KR20220017380A - 임의 블록 분할을 이용한 비디오 부호화 및 복호화 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인트라 예측을 이용하여 대상블록을 복호화하는 영상 복호화 방법을 제공한다. 상기 복호화 방법은, 비트스트림으로부터 상기 대상블록을 분할하기 위한 적어도 하나의 경계선을 특정하는 경계선 정보를 복호화하는 단계, 상기 경계선 정보는 상기 대상블록을 복수의 비-직방형(non-rectangular) 블록들로 분할하는 것을 허용함; 상기 경계선 정보에 근거하여, 상기 비-직방형 블록들에 대한 인트라 예측모드들을 결정하는 단계; 상기 인트라 예측모드들을 이용하여 상기 비-직방형 블록들 각각을 인트라 예측함으로써, 상기 대상블록의 예측블록을 생성하는 단계; 상기 비트스트림으로부터 상기 대상블록의 잔차블록을 복원하는 단계; 및 상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여 상기 대상블록을 복원하는 단계를 포함한다.

Description

임의 블록 분할을 이용한 비디오 부호화 및 복호화 {Arbitrary Block Split Based Video Encoding and Decoding}

본 발명은 임의 블록 분할을 이용한 비디오 부호화 및 복호화에 관한 것이다.

비디오 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다.

따라서, 통상적으로 비디오 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 비디오 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 비디오 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 비디오 압축 기술로는 H.264/AVC, HEVC(High Efficiency Video Coding) 등을 비롯하여, HEVC에 비해 약 30% 이상의 부호화 효율을 향상시킨 VVC(Versatile Video Coding)가 존재한다.

그러나, 픽처의 크기 및 해상도, 프레임율이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다. 특히, 다양한 객체들의 존재로 다양한 방향의 에지들(객체들 간의 경계들)을 포함하는 픽처들과 같이 복잡한 텍스처를 가지는 픽처들을 보다 효율적으로 부호화할 수 있는 압축 기술이 요구된다.

본 개시는 다양한 방향의 에지들을 포함하는 비디오를 효율적으로 부호화 또는 복호화하는 방법을 제안한다. 더 구체적으로, 수평 또는 수직 방향이 아닌 에지들을 포함하는 블록에 대한 예측 및 변환 방법을 제안한다.

본 발명의 일 측면은 인트라 예측을 이용하여 대상블록을 복호화하는 영상 복호화 방법을 제공한다. 상기 복호화 방법은, 비트스트림으로부터 상기 대상블록을 분할하기 위한 적어도 하나의 경계선을 특정하는 경계선 정보를 복호화하는 단계, 상기 경계선 정보는 상기 대상블록을 복수의 비-직방형(non-rectangular) 블록들로 분할하는 것을 허용함; 상기 경계선 정보에 근거하여, 상기 비-직방형 블록들에 대한 인트라 예측모드들을 결정하는 단계; 상기 인트라 예측모드들을 이용하여 상기 비-직방형 블록들 각각을 인트라 예측함으로써, 상기 대상블록의 예측블록을 생성하는 단계; 상기 비트스트림으로부터 상기 대상블록의 잔차블록을 복원하는 단계; 및 상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여 상기 대상블록을 복원하는 단계를 포함한다.

상기 잔차블록을 복원하는 단계는, 상기 비트스트림으로부터 직방형의 복수의 변환계수블록들을 복원하는 단계; 상기 변환계수블록들을 각각 역변환하여 잔차 서브블록들을 생성하는 단계; 상기 경계선 정보에 의해 특정되는 경계선, 및 상기 변환계수블록들의 개수, 및 상기 변환계수블록들 각각의 크기에 근거하여 상기 대상블록을 복수의 영역으로 분할하고, 각 잔차 서브블록 내의 잔차신호들을 대응하는 영역 내로 재배치함으로써 상기 잔차블록을 복원하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 복수의 영역은, 상기 경계선을 포함하고 상기 경계선 근방에 형성되는 경계선 영역, 및 상기 경계선을 포함하지 않는 하나 이상의 비-경계선 영역을 포함한다.

본 발명의 다른 측면은 인트라 예측을 이용하여 대상블록을 부호화하는 영상 부호화 방법을 제공한다. 상기 부호화 방법은, 적어도 하나의 경계선을 이용하여 상기 대상블록을 분할하는 단계, 상기 경계선은 상기 대상블록을 복수의 비-직방형(non-rectangular) 블록들로 분할하는 것을 허용함; 상기 경계선에 근거하여, 상기 비-직방형 블록들에 대한 인트라 예측모드들을 결정하는 단계; 상기 비-직방형 블록들 각각을 인트라 예측함으로써, 상기 대상블록의 예측블록을 생성하는 단계; 상기 대상블록으로부터 상기 예측블록을 감산함으로써, 상기 대상블록의 잔차블록을 생성하는 단계; 및 상기 경계선을 특정하기 위한 경계선 정보 및 상기 잔차블록 내의 잔차신호들을 부호화하는 단계를 포함한다.

상기 잔차블록 내의 잔차신호들을 부호화하는 단계는, 상기 대상블록을 복수의 영역으로 분할하는 단계, 상기 복수의 영역은, 상기 경계선을 포함하고 상기 경계선 근방에 형성되는 경계선 영역, 및 상기 경계선을 포함하지 않는 하나 이상의 비-경계선 영역을 포함함; 및 상기 복수의 영역 각각에 대해, 상기 영역의 내의 잔차신호들을 재배열하여 직방형의 잔차 서브블록을 생성하고, 상기 잔차 서브블록을 변환하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 현재블록의 주변블록에 대한 예시도이다.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 측면에 따른 대상블록을 기하학적으로 분할하는 예시도이다.
도 7은 본 개시의 일 측면에 따른 미리 정의된 다양한 경계선들을 나타내는 예시도이다.
도 8은 본 개시의 일 측면에 따른 각 서브블록들에 대한 참조픽셀들을 구성하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 개시의 일 측면에 따른 각 서브블록들에 대한 참조픽셀들을 구성하는 방법을 설명하기 위한 또 다른 예시도이다.
도 10은 본 개시의 일 측면에 따른 각 서브블록들의 인트라 예측모드를 결정하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 본 개시의 일 측면에 따른 각 서브블록의 인트라 예측모드를 부호화하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 12는 본 개시의 일 측면에 따른 복수의 서브블록들로 기하학적으로 분할된 대상블록을 변환하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 13는 본 개시의 일 측면에 따른 복수의 서브블록으로 기하학적으로 분할되는 대상블록 내의 잔차신호들을 부호화하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14 및 도 15는 본 개시의 일 측면에 따른 대상블록을 비-직방형 영역들로 분할하고 비-직방형 영역 내의 잔차신호들을 재정렬하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 16은 도 13의 부호화 방법에 대응하는, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는, 복호화 방법을 예시하는 순서도이다.
도 17은 본 개시의 일 측면에 따른 대상블록을 비-직방형 영역들로 분할하고 비-직방형 영역 내의 잔차신호들을 재정렬하는 방법을 설명하기 위한 또 다른 예시도이다.
도 18은 본 개시의 일 측면에 따른 양자화 파라미터를 결정하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 식별 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.

영상 부호화 장치는 블록 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 루프 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.

영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.

하나의 영상(비디오)는 복수의 픽처들을 포함하는 하나 이상의 시퀀스로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 또는/및 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 수 있다. 각 타일 또는/슬라이스는 하나 이상의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 그리고 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 슬라이스 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 슬라이스 헤더의 신택스로서 부호화되며, 하나 이상의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처로 구성된 시퀀스에 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다. SPS, PPS, 슬라이스 헤더, 타일 또는 타일 그룹 헤더에 포함되는 신택스들은 하이-레벨(high level) 신택스로 칭할 수 있다.

추가로, 비트스트림은 픽처 또는 픽처보다 작은 픽셀 그룹, 예컨대, 슬라이스에 의해 참조되는 파라미터들을 포함하는 하나 이상의 적응 파라미터 셋(APS, Adaptation Parameter Set)을 포함할 수 있다. 픽처 헤더 또는 슬라이스 헤더는, 대응하는 픽처 또는 슬라이스에서 사용될 APS를 식별하기 위한 ID를 포함한다. 서로 다른 PPS를 참조하는 픽처들 또는 서로 다른 픽처 헤더를 참조하는 슬라이스들은 동일한 APS ID를 통해 동일한 파라미터들을 공유할 수 있다.

복수의 픽처들 각각은, 독립적인 부호화/복호화 가능한, 및/또는 독립적인 디스플레이가 가능한, 복수의 서브픽처들로 분할될 수도 있다. 서브픽처 분할이 적용되는 경우, 픽처 내에서의 서브픽처들의 레이아웃(layout)에 대한 정보가 시그널링된다.

블록 분할부(110)는 CTU(Coding Tree Unit)의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

블록 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU(Coding Tree Unit)들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다.

트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 지칭될 수 있다.

도 2는 QTBTTT 분할 트리 구조를 보인다. 도 2에서 보는 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.

트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.

CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '현재블록'이라 칭한다. QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다.

예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다.

인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 기복원된 샘플들로부터 참조샘플들을 구성하고 참조샘플들을 이용하여 현재블록 내의 샘플들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 참조샘플과 연산식이 다르게 정의된다.

인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측모드들에 대한 레이트 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 레이트 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 레이트 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다.

인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 참조 샘플과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 통해 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)는 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(motion vector)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 모션 벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

인터 예측부(124)는, 예측의 정확성을 높이기 위해, 참조 픽처 또는 참조 블록에 대한 보간을 수행할 수도 있다. 즉, 연속한 두 정수 샘플 사이의 서브 샘플들은 그 두 정수 샘플을 포함한 연속된 복수의 정수 샘플들에 필터 계수들을 적용하여 보간된다. 보간된 참조 픽처에 대해서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하는 과정을 수행하면, 움직임 벡터는 정수 샘플 단위의 정밀도(precision)가 아닌 소수 단위의 정밀도까지 표현될 수 있다. 움직임벡터의 정밀도, 즉, 움직임벡터 해상도(resolution)는 부호화하고자 하는 대상 영역, 예컨대, 슬라이스, 타일, CTU, CU 등의 단위마다 다르게 설정될 수 있다. 이와 같은 적응적 움직임벡터 해상도가 적용되는 경우 각 대상 영역에 적용할 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 대상 영역마다 시그널링되어야 한다. 예컨대, 대상 영역이 CU인 경우, 각 CU마다 적용된 움직임벡터 해상도에 대한 정보가 시그널링된다.

한편, 인터 예측부(124)는 양방향 예측(bi-prediction)을 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 양방향 예측의 경우, 두 개의 참조 픽처와 각 참조 픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록 위치를 나타내는 두 개의 움직임벡터가 이용된다. 인터 예측부(124)는 참조픽처 리스트 0(RefPicList0) 및 참조픽처 리스트 1(RefPicList1)로부터 각각 제1 참조픽처 및 제2 참조픽처를 선택하고, 각 참조픽처 내에서 현재블록과 유사한 블록을 탐색하여 제1 참조블록과 제2 참조블록을 생성한다. 그리고, 제1 참조블록과 제2 참조블록을 평균 또는 가중 평균하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고 현재블록을 예측하기 위해 사용한 두 개의 참조픽처에 대한 정보 및 두 개의 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보를 부호화부(150)로 전달한다. 여기서, 참조픽처 리스트 0은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이전의 픽처들로 구성되고, 참조픽처 리스트 1은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이후의 픽처들로 구성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 순서 상으로 현재 픽처 이후의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 0에 추가로 더 포함될 수 있고, 역으로 현재 픽처 이전의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 1에 추가로 더 포함될 수도 있다.

인터 예측에 사용되는 움직임 정보(움직임벡터, 참조픽처)는 영상 복호화 장치로 시그널링되어야 한다. 움직임 정보를 부호화하는 데에 소요되는 비트량을 최소화하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다.

예컨대, 현재블록의 참조픽처와 움직임벡터가 주변블록의 참조픽처 및 움직임벡터와 동일한 경우에는 그 주변블록을 식별할 수 있는 정보를 부호화함으로써, 현재블록의 움직임 정보를 복호화 장치로 전달할 수 있다. 이러한 방법을 '머지 모드 (merge mode)'라 한다.

머지 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들로부터 기 결정된 개수의 머지 후보블록(이하, '머지 후보'라 함)들을 선택한다.

머지 후보를 유도하기 위한 주변블록으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(L), 상단블록(A), 우상단블록(AR), 좌하단블록(BL), 좌상단블록(AL) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 머지 후보로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 머지 후보로서 추가로 더 사용될 수 있다.

인터 예측부(124)는 이러한 주변블록들을 이용하여 기 결정된 개수의 머지 후보를 포함하는 머지 리스트를 구성한다. 머지 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 현재블록의 움직임정보로서 사용할 머지 후보를 선택하고 선택된 후보를 식별하기 위한 머지 인덱스 정보를 생성한다. 생성된 머지 인덱스 정보는 부호화부(155)에 의해 부호화되어 복호화 장치로 전달된다.

움직임 정보를 부호화하기 위한 또 다른 방법은 AMVP 모드이다.

AMVP 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터 후보들을 유도한다. 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로는, 도 2에 도시된 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(L), 상단블록(A), 우상단블록(AR), 좌하단블록(BL), 좌상단블록(AL) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 사용될 수 있다.

인터 예측부(124)는 이 주변블록들의 움직임벡터를 이용하여 예측 움직임벡터 후보들을 유도하고, 예측 움직임벡터 후보들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터를 결정한다. 그리고, 현재블록의 움직임벡터로부터 예측 움직임벡터를 감산하여 차분 움직임벡터를 산출한다.

예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들에 기 정의된 함수(예컨대, 중앙값, 평균값 연산 등)를 적용하여 구할 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치도 기 정의된 함수를 알고 있다. 또한, 예측 움직임벡터 후보를 유도하기 위해 사용하는 주변블록은 이미 부호화 및 복호화가 완료된 블록이므로 영상 복호화 장치도 그 주변블록의 움직임벡터도 이미 알고 있다. 그러므로 영상 부호화 장치는 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보를 부호화할 필요가 없다. 따라서, 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보와 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보가 부호화된다.

한편, 예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들 중 어느 하나를 선택하는 방식으로 결정될 수도 있다. 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보 및 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보와 함께, 선택된 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보가 추가로 부호화된다.

감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.

변환부(140)는 잔차 블록 내의 잔차 신호들을 변환할 수 있다. 잔차 블록의 2차원 크기를 변환을 수행하기 위한 블록 크기인 변환 단위(Transform Unit, 이하 'TU')로 사용할 수 있다. 또는, 잔차 블록을 복수 개의 서브블록으로 분할하고 각 서브블록을 TU로 사용하여 해당 서브블록 내의 잔차 신호들을 변환할 수도 있다.

변환부(140)는 잔차 블록을 하나 이상의 서브블록들로 나누고, 변환을 하나 이상의 서브블록들에 적용하여, 변환 블록들의 잔차 값들을 픽셀 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다. 주파수 도메인에서, 변환된 블록들은 하나 이상의 변환 계수 값들을 포함하는 계수블록(coefficient block)들 또는 변환 블록(transform block)이라고 지칭된다. 변환에는 2차원 변환 커널(kernel)이 사용될 수 있으며, 수평 방향 변환과 수직 방향 방향에 각각 1차원 변환 커널이 사용될 수도 있다. 변환 커널은 이산 코사인 변환(DCT), 이산 사인 변환(DST) 등에 기반할 수 있다. 변환 커널은 변환 매트릭스로 칭할 수도 있다.

변환부(140)는 잔차 블록 또는 변환 단위에 대해 가로 방향과 세로 방향으로 개별적으로 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위해, 다양한 타입의 변환 커널 또는 변환 매트릭스가 사용될 수 있다. 예컨대, 가로 방향 변환과 세로 방향 변환을 위한 변환 커널의 쌍을 MTS(Multiple Transform Set)로 정의할 수 있다. 변환부(140)는 MTS 중 변환 효율이 가장 좋은 하나의 변환 커널 쌍을 선택하고 가로 및 세로 방향으로 각각 잔차 블록을 변환할 수 있다. MTS 중에서 선택된 변환 커널 쌍에 대한 정보(mts_idx)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.

양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화 파라미터를 이용하여 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화부(145)는, 어떤 블록 혹은 프레임에 대해, 변환 없이, 관련된 잔차 블록을 곧바로 양자화할 수도 있다. 양자화부(145)는 변환블록 내의 변환 계수들의 위치에 따라 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 2차원으로 배열된 양자화된 변환 계수들에 적용되는 양자화 계수들의 행렬은 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.

재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다. 재정렬부(150)는 계수 스캐닝(coefficient scanning)을 통해 2차원의 계수 어레이를 1차원의 계수 시퀀스로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150)에서는 지그-재그 스캔(zig-zag scan) 또는 대각선 스캔(diagonal scan)을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원의 계수 시퀀스를 출력할 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 계수 어레이를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔, 대각선 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중에서 사용될 스캔 방법이 결정될 수도 있다.

엔트로피 부호화부(155)는, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code), 지수 골롬(Exponential Golomb) 등의 다양한 부호화 방식을 사용하여, 재정렬부(150)로부터 출력된 1차원의 양자화된 변환 계수들의 시퀀스를 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다.

또한, 엔트로피 부호화부(155)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 타입, MTT 분할 방향 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(머지 모드의 경우 머지 인덱스, AMVP 모드의 경우 참조픽처 인덱스 및 차분 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 양자화와 관련된 정보, 즉, 양자화 파라미터에 대한 정보 및 양자화 행렬에 대한 정보를 부호화한다.

역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.

가산부(170)는 복원된 잔차블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 샘플들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 샘플로서 사용된다.

루프(loop) 필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 샘플들에 대한 필터링을 수행한다. 루프 필터부(180)는 디블록킹 필터(182), SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184) 및 ALF(Adaptive Loop Filter, 186) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

디블록킹 필터(182)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 샘플과 원본 샘플 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터로서, 각 복원된 샘플들에 그에 대응하는 오프셋에 가산되는 방식으로 수행된다. ALF(186)는 필터링을 수행할 대상 샘플 및 그 대상 샘플의 주변샘플들에 필터 계수들을 적용하여 대상 샘플에 대한 필터링을 수행한다. ALF(186)는 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF에 사용될 필터 계수들에 대한 정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.

루프 필터부(180)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용될 수 있다.

도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 기능 블록도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.

영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(510), 재정렬부(515), 역양자화부(520), 역변환부(530), 예측부(540), 가산기(550), 루프 필터부(560) 및 메모리(570)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.

엔트로피 복호화부(510)는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.

엔트로피 복호화부(510)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다.

예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(MTT_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이를 통해 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.

또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출할 수도 있다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다.

다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.

한편, 엔트로피 복호화부(510)는 트리 구조의 분할을 통해 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측모드)에 대한 신택스 요소(elemenet)를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 인터 예측정보에 대한 신택스 요소, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.

또한, 엔트로피 복호화부(510)는 양자화와 관련된 정보, 및 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.

재정렬부(515)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(510)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.

역양자화부(520)는 양자화 파라미터를 이용하여 양자화된 변환계수들을 역양자화한다. 역양자화부(520)는 2차원으로 배열된 양자화된 변환계수들에 대해 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 역양자화부(520)는 영상 부호화 장치로부터 양자화 계수(스케일링 값)들의 행렬을 양자화된 변환계수들의 2차원 어레이에 적용하여 역양자화를 수행할 수 있다.

역변환부(530)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 복원된 잔차블록을 생성한다. 또한, MTS가 적용된 경우, 역변환부(530)는 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 MTS 정보(mts_idx)를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 적용할 변환 커널 또는 변환 매트릭스를 결정하고, 결정된 변환 함수를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 변환블록 내의 변환계수들에 대해 역변환을 수행한다.

예측부(540)는 인트라 예측부(542) 및 인터 예측부(544)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(542)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(544)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.

인트라 예측부(542)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 요소로부터 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 샘플들을 이용하여 현재블록을 예측한다.

인터 예측부(544)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 요소를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.

인터 예측부(544)는, 현재블록의 움직임벡터의 값에 따라 보간 필터링을 수행할 수도 있다. 즉, 움직임벡터의 소수 부분이 0이 아닌 경우, 인터 예측부(544)는 그 소수 부분에 의해 지시되는 서브샘플들을 보간을 통해 생성한다. 움직임벡터의 수평 성분(x 성분)의 소수 부분이 0이 아닌 경우 수평 방향으로 보간이 수행되고, 움직임벡터의 수직 성분(y 성분)의 소수 부분이 0이 아닌 경우 수직 방향으로 보간이 수행된다.

가산기(550)는 역변환부로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부 또는 인트라 예측부로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 샘플들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조샘플로서 활용된다.

루프 필터부(560)는 디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(562)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)를 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(564)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 샘플과 원본 샘플 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 그에 대응하는 오프셋에 가산되는 방식으로 필터링을 수행한다. ALF(566)는 필터링을 수행할 대상 샘플 및 그 대상 샘플의 주변샘플들에 필터 계수들을 적용하여 대상 샘플에 대한 필터링을 수행한다. ALF(566)는 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF의 필터 계수는 비스트림으로부터 복호화한 필터 계수에 대한 정보를 이용하여 결정된다.

루프 필터부(560)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(570)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 종래의 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 정사각 블록 또는 직사각 블록 단위로 픽처를 부호화하고 복호화한다. 그러나, 픽처 내에 수평 또는 수직 이외의 방향의 에지(edge, 예컨대, 픽처 내의 객체들 간의 경계)가 포함되어 있는 경우, 이러한 정사각 또는 직사각 블록 기반의 부호화는 부호화 효율을 감소시킬 수 있다. 예컨대, 트리 구조로 분할될 CTU는 사선 방향의 에지를 포함할 수 있다. 그 CTU를 효율적으로 부호화하기 위해서, 에지를 포함하는 CTU 내의 CU들은 더 작은 정사각 또는 직사각 CU들로 반복적으로(recursive) 분할되어야 한다. 그러나 반복적인 분할은 오히려 CTU의 트리 구조 분할과 관련된 분할 정보의 부호화량을 증가시키는 원인이 된다.

다른 한편으로, 분할 정보의 부호화량을 줄이기 위해, 또는 CTU가 트리 구조로 최대로 분할될 수 있는 레벨(level) 또는 뎁스(depth)의 제약으로 인해, 영상 부호화 장치는 사선을 포함하는 CU를 더 이상 분할하지 않을 수 있다. 그러한 CU에 대한 정사각 또는 직사각 블록 기반의 부호화는 해당 CU의 부호화 데이터, 즉, 잔차 신호를 부호화하기 위해 요구되는 비트량을 증가시키다.

본 개시는 임의 형태의 블록 분할, 다시 말해, 기하학적(geometric) 블록 분할을 이용하여 다양한 방향의 에지들을 포함하는 픽처들을 효율적으로 부호화하는 방법을 제공한다.

1. 블록 분할

영상 부호화 장치는 정사각 또는 직사각형 모양의 대상 블록을 비-직방형(non-rectangular) 블록들로 분할한다. 여기서, 직방형 블록이란 정사각형 또는 직사각형 모양의 블록을 의미하고, 비-직방형 블록이란 정사각형이나 직사각형 모양이 아닌 블록을 의미한다.

대상블록 내부에 에지가 존재하는 경우, 다시 말해, 대상블록이 객체들 간의 경계를 포함하는 경우, 영상 부호화 장치는 에지에 기반하여 대상블록을 비-직방형의 복수의 서브블록들로 기하학적으로 분할할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 대상블록을 기하학적으로 분할하는 예시도이다.

도 6의 (A)에 도시된 바와 같이, 대상블록 내에 에지(602)가 존재하는 경우, 영상 부호화 장치는 에지(602)에 기반하여 대상블록을 서브블록 A와 서브블록 B로 분할할 수 있다. 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 대상블록 내의 두 개의 에지(612, 614)가 존재하는 경우, 영상 부호화 장치는 대상블록을 세 개의 서브블록들 A, B 및 C로 분할할 수 있다.

영상 부호화 장치는 대상블록의 기하학적 분할과 관련된 분할정보를 부호화한다. 분할정보는 대상블록에 기하학적 분할, 즉, 임의 형태의 블록 분할이 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그를 포함할 수 있다. 또한, 그 플래그가 기하학적 분할을 지시하는 경우, 그 분할정보는 대상블록의 기하학적 분할 모양과 관련된 분할 모드 정보를 포함한다.

분할 모드 정보는 서브블록 간의 경계선을 나타내는 정보를 포함하며, 경계선의 개수를 나타내는 정보를 더 포함할 수도 있다.

하나의 실시예로서, 경계선에 대한 정보는 해당 경계선이 대상블록의 경계와 만나는 양 끝점의 위치 또는 좌표로 정의될 수 있다. 양 끝점의 위치는 다양한 정밀도(Precision)로 표현될 수 있다. 경계선의 양 끝점의 위치의 정확도는 정수 픽셀의 단위로 표현될 수 있으며, 또는 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 등과 같은 서브픽셀 (fractional pixel) 단위로 표현될 수도 있다. 영상 부호화 장치는 양 끝점의 위치를 직접적으로 시그널링할 수도 있고, 대안적으로 양 끝점의 좌표를 나타내는 인덱스를 시그널링할 수도 있다. 예컨대, 대상블록의 각 변들은 기정의된 개수의 등 간격으로 분할되고, 각 변의 분할점들에 인덱스가 부여될 수 있다. 영상 부호화 장치는 대상블록의 경계선의 양 끝점 각각에 대응하는 분할점의 인덱스를 부호화할 수 있다. 분할점에 대한 인덱스는 다양한 방식으로 할당될 수 있다. 예컨대, 대상블록의 좌상귀 분할점으로부터 시계 방향으로 각 분할점에 인덱스가 부여될 수 있다. 대안적으로, 분할점에 대한 인덱스는 대상블록의 각 변들에 대해 독립적으로 할당될 수 있다. 예컨대, 대상블록의 각 변마다 0부터 시작하는 인덱스들이 부여될 수 있다. 이 경우, 영상 부호화 장치는 대상블록의 각 변마다 경계선의 분할점이 존재하는지 여부를 나타내는 플래그 및 분할점이 존재하는 변에 대한 인덱스를 부호화한다.

다른 실시예로서, 경계선에 대한 정보는 경계선의 각도와 위치를 나타내는 정보일 수 있다. 경계선의 위치는 대상블록의 중심으로부터 경계선까지의 거리로 표현될 수 있다. 경계선의 각도와 거리는 다양한 정밀도(precision)로 표현될 수 있다. 예를 들어, 경계선의 각도들은 1 도, 2 도 등의 정수 단위로 표현될 수 있고, 또는 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 등과 같이 분수 단위의 각도로 표현될 수 있다. 경계선의 거리 또한 정수 픽셀 또는 서브픽셀의 정밀도로 표현될 수 있다. 영상 부호화 장치는 경계선의 각도와 거리를 직접적으로 시그널링할 수도 있고, 대안적으로 미리 정의된 각도들과 거리들 중에서 대상블록 내의 경계선의 각도와 거리에 각각 대응하는 인덱스들을 시그널링할 수도 있다.

이상에서 설명한 경계선의 양 끝점 또는 경계선의 각도와 거리는 예측 부호화될 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치는 기부호화된 블록들 중에서 대상블록의 분할 모드와 동일 또는 유사한 블록을 선택하고, 선택된 블록의 경계선의 양 끝점과 대상블록의 경계선의 양 끝점 간의 차이, 또는 선택된 블록의 경계선의 거리 및 각도와 대상블록의 경계선의 거리 및 각도 간의 차이에 대한 정보를 부호화할 수 있다. 또한, 기부호화된 블록들 중에서 어떤 블록이 선택되었는지를 나타내는 선택 정보가 부호화될 수 있다. 여기서, 기부호화된 블록들은, 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이 대상블록에 인접한 주변블록들로부터, 대안적으로 또는 추가적으로, 최근에 기하학적 분할을 이용하여 부호화된 기정의된 개수의 블록들로부터 선택될 수 있다. 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 동일한 방식으로 기부호화된 블록들을 선택할 수 있으므로, 기부호화된 블록들을 구성하기 위한 추가 정보의 시그널링은 요구되지 않는다.

경계선에 대한 정보를 표현하는 다른 실시예로서, 경계선에 대한 정보는 미리 정의된 다양한 방향의 경계선들 중 대상블록 내의 경계선을 나타내는 인덱스로서 표현될 수 있다. 도 7은 미리 정의된 다양한 경계선들을 나타내는 예시도이다. 도 7은 64개의 경계선들을 나타내고 있다. 영상 부호화 장치는 64개의 경계선들 중에서 대상블록의 경계선에 대응하는 인덱스를 부호화한다. 복수 개의 경계선을 이용한 대상블록 분할이 허용되는 경우에, 영상 부호화 장치는 경계선들의 개수와 함께 그 개수만큼의 인덱스들을 시그널링할 수 있다.

영상 부호화 장치는 이상에서 설명한 분할 정보를 부호화하여 영상 복호화 장치로 시그널링하고, 영상 복호화 장치는 그 분할 정보를 이용하여 영상 부호화 장치와 동일하게 대상블록을 서브블록들로 분할한다.

한편, 영상 부호화 장치는 대상블록 보다 상위 레벨, 예컨대, SPS, PPS, 슬라이스, 타일 등의 레벨에서, 기하학적 분할이 인에이블(enable)되는지 여부에 대한 플래그를 시그널링할 수 있다. 해당 플래그가 기하학적 분할이 인에이블됨을 지시할 때에, 그 레벨에 대응하는 이미지 영역 내의 블록들에 대해 전술한 분할 정보가 시그널링된다.

2. 예측

전술한 기하학적 분할은 인터 예측 부호화 또는 인트라 예측 부호화 모두에 적용될 수 있다. 대상블록이 복수의 서브블록들로 기하학적으로 분할 경우, 영상 부호화 장치의 예측부(120)는 각 서브블록들에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행한다. 인터 또는 인트라 예측을 위해 사용된 예측 정보들은 영상 복호화 장치로 시그널링되고, 영상 복호화 장치의 예측부(540)는 예측 정보를 이용하여, 영상 부호화 장치의 예측부(120)와 동일한 방식으로, 각 서브블록들을 예측한다.

2-1) 인터 예측

영상 부호화 장치의 인터 예측부(124)는 서브블록들 각각에 대한 움직임 벡터를 결정하고 그 움직임벡터를 이용하여 각 서브블록들에 대응하는 예측 서브블록들을 생성한다. 그리고, 예측 서브블록들을 결합하여 대상블록에 대한 예측블록을 생성한다. 서브블록들 간의 경계에서의 아티팩트(artifact)를 제거하기 위해, 인터 예측부(124)는 서브블록들 간의 경계 부근의 예측 픽셀들에 대한 추가적인 필터링을 수행할 수도 있다. 각 서브블록들에 대한 움직임 정보는 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 영상 복호화 장치의 인터 예측부(544)는 수신한 움직임 정보를 이용하여, 영상 부호화 장치의 인터 예측부(124)와 동일한 방식으로, 각 서브블록들을 예측함으로써 대상블록의 예측블록을 생성한다.

한편, 기하학적 분할은 대상블록이 머지 또는 스킵 모드로 부호화되는 경우에만 적용될 수도 있다. 이 경우, 인터 예측부(124)는, 전술한 바와 같이, 대상블록의 주변블록들로부터 기 결정된 개수의 머지 후보들을 포함하는 머지 리스트를 구성한다. 이어서, 인터 예측부(124)는 머지 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 각 서브블록의 움직임벡터로서 사용할 머지 후보를 선택하고 선택된 후보를 식별하기 위한 머지 인덱스 정보를 생성한다.

각 서브블록들에 대한 머지 인덱스 정보는 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 각 서브블록의 머지 인덱스 정보를 수신한 영상 복호화 장치의 인터 예측부(544)는, 영상 부호화 장치의 인터 예측부(124)와 동일하게, 머지 리스트를 구성하고 머지 리스트로부터 머지 인덱스 정보에 의해 지시되는 머지 후보를 선택하여 각 서브블록들을 예측한다.

2-2) 인트라 예측

영상 부호화 장치의 인트라 예측부(122)는 대상블록 주변의 기복원된 픽셀들로부터 참조픽셀(참조샘플)들을 구성하고, 서브블록들 각각에 대한 인트라 예측모드를 결정한다. 그리고 결정된 인트라 예측모드에 따라 참조픽셀들로부터 각 서브블록들을 예측한다. 영상 복호화 장치의 인트라 예측부(542)는, 영상 부호화 장치로부터 수신한 정보를 이용하여, 영상 부호화 장치의 인트라 예측부(122)와 동일한 방식으로 각 서브블록들을 예측한다.

영상 복호화 장치의 인트라 예측부(542)의 동작은 영상 부호화 장치의 인트라 예측부(122)의 동작과 동일하므로, 이하에서는 영상 부호화 장치의 동작을 위주로 설명한다.

경계선의 각도(또는 방향), 대상블록 내의 경계선의 위치(또는 대상블록의 중심으로부터 경계선까지의 거리), 경계선에 상대적인 서브블록의 위치, 및 참조픽셀들을 구성하는 데에 이용되는 대상블록의 주변 라인(픽셀들의 열 및/또는 행)의 위치 중 하나 이상에 근거하여, 각 서브블록들에 대한 참조픽셀들은 서로 다르게 구성될 수 있다. 객체들 간의 경계를 기준으로 대상블록을 분할한 경우, 각 서브블록들은 서로 다른 객체에 속하므로 서로 다른 텍스처 특성을 가질 확률이 높다. 반면, 경계선을 기준으로 동일한 방향에 위치한 블록들은 서로 유사한 텍스처 특성을 가질 확률이 높다. 따라서 각 서브블록에 대한 참조픽셀들은, 경계선을 기준으로 해당 서브블록과 동일한 방향에 위치하는 주변픽셀들을 이용하여, 구성된다.

도 8은 각 서브블록들에 대한 참조픽셀들을 구성하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

참조픽셀들은 대상블록의 상측에 인접한 행(row)과 좌측에 인접한 열(column)에 포함된 주변픽셀들을 이용하여 구성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 서브블록 A에 대한 참조픽셀들은 상측 행 또는 좌측 열에 포함된 주변픽셀들 중 경계선을 기준으로 서브블록 A와 동일한 방향에 위치한 주변픽셀들(802, 804)로 구성된다. 마찬가지로, 서브블록 B에 대한 참조픽셀들은 상측 행 또는 좌측 열에 포함된 주변픽셀들 중 경계선을 기준으로 서브블록 B와 동일한 방향에 위치한 주변픽셀들(806)로 구성된다. 도 8의 예시는, 래스터 스캔(raster scan) 순서와 같이, 블록들에 대한 부복호화가 가로 방향으로는 좌측에서 우측의 순서로 그리고 세로 방향으로는 상측에서 하측의의 순서로 진행되는 경우에, 참조픽셀들을 구성하는 방법에 대한 것이다. 그러나 다른 부복호화 순서가 사용될 수도 있으며 부복호화 순서에 따라 대상블록의 우측이나 또는 하측에 인접한 주변픽셀들이 참조픽셀들로 활용될 수도 있다.

인트라 예측부(122)는 경계선의 각도(또는 방향) 및 대상블록 내의 경계선의 위치 등에 의해 대상블록 내의 경계선을 특정하고, 그 경계선이 상측 행 및 좌측 열과 만나는 위치(P, Q)를 연산할 수 있다. 인트라 예측부(122)는 위치 P 및 Q를 이용하여 경계선을 기준으로 각 서브블록과 동일한 방향에 위치한 참조픽셀들을 결정한다.

도 8에 도시된 바와 같이 참조픽셀들은 대상블록에 바로 인접한 상측 행과 좌측 열에 포함되는 주변픽셀들을 이용하여 구성될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 인트라 예측부(122)는 대상블록에 바로 인접하지 않은 다른 행 또는 열에 포함되는 기복원된 주변픽셀들을 이용하여 참조픽셀들을 구성할 수 있다.

도 9는 각 서브블록들에 대한 참조픽셀들을 구성하는 방법을 설명하기 위한 또 다른 예시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 인트라 예측부(122)는 대상블록에 바로 인접한 라인뿐만 아니라 인접하지 않은 적어도 하나의 라인에 포함된 주변픽셀들을 이용하여 참조픽셀들을 구성할 수 있다. 예컨대, 대상블록 좌측의 기결정된 개수의 열들 및 상측의 기결정된 개수의 행들에 포함된 주변픽셀들이 참조픽셀들을 구성하기 위해 사용될 수 있다. 인트라 예측부(122)는 복수의 라인들 중 어떤 라인을 사용할지를 선택할 수 있다. 인트라 예측부(122)는 선택된 라인과 경계선이 만나는 위치를 연산하고 그 연산된 위치를 이용하여 각 서브블록에 대한 참조픽셀들을 서로 다르게 구성할 수 있다. 한편, 복수의 라인 중 선택된 라인에 대한 인덱스 정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 영상 복호화 장치는 수신된 인덱스 정보를 이용하여 복수의 라인 중에서 참조픽셀들을 구성하기 위한 라인을 선택한다. 각 라인(행 및 열)에 대한 인덱스는 대상블록으로부터 몇 라인이 떨어져 있는지에 따라 부여될 수 있다. 예컨대, 대상블록에 바로 인접한 첫 번째 라인에는 인덱스 0, 두 번째 라인에는 인덱스 1 등이 부여될 수 있다. 실시예에 따라 하나의 행과 열이 아닌 다수의 행과 열이 사용될 수도 있다. 다수의 행과 열에 대한 정보는 각각의 인덱스를 통해 전송될 수 있으며, 대안적으로 각각이 두 라인 이상의 짝을 이루는 후보들로 구성된 리스트 내에서 하나 이상의 후보를 선택하기 위한 인덱스가 전송될 수 있다. 또한, 좌측과 상측의 라인의 인덱스는 서로 다르게 구성될 수 있다. 예컨대 좌측 열에서는 첫 번째 라인이 선택되고 상측 행에서는 두 번째 라인이 선택될 수 있다.

각 서브블록을 예측하기 위해 사용되는 인트라 예측모드들은, 도 3에서 보는 바와 같이, 방향성 모드들 및 비방향성 모드들(예컨대, DC 모드, PLANAR 모드)를 포함할 수 있다. 경계선의 각도(또는 방향) 및 대상블록 내의 서브블록들의 위치 중 적어도 하나에 근거하여, 각 서브블록에 대한 인트라 예측모드가 선택될 수 있다.

일부 실시예에서, 경계선의 각도(또는 방향) 및 경계선에 상대적인 대상블록 내에서의 서브블록들의 위치 중 적어도 하나에 근거하여, 각 서브블록에 적용 가능한 방향성 모드들이 제한될 수 있다. 다시 말해, 경계선의 각도(또는 방향) 및 대상블록 내의 서브블록들의 위치 중 적어도 하나에 근거하여, 각 서브블록들 별로 전체 인트라 예측모드들 중에서 일부의 인트라 예측모드들만이 선택될 수 있다. 전술한 바와 같이, 각 서브블록들은 서로 다른 참조샘플들을 이용하여 예측된다. 따라서, 인트라 예측부(122)는, 각 서브블록들에 대해 허용되는 참조샘플들만을 이용할 수 있도록, 각 서브블록들에 적용 가능한 방향성 모드들을 제한한다. 이러한 제약은 각 서브블록들의 인트라 예측모드들을 부호화하는 데에 소요되는 비트량을 감소시킨다.

예컨대, 경계선의 각도(또는 방향)를 boundary_angle 라고 할 때, 방향성 모드들은 boundary_angle와 (boundary_angle + 180 도) 사이에 범위, 다시 말해 boundary_angle로부터 반시계방향으로 (boundary_angle + 180 도)까지의 범위에 속하는 각도들을 가지는 방향성 모드들의 집합과 그 이외의 범위에 속하는 각도들을 가지는 방향성 모드들의 집합으로 분류될 수 있다. 인트라 예측부(122)는, 각 서브블록들에 대해 서로 다른 집합에 속하는 방향성 모드를 적용한다. 도 10의 예시를 참조하면, 대상블록은 대상블록의 우상귀와 좌하귀를 연결하는 45도 각도의 경계선에 의해 서브블록 A와 서브블록 B로 분할된다. 서브블록 A는 대상블록의 좌상단 참조픽셀(1002)과 상단 및 좌측 참조픽셀들(1004)를 이용하여 예측되고, 서브블록 B는 우상단 및 좌하단 픽셀들(1006)을 이용하여 예측된다. 따라서, 서브블록 A에 적용 가능한 방향성 모드는 45도에서 반시계방향으로 225도의 범위 내의 각도를 가지는 인트라 예측모드로 제한되고, 서브블록 B에 적용 가능한 방향성 모드는 45도에서 시계방향으로 -135도까지의 범위 내의 각도를 가지는 인트라 예측모드로 제한된다. 도 8에서 보는 바와 같은 다양한 기하학적 분할 형태들에 대해, 서브블록 A와 B에 허용되는 방향성 모드들은 경계선의 각도 및 경계선에 상대적인 서브블록의 위치에 따라 적응적으로 변경될 수 있다.

또한, 가용한 참조픽셀의 범위에 따라서도 이용 가능한 방향성 모드들이 제한될 수 있다. 도 10의 실시예에서 서브블록 B의 참조픽셀들(1006)의 개수가 서브블록 B를 포함하는 대상블록의 가로 및 세로 길이에 의해 제한될 수 있으며, 그에 따라 참조픽셀들(1006)을 참조할 수 없는 방향성 모드들은 서브블록 B의 인트라 예측모드로 사용되지 않는다. 예컨대, 도 10에서 대상블록의 크기가 N x N 일 때, 사용 가능한 참조픽셀들은 대상블록 내의 최좌상단 샘플의 바로 위 샘플로부터 가로(행) 방향으로 연속된 2N개의 주변샘플 및 최좌상단 샘플의 바로 좌측 샘플로부터 세로(열) 방향으로 2N개의 주변픽셀들로 제한될 수 있다. 이 경우, 서브블록 B에 대해 허용되는 인트라 예측모드들은 -130 ~ -112.5도 그리고 22.5 ~ 45도로 제한된다.

본 실시예에서 인트라 예측부(122)는 경계선에 근거하여, 각 서브블록들에 대해, 적용할 인트라 예측모드들을 선택한다. 그리고, 각 서브블록에 대응하여 선택된 인트라 예측모드들 중에서 해당 서브블록의 인트라 예측모드를 결정한다. 결정된 인트라 예측모드를 나타내는 정보는 영상 복호화 장치로 전달된다. 영상 복호화 장치의 인트라 예측부(542)는, 영상 부호화 장치의 인트라 예측부(122)와 마찬가지로, 경계선에 근거하여 서브블록들 각각에 대한 인트라 예측모드들을 선택한다. 그리고, 각 서브블록의 인트라 예측모드를, 해당 서브블록에 대해 선택된 인트라 예측모드들 중에서, 결정한다.

다른 실시예에서, 각 서브블록들에 대한 인트라 예측모드의 제약은 특정 조건 하에서 수행될 수 있다. 인트라 예측부(122)는 각 서브블록에 대해 구성되는 참조픽셀들의 적어도 일부를 포함하는 적어도 하나의 주변블록의 인트라 예측모드를 확인하고, 주변블록의 인트라 예측모드가 지시하는 각도와 경계선의 각도를 서로 비교하여 해당 서브블록에 대한 인트라 예측모드들을 제한할지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 인트라 예측부(122)는 서브블록 A의 참조픽셀들(1002, 1004) 중 적어도 하나의 픽셀을 포함하는 하나 이상의 주변블록들의 인트라 예측모드를 확인한다. 그 주변블록의 인트라 예측모드들 중 45도에서 225도의 범위 내의 각도를 벗어나는 인트라 예측모드가 존재하는 경우, 경계선에 의해 분할된 두 영역의 텍스처 특성이 서로 구별되지 않을 가능성이 있다. 따라서, 인트라 예측부(122)는 서브블록 A에 대한 인트라 예측모드들은 제한되지 않는다. 이 경우, 서브블록 A의 참조픽셀들도 도 10의 1002 및 1004로 표시된 주변픽셀들로 제한되지 않을 수 있다.

인트라 예측부(122)는 각각의 서브블록들에 대해 적용 가능한 인트라 예측들 중에서 각 서브블록들의 인트라 예측모드들을 결정하고, 결정된 인트라 예측모드들을 이용하여 각 서브블록들에 대한 예측 서브블록들을 생성한다.

각 서브블록들에 대한 인트라 예측모드들은 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 영상 부호화 장치는 각 서브블록에 대한 인트라 예측모드를 직접적으로 지시하는 정보를 부호화할 수 있지만 예측적으로 부호화할 수도 있다.

일부 실시예에서, 영상 부호화 장치는 대상블록의 주변블록들의 인트라 예측모드들을 이용하여 후보 리스트를 구성한다. 그 후보 리스트는 모든 서브블록들에 대해 공유된다. 영상 부호화 장치는 후보 리스트로부터 각 서브블록의 인트라 예측모드를 식별하기 위한 인덱스 정보를 시그널링한다. 하나의 예시로서, 영상 부호화 장치는 후보 리스트에 포함된 예측모드들 중에서 서브블록의 인트라 예측모드와 가장 가까운 모드번호를 가지는 예측모드를 선택하고 선택된 예측모드에 해당하는 인덱스를 부호화한다. 그리고, 서브블록의 실제 인트라 예측모드와 부호화된 인덱스에 해당하는 예측모드 간의 차분값을 부호화한다. 다른 예시로서, 차분값은 서브블록의 예측모드가 후보 리스트에 존재하는 않을 경우, 즉, 서브블록의 실제 인트라 예측모드와 부호화된 인덱스에 해당하는 예측모드가 동일하지 않을 경우에, 부호화될 수 있다. 이를 위해 서브블록의 예측모드가 후보 리스트에 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 차분값에 앞서 부호화될 수 있다.

다른 실시예에서, 후보 리스트는 경계선의 방향(또는 각도) 및 경계선에 의해 분할된 각 서브블록의 위치 중 적어도 하나에 근거하여 각 서브블록 별로 다르게 구성될 수 있다. 도 10를 참조하여 설명하면, 전술한 바와 같이 서브블록 A는 대상블록의 상단 또는 좌측에 위치한 주변픽셀(1004) 및 좌상단에 위치한 주변픽셀(1002)을 적어도 일부 포함하는 주변블록들과 유사한 텍스처 특성을 가질 확률이 높다. 따라서, 영상 부호화 장치는 주변픽셀들(1002, 1004)을 적어도 일부 포함하는 주변블록의 인트라 예측모드들로부터 서브블록 A에 대한 후보 리스트를 생성할 수 있다. 서브블록 B는 대상블록의 우상단 또는 좌하단에 위치한 주변픽셀들(1006)을 적어도 일부 포함하는 주변블록들과 유사한 텍스처 특성을 가질 확률이 높다. 따라서, 영상 부호화 장치는 주변픽셀들(1006)을 적어도 일부 포함하는 주변블록의 인트라 예측모드들로부터 서브블록 B에 대한 후보 리스트를 생성할 수 있다.

본 실시예에서 각 후보리스트로부터 대응하는 서브블록의 인트라 예측모드를 식별하기 위한 정보를 부호화하는 방법은 전술한 실시예와 동일할 수 있다. 다른 예시로서, 영상 부호화 장치는 서브블록의 인트라 예측모드가 대응하는 후보 리스트에 존재하는지 여부를 나타내는 플래그를 부호화한다. 서브블록의 인트라 예측모드가 대응하는 후보 리스트에 존재하는 경우, 그 후보 리스트에서 그 서브블록에 인트라 예측모드에 대응하는 인덱스를 부호화한다. 그렇지 않은 경우, 그 서브블록에 적용 가능한 인트라 예측모드들로부터 그 후보 리스트에 포함된 예측모드들을 제외한 나머지 인트라 예측모드들 중에서 그 서브블록의 인트라 예측모드를 식별하기 위한 식별정보를 부호화한다.

영상 부호화 장치는 각 서브블록에 대한 인트라 예측모드들을 서로 독립적 그리고 개별적으로 부호화할 수 있고, 대안적으로 일부 서브블록들은 전술한 방식과 동일하게 예측모드들을 부호화하고 나머지 서브블록은 그 일부 서브블록들의 인트라 예측모드들과의 차분값을 부호화할 수도 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치는 서브블록들을 서로 유사한 예측모드를 가지는 서브블록들의 그룹을 분류한다. 그리고, 각 그룹마다, 하나의 서브블록의 인트라 예측모드를 전술한 실시예의 방법으로 부호화하고 나머지 서브블록의 인트라 예측모드를 그 부호화된 서브블록의 인트라 예측모드와의 차분값으로 부호화한다. 도 11을 참조하면, 경계선들을 고려할 때 서브블록 A와 B, 서브블록 C와 D는 서로 유사한 인트라 예측모드를 가질 가능성이 높다. 따라서, 영상 부호화 장치는 전술한 실시예들에 따라 서브블록 A 및 C의 인트라 예측모드를 부호화한다. 그리고, 서브블록 B와 D의 예측모드를 각각 서브블록 B와 A 간의 예측모드 차이 및 서브블록 D와 C 간의 예측모드 차이로서 부호화한다.

영상 복호화 장치의 인트라 예측부(542)는 영상 부호화 장치로부터 수신한 각 서브블록들의 인트라 예측모드들을 이용하여 각 서브블록들을 인트라 예측한다. 영상 복호화 장치의 인트라 예측부(542)의 동작은 전술한 영상 부호화 장치의 인트라 예측부(122)의 동작과 동일하므로 더 이상의 설명은 생략한다.

한편, 각 서브블록들을 예측하기 위해, 매트릭스 기반의 인트라 예측(MIP, Matrix-based Intra Prediction)이 적용될 수 있다. 대상블록으로부터 기하학적으로 분할된 서브블록들을 MIP 모드를 이용하여 예측하기 위해, 인트라 예측부(122)는 전술한 바와 같은 방식으로 각 서브블록에 대한 참조샘플들을 구성하고 서브블록마다 서로 다른 참조샘플들을 이용하여 매트릭스 연산을 수행하여 각 서브블록에 대한 예측 서브블록들을 생성한다.

도 10을 참조하면, 인트라 예측부(122)는 서브블록 A에 대한 참조샘플들(1002, 1004)를 구성하고 참조샘플들(1002, 1004)로부터 매트릭스 연산을 위한 입력 벡터를 생성한다. 입력 벡터는 참조샘플들을 다운샘플링하여 생성될 수 있다. 예컨대, 입력 벡터는 기정의된 개수의 연속된 참조샘플들을 평균하여 생성될 수 있다. 인트라 예측부(122)는 입력 벡터에 매트릭스를 곱하여 서브블록 A를 구성할 예측픽셀들을 생성한다. 그 예측픽셀들을 서브블록 A의 모양에 맞추어 재배열한다. 인트라 예측부(122)는, 생성된 예측픽셀들과 서브블록 A의 참조픽셀들(1002, 1004)을 이용한 보간을 통해 서브블록 A의 모양에 대응하는 최종 예측 서브블록을 생성한다.

인트라 예측부(122)는 서브블록 B에 대한 참조샘플들(1006)으로부터 입력 벡터를 구성한다. 그리고, 서브블록 A와 동일한 방식으로, 서브블록 B에 대응하는 예측 서브블록을 생성한다.

한편, MIP에서 사용 가능한 매트릭스는 복수 개 존재할 수 있다. 각 서브블록들은 동일한 매트릭스를 사용할 수 있고 또는 서로 다른 매트릭스를 사용할 수도 있다. 사용된 매트릭스를 식별하기 위한 정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

각 서브블록들을 예측하기 위해, 인트라 블록 복사(IBC, Intra Block Copy)가 적용될 수도 있다. 인트라 예측부(122)는 대상블록을 포함하는 현재픽처 내의 기복호화된 영역 내에서 각 서브블록과 가장 유사한 블록을 지시하는 블록 벡터들을 결정한다. 그리고 각 블록 벡터에 의해 지시되는 영역의 기복원된 픽셀들을 이용하여 각 서브블록들에 대한 예측 서브블록들을 생성한다.

이상에서 설명한 인트라 예측방법에 따라 각 서브블록들에 대한 예측 서브블록들이 생성되면, 예측 서브블록들을 결합하여 대상블록에 대한 예측블록을 생성한다. 서브블록들 간의 경계에서의 아티팩트(artifact)를 제거하기 위해, 서브블록들 간의 경계 부근의 예측 픽셀들에 대한 필터링을 수행할 수도 있다. 그 필터링에 대안적으로 또는 추가적으로, 대상블록의 예측블록 내의 예측샘플들에 각 샘플 위치에 대응하는 오프셋들이 가산될 수 있다. 여기서 오프셋들은 포지션 기반의 인트라 예측을 통해 생성될 수 있다. 포지션 기반의 인트라 예측은 VVC 표준이 규정하는 PLANAR 모드일 수 있고 또는 PDPC(Position Dependent intra Prediction Combination)일 수 있다.

3. 변환

영상 부호화 장치의 변환부(140)는 대상블록과 그 대상블록의 예측블록 간의 차이인 잔차블록을 주파수 도메인의 변환계수블록으로 변환한다. 변환계수블록 내의 변환계수들은 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링되고 영상 복호화 장치의 역변환부(530)에 의해 공간 도메인의 잔차블록으로 역변환된다.

본 개시의 일부 실시예에서, 영상 부호화 장치의 변환부(140)는 대상블록을 그 대상블록의 크기와 동일한 변환 단위를 사용하여 변환할 수도 있고, 각 서브블록들을 독립적으로 변환할 수도 있다. 예컨대, 변환부(140)는 각 서브블록 내의 잔차신호들을 직사각형 또는 정사각형 모양으로 재정렬함으로써 직사각형 또는 정사각형 모양의 잔차블록들을 생성하고, 직사각형 또는 정사각형 모양의 잔차블록들을 서로 독립적 또는 개별적으로 변환할 수 있다.

본 개시의 또 다른 실시예에서, 변환부(140)는, 도 12에서 보는 바와 같이, 대상블록 내의 잔차신호들을 경계선 부근의 잔차신호들의 영역과 그 외의 영역으로 분류하고, 각 영역 내의 잔차신호들을 재정렬하여 직사각형 또는 정사각형 모양의 잔차 서브블록을 생성한다. 변환부(140)는 잔차 서브블록들을 개별적으로 변환 및 양자화하여 각 서브블록들에 대응하는 변환계수블록들을 생성한다. 각 변환계수블록 내의 변환계수들은 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 영상 복호화 장치의 변환부(530)는 변환계수블록들 각각을 역변환 및 역양자화하여 복수의 잔차 서브블록들을 생성한다. 그리고, 각 잔차 서브블록 내의 잔차신호들을 대상블록 내의 대응하는 영역의 원래 위치로 배치함으로써 대상블록에 대한 잔차블록을 생성한다. 이하에서 대상블록 내의 잔차신호들을 부호화하는 방법을 상세히 설명한다.

도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치가 복수의 서브블록으로 기하학적으로 분할되는 대상블록 내의 잔차신호들을 부호화하는 방법을 나타내는 순서도이다.

영상 부호화 장치의 변환부(140)는 대상블록을 변환하기 위해 복수의 변환 단위들을 결정한다(S1110). 변환 단위는 대상블록으로부터 서로 오버랩되지 않도록 분할되는 1차원 또는 2차원의 블록의 크기로서, 변환이 수행되는 단위를 의미한다. 또한, 변환부(14)는 복수의 변환 커널들 중에서 각 변환 단위에 해당하는 잔차신호들을 변환하기 위한 변환 커널을 결정할 수 있다.

도 14에 도시된 바와 같이, 변환부(140)는, 기하학적으로 분할된 서브블록들 간의 경계선을 고려하여, 대상블록을 복수의 영역으로 분할하고(S1220), 각 영역 내의 잔차신호들을 재정렬하여 대응하는 변환 단위의 크기를 가지는 직사각 또는 정사각 형태의 복수의 잔차 서브블록을 생성한다(S1230). 복수의 영역은 경계선을 포함하는 경계선 영역(boundary area)과 경계선을 포함하지 않는 하나 이상의 비-경계선 영역(non-boundary area)을 포함한다. 대상블록으로부터 분할되는 영역들의 개수는 변환 단위들의 개수와 동일할 수 있다. 또한, 각 영역 내의 샘플들의 개수는 대응하는 변환 단위 내의 샘플들의 개수와 동일할 수 있다. 예컨대, 변환 단위의 가로 길이가 2^m이고 세로 길이가 2ⁿ 일 때, 그 변환 단위에 대응하는 영역의 샘플 개수는 2^m * 2ⁿ 이다.

예컨대, 도 14에서 예시된 바와 같이, 복수의 영역은 경계선을 포함하는 제1 영역(경계선 영역) 및 대상블록에서 제1 영역을 제외한, 경계선을 포함하지 않는, 제2 영역(비-경계선 영역)일 수 있다. 제1 영역은 각각이 가로 방향으로 연속된 일정 개수의 샘플들로 구성된 행(row)들의 집합일 수 있다. 도 14는 가로 방향으로 네 개의 샘플을 예시한다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 영역은 각각이 세로 방향으로 연속된 일정 개수의 샘플들로 구성된 열들의 집합일 수도 있다. 제1 영역을 구성하기 위한 가로 또는 세로 방향의 샘플들의 개수는 제1 영역에 대응하여 결정되었던 변환 단위의 크기, 즉, 변환 단위 내의 샘플들의 개수를 고려하여 결정될 수 있다. 제1 영역의 샘플들의 개수가 대응하는 변환 단위 내의 샘플 개수와 동일하도록 제1 영역이 설정된다. 또한, 그 샘플들의 개수를 결정하기 위해 제1 영역 내의 잔차신호들에 적용할 변환 커널의 타입이 추가로 고려될 수도 있다.

대상블록은 두 개의 영역이 아닌 세 개 이상의 영역들로 분할될 수도 있다. 예컨대, 도 15에 예시된 바와 같이, 대상블록은 경계선으로부터의 거리에 따라 세 개의 영역(제1 내지 3 영역)으로 분할될 수도 있다. 각 영역 내의 잔차신호들은 재정렬됨으로써, 직사각 형태의 잔차 서브블록들이 생성된다. 각 영역의 크기는 그 영역에 대응하여 결정되었던 변환 단위의 크기에 따라 결정된다. 각 영역의 샘플 개수는 대응하는 변환 단위의 샘플 개수와 동일하게 결정된다.

변환부(140)는 직사각 형태의 잔차 서브블록들을 각각 변환 및 양자화하여 복수의 변환계수블록들을 생성한다(S1240). 변환계수블록들 내의 변환계수들에 대한 정보, 및 변환 단위에 대한 정보를 포함하는 변환 정보는 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 변환 정보는 변환 커널에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.

한편, 전술한 실시예들에서 각 영역들에 대응하는 잔차 서브블록들 모두가 변환 및 양자화되고 부호화되는 것으로 설명하였으나, 그 잔차 서브블록들 중 일부만이 변환, 양자화 및 부호화될 수도 있다. 나머지는 모두 0으로 패딩된다. 예컨대, 기하학적 분할을 통해 예측된 대상블록에 대해서는, 복수의 영역 중 경계선을 포함하는 경계선 영역만이 부호화될 수 있다. 또는, 복수의 영역 중 변환, 양자화 및 부호화를 수행할 하나 이상의 영역을 선택하고 그 선택된 영역을 나타내는 정보를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수도 있다.

도 16은 도 13의 부호화 방법에 대응하는, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는, 복호화 방법을 예시하는 순서도이다.

영상 복호화 장치의 복호화부(510)는 비트스트림으로부터 변환 정보를 복호화한다. 그리고, 변환 정보에 근거하여 직사각 또는 정사각 형태의 변환 단위들을 결정하고, 각각의 변환 단위들에 해당하는 변환계수들을 복호화하여 변환계수블록들을 생성한다(S1610). 영상 복호화 장치의 역양자화부(520)는 각 변환계수블록들을 역양자화하고, 역변환부(530)는 역양자화된 변환계수블록들을 역변환하여 잔차 서브블록들을 생성한다(S1620).

역변환부(530)는, 경계선에 대한 정보에 의해 특정되는 경계선, 변환 단위들의 개수 및 각 변환 단위들의 크기를 고려하여, 대상블록 내의 복수의 영역을 결정한다. 즉, 대상블록 내에서 경계선을 포함하는 경계선 영역과 경계선을 포함하지 않는 하나 이상의 비-경계선 영역을 결정한다(S1630). 복수의 영역들을 식별하기 위해 변환 단위들의 크기 이외에 변환 정보에 포함된 변환 커널에 대한 정보가 추가로 고려될 수도 있다. 역변환부(530)는, 각 잔차 서브블록의 잔차신호들을 대응하는 영역에 배치 또는 재정렬함으로써, 대상블록에 대한 잔차블록을 생성한다(S1640).

전술한 바와 같이, 영상 부호화 장치는 경계선 영역과 하나 이상의 비-경계선 영역을 포함하는 복수의 영역 중 일부만 부호화하여 전송할 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치는 영상 부호화 장치가 부호화한 일부 영역에 대응하는 변환계수블록만을 복호화, 역양자화 및 역변환하여 잔차 서브블록을 생성한다. 그리고, 그 잔차 서브블록 내의 잔차신호들을 대응하는 영역에 재정렬한다. 나머지 영역은 0으로 패딩된다.

복수의 영역 중 어떤 영역이 부호화되었는지는 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 미리 약속되거나, 또는 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 부호화된 영역을 나타내는 정보가 시그널링될 수도 있다.

도 12의 실시예에서 영상 부호화 장치는 직사각 또는 정사각 모양의 변환 단위를 결정한 이후에 그 변환 단위에 따라 대상블록을 복수의 영역으로 분할하고 각 영역 내의 픽셀들을 변환 단위의 크기에 맞추어 재정렬하여 직사각 형태의 잔차 서브블록을 생성한다. 도 16는 도 12의 부호화 동작에 대응하는 복호화 동작을 예시한다.

다른 실시예로서, 변환부(140)는 먼저 대상블록을 복수의 영역으로 분할한 이후에 변환 단위를 결정할 수도 있다.

변환부(140)는 대상블록을 경계선을 포함하는 경계선 영역과 경계선을 포함하지 않는 하나 이상의 비-경계선 영역으로 분할한다. 여기서, 경계선 영역과 비-경계선 영역을 어떻게 구성할지는 경계선의 타입(예컨대, 경계선이 대상블록의 각 변과 만나는 교점, 또는 경계선의 각도 및 경계선의 위치)에 따라 부호화 장치와 복호화 장치 간에 미리 약속되어 있을 수 있다. 대안적으로, 영역 분할과 관련된 정보는 블록레벨 보다 상위 레벨, 예컨대, 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 타일 등의 레벨에서 결정되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수도 있다.

복수의 영역들이 결정된 이후에, 변환부(140)는, 각 영역 내의 전체 픽셀 개수 또는 가로 및 세로 방향으로의 픽셀 개수를 고려하여, 각 영역에 대응하는 직사각 또는 정사각 형태의 변환 단위를 결정한다. 그리고 각 영역들 내의 잔차신호들을 대응하는 변환 단위들의 크기에 맞추어 재정렬하여 직사각 또는 정사각 형태의 잔차 서브블록들을 생성한다.

본 실시예에서, 변환 단위의 크기와 관련된 변환 정보의 추가적인 시그널링은 요구되지 않을 수 있다. 영상 복호화 장치는 경계선에 대한 정보로부터 경계선의 타입을 결정하고 그 경계선의 타입으로부터 변환 단위를 결정할 수 있기 때문이다.

영상 복호화 장치는 경계선에 대한 정보에 의해 경계선 타입을 식별하고 그 경계선 타입에 따라 직사각 또는 정사각형의 변환 단위들을 결정한다. 그리고, 각 변환 단위들에 대응하는 변환계수들을 복호화하여 복수의 변환계수블록들을 생성하고, 변환계수블록들을 역양자화 및 역변환하여 잔차 서브블록들을 생성한다. 영상 복호화 장치는, 경계선 및 변환 단위들의 크기를 고려하여, 대상블록 내에서 경계선을 포함하는 경계선 영역과 경계선을 포함하지 않는 하나 이상의 비-경계선 영역을 식별한다. 그리고, 각 잔차 서브블록 내의 잔차신호들을 대응하는 영역에 재정렬함으로써, 대상블록의 잔차블록을 생성한다.

또 다른 실시예에서, 영상 부호화 장치는 경계선을 토대로 대상블록 외부의 가상 영역을 설정하고, 대상블록 내부의 영역뿐만 아니라 가상 영역을 포함하도록 경계선 영역을 설정할 수 있다. 가상 영역 내의 잔차신호들은 고정된 특정의 값 또는 대상블록 내부 잔차신호들의 값으로 패딩된다. 도 17을 참조하면, 경계선에 의해 분할되는 두 영역 각각에서 경계선과 평행한 가상의 선을 가정한다. 두 가상의 선 사이에 존재하는 영역이 경계선 영역으로 설정된다. 이 때, 대상블록의 좌하귀 및 우상귀 쪽에 형성되는 삼각형 영역이 가상 영역으로 설정될 수 있다. 가상 영역을 포함하는 경계선 영역 내의 잔차신호들은 직사각형 또는 정사각형 형태의 제1 잔차 서브블록으로 재정렬된다. 대상블록은 직사각형 또는 정사각형 형태이고 경계선 영역이 대상블록 외부의 가상 영역을 포함하므로, 대상블록 내에서 경계선 영역을 제외한 비-경계선 영역 내의 잔차신호들은 직사각형 또는 정사각형 형태로 재배열될 수 없다. 따라서, 영상 부호화 장치는, 비-경계선 영역 내의 잔차신호들을 직사각 또는 정사각 형태의 제2 잔차 서브블록으로 재정렬할 때, 가상 영역의 잔차신호들의 개수와 동일한 개수의 잔차신호들을 비-경계선 영역으로부터 제외한다. 비-경계선 영역 내의 어떤 위치의 잔차 신호들을 제외할지는 부호화 장치와 복호화 장치 간에 미리 약속되어 있을 수도 있고, 잔차신호들이 제외된 위치에 대한 정보가 부호화 장치로부터 복호화 장치로 시그널링될 수도 있다.

영상 복호화 장치는, 다른 실시예들에서 설명한 방식과 마찬가지로, 제1 잔차 서브블록을 복원한 이후에 제1 잔차 서브블록 내의 잔차신호들을 경계선 영역 내로 재배열한다. 이 때, 패딩된 가상 영역은 제외된다. 한편, 제2 잔차 서브블록 내의 잔차신호들은 비-경계선 영역 내로 재배열된다. 부호화 장치에 의해 비-경계선으로부터 제외되었던 잔차신호들은 예측값으로 채워진다. 예컨대, 제외되었던 잔차신호들은 특정 값으로 패딩될 수도 있고, 대안적으로 주변 잔차신호들의 평균 값으로 패딩될 수도 있다. 또 다른 방법으로서, 잔차신호들이 제외된 영역은 잔차 레벨이 아닌 복원 후의 픽셀 레벨에서 그 제외 영역 주변의 복원 픽셀값들로부터 채워질 수도 있다. 영상 복호화 장치는 먼저 대상블록 내에서 그 제외 영역 이외의 영역에 대한 픽셀값들을 복원한다. 그리고 그 제외 영역 주변의 복원된 픽셀값들을 이용하여 그 제외 영역의 픽셀값들을 예측한다. 다시 말해, 영상 복호화 장치는, 제외 영역의 잔차신호들과 그 잔차신호들에 대응하는 예측픽셀들의 합이 제외 영역 주변의 복원된 픽셀값들의 가중 평균값과 같아지도록, 그 제외 영역의 픽셀값들을 예측한다.

이하에서는, 대상블록을 양자화 또는 역양자화하는 방법을 설명한다.

대상블록 내의 복수의 영역들(경계선 영역 및 하나 이상의 비-경계선 영역)은 동일한 양자화 파라미터를 이용하여 양자화 또는 역양자화될 수 있다. 예를 들어, 대상블록에 대해 하나의 양자화 파라미터가 결정되고 각 영역들은 대상블록의 양자화 파라미터를 공유한다. 영상 부호화 장치는 대상블록의 양자화 파라미터와 예측 양자화 파라미터 간의 차이인 차분 양자화 파라미터를 부호화한다. 여기서, 예측 양자화 파라미터는 대상블록에 인접한 기복원된 블록들의 양자화 파라미터들로부터 생성된다. 도 18을 참조하면, 예측 양자화 파라미터는 주변블록들 "a" ~ "g" 중에서 적어도 일부의 기복원된 블록들의 양자화 파리미터들로부터 생성된다. 예컨대, 영상 부호화 장치는 상측블록(b) 및 좌측블록(c)의 양자화 파라미터의 평균값을 예측 양자화 파라미터로 설정할 수 있다. 영상 복호화 장치는, 영상 부호화 장치와 동일한 방식으로 예측 양자화 파라미터를 유도하고, 예측 양자화 파라미터와 영상 부호화 장치로부터 수신한 차분 양자화 파라미터를 가산하여 대상블록의 양자화 파라미터를 연산한다.

대안적으로, 대상블록 내의 각 영역들에 대해 독립적으로 양자화 파라미터가 결정될 수 있다. 영상 부호화 장치는 각 영역에 대응하는 잔차신호들에 적용할 차분 양자화 파라미터를 시그널링한다. 각 영역의 예측 양자화 파라미터는 해당 영역에 인접한 블록의 양자화 파라미터를 통해 예측된다. 도 18을 참조하면, 영역 A(경계선 영역)의 예측 양자화 파라미터는 주변블록 "d", "e" 및 "f"들 중 적어도 일부의 양자화 파라미터로부터 예측된다. 실시예에 따라 경계선 영역(A)의 넓이 또는 영역 A와 B 간의 면적 비율에 따라 양자화 파라미터 예측을 위해 사용되는 값이 제한될 수 있다. 예를 들어 경계선 영역(A)가 도 17과 같이 경계선의 좌우 1~2픽셀 영역인 경우 양자화 파라미터는 "d"와 "e"를 통해서 예측된다. 다른 실시예에서 경계선 영역(A)가 경계선 영역에서 확장된다면 "e"와 "d"뿐 아니라 "b" "c" "g" "f"를 추가로 사용하여 예측할 수 있다. 그리고 예측 양자화 파라미터는, 그 주변블록들 중 기복원된 주변블록의 양자화 파라미터의 평균값일 수 있다. 반면, 영역 B(비경계선 영역)의 예측 양자화 파라미터는 주변블록들 "a" ~ "g" 중 기복원된 블록들의 양자화 파라미터들로부터 예측된다. 예컨대, 그 기복원된 주변블록들의 평균값일 수 있다.

또 다른 대안으로서, 영상 부호화 장치는 복수의 영역 중 하나의 영역(예컨대, 경계선 영역)에 대해 양자화 파라미터를 결정하고 나머지 영역은 그 양자화 파라미터에 오프셋을 더하여 유도한다. 예컨대, 영상 부호화 장치는 경계선 영역)에 대한 차분 양자화 파라미터를 전송하고 비-경계선 영역에 대해서는 차분 양자화 파라미터의 전송을 생략할 수 있다. 도 18의 예시에서, 비-경계선 영역(B)은 경계선 영역(A)영역에 비해 상대적으로 예측이 잘 되고 그에 따라 잔차신호들의 절대 크기가 작을 수 있다. 따라서 부복호화 효율을 위해 비-경계선 영역(B)는 항상 경계선 영역(A)에 오프셋을 더한 양자화 파라미터로 양자화하고, 비-경계선 영역(B)을 위한 차분 양자화 파라미터의 전송은 생략될 수 있다. 오프셋은 경계선 영역(A)의 양자화 파라미터에 더해지는 값으로서 양수일 수 있다. 오프셋은 예측 모드에 따라 적응적으로 결정될 수 있다. 대상블록의 예측모드가 인터 예측인지 인트라 예측인지 여부에 따라 서로 다른 오프셋이 적용될 수 있다. 또한, 인터 예측에서도 대상블록이 머지 모드인지 AMVP 모드인지에 따라 서로 다른 오프셋이 적용될 수 있다. 예컨대, 머지 모드인 경우의 오프셋이 가장 큰 값, 인트라 예측모드인 경우의 오프셋이 가장 작은 값을 가질 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상 부호화 장치와 동일한 방법으로 예측 양자화 파라미터를 산출하고 그 예측 양자화 파라미터와 차분 양자화 파라미터를 가산하여 경계선 영역의 양자화 파라미터를 결정한다. 나머지 영역의 양자화 파라미터는 영상 부호화 장치와 동일한 오프셋을 경계선 영역의 양자화 파라미터에 가산하여 유도된다. 오프셋은 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간의 미리 약속된 고정된 값일 수도 있고, 하이 레벨(high level)에서 시그널링될 수도 있다.

이상의 설명에서 예시적인 실시예들은 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 하나 이상의 예시들에서 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능적 컴포넌트들은 그들의 구현 독립성을 특히 더 강조하기 위해 "...부(unit)" 로 라벨링되었음을 이해해야 한다.

한편, 본 개시에서 설명된 다양한 기능들 혹은 방법들은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 명령어들로 구현될 수도 있다. 비일시적 기록매체는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독가능한 형태로 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예를 들어, 비일시적 기록매체는 EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 포함한다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 인트라 예측을 이용하여 대상블록을 복호화하는 영상 복호화 방법에 있어서,
   비트스트림으로부터 상기 대상블록을 분할하기 위한 적어도 하나의 경계선을 특정하는 경계선 정보를 복호화하는 단계, 상기 경계선 정보는 상기 대상블록을 복수의 비-직방형(non-rectangular) 블록들로 분할하는 것을 허용함;
   상기 경계선 정보에 근거하여, 상기 비-직방형 블록들에 대한 인트라 예측모드들을 결정하는 단계;
   상기 인트라 예측모드들을 이용하여 상기 비-직방형 블록들 각각을 인트라 예측함으로써, 상기 대상블록의 예측블록을 생성하는 단계;
   상기 비트스트림으로부터 상기 대상블록의 잔차블록을 복원하는 단계; 및
   상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여 상기 대상블록을 복원하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 인트라 예측모드들을 결정하는 단계는, 상기 비-직방형 블록들 각각에 대해,
   상기 경계선 정보에 의해 특정되는 경계선의 방향, 및 상기 경계선에 상대적인 상기 비-직방형 블록의 위치에 기반하여, 상기 비-직방형 블록에 적용할 인트라 예측모드들을 선택하는 단계; 및
   상기 비트스트림으로부터 복호화된 예측모드 정보를 이용하여 상기 선택된 인트라 예측모드들 중에서 상기 비-직방형 블록에 대한 인트라 예측모드를 결정하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 비-직방형 블록에 적용할 인트라 예측모드들을 선택하는 단계는,
   상기 경계선 정보에 의해 특정되는 상기 경계선의 방향과 위치, 및 상기 경계선에 상대적인 상기 비-직방형 블록의 위치에 기반하여, 상기 대상블록에 인접한 하나 이상의 참조 위치들을 결정하는 단계; 및
   상기 참조 위치들을 포함하는 주변블록의 인트라 예측모드들을 이용하여 상기 비-직방형 블록에 적용할 인트라 예측모드들을 포함하는 후보 리스트를 구성하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 예측모드 정보는, 상기 후보 리스트에 포함된 인트라 예측모드들 중에서 하나를 선택하기 위한 인덱스 정보, 및 상기 비-직방형 블록의 인트라 예측모드와 상기 인덱스 정보에 의해 지시되는 인트라 예측모드 간의 차이값을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 대상블록의 예측블록을 생성하는 단계는, 상기 비-직방형 블록들 각각에 대해,
   상기 경계선 정보에 의해 특정되는 경계선의 방향과 위치, 및 상기 경계선에 상대적으로 상기 비-직방형 블록의 위치에 근거하여, 상기 비-직방형 블록을 예측하기 위해 사용할 기복원된 참조픽셀들을 구성하는 단계; 및
   상기 참조픽셀들을 이용하여 상기 비-직방형 블록을 인트라 예측하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 잔차블록을 복원하는 단계는,
   상기 비트스트림으로부터 직방형의 복수의 변환계수블록들을 복원하는 단계;
   상기 변환계수블록들을 각각 역변환하여 잔차 서브블록들을 생성하는 단계; 및
   상기 경계선 정보에 의해 특정되는 경계선, 및 상기 변환계수블록들의 개수, 및 상기 변환계수블록들 각각의 크기에 근거하여 상기 대상블록을 복수의 영역으로 분할하고, 각 잔차 서브블록 내의 잔차신호들을 대응하는 영역 내로 재배치함으로써 상기 잔차블록을 복원하는 단계를 포함하고,
   상기 복수의 영역은, 상기 경계선을 포함하고 상기 경계선 근방에 형성되는 경계선 영역, 및 상기 경계선을 포함하지 않는 하나 이상의 비-경계선 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
7. 인트라 예측을 이용하여 대상블록을 부호화하는 영상 부호화 방법에 있어서,
   적어도 하나의 경계선을 이용하여 상기 대상블록을 분할하는 단계, 상기 경계선은 상기 대상블록을 복수의 비-직방형(non-rectangular) 블록들로 분할하는 것을 허용함;
   상기 경계선에 근거하여, 상기 비-직방형 블록들에 대한 인트라 예측모드들을 결정하는 단계;
   상기 비-직방형 블록들 각각을 인트라 예측함으로써, 상기 대상블록의 예측블록을 생성하는 단계;
   상기 대상블록으로부터 상기 예측블록을 감산함으로써, 상기 대상블록의 잔차블록을 생성하는 단계; 및
   상기 경계선을 특정하기 위한 경계선 정보 및 상기 잔차블록 내의 잔차신호들을 부호화하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 인트라 예측모드들을 결정하는 단계는, 상기 비-직방형 블록들 각각에 대해,
   상기 경계선의 방향, 및 상기 경계선에 상대적인 상기 비-직방형 블록의 위치에 기반하여, 상기 비-직방형 블록에 적용할 인트라 예측모드들을 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 인트라 예측모드들 중에서 상기 비-직방형 블록에 대한 인트라 예측모드를 결정하는 단계를 포함하고,
   상기 비-직방형 블록에 대한 인트라 예측모드를 나타내는 예측모드 정보는 부호화되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 비-직방형 블록에 적용할 인트라 예측모드들을 선택하는 단계는,
   상기 경계선의 방향과 위치, 및 상기 경계선에 상대적인 상기 비-직방형 블록의 위치에 기반하여, 상기 대상블록에 인접한 하나 이상의 참조 위치들을 결정하는 단계; 및
   상기 참조 위치들을 포함하는 주변블록의 인트라 예측모드들을 이용하여 상기 비-직방형 블록에 적용할 인트라 예측모드들을 포함하는 후보 리스트를 구성하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 예측모드 정보는, 상기 후보 리스트에 포함된 인트라 예측모드들 중에서 하나를 선택하기 위한 인덱스 정보, 및 상기 비-직방형 블록의 인트라 예측모드와 상기 인덱스 정보에 의해 지시되는 인트라 예측모드 간의 차이값을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
11. 제7항에 있어서,
    상기 대상블록의 예측블록을 생성하는 단계는, 상기 비-직방형 블록들 각각에 대해,
    상기 경계선의 방향과 위치, 및 상기 경계선에 상대적인 상기 비-직방형 블록의 위치에 근거하여, 상기 비-직방형 블록을 예측하기 위해 사용할 기복원된 참조픽셀들을 구성하는 단계; 및
    상기 참조픽셀들을 이용하여 상기 비-직방형 블록을 인트라 예측하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
12. 제7항에 있어서,
    상기 잔차블록 내의 잔차신호들을 부호화하는 단계는,
    상기 대상블록을 복수의 영역으로 분할하는 단계, 상기 복수의 영역은, 상기 경계선을 포함하고 상기 경계선 근방에 형성되는 경계선 영역, 및 상기 경계선을 포함하지 않는 하나 이상의 비-경계선 영역을 포함함; 및
    상기 복수의 영역 각각에 대해, 상기 영역의 내의 잔차신호들을 재배열하여 직방형의 잔차 서브블록을 생성하고, 상기 잔차 서브블록을 변환하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
13. 인트라 예측을 이용하여 대상블록을 복호화하는 영상 복호화 장치에 있어서,
    비트스트림으로부터 상기 대상블록을 분할하기 위한 적어도 하나의 경계선을 특정하는 경계선 정보를 및 변환계수들을 복호화하는 복호화부, 상기 경계선 정보는 상기 대상블록을 복수의 비-직방형(non-rectangular) 블록들로 분할하는 것을 허용함;
    상기 경계선 정보에 근거하여 상기 비-직방형 블록들에 대한 인트라 예측모드들을 결정하고, 상기 인트라 예측모드들을 이용하여 상기 비-직방형 블록들 각각을 인트라 예측함으로써 상기 대상블록의 예측블록을 생성하는 예측부;
    상기 변환계수들을 역변환하여 상기 대상블록의 잔차블록을 복원하는 역변환부; 및
    상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여 상기 대상블록을 복원하는 가산기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 예측부는, 상기 비-직방형 블록들 각각에 대해,
    상기 경계선 정보에 의해 특정되는 경계선의 방향, 및 상기 경계선에 상대적인 상기 비-직방형 블록의 위치에 기반하여, 상기 비-직방형 블록에 적용할 인트라 예측모드들을 선택하고,
    상기 비트스트림으로부터 복호화된 예측모드 정보를 이용하여 상기 선택된 인트라 예측모드들 중에서 상기 비-직방형 블록에 대한 인트라 예측모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
15. 제13항에 있어서,
    상기 복호화부는 상기 비트스트림으로부터 각각 변환계수들을 포함하는 직방형의 복수의 변환계수블록들을 복원하고,
    상기 역변환부는,
    상기 변환계수블록들을 각각 역변환하여 잔차 서브블록들을 생성하고,
    상기 경계선 정보에 의해 특정되는 경계선, 및 상기 변환계수블록들의 개수, 및 상기 변환계수블록들 각각의 크기에 근거하여 상기 대상블록을 복수의 영역으로 분할하고, 각 잔차 서브블록 내의 잔차신호들을 대응하는 영역 내에 재배치함으로써 상기 잔차블록을 복원하되,
    상기 복수의 영역은, 상기 경계선을 포함하고 상기 경계선 근방에 형성되는 경계선 영역, 및 상기 경계선을 포함하지 않는 하나 이상의 비-경계선 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.

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