KR20210134043A - Bdpcm을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents
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Abstract
영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 방법은 인트라 예측된 현재 블록에 대해 BDPCM(block difference pulse code modulation)이 적용되는지 여부를 지시하는 제1 정보를 비트스트림으로부터 파싱하는 단계, 상기 제1 정보가 상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는 것을 지시하는 경우, 상기 현재 블록에 대한 BDPCM의 예측 방향을 결정하고, 상기 결정된 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여, 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측 블록에 기반하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, BDPCM(block difference pulse code modulation)을 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법, 장치 및 본 개시의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 BDPCM을 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 BDPCM 관련 정보를 효율적으로 시그널링하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 인트라 예측 모드 또는 블록의 크기에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 도출한 후, BDPCM을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 BDPCM이 적용된 블록의 레지듀얼 신호를 효율적으로 부호화하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 방법은, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 인트라 예측된 현재 블록에 대해 BDPCM(block difference pulse code modulation)이 적용되는지 여부를 지시하는 제1 정보를 비트스트림으로부터 파싱하는 단계, 상기 제1 정보가 상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는 것을 지시하는 경우, 상기 현재 블록에 대한 BDPCM의 예측 방향을 결정하고, 상기 결정된 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여, 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측 블록에 기반하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제1 정보는 상기 현재 블록에 0이 아닌 레지듀얼 신호가 존재하는 경우에만 파싱되고, 상기 현재 블록에 0이 아닌 레지듀얼 신호가 존재하지 않는 경우, 상기 제1 정보의 파싱을 스킵하고, 상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되지 않는 것으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 0이 아닌 레지듀얼 신호가 존재하는지의 여부는 상기 비트스트림으로부터 파싱된 정보에 기반하여 판단될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 BDPCM의 예측 방향은 상기 비트스트림으로부터 파싱된 제2 정보에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 BDPCM의 예측 방향과 상기 인트라 예측 모드의 예측 방향은 동일할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 BDPCM의 예측 방향은 상기 인트라 예측 모드에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 인트라 예측 모드의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 결정되고, 상기 인트라 예측 모드의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 결정되고, 상기 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 소정의 방향으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 소정의 방향은 기정의된 방향 또는 상기 현재 블록의 상위 레벨에서 시그널링되는 정보에 기반하여 도출된 방향일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 BDPCM의 예측 방향은 상기 현재 블록의 크기에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 너비가 W이고, 높이가 H일 때, W가 H보다 큰 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 결정되고, H가 W보다 큰 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 너비가 W이고, 높이가 H일 때, W/H가 소정의 정수 N 이상일 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 결정되고, W/H가 1/N 이하일 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 결정될 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는 인트라 예측된 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 제1 정보를 비트스트림으로부터 파싱하고, 상기 제1 정보가 상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는 것을 지시하는 경우, 상기 현재 블록에 대한 BDPCM의 예측 방향을 결정하고, 상기 결정된 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하고, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여, 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측 블록에 기반하여 상기 현재 블록을 복원할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는 경우, 상기 현재 블록에 대한 BDPCM의 예측 방향을 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여, 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계, 상기 예측 블록에 기반하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 단계, 상기 결정된 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 부호화하는 단계, 및 상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 제1 정보를 부호화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 BDPCM의 예측 방향과 상기 인트라 예측 모드의 예측 방향은 동일할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 전송 방법은, 본 개시의 영상 부호화 장치 또는 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, BDPCM을 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, BDPCM 관련 정보를 효율적으로 시그널링하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 인트라 예측 모드 또는 블록의 크기에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 도출한 후, BDPCM을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, BDPCM이 적용된 블록의 레지듀얼 신호를 효율적으로 부호화하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시에 따른 실시예가 적용 가능한 영상 복호화 절차의 개략적인 흐름도이다.
도 5는 본 개시에 따른 실시예가 적용 가능한 영상 부호화 절차의 개략적인 흐름도이다.
도 6은 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인트라 예측부(185)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 개시에 따른 인트라 예측부(265)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 개시에 따른 BDPCM의 레지듀얼 샘플을 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 BDPCM을 수행하여 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 14는 영상 부호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 부호화하는 절차를 도시한 흐름도이다.
도 15는 영상 복호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 복원하는 절차를 도시한 흐름도이다.
도 16은 현재 블록의 신택스 구조에 포함된 BDPCM에 관한 정보를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 BDPCM 관련 정보의 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은 본 개시의 다른 실시예에 따른 현재 블록의 인트라 예측 방향에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 19는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 현재 블록의 크기에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 21은 CABAC 엔트로피 인코딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 22 및 도 23은 본 개시의 일 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 개시에 따라 BDPCM의 예측 방향을 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 25 및 도 26은 본 개시의 다른 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 개시에 따라 BDPCM의 라인을 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 28 및 도 29는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 본 개시에 따라 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 포함되는지 여부를 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 31 및 도 32는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 본 개시에 따라 BDPCM의 예측 방향 및 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 포함되는지 여부를 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 34는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시에 따른 실시예가 적용 가능한 영상 복호화 절차의 개략적인 흐름도이다.
도 5는 본 개시에 따른 실시예가 적용 가능한 영상 부호화 절차의 개략적인 흐름도이다.
도 6은 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인트라 예측부(185)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 개시에 따른 인트라 예측부(265)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 개시에 따른 BDPCM의 레지듀얼 샘플을 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 BDPCM을 수행하여 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 14는 영상 부호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 부호화하는 절차를 도시한 흐름도이다.
도 15는 영상 복호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 복원하는 절차를 도시한 흐름도이다.
도 16은 현재 블록의 신택스 구조에 포함된 BDPCM에 관한 정보를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 BDPCM 관련 정보의 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 18은 본 개시의 다른 실시예에 따른 현재 블록의 인트라 예측 방향에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 19는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 현재 블록의 크기에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 21은 CABAC 엔트로피 인코딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 22 및 도 23은 본 개시의 일 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 개시에 따라 BDPCM의 예측 방향을 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 25 및 도 26은 본 개시의 다른 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 개시에 따라 BDPCM의 라인을 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 28 및 도 29는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 본 개시에 따라 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 포함되는지 여부를 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 31 및 도 32는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 본 개시에 따라 BDPCM의 예측 방향 및 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 포함되는지 여부를 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 34는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들을 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)/서브픽처(subpicture)는 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일/서브픽처로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일/서브픽처는 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서 "현재 블록"은 크로마 블록이라는 명시적인 기재가 없는 한 "현재 블록의 루마 블록"을 의미할 수 있다. "현재 블록의 크로마 블록"은 명시적으로 "크로마 블록" 또는 "현재 크로마 블록"과 같이 크로마 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예예 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나, 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서, 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉 IBC는 본 개시에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기반하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 영상 부호화 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
영상 복호화/부호화 절차의 개요
영상/비디오 코딩에 있어서, 영상/비디오를 구성하는 픽처는 일련의 디코딩 순서(decoding order)에 따라 인코딩/디코딩될 수 있다. 디코딩된 픽처의 출력 순서(output order)에 해당하는 픽처 순서(picture order)는 상기 디코딩 순서와 다르게 설정될 수 있으며, 이를 기반으로 인터 예측시 순방향 예측뿐 아니라 역방향 예측 또한 수행할 수 있다.
도 4는 본 개시에 따른 실시예가 적용 가능한 영상 복호화 절차의 개략적인 흐름도이다.
도 4에 도시된 각 절차는 도 3의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 예컨대, 단계 S410은 영상 복호화 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에서 수행될 수 있고, 단계 S420은 예측부(260, 265)에서 수행될 수 있고, 단계 S430은 레지듀얼 처리부(220, 230)에서 수행될 수 있고, 단계 S440은 가산부(235)에서 수행될 수 있고, 단계 S450은 필터링부(240)에서 수행될 수 있다. 단계 S410은 본 개시에서 설명된 정보 디코딩(파싱) 절차를 포함할 수 있고, 단계 S420은 본 개시에서 설명된 인터/인트라 예측 절차를 포함할 수 있고, 단계 S430은 본 개시에서 설명된 레지듀얼 처리 절차를 포함할 수 있고, 단계 S440은 본 개시에서 설명된 블록/픽처 복원 절차를 포함할 수 있고, 단계 S450은 본 개시에서 설명된 인루프 필터링 절차를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 영상 복호화 절차는 개략적으로 비트스트림으로부터 (디코딩을 통한) 영상/비디오 정보를 획득하는 절차(S410), 영상(픽처) 복원 절차(S420~S440) 및 복원된 영상(픽처)에 대한 인루프 필터링 절차(S450)를 포함할 수 있다. 상기 영상 복원 절차는 인터/인트라 예측(S420)을 거쳐서 획득한 예측 샘플들 및 레지듀얼 처리(S430, 양자화된 변환 계수에 대한 역양자화 및/또는 역변환) 과정을 거쳐서 획득한 레지듀얼 샘플들을 기반으로 수행될 수 있다. 상기 영상 복원 절차를 통하여 생성된 복원 픽처에 대한 인루프 필터링 절차(S450)를 통하여 수정된(modified) 복원 픽처가 생성될 수 있으며, 상기 수정된 복원 픽처가 디코딩된 픽처로서 출력될 수 있고, 또한 영상 복호화 장치의 복호 픽처 버퍼(DPB)(250) 또는 메모리에 저장되어 이후 픽처의 디코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 경우에 따라서 상기 인루프 필터링 절차는 생략될 수 있으며, 이 경우 상기 복원 픽처가 디코딩된 픽처로서 출력될 수 있고, 또한 영상 복호화 장치의 복호 픽처 버퍼(250) 또는 메모리에 저장되어 이후 픽처의 디코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 상기 인루프 필터링 절차(S450)는 상술한 바와 같이 디블록킹 필터링 절차, SAO(sample adaptive offset) 절차, ALF(adaptive loop filter) 절차 및/또는 바이래터럴 필터(bi-lateral filter) 절차 등을 포함할 수 있고, 그 일부 또는 전부가 생략될 수 있다. 또한, 상기 디블록킹 필터링 절차, SAO(sample adaptive offset) 절차, ALF(adaptive loop filter) 절차 및 바이래터럴 필터(bi-lateral filter) 절차들 중 하나 또는 일부가 순차적으로 적용될 수 있고, 또는 모두가 순차적으로 적용될 수도 있다. 예를 들어, 복원 픽처에 대하여 디블록킹 필터링 절차가 적용된 후 SAO 절차가 수행될 수 있다. 또는 예를 들어 복원 픽처에 대하여 디블록킹 필터링 절차가 적용된 후 ALF 절차가 수행될 수 있다. 이는 영상 부호화 장치에서도 마찬가지로 수행될 수 있다.
도 5는 본 개시에 따른 실시예가 적용 가능한 영상 부호화 절차의 개략적인 흐름도이다.
도 4에 도시된 각 절차는 도 2의 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 예컨대, 단계 S510은 영상 부호화 장치의 예측부(180, 185)에서 수행될 수 있고, 단계 S520은 레지듀얼 처리부(115, 120, 130)에서 수행될 수 있고, 단계 S530은 엔트로피 인코딩부(190)에서 수행될 수 있다. 단계 S510은 본 개시에서 설명된 인터/인트라 예측 절차를 포함할 수 있고, 단계 S520은 본 개시에서 설명된 레지듀얼 처리 절차를 포함할 수 있고, 단계 S530은 본 개시에서 설명된 정보 인코딩 절차를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 영상 부호화 절차는 개략적으로 픽처 복원을 위한 정보(ex. 예측 정보, 레지듀얼 정보, 파티셔닝 정보 등)를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력하는 절차뿐 아니라, 현재 픽처에 대한 복원 픽처를 생성하는 절차 및 복원 픽처에 인루프 필터링을 적용하는 절차(optional)를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통하여 양자화된 변환 계수로부터 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있으며, 단계 S510의 출력인 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 복원 픽처는 상술한 영상 복호화 장치에서 생성한 복원 픽처와 동일할 수 있다. 상기 복원 픽처에 대한 인루프 필터링 절차를 통하여 수정된 복원 픽처가 생성될 수 있으며, 이는 복호 픽처 버퍼(DPB)(170) 또는 메모리에 저장될 수 있으며, 영상 복호화 장치에서의 경우와 마찬가지로, 이후 픽처의 인코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이 경우에 따라서 상기 인루프 필터링 절차의 일부 또는 전부는 생략될 수 있다. 상기 인루프 필터링 절차가 수행되는 경우, (인루프) 필터링 관련 정보(파라미터)가 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있고, 영상 복호화 장치는 상기 필터링 관련 정보를 기반으로 영상 부호화 장치와 동일한 방법으로 인루프 필터링 절차를 수행할 수 있다.
이러한 인루프 필터링 절차를 통하여 블록킹 아티팩트(artifact) 및 링잉(ringing) 아티팩트 등 영상/동영상 코딩시 발생하는 노이즈를 줄일 수 있으며, 주관적/객관적 비주얼 퀄리티를 높일 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치에서 둘 다 인루프 필터링 절차를 수행함으로서, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 동일한 예측 결과를 도출할 수 있으며, 픽처 코딩의 신뢰성을 높이고, 픽처 코딩을 위하여 전송되어야 하는 데이터량을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 영상 복호화 장치 뿐 아니라 영상 부호화 장치에서도 영상(픽처) 복원 절차가 수행될 수 있다. 각 블록 단위로 인트라 예측/인터 예측에 기반하여 복원 블록이 생성될 수 있으며, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처가 생성될 수 있다. 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹이 I 픽처/슬라이스/타일 그룹인 경우 상기 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹에 포함되는 블록들은 인트라 예측만을 기반으로 복원될 수 있다. 한편, 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹이 P 또는 B 픽처/슬라이스/타일 그룹인 경우 상기 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹에 포함되는 블록들은 인트라 예측 또는 인터 예측을 기반으로 복원될 수 있다. 이 경우 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹 내 일부 블록들에 대하여는 인터 예측이 적용되고, 나머지 일부 블록들에 대하여는 인트라 예측이 적용될 수도 있다. 픽처의 컬러 성분은 루마 성분 및 크로마 성분을 포함할 수 있으며, 본 개시에서 명시적으로 제한하지 않으면 본 개시에 따른 방법들 및 실시예들은 루마 성분 및 크로마 성분에 적용될 수 있다.
인트라 예측의 개요
이하, 본 개시에 따른 인트라 예측에 대해 설명한다.
인트라 예측은 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다.
다만, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
주변 참조 샘플들이 도출된 경우, (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 대상 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향에 위치하는 제1 주변 샘플과 그 반대 방향에 위치하는 제2 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다.
또한, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수도 있다. 이 경우는 LM(Linear Model) 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 상기 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수도 있다. 이 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다.
또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 이 때, 사용된 참조 샘플 라인에 관한 정보(예컨대, intra_luma_ref_idx)는 비트스트림에 부호화되어 시그널링될 수 있다. 이 경우는 multi-reference line intra prediction (MRL) 또는 MRL 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다. MRL이 적용되지 않는 경우, 현재 블록에 직접 인접한 참조 샘플 라인으로부터 참조 샘플들이 도출될 수 있고, 이 경우, 참조 샘플 라인에 관한 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 분할하고, 각 서브파티션에 대해 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 인트라 예측의 주변 참조 샘플들은 각 서브파티션 단위로 도출될 수 있다. 즉, 부호화/복호화 순서 상 이전 서브파티션의 복원된 샘플이 현재 서브파티션의 주변 참조 샘플로서 이용될 수 있다. 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다.
전술한 인트라 예측 기법들은 방향성 또는 비방향성의 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 기법(인트라 예측 타입 또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, LM, PDPC, MRL, ISP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LIP, LM, PDPC, MRL, ISP 등의 특정 인트라 예측 타입을 제외한 일반 인트라 예측 방법은 노멀 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 노멀 인트라 예측 타입은 상기와 같은 특정 인트라 예측 타입이 적용되지 않는 경우 일반적으로 적용될 수 있으며, 전술한 인트라 예측 모드를 기반으로 예측이 수행될 수 있다. 한편, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링이 수행될 수도 있다.
구체적으로, 인트라 예측 절차는 인트라 예측 모드/타입 결정 단계, 주변 참조 샘플 도출 단계, 인트라 예측 모드/타입 기반 예측 샘플 도출 단계를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링(post-filtering) 단계가 수행될 수도 있다.
도 6은 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6의 인코딩 방법은 도 2의 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 단계 S610은 인트라 예측부(185)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S620은 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 단계 S620은 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S630은 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S630의 예측 정보는 인트라 예측부(185)에 의하여 도출되고, 단계 S630의 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 영상 부호화 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다(S610). 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출한 후, 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측 모드/타입 결정, 주변 참조 샘플들 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다.
도 7은 본 개시에 따른 인트라 예측부(185)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치의 인트라 예측부(185)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(186), 참조 샘플 도출부(187) 및/또는 예측 샘플 도출부(188)를 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드/타입 결정부(186)는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다. 참조 샘플 도출부(187)는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 예측 샘플 도출부(188)는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 후술하는 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(185)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치는 복수의 인트라 예측 모드/타입들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드/타입을 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입들에 대한 율왜곡 비용(RD cost)을 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
한편, 영상 부호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수도 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 상기 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
다시 도 6을 참조하여, 영상 부호화 장치는 예측 샘플들 또는 필터링된 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S620). 영상 부호화 장치는 현재 블록의 원본 샘플들로부터 상기 예측 샘플들을 감산하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 즉, 영상 부호화 장치는 원본 샘플값으로부터 대응하는 예측 샘플값을 감산함으로써, 레지듀얼 샘플값을 도출할 수 있다.
영상 부호화 장치는 상기 인트라 예측에 관한 정보(예측 정보) 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S630). 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장 매체 또는 네트워크를 통하여 영상 복호화 장치로 전달될 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 후술하는 레지듀얼 코딩 신택스를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치는 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이를 위하여 영상 부호화 장치는 상기 양자화된 변환 계수들을 다시 역양자화/역변환 처리하여 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 이와 같이 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화 후 다시 역양자화/역변환을 수행하는 이유는 영상 복호화 장치에서 도출되는 레지듀얼 샘플들과 동일한 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위함이다. 영상 부호화 장치는 상기 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 8은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 상기 영상 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
도 8의 디코딩 방법은 도 3의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 딘계 S810 내지 S830은 인트라 예측부(265)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S810의 예측 정보 및 단계 S840의 레지듀얼 정보는 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 영상 복호화 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S840). 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)는 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 단계 S850은 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보(인트라 예측 모드/타입 정보)를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출할 수 있다(S810). 또한, 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S820). 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S830). 이 경우 영상 복호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
영상 복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S840). 영상 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 상기 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 도출할 수 있다(S850). 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 9는 본 개시에 따른 인트라 예측부(265)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치의 인트라 예측부(265)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(266), 참조 샘플 도출부(267), 예측 샘플 도출부(268)를 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드/타입 결정부(266)는 영상 부호화 장치의 인트라 예측 모드/타입 결정부(186)에서 생성되어 시그널링된 인트라 예측 모드/타입 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부(266)는 현재 픽처 내 복원된 참조 영역으로부터 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 예측 샘플 도출부(268)는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 전술한 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(265)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 예를 들어 MPM(most probable mode)가 상기 현재 블록에 적용되는지 아니면 리메이닝 모드(remaining mode)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(ex. intra_luma_mpm_flag)를 포함할 수 있고, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되는 경우 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들) 중 하나를 가리키는 인덱스 정보(ex. intra_luma_mpm_idx)를 더 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)은 MPM 후보 리스트 또는 MPM 리스트로 구성될 수 있다. 또한, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되지 않는 경우, 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 가리키는 리메이닝 모드 정보(ex. intra_luma_mpm_remainder)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. MPM 후보 모드들은 현재 블록의 주변 블록(예컨대, 좌측 주변 블록 및 상측 주변 블록)의 인트라 예측 모드 및 추가적인 후보 모드들을 포함할 수 있다.
또한, 상기 인트라 예측 기법 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 기법 정보는 상기 인트라 예측 기법들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 기법 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 기법 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), 상기 ISP가 상기 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), 상기 ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들의 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDPC의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시에서 ISP 플래그 정보는 ISP 적용 지시자로 불릴 수 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보는 본 개시에서 설명된 코딩 방법을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보는 truncated (rice) binary code를 기반으로 엔트로피 코딩(ex. CABAC, CAVLC)을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
인트라 예측 모드는 일 예로 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 33개의 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 34번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 플래너 인트라 예측 모드는 플래너 모드라고 불릴 수 있고, 상기 DC 인트라 예측 모드는 DC 모드라고 불릴 수 있다.
또는, 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 도 10에 도시된 바와 같이 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 65개의 확장된 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너 모드 및 DC 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 확장된 인트라 예측 모드들은 모든 사이즈의 블록들에 적용될 수 있고, 루마 성분(루마 블록) 및 크로마 성분(크로마 블록) 모두에 적용될 수 있다.
또는, 상기 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 129개의 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너 모드 및 DC 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 130번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 인트라 예측 모드는 전술한 인트라 예측 모드들 외에도 크로마 샘플을 위한 CCLM(cross-component linear model) 모드를 더 포함할 수 있다. CCLM 모드는 LM 파라미터 도출을 위하여 좌측 샘플들을 고려하는지, 상측 샘플들을 고려하는지, 둘 다를 고려하는지에 따라 L_CCLM, T_CCLM, LT_CCLM으로 나누어질 수 있으며, 크로마 성분에 대하여만 적용될 수 있다.
인트라 예측 모드는 예를 들어 아래 표 1과 같이 인덱싱될 수 있다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다. 도 11에서, 점선 방향은 정사각형이 아닌 블록에만 적용되는 광각(wide angle) 모드를 도시한다. 도 11에 도시된 바와 같이, 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드와 함께 93개의 방향성 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너 모드 및 DC 모드를 포함할 수 있다. 방향성 인트라 예측 모드는 도 11의 화살표로 나타낸 바와 같이 2번 내지 80번과 -1번 내지 -14번으로 구성되는 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 상기 플래너 모드는 INTRA_PLANAR로 표기될 수 있고, DC 모드는 INTRA_DC로 표기될 수 있다. 그리고 방향성 인트라 예측 모드는 INTRA_ANGULAR-14 내지 INTRA_ANGULAR-1 및 INTRA_ANGULAR2 내지 INTRA_ANGULAR80과 같이 표기될 수 있다.
Block difference pulse code modulation(BDPCM)의 개요
본 개시에 따른 BDPCM은 양자화된 레지듀얼 도메인(quantized residual domain)에서 수행될 수 있다. 양자화된 레지듀얼 도메인은 양자화된 레지듀얼 신호(또는 양자화된 레지듀얼 계수들)를 포함할 수 있으며, BDPCM을 적용하는 경우, 양자화된 레지듀얼 신호에 대한 변환은 스킵된다. 즉, BDPCM을 적용하는 경우, 레지듀얼 샘플들에 대해 변환은 스킵되고 양자화는 적용된다. 또는 양자화된 레지듀얼 도메인은 양자화된 변환 계수들을 포함할 수 있다.
현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 예측된 샘플들을 포함하는 예측된 블록(예측 블록)은 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 이 때, 인트라 예측을 수행하기 위한 인트라 예측 모드는 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있고, 후술하는 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 유도될 수도 있다. 또한, 이 때 인트라 예측 모드는 수직 예측 방향 모드 또는 수평 예측 방향 모드 중 하나로 결정될 수 있다. 예컨대, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수평 예측 방향 모드로 결정되고, 현재 블록의 예측 블록은 수평 방향의 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 또는, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수직 예측 방향 모드로 결정되고, 현재 블록의 예측 블록은 수직 방향의 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 수평 방향의 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 좌측에 인접한 픽셀의 값이 현재 블록의 해당 로우(row)에 포함된 샘플들의 예측된 샘플 값으로 결정될 수 있다. 수직 방향의 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 상단에 인접한 픽셀의 값이 현재 블록의 해당 칼럼(column)에 포함된 샘플들의 예측 샘플 값으로 결정될 수 있다. 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 방법은 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에서 동일하게 수행될 수 있다.
현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 현재 블록으로부터 상기 예측 블록을 감산함으로써 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 레지듀얼 블록을 양자화한 후, 양자화된 레지듀얼 샘플과 해당 양자화된 레지듀얼 샘플의 예측자(predictor)와의 차이값(difference 또는 delta)을 부호화할 수 있다. 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 복원된 차이값과 예측자에 기반하여 현재 블록의 양자화된 레지듀얼 샘플을 획득함으로써 현재 블록의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 이후, 영상 복호화 장치는 양자화된 레지듀얼 블록을 역양자화한 후, 상기 예측 블록과 더함으로서 현재 블록을 복원할 수 있다.
도 12는 본 개시에 따른 BDPCM의 레지듀얼 샘플을 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12의 레지듀얼 블록(residual block)은 영상 부호화 장치에서 현재 블록으로부터 예측 블록을 감산함으로써 생성될 수 있다. 도 12의 양자화된 레지듀얼 블록(quantized residual block)은 상기 레지듀얼 블록을 양자화함으로써 생성될 수 있다. 도 12에 있어서, ri, j는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 레지듀얼 샘플의 값을 나타낸다. 현재 블록의 크기가 MxN 일 때, i값은 0 이상 M-1 이하일 수 있다. 또한, j값은 0 이상 N-1 이하일 수 있다. 예컨대, ri, j는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 원본 샘플의 값으로부터 예측 샘플의 값을 차감함으로써 도출될 수 있다. 도 12에 있어서, Q(ri, j)는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값을 나타낸다. BDPCM의 예측은 도 12의 양자화된 레지듀얼 샘플들에 대해 수행되어, 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들(modified quantized residual samples)을 포함하는 MxN 크기의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록(modified quantized residual block)이 생성될 수 있다.
BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 현재 블록내 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값(r'i, j)은 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.
상기 수학식 1과 같이, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, (0, j) 좌표의 r'0, j 값은 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(r0, j)이 그대로 할당된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 r'i, j 값은 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)과 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)의 차이값으로 유도된다. 즉, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 부호화하는 대신에 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)을 예측값으로 이용하여 계산된 차이값을 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플 값(r'i, j)으로 유도한 후, r'i, j 값을 부호화한다.
BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 현재 블록내 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값(r'i, j)은 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.
상기 수학식 2와 같이, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, (i, 0) 좌표의 r'i, 0 값은 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, 0)이 그대로 할당된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 r'i, j 값은 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)과 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)의 차이값으로 유도된다. 즉, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 부호화하는 대신에 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)을 예측값으로 이용하여 계산된 차이값을 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플 값(r'i, j)으로 유도한 후, r'i, j 값을 부호화한다.
전술한 바와 같이, 인접한 양자화된 레지듀얼 샘플 값을 예측값으로 이용하여 현재 양자화된 레지듀얼 샘플 값을 수정하는 과정을 BDPCM 예측이라고 호칭할 수 있다.
최종적으로, 영상 부호화 장치는 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들을 포함하는 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 부호화하여 영상 복호화 장치에 전송할 수 있다. 이 때, 전술한 바와 같이, 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대한 변환은 수행되지 않는다.
도 13은 본 개시의 BDPCM을 수행하여 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 13에서 Horizontal BDPCM은 BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 상기 수학식 1에 따라 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다. 또한, Vertical BDPCM은 BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 상기 수학식 2에 따라 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 14는 영상 부호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 부호화하는 절차를 도시한 흐름도이다.
먼저 부호화 대상 블록인 현재 블록이 입력되면(S1410), 현재 블록에 대해 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다(S1420). 단계 S1420의 예측 블록은 인트라 예측된 블록일 수 있으며, 인트라 예측 모드는 전술한 바와 같이 결정될 수 있다. 단계 S1420에서 생성된 예측 블록에 기반하여 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다(S1430). 예컨대, 영상 부호화 장치는 현재 블록(원본 샘플의 값)으로부터 예측 블록(예측된 샘플의 값)을 차감함으로써 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플의 값)을 생성할 수 있다. 예컨대, 단계 S1430의 수행에 의해, 도 12의 레지듀얼 블록이 생성될 수 있다. 단계 S1430에서 생성된 레지듀얼 블록에 대해 양자화를 수행하여(S1440), 양자화된 레지듀얼 블록이 생성되고, 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 BDPCM 예측이 수행될 수 있다(S1450). 단계 S1440의 수행 결과 생성된 양자화된 레지듀얼 블록은 도 12의 양자화된 레지듀얼 블록일 수 있으며, 단계 S1450의 BDPCM 예측 결과, 예측 방향에 따라 도 13의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록이 생성될 수 있다. 단계 S1450의 BDPCM 예측은 도 12 내지 도 13을 참조하여 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 이후 영상 부호화 장치는 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 부호화하여(S1460) 비트스트림을 생성할 수 있다. 이 때, 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대한 변환은 스킵될 수 있다.
도 12 내지 도 14를 참조하여 설명된 영상 부호화 장치에서의 BDPCM 동작은 영상 복호화 장치에서 역으로 수행될 수 있다.
도 15는 영상 복호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 복원하는 절차를 도시한 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록의 복원에 필요한 정보(영상 정보)를 획득할 수 있다(S1510). 현재 블록의 복원에 필요한 정보는 현재 블록의 예측에 관한 정보(예측 정보), 현재 블록의 레지듀얼에 관한 정보(레지듀얼 정보) 등을 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 현재 블록에 대한 정보에 기반하여 현재 블록에 대해 예측을 수행하고, 예측 블록을 생성할 수 있다(S1520). 현재 블록에 대한 예측은 인트라 예측일 수 있으며, 구체적인 설명은 도 14를 참조하여 설명한 바와 동일하다. 도 15에서 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계(S1520)는 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 단계 S1530 내지 S1550에 선행하여 수행되는 것으로 도시되었다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 현재 블록의 레지듀얼 블록이 생성된 이후에 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수도 있다. 또는 현재 블록의 레지듀얼 블록과 현재 블록의 예측 블록은 동시에 생성될 수도 있다. 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록의 레지듀얼 정보를 파싱함으로써, 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다(S1530). 단계 S1530에서 생성된 레지듀얼 블록은 도 13에 도시된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록일 수 있다. 영상 복호화 장치는 도 13의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 BDPCM 예측을 수행하여(S1540) 도 12의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 단계 S1540의 BDPCM 예측은 도 13의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 도 12의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성하는 절차이므로, 영상 부호화 장치에서 수행되는 단계 S1450의 역과정에 대응될 수 있다.
영상 복호화 장치에서 수행되는 단계 S1540의 BDPCM 예측에 대해 아래에서 보다 상세히 설명한다.
BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 영상 복호화 장치는 수학식 3을 이용하여 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.
수학식 3에 규정된 바와 같이, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)은 (0, j) 좌표부터 (i, j) 좌표까지의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들의 값들을 합산함으로써 계산될 수 있다.
또는, 상기 수학식 3 대신에 수학식 4를 이용하여 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 계산할 수 있다.
상기 수학식 4는 수학식 1에 대응되는 역과정이다. 상기 수학식 4에 따르면, (0, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(r0, j)은 (0, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'0, j으로 유도된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 Q(ri, j)은 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, j과 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)의 합으로 유도된다. 즉, (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)을 예측값으로 이용하여 차이값 r'i, j을 합산함으로써 양자화된 레지듀얼 샘플 값 Q(ri, j)가 유도될 수 있다.
BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 영상 복호화 장치는 수학식 5를 이용하여 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.
수학식 5에 규정된 바와 같이, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)은 (i, 0) 좌표부터 (i, j) 좌표까지의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들의 값들을 합산함으로써 계산될 수 있다.
또는, 상기 수학식 5 대신에 수학식 6을 이용하여 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 계산할 수 있다.
상기 수학식 6은 수학식 2에 대응되는 역과정이다. 상기 수학식 6에 따르면, (i, 0) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, 0)은 (i, 0) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, 0으로 유도된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 Q(ri, j)은 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, j과 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)의 합으로 유도된다. 즉, (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)을 예측값으로 이용하여 차이값 r'i, j을 합산함으로써 양자화된 레지듀얼 샘플 값 Q(ri, j)가 유도될 수 있다.
전술한 방법에 의해 단계 S1540을 수행하여 양자화된 레지듀얼 샘플들로 구성된 양자화된 레지듀얼 블록이 생성되면, 영상 복호화 장치는 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 역양자화를 수행함으로써(S1550), 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. BDPCM이 적용되는 경우, 전술한 바와 같이 현재 블록에 대한 변환은 스킵되므로, 역양자화된 레지듀얼 블록에 대한 역변환은 스킵될 수 있다.
이후, 영상 복호화 장치는 단계 S1520에서 생성된 예측 블록과 단계 S1550에서 생성된 레지듀얼 블록에 기반하여 현재 블록을 복원할 수 있다(S1560). 예컨대, 영상 복호화 장치는 예측 블록(예측된 샘플의 값)과 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플의 값)을 더함으로써 현재 블록(복원 샘플의 값)을 복원할 수 있다.
현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 제1 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 또한, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, BDPCM의 예측 방향을 지시하는 제2 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 현재 블록에 BDPCM이 적용되지 않는 경우, 상기 제2 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
도 16은 현재 블록의 신택스 구조에 포함된 BDPCM에 관한 정보를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16에 도시된 예에서, bdpcm_flag는 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 제1 정보에 해당한다. BDPCM은 현재 블록이 인트라 예측된 경우에만 허용 가능하므로, bdpcm_flag는 현재 블록의 예측 모드가 MODE_INTRA일 때에만 시그널링될 수 있다. 또한, BDPCM은 루마 성분 신호(cIdx==0)에 대해서만 가용하며, 현재 블록의 크기가 소정 크기(32x32) 이하일 경우에만 가용할 수 있다. 그러나, BDPCM의 가용 조건은 상기 예로 한정되지 않으며, 루마 성분 신호뿐만 아니라 크로마 성분 신호에 대해서도 가용할 수 있다. 또한, 현재 블록의 상위 레벨(시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등)에서 BDPCM의 가용 여부를 지시하는 정보가 명시적으로 시그널링될 수 있다.
bdpcm_flag가 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 것을 지시하는 경우에만 BDPCM의 예측 방향을 지시하는 제2 정보(예컨대, bdpcm_dir_flag)가 시그널링될 수 있다. 상기 제2 정보가 제1 값(예컨대, 0)일 때, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향을 지시하고 상기 제2 정보가 제2 값(예컨대, 1)일 때, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향을 지시할 수 있다.
신호 처리에서 변환 부호화(transform coding)란 입력 신호를 다른 도메인의 신호로 변환하는 것을 의미한다. 구체적으로 비디오 압축 분야에서의 변환은 공간 도메인(spatial domain)의 신호를 주파수 도메인(frequency domain)의 신호로 변경하는 것을 의미한다. 비디오 압축 분야에서 변환을 수행하는 이유는 공간 도메인의 신호를 주파수 도메인의 신호로 변경했을 때, 저주파 영역으로 정보가 집중되고 고주파 영역은 거의 정보를 갖지 않는 성질을 이용하여 효율적인 압축이 가능하기 때문이다. 그러나, 신호의 특성에 따라 변환을 수행하지 않는 경우의 압축 효율이 보다 높은 경우가 있으며, 이런 경우에는 변환을 스킵할 수 있다.
전술한 바와 같이, BDPCM은 변환이 스킵된 레지듀얼 블록을 부호화하는 과정에서 적용될 수 있다. 변환이 스킵된 경우, 전술한 바와 같이, 레지듀얼 정보가 블록 내에서 고르게 분포할 수 있다. 또한, 블록내 임의의 레지듀얼 계수 값은 그 주변의 레지듀얼 계수 값과 유사할 확률이 매우 높다. 또한, 인트라 예측된 변환 스킵 블록의 경우, 참조 샘플과의 거리로 인하여 블록의 우하단에 발생하는 레지듀얼 계수의 레벨이 좌상단에 발생하는 레지듀얼 계수의 레벨보다 클 확률이 높다. 이러한 현상은 블록의 크기가 커질수록 더 두드러질 수 있다. BDPCM은 상기와 같은 인트라 스킵 코딩된 블록의 레지듀얼 계수의 분포 특성을 이용한 것이다. BDPCM이 적용되는 경우, 전술한 바와 같이, (양자화된) 레지듀얼 계수를 부호화하는 대신, 행 또는 열 방향으로 라인 단위의 레지듀얼 계수 간 예측을 수행함으로써 발생하는 차이값을 부호화하므로, 부호화 대상 레지듀얼 계수의 레벨의 크기가 작아진다. 즉, BDPCM이 적용되는 경우, 상기와 같이 작아진 계수의 레벨을 부호화하게 되므로, 부호화하는 데 필요한 문맥 부호화 빈(context coded bin)의 발생을 감소시킬 수 있으며 이는 복호화기의 쓰루풋 (throughput) 향상에 기여할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, BDPCM이 양자화된 레지듀얼 도메인에서 수행되는 경우, 레지듀얼 신호가 존재하지 않으면 BDPCM을 수행할 수 없다. 그러나, 도 16을 참조하여 설명한 부호화 유닛의 신택스 구조에 따르면, 레지듀얼 신호가 존재하지 않는 경우에도 BDPCM 관련 정보를 시그널링하는 문제점이 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 BDPCM 관련 정보의 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17에 개시된 실시예에 따르면, 현재 블록에 레지듀얼 신호가 존재하는 경우에만 BDPCM 관련 정보를 부호화/복호화할 수 있도록 제한할 수 있다. 현재 블록에 대해 레지듀얼 신호가 존재하는지의 여부를 지시하는 정보(예컨대, coded block flag (cbf))가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있으며, BDPCM 관련 정보는 상기 정보에 기반하여 부호화/복호화할 수 있다.
도 17을 참조하면, 먼저 현재 블록이 인트라 예측된 블록인지 여부가 판단될 수 있다(S1710). 현재 블록이 인트라 예측되지 않은 경우, 현재 블록에 대해서는 BDPCM이 적용될 수 없다. 따라서, 현재 블록에 대한 BDPCM 관련 정보는 부호화/복호화되지 않을 수 있다.
현재 블록이 인트라 예측된 경우, 현재 블록에 레지듀얼 신호가 존재하는지 여부가 판단될 수 있다(S1720). 단계 S1720의 판단은 예컨대, cbf 정보에 기반하여 수행될 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 레지듀얼 신호를 전송하는 단위인 변환 유닛(transform unit)에 대한 cbf 정보(tu_cbf_luma)를 확인함으로써 단계 S1720이 수행될 수 있다. tu_cbf_luma가 1이면 현재 변환 유닛의 루마 성분에 대해 0이 아닌 레지듀얼 계수가 존재하는 것을 의미하고, tu_cbf_luma가 0이면 현재 변환 유닛의 루마 성분에 대해 0이 아닌 레지듀얼 계수가 존재하지 않는 것을 의미할 수 있다. 단계 S1720에서, 현재 블록에 레지듀얼 신호가 존재하지 않는 것으로 판단되면, 현재 블록에 대한 BDPCM 관련 정보는 부호화/복호화되지 않을 수 있다.
단계 S1720에서, 현재 블록에 레지듀얼 신호가 존재하는 것으로 판단되면, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지의 여부를 지시하는 정보(예컨대, bdpcm_flag)를 부호화/복호화할 수 있다(S1730). 영상 부호화 장치는 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지의 여부에 기반하여 bdpcm_flag의 값을 결정하고 부호화할 수 있다. 영상 복호화 장치는 bdpcm_flag를 파싱한 후, 그 값에 기반하여 현재 블록에 BDPCM을 적용할지 여부를 결정할 수 있다.
이후, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지의 여부가 판단될 수 있다(S1740). 예컨대, 단계 S1740의 판단은 bdpcm_flag의 값에 기반하여 수행될 수 있다. 단계 S1740에서, 현재 블록에 BDPCM이 적용되지 않는 것으로 판단되면, 현재 블록에 대한 BDPCM의 예측 방향에 관한 정보는 부호화/복호화되지 않을 수 있다.
단계 S1740에서, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 것으로 판단되면, BDPCM의 예측 방향에 관한 정보(예컨대, bdpcm_dir_flag)를 부호화/복호화할 수 있다(S1750). 영상 부호화 장치는 현재 블록에 적용된 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 bdpcm_dir_flag의 값을 결정하고 부호화할 수 있다. 영상 복호화 장치는 bdpcm_dir_flag를 파싱한 후, 그 값에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 결정할 수 있다.
도 17에 도시된 실시예에 따르면, 인트라 예측된 현재 블록에 양자화된 레지듀얼 신호가 존재하는 경우에만 BDPCM 관련 정보의 부호화/복호화를 수행함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 17에 도시된 실시예에서, BDPCM 관련 정보의 부호화/복호화 조건으로서 인트라 예측 여부, 레지듀얼 신호 존재 여부를 판단한다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, BDPCM 관련 정보의 부호화/복호화 조건으로서 BDPCM 가용 여부에 대한 전술한 다양한 조건들(색성분, 블록의 크기, 상위 레벨에서 시그널링되는 정보 등)이 판단될 수 있다.
도 17에 도시된 실시예는 루마 성분을 대상으로 하나, 이에 한정되지 않으며, 본 개시의 BDPCM이 크로마 성분에도 적용되는 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 도 17을 참조하여 설명한 실시예는 크로마 성분(Cb, Cr)의 각각에 대하여 적용될 수 있다.
또는, 본 개시의 BDPCM이 RGB 영상에 대하여 적용될 경우, 도 17을 참조하여 설명한 실시예는 R, G, B 성분의 각각에 대하여 적용될 수 있다.
또는, 본 개시의 BDPCM이 YCoCg 영상에 대하여 적용될 경우, 도 17을 참조하여 설명한 실시예는 Y, Co, Cg 성분의 각각에 대하여 적용될 수 있다.
도 18은 본 개시의 다른 실시예에 따른 현재 블록의 인트라 예측 방향에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 18의 단계 S1810 내지 S1830은 도 17의 단계 S1740 내지 S1750을 대체할 수 있다.
도 18을 참조하여 설명하는 실시예에 따르면, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 이미 가용하므로, BDPCM의 예측 방향에 관한 정보를 별도로 시그널링하지 않고, 현재 블록의 인트라 예측 모드로부터 BDPCM의 예측 방향을 도출할 수 있다.
구체적으로, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부가 판단되고(S1810), BDPCM이 적용되지 않는 경우, BDPCM의 예측 방향을 도출하는 과정은 수행되지 않을 수 있다.
단계 S1810에서, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 것으로 판단된 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 판단되고(S1820), 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여 BDPCM의 예측 방향이 도출될 수 있다(S1830).
일 예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수직 방향 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 도출될 수 있다. 반대로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수평 방향 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 도출될 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향 및 수직 방향 중 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 기 약속된 방향으로 도출될 수 있다. 또는, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 블록의 상위 레벨(시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등)에서 시그널링되는 정보에 기반하여 결정될 수도 있다. 또는 도 10을 참조하여 설명한 예에서, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 34번 모드보다 작은 절대 각도를 갖는 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 정의하고, 그렇지 않은 경우, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 정의할 수 있다. 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드가 34번 모드 이하의 절대 각도를 갖는 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 정의하고, 그렇지 않은 경우, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 정의할 수도 있다.
다른 예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수직 방향 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 도출될 수 있다. 반대로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수평 방향 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 도출될 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향 및 수직 방향 중 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 기 약속된 방향으로 도출될 수 있다. 또는, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 블록의 상위 레벨(시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등)에서 시그널링되는 정보에 기반하여 결정될 수도 있다. 또는 도 10을 참조하여 설명한 예에서, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 34번 모드보다 작은 절대 각도를 갖는 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 정의하고, 그렇지 않은 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 정의할 수 있다. 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드가 34번 모드 이하의 절대 각도를 갖는 모드인 경우, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 정의하고, 그렇지 않은 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 정의할 수도 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록에 BDPCM을 적용하는 경우, 인트라 예측 모드에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 도출하여 BDPCM 예측을 수행하고, BDPCM의 예측 방향에 관한 정보는 부호화하지 않을 수 있다.
도 18에 도시된 실시예에 따르면, 이미 가용한 인트라 예측 모드를 이용하여 BDPCM의 예측 방향을 도출할 수 있다. 따라서, BDPCM의 예측 방향에 관한 정보를 시그널링할 필요가 없게 되므로 전송되는 정보의 양이 절감될 수 있다.
도 18에 도시된 실시예의 변형예로서, BDPCM의 예측 방향에 관한 정보가 시그널링되고, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 도출할 수도 있다.
도 19는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 19를 참조하여 설명하는 실시예에 따르면, 현재 블록의 BDPCM의 예측 방향이 이미 가용하므로, 인트라 예측 모드에 관한 정보를 별도로 시그널링하지 않고, 현재 블록의 BDPCM의 예측 방향으로부터 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다.
구체적으로, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부가 판단되고(S1910), BDPCM이 적용되지 않는 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 비트스트림을 통해 시그널링되는 현재 블록의 예측 정보(예컨대, 인트라 예측 모드에 관한 정보)에 기반하여 결정될 수 있다(S1940). 이후, 결정된 인트라 예측 모드에 기반하여 인트라 예측이 수행될 수 있다(S1930).
단계 S1910에서, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 것으로 판단된 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 현재 블록의 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 결정될 수 있다(S1920). 예컨대, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 적용된 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치는 BDPCM의 예측 방향에 관한 정보(bdpcm_dir_flag)를 복호화하여 현재 블록의 BDPCM의 예측 방향을 결정하고, 결정된 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 이후, 결정된 인트라 예측 모드에 기반하여 인트라 예측이 수행될 수 있다(S1930).
일 예에 따르면, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수직 방향 모드로 결정될 수 있고, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수평 방향 모드로 결정될 수 있다.
다른 예에 따르면, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수평 방향 모드로 결정될 수 있고, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수직 방향 모드로 결정될 수 있다.
그러나, BDPCM의 예측 방향에 기반하여 인트라 예측 모드를 결정하는 방법은 상기의 예들로 한정되지 않는다.
도 20은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 현재 블록의 크기에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 20의 단계 S2010 내지 S2030은 도 17의 단계 S1740 내지 S1750을 대체할 수 있다.
인트라 예측의 경우, 참조 샘플로부터의 거리가 멀수록 레지듀얼 계수의 레벨(절대값)이 커지는 특성이 있다. 이러한 특성을 고려하여, 도 20을 참조하여 설명하는 실시예는 블록의 크기에 관한 조건(너비와 높이의 비교, 너비와 높이의 비율 등)에 기반하여 현재 블록의 BDPCM의 예측 방향을 도출할 수 있다. 이 때, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 고려되지 않을 수 있다
구체적으로, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부가 판단되고(S2010), BDPCM이 적용되지 않는 경우, BDPCM의 예측 방향을 도출하는 과정은 수행되지 않을 수 있다.
단계 S2010에서, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 것으로 판단된 경우, 현재 블록의 크기에 관한 조건이 판단되고(S2020), 그 판단 결과에 기반하여 BDPCM의 예측 방향이 도출될 수 있다(S2030).
일 예로, 현재 블록의 너비(width)가 높이(height)보다 큰 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 도출될 수 있다. 반대로, 현재 블록의 높이가 너비보다 큰 경우, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 도출될 수 있다. 만일 현재 블록의 너비와 높이가 동일한 경우, 도 18을 참조하여 설명한 실시예의 방법이 적용될 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비와 높이가 동일한 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향 및 수직 방향 중 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 기 약속된 방향으로 도출되거나, 블록의 상위 레벨(시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등)에서 시그널링되는 정보에 기반하여 결정될 수도 있다.
다른 예로, 현재 블록의 너비가 높이보다 큰 경우, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 도출될 수 있다. 반대로, 현재 블록의 높이가 너비보다 큰 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 도출될 수 있다. 만일 현재 블록의 너비와 높이가 동일한 경우, 도 18을 참조하여 설명한 실시예의 방법이 적용될 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비와 높이가 동일한 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향 및 수직 방향 중 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 기 약속된 방향으로 도출되거나, 블록의 상위 레벨(시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등)에서 시그널링되는 정보에 기반하여 결정될 수도 있다.
또 다른 예로, 현재 블록의 너비와 높이의 비율(width/height)이 N 이상일 경우, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 도출될 수 있다. 또한, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 1/N 이하일 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 도출될 수 있다. 만일 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 N보다 작고 1/N 이상일 경우, 도 18을 참조하여 설명한 실시예의 방법이 적용될 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 N보다 작고 1/N 이상일 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향 및 수직 방향 중 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 기 약속된 방향으로 도출되거나, 블록의 상위 레벨(시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등)에서 시그널링되는 정보에 기반하여 결정될 수도 있다. 이 때, N은 1 이상의 정수일 수 있다.
또 다른 예로, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 N 이상일 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 도출될 수 있다. 또한, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 1/N 이하일 경우, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 도출될 수 있다. 만일 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 N보다 작고 1/N 이상일 경우, 도 18을 참조하여 설명한 실시예의 방법이 적용될 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 N보다 작고 1/N 이상일 경우, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향 및 수직 방향 중 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 기 약속된 방향으로 도출되거나, 블록의 상위 레벨(시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등)에서 시그널링되는 정보에 기반하여 결정될 수도 있다. 이 때, N은 1 이상의 정수일 수 있다.
도 20에 도시된 실시예에 따르면, 현재 블록의 크기에 관한 조건에 기반하여 BDPCM의 예측 방향을 도출할 수 있다. 따라서, BDPCM의 예측 방향에 관한 정보를 시그널링할 필요가 없게 되므로 전송되는 정보의 양이 절감될 수 있다.
CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) 및 레지듀얼 신호의 부호화/복호화 개요
영상 부호화/복호화 장치는 CABAC을 이용하여 영상 정보를 부호화/복호화할 수 있다. 영상 정보의 일부 또는 전부는 도 2의 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 엔트로피 인코딩될 수 있고, 영상 정보의 일부 또는 전부는 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 엔트로피 디코딩될 수 있다. 후술하는 레지듀얼 신호에 포함되는 구문 요소들은 CABAC 기반으로 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
도 21은 CABAC 엔트로피 인코딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
입력 신호가 이진값이 아닌 구문 요소인 경우, 이진화부(2110)를 통해 입력 신호가 이진값으로 변환될 수 있다. 입력 신호가 이미 이진값인 경우에는 이진화 과정이 수행되지 않을 수 있다. 이때, 이진값을 구성하는 각각의 이진수 0 또는 1을 빈(bin)이라고 할 수 있다. 예컨대, 이진화된 후의 이진열이 110인 경우 1, 1, 0 각각은 하나의 빈일 수 있다. 하나의 구문 요소에 대한 이진, 이진열은 해당 구문 요소의 값을 나타낼 수 있다.
이진화된 빈들은 정규 부호화 엔진(2120) 또는 바이패스 부호화 엔진(2130)으로 입력될 수 있다. 문맥 모델 결정부(2140)는 해당 빈에 대해 확률값을 반영하는 문맥 모델(context model)을 할당하고, 정규 부호화 엔진(2120)은 할당된 문맥 모델에 기반해 해당 빈을 부호화할 수 있다. 정규 부호화 엔진(2120)에서의 각 빈에 대한 부호화를 수행된 뒤, 해당 빈에 대한 확률 모델이 갱신될 수 있다. 이렇게 부호화되는 빈들을 문맥 부호화 빈(context-coded bin)이라 할 수 있다. 바이패스 부호화 엔진(2130)에서는 입력된 빈에 대해 확률을 추정하는 절차와 부호화 후에 해당 빈에 적용했던 확률 모델을 갱신하는 절차가 생략될 수 있다. 바이패스 부호화 엔진(2130)은 문맥을 할당하는 대신 균일한 확률 분포를 적용해 입력되는 빈을 부호화함으로써 부호화 속도를 향상시킬 수 있다. 바이패스 부호화 엔진(2130)을 통해 부호화되는 빈들은 바이패스 빈(bypass bin)이라 할 수 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 정규 부호화 엔진(2120)을 통해 부호화를 수행할 것인지, 바이패스 부호화 엔진(2130)을 통해 부호화를 수행할 것인지를 결정하고, 부호화 경로를 스위칭할 수 있다.
한편, 엔트로피 복호화는 도 21의 부호화 과정이 역순으로 진행되어 수행될 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)는 정규 코딩 복호화 엔진 혹은 바이패스 복호화 엔진 중 하나를 이용하여 비트스트림을 이진열로 복호화할 수 있다. 정규 코딩 엔진에서의 복호화가 수행된 뒤, 해당 빈에 대한 확률 모델이 갱신될 수 있다. 한편 바이패스 복호화 엔진에서는 입력된 비트스트림에 대해 확률을 추정하는 절차 및 확률 모델을 갱신하는 절차가 생략될 수 있다. 정규 코딩 복호화 엔진 혹은 바이패스 복호화 엔진 중 하나를 통해 생성된 빈은 역이진화부의 선택적인 역이진화를 통해, 최초 입력 신호였던 구문 요소로 최종 복원될 수 있다.
레지듀얼 샘플들은 변환, 양자화 과정을 거쳐 양자화된 변환 계수들을 이용하여 유도될 수 있다. 양자화된 변환 계수들은 변환 계수들이라 정의될 수 있다. 블록 내 변환 계수들은 레지듀얼 정보의 형태로 시그널링될 수 있다. 레지듀얼 정보는 레지듀얼 코딩 구문 요소를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 레지듀얼 정보로 레지듀얼 코딩 구문 요소를 구성하고 이를 부호화하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 반면 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 레지듀얼 코딩 구문 요소를 복호화하여 양자화된 변환 계수들을 획득할 수 있다. 이하 레지듀얼 코딩 구문 요소는 구문 요소라 지칭될 수 있다.
일 예로, 변환 계수는 last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, last_sig_coeff_y_suffix, coded_sub_block_flag, sig_coeff_flag, abs_level_gtX_flag, par_level_flag, abs_remainder, dec_abs_level, coeff_sign_flag 중 적어도 하나의 레지듀얼 코딩 구문 요소를 이용하여 부호화/복호화될 수 있다. 변환 계수를 구문 요소를 이용하여 부호화/복호화하는 프로세스를 레지듀얼 (데이터) 코딩 또는 (변환) 계수 코딩이라 정의할 수 있다. 이때, 변환/양자화 과정은 생략될 수 있다. 이하, 상술한 각각의 구문 요소에 대해서 자세히 설명한다. 이하에서 설명하는 구문 요소의 명칭은 예시로서, 구문 요소의 명칭에 의해 본 개시의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
구문 요소 last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, last_sig_coeff_y_suffix는 연관된 블록 내의 마지막 0이 아닌 계수의 (x, y) 위치 정보를 부호화 하는 구문 요소이다. 이때, 연관된 블록은 부호화 블록(Coding Block, CB) 또는 변환 블록(Transform Block, TB)일 수 있다. 이하, 변환, 양자화 및 레지듀얼 코딩 프로세스에서의 블록은 부호화 블록 또는 변환 블록일 수 있다.
구체적으로, last_sig_coeff_x_prefix는 변환 블록 내 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수(significant coefficient)의 열 위치의 프리픽스(prefix)를 지시하고, last_sig_coeff_y_prefix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수의 행 위치의 프리픽스를 지시할 수 있다. last_sig_coeff_x_suffix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수의 열 위치의 서픽스(suffix)를 지시하고, last_sig_coeff_y_suffix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수의 행 위치의 서픽스를 지시할 수 있다. 유효 계수는 0이 아닌 계수를 의미할 수 있다. 스캔 순서는 우상향 대각 스캔 순서, 수평 스캔 순서 및 수직 스캔 순서 중 하나일 수 있다. 이때, 수평 스캔 순서는 좌측부터 우측 방향의 스캔 순서를 의미할 수 있고, 수직 스캔 순서는 상단부터 하단 방향의 스캔순서를 의미할 수 있다. 스캔 순서는 대상 블록에 인트라/인터 예측이 적용되는지 여부 및/또는 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 기반으로 결정될 수 있다.
구문 요소 coded_sub_block_flag는 현재 블록이 4개 또는 16개의 픽셀 개수를 갖는 서브 블록들로 분할될 때 (예컨대, 1x16, 2x8, 8x2, 16x1, 4x4 또는 2x2 서브 블록), 각 서브 블록들이 0이 아닌 계수가 포함하는지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다. 이때 서브 블록은 계수 그룹(coefficient group, CG)으로도 표현될 수 있다.
예컨대, coded_sub_block_flag의 값이 0이면 더 이상 전송할 정보가 없으므로 서브 블록에 대한 부호화 과정이 종료될 수 있다. 반대로, coded_sub_block_flag의 값이 1이면 sig_coeff_flag 부호화/복호화 과정이 수행될 수 있다. 스캔 순서에 따를 시, 마지막으로 0이 아닌 계수를 포함하는 서브 블록에 대해서는 coded_sub_block_flag에 대한 시그널링이 수행되지 않을 수 있다. 이는 좌상단 서브 블록의 경우 DC 계수가 존재하므로, 0이 아닌 계수가 존재하는 확률이 높기 때문일 수 있다. 따라서 마지막 0이 아닌 계수를 포함하는 서브 블록에 대해서는 coded_sub_block_flag가 부호화되지 않고, 그 값이 1로 설정될 수 있다.
coded_sub_block_flag가 현재 서브 블록 내에 0이 아닌 계수가 존재함을 지시하면, 역으로 스캔된 순서에 따라 이진값을 갖는 sig_coeff_flag가 부호화/복호화될 수 있다. 스캔 순서에 따라 해당 스캔 위치(n)의 계수에 대해 1비트 구문 요소 sig_coeff_flag[n]이 부호화/복호화될 수 있다. 구문 요소 sig_coeff_flag[n]는 현재 스캔 위치의 계수가 0의 값을 가지는지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다. 마지막 0이 아닌 계수를 포함하고 있는 하위 블록의 경우, 마지막 0이 아닌 계수에 대해서는 sig_coeff_flag[n]가 부호화/복호화될 필요가 없으므로 부호화/복호화 과정이 생략될 수 있다.
sig_coeff_flag[n]가 1인 경우에만 레벨 정보 부호화/복호화가 수행될 수 있다. 이때, 레벨 정보 부호화/복호화 과정은 상술한 구문 요소들 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 한편, 구문 요소 sig_coeff_flag[xC][yC]는 현재 블록 내 각 변환 계수 위치(xC, yC)의 변환 계수가 0인지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다.
sig_coeff_flag[n] 부호화/복호화 이후의 남은 레벨 값은 다음의 수학식 7에 따라 유도될 수 있다.
이때, 구문 요소 remAbsLevel[n]은 스캔 위치 n에서 부호화/복호화되어야하는 레벨 값을 지시할 수 있다. coeff[n]는 실제 변환 계수 값을 의미할 수 있다.
구문 요소 abs_level_gtx_flag[n][0]는 스캔 위치 n에서의 | coeff[n] | 이 1보다 큰지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다. abs_level_gtX_flag[n][0]의 값이 0이면 해당 위치 계수의 절대값은 1일 수 있다. 반면 abs_level_gtX_flag[n][0]의 값이 1이면, remAbsLevel[n]은 다음의 수학식 8에 따라 유도될 수 있다.
구문 요소 par_level_flag[n]는 다음의 수학식 9에 따라 remAbsLevel[n]의 LSB(least significant coefficient) 값을 부호화/복호화하는데 사용되는 구문 요소일 수 있다. 즉, par_level_flag[n]는 스캔 위치 n의 변환 계수 레벨 값의 패리티(parity)를 지시할 수 있다. par_leve_flag[n] 부호화/복호화 후, remAbsLevel[n]을 다음의 수학식 9에 따라 업데이트될 수 있다.
구문 요소 abs_level_gtx_flag[n][1]는 스캔 위치 n에서의 | coeff[n] | 이 3보다 큰지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다. 예컨대, abs_level_gtX_flag[n][1]가 1인 경우에만 abs_remainder[n]이 부호화/복호화될 수 있다. 일 예로, coeff[n]와 각 구문 요소들의 관계는 다음의 수학식 10과 같을 수 있다. 이때, | coeff[n] |는 변환 계수 레벨 값을 지시하며, 변환 계수에 대한 AbsLevel[n]이라고 표현될 수도 있다. 구문 요소 coeff_sign_flag[n]은 해당 스캔 위치 n에서의 변환 계수 부호(sign)를 지시할 수 있다. 상술한 내용을 종합하면, abs_level_gtx_flag[n][i]는 변환 계수의 절대값이 1 또는 3 중 어느 하나 보다 큰지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다.
상술한 내용을 고려하면, | coeff[n] |의 값에 따라 각 구문 요소들은 표 2의 값을 가질 수 있다.
한편, CABAC은 높은 성능을 제공하지만 처리량(throughput) 성능이 좋지 않다는 단점을 갖는다. 이는 상술한 CABAC의 정규 부호화 엔진으로 인한 것일 수 있다. 정규 부호화 엔진은 이전 빈의 부호화를 통해 업데이트된 확률 상태와 범위를 사용하기 때문에 높은 데이터 의존성을 보이며, 확률 구간을 읽고 현재 상태를 판단하는데 많은 시간이 소요되는 문제점을 가진다. 이때, 문맥 부호화 빈의 수를 제한하는 경우, CABAC의 처리량 문제가 해결될 수 있다.
일 예로, sig_coeff_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag[n], abs_level_gtx_flag[n][1]를 표현하기 위해 사용된 빈의 합을 서브 블록의 크기에 따라 제한할 수 있다. 예컨대, 상기 빈의 합은 4x4 서브 블록일 경우 32, 2x2 서브 블록일 경우 8로 제한될 수 있다. 문맥 요소를 부호화하기 위해 제한된 개수의 문맥 부호화 빈을 모두 사용한 경우, 나머지 계수들에 대해서는 CABAC이 적용되지 않고 바이패스 부호화/복호화가 수행될 수 있다. 즉, 부호화/복호화 빈의 수가 4x4 CG에서 32, 2x2 CG에서 8이 되는 경우, sig_coeff_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag[n], abs_level_gtx_flag[n][1]는 추가로 부호화되지 않을 수 있다. 이때, |coeff[n]|는 기설정된 dec_abs_level[n]으로 부호화/복호화될 수 있다. 또는, sig_coeff_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag[n] 및/또는 abs_level_gtx_flag[n][1]를 표현하기 위해 사용된 빈의 합을 변환 블록의 크기에 따라 제한할 수 있다. 예컨데, 상기 빈의 합은 블록 내 픽셀 개수의 1.75배일 수 있다. 문맥 요소를 부호화하기 위해 제한된 개수의 문맥 부호화 빈을 모두 사용한 경우, 나머지 계수들에 대해서는 CABAC이 적용되지 않고 바이패스 부호화/복호화가 수행될 수 있다. 즉, 부호화/복호화 빈의 수가 블록 내 픽셀 개수의 1.75배를 초과하는 경우 (예 : 16x16 블록의 경우 448개), sig_coeff_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag[n], abs_level_gtx_flag[n][1]는 추가로 부호화되지 않을 수 있다. 이때, |coeff[n]|는 기설정된 dec_abs_level[n]으로 부호화/복호화될 수 있다.
레지듀얼 계수의 레벨에 대한 Rice 파라미터 유도 과정
Rice 파라미터의 유도 과정은 현재 변환 블록의 색 성분 정보 (cIdx), 현재 변환 블록의 좌상단 루마 위치 (x0, y0), 현재 레지듀얼 계수의 스캔 위치 (xC, yC), 현재 변환 블록의 너비(log2TbWidth)와 높이(log2TbHeight)를 입력받아, Rice 파라미터 cRiceParam을 출력할 수 있다.
먼저, 변수 locSumAbs가 아래 표 3의 의사 코드(pseudo code)에 도출될 수 있다.
또한, locSumAbs에 기반하여, cRiceParam이 표 4와 같이 도출될 수 있다.
상기 Rice 파라미터 유도 과정은 구문 요소 dec_abs_level[] 및 구문 요소 abs_remainder[]에 대해 적용될 수 있다. 즉, 상기 Rice 파라미터 유도 과정은 현재 변환 블록 내 레지듀얼 계수에 대해 공통으로 적용될 수도 있다.
레지듀얼 계수의 레벨에 대한 이진화 과정(binarization process)
상기 유도된 cRiceParam은 해당 구문 요소의 이진화 과정에서 cMax를 유도하기 위해 이용될 수 있다. 해당 구문 요소의 prefixVal은 cMax와 해당 구문 요소의 값 중 작은 값으로 결정될 수 있다. 또한, 해당 구문 요소의 suffixVal은 해당 구문 요소의 값에서 cMax 값을 뺀 값으로 결정될 수 있다. 상기와 같이 해당 구문 요소의 prefixVal과 suffixVal이 결정된 후, 각각에 대해 이진화 과정을 수행하여 해당 구문 요소의 이진화된 빈 스트링을 생성할 수 있다. 즉, 해당 구문 요소의 이진화된 빈 스트링은 prefixVal의 빈 스트링(prefix bin string)과 suffixVal(존재하는 경우)의 빈 스트링을 결합(concatenation)하여 생성될 수 있다.
변환 스킵된 레지듀얼 신호의 부호화
레지듀얼 신호에 대해 변환이 스킵되는 경우, 공간 도메인(spatial domaion)의 양자화된 레지듀얼 신호의 통계적 신호 특성을 고려하여, 레지듀얼 신호의 부호화 과정이 수정될 수 있다.
예컨대, 변환 블록 내 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수의 위치에 관한 정보는 부호화가 생략될 수 있다. 변환을 수행하는 경우, 에너지가 저주파수 영역으로 집중되고, 고주파수 영역에는 0 또는 유효하지 않은 레벨이 출현할 확률이 높다. 그러므로, 변환을 수행하는 경우, 마지막 유효 계수의 위치가 중요한 의미를 가질 수 있다. 그러나, 변환을 스킵하는 경우, 상기와 같은 저주파수 영역으로의 에너지 집중 현상은 발생하지 않는다. 즉, 변환을 스킵하는 경우, 유효 계수는 현재 변환 블록 내에서 고르게 분포하게 되므로, 마지막 유효 계수의 위치는 중요한 의미를 갖지 않고 따라서 부호화되지 않을 수 있다.
또한, sig_coeff_flag[]에 대한 문맥 모델링이 수정될 수 있다. 구문 요소 sig_coeff_flag[]의 문맥 모델은 현재 스캐닝 위치의 주변 위치를 참조하여 유도될 수 있다. 이때 참조되는 주변 위치를 템플릿(template)이라 정의할 수 있다. 변환을 스킵하는 경우, 구문 요소 sig_coeff_flag[]의 문맥 모델을 결정하기 위한 템플릿은 현재 스캐닝 위치의 좌측 위치(NB0) 및 상단 위치(NB1)로 수정될 수 있다. 예컨대, 구문 요소 sig_coeff_flag[]의 문맥 모델을 결정하기 위한 문맥 증가값(ctxInc, context increment)은 sig_coeff_flag[NB0] + sig_coeff_flag[NB1]에 기반하여 유도될 수 있다. 즉, 현재 스캐닝 위치의 좌측 위치의 sig_coeff_flag 값과 현재 스캐닝 위치의 상단 위치의 sig_coeff_flag 값에 기반하여 현재 스캐닝 위치의 sig_coeff_flag의 문맥 모델이 유도될 수 있다. 따라서, 변환을 스킵하는 경우의 문맥 모델은 대각 방향과 독립적으로 결정될 수 있다. 또한, 3가지의 문맥 모델 중 하나가 결정될 수 있다.
변환이 스킵되는 경우의 레지듀얼 신호의 분포를 고려하여, 구문 요소 abs_remainder[]의 부호화에 있어서도 수정이 필요하다. 전술한 바와 같이, abs_remainder[]의 이진화를 위해 Rice 파라미터가 유도될 수 있다. 표 3의 의사 코드에 따르면, Rice 파라미터를 유도하기 위해, 현재 스캐닝 위치의 우측 위치 (xC+1, yC) 및 하단 위치 (xC, yC+1)가 템플릿으로 사용됨을 알 수 있다. 그러나, 변환이 스킵되는 경우, 전술한 sig_coeff_flag의 템플릿과 유사하게 현재 스캐닝 위치 (xC, yC)의 좌측 위치 (xC-1, yC) 및 상단 위치 (xC, yC-1)를 abs_reminder[]의 Rice 파라미터를 유도하기 위한 템플릿으로 정의할 수 있다. 또는, 변환 스킵 잔차 신호에 대한 Rice parameter는 특정한 숫자로 고정할 수 있다. 예컨데, 변환 스킵 잔차 신호에 대한 rice parameter는 1일 수 있다.
구문 요소 sig_coeff_flag의 문맥 모델 유도 과정
구문 요소는 CABAC을 이용하여 인코딩/디코딩될 수 있다. CABAC을 수행하기 위해, 문맥 모델(context model)이 유도될 수 있다. 문맥 모델은 예컨대, 문맥 인덱스(ctxIdx)를 결정함으로써 유도될 수 있으며, ctxIdx는 변수 ctxIdxOffset과 ctxInc의 합으로 유도될 수 있다. 이때, ctxInc는 전술한 바와 같이, 템플릿을 이용하여 유도될 수 있다.
구체적으로, 구문 요소 sig_coeff_flag의 ctxInc를 유도하기 위해 표 5의 의사 코드에 따라 변수 locNumSig 및 locSumAbsPass1이 유도될 수 있다.
표 5에 나타난 바와 같이, locNumSig 및 locSumAbsPass1을 유도하기 위한 과정에서 이용되는 템플릿은 transform_skip_flag에 따라 상이할 수 있다. 구체적으로, transform_skip_flag가 1인 경우(변환이 스킵되는 경우), 현재 스캐닝 위치 (xC, yC)의 좌측 위치 (xC-1, yC) 및 상단 위치 (xC, yC-1)가 템플릿으로 이용될 수 있다. 구문 요소 sig_coeff_flag의 ctxInc는 locNumSig 및/또는 locSumAbsPass1에 기반하여 도출될 수 있다. 즉, sig_coeff_flag의 문맥 모델링을 위해 이용되는 템플릿은 변환이 스킵되는지에 따라 상이하여 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, BDPCM은 변환이 스킵된 레지듀얼 블록을 부호화하는 과정에서 적용될 수 있다. BDPCM이 적용되는 경우, 전술한 바와 같이, (양자화된) 레지듀얼 계수를 부호화하는 대신, 행 또는 열 방향으로 라인 단위의 레지듀얼 계수 간 예측을 수행함으로써 발생하는 차이값을 부호화하므로, 변환이 스킵되는 다른 레지듀얼 신호와는 또 다른 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 하나의 라인 내의 연속된 레지듀얼의 값이 (3, 3, 4, 3)일 경우, BDPCM이 적용되면, 실제 전송되는 레지듀얼의 값은 (3, 0, 1, -1)이 되어 레벨이 현저하게 줄어들며, 부호 또한 바뀔 수 있다. 따라서, BDPCM에 적합한 통계적 특성을 누적할 수 있도록 별도의 문맥 모델을 선택하거나 레지듀얼 계수의 level을 이진화할 때 사용하는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 적응적으로 적용할 필요가 있다.
전술한 바와 같이, sig_coeff_flag의 문맥 모델을 결정하거나 abs_remainder의 이진화를 위한 Rice 파라미터를 유도하기 위해 주변 픽셀을 참조할 수 있다. 이때 참조되는 주변 픽셀(또는 그 위치)을 템플릿이라고 정의할 수 있다. 변환이 스킵되는 경우, 현재 픽셀(현재 스캐닝 위치)의 좌측 위치 및 상단 위치가 템플릿으로 참조될 수 있다. 만일 현재 픽셀이 블록 내 가장 상단에 위치하거나 가장 좌측에 위치하는 경우, 가용한 주변 픽셀만을 템플릿으로서 참조할 수 있다. 가용하지 않은 주변 픽셀 위치의 non-zero 여부 또는 level 값은 0으로 초기화할 수 있다. 현재 픽셀의 위치가 (0, 0)인 경우, 어떠한 픽셀도 참조할 수 없으므로, 주변 픽셀 위치에 대한 non-zero 여부 또는 level 값은 0으로 유도할 수 있다.
도 22 및 도 23은 본 개시의 일 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 22 및 도 23에서 "C"는 현재 픽셀을 나타내고, "A"와 "L"은 각각 상단 주변 픽셀 및 좌측 주변 픽셀을 나타낸다. 또한, 도 22의 블록의 우측에 표시된 화살표는 BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 것을 나타내고, 도 23의 블록의 하단에 표시된 화살표는 BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 것을 나타낸다.
변환이 스킵된 블록의 레지듀얼 신호를 부호화하기 위해 도 22 및 도 23의 좌측에 도시된 블록과 같이 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀(L) 및 상단 픽셀(A)이 템플릿으로서 참조될 수 있다. 예컨대, 상기 템플릿은 abs_remainder[]의 Rice 파라미터를 유도하는 경우 또는 sig_coeff_flag의 문맥 모델을 유도하는 경우의 템플릿일 수 있다.
변환이 스킵된 블록이 BDPCM으로 예측된 블록인 경우, BDPCM의 예측 방향에 기반하여 템플릿이 수정될 수 있다. 예컨대, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 도 22의 우측에 도시된 블록과 같이 현재 픽셀(C)의 상단 픽셀(A)만을 템플릿으로서 참조할 수 있다. 또한, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 도 23의 우측에 도시된 블록과 같이 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀(L)만을 템플릿으로서 참조할 수 있다. 즉, 현재 픽셀 위치(계수, 레지듀얼 계수 또는 양자화된 레지듀얼 계수 위치)에 대하여 BDPCM의 예측 방향을 고려하여, 참조되지 않은 위치의 픽셀은 주변과의 유사성을 확인하기 위한 템플릿(neighbor position for context model selection, rice parameter derivation)으로 활용하지 않을 수 있다. 이 경우, 예를 들어 현재 계수 위치를 기준으로 BDPCM의 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 템플릿으로 이용하고, BDPCM의 예측 방향에 위치하지 않는 참조 샘플은 템플릿으로 이용하지 않을 수 있다.
도 24는 본 개시에 따라 BDPCM의 예측 방향을 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 24에 도시된 바와 같이, 변환 스킵된 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지를 판단하고(S2410), BDPCM이 적용되지 않은 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀 및 상단 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S2420). 현재 블록에 BDPCM이 적용된 경우, BDPCM의 예측 방향이 판단되고(S2430), 수평 방향일 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의하고(S2440), 수직 방향일 경우, 현재 픽셀의 상단 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S2450). 상기와 같이 변환 스킵된 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지의 여부 및/또는 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 정의된 현재 픽셀의 템플릿을 활용하여 부호화/복호화를 수행할 수 있다(S2460). 단계 S2460의 부호화/복호화는 예컨대, 현재 픽셀의 레지듀얼 신호의 부호화/복호화로서, 레지듀얼 신호의 문맥 모델 유도 과정 또는 Rice 파라미터 유도 과정을 포함할 수 있다.
도 22 내지 도 24를 참조하여 설명한 실시예에 따르면, BDPCM의 예측 방향(예컨대, bdpcm_dir_flag)에 기반하여, 현재 픽셀에 이웃한 픽셀 중 어떠한 픽셀과 더 높은 상관성(correlation)을 갖는지 확인하고, 이를 현재 픽셀에 대한 주변 픽셀의 통계로 활용함으로써 부호화 효율을 높일 수 있다.
도 25 및 도 26은 본 개시의 다른 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 25 및 도 26에서 "C"는 현재 픽셀을 나타내고, "A"와 "L"은 각각 상단 주변 픽셀 및 좌측 주변 픽셀을 나타낸다. 또한, 도 25의 블록의 우측에 표시된 화살표는 BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 것을 나타내고, 도 26의 블록의 하단에 표시된 화살표는 BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 것을 나타낸다. 또한, 도 25 및 도 26에서, 굵은 실선으로 나타낸 라인은 현재 픽셀이 위치한 BDPCM 라인을 나타낸다.
변환이 스킵된 블록의 레지듀얼 신호를 부호화하기 위해 도 25 및 도 26의 좌측에 도시된 블록과 같이 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀(L) 및 상단 픽셀(A)이 템플릿으로서 참조될 수 있다. 예컨대, 상기 템플릿은 abs_remainder[]의 Rice 파라미터를 유도하는 경우 또는 sig_coeff_flag의 문맥 모델을 유도하는 경우의 템플릿일 수 있다.
변환이 스킵된 블록이 BDPCM으로 예측된 블록인 경우, BDPCM의 예측 방향에 기반하여 템플릿이 수정될 수 있다. 예컨대, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 도 25의 우측에 도시된 블록과 같이 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀(L)만을 템플릿으로서 참조할 수 있다. 또한, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 도 26의 우측에 도시된 블록과 같이 현재 픽셀(C)의 상단 픽셀(A)만을 템플릿으로서 참조할 수 있다.
도 25 및 도 26을 참조하여 설명하는 실시예에서는 현재 픽셀 위치에 대하여 같은 BDPCM 라인에 존재하지 않는 픽셀은 주변과의 유사성을 확인하기 위한 템플릿(neighbor position for context model selection, rice parameter derivation)으로 활용하지 않을 수 있다.
도 27은 본 개시에 따라 BDPCM의 라인을 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 27에 도시된 바와 같이, 변환 스킵된 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지를 판단하고(S2710), BDPCM이 적용되지 않은 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀 및 상단 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S2720). 현재 블록에 BDPCM이 적용된 경우, BDPCM의 예측 방향이 판단되고(S2730), 수평 방향일 경우, 현재 픽셀의 상단 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의하고(S2740), 수직 방향일 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S2750). 즉, 현재 픽셀과 동일한 BDPCM 라인에 존재하는 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다. 상기와 같이 변환 스킵된 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지의 여부 및/또는 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 정의된 현재 픽셀의 템플릿을 활용하여 부호화/복호화를 수행할 수 있다(S2760). 단계 S2760의 부호화/복호화는 예컨대, 현재 픽셀의 레지듀얼 신호의 부호화/복호화로서, 레지듀얼 신호의 문맥 모델 유도 과정 또는 Rice 파라미터 유도 과정을 포함할 수 있다.
도 25 내지 도 27을 참조하여 설명한 실시예에 따르면, BDPCM의 예측 방향(예컨대, bdpcm_dir_flag)에 기반하여, 현재 픽셀에 이웃한 픽셀 중 어떠한 픽셀과 더 높은 상관성(correlation)을 갖는지 확인하고, 이를 현재 픽셀에 대한 주변 픽셀의 통계로 활용함으로써 부호화 효율을 높일 수 있다.
도 28 및 도 29는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 28 및 도 29에서 "C"는 현재 픽셀을 나타내고, "A"와 "L"은 각각 상단 주변 픽셀 및 좌측 주변 픽셀을 나타낸다. 또한, 도 28의 블록의 우측에 표시된 화살표는 BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 것을 나타내고, 도 29의 블록의 하단에 표시된 화살표는 BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 것을 나타낸다.
DPCM에서는 예측치가 없는 첫번째 값, 또는 BDPCM에서는 첫번째 라인의 값은 예측되지 않고 기존과 동일한 값으로 부호화된다. 그러나 그 이후부터는 이전에 부호화된 라인의 값과의 차분이 부호화된다. 따라서, 부호화되는 레벨의 크기가 대체로 첫번째 라인의 레벨에 비해 매우 작거나 0이 될 수 있다. 즉, 첫번째 라인에 포함된 픽셀과 다른 라인에 포함된 픽셀 간에 레벨의 크기가 매우 달라지는 특성을 가질 수 있다. 즉 첫번째 라인에 포함된 주변 픽셀은 두번째 라인 이후에 포함된 현재 픽셀의 템플릿으로 활용하는 것이 적절하지 않은 경우가 있다.
이를 고려하여, 도 28 및 도 29에 도시된 실시예는 현재 픽셀 위치와 BDPCM의 예측 방향에 따라 첫번째 라인에 포함된 주변 픽셀을 템플릿(neighbor position for context model selection, rice parameter derivation)으로 활용하지 않을 수 있다. 즉, BDPCM의 첫번째 라인을 가용하지 않다고 가정하고 템플릿을 정의할 수 있다. 일례로, sig_coeff_flag는 현재 픽셀의 상단 픽셀 및 좌측 픽셀이 0인지 0이 아닌지 여부를 확인한 뒤 이에 기반하여 문맥 모델을 결정한다. 이 때, 첫번째 라인은 non-zero인 레벨이 존재할 가능성이 다른 라인보다 높으므로, 주변 픽셀이 첫번째 라인인지의 여부에 따라 적응적으로 통계를 누적함으로써 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 마찬가지로, Rice 파라미터는 현재 픽셀의 주변 레벨의 크기에 기반하여 유도되므로, 현재 픽셀이 두번째 라인이라면 첫번째 라인의 차분되지 않은 레벨을 참조하지 않음으로써 현재 계수에 더 적합한 Rice 파라미터를 유도할 수 있다.
도 28의 좌측에 도시된 바와 같이, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향이고, 현재 픽셀(C)의 상단 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 속하는 경우, 좌측 픽셀(L)만을 템플릿으로서 참조할 수 있다. 만약, 도 28의 우측에 도시된 바와 같이, 현재 픽셀(C)의 상단 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 속하지 않는 경우, 상단 픽셀(A)과 좌측 픽셀(L)을 템플릿으로서 참조할 수 있다.
유사하게, 도 29의 좌측에 도시된 바와 같이, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향이고, 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 속하는 경우, 상단 픽셀(A)만을 템플릿으로서 참조할 수 있다. 만약, 도 29의 우측에 도시된 바와 같이, 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 속하지 않는 경우, 상단 픽셀(A)과 좌측 픽셀(L)을 템플릿으로서 참조할 수 있다.
도 30은 본 개시에 따라 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 포함되는지 여부를 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 30에 도시된 바와 같이, 변환 스킵된 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지를 판단하고(S3010), BDPCM이 적용되지 않은 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀 및 상단 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S3020). 현재 블록에 BDPCM이 적용된 경우, BDPCM의 예측 방향이 판단될 수 있다(S3030). BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S3040). 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하는 경우, 현재 픽셀의 상단 주변 픽셀만을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S3050). 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하지 않는 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀 및 상단 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S3060). 유사하게, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 현재 픽셀의 상단 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S3070). 현재 픽셀의 상단 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하지 않는 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀 및 상단 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S3060). 현재 픽셀의 상단 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하는 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀만을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S3080). 상기와 같이 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지의 여부, BDPCM의 예측 방향 및 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하는지 여부에 기반하여 정의된 현재 픽셀의 템플릿을 활용하여 부호화/복호화를 수행할 수 있다(S3090). 단계 S3090의 부호화/복호화는 예컨대, 현재 픽셀의 레지듀얼 신호의 부호화/복호화로서, 레지듀얼 신호의 문맥 모델 유도 과정 또는 Rice 파라미터 유도 과정을 포함할 수 있다.
도 28 및 도 30을 참조하여 설명한 실시예는 현재 픽셀의 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인인지의 여부에 기반하여 현재 픽셀의 템플릿을 정의하므로 BDPCM의 첫번째 라인과 그 이후의 라인의 통계적 특성을 반영할 수 있다. 따라서, 현재 픽셀에 부호화/복호화에 보다 적합한 문맥 모델 및 Rice 파라미터를 도출할 수 있다.
도 31 및 도 32는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라 BDPCM이 적용된 블록에 대한 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 31 및 도 32에서 "C"는 현재 픽셀을 나타내고, "A"와 "L"은 각각 상단 주변 픽셀 및 좌측 주변 픽셀을 나타낸다. 또한, 도 31의 블록의 우측에 표시된 화살표는 BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 것을 나타내고, 도 32의 블록의 하단에 표시된 화살표는 BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 것을 나타낸다.
도 31 및 도 32를 참조하여 설명하는 실시예는 도 22 및 도 23을 참조하여 설명한 실시예와 도 28 및 도 29를 참조하여 설명한 실시예를 조합한 것이다. 즉, BDPCM의 예측에 참조되지 않은 주변 픽셀과 BDPCM의 첫번째 라인에 포함된 주변 픽셀은 템플릿으로 활용하지 않을 수 있다.
구체적으로, 도 31의 좌측에 도시된 블록과 같이, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 현재 픽셀(C)의 상단 픽셀이 템플릿으로 활용될 수 있는데, 현재 픽셀(C)의 상단 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 포함되므로 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀 및 상단 픽셀은 모두 템플릿으로서 가용하지 않을 수 있다. 또한 도 31의 우측에 도시된 블록과 같이, 현재 픽셀(C)의 상단 픽셀(A)이 BDPCM의 첫번째 라인에 포함되지 않으므로, 상단 픽셀(A)이 현재 픽셀(C)의 템플릿으로서 활용될 수 있다.
유사하게, 도 32의 좌측에 도시된 블록과 같이, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀이 템플릿으로 활용될 수 있는데, 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 포함되므로 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀 및 상단 픽셀은 모두 템플릿으로서 가용하지 않을 수 있다. 또한 도 32의 우측에 도시된 블록과 같이, 현재 픽셀(C)의 좌측 픽셀(L)이 BDPCM의 첫번째 라인에 포함되지 않으므로, 좌측 픽셀(L)이 현재 픽셀(C)의 템플릿으로서 활용될 수 있다.
도 33은 본 개시에 따라 BDPCM의 예측 방향 및 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 포함되는지 여부를 고려하여 템플릿을 정의하고 문맥 모델 또는 Rice 파라미터를 유도하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 33에 도시된 바와 같이, 변환 스킵된 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지를 판단하고(S3310), BDPCM이 적용되지 않은 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀 및 상단 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S3320). 현재 블록에 BDPCM이 적용된 경우, BDPCM의 예측 방향이 판단될 수 있다(S3330). BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S3340). 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하지 않는 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S3350). 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하는 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀 및 상단 주변 픽셀은 모두 템플릿으로서 정의되지 않을 수 있다(S3360). 유사하게, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 현재 픽셀의 상단 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하는지 여부를 판단할 수 있다(S3370). 현재 픽셀의 상단 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하지 않는 경우, 현재 픽셀의 상단 주변 픽셀을 템플릿으로서 정의할 수 있다(S3380). 현재 픽셀의 상단 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하는 경우, 현재 픽셀의 좌측 주변 픽셀 및 상단 주변 픽셀은 모두 템플릿으로서 정의되지 않을 수 있다(S3360). 상기와 같이 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지의 여부, BDPCM의 예측 방향 및 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인에 존재하는지 여부에 기반하여 정의된 현재 픽셀의 템플릿을 활용하여 부호화/복호화를 수행할 수 있다(S3390). 단계 S3390의 부호화/복호화는 예컨대, 현재 픽셀의 레지듀얼 신호의 부호화/복호화로서, 레지듀얼 신호의 문맥 모델 유도 과정 또는 Rice 파라미터 유도 과정을 포함할 수 있다.
도 31 및 도 33을 참조하여 설명한 실시예는 BDPCM의 예측 방향 및 현재 픽셀의 주변 픽셀이 BDPCM의 첫번째 라인인지의 여부에 기반하여 현재 픽셀의 템플릿을 정의하므로 BDPCM의 통계적 특성이 보다 잘 반영될 수 있다. 따라서, 현재 픽셀에 부호화/복호화에 보다 적합한 문맥 모델 및 Rice 파라미터를 도출할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 25 및 도 26을 참조하여 설명한 실시예와 도 28 및 도 29를 참조하여 설명한 실시예를 조합하여 수행할 수 있다. 즉, 현재 픽셀과 같은 BDPCM 라인에 존재하지 않는 주변 픽셀과 BDPCM의 첫번째 라인에 포함된 주변 픽셀은 템플릿으로 활용하지 않을 수 있다.
도 22 내지 도 33을 참조하여, 템플릿으로서 가용한 주변 픽셀과 가용하지 않은 주변 픽셀에 대한 다양한 실시예를 설명하였다. 그러나, 현재 픽셀의 위치에 따라 가용하지 않은 주변 픽셀이 존재할 수도 있다. 예컨대, 좌측 주변 픽셀 또는 상단 주변 픽셀이 현재 블록 내에 존재하지 않는 경우, 해당 주변 픽셀은 템플릿으로서 가용하지 않을 수 있다.
상술한 다양한 실시예에서, 가용하지 않은 주변 픽셀은 참조하지 않거나 소정의 값으로 치환하여 참조할 수도 있다. 예컨대, 가용하지 않은 주변 픽셀 위치의 non-zero 여부 또는 level 값은 0으로 대체되어 참조될 수도 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 34는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 34에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기반하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.
Claims (15)
- 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서,
인트라 예측된 현재 블록에 대해 BDPCM(block difference pulse code modulation)이 적용되는지 여부를 지시하는 제1 정보를 비트스트림으로부터 파싱하는 단계;
상기 제1 정보가 상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는 것을 지시하는 경우, 상기 현재 블록에 대한 BDPCM의 예측 방향을 결정하고, 상기 결정된 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 단계;
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여, 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 및
상기 레지듀얼 블록과 상기 예측 블록에 기반하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 제1 정보는 상기 현재 블록에 0이 아닌 레지듀얼 신호가 존재하는 경우에만 파싱되고,
상기 현재 블록에 0이 아닌 레지듀얼 신호가 존재하지 않는 경우, 상기 제1 정보의 파싱을 스킵하고, 상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되지 않는 것으로 결정되는 영상 복호화 방법. - 제2항에 있어서,
상기 현재 블록에 0이 아닌 레지듀얼 신호가 존재하는지의 여부는 상기 비트스트림으로부터 파싱된 정보에 기반하여 판단되는 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 BDPCM의 예측 방향은 상기 비트스트림으로부터 파싱된 제2 정보에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 BDPCM의 예측 방향과 상기 인트라 예측 모드의 예측 방향은 동일한 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 BDPCM의 예측 방향은 상기 인트라 예측 모드에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법. - 제6항에 있어서,
상기 인트라 예측 모드의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 결정되고,
상기 인트라 예측 모드의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 결정되고,
상기 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 소정의 방향으로 결정되는 영상 복호화 방법. - 제7항에 있어서,
상기 소정의 방향은 기정의된 방향 또는 상기 현재 블록의 상위 레벨에서 시그널링되는 정보에 기반하여 도출된 방향인 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 BDPCM의 예측 방향은 상기 현재 블록의 크기에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법. - 제9항에 있어서,
상기 현재 블록의 너비가 W이고, 높이가 H일 때,
W가 H보다 큰 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 결정되고,
H가 W보다 큰 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 결정되는 영상 복호화 방법. - 제9항에 있어서,
상기 현재 블록의 너비가 W이고, 높이가 H일 때,
W/H가 소정의 정수 N 이상일 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수직 방향으로 결정되고,
W/H가 1/N 이하일 경우, 상기 BDPCM의 예측 방향은 수평 방향으로 결정되는 영상 복호화 방법. - 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
상기 적어도 하나의 프로세서는
인트라 예측된 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 제1 정보를 비트스트림으로부터 파싱하고,
상기 제1 정보가 상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는 것을 지시하는 경우, 상기 현재 블록에 대한 BDPCM의 예측 방향을 결정하고, 상기 결정된 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하고,
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여, 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하고,
상기 레지듀얼 블록과 상기 예측 블록에 기반하여 상기 현재 블록을 복원하는 영상 복호화 장치. - 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서,
현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는지 여부를 결정하는 단계;
상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는 경우, 상기 현재 블록에 대한 BDPCM의 예측 방향을 결정하는 단계;
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여, 인트라 예측을 수행함으로써 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계;
상기 예측 블록에 기반하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 단계;
상기 결정된 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 부호화하는 단계; 및
상기 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 제1 정보를 부호화하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법. - 제13항에 있어서,
상기 BDPCM의 예측 방향과 상기 인트라 예측 모드의 예측 방향은 동일한 영상 부호화 방법. - 제13항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
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