W < 1/2	Modes 30, 31, 32, 33, 34

Condition	Replaced Intra Prediction Modes
W/H = 2	Modes 2, 3, 4, 5, 6, 7
W/H > 2	Modes 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
W/H = 1	None
H/W = 1/2	Modes 61, 62, 63, 64, 65, 66
H/W < 1/2	Modes 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66

표 6 및 표 7에 나타난 예에서와 같이, 현재 블록의 비율에 따라, 변환 범위에 포함되는 와이드 앵글 대체 인트라 예측 모드들의 개수가 상이할 수 있다.현재 블록의 비율을 보다 세분화하여, 다음 표 8과 같이 변환 범위를 설정할 수도 있다.

Condition	Replaced Intra Prediction Modes
W/H = 16	Modes 12, 13, 14, 15
W/H = 8	Modes 12, 13
W/H = 4	Modes 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11
H/W = 2	Modes 2, 3, 4, 5, 6, 7
H/W = 1	None
W/H = 1/2	Modes 61, 62, 63, 64, 65, 66
W/H = 1/4	Modes 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66
W/H = 1/8	Modes 55, 56
H/W = 1/16	Modes 53, 54, 55, 56

비인접 참조 샘플 라인이 현재 블록의 참조 샘플 라인으로 결정된 경우, 또는, 복수의 참조 샘플 라인들 중 어느 하나를 선택하는 멀티 라인 인트라 예측 부호화 방법이 사용된 경우에 있어서, 와이드 앵글 인트라 예측 모드가 사용되지 않도록 설정될 수 있다. 즉, 현재 블록이 비정방형이고, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 변환 범위에 속하는 경우라 하더라도, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 와이드 앵글 인트라 예측 모드로 변환하지 않을 수 있다.도 17은 현재 블록의 참조 샘플 라인에 따라, 와이드 앵글 인트라 예측 모드가 상이한 각도를 갖는 예를 나타낸 것이다.

인접 참조 샘플 라인이 현재 블록의 참조 샘플 라인으로 결정된 경우, 와이드 앵글 인트라 예측 모드의 최대 각도는 α로 설정될 수 있다. 반면, 비인접 참조 샘플 라인이 현재 블록의 참조 샘플 라인으로 결정된 경우, 와이드 앵글 인트라 예측 모드의 최대 각도는 β로 설정될 수 있다.

비인접 참조 샘플 라인의 인덱스에 따라, 와이드 앵글 인트라 예측 모드의 각도가 상이할 수 있다. 이때, 현재 블록의 참조 샘플 라인 인덱스가 증가할 수록, 와이드 앵글 인트라 예측 모드의 각도는 증가 또는 감소할 수 있다.

기존의 인트라 예측 모드들에 추가로 와이드 앵글 인트라 예측 모드들이 사용됨에 따라, 와이드 앵글 인트라 예측 모드들을 부호화하는데 필요한 리소스가 증가하여, 부호화 효율이 낮아질 수 있다. 이에 따라, 와이드 앵글 인트라 예측 모드들을 그대로 부호화하는 대신, 와이드 앵글 인트라 예측 모드들에 대한 대체 인트라 예측 모드들을 부호화하여, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.

일 예로, 현재 블록이 67번의 와이드 앵글 인트라 예측 모드를 이용하여 부호화된 경우, 67번의 와이드 앵글 대체 인트라 예측 모드인 2번을 현재 블록의 인트라 예측 모드로 부호화할 수 있다. 또한, 현재 블록이 -1번의 와이드 앵글 인트라 예측 모드로 부호화된 경우, -1번의 와이드 앵글 대체 인트라 예측 모드인 66번을 현재 블록의 인트라 예측 모드로 부호화할 수 있다.

복호화기에서는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 복호화하고, 복호화된 인트라 예측 모드가 변환 범위에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 복호화된 인트라 예측 모드가 와이드 앵글 대체 인트라 예측 모드인 경우, 인트라 예측 모드를 와이드 앵글 인트라 예측 모드로 변환할 수 있다.

또는, 현재 블록이 와이드 앵글 인트라 예측 모드로 부호화된 경우, 와이드 앵글 인트라 예측 모드를 그대로 부호화할 수도 있다.

인트라 예측 모드의 부호화는 상술한 MPM 리스트를 기초로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 이웃 블록이 와이드 앵글 인트라 예측 모드로 부호화된 경우, 상기 와이드 앵글 인트라 예측 모드에 대응하는 와이드 앵글 대체 인트라 예측 모드를 기초로, MPM을 설정할 수 있다.

원본 영상에서 예측 영상을 차분하여 유도된 잔차 영상을 유도할 수 있다. 이때, 잔차 영상을 주파수 도메인으로 변경하였을 때, 주파수 성분들 중 고주파 성분들을 제거하더라도, 영상의 주관적 화질은 크게 떨어지지 않는다. 이에 따라, 고주파 성분들의 값을 작게 변환하거나, 고주파 성분들의 값을 0으로 설정한다면, 시각적 왜곡이 크게 발생하지 않으면서도 압축 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다. 위 특성을 반영하여, 잔차 영상을 2차원 주파수 성분들로 분해하기 위해 현재 블록을 변환할 수 있다. 상기 변환은 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Tranform) 등의 변환 기법을 이용하여 수행될 수 있다.

DCT는 코사인 변환을 이용하여, 잔차 영상을 2차원 주파수 성분으로 분해(또는 변환)하는 것이고, DST는 사인 변환을 이용하여, 잔차 영상을 2차원 주파수 성분으로 분해(또는 변환)하는 것이다. 잔차 영상의 변환 결과, 주파수 성분들은 기저 영상으로 표현될 수 있다. 일 예로, NxN 크기의 블록에 대해 DCT 변환을 수행하는 경우, N² 개의 기본 패턴 성분이 획득될 수 있다. 변환을 통해 NxN 크기 블록에 포함된 기본 패턴 성분들 각각의 크기가 획득될 수 있다. 이용된 변환 기법에 따라, 기본 패턴 성분의 크기를 DCT 계수 또는 DST 계수라 호칭할 수 있다.

변환 기법 DCT는 0이 아닌 저주파 성분들이 많이 분포하는 영상을 변환하는데 주로 이용된다. 변환 기법 DST는 고주파 성분들이 많이 분포하는 영상에 주로 이용된다.

DCT 또는 DST 이외의 변환 기법을 사용하여 잔차 영상을 변환할 수도 있다.

이하, 잔차 영상을 2차원 주파수 성분들오 변환하는 것을 2차원 영상 변환이라 호칭하기로 한다. 아울러, 변환 결과 획득된 기본 패턴 성분들의 크기를 변환 계수라 호칭하기로 한다. 일 예로, 변환 계수는 DCT 계수 또는 DST 계수를 의미할 수 있다. 후술될 제1 변환 및 제2 변환이 모두 적용된 경우, 변환 계수는 제2 변환의 결과로 생성된 기본 패턴 성분의 크기를 의미할 수 있다.

변환 기법은 블록 단위로 결정될 수 있다. 변환 기법은 현재 블록의 예측 부호화 모드, 현재 블록의 크기 또는 현재 블록의 크기 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 인트라 에측 모드로 부호화되고, 현재 블록의 크기가 NxN보다 작은 경우에는 변환 기법 DST를 사용하여 변환이 수행될 수 있다. 반면, 상기 조건을 만족하지 않는 경우, 변환 기법 DCT를 사용하여 변환이 수행될 수 있다.

잔차 영상 중 일부 블록에 대해서는 2차원 영상 변환이 수행되지 않을 수도 있다. 2차원 영상 변환을 수행하지 않는 것을 변환 스킵(Transform Skip)이라 호칭할 수 있다. 변환 스킵이 적용된 경우, 변환이 수행되지 않는 잔차값들을 대상으로 양자화가 적용될 수 있다.

DCT 또는 DST를 이용하여 현재 블록을 변환한 뒤, 변환된 현재 블록을 다시 변환할 수 있다. 이때, DCT 또는 DST에 기초한 변환을 제1 변환이라 정의하고, 제1 변환이 적용된 블록을 다시 변환하는 것을 제2 변환이라 정의할 수 있다.

제1 변환은 복수개의 변환 코어 후보들 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 일 예로, DCT2, DCT8 또는 DCT7 중 어느 하나를 이용하여 제1 변환이 수행될 수 있다.

수평 방향 및 수직 방향에 대해 상이한 변환 코어가 사용될 수도 있다. 수평 방향의 변환 코어 및 수직 방향의 변환 코어의 조합을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수도 있다.

제1 변환 및 제2 변환의 수행 단위가 상이할 수 있다. 일 예로, 8x8 블록에 대해 제1 변환을 수행하고, 변환된 8x8 블록 중 4x4 크기의 서브 블록에 대해 제2 변환을 수행할 수 있다. 이때, 제2 변환이 수행되지 않는 잔여 영역들의 변환 계수를 0으로 설정할 수도 있다.

또는, 4x4 블록에 대해 제1 변환을 수행하고, 변환된 4x4 블록을 포함하는 8x8 크기의 영역에 대해 제2 변환을 수행할 수도 있다.

제2 변환의 수행 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다.

현재 블록의 변환 타입을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 수평 방향에 대한 변환 타입 및 수직 방향에 대한 변환 타입의 조합들 중 하나를 나타내는 인덱스 정보 tu_mts_idx일 수 있다.

인덱스 정보 tu_mts_idx에 의해 특정되는 변환 타입 후보들에 기초하여, 수직 방향에 대한 변환 코어 및 수평 방향에 대한 변환 코어가 결정될 수 있다. 표 11 및 표 12는 tu_mts_idx에 따른 변환 타입 조합들을 나타낸 것이다.

tu_mts_idx	transform type
tu_mts_idx	horizontal	vertical
0	SKIP	SKIP
1	DCT-II	DCT-II
2	DST-VII	DST-VII
3	DCT-VIII	DST-VII
4	DST-VII	DCT-VIII
5	DCT-VIII	DCT-VIII

tu_mts_idx	transform type
tu_mts_idx	horizontal	vertical
0	DCT-II	DCT-II
1	SKIP	SKIP
2	DST-VII	DST-VII
3	DCT-VIII	DST-VII
4	DST-VII	DCT-VIII
5	DCT-VIII	DCT-VIII

변환 타입은 DCT2, DST7, DCT8 또는 변환 스킵 중 어느 하나로 결정될 수 있다. 또는, 변환 스킵을 제외하고, 변환 코어들만을 이용하여 변환 타입 조합 후보를 구성할 수도 있다.표 11이 이용되는 경우, tu_mts_idx가 0이면, 수평 방향 및 수직 방향에 변환 스킵이 적용될 수 있다. tu_mts_idx가 1이면, 수평 방향과 수직 방향에 DCT2가 적용될 수 있다. tu_mts_idx가 3이면 수평 방향에 DCT8을 적용하고, 수직 방향에 DCT7을 적용할 수 있다.

표 12가 이용되는 경우, tu_mts_idx가 0이면, 수평 방향 및 수직 방향에 DCT2가 적용될 수 있다. tu_mts_idx가 1이면, 수평 방향과 수직 방향에 변환 스킵이 적용될 수 있다. tu_mts_idx가 3이면 수평 방향에 DCT8을 적용하고, 수직 방향에 DCT7을 적용할 수 있다.

현재 블록의 크기, 형태 또는 논 제로 계수의 개수 중 적어도 하나에 기초하여 인덱스 정보의 부호화 여부를 결정할 수 있다. 일 예로, 논 제로 계수의 수가 문턱값과 같거나 작은 경우, 인덱스 정보를 시그날링하지 않고, 현재 블록에 디폴트 변환 타입을 적용할 수 있다. 여기서, 디폴트 변환 타입은 DST7 일 수 있다. 또는, 현재 블록의 크기, 형태 또는 인트라 예측 모드에 따라 디폴트 모드가 상이할 수 있다.

문턱값은 현재 블록의 크기 또는 형태에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 크기가 32x32 보다 작거나 같은 경우에는 문턱값을 2로 설정하고, 현재 블록이 32x32 보다 큰 경우에는(예컨대, 현재 블록이, 32x64 또는 64x32 크기의 코딩 블록인 경우), 문턱값을 4로 설정할 수 있다.

비트스트림으로부터 시그날링되는 정보에 기초하여 명시적으로 현재 블록의 변환 타입을 결정할 것인지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 시퀀스 레벨에서, 인트라 예측으로 부호화된 블록에 대해 명시적인 변환 타입 결정이 허용되는지 여부를 나타내는 정보 sps_explicit_intra_mts_flag 및/또는 인터 예측으로 부호화된 블록에 대해 명시적인 변환 타입 결정이 허용되는지 여부를 나타내는 정보 sps_explicit_inter_mts_flag가 시그날링될 수 있다.

명시적인 변환 타입 결정이 허용되는 경우, 비트스트림으로부터 시그날링되는 인덱스 정보 tu_mts_idx에 기초하여 현재 블록의 변환 타입을 결정할 수 있다. 반면, 명시적인 변환 타입 결정이 허용되지 않는 경우, 현재 블록의 크기, 형태, 서브 블록 단위의 변환이 허용되는지 여부 또는 0이 아닌 변환 계수를 포함하는 서브 블록의 위치 중 적어도 하나를 기초로 변환 타입이 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 수평 방향 변환 타입은 현재 블록의 너비를 기초로 결정되고, 현재 블록의 수직 방향 변환 타입은 현재 블록의 높이를 기초로 결정될 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 너비가 4 보다 작거나 16보다 큰 경우, 수평 방향의 변환 타입은 DCT2로 결정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 수평 방향의 변환 타입은 DST7로 결정될 수 있다. 현재 블록의 높이가 4보다 작거나 16보다 큰 경우, 수직 방향의 변환 타입은 DCT2로 결정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 수직 방향의 변환 타입은 DST7로 결정될 수 있다. 여기서, 수평 방향의 변환 타입 및 수직 방향의 변환 타입을 결정하기 위해, 너비 및 높이와 비교되는 문턱값은 현재 블록의 크기, 형태 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.

또는, 현재 블록이 높이와 너비가 동일한 정방형인 경우, 수평 방향 변환 타입 및 수직 방향 변환 타입을 동일하게 설정하는 한편, 현재 블록이 높이와 너비가 상이한 비정방형인 경우, 수평 방향 변환 타입 및 수직 방향 변환 타입을 상이하게 설정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 너비가 높이보다 큰 경우에는, 수평 방향의 변환 타입을 DST7로 결정하고, 수직 방향의 변환 타입을 DCT2로 결정할 수 있다. 현재 블록의 높이가 너비보다 큰 경우에는, 수직 방향의 변환 타입을 DST7으로 결정하고, 수평 방향의 변환 타입을 DCT2로 결정할 수 있다.

변환 타입 후보들의 개수 및/또는 종류 또는 변환 타입 조합 후보들의 개수 및/또는 종류는 명시적인 변환 타입 결정이 허용되는지 여부에 따라 상이할 수 있다. 일 예로, 명시적인 변환 타입 결정이 허용되는 경우, DCT2, DST7 및 DCT8가 변환 타입 후보들로서 이용될 수 있다. 이에 따라, 수평 방향 변환 타입 및 수직 방향 변환 타입 각각은 DCT2, DST8 또는 DCT8로 설정될 수 있다. 명시적인 변환 타입 결정이 허용되지 않는 경우, DCT2 및 DST7만 변환 타입 후보로서 이용될 수 있다. 이에 따라, 수평 방향 변환 타입 및 수직 방향 변환 타입 각각은 DCT2 또는 DST7으로 결정될 수 있다.

부호화기에서 변환 및 양자화를 수행하면, 복호화기는 역양자화 및 역변환을 통해 잔차 블록을 획득할 수 있다. 복호화기에서는 예측 블록과 잔차 블록을 더하여, 현재 블록에 대한 복원 블록을 획득할 수 있다.

현재 블록의 복원 블록이 획득되면, 인루프 필터링(In-loop filtering)을 통해 양자화 및 부호화 과정에서 발생하는 정보의 손실을 줄일 수 있다. 인루프 필터는 디블록킹 필터(Deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋 필터(Sample Adaptive Offset filter, SAO) 또는 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter, ALF) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

블록이 인트라 예측 모드로 부호화 되었는지 여부, 또는 이웃한 블록의 모션 벡터 절대값의 차이가 기 정의된 소정의 문턱값 보다 큰지 여부, 이웃한 블록의 참조 픽쳐가 서로 동일한 지 여부 중 적어도 어느 하나에 기초하여 블록 필터 강도(block strength, 이하 BS) 값을 결정할 수 있다. BS 값이 0이면, 필터링을 수행하지 않음을 나타낸다.

대각 예측 부호화 방법이 사용되는 경우, BS 값을 1로 설정할 수도 있다.

대각 예측 부호화 방법이 사용되는 경우, 블록 내에서 복수개의 BS 값을 사용하도록 설정할 수도 있다.

일 예로, 대각 예측 부호화 방법에서 인트라 모드가 사용되는 파티션의 경계에서는 BS 값을 2로 설정하고, 인터 예측 모드가 사용되는 파티션의 경계에서는 BS 값을 0 또는 1로 설정할 수도 있다.

도 20

구체적으로 예를 들어, 도 20과 같이 좌삼각 예측 블록은 인터 예측이고, 우삼각 예측 블록은 인트라 예측인 경우에, 우삼각 예측 블록에 속하는 코딩 블록의 상단 경계 및 우측 경계에서는 BS 값을 2로 설정할 수 있고, 좌삼각 예측 블록에 속하는 코딩 블록의 좌측 경계 및 하단 경계에서는 BS 값을 0 또는 1로 설정할 수 있다.

Thin 대각 예측 부호화 방법이 사용되는 경우, 블록 내에서 복수개의 BS 값을 사용하도록 설정할 수도 있다. 일 예로, thin 대각 예측 부호화 방법에서 인트라 모드가 사용되는 파티션의 경계에서는 BS 값을 2로 설정하고, 인터 예측 모드가 사용되는 파티션의 경계에서는 BS 값을 0 또는 1로 설정할 수도 있다.

복호화 과정 또는 부호화 과정을 중심으로 설명된 실시예들을, 부호화 과정 또는 복호화 과정에 적용하는 것은, 본 발명의 범주에 포함되는 것이다. 소정의 순서로 설명된 실시예들을, 설명된 것과 상이한 순서로 변경하는 것 역시, 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.

상술한 실시예는 일련의 단계 또는 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 이는 발명의 시계열적 순서를 한정한 것은 아니며, 필요에 따라 동시에 수행되거나 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 블록도를 구성하는 구성요소(예를 들어, 유닛, 모듈 등) 각각은 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있고, 복수의 구성요소가 결합하여 하나의 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 상술한 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

2 타일 및 브릭을 이용한 비디오 부호화 방법

파노라믹 비디오나 360도 비디오 내지 4K/8K UHD(Ultra High Definition)과 같은 실감 미디어 어플리케이션에서는 고해상도 영상을 사용한다. 고해상도 영상을 실시간 내지 저지연 부호화를 위해서 병렬화가 필요하다. 타일을 이용하여 픽쳐의 일정 영역을 서로 독립적으로 부호화 및/또는 복호화 할 수 있다.

타일 내에 있는 블록은 다른 타일에 있는 데이터를 참조하거나, 참조 샘플로 사용하여 영상을 부호화/복호화 하지 않도록 설정할 수 있다. 예를 들어, 다른 타일에 있는 데이터를 인트라 예측에서 참조 샘플로 사용하지 않거나, 다른 타일에 있는 데이터를 움직임 벡터 유도를 위한 후보(예컨대, 머지 후보, AMVP 후보 또는 HVMP 후보)로 사용하지 않거나 또는 다른 타일에 있는 데이터를 심볼의 컨텍스트 계산에 사용하지 않도록 설정할 수 있다.

각 타일 단위로 CABAC(Context adaptive Binary Arithmetric Coding) 컨텍스트의 확률 테이블을 초기화 할 수 있다. 타일 바운더리 (이웃한 두 타일의 경계 부분)에서 loop filter를 사용하지 않도록 설정할 수 있다. 또는, 타일 바운더리에서 loop filter 사용 여부를 나타내는 정보가 부호화될 수 있다.

도 19

픽쳐는 하나 또는 적어도 하나 이상의 슬라이스로 구성될 수 있다. 슬라이스는 raster-scan 슬라이스(raster-scan slice) 또는 같이 사각 형태 슬라이스(rectangular slice)일 수 있다. 래스터 스캔 슬라이스는 래스터 스캔 순서를 따를 때 하나 이상의 연속된 타일(들)의 그룹으로 정의된다. 도 19의 왼쪽 그림은 래스터 스캔 슬라이스를 나타낸 것이다. 래스터 스캔 슬라이스는 비사각형 형태를 띨 수 있다. 사각 형태 슬라이스는 직사각형 형태를 띄는 타일 그룹으로 정의된다.도 19 의 오른쪽 그림은 사각 형태 슬라이스를 나타낸 것이다.

슬라이스의 경계는 픽처 바운더리 및/또는 타일 경계와 일치할 수 있다. 일 예로, 슬라이스의 경계가 좌측 바운더리 및 상측 바운더리가 픽쳐 바운더리에 위치하도록 설정하거나, 슬라이스의 경계가 이미 복호화된 타일의 경계에 위치하도록 설정할 수 있다.

슬라이스는 하나 또는 복수개의 타일로 구성될 수 있다.

타일은 직사각형(rectangular) 형태를 가질 수 있다. 또는, 비직사각형 형태의 타일을 허용할 수 있다. 비직사각형 형태의 타일이 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 부호화될 수 있다. 타일의 경계는 픽처 바운더리 및/또는 CTU 경계와 일치할 수 있다.

픽처에 복수의 타일이 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 픽처에 복수의 타일이 존재하는 경우, 도 20과 같이 좌측 또는 우측으로 인접한 타일들의 높이는 서로 같도록 구성(이하, 가로 방향 타일 세트/tile row)할 수도 있고, 위쪽 또는 아래쪽으로 인접한 타일들의 너비가 같도록 구성(이하, 세로 방향 타일 세트/tile column)할 수도 있다. 이전 타일과 높이가 같은지 여부를 나타내는 정보 또는 이전 타일과 너비가 같은지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다.

또는, 픽쳐 내에서 픽쳐 바운더리에 인접한 타일들 제외한 모든 타일들이 모두 동일한 크기를 갖도록 제한할 수도 있다.

도 20

모든 tile column 또는 일부 tile column에서 tile column의 너비를 시그날링할 수 있다. 표 13과 같이 tile column의 너비를 시그날링하는 tile column의 개수(이하, exp tile column 개수)를 시그날링할 수 있다

num_exp_tile_coulmns_minus1+1 은 exp tile column 개수를 나타낸다.

즉, exp tile coumn 개수 만큼 tile column의 너비를 나타내는 신택스 tile_column_width_minus1[ i ] 를 시그날링할 수 있다.

i 번째 tile column의 너비는 tile_column_width_minus1[ i ] + 1으로 나타낼 수 있으며, 기본 grid는 CTB로 설정할 수 있다.

k 번째 tile column (k> num_exp_tile_columns_minus1)의 너비는 tile_column_width_minus1[ num_exp_tile_columns_minus1 ] + 1 과 remainingWidthInCtbY 중 작은 값으로 설정할 수 있다.

여기서, PicWidthInCtbsY = Ceil(pic_width_in_luma_samples / CtbSizeY)로 정의 할 수 있으며, 픽쳐 내 CTB column의 개수라 정의할 수 있다.

k번째 tile column 이전의 tile column의 너비를 합한 값을 누적 tile column 너비라 정의 한다.

remainingWidthInCtbY는 PicWidthInCtbsY에서 누적 tile column 너비를 차분한값을 나타내며, 다음과 같이 유도할 수 있다.

모든 tile row 또는 일부 tile row에서 tile row의 높이를 시그날링할 수 있다. 표 1와 같이 tile row의 높이를 시그날링하는 tile row의 개수(이하, exp tile row 개수)를 시그날링할 수 있다

num_exp_tile_rows_minus1+1 은 exp tile row 개수를 나타낸다.

즉, exp tile row 개수 만큼 tile row의 너비를 나타내는 신택스 tile_row_height_minus1[ i ] 를 시그날링할 수 있다.

i 번째 tile row의 너비는 tile_row_height_minus1 [ i ] + 1으로 나타낼 수 있으며, 기본 grid는 CTB로 설정할 수 있다.

k 번째 tile row (k> num_exp_tile_rows_minus1)의 높이는 tile_row_height_minus1[ num_exp_tile_rowss_minus1 ] + 1 과 remainingHeightInCtbY 중 작은 값으로 설정할 수 있다.

여기서, PicHeightInCtbsY = Ceil(pic_height_in_luma_samples / CtbSizeY)로 정의 할 수 있으며, 픽쳐 내 CTB row의 개수라 정의할 수 있다.

k번째 tile row 이전의 tile row의 너비를 합한 값을 누적 tile row 높이라 정의 한다.

remainingHeightInCtbY 는 PicHeightInCtbsY에서 누적 tile row 높이를 차분한값을 나타내며, 다음과 같이 유도할 수 있다.

loop_filter_across_tiles_enabled_flag는 해당 PPS를 참조하는 픽쳐의 타일 바운더리에서 in-loop filtering(디블로킹, ALF, SAO 등)을 수행하는지 여부를 나타내는 플래그이다. loop_filter_across_tiles_enabled_flag 값이 1 이면, 해당 PPS를 참조하는 픽쳐의 타일 바운더리에서 in-loop filtering을 수행함을 나타내고, loop_filter_across_tiles_enabled_flag 값이 0 이면 해당 PPS를 참조하는 픽쳐의 타일 바운더리에서 in-loop filtering을 수행하지 않음을 나타낸다.

loop_filter_across_slices_enabled_flag는 해당 PPS를 참조하는 픽쳐의 슬라이스 바운더리에서 in-loop filtering(디블로킹, ALF, SAO 등)을 수행하는지 여부를 나타내는 플래그이다. loop_filter_across_slices_enabled_flag값이 1 이면, 해당 PPS를 참조하는 픽쳐의 타일 바운더리에서 in-loop filtering을 수행함을 나타내고, loop_filter_across_slices_enabled_flag값이 0 이면 해당 PPS를 참조하는 픽쳐의 슬라이스 바운더리에서 in-loop filtering을 수행하지 않음을 나타낸다.

Rectangular slice인 경우에 픽쳐 내 슬라이스의 개수를 나타내는 신택스 num_slices_in_pic_minus1를 시그날링 할 수 있다.

도 21

슬라이스는 복수개의 타일로 구성될 수 있다. 이 경우 표 13과 같이 i 번째 슬라이스의 높이를 나타내는 신택스 slice_height_in_tiles_minus1[ i ]와 i 번째 슬라이스의 너비를 나타내는 신택스 slice_width_in_tiles_minus1[ i ]를 시그날링할 수 있다.

slice_height_in_tiles_minus1[ i ]+1은 i번째 슬라이스의 높이(SliceHeight[i])를 나타내며, 슬라이스의 높이를 나타내는 기본 단위는 tile row가 된다.

예를 들어, 도 21의 slice 4(4번째 슬라이스)의 높이는 2가 되며, slice_height_in_tiles_minus1[ 4 ]는 1로 설정할 수 있다.

slice_width_in_tiles_minus1[ i ]+1은 i번째 슬라이스의 너비를 나타내며, 슬라이스의 너비를 나타내는 기본 단위는 tile column이 된다.

slice_width_in_tiles_minus1[ i ] 값이 0이면, 타일은 하나의 슬라이스 또는 복수개의 슬라이스임을 나타낸다.

slice_width_in_tiles_minus1[ i ] 값이 0인 경우에, 타일 내 슬라이스의 개수를 나타내는 신택스 num_slices_in_tile_minus1[i]를 시그날링할 수 있다.

타일 내 복수개의 슬라이스를 갖는 경우, 슬라이스의 높이를 나타내는 신택스 slice_height_in_ctu_minus1[i][j]를 시그날링할 수 있다. slice_height_in_ctu_minus1[i][j]+1 은 i번째 타일 내 j번째 슬라이스의 높이를 나타내며, 슬라이스 높이를 나타내는 기본 단위는 CTU row로 설정할 수 있다.

i+1 번째 슬라이스의 타일 인덱스(좌상단 타일 인덱스)와 i 번째 슬라이스의 타일 인덱스(좌상단 타일 인덱스)를 차분한 값(이하, 슬라이스 차분)을 나타내는 신택스 tile_idx_delta[ i ]를 시그날링 할 수 있다.

표 14와 같이 slice_width_in_tiles_minus1[i] 와 slice_height_in_tiles_minus1[i] 값이 모두 0인지 또는 적어도 어느 하나가 0이 아닌지를 나타내는 플래그 slice_width_height_present_flag[i]를 시그날링할 수 있다.

slice_width_height_present_flag[i] 값이 0이면, slice_width_in_tiles_minus1[i] 와 slice_height_in_tiles_minus1[i] 값이 모두 0임을 나타내며, slice_width_in_tiles_minus1[i] 와 slice_height_in_tiles_minus1[i]을 시그날링하지 않음을 나타낸다.

slice_width_height_present_flag[i] 값이 1이면, slice_width_in_tiles_minus1[i] 와 slice_height_in_tiles_minus1[i] 값 중 적어도 어느 하나가 0이 아님을 나타낸다.

표 15와 같이 픽쳐 내 rectangular slice의 너비를 나타내는 신택스 slice_width_in_tiles_minus1[i] 및 높이를 나타내는 신택스 slice_height_in_tiles_minus1[i]가 모두 동일한지를 나타내는 신택스 uniform_slice_width_height_flag을 시그날링할 수도 있다.

uniform_slice_width_height_flag 값이 1이면, 슬라이스의 너비를 나타내는 신택스 slice_width_in_tiles_minus1[i] 값이 slice_width_in_tiles_minus1[0] 값과 동일하고, 슬라이스의 높이를 나타내는 신택스 slice_height_in_tiles_minus1[i] 값이 slice_height_in_tiles_minus1[0] 값과 동일하다.

uniform_slice_width_height_flag 값이 0이면, 슬라이스의 너비를 나타내는 신택스 slice_width_in_tiles_minus1[i] 값이 slice_width_in_tiles_minus1[0] 값과 다른 슬라이스가 존재하거나, 슬라이스의 높이를 나타내는 신택스 slice_height_in_tiles_minus1[i] 값이 slice_height_in_tiles_minus1[0] 값과 다른 슬라이스가 존재함을 나타낸다.

i 번째 슬라이스 최우측 tile column(last tile column)에 있으면, 신택스 slice_width_in_tiles_minus1[i]는 시그날링하지 않고, 그 값을 0으로 유도할 수 있다.

표 16과 같이 i번째 슬라이스가 최하측 tile row(last tile row)에 있으면, 신택스 slice_height_in_tiles_minus1[i]는 시그날링하지 않고, 그 값을 0으로 유도할 수 있다.

i번째 슬라이스가 Last tile column 와 Last tile row에 동시에 있으면(즉, 픽쳐 내 마지막 tile) 이면, slice_width_in_tiles_minus1[i]와 slice_width_in_tiles_minus1[i]는 시그날링하지 않고, 그 값을 각각 0으로 유도할 수 있다.

도 22

픽쳐 내 슬라이스의 개수가 2개 (num_slices_in_pic_minus1 값이 1)인 경우에는 도 22의 왼쪽 그림과 같이 픽쳐를 수평으로 분할하여 2개의 rectangular slice(이하, 수평 이분할 슬라이스)를 구성하거나, 도 24의 왼쪽 그림과 같이 픽쳐를 수직으로 분할하여 2개의 rectangular slice(이하, 수직 이분할 슬라이스)를 구성할 수 있다

수평 이분할 슬라이스의 경우, slice_width_in_tiles_minus1[0]과 slice_height_in_tiles_minus1[0]를 이용하여 slice 1(두번째 슬라이스)의 tileIdx를 유도할 수 있기 때문에, tile_idx_delta[i]를 생략할 수 있다.

수직 이분할 슬라이스의 경우, slice_width_in_tiles_minus1[0]를 이용하여 slice 1(두번째 슬라이스)의 tileIdx를 유도할 수 있기 때문에, tile_idx_delta[i]를 생략할 수 있다.

즉, 수평 이분할 슬라이스 및/또는 수직 이분할 슬라이스는 tile_idx_delta[i]를 시그날링하지 않고, tileIdx를 유도할 수 있다.

표 17과 같이 num_slices_in_pic_minus1 값이 0 또는 1인 경우에는 tile_idx_delta_present_flag값을 시그날링하지 않고, 그 값을 0으로 설정할 수도 있다.

3 서브 픽쳐 및 타일 정보 부호화 및 복호화 방법

서브 픽쳐는 픽쳐 내 하나 또는 그 이상의 슬라이스로 구성된 사각 영역으로 정의 할 수 있으며, 서브 픽쳐 단위로 인코딩/디코딩을 할 수 있다. 디코딩된 서브 픽쳐를 디스플레이 할 수도 있다. 하나의 서브 픽쳐는 연속된 영역으로 구성되어야 한다. 즉, 하나의 서브 픽쳐가 서로 이웃하지 않으면 안된다.

서브 픽쳐 단위로 서로 다른 PPS를 참조(refer)할 수도 있으며, 각 서브 픽쳐 단위로 서로 다른 타일 파티셔닝(tile partitioning)을 구성할 수도 있다.

그림 43

그림 49의 왼쪽 그림은 서브 픽쳐를 올바른 구성을 나타낸다. 그림 49의 가운데 그림에서 서브 픽쳐 아이디 3이 사각 형태가 아니기 때문에, 그림 49의 가운데 그림처럼 서브 픽쳐를 구성할 수 없다. 그림 49의 오른쪽 그림에서 서브 픽쳐 아이디 0인 영역이 서로 이웃하지 않기 때문에, 그림 49의 오른쪽 그림처럼 서브 픽쳐를 구성할 수 없다.

서브 픽쳐의 바운더리를 픽쳐의 바운더리처럼 인코딩/디코딩 할 수도 있다.

예를 들어, temporal motion vector prediction을 유도하는 과정에서 콜 블록이 픽쳐 바운더리에 존재하는 경우에는 콜 블록 벡터 (mvLXCol)를 0로 설정할 수 있는데, 콜 블록이 서브 픽쳐 바운더리에 존재하는 경우에도 콜 블록 벡터를 0으로 설정할 수 있다.

또 다른 예를 들어, Interpolation 과정에서 현재 픽쳐와 참조 픽쳐의 luma sample이 픽쳐의 좌측 바운더리(PicLeftBoundaryPos) , 우측 바운더리(PicRightBoundaryPos), 상측 바운더리(PicTopBoundaryPos), 하측 바운더리(PicBottomBoundaryPos) 에 존재하도록 제한하는데, 현재 서브 픽쳐와 참조 서브 픽쳐의 luma sample이 서브 픽쳐의 좌측 바운더리(SubPicLeftBoundaryPos),, 우측 바운더리(SubPicRightBoundaryPos), 상측 바운더리(SubPicTopBoundaryPos),, 하측 바운더리(SubPicBottomBoundaryPos), 에 존재하도록 제한할 수도 있다.

SPS(Sequence parameter set)에 서브 픽쳐를 파라미터가 존재하는지를 나타내는 신택스 subpics_present_flag을 시그날링할 수 있다. subpics_present_flag 값이 1이면, SPS에 서브 픽쳐 파라미터가 존재함을 나타낸다. 여기서 서브 픽쳐 파라미터라 함은 후술할 spp_num_subpics_minus1, subpic_ctu_top_left_x[i], subpic_ctu_top_left_x[i]. subpic_width_minus1[i ], subpic_height_minus1[　i　], subpic_treated_as_pic_flag[i], loop_filter_across_subpic_enabled_flag[i] 등을 가리킨다.

표 18과 같이 시퀀스 내 서브 픽쳐의 개수를 나타내는 신택스 sps_num_subpics_minus1을 시퀀스 파라미터 세트에 시그날링할 수 있다.

subpic_ctu_top_left_x[i]는 i번째 서브 픽쳐의 좌상단 CTU/CTB의 수평 방향 위치(x축 좌표)를 나타낸다. subpic_ctu_top_left_x[i]의 위치를 나타내는 기본 grid는 CTU 너비로 설정할 수 있다.

subpic_ctu_top_left_y[i]는 i번째 서브 픽쳐의 좌상단 CTU/CTB의 수직 방향 위치(y축 좌표)를 나타낸다. subpic_ctu_top_left_y[i]의 위치를 나타내는 기본 grid는 CTU 높이로 설정할 수 있다.

도 23

도 23에 도시된 subpicture 0에서 (subpic_ctu_top_left_x[0], subpic_ctu_top_left_y[0])는 (0,0)으로 설정할 수 있고, subpicture 1에서 (subpic_ctu_top_left_x[1], subpic_ctu_top_left_y[1])는 (4,0)으로 설정할 수 있으며, subpicture 2에서 (subpic_ctu_top_left_x[2], subpic_ctu_top_left_y[2])는 (0,4) 로 설정할 수 있다.

subpic_width_minus1[ i ]는 i번째 서브 픽쳐의 너비를 나타내는 신택스이다. 서브 픽쳐의 너비(subpicWidth)를 나타내는 기본 grid는 CTU/CTB 너비로 설정할 수 있으며, 식 (29)과 같이 유도할 수 있다.

각 서브 픽쳐 grid 별로 서브 픽쳐 아이디를 설정할 수 있다.

subpic_grid_id[i]는 i번째 서브 픽쳐의 서브 픽쳐 인덱스(ID)를 나타내는신택스이다.

모든 픽쳐의 i번째 서브 픽쳐 subpic_treated_as_pic_flag[i]는 디코딩 과정에서 loop filtering 처리 과정을 제외하고 서브 픽쳐를 픽쳐 처럼 처리(이하, 서브 픽쳐의 픽쳐 처리)할지를 나타내는 신택스 이다. 서브 픽쳐의 픽쳐 처리라 함은 temporal motion vector prediction, interpolation process 과정에서 서비 픽쳐 바운더리를 픽쳐 바운더리처럼 처리함을 나타낼 수 있다.

subpic_treated_as_pic_flag[i] 값이 1이면 i번째 서브 픽쳐를 loop filtering 처리 과정을 제외하고 픽쳐처럼 처리함을 나타낸다.

loop_filter_across_subpic_enabled_flag[ i ]는 모든 픽쳐의 i 번째 서브 픽쳐 경계에서 디블록킹 필터,SAO, ALF와 같은 in-loop filtering을 수행할 지 여부를 나타내는 신택스이다. loop_filter_across_subpic_enabled_flag[ i ] 값이 1이면, 모든 픽쳐의 i 번째 서브 픽쳐 경계에서 in-loop filtering을 수행할 수 있음을 나타낸다.

도 24

도 24과 같이 현재 서브 픽쳐의 좌상단 샘플의 x 좌표가 이웃 서브 픽쳐의 좌상단 샘플의 x좌표와 같은 경우에는 현재 서브 픽쳐의 너비는 이웃 서브 픽쳐의 너비와 같을 수 있다.

i 번째 서브 픽쳐의 x 좌표( supic_ctu_top_left_x[i])이 i-1 번째 서브 픽쳐의 x 좌표( supic_ctu_top_left_x[i-1])가 같으면, i 번째 서브 픽쳐의 너비를 나타내는 신택스 subpic_width_minus1[ i ]를 시그날링하지 않고, 그 값을 subpic_width_minus1[ i-1 ]( (i-1) 번째 서브 픽쳐의 너비를 나타내는 신택스) 로 유도할 수 있다. 즉, 표 19와 같이 supic_ctu_top_left_x[i] 값이 supic_ctu_top_left_x[i-1]와 같지 않은 경우에만, subpic_width_minus1[ i ]를 시그날링할 수 있다.

표 20과 같이 각 서브 픽쳐가 하나의 타일을 구성하는지를 나타내는 신택스 single_tile_per_subpic_flag를 시그날링할 수 있다.

single_tile_per_subpic_flag 값이 1이면, 각 subpicture가 하나의 타일을 구성하는 것을 나타내고, single_tile_per_subpic_flag 값이 0이면, 각 subpicture 가 하나의 타일을 구성하지 않는 것을 나타낸다.

single_tile_per_subpic_flag 값이 시그날링되지 않는 경우에는 single_tile_per_subpic_flag 값을 0으로 설정할 수 있다.

다음 식과 같이 tile column 및 tile row를 설정할 수 있다. 여기서 colWidth[i]는 i번째 tile column의 너비를 나타내고, rowHeight[i]는 i번째 tile row의 너비를 나타낸다.

위 식에서 PicWidthInCtbsY와 PicHeightInCtbsY는 다음과 같이 정의할 수 있다.

PicWidthInCtbsY = Ceil(　pic_width_in_luma_samples　χ　CtbSizeY　)

PicHeightInCtbsY = Ceil(　pic_height_in_luma_samples　χ　CtbSizeY　)

i 번째 서브 픽쳐가 Last CTU column 이면, 신택스 subpic_width_minus1[i]를 시그날링하지 않고, 그 값을 0으로 유도할 수 있다. 여기서 last CTU column이라 함은 CTB_address % PicMaxWidthInCtbsY 값이 PicMaxWidthInCtbsY-1 인 CTB를 나타낸다.

즉, 표 21와 같이 i 번째 서브 픽쳐의 x 좌표( supic_ctu_top_left_x[i])가 PicMaxWidthInCtbsY와 동일한 값인 경우, 신택스 subpic_width_minus1[i]를 시그날링하지 않고, 그 값을 0으로 유도할 수 있다.

i 번째 서브 픽쳐가 Last CTU row 이면, 신택스 subpic_height_minus1[i]를 시그날링하지 않고, 그 값을 0으로 유도할 수 있다. 여기서 last CTU row이라 함은 CTB_address % PicMaxHeightInCtbsY 값이 PicMaxHeightInCtbsY-1인 CTB를 나타낸다.

즉, 표 21와 같이 i 번째 서브 픽쳐의 x 좌표( supic_ctu_top_left_x[i])가 PicMaxHeighthInCtbsY와 동일한 값인 경우, 신택스 subpic_height_minus1[i]를 시그날링하지 않고, 그 값을 0으로 유도할 수 있다.

표 21에서 변수 PicMaxWidthInCtbsY와 PicMaxHeightInCtbs는 다음과 같이 정의할 수 있다.

PicMaxWidthInCtbsY = Ceil(　pic_width_max_in_luma_samples　χ　CtbSizeY　)

PicMaxHeightInCtbsY = Ceil(　pic_height_max_in_luma_samples　χ　CtbSizeY　)

신택스 subpic_width_minus1[i]과 subpic_height_minus1[i]은 다음과 같이 유도할 수 있다.

도 25

각 subpicture의 너비 및 높이를 시그날링하는 subpicture(이하, exp subpicture) 의 개수를 시그날링할 수 있으며, 너비 및 높이를 시그날링 하지 않는 subpicture(이하, non-exp subpicture)에서는 맨 마지막 exp subpictue의 너비 및 높이로 부터 유도할 수 있다.

일 예로, 도 25과 같이 0-th subpicture 내지 11-th subpicture를 exp subpicture로 설정할 수 있고, 12-th subpicture 내지 14-th subpicture를 non-exp subpicture로 설정할 수 있다. Non-exp subpicture 의 너비는 맨 마지막 exp subpicture인 11-th subpicture 의 너비로설정할 수 있고, Non-exp subpicture 의 높이는 맨 마지막 exp subpicture인 11-th subpicture 의 높이로 설정할 수 있다.

표 22와 같이 exp subpicture 개수를 나타내는 신택스 sps_exp_num_subpics_minus1를 시그날링할 수 있다.

sps_exp_num_subpics_minus1+1 은 exp subpicture 개수를 나타내고, 변수 NumSubPicMinus1는 서브 픽쳐의 개수를 나타내는 변수이다.

i 값이 sps_exp_num_subpics_minus1 보다 큰 i-th subpicture에서는 i-th subpicture 의 너비를 나타내는 신택스 subpic_width_minus1[　i　] 및 i-th subpicture 의 높이를 나타내는 신택스 subpic_height_minus1[　i　]를 시그날링하지 않을 수 있다.

다음 식과 subpic_width_minus1 값 또는 subpic_height_minus1 값이 존재하지 않는 경우에는 다음과 같이 유도할 수 있다.

다음 식과 같이 NumSubPic 값을 유도할 수 있으며, 각 subpicture의 좌측 경계의 x 좌표 leftX, 우측 경계의 x 좌표 rightX, 상측 경계의 y 좌표 topY, 하단 경 계의 y 좌표 bottomY를 유도할 수 있다.

도 26

도 21과 같이 하단으로 연속된 서브 픽쳐를 서브 픽쳐 column(이하, subpicture column)이라 정의할 수 있으며, subpicture column 중 가장 오른쪽에 있는 subpicture column을 last subpicture column이라고 정의하고, , subpicture column 중 가장 왼쪽에 있는 subpicture column을 first subpicture column이라고 정의 할 수 있다.

표 23과 같이 last subpicture column의 좌상단 x좌표를 나타내는 신택스 last_subpic_column_x를 시그날링할 수 있다.

last subpicture column의 너비를 나타내는 신택스 last_subpic_column_width_minus1를 시그날링할 수 있다.

Last subpicture column에 속하는 서브 픽쳐의 너비는 last_subpic_column_width_minus1+1로 설정할 수 있다.

i번째 서브 픽쳐의 좌상단 x좌표가 last_subpic_column_x 값과 같으면, i번째 서브 픽쳐의 너비를 나타내는 신택스 subpic_width_minus1[i]를 시그날링하지 않고, 그 값을 last_subpic_column_width_minus1로 설정할 수 있다.

표 24와 같이 first subpicture column의 좌상단 x좌표를 나타내는 신택스 first_subpic_column_x를 시그날링할 수 있다.

First subpicture column의 너비를 나타내는 신택스 first_subpic_column_width_minus1를 시그날링할 수 있다.

First subpicture column에 속하는 서브 픽쳐의 너비는 first_subpic_column_width_minus1+1로 설정할 수 있다.

i번째 서브 픽쳐의 좌상단 x좌표가 first_subpic_column_x 값과 같으면, i번째 서브 픽쳐의 너비를 나타내는 신택스 subpic_width_minus1[i]를 시그날링하지 않고, 그 값을 first_subpic_column_width_minus1로 설정할 수 있다.

Claims

서브 픽쳐 및 타일 정보 부호화 및 복호화 방법.