KR20220038710A

KR20220038710A - 비디오 코딩 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20220038710A
Application number: KR1020227005058A
Authority: KR
Inventors: 신 자오; 이신 두; 샨 리우
Original assignee: 텐센트 아메리카 엘엘씨
Priority date: 2020-09-16
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2022-03-29
Also published as: US11595676B2; CN114600453A; JP2024096199A; WO2022060437A1; EP3997671A1; JP7480303B2; US20230110374A1; EP3997671A4; US20220086472A1; JP2023508686A

Abstract

본 개시의 측면들은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법, 장치, 및 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적인 저장 매체를 포함한다. 상기 장치는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처에서 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하는 처리 회로를 포함한다. 상기 예측 정보는 상기 현재 블록에 대한 교차 성분 필터링(CCF) 프로세스를 지시한다. 상기 처리 회로는 상기 현재 블록의 예측된 샘플, 잔차 값 또는 재구축 샘플 중 적어도 하나에 상기 CCF 프로세스를 적용하여 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플을 생성한다. 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플은 후속 블록의 재구축에 사용된다. 상기 처리 회로는 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플에 기초하여 상기 현재 블록 및 상기 후속 블록을 재구축한다.

Description

비디오 코딩 방법 및 장치

참조에 의한 통합

본 출원은 2020년 9월 16일 출원에 출원된 미국 가출원 제63/079,322호 "CROSS-COMPONENT FILTERING ON BLOCK-LEVEL RECONSTRUCTION(블록 레벨 재구축에 대한 교차 성분 필터링)"에 대한 우선권의 이익을 주장하여, 2021년 5월 10일자로 제출된 미국 특허출원 제17/315,989호 "METHOD AND APPARATUS FOR VIDEO CODING(비디오 코딩 방법 및 장치)"에 대한 우선권의 이익을 주장한다. 이들 선행 출원의 개시 전체는 참조에 의해 그 전체가 본 출원에 통합된다.

본 개시는 일반적으로 비디오 코딩에 관한 것이다.

본 명세서에 제공된 배경 설명은 일반적으로 본 개시의 맥락을 제시하기 위한 것이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 범위 내에서, 현재 지명된 발명자들의 저작물과 출원 시에 선행 기술로 인정되지 않을 수 있는 설명의 측면들은 명시적으로도 묵시적으로도 본 개시의 선행 기술로 인정되지 않는다.

비디오 코딩 및 디코딩은 움직임 보상(motion compensation)이 있는 인터 픽처 예측(inter-picture prediction)을 사용하여 수행될 수 있다. 압축되지 않은 디지털 비디오는 일련의 픽처를 포함할 수 있으며, 각각의 픽처는, 예를 들어, 1920×1080 휘도 샘플(luminance sample, 루마 샘플이라고도 함) 및 연관된 색차 샘플(chrominance sample, 크로마 샘플이라고도 함)의 공간 차원을 갖는다. 일련의 픽처는 예를 들어 초당 60장의 픽처 또는 60Hz의 고정 또는 가변 픽처 레이트(비공식적으로 프레임 레이트라고도 함)를 가질 수 있다. 압축되지 않은 비디오는 상당한 비트레이트 요건을 갖는다. 예를 들어, 샘플당 8비트의 1080p60 4:2:0 비디오(60Hz 프레임 레이트에서 1920×1080 휘도 샘플 해상도)는 1.5Gbit/s에 가까운 대역폭이 필요하다. 이러한 비디오 한 시간은 600GB 이상의 저장 공간이 필요하다.

비디오 코딩 및 디코딩의 한 가지 목적은 압축을 통해 입력 비디오 신호의 리던던시(redundancy, 중복성)을 줄이는 것일 수 있다. 압축은 앞서 언급한 대역폭 또는 저장공간 요건을, 경우에 따라서는 두자릿수 이상, 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 무손실 압축(lossless compression)과 손실 압축(lossy compress) 둘 다는 물론, 이들의 조합도 사용될 수 있다. 무손실 압축이란 압축된 원본 신호(original signal)에서 원본 신호의 정확한 사본(exact copy)을 재구축할 수 있는 기술을 말한다. 손실 압축을 사용하는 경우, 재구축된 신호는 원본 신호와 동일하지 않을 수 있지만 원본 신호와 재구축된 신호 사이의 왜곡은, 재구축된 신호가 의도된 애플리케이션에 유용할 정도로 충분히 작다. 비디오의 경우, 손실 압축이 널리 채용된다. 허용되는 왜곡의 양은 애플리케이션에 따라 다르다. 예를 들어, 특정 소비자 스트리밍 애플리케이션의 사용자는 텔레비전 배급 애플리케이션(television distribution application)의 사용자보다 더 높은 왜곡을 용인할 수 있다. 달성 가능한 압축 비율은 다음을 반영할 수 있다: 허용 가능한/용인 가능한 왜곡이 높을수록 압축 비율은 더 높을 수 있다.

비디오 인코더 및 디코더는, 예를 들어, 움직임 보상, 변환(transform), 양자화(quantization), 및 엔트로피 코딩(entropy coding)을 포함한 여러 광범위한 범주로부터의 기술을 이용할 수 있다.

비디오 코덱 기술에는 인트라 코딩으로 알려진 기술이 포함될 수 있다. 인트라 코딩에서, 샘플 값은 이전에 재구축된 참조 픽처의 샘플 또는 다른 데이터에 대한 참조 없이 표현된다. 일부 비디오 코덱에서, 픽처는 샘플 블록으로 공간적으로 세분화된다. 샘플의 모든 블록이 인트라 모드로 코딩되는 경우, 그 픽처는 인트라 픽처일 수 있다. 인트라 픽처 및 독립 디코더 리프레시 픽처와 같은 그 도출물(derivation)은 디코더 상태를 재설정하는 데 사용될 수 있으며, 따라서 코딩된 비디오 비트스트림 및 비디오 세션의 첫 번째 픽처 또는 스틸 이미지(still image)로 사용될 수 있다. 인트라 블록의 샘플은 변환에 노출될 수 있으며, 변환 계수는 엔트로피 코딩 전에 양자화될 수 있다. 인트라 예측(intra prediction)은 변환 전 도메인(pre-transform domain)에서 샘플 값을 최소화하는 기술일 수 있다. 경우에 따라서는, 변환 후 DC 값이 작을수록, 그리고 AC 계수가 작을수록, 엔트로피 코딩 후 블록을 표현하기 위해 주어진 양자화 스텝 크기(quantization step size)에서 필요한 비트는 더 적다.

예를 들어 MPEG-2 생성 코딩 기술에서 알려진 것과 같은 전통적인 인트라 코딩은 인트라 예측을 사용하지 않는다. 하지만, 일부 새로운 비디오 압축 기술은, 예를 들어 주변 샘플 데이터 및/또는 공간적으로 이웃하고 디코딩 순서에서 선행하는 데이터 블록의 인코딩/디코딩 동안 획득되는 메타데이터로부터 시도하는 기술을 포함한다. 이러한 기술은 앞으로 "인트라 예측" 기술이라고 한다. 적어도 일부 경우에, 인트라 예측은 참조 픽처가 아닌 재구축 중인 현재 픽처로부터의 참조 데이터만 사용하는 것이다.

다양한 형태의 인트라 예측이 있을 수 있다. 이러한 기술 중 하나 이상이 주어진 비디오 코딩 기술에서 사용될 수 있는 경우, 사용 중인 기술은 인트라 예측 모드에서 코딩될 수 있다. 어떤 경우에는, 모드는 서브모드 및/또는 파라미터를 가질 수 있으며, 이들은 개별적으로 코딩되거나 모드 코드워드에 포함될 수 있다. 어떤 코드워드가 주어진 모드, 서브모드, 및/또는 파라미터 조합에 사용되는지는 인트라 예측을 통한 코딩 효율 이득(coding efficiency gain)에 영향을 미칠 수 있어서, 코드워드를 비트스트림으로 변환하는 데 사용되는 엔트로피 코딩 기술에도 영향을 미칠 수 있다.

특정 모드의 인트라 예측이 H.264와 함께 도입되었고, H.265에서 개선되었으며, 공동 탐사 모델(joint exploration model, JEM), 다용도 비디오 코딩(video coding, VVC) 및 벤치 마크 세트(benchmark set, BMS)와 같은 최신 코딩 기술에서 더욱 개선되었다. 예측자 블록(predictor block)은 이미 사용 가능한 샘플에 속하는 이웃 샘플을 사용하여 형성될 수 있다. 이웃 샘플의 샘플 값은 방향에 따라 예측자 블록에 복사된다. 사용 중의 방향에 대한 참조는 비트스트림에서 코딩되거나 그 자체를 예측할 수 있다.

도 1a를 참조하면, H.265의 33개의 가능한 예측자 방향(35개 인트라 모드의 33개 각도 모드에 대응)으로부터 알려진 9개의 예측자 방향의 서브세트가 우측 하단에 도시되어 있다. 화살표가 수렴하는 지점(101)은 예측되는 샘플을 나타낸다. 화살표는 샘플이 예측되는 방향을 나타낸다. 예를 들어, 화살표(102)는 샘플(101)이 하나의 샘플 또는 샘플들로부터 수평에서 45도 각도로 우측 상단으로 예측된다는 것을 지시한다. 유사하게, 화살표(103)는 샘플(101)이 하나의 샘플 또는 샘플들로부터 수평에서 22.5도 각도로 샘플(101)의 좌측 하단으로 예측된다는 것을 지시한다.

도 1a를 여전히 참조하면, 좌측 상단에는 (파선의 굵은 선으로 나타낸) 4×4 샘플의 정사각형 블록(104)이 표시되어 있다. 정사각형 블록(104)은 16개의 샘플을 포함하고, 각각은 "S", Y 차원의 위치(예: 열 색인), 및 X 차원의 위치(예: 열 색인)로 레이블이 부여된다. 예를 들어, 샘플 S21은 Y 차원의 (상단에서) 두 번째 샘플이고 X 차원의 (좌측에서) 첫 번째 샘플이다. 유사하게, 샘플 S44는 Y 및 X 차원 모두에서 블록(104)의 네 번째 샘플이다. 블록 크기가 4×4 샘플이므로, S44는 우측 하단에 있다. 유사한 번호 매기기 방식을 따르는 참조 샘플이 추가로 도시되어 있다. 참조 샘플은 R, 블록(104)에 상대적인 Y 위치(예: 행 색인) 및 X 위치(열 색인)로 레이블이 부여된다. H.264 및 H.265 모두에서, 예측 샘플은 재구축중인 블록에 이웃하고; 따라서 음수 값을 사용할 필요가 없다.

인트라 픽처 예측(intra picture prediction)은 시그널링된 예측 방향에 의해 적절한 이웃 샘플로부터 참조 샘플 값을 복사함으로써 동작할 수 있다. 예를 들어, 코딩된 비디오 비트스트림이, 이 블록에 대해, 화살표(102)와 일치하는 예측 방향을 지시하는 시그널링을 포함한다고 가정한다 - 즉, 샘플들은 수평에서 45도 각도로 우측 상단에 있는 하나의 예측 샘플 또는 샘플들로부터 예측된다. 이 경우 샘플 S41, S32, S23 및 S14는 동일한 참조 샘플 R05로부터 예측된다. 그런 다음 샘플 S44는 참조 샘플 R08로부터 예측된다.

어떤 경우에는, 참조 샘플을 계산하기 위해, 특히 방향을 45도로 균등하게 나눌 수 없을 때, 예를 들어 보간을 통해 다수의 참조 샘플의 값이 결합될 수 있다.

비디오 코딩 기술이 발전함에 따라 가능한 방향의 수가 증가했다. H.264(2003년)에서는 9개의 서로 다른 방향을 나타낼 수 있다. H.265(2013년)에서는 33개로 증가했으며, 공개 당시 JEM/VVC/BMS는 최대 65개의 방향을 지원할 수 있다. 가능성이 가장 높은 방향을 식별하기 위한 실험이 수행되었으며, 엔트로피 코딩의 특정 기술을 사용하여 그러한 가능성이 높은 방향을 적은 수의 비트로 표현하여, 가능성이 낮은 방향에 대한 특정 패널티를 수용한다. 또한, 방향 자체는 이미 디코딩된 이웃 블록에서 사용되는 이웃 방향으로부터 예측될 수 있다.

도 1b는 시간이 지나면서 증가하는 예측 방향의 수를 설명하기 위해 JEM에 따른 65개의 인트라 예측 방향을 나타낸 개략도(105)를 도시한다.

방향을 나타내는 코딩된 비디오 비트스트림 내의 인트라 예측 방향 비트들의 매핑은 비디오 코딩 기술에 따라 다를 수 있으며; 예를 들어, 예측 방향의 단순한 직접 매핑에서 인트라 예측 모드, 코드워드, 가장 가능성이 높은 모드를 포함하는 복잡한 적응 방식, 및 유사한 기술에 이르기까지 다양하다. 하지만, 모든 경우에, 비디오 콘텐츠에서 통계적으로 다른 특정 방향보다 발생할 가능성이 낮은 특정 방향이 있을 수 있다. 비디오 압축의 목표는 중복성을 줄이는 것이므로, 잘 작동하는 비디오 코딩 기술에서, 가능성이 낮은 방향은 가능성이 더 높은 방향보다 더 많은 수의 비트로 표현된다.

움직임 보상은 손실 압축 기술일 수 있으며 이전에 재구축된 픽처 또는 그 일부(참조 픽처)로부터의 샘플 데이터의 블록이, 움직임 벡터(motion vector, 이하 MV)에 의해 지시되는 방향으로 공간적으로 이동한 후, 새로 재구축되는 픽처 또는 픽처 일부의 예측에 사용되는 기술과 관련 있을 수 있다. 경우에 따라서는, 참조 픽처는 현재 재구축중인 픽처와 동일할 수 있다. MV는 X와 Y의 2차원 또는 3차원일 수 있으며, 세 번째는 사용중인 참조 픽처의 지시이다(후자는 간접적으로 시간 차원일 수 있음).

일부 비디오 압축 기술에서, 샘플 데이터의 특정 영역(area)에 적용할 수 있는 MV는 다른 MV, 예를 들어 재구축중인 영역에 공간적으로 인접하고 디코딩 순서에서 그 MV보다 선행하는 샘플 데이터의 다른 영역과 관련된 MV로부터 예측될 수 있다. 이렇게 하면 MV를 코딩하는 데 필요한 데이터의 양을 크게 줄일 수 있으므로, 중복성을 제거하고 압축률을 높일 수 있다. 예를 들어, 카메라로부터 도출된 입력 비디오 신호(자연 비디오(natural video)라고 함)를 코딩할 때 단일 MV가 적용될 수 있는 영역보다 큰 영역이 유사한 방향으로 이동하는 통계적 가능성이 있기 때문에, MV 예측은 효과적으로 작동할 수 있고, 따라서 경우에 따라서는 이웃 영역의 MV로부터 도출된 유사한 MV를 사용하여 예측될 수 있다. 그 결과 주어진 영역에 대해 발견된 MV는 주변 MV로부터 예측된 MV와 유사하거나 동일하며, 이는, 엔트로피 코딩 후, MV를 직접 코딩하였다면 사용되었을 비트 수보다 더 적은 수의 비트로 표시될 수 있다. 경우에 따라서는, MV 예측은 원래 신호(즉, 샘플 스트림)로부터 도출된 신호(즉, MV)의 무손실 압축의 일례일 수 있다. 다른 경우에는 MV 예측 자체가 손실될 수 있는데, 예를 들어 주변의 여러 MV로부터 예측자를 계산할 때 라운딩 오차(rounding error)가 발생하기 때문이다.

다양한 MV 예측 메커니즘이 H.265/HEVC(ITU-T Rec. H.265, "High Efficiency Video Coding(고효율 비디오 코딩)", 2016년 12월)에 기술되어 있다. H.265가 제공하는 많은 MV 예측 메커니즘 중에서 여기에 설명된 기술은 이하 "공간 병합(spatial merge)"이라 한다.

도 1c를 참조하면, 현재 블록(111)은 공간적으로 시프트된 동일한 크기의 이전 블록으로부터 예측 가능하도록 움직임 검색 프로세스 동안 인코더에 의해 발견된 샘플을 포함할 수 있다. MV를 직접 코딩하는 대신, MV는 A0, A1 및 B0, B1, B2(각각 112 ∼ 116)으로 표시된 5개의 주변 샘플 중 하나와 연관된 MV를 사용하여, 예를 들어 가장 최근의(디코딩 순서상) 참조 픽처로부터, 하나 이상의 참조 픽처와 연관된 메타 데이터로부터 도출될 수 있다. H.265에서, MV 예측은 이웃 블록이 사용하고 있는 것과 동일한 참조 픽처로부터의 예측자를 사용할 수 있다.

본 개시의 측면은 비디오 인코딩/디코딩 장치를 제공한다. 장치는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처에서 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하는 처리 회로를 포함한다. 상기 예측 정보는 상기 현재 블록에 대한 교차 성분 필터링(cross component filtering, CCF) 프로세스를 지시한다. 상기 처리 회로는 상기 현재 블록의 예측된 샘플, 잔차 값 또는 재구축 샘플 중 적어도 하나에 상기 CCF 프로세스를 적용하여 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플을 생성한다. 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플은 후속 블록의 재구축에 사용된다. 상기 처리 회로는 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플에 기초하여 상기 현재 블록 및 상기 후속 블록을 재구축한다.

하나의 실시예에서, 상기 처리 회로는, 상기 현재 블록의 역양자화 프로세스와 역변환 프로세스 중 적어도 하나의 출력에 상기 CCF 프로세스를 적용하여 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플을 생성한다.

하나의 실시예에서, 상기 처리 회로는 상기 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 상기 CCF 프로세스의 출력을 상기 현재 블록의 크로마 재구축 샘플에 더하여 상기 현재 블록을 재구축한다.

하나의 실시예에서, 상기 처리 회로는 상기 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 상기 CCF 프로세스의 출력을 상기 현재 블록의 크로마 잔차 값에 더하여 상기 현재 블록을 재구축한다.

하나의 실시예에서, 상기 처리 회로는 상기 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 상기 CCF 프로세스의 출력을 상기 현재 블록의 크로마 예측 샘플에 더하여 상기 현재 블록을 재구축한다.

하나의 실시예에서, 상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 상기 예측 정보에 포함된다.

하나의 실시예에서, 상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 미리 정의된 상수이다.

하나의 실시예에서, 상기 현재 픽처에서 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 다른 픽처에서 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수와 상기 현재 픽처에서 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수의 오프셋 값에 기초하여 결정된다.

하나의 실시예에서, 하나의 색 성분에 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 다른 색 성분에 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수에 기초하여 결정된다.

하나의 실시예에서, 상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 상기 CCF 프로세스가 적용되기 전에 결정되는 상기 현재 블록의 샘플 값에 기초하여 결정된다.

하나의 실시예에서, 상기 CCF 프로세스가 인에이블되는지는 파티셔닝 방식, 예측 모드, 블록 너비, 블록 높이, 변환 계수, 양자화 파라미터 중 어느 하나에 기초하여 결정된다.

본 개시의 측면은 비디오 인코딩/디코딩 방법을 제공한다. 상기 방법에서, 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처에서 현재 블록의 예측 정보가 디코딩된다. 상기 예측 정보는 상기 현재 블록에 대한 교차 성분 필터링(CCF) 프로세스를 지시한다. 상기 현재 블록의 예측된 샘플, 잔차 값 또는 재구축 샘플 중 적어도 하나에 상기 CCF 프로세스를 적용하여 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플이 생성된다. 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플은 후속 블록의 재구축에 사용된다. 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플에 기초하여 상기 현재 블록 및 상기 후속 블록이 재구축된다.

본 개시의 측면은 또한 명령어를 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적인 저장 매체를 제공하며, 상기 명령어는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금, 상기한 비디오 코딩의 방법 중 어느 하나 또는 조합을 수행하게 한다.

개시된 주제의 추가 특징, 성질 및 다양한 이점은 이하의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1a는 인트라 예측 모드의 예시적인 서브세트의 개략도이다.
도 1b는 예시적인 인트라 예측 방향의 도면이다.
도 1c는 한 예에서의 현재 블록 및 그 주변 공간 병합 후보의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 통신 시스템의 간략화된 블록도의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 통신 시스템의 간략화된 블록도의 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디코더의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 5은 일 실시예에 따른 인코더의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 인코더의 블록도를 도시한다.
도 7은 다른 실시예에 따른 디코더의 블록도를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 실시예에 따른 적응형 루프 필터(adaptive loop filter, ALF)의 예시적인 다이아몬드 필터 형상을 도시한다.
도 9a∼도 9d는 실시예에 따른 수직 방향, 수평 방향 및 두 대각선 방향 각각의 기울기 계산에 각각 사용되는 예시적인 서브샘플링된 위치를 도시한다.
도 10은 일 실시예에 따른 루마 성분에 적용되는 예시적인 수정된 블록 분류를 도시한다.
도 11은 일부 실시예에 따른 가상 경계에서 루마 성분에 대한 예시적인 수정된 ALF를 도시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 예시적인 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로 정렬된 픽처 쿼드트리 분할을 도시한다.
도 13은 일 실시예에 따른 z 순서(z-order)로 인코딩된 예시적인 쿼드트리 분할 플래그를 도시한다.
도 14a는 일 실시예에 따른 교차 성분 적응형 루프 필터(cross-component adaptive loop filter, CC-ALF)의 예시적인 배치를 나타낸다.
도 14b는 일 실시예에 따른 CC-ALF 동작 동안 각각의 크로마 성분에 대해 루마 채널에 적용되는 예시적인 선형 다이아몬드 형상 필터를 도시한다.
도 15는 일 실시예에 따른 8×8 블록에 대한 예시적인 방향 탐색을 도시한다.
도 16은 일 실시예에 따른 예시적인 서브공간 투영을 도시한다.
도 17은 블록의 역변환 후에 적용되는 예시적인 CCF를 도시한다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 19는 일 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 개략도이다.

I. 비디오 디코더 및 인코더 시스템

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 시스템(200)의 단순화된 블록도를 나타낸다. 통신 시스템(200)은 예를 들어 네트워크(250)를 통해 서로 통신할 수 있는 복수의 단말 기기를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템(200)은 네트워크(250)를 통해 상호 연결된 제1의 단말 기기 쌍(210, 220)을 포함한다. 도 2의 예에서, 제1의 단말 기기 쌍(210, 220)은 데이터의 단방향 송신을 수행한다. 예를 들어, 단말 기기(210)는 네트워크(250)를 통해 다른 단말 기기(220)로의 송신을 위해 비디오 데이터(예: 단말 기기(210)에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 하나 이상의 코딩된 비디오 비트 스트림의 형태로 송신될 수 있다. 단말 기기(220)는 네트워크(250)로부터 코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처를 복원하고, 복원된 비디오 데이터에 따라 비디오 픽처를 표시할 수 있다. 단방향 데이터 송신은 미디어 서빙 애플리케이션 등에서 일반적일 수 있다.

다른 예에서, 통신 시스템(200)은, 예를 들어 비디오 컨퍼런스 동안 발생할 수 있는 코딩된 비디오 데이터의 양방향 송신을 수행하는 제2의 단말 기기 쌍(230, 240)을 포함한다. 데이터의 양방향 송신의 경우, 일례에서, 단말 기기 쌍(230, 240)의 각각의 단말 기기는 네트워크(250)를 통해 단말 기기 쌍(230, 240) 중 다른 단말 기기로의 송신을 위해 비디오 데이터(예: 단말 기기에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 단말 기기 쌍(230, 240)의 각각의 단말 기기는 또한 단말 기기 쌍(230, 240)의 다른 단말 기기에 의해 송신되는 코딩된 비디오 데이터를 수신할 수 있으며, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오를 복원할 수 있고 복원된 비디오 데이터에 따라 액세스 가능한 디스플레이 기기에 비디오 픽처를 표시할 수 있다.

도 2의 예에서, 단말 기기(210, 220, 230, 240)는 서버, 개인용 컴퓨터 및 스마트폰으로 예시될 수 있지만, 본 개시의 원리는 이에 한정되지 않을 수 있다. 본 개시의 실시예는 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 미디어 플레이어 및/또는 전용 화상 회의 장비를 사용하는 애플리케이션을 찾아낸다. 네트워크(250)는, 예를 들어 유선(wired) 및/또는 무선 통신 네트워크를 포함하여, 단말 기기(210, 220, 230, 240) 사이에서 코딩된 비디오 데이터를 전달하는 임의의 수의 네트워크를 나타낸다. 통신 네트워크(250)는 회선 교환 및/또는 패킷 교환 채널에서 데이터를 교환할 수 있다. 대표적인 네트워크로는 통신 네트워크, 근거리 통신망, 광역 통신망 및/또는 인터넷을 포함한다. 본 논의를 목적을 위해, 네트워크(250)의 아키텍처 및 토폴로지는 이하에서 설명되지 않는 한 본 개시의 동작에 중요하지 않을 수 있다.

도 3은 개시된 주제에 대한 애플리케이션의 일례로서, 스트리밍 환경에서 비디오 인코더 및 비디오 디코더의 배치를 예시한다. 개시된 주제는 예를 들어, 화상 회의, 디지털 TV, CD, DVD, 메모리 스틱 등을 포함하는 디지털 미디어에 압축된 비디오의 저장을 포함하는 다른 비디오 기능이 있는 애플리케이션(video enabled application)에도 동일하게 적용될 수 있다.

스트리밍 시스템은 비디오 소스(301), 예를 들어 디지털 카메라를 포함할 수 있는 캡처 서브시스템(313)을 포함하여, 예를 들어 압축되지 않은 비디오 픽처의 스트림(302)을 생성할 수 있다. 일례에서, 비디오 픽처의 스트림(302)은 디지털 카메라로 촬영된 샘플을 포함한다. 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 코딩된 비디오 비트 스트림)와 비교할 때 높은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 굵은 선으로 표시된 비디오 픽처의 스트림(302)은 비디오 소스(301)에 결합된 비디오 인코더(303)를 포함하는 전자 기기(320)에 의해 처리될 수 있다. 비디오 인코더(303)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 개시된 주제의 측면들을 가능하게 하거나 구현할 수 있는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 인코딩된 비디오 비트 스트림(304))는 비디오 픽처의 스트림(302)과 비교할 때 더 낮은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 가는 선으로 표시되고, 나중에 사용하기 위해 스트리밍 서버(305)에 저장될 수 있다. 도 3에서의 클라이언트 서브시스템(306, 308)과 같은, 하나 이상의 스트리밍 클라이언트 서브시스템은 인코딩된 비디오 데이터(304)의 사본(307, 309)을 검색하기 위해 스트리밍 서버(305)에 액세스할 수 있다. 클라이언트 서브시스템(306)은 예를 들어, 전자 기기(330)에 비디오 디코더(310)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(310)는 인코딩된 비디오 데이터의 인커밍 사본(incoming copy)(307)을 디코딩하고 디스플레이(312)(예: 디스플레이 스크린) 또는 다른 렌더링 기기(도시되지 않음)에서 렌더링 될 수 있는 비디오 픽처(311)의 아웃고잉 스트림을 생성한다. 일부 스트리밍 시스템에서, 인코딩된 비디오 데이터(304, 307, 309)(예: 비디오 비트 스트림)은 특정 비디오 코딩/압축 표준에 따라 인코딩될 수 있다. 이러한 표준의 예로는 ITU-T Recommendation H.265를 포함한다. 일례에서, 개발중인 비디오 코딩 표준은 비공식적으로 VVC(Versatile Video Coding)로 알려져 있다. 개시된 주제는 VVC의 컨텍스트에서 사용될 수 있다.

전자 기기(320, 330)는 다른 구성요소(도시되지 않음)를 포함할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 전자 기기(320)는 비디오 디코더(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 전자 기기(330)도 비디오 인코더(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 비디오 디코더(410)의 블록도를 도시한다. 비디오 디코더(410)는 전자 기기(430)에 포함될 수 있다. 전자 기기(430)는 수신기(431)(예: 수신 회로)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(410)는 도 3의 예에서의 비디오 디코더(310) 대신에 사용될 수 있다.

수신기(431)는 비디오 디코더(410)에 의해 디코딩될 하나 이상의 코딩된 비디오 시퀀스를 수신할 수 있고; 동일하거나 다른 실시예에서, 한 번에 하나의 코딩된 비디오 시퀀스에서, 각각의 코딩된 비디오 시퀀스의 디코딩은 다른 코딩된 비디오 시퀀스와 독립적이다. 코딩된 비디오 시퀀스는 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는 저장 기기에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는 채널(401)로부터 수신될 수 있다. 수신기(431)는 다른 데이터, 예를 들어 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림과 함께 인코딩된 비디오 데이터를 수신할 수 있으며, 이들은 각각의 사용 엔티티(도시되지 않음)에 포워딩될 수 있다. 수신기(431)는 코딩된 비디오 시퀀스를 다른 데이터와 분리할 수 있다. 네트워크 지터(network jitter)를 방지하기 위해, 버퍼 메모리(415)가 수신기(431)와 엔트로피 디코더/파서(420)(이하 "파서(420)") 사이에 결합될 수 있다. 특정 애플리케이션에서, 버퍼 메모리(415)는 비디오 디코더(410)의 일부이다. 다른 경우에는 비디오 디코더(410)(도시되지 않음) 외부에 있을 수 있다. 또 다른 경우에는, 예를 들어 네트워크 지터를 방지하기 위해 비디오 디코더(410) 외부에 버퍼 메모리(도시되지 않음)가 있을 수 있으며, 예를 들어 플레이아웃 타이밍(playout timing)을 처리하기 위해 비디오 디코더(410) 내부에 추가로 다른 버퍼 메모리(415)가 있을 수 있다. 수신기(431)가 충분한 대역폭과 제어 가능성을 갖는 저장/포워딩 기기로부터 또는 등시성 네트워크(isosynchronous network)로부터 데이터를 수신하고 있을 때, 버퍼 메모리(415)는 필요하지 않거나 작을 수 있다. 인터넷과 같은 최선형 패킷 네트워크(best effort packet network)에서 사용하기 위해, 버퍼 메모리(415)는 필요할 수 있고, 비교적 클 수 있으며, 적응적인 크기가 유리할 수 있으며, 운영 체제 또는 비디오 디코더(410)의 외부에 유사한 요소(도시되지 않음)에서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.

비디오 디코더(410)는 코딩된 비디오 시퀀스로부터 심볼(421)을 재구축하기 위해 파서(420)를 포함할 수 있다. 이러한 심볼의 카테고리로는 비디오 디코더(410)의 작동을 관리하는 데 사용되는 정보와, 전자 기기(430)의 일체화된 부분이 아니라 도 4에 도시된 바와 같이 전자 기기(430)에 연결될 수 있는 렌더링 기기(render device)(412)(예: 디스플레이 픽처)와 같은 렌더링 기기를 제어하기 위한 잠재적인 정보를 포함된다. 렌더링 장치(들)에 대한 제어 정보는 보충 강화 정보(Supplemental Enhancement Information, SEI) 메시지 또는 비디오 유용성 정보(Video Usability Information, VUI) 파라미터 세트 프래그먼트(도시되지 않음)의 형태일 수 있다. 파서(420)는 수신되는 코딩된 비디오 시퀀스를 파싱/엔트로피 디코딩할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스의 코딩은 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따를 수 있으며, 가변 길이 코딩, Huffman 코딩, 컨텍스트 민감도가 있거나 없는 산술 코딩 등을 포함한 다양한 원리를 따를 수 있다. 파서(420)는 그룹에 대응하는 적어도 하나의 파라미터에 기초하여, 비디오 디코더 내의 픽셀의 서브그룹 중 적어도 하나에 대한 서브그룹 파라미터의 세트를, 코딩된 비디오 시퀀스로부터 추출할 수 있다. 서브그룹은 픽처의 그룹(Group of Picture, GOP), 픽처, 타일(tile), 슬라이스(slice), 매크로블록(macroblock), 코딩 유닛(Coding Unit, CU), 블록, ㅂ변환 유닛(Transform Unit, TU), 예측 유닛(Prediction Unit, PU) 등이 포함될 수 있다. 파서(420)는 또한 변환 계수, 양자화기 파라미터 값, MV 등을 코딩된 비디오 시퀀스 정보로부터 추출할 수 있다.

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

심볼(421)의 재구축은 코딩된 비디오 픽처 또는 그 일부(예: 인터 및 인트라 픽처, 인터 및 인트라 블록)의 유형 및 기타 인자에 따라 여러 다른 유닛을 포함할 수 있다. 어떤 유닛이 관련되고, 어떻게 관련되는지는 파서(420)에 의해 코딩된 비디오 시퀀스로부터 파싱된 서브그룹 제어 정보에 의해 제어될 수 있다. 파서(420)와 그 아래의 다수의 유닛 사이의 그러한 서브그룹 제어 정보의 흐름은 명확성을 위해 나타내지 않았다.

이미 언급된 기능 블록을 넘어, 비디오 디코더(410)는 아래에 설명된 바와 같이 개념적으로 다수의 기능 유닛으로 세분될 수 있다. 상업적 제약 하에서 작동하는 실제 구현에서, 이러한 유닛 중 다수는 서로 밀접하게 상호작용하며, 적어도 부분적으로, 서로 통합될 수 있다. 그러나 개시된 주제를 설명하기 위해서는 아래의 기능 유닛으로 개념적으로 세분화하는 것이 적절하다.

제1 유닛은 스케일러/역변환 유닛(451)이다. 스케일러/역변환 유닛(451)은 파서(420)로부터의 심볼(들)(421)로서 사용을 위한 변환, 블록 크기, 양자화 인자, 양자화 스케일링 행렬 등을 포함한, 제어 정보뿐만 아니라 양자화된 변환 계수도 수신한다. 스케일러/역변환 유닛(451)은 집성기(aggregator)(455)에 입력될 수 있는, 샘플 값을 포함하는 블록을 출력할 수 있다.

경우에 따라서는, 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력 샘플은 인트라 코딩된 블록에 관련될 수 있다, 즉, 이전에 재구축된 픽처로부터의 예측 정보를 사용하지 않지만, 현재 픽처의 이전에 재구축된 부분으로부터의 예측 정보를 사용할 수 있는 블록이다. 이러한 예측 정보는 인트라 픽처 예측 유닛(452)에 의해 제공될 수 있다. 경우에 따라서는, 인트라 픽처 예측 유닛(452)은 현재 픽처 버퍼(458)로부터 인출된 이미 재구축된 주변 정보를 이용하여, 재구축중인 블록과 동일한 크기 및 모양의 블록을 생성한다. 현재 픽처 버퍼(458)는, 예를 들어 부분적으로 재구축된 현재 픽처 및/또는 완전히 재구축된 현재 픽처를 버퍼링한다. 집성기(455)는, 경우에 따라서, 인트라 예측 유닛(452)이 생성한 예측 정보를 스케일러/역변환 유닛(551)에 의해 제공되는 출력 샘플 정보에 샘플 단위로 추가한다.

다른 경우에, 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력 샘플은 인터 코딩되고 잠재적으로 움직임 보상된 블록에 속할 수 있다. 이러한 경우, 움직임 보상 예측 유닛(453)은 예측에 사용되는 샘플을 인출하기 위해 참조 픽처 메모리(457)에 액세스할 수 있다. 블록에 속하는 심볼(421)에 따라 인출된 샘플을 움직임 보상한 후, 이러한 샘플은 집성기(455)에 의해 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력(이 경우에는 잔차 샘플 또는 잔차 신호라고 함)에 더해져, 출력 샘플 정보를 생성할 수 있다. 움직임 보상 예측 유닛(453)이 예측 샘플을 인출하는 참조 픽처 메모리(457) 내의 주소는 MV에 의해 제어될 수 있으며, 예를 들어 X, Y 및 참조 픽처 구성요소를 가질 수 있는 심볼(421)의 형태로 움직임 보상 유닛(453)에 사용할 수 있다. 움직임 보상은 또한 서브샘플의 정확한 MV가 사용되고 있을 때에 참조 픽처 메모리(457)로부터 인출된 샘플 값의 보간, MV 예측 메커니즘 등을 포함할 수 있다.

집성기(455)의 출력 샘플은 루프 필터 유닛(456)에서 다양한 루프 필터링 기술의 대상이 될 수 있다. 비디오 압축 기술은 코딩된 비디오 시퀀스(코딩된 비디오 비트 스트림이라고도 함)에 포함된 파라미터에 의해 제어되고 파서(420)로부터의 심볼(421)로서 루프 필터 유닛(456)에 사용 가능하게 되는 인 루프(in-loop) 필터 기술을 포함할 수 있지만, 또한 코딩된 픽처 또는 코딩된 비디오 시퀀스의 이전(디코딩 순서상) 부분을 디코딩하는 동안 획득된 메타 정보에 응답할 수 있을 뿐만 아니라 이전에 재구축되고 루프 필터링된 샘플 값에 응답할 수도 있다.

루프 필터 유닛(456)의 출력은 렌더 기기(412)에 출력될 수 있을 뿐만 아니라 미래의 인터 픽처 예측에 사용하기 위해 참조 픽처 메모리(457)에 저장될 수도 있는 샘플 스트림일 수 있다.

일단 완전히 재구축된 특정 코딩된 픽처는 나중에 예측을 위한 참조 픽처로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처에 대응하는 코딩된 픽처가 완전히 재구축되고 코딩된 픽처가 참조 픽처로 식별되면(예: 파서(420)에 의해), 현재 픽처 버퍼(458)는 참조 픽처 메모리(457)의 일부가 될 수 있고, 새로운 현재 픽처 버퍼는 다음 코딩된 픽처의 재구축을 시작하기 전에 재할당될 수 있다.

비디오 디코더(410)는 ITU-T Rec. H.265와 같은, 표준에서 미리 정해진 비디오 압축 기술에 따라 디코딩 동작을 수행할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스는 비디오 압축 기술 또는 표준의 신택스와 비디오 압축 기술에 문서화된 프로파일 모두를 준수한다는 점에서, 사용되는 비디오 압축 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 따를 수 있다. 특히, 프로필은 비디오 압축 기술 또는 표준에서 사용 가능한 모든 도구 중에서 해당 프로필에서 사용할 수 있는 유일한 도구로서 특정 도구를 선택할 수 있다. 또한 준수(compliance)에 필요한 것은, 코딩된 비디오 시퀀스의 복잡도가 비디오 압축 기술 또는 표준의 레벨에 정의된 범위 내에 있는 것일 수 있다. 경우에 따라서는, 레벨은 최대 픽처 크기, 최대 프레임 레이트, 최대 재구축 샘플 레이트(예: 초당 메가 샘플로 측정됨), 최대 참조 픽처 크기 등을 제한한다. 레벨에 의해 설정된 제한은, 경우에 따라서는 코딩된 비디오 시퀀스에서 시그널링된 가상 참조 디코더(Hippothetical Reference Decoder, HRD) 버퍼 관리를 위한 HRD 사양 및 메타 데이터를 통해 추가로 제한될 수 있다.

일 실시예에서, 수신기(431)는 인코딩된 비디오와 함께 추가(중복) 데이터(additional(redundant) data)를 수신할 수 있다. 추가 데이터는 코딩된 비디오 시퀀스(들)의 일부로서 포함될 수 있다. 추가 데이터는 데이터를 적절하게 디코딩하고/하거나 원본 비디오 데이터를 더 정확하게 재구축하기 위해 비디오 디코더(410)에 의해 사용될 수 있다. 추가 데이터는, 예를 들어 시간 계층, 공간 계층 또는 SNR 강화 계층(enhancement layer), 중복 슬라이스(redundant slice), 중복 픽처(redundant picture), 순방향 오류 정정 코드(forward error correction code) 등의 형태일 수 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 비디오 인코더(503)의 블록도를 도시한다. 비디오 인코더(503)는 전자 기기(520)에 포함되어 있다. 전자 기기(520)는 송신기(540)(예: 송신 회로)를 포함한다. 비디오 인코더(503)는 도 3의 예에서의 비디오 인코더(403) 대신에 사용될 수 있다.

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

비디오 소스(501)는 임의의 적절한 비트 심도(예: 8비트, 10비트, 12비트,…), 임의의 색 공간(color space)(예: BT.601 Y CrCB, RGB,…) 및 임의의 적절한 샘플링 구조(예: Y CrCb 4:2:0, Y CrCb 4:4:4)일 수 있는 디지털 비디오 샘플 스트림의 형태로 비디오 인코더(503)에 의해 코딩될 소스 비디오 시퀀스를 제공할 수 있다. 미디어 서빙 시스템에서, 비디오 소스(501)는 미리 준비된 비디오를 저장하는 저장 기기일 수 있다. 화상 회의 시스템에서, 비디오 소스(501)는 로컬 이미지 정보를 비디오 시퀀스로서 캡처하는 카메라일 수 있다. 비디오 데이터는 순차적으로 볼 때 움직임을 부여하는 복수의 개별 픽처로 제공될 수 있다. 픽처 자체는 픽셀의 공간 배열(spatial array)로 구성될 수 있으며, 각각의 픽셀은 사용중인 샘플링 구조, 색 공간 등에 따라 하나 이상의 샘플을 포함할 수 있다. 당업자라면 픽셀과 샘플 사이의 관계를 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 아래 설명은 샘플에 중점을 둔다.

일 실시예에 따르면, 비디오 인코더(503)는 소스 비디오 시퀀스의 픽처를 실시간으로 또는 애플리케이션에 의해 요구되는 임의의 다른 시간 제약하에 코딩된 비디오 시퀀스(543)로 코딩하고 압축할 수 있다. 적절한 코딩 속도를 강제하는 것은 제어기(550)의 기능 중 하나이다. 일부 실시예에서, 제어기(550)는 후술되는 바와 같이 다른 기능 유닛을 제어하고 다른 기능 유닛에 기능적으로 결합된다. 명확성을 위해 결합은 표시되지 않았다. 제어기(550)에 의해 설정되는 파라미터로는 레이트 제어 관련 파라미터(픽처 스킵, 양자화기, 레이트 왜곡 최적화 기술의 람다 값,…), 픽처 크기, 픽처 그룹(GOP) 레이아웃, 최대 MV 허용 참조 영역, 등등을 포함할 수 있다. 제어기(550)는 특정 시스템 설계에 최적화된 비디오 인코더(503)에 속하는 다른 적절한 기능을 갖도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 비디오 인코더(503)는 코딩 루프에서 동작하도록 구성된다. 과도하게 단순화된 설명으로서, 일례에서, 코딩 루프는 소스 코더(530)(예: 코딩될 입력 픽처에 기초하여 심볼 스트림과 같은 심볼 및 참조 픽처(들)의 생성을 담당), 및 비디오 인코더(503)에 내장된 (로컬) 디코더(533)를 포함할 수 있다. 디코더(533)는 (원격) 디코더가 또한 생성하는 것과 동일한 방식으로 샘플 데이터를 생성하기 위해 심볼을 재구축한다(심볼과 코딩된 비디오 비트 스트림 사이의 임의의 압축은 개시된 주제에서 고려되는 비디오 압축 기술에서 무손실이므로). 재구축된 샘플 스트림(샘플 데이터)은 참조 픽처 메모리(534)에 입력된다. 심볼 스트림의 디코딩은 디코더 위치(로컬 또는 원격)와 무관하게 비트가 정확한 결과(bit-exact result)로 이어지므로, 참조 픽처 메모리(534)의 내용도 로컬 인코더와 원격 인코더 사이에 비트가 정확하다(bit exact). 다시 말해, 인코더의 예측 부분은 디코딩 동안에 예측을 사용하는 경우에 디코더가 "인식하는(see)" 것과 정확히 동일한 샘플 값을 참조 픽처 샘플로서 "인식한다". 참조 픽처 동기성(reference picture synchronicity)의 기본 원리 (및 예를 들어 채널 오차로 인해 동시성이 유지될 수 없는 경우, 결과 드리프트(resulting drift))는 일부 관련 기술에서도 사용된다.

"로컬" 디코더(533)의 동작은 비디오 디코더(410)와 같은, "원격" 디코더의 동작과 동일할 수 있으며, 이는 이미 도 4와 관련하여 상세하게 설명되었다. 간단히 도 4를 또한 참조하면, 심볼이 이용 가능하고 엔트로피 코더(545) 및 파서(420)에 의해 코딩된 비디오 시퀀스로의 심볼의 인코딩/디코딩이 무손실일 수 있으므로, 비디오 디코더(410)의 엔트로피 디코딩 부분은 버퍼 메모리(415) 및 파서(420)를 포함하여, 로컬 디코더(533)에 완전히 구현되지 않을 수 있다.

이 시점에서 관찰할 수 있는 것은 디코더에 존재하는 파싱/엔트로피 디코딩을 제외한 모든 디코더 기술이 반드시 상응하는 인코더에 실질적으로 동일한 기능적 형태로 존재해야 한다는 것이다. 이러한 이유로, 개시된 주제는 디코더 동작에 초점을 맞춘다. 인코더 기술에 대한 설명은 포괄적으로 설명된 디코더 기술의 반대이므로 생략할 수 있다. 특정 영역에서만 더 자세한 설명이 필요하며 아래에 제공된다.

동작 시에, 일부 예에서, 소스 코더(530)는 "참조 픽처"로 지정된 비디오 시퀀스로부터 하나 이상의 이전에 코딩된 픽처를 참조하여 입력 픽처를 예측적으로 코딩하는 움직임 보상된 예측 코딩을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 코딩 엔진(532)은 입력 픽처에 대한 예측 참조(들)로서 선택될 수 있는 입력 픽처의 픽셀 블록과 참조 픽처(들)의 픽셀 블록 간의 차이를 코딩한다.

로컬 비디오 디코더(533)는 소스 코더(530)에 의해 생성된 심볼에 기초하여 참조 픽처로 지정될 수 있는 픽처의 코딩된 비디오 데이터를 디코딩할 수 있다. 코딩 엔진(532)의 동작은 유리하게 손실 프로세스일 수 있다. 코딩된 비디오 데이터가 비디오 디코더(도 5에 도시되지 않음)에서 디코딩될 수 있을 때, 재구축된 비디오 시퀀스는 일반적으로 약간의 오류가 있는 소스 비디오 시퀀스의 복제본(replica)일 수 있다. 로컬 비디오 디코더(533)는 참조 픽처에 대해 비디오 디코더에 의해 수행될 수 있는 디코딩 프로세스를 복제하고, 재구축된 참조 픽처가 참조 픽처 캐시(534)에 저장되도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 비디오 인코더(503)는 원단(far-end) 비디오 디코더(송신 오류 없음)에 의해 획득될 재구축된 참조 픽처로서 공통 콘텐츠를 갖는 재구축된 참조 픽처의 사본을 로컬에 저장할 수 있다.

예측기(predictor)(535)는 코딩 엔진(532)에 대한 예측 검색을 수행할 수 있다. 즉, 코딩될 새로운 픽처를 위해, 예측기(535)는 참조 픽처 메모리(534)에서 새로운 픽처에 대한 적절한 예측 참조의 역할을 할 수 있는 샘플 데이터(후보 참조 픽셀 블록임), 또는 참조 픽처 MV, 블록 모양 등과 같은 특정 메타데이터를 검색할 수 있다. 예측기(535)는 적절한 예측 참조를 찾기 위해 샘플 블록별 픽셀 블록(sample block-by-pixel block) 단위로 동작할 수 있다. 경우에 따라서는, 예측기(535)에 의해 획득된 검색 결과에 의해 결정되는 바와 같이, 입력 픽처는 참조 픽처 메모리(534)에 저장된 다수의 참조 픽처로부터 끌어낸 예측 참조를 가질 수 있다.

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

전술한 모든 기능 유닛의 출력은 엔트로피 코더(545)에서의 엔트로피 코딩 대상일 수 있다. 엔트로피 코더(545)는 호프만(Huffman) 코딩, 가변 길이 코딩, 산술 코딩 등과 같은 기술에 따라 심볼을 무손실 압축함으로써, 다양한 기능 유닛에 의해 생성된 심볼을 코딩된 비디오 시퀀스로 변환한다.

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

제어기(550)는 비디오 인코더(503)의 동작을 관리할 수 있다. 코딩하는 동안, 제어기(550)는 각각의 코딩된 픽처에 특정 코딩된 픽처 유형을 할당할 수 있으며, 이는 각각의 픽처에 적용될 수 있는 코딩 기술에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 픽처는 흔히 다음 픽처 유형 중 하나로서 지정될 수 있다:

인트라 픽처(Intra Picture: I 픽처)는 예측 소스로서 시퀀스 내의 어떤 다른 픽처도 사용하지 않고 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 일부 비디오 코덱은, 예를 들어 독립 디코더 리프레시 픽처(Independent Decoder Refresh Picture, "IDR")을 포함한, 상이한 유형의 인트라 픽처를 허용한다. 당업자는 I 픽처의 이러한 변형 및 각각의 적용 및 특징을 알고 있다.

예측 픽처(Predictive picture: P 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값을 예측하기 위해 최대 하나의 MV 및 참조 색인을 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다.

양방향 예측 픽처(Bi-directionally Predictive Picture: B 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값을 예측하기 위해 최대 두 개의 MV 및 참조 색인을 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 유사하게, 다중 예측 픽처(multiple-predictive picture)는 단일 블록의 재구축을 위해 두 개보다 많은 참조 픽처와 연관 메타 데이터를 사용할 수 있다.

소스 픽처는 일반적으로 공간적으로 복수의 샘플 블록(예: 4×4, 8×8, 4×8 또는 16×16 샘플 블록)으로 세분화되고 블록 단위로 코딩될 수 있다. 블록은 블록의 픽처 각각에 적용된 코딩 할당에 의해 결정된 대로 다른 (이미 코딩된) 블록을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다. 예를 들어, I 픽처의 블록은 비 예측적으로 코딩되거나, 동일한 픽처의 이미 코딩된 블록(공간 예측 또는 인트라 예측)을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다. P 픽처의 픽셀 블록은 이전에 코딩된 하나의 참조 픽처를 참조하여 공간 예측을 통해 또는 시간 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다. B 픽처의 블록은 이전에 코딩된 하나 또는 두 개의 참조 픽처를 참조하여 공간 예측을 통해 또는 시간 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다.

비디오 인코더(503)는 ITU-T Rec. H.265.와 같은 미리 결정된 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따라 코딩 동작을 수행할 수 있다. 그 동작에서, 비디오 인코더(503)는 입력 비디오 시퀀스에서의 시간적 및 공간적 중복성을 이용하는 예측 코딩 동작을 포함한, 다양한 압축 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 코딩된 비디오 데이터는 사용되는 비디오 코딩 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 따를 수 있다.

일 실시예에서, 송신기(540)는 인코딩된 비디오와 함께 추가 데이터를 송신할 수 있다. 소스 코더(530)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부로서 이러한 데이터를 포함할 수 있다. 추가 데이터는 시간/공간/SNR 강화 계층, 중복 픽처 및 슬라이스와 같은 다른 형태의 중복 데이터, SEI 메시지, VUI 파라미터 세트 프래그먼트 등을 포함할 수 있다.

비디오는 시간적 시퀀스로 복수의 소스 픽처(비디오 픽처)로서 캡처될 수 있다. 인트라 픽처 예측(흔히 인트라 예측으로 축약됨)은 주어진 픽처에서 공간적 상관관계를 이용하고, 픽처 간 예측(inter-picture prediction)은 픽처 사이의 (시간적 또는 기타) 상관관계를 이용한다. 일례에서, 현재 픽처라고 하는 인코딩/디코딩 중인 특정 픽처는 블록으로 파티셔닝된다. 현재 픽처 내의 블록이 이전에 코딩되고 비디오에서 여전히 버퍼링된 참조 픽처의 참조 블록과 유사할 때, 현재 픽처 내의 블록은 MV라고 하는 벡터로 코딩될 수 있다. MV는 참조 픽처 내의 참조 블록을 가리키며, 다수의 참조 픽처가 사용 중인 경우, 참조 픽처를 식별하는 3차원을 가질 수 있다.

일부 실시예에서, 양 예측 기술(bi-prediction technique)이 인터 픽처 예측에 사용될 수 있다. 양 예측 기술에 따르면, 비디오에서 현재 픽처에 대해 디코딩 순서가 모두 앞선(하지만 각각 표시 순서에서 과거와 미래일 수 있음) 제1 참조 픽처와 제2 참조 픽처와 같은, 2개의 참조 픽처가 사용된다. 현재 픽처의 블록은 제1 참조 픽처의 제1 참조 블록을 가리키는 제1 MV 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 블록을 가리키는 제2 MV에 의해 코딩될 수 있다. 블록은 제1 참조 블록과 제2 참조 블록의 조합에 의해 예측될 수 있다.

또한, 인터 픽처 예측에 병합 모드 기술을 사용하여 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 인터 픽처 예측 및 인트라 픽처 예측과 같은 예측은 블록 단위로 수행된다. 예를 들어, HEVC 표준에 따르면, 비디오 픽처의 시퀀스 내의 픽처는 압축을 위해 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU)로 파티셔닝되고, 픽처 내의 CTU는 64×64 픽셀, 32×32 픽셀 또는 16×16 픽셀과 같은, 동일한 크기를 갖는다. 일반적으로 CTU는 루마 CTB 1개와 크로마 CTB 2개인 세 개의 코딩 트리 블록(coding tree block, CTB)을 포함한다. 각각의 CTU는 반복적으로 하나 또는 복수의 코딩 단위(CU)로 쿼드트리 분할될 수 있다. 예를 들어 64×64 픽셀의 CTU는 64×64 픽셀의 CU 1개 또는 32×32 픽셀의 CU 4개 또는 16×16 픽셀의 CU 16개로 분할될 수 있다. 일례에서, 각각의 CU는 인터 예측 유형 또는 인트라 예측 유형과 같은, CU에 대한 예측 유형을 결정하기 위해 분석된다. CU는 시간적 및/또는 공간적 예측 가능성에 따라 하나 이상의 예측 유닛(prediction unit, PU)으로 분할된다. 일반적으로, 각각의 PU는 루마 예측 블록(PB)과 두 개의 크로마 PB를 포함한다. 일 실시예에서, 코딩(인코딩/디코딩)에서의 예측 동작은 예측 블록의 단위로 수행된다. 예측 블록의 예로서 루마 예측 블록을 사용하면, 예측 블록은 8×8 픽셀, 16×16 픽셀, 8×16 픽셀, 16×8 픽셀 등과 같은, 픽셀에 대한 값(예: 루마 값)의 행렬을 포함한다.

도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 비디오 인코더(603)의 도면을 도시한다. 비디오 인코더(603)는 비디오 픽처 시퀀스에서 현재 비디오 픽처 내의 샘플 값의 처리 블록(예: 예측 블록)을 수신하고, 처리 블록을 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처로 인코딩하도록 구성된다. 일례에서, 비디오 인코더(603)는 도 3의 예에서의 비디오 인코더(403) 대신에 사용된다.

HEVC 예에서, 비디오 인코더(603)는 8×8 샘플의 예측 블록 등과 같은 처리 블록에 대한 샘플 값의 행렬을 수신한다. 비디오 인코더(603)는 처리 블록이, 예를 들어 레이트 왜곡 최적화를 사용하여 인트라 모드, 인터 모드 또는 양 예측 모드를 사용하여 가장 잘 코딩되는지를 판정한다. 처리 블록이 인트라 모드에서 코딩될 때, 비디오 인코더(603)는 처리 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 인트라 예측 기술을 사용할 수 있고; 처리 블록이 인터 모드 또는 양 예측 모드로 코딩될 때, 비디오 인코더(603)는 처리 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 각각 인터 예측 또는 양 예측 기술을 사용할 수 있다. 특정 비디오 코딩 기술에서, 병합 모드는 예측자 외부의 코딩된 MV 성분의 이점 없이 MV가 하나 이상의 MV 예측자로부터 도출되는 인터 픽처 예측 서브모드일 수 있다. 특정 다른 비디오 코딩 기술에서, 대상 블록(subject block)에 적용 가능한 MV 성분이 존재할 수 있다. 일례에서, 비디오 인코더(603)는 처리 블록의 모드를 결정하기 위한 모드 결정 모듈(도시되지 않음)과 같은 다른 구성요소를 포함한다.

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

인터 인코더(630)는 현재 블록(예: 처리 블록)의 샘플을 수신하고, 블록을 참조 픽처 내의 하나 이상의 참조 블록(예: 이전 픽처 및 이후 픽처 내의 블록)과 비교하고, 인터 예측 정보(예: 인터 인코딩 기술에 따른 중복 정보의 설명, MV, 병합 모드 정보)를 생성하고, 임의의 적절한 기술을 사용하여 인터 예측 정보에 기초하여 인터 예측 결과(예: 예측 블록)를 계산한다. 일부 예에서, 참조 픽처는 인코딩된 비디오 정보에 기초하여 디코딩되는 디코딩된 참조 픽처이다.

인트라 인코더(622)는 현재 블록(예: 처리 블록)의 샘플을 수신하고, 일부 경우, 그 블록을 동일한 픽처에서 이미 코딩된 블록과 비교하고, 변환 후 양자화된 계수를 생성하고, 경우에 따라서는 또한 인트라 예측 정보(예: 하나 이상의 인트라 인코딩 기술에 따른 인트라 예측 방향 정보)를 생성한다. 일례에서, 인트라 인코더(622)는 또한 동일한 픽처의 인트라 예측 정보 및 참조 블록에 기초하여 인트라 예측 결과(예: 예측 블록)를 계산한다.

일반 제어기(621)는 일반 제어 데이터를 결정하고 일반 제어 데이터에 기초하여 비디오 인코더(603)의 다른 구성요소를 제어하도록 구성된다. 일례에서, 일반 제어기(621)는 블록의 모드를 결정하고, 모드에 따라 제어 신호를 스위치(626)에 제공한다. 예를 들어, 모드가 인트라 모드인 경우, 일반 제어기(621)는 스위치(626)를 제어하여 잔차 계산기(623)에서 사용하기 위한 인트라 모드 결과를 선택하도록 하고, 엔트로피 인코더(625)를 제어하여 인트라 예측 정보를 선택하여 비트 스트림에 인트라 예측 정보를 포함시키도록 하고; 모드가 인터 모드인 경우, 일반 제어기(621)는 스위치(626)를 제어하여 잔차 계산기(623)에서 사용하기 위한 인터 예측 결과를 선택하도록 하고, 엔트로피 인코더(625)를 제어하여 인터 예측 정보를 선택하여 인터 예측 정보를 비트 스트림에 포함시키도록 한다.

잔차 계산기(623)는 수신된 블록과 인트라 인코더(622) 또는 인터 인코더(630)로부터 선택된 예측 결과 사이의 차이(잔차 데이터)를 계산하도록 구성된다. 잔차 인코더(624)는 잔차 데이터에 기초하여 동작하여 잔차 데이터를 인코딩하여 변환 계수를 생성하도록 구성된다. 일례에서, 잔차 인코더(624)는 잔차 데이터를 공간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하고, 변환 계수를 생성하도록 구성된다. 그런 다음 변환 계수는 양자화된 변환 계수를 얻기 위한 양자화 처리를 거친다. 다양한 실시예에서, 비디오 인코더(603)는 또한 잔차 디코더(628)를 포함한다. 잔차 디코더(628)는 역변환을 수행하고, 디코딩된 잔차 데이터를 생성하도록 구성된다. 디코딩된 잔차 데이터는 인트라 인코더(622) 및 인터 인코더(630)에 의해 적절하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 인터 인코더(630)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인터 예측 정보에 기초하여 디코딩된 블록을 생성할 수 있고, 인트라 인코더(622)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인트라 예측 정보에 기초하여 디코딩된 블록을 생성할 수 있다. 디코딩된 블록은 디코딩된 픽처를 생성하기 위해 적절하게 처리되고 디코딩된 픽처는 메모리 회로(도시되지 않음)에서 버퍼링될 수 있고 일부 예에서 참조 픽처로서 사용될 수 있다.

엔트로피 인코더(625)는 인코딩된 블록을 포함하도록 비트 스트림을 포맷하도록 구성된다. 엔트로피 인코더(625)는 HEVC와 같은, 적절한 표준에 따라 다양한 정보를 포함하도록 구성된다. 일례에서, 엔트로피 인코더(625)는 일반 제어 데이터, 선택된 예측 정보(예: 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 잔차 정보 및 기타 적절한 정보를 비트스트림에 포함하도록 구성된다. 개시된 특허대상 발명에 따르면, 인터 모드 또는 양 예측 모드의 병합 서브모드에서 블록을 코딩할 때, 잔차 정보가 없음에 유의하기 바란다.

도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 비디오 디코더(710)의 도면을 도시한다. 비디오 디코더(710)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처를 수신하고, 코딩된 픽처를 디코딩하여 재구축된 픽처를 생성하도록 구성된다. 일례에서, 비디오 디코더(710)는 도 3의 예에서 비디오 디코더(310) 대신에 사용된다.

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

엔트로피 디코더(771)는 코딩된 픽처로부터, 코딩된 픽처를 구성하는 신택스 요소를 나타내는 특정 심볼을 재구축하도록 구성될 수 있다. 이러한 심볼은, 예를 들어 블록이 코딩되는 모드(예: 인트라 모드, 인터 모드, 양 예측 모드, 병합 서브모드(merge submode) 또는 다른 서브모드에서의 후자 둘), 인트라 디코더(772) 또는 인터 디코더(780)에 의해 각각 예측에 사용되는 특정 샘플 또는 메타 데이터를 식별할 수 있는 예측 정보(예: 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 예를 들어 양자화된 변환 계수의 형태로 된 잔차 정보 등을 포함할 수 있다. 일례에서, 예측 모드가 인터 모드 또는 양 예측 모드인 경우, 인터 예측 정보는 인터 디코더(780)에 제공되고; 예측 유형이 인트라 예측 유형인 경우, 인트라 예측 정보는 인트라 디코더(772)에 제공된다. 잔차 정보는 역양자화될 수 있으며 잔차 디코더(773)에 제공된다.

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

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

잔차 디코더(773)는 역양자화를 수행하여 역양자화된 변환 계수를 추출하고 역양자화된 변환 계수를 처리하여 잔차를 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 변환하도록 구성된다. 잔차 디코더(773)는 또한 특정 제어 정보(양자화기 파라미터(Quantizer Parameter, QP)를 포함하도록)를 요구할 수 있으며, 그 정보는 엔트로피 디코더(771)에 의해 제공될 수 있다(데이터 경로는 소량의 제어 정보뿐일 수 있으므로 표시되지 않음).

재구축 모듈(774)은 공간 도메인에서, 잔차 디코더(773)에 의해 출력되는 잔차 및 예측 결과(경우에 따라서는 인터 예측 모듈 또는 인트라 예측 모듈에 의해 출력됨)를 결합하여 재구축된 블록을 형성하도록 구성되고, 재구축된 블록은 재구축된 픽처의 일부일 수 있으며, 재구축된 픽처는 또한 재구축된 비디오의 일부일 수 있다. 디블로킹(deblocking) 동작 등과 같은, 다른 적절한 동작이 시각적 품질을 향상시키기 위해 수행될 수 있다는 점에 유의한다.

비디오 인코더(303, 503, 603) 및 비디오 디코더(310, 410, 710)는 임의의 적절한 기술을 사용하여 구현될 수 있음에 유의한다. 일 실시예에서, 비디오 인코더(303, 503, 603) 및 비디오 디코더(310, 410, 710)는 하나 이상의 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 비디오 인코더(303, 403, 603) 및 비디오 디코더(310, 410, 710)는 소프트웨어 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다.

Ⅱ. 적응형 루프 필터

VVC Draft 7과 같은 일부 관련 예에서, 블록 기반 필터 적응을 사용하는 적응형 루프 필터(ALF)가 적용될 수 있다. 루마 성분의 경우, 각각의 4×4 블록의 방향성(directionality)과 활동성(activity)에 기초하여, 각각의 4x4 블록에 대해 25개의 필터 중 하나가 선택될 수 있다.

도 8a 및 도 8b는 본 개시의 일부 실시예에 따른 ALF의 예시적인 다이아몬드 필터 형상을 도시한다. 도 8a는 크로마 성분에 적용될 수 있는 5x5 다이아몬드 형상을 도시하고, 도 8b는 루마 구성요소에 적용될 수 있는 7×7 다이아몬드 형상을 도시한다.

일부 관련 예에서, 루마 성분에 대해, 각각의 4×4 블록은 25개 클래스 중 하나로 분류될 수 있다. 4×4 블록의 분류 색인(classification index) C는 방향성 D와 4×4 블록의 활동성의 양자화된 값

에 기초하여 다음과 같이 도출될 수 있다:

식 (1)

D와

를 계산하기 위해, 먼저 1차원 라플라시안(1-D Laplacian)을 사용하여 4×4 블록의 수평, 수직 및 두 대각선 방향의 기울기를 다음과 같이 계산할 수 있다:

식 (2)

식 (3)

식 (4)

식 (5)

여기서, 색인 i와 j는 4×4 블록 내의 왼쪽 위 샘플의 좌표를 나타내고, R(i,j)는 좌표 (i,j)에서 재구축된 샘플을 나타낸다.

블록 분류의 복잡성을 줄이기 위해, 서브샘플링된(subsampled) 1차원 라플라시안 계산을 적용할 수 있다. 도 9a∼도 9d는 각각 수직, 수평 및 2개의 대각선 방향의 기울기 계산에 사용되는 예시적인 서브샘플링된 위치를 도시한다.

그러면 수평 및 수직 방향 기울기의 최댓값과 최솟값은 다음과 같이 설정될 수 있다:

식 (6)

식 (7)

두 대각선 방향의 기울기의 최댓값과 최솟값은 다음과 같이 설정될 수 있다:

식 (8)

식 (9)

방향성 D의 값을 도출하기 위해, 이러한 값은 서로 비교되고 두 개의 임계값 t₁ 및 t₂와 비교된다.

단계 1:

와

가 참이면, D는 0으로 설정된다.

단계 2:

이면, 단계 3에서 계속되고; 그렇지 않으면 단계 4에서 계속된다.

단계 3:

이면, D는 2로 설정되고; 그렇지않으면 D는 1로 설정된다.

단계 4:

이면, D는 4로 설정되고; 그렇지않으면, D는 3으로 설정된다.

활동성 값 A는 다음과 같이 계산된다.

식 (10)

A는 추가로 0부터 4까지의 범위로 더 양자화되며, 양자화된 값은

로 표시된다.

픽처의 크로마 성분에 대해, 분류 방법이 적용되지 않는다. 즉, 각각의 크로마 성분에 대해 단일의 ALF 계수 세트가 적용될 수 있다.

각각의 4×4 루마 블록을 필터링하기 전에, 회전, 대각선 플리핑(diagonal flipping) 및 수직 플리핑(vertical flipping)과 같은, 기하학적 변환이 각각의 블록에 대해 계산된 기울기 값에 따라 필터 계수 f(k,l) 및 대응하는 필터 클리핑 값(filter clipping value) c(k,l)에 적용된다. 이는 ALF가 적용되는 다른 블록을 방향을 정렬하여 더 유사하게 만들기 위해, 필터 지원 영역에서의 샘플에 이러한 변환을 적용하는 것과 동일하다.

대각선 플립, 수직 플립 및 회전을 포함한, 세 가지 기하학적 변환은 다음과 같이 설명할 수 있다:

대각선:

식 (11)

수직 플립:

식 (12)

회전:

식 (13)

여기서 K는 필터의 크기이고 0≤k이며, l≤K-1은 위치 (0,0)이 왼쪽 위 모서리에 있고 위치 (K-1, K-1)이 오른쪽 아래 모서리 에 있도록 하는 변환 계수의 좌표이다. 변환은 해당 블록에 대해 계산된 기울기 값에 따라 필터 계수 f(k, l) 및 클리핑 값 c(k, l)에 적용된다. 네 방향의 변형과 기울기 사이의 관계는 표 1로 요약할 수 있다.

VVC Draft 7과 같은 일부 관련 예에서, ALF의 필터 파라미터는 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set, APS)에서 시그널링된다. 하나의 APS에서, 최대 25세트의 루마 필터 계수 및 클리핑 값, 그리고 최대 8세트의 크로마 필터 계수 및 클리핑 값 색인이 시그널링될 수 있다. 비트 오버헤드를 줄이기 위해, 루마 성분에 대한 서로 다른 분류의 필터 계수를 병합할 수 있다. 슬라이스 헤더에서, 현재 슬라이스에 사용되는 APS의 색인이 시그널링된다. ALF의 시그널링은 VVC Draft 7에서 CTU 기반이다.

APS로부터 디코딩되는 클리핑 값 색인은 루마 및 크로마 성분에 대한 클리핑 값의 표를 사용하여 클리핑 값을 결정할 수 있도록 해준다. 이러한 클리핑 값은 내부 비트 심도에 의존한다. 예를 들어, 클리핑 값 표는 다음 식으로 얻을 수 있다:

식 (14)

여기서 B는 내부 비트 심도와 같고,

는 2.35와 같은 미리 정의된 상수 값이며, N은 VVC Draft 7에서 허용되는 클리핑 값의 개수인 4와 같다. 표 2는 식 (14)의 출력의 일례를 보여준다.

슬라이스 헤더에서, 현재 슬라이스에 사용되는 루마 필터 세트를 지정하기 위해 최대 7개의 APS 색인이 시그널링될 수 있다. 필터링 프로세스는 CTB 레벨에서 추가로 제어될 수 있다. ALF가 luma CTB에 적용되는지를 지시하기 위해 플래그가 시그널링될 수 있다. 루마 CTB는 16개의 고정 필터 세트와 APS로부터의 필터 세트 중에서 필터 세트를 선택할 수 있다. 필터 세트 색인은 어떤 필터 세트가 적용되는지를 지시하기 위해 루마 CTB에 대해 시그널링된다. 16개의 고정 필터 세트는 인코더와 디코더 모두에서 미리 정의되고 하드 코딩될 수 있다(hard-coded).

크로마 성분의 경우, APS 색인은 현재 슬라이스에 사용되는 크로마 필터 세트를 지시하기 위해 슬라이스 헤더에서 시그널링될 수 있다. CTB 레벨에서, APS에 크로마 필터 세트가 하나보다 많은 경우 각각의 크로마 CTB에 대해 필터 색인이 시그널링될 수 있다.

필터 계수는 128과 동일한 놈(norm)으로 양자화될 수 있다. 곱셈 복잡도를 제한하기 위해, 중심이 아닌 위치의 계수 값이 -27에서 27 - 1(포함)의 범위에 있을 수 있도록 비트스트림 적합성(bitstream conformance)이 적용될 수 있다. 중심 위치 계수는 비트스트림에서 시그널링되지 않으며, 128과 동일한 것으로 간주된다.

VVC Draft 7과 같은 일부 관련 예에서, 클리핑 색인 및 대응하는 값의 신택스 및 시맨틱스는 다음과 같이 정의될 수 있다.

alf _ luma _clip_ idx[　sfIdx　][　j　]는 sfIdx에 의해 지시되는 시그널링된 루마 필터의 j번째 계수를 곱하기 전에 사용할 클리핑 값의 클리핑 색인을 지정한다. sfIdx = 0..alf_luma_num_filters_signalled_minus1 및 j = 0..11인 alf_luma_clip_idx[ sfIdx ][ j ] 값이 0에서 3(포함)까지의 범위에 있어야 한다는 것이 비트스트림 적합성의 요건이다.

filtIdx　=　0..NumAlfFilters　-　1 및 j　=　0..11인, 요소 AlfClipL[　adaptation_parameter_set_id　][　filtIdx　][　j　]를 갖는 루마 필터 클리핑 값 AlfClipL [　adaptation_parameter_set_id　][　 filtIdx 　] 은 BitDepthY와 동일한 bitDepth 세트 및 alf_luma_clip_idx[　alf_luma_coeff_delta_idx[　filtIdx　]　][　j　]와 동일한 clipIdx 세트에 따라 표 2에서 도출된다.

alf _ chroma _clip_ idx[　altIdx　][　j　]는 색인 altIdx와 대체 크로마 필터(alternative chroma filter )의 j번째 계수를 곱하기 전에 사용될 클리핑 값의 클리핑 색인을 지정한다. altIdx　=　0..alf_chroma_num_alt_filters_minus1, j　=　0..5인 alf _ chroma _clip_ idx[　altIdx　][　j　]의 값이 0에서 3까지(포함)의 범위에 있어야 하는 것은 비트스트림 적합성의 요건이다.

altIdx　=　0..alf_chroma_num_alt_filters_minus1, j　=　0..5인, 요소 AlfClipC[　adaptation_parameter_set_id　][　altIdx　][　j　]를 갖는 크로마 필터 클리핑 값 AlfClipC [　adaptation_parameter_set_id　][　 altIdx 　] 은 BitDepthC와 동일한 세트 bitDepth 및 alf _ chroma _clip_ idx[　altIdx　][　j　]와 동일한 clipIdx세트에 따라 표2에서 도출된다.

디코더 측에서, ALF가 CTB에 대해 인에이블되면, CU 내의 각각의 샘플 R(i,j)가 필터링되어, 아래와 나타낸 바와 같은 대응하는 샘플 값 R'(i,j)가 생성된다,

식 (15)

여기서 f(k,l)은 디코딩된 필터 계수를 나타내고, K(x,y)는 클리핑 함수이고, c(k,l)은 디코딩된 클리핑 파라미터를 나타낸다. 변수 k와 l은 -L/2와 L/2 사이에서 변화하며, 여기서 L은 필터 길이를 나타낸다. 클리핑 함수 K(x,y)=min(y,max(-y,x))는 함수 Clip3(-y,y,x)에 대응한다. 이 클리핑 기능을 통합함으로써, 이 루프 필터링 방법은 비선형 ALF로 알려진 비선형 프로세스가 된다. 선택된 클리핑 값은 표 2의 클리핑 값의 색인에 대응하는 Golomb 인코딩 방식을 사용하여 "alf_data" 신택스 요소에 코딩된다. 이 인코딩 방식은 필터 색인에 대한 인코딩 방식과 동일하다.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 루마 성분에 적용되는 예시적인 수정된 블록 분류를 도시한다. 수평 CTU 경계 근처의 샘플에 사용되는 수정된 블록 분류 및 필터링은 ALF의 라인 버퍼 요건을 감소시킬 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 가상 경계(virtual boundary)는 수평 CTU 경계를 "N"개의 샘플로 시프트함으로써, 라인(line)으로 정의되며, 여기서 N은 각각 루마 성분에 대해 4 및 크로마 성분에 대해 2와 같다.

가상 경계 위의 4×4 블록의 1D 라플라시안 기울기 계산을 위해, 가상 경계 위의 샘플만 사용된다. 유사하게, 가상 경계 아래의 4×4 블록의 1D 라플라시안 기울기 계산을 위해, 가상 경계 아래의 샘플만 사용된다. 활동성 값 A의 양자화는 1D 라플라시안 기울기 계산에 사용된 감소된 샘플 수를 고려하여 그에 따라 스테일링된다.

도 11은 일부 실시예에 따른 가상 경계에서 루마 성분에 대한 예시적인 수정된 ALF를 도시한다. 필터링 처리를 위해, 가상 경계에서 대칭 채움 동작(symmetric padding operation)을 루마 및 크로마 성분 모두에 사용할 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 필터링되는 샘플이 가상 경계 아래에 위치하는 경우, 가상 경계 위에 위치하는 이웃 샘플은 채워진다. 한편, 반대쪽의 대응하는 샘플도 대칭으로 채워진다.

코딩 효율을 향상시키기 위해, 코딩 유닛 동기 픽처 쿼드트리 기반 ALP가 일부 관련 예들에서 사용된다. 루마 픽처는 여러 개의 다중 레벨 쿼드트리 파티션으로 분할될 수 있으며, 각각의 파티션 경계는 최대 코딩 유닛들(LCUs)의 경계에 맞춰 정렬된다. 각각의 파티션은 자체 필터링 프로세스가 있으므로 필터 유닛(FU)이라고 할 수 있다.

2패스(2-pass) 인코딩 흐름이 이하에 설명된다. 첫 번째 패스에서 쿼드트리 분할 패턴과 각각의 FU의 최상의 필터가 결정된다. 필터링 왜곡은 결정 프로세스 중에 고속 필터링 왜곡 추정(Fast Filtering Distortion Estimation, FFDE)에 의해 추정된다. 결정된 쿼드트리 분할 패턴과 모든 FU의 선택된 필터에 따라, 재구축된 픽처가 필터링된다. 두 번째 패스에서 CU 동기 ALF 온/오프 제어가 수행된다. ALF 온/오프 결과에 따르면, 첫 번째 패스에서 필터링된 픽처는 재구축된 픽처에 의해 부분적으로 복원된다.

도 12는 일 실시예에 따른 예시적인 LCU 정렬된 픽처 쿼드트리 분할을 도시한다. 레이트 왜곡 기준을 사용하여 픽처를 다중 레벨 쿼드트리 파티션으로 분할하기 위해 하향식 분할 전략(top-down splitting strategy)이 채택된다. 각각의 파티션을 필터 유닛이라고 한다. 분할 프로세스는 쿼드트리 파티션을 LCU 경계와 정렬시킨다. FU의 인코딩 순서는 z 스캔 순서를 따른다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 픽처는 10개의 FU로 분할되며, 인코딩 순서는 FU0, FU1, FU2, FU3, FU4, FU5, FU6, FU7, FU8, FU9이다.

도 13은 도 12에 대응하는 예시적인 쿼드트리 분할 패턴을 도시한다. 픽처 쿼드트리 분할 패턴을 지시하기 위해, 분할 플래그가 인코딩되어 z 순서로 송신될 수 있다.

각 FU의 필터는 레이트 왜곡 기준에 따라 두 개의 필터 세트 중에서 선택될 수 있다. 첫 번째는 현재 FU에 대해 새로 도출된 1/2 대칭 정사각형 모양 및 마름모 모양 필터를 가진다. 두 번째 세트는 이전 픽처의 FU에 대해 이전에 도출된 필터를 저장하는 시간 지연된 필터 버퍼로부터 온다. 이 두 세트의 최소 레이트 왜곡 비용을 갖는 필터가 현재 FU에 대해 선택될 수 있다. 유사하게, 현재 FU가 가장 작은 FU가 아니고 4개의 자식 FU로 더 분할될 수 있으면, 4개의 자식 FU의 레이트 왜곡 비용이 계산된다. 분할 및 비분할 경우의 레이트 왜곡 비용을 재귀적으로 비교함으로써, 픽처 쿼드트리 분할 패턴이 결정될 수 있다.

일부 관련 예에서, 최대 쿼드트리 분할 레벨은 2이며, 이는 FU의 최대 수가 16임을 의미한다. 쿼드트리 분할 결정 시에, 하단 쿼드트리 레벨(가장 작은 FU)에서 16개 FU의 위너 계수(Wiener coefficient)를 도출하기 위한 상관 값이 재사용될 수 있다. 나머지 FU는 하단 쿼드트리 레벨에서 16개 FU의 상관관계로부터 위너 필터를 도출할 수 있다. 따라서 모든 FU의 필터 계수를 도출하기 위한 단 하나의 프레임 버퍼 액세스가 있다.

쿼드트리 분할 패턴이 결정된 후, 필터링 왜곡을 더 줄이기 위해, CU 동기 ALF 온/오프 제어가 수행될 수 있다. 필터링 왜곡과 비필터링 왜곡을 비교함으로써, 리프 CU는 로컬 영역에서 ALF를 명시적으로 스위칭할 수 있다. ALF 온/오프 결과에 따라, 필터 계수를 재설계하여 코딩 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 그러나 재설계 프로세스에는 추가적인 프레임 버퍼 액세스가 필요하다. 일부 관련 예에서, 프레임 버퍼 액세스의 수를 최소화하기 위해 CU 동기 ALF 온/오프 결정 후에 재설계 프로세스가 없다.

III. 교차 성분 적응형 루프 필터

일부 관련 예에서, 교차 성분 적응형 루프 필터(CC-ALF)가 사용된다. CC-ALF는 루마 샘플 값을 사용하여 각각의 크로마 성분을 개선한다.

도 14a는 본 개시의 일 실시예에 따른 CC-ALF의 예시적인 배치를 도시한다. 도 14b는 CC-ALF 동작 동안 각각의 크로마 성분에 대해 루마 채널에 적용되는 예시적인 선형 다이아몬드 형상 필터를 도시한다. 필터 계수는 APS에서 송신될 수 있으며, 예를 들어 2¹⁰의 인자로 스케일링되고 고정 소수점 표현을 위해 라운딩된다(rounded). 필터의 적용은 가변 블록 크기에 대해 제어되고 샘플의 각각의 블록에 대해 수신된 컨텍스트 코딩 플래그(context-coded flag)에 의해 시그널링된다. CC-ALF 인에이블링 플래그와 함께 블록 크기는 각각의 크로마 성분에 대한 슬라이스 레벨에서 수신된다. 일례에서 다음 블록 크기(크로마 샘플에서): 16×16, 32×32 및 64×64가 지원된다.

표 3은 CC-ALF와 관련된 신택스 요소를 나타낸다.

표 3에서, 0과 동일한 신택스 요소 alf_ctb_cross_component_cb_idc[　xCtb　>>　CtbLog2SizeY　][　yCtb　>>　CtbLog2SizeY　]는 교차 성분 Cb 필터가 루마 위치 (　xCtb,　yCtb　)에서 Cb 색 성분의 샘플 블록에 적용되지 않음을 지시한다. 0과 동일하지 않은 신택스 요소 alf_ctb_cross_component_cb_idc[　xCtb　>>　CtbLog2SizeY　][　yCtb　>>　CtbLog2SizeY　] 는 alf_ctb_cross_component_cb_idc[　xCtb　>>　CtbLog2SizeY　][　yCtb　>>　CtbLog2SizeY　]-th 교차 성분 Cr 필터가 루마 위치 ( xCtb, yCtb )의 Cb 색 성분에서 샘플의 블록에 적용되지 않음을 지시한다.

0과 동일한 신택스 요소 alf_ctb_cross_component_cr_idc[　xCtb　>>　CtbLog2SizeY　][　yCtb　>>　CtbLog2SizeY　] 는 교차 성분 Cr 필터가 루마 위치 (　xCtb,　yCtb　)의 Cr 색 성분에서 샘플의 블록에 적용되지 않음을 지시한다. 0과 동일하지 않은 신택스 요소 alf_ctb_cross_component_cr_idc[　xCtb　>>　CtbLog2SizeY　][　yCtb　>>　CtbLog2SizeY　]는 alf_ctb_cross_component_cr_idc[　xCtb　>>　CtbLog2SizeY　][　yCtb　>>　CtbLog2SizeY ]- th 교차 성분 Cr 필터가 루마 위치( xCtb, yCtb )의 Cr 색 성분에서 샘플 블록에 적용되지 않음을 지시한다.

IV. 제한된 방향성 강화 필터

인루프 제한된 방향성 강화 필터(Directional Enhancement Filter, CDEF)의 한 가지 목표는 이미지의 세부사항을 유지하면서 코딩 아티팩트를 필터링하는 것이다. HEVC와 같은 일부 관련 예에서, 샘플 적응형 오프셋(sample adaptive offset, SAO) 알고리즘은 상이한 클래스의 픽셀에 대한 신호 오프셋을 정의함으로써 유사한 목표를 달성할 수 있다. SAO와 달리, CDEF는 비선형 공간 필터이다. 필터의 설계는 중앙값 필터(median filter) 및 양방향 필터(bilateral filter)와 같은 다른 비선형 필터가 아닌 경우, 단일 명령 다중 데이터(single instruction multiple data, SIMD) 연산으로 구현 가능한 것과 같이, 쉽게 벡터화할 수 있도록 제한되었다.

CDEF 설계는 다음 관찰에서 비롯된다. 코딩된 이미지에서 링잉 아티팩트(ringing artifact)의 양은 양자화 스텝 크기에 대략 비례하는 경향이 있다. 세부사항(detail)의 양은 입력 이미지의 속성이지만, 양자화된 이미지에 유지되는 가장 작은 세부사항도 양자화 스텝 크기에 비례하는 경향이 있다. 주어진 양자화 스텝 크기에 대해, 링잉의 진폭은 일반적으로 세부사항의 진폭보다 작다.

CDEF는 각 블록의 방향을 식별한 다음 식별된 방향을 따라 그리고 식별된 방향에서 45도 회전된 방향을 따라 더 적은 정도로 적응적으로 필터링함으로써 작용한다. 필터 강도는 명시적으로 시그널링되며, 이는 흐릿함(blurring)에 대한 높은 수준의 제어를 가능하게 한다. 효율적인 인코더 검색은 필터 강도에 맞게 설계된다. CDEF는 이전에 제안된 두 개의 인루프 필터를 기반으로 하며 조합된 필터가 새로운 AV1(AOMedia Video 1) 코덱에 채택되었다.

도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 8×8 블록에 대한 예시적인 방향 탐색을 도시한다. 방향 탐색은 디블로킹 필터 직후에 재구축된 픽셀에 대해 동작한다. 이러한 픽셀은 디코더에서 사용할 수 있으므로, 방향은 시그널링을 필요로 않는다. 탐색은 8×8 블록에서 동작하며, 이들 블록은 직선이 아닌 에지를 적절하게 처리할 수 있을 만큼 충분히 작지만 양자화된 이미지에 적용될 때 방향을 신뢰성 있게 추정할 수 있을 만큼 충분히 크다. 8×8 영역에 걸쳐 일정한 방향을 가지는 것은 필터의 벡터화를 더 쉽게 한다. 각각의 블록에 대해, 각각 블록에서 패턴과 가장 잘 매칭되는 방향은 양자화된 블록과 가장 가까운 완전 방향성 블록(perfectly directional block) 간의 차이 제곱합(sum of squared differences, SSD)을 최소화함으로써 결정된다. 완전 방향성 블록은 한 방향으로 라인을 따라 있는 모든 픽셀이 동일한 값을 갖는 블록이다.

방향을 식별하는 한 가지 이유는 방향성의 에지 또는 패턴을 유지하면서 링잉을 줄이기 위해 그 방향을 따라 필터 탭(filter tap)을 정렬하는 것이다. 하지만, 방향성의 필터링만으로는 링잉을 충분히 줄일 수 없는 경우가 있다. 또한, 주 방향을 따라 있지 않은 픽셀에는 필터 탭을 사용하는 것도 바람직하다. 흐릿함의 위험을 줄이기 위해 이러한 추가 탭은 보다 보수적으로 처리된다. 이러한 이유로, CDEF는 주 탭(primary ta)과 보조 탭(secondary tap)을 정의한다. 완전한 2차원(2-D) CDEF 필터는 다음과 같이 표현된다:

여기서 D는 감쇠 파라미터이고,

및

는 각각 1차 및 2차 탭의 강도이며 round(·)는 0에서 멀어지는 관계(tie)를 라운딩한다.

및

는 필터 가중치이고 f(d, S, D)는 필터링된 픽셀과 각각의 인접 픽셀의 차이에 대해 동작하는 제약 함수이다. 작은 차이의 경우, f(d, S, D) = d이고, 필터가 선형 필터처럼 동작하게 한다. 차이가 큰 경우, f(d, S, D) = 0이고, 필터 탭을 효과적으로 무시한다.

V. AV1에서의 루프 복원

일반적으로 노이즈를 제거하고 종래의 디블로킹 동작 넘어, 에지의 품질을 향상시키기 위해, 인루프 복원 방식의 세트가 디블로킹 후 비디오 코딩에서 사용될 수 있다. 이러한 방식은 적절한 크기의 타일별로 프레임 내에서 전환 가능하다. 설명된 특정 방식은 분리 가능한 대칭 위너 필터와 부분 공간 투영(subspace projection)을 사용하는 이중 자체 가이드 필터(dual self-guided filter)를 기반으로 한다. 콘텐츠 통계는 프레임 내에서 실질적으로 다를 수 있으므로, 이러한 도구는 프레임의 다른 영역에서 다른 도구가 트리거될 수 있는 전환 가능한 프레임워크 내에 통합된다.

위너 필터의 경우, 저하된 프레임의 모든 픽셀은 각각의 픽셀 주변의 w × w 윈도 내에서 각각의 픽셀의 비인과 필터링된 버전(non-causal filtered version)으로 재구축될 수 있으며, 여기서 w = 2r + 1은 정수 r에 대해 홀수이다. 2D 필터 탭이 열 벡터화된 형식의 w ² × 1 요소 벡터 F로 표시되면, 간단한 선형 최소 평균 제곱 오차(linear minimum mean square error, LMMSE)는 F = H ^-1 M로 주어지는 필터 파라미터를 이끌어내며, 여기서 H = E[ XX ^T ]는 픽셀 주위의 w × w 윈도에 있는 w ² 개 샘플의 열 벡터화된 버전인

의 자기공분산(autocovariance)이고, M = E[ YX ^T ]는 추정될,

와 스칼라 소스 샘플 y의 교차 상관이다. 인코더는 디블록킹된 프레임 및 소스의 실현으로부터 H 및 M을 추정하고, 결과 필터 F를 디코더로 전송할 수 있다. 하지만, 이것은 w²개 탭을 송신할 때 상당한 비트 레이트 비용을 발생시킬 뿐만 아니라, 디코딩을 엄청나게 복잡하게 만드는 분리 불가능한 필터링을 발생시킨다. 따라서, F의 성질에 몇 가지 추가적인 제약이 부가된다. 첫째, 필터링이 분리 가능한 수평 및 수직 w탭 컨벌루션(w-tap convolution)로 구현될 수 있도록 F를 분리 가능하도록 제약한다. 둘째, 수평 및 수직 필터 각각은 대칭되도록 제약된다. 셋째, 수평 및 수직 필터 계수의 합을 1로 가정한다.

가이드 필터링(guided filtering)의 로컬 선형 모델은 다음과 같이 표현될 수 있다:

식 (17)

로컬 선형 모델은 필터링되지 않은 샘플 x에서 필터링된 출력 y를 계산하는 데 사용되며, 여기서 F 및 G는 필터링된 픽셀의 이웃에 있는 저하된 이미지(degraded image) 및 가이던스 이미지(guidance image)의 통계를 기반으로 결정된다. 가이드 이미지가 저하된 이미지와 동일하면, 자체 가이드 필터링라고 하는 결과는 에지 보존 스무딩(edge preserving smoothin)의 효과가 있다. 자체 유도 필터링의 특정 형태는 두 파라미터: 반지름 r과 잡음 파라미터 e에 따라 달라지며, 다음과 같이 열거된다.

(1) 모든 픽셀 주위의 (2r + 1) × (2r + 1) 윈도에서 픽셀의 평균 μ와 분산 σ ² 를 구한다. 이는 통합 이미징에 기초한 상자 필터링(box filtering)으로 효율적으로 구현될 수 있다.

(2) 모든 픽셀에 대해 계산한다: f = σ ² /( σ ² + e); g = (1 - f)μ.

(3) 사용할 픽셀 주위의 3 × 3 윈도에서 f 및 g 값의 평균으로서 모든 픽셀에 대해 F 및 G를 계산한다.

필터링은 r과 e에 의해 제어되며, 여기서 r이 높을수록 공간 분산이 높고 e가 높을수록 범위 분산이 높다는 것을 의미한다.

도 16은 일 실시예에 따른 예시적인 부분공간 투영을 도시한다. 값싼 복원 X ₁ 및 X ₂ 가 소스 Y에 근사하지 않더라도, 적절한 승수 {α, β}는 이것들이 올바른 방향으로 어느 정도 이동하는 한 소스에 훨씬 더 가깝게 가져올 수 있다.

VI. 블록 레벨 재구축에 대한 교차 성분 필터링

VVC와 같은 일부 관련 예에서, 교차 성분 필터링(CCF) 프로세스가 제안되어 SAO 이후의 추가 필터링 프로세스로 채택되었다. 즉, CCF 프로세스는 변환, 양자화, 역양자화 및 재구축 루프 외부에 적용된다. 따라서, 후속 블록에 대한 참조 샘플로 사용되는 현재 블록의 재구축 샘플이 CCF 프로세스의 영향을 받지 않기 때문에, 현재 블록에 적용되는 CCF 프로세스는 후속 코딩 블록의 예측에 개선은 없다. 이러한 예에서, CCF 프로세스는 픽처 레벨에 적용된다. CCF 프로세스가 후속 코딩 블록의 예측에 영향을 미치기 위해, CCF 프로세스는 본 개시의 실시예에서 블록 레벨에 적용될 수 있다.

본 개시는 블록 레벨 재구축에 CCF 프로세스를 적용하는 방법을 포함한다. CCF 프로세스는 제1 색 성분의 재구축된 샘플을 입력(예: Y 또는 Cb 또는 Cr)으로 사용하는 필터링 프로세스로 정의될 수 있으며, 출력은 제1 색 성분과 다른 제2 색 성분에 적용될 수 있다. CCF 프로세스의 한 예는 섹션 III에 설명된 CC-ALF 프로세스이다.

본 개시의 측면에 따르면, CCF 프로세스는 SAO가 완료되기 전에 적용될 수 있다. 예를 들어, CCF 프로세스는 역양자화 및/또는 역변환 후에 적용될 수 있다. CCF 프로세스에 의해 출력되는 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플은 후속 블록에 대한 참조 샘플로 사용되거나 및/또는 후속 블록의 예측 샘플을 생성하는 데 사용될 수 있다.

도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 블록의 역변환 이후에 적용되는 예시적인 CCF를 도시한다. 필터링된 샘플이 후속 블록의 인트라 예측 및/또는 인터 예측에 사용될 수 있으며, CCF 프로세스에서 출력되는 필터링된 샘플의 상단에 인루프 필터링이 적용될 수 있다.

하나의 실시예에서, CCF는 크로마 색 성분에만 적용될 수 있다. CCF 프로세스의 입력은 재구축된 루마 샘플일 수 있고 출력은 현재 블록의 크로마 샘플의 상단에 추가되는 오프셋 값일 수 있다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스는 잔차에 적용될 수 있다. CCF 프로세스의 입력은 역변환으로부터 도출된 루마 잔차 값일 수 있고, 출력은 현재 블록의 크로마 잔차 값에 추가되는 오프셋 값일 수 있다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스는 예측된 샘플 값에 적용될 수 있다. CCF 프로세스의 입력은 예측된 루마 샘플 값에 적용될 수 있고 출력은 현재 블록의 예측된 크로마 샘플 값에 추가된 오프셋 값일 수 있다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스에서 사용되는 필터 계수는 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 필터 계수는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 적응 파라미터 세트(APS), 슬라이스 헤더 또는 타일 헤더에서 시그널링될 수 있다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스에서 사용되는 필터 계수는 미리 정의된 상수이다.

하나 실시예에서, 현재 픽처에 대한 CCF 프로세스에서 사용되는 필터 계수는 다른 CCF 프로세스에서 사용되는 필터 계수에 의해 도출된다. 예를 들어, 현재 픽처에 대한 CCF 프로세스에서 사용되는 필터 계수는 현재 픽처에 대해 시그널링되는 오프셋 값 및 다른 픽처에 대한 CCF 프로세스에서 사용되는 필터 계수에 의해 도출될 수 있다.

하나의 실시예에서, 하나의 색 성분(예: 크로마 성분)에 대한 CCF 프로세스에서 사용되는 필터 계수는 다른 색 성분(예:, 루마 성분)에 대한 CCF 프로세스에서 사용되는 필터 계수로부터 도출된다.

하나의 실시예에서, 필터 계수는 CCF 프로세스가 적용되기 전에 결정된 샘플 값에 의해 도출되는 일부 통계에 따라 샘플마다 선택된다.

일부 실시예에서, CCF 프로세스가 인에이블되는지에 대한 결정이 이루어진다. CCF 프로세스는 CCF 프로세스가 인에블되었다는 결정에 기초하여 적용된다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스는 특정 블록 크기에 대해 인에이블 또는 디스에이블될 수 있다. 하나의 예에서, CCF 프로세스는 주어진 임계값보다 작은 너비 및/또는 높이를 갖는 블록에 대해 디스에이블된다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스는 특정 파티셔닝 방식에 대해 인에이블 또는 디스에이블될 수 있다. 하나의 예에서, CCF 프로세스는 루마 및 크로마 성분이 상이한 파티셔닝 방식 또는 준디커플링된(semi-decoupled) 파티셔닝 방식을 갖는 경우와 같이, 루마 및 크로마 성분이 상이한 블록 크기를 가질 때 디스에이블된다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스는 특정 예측 모드에 대해 인에이블 또는 디스에이블될 수 있다. 하나의 예에서 CCF 프로세스는 DC 모드에 대해 디스에이블된다. 하나의 예에서, CCF 프로세스는 평면 모드에 대해 디스에이블된다. 하나의 예에서, CCF 프로세스는 SMOOTH, SMOOTH_H 및 SMOOTH_V 모드 중 하나 이상에 대해 디스에이블된다. 하나의 예에서 CCF 프로세스는 파스(Paeth) 예측자 모드에 대해 디스에이블된다. 하나의 예에서, CCF 프로세스는 SKIP 모드에 대해 디스에이블된다. 하나의 예에서, CCF 프로세스는 방향성 모드에 대해 인에이블된다. 하나의 예에서, CCF 프로세스는 인트라 복합 모드에 대해 인에이블된다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스의 필터 형상은 블록 너비 및/또는 높이에 의존할 수 있다.

하나 실시예에서, CCF 프로세스가 인에이블되는지는 역변환 프로세스의 변환 계수에 의존한다. 하나의 예에서, 변환 계수(역양자화 전 또는 역양자화 후)가 모두 0이면, CCF 프로세스가 적용되지 않는다. 하나의 예에서, DC 변환 계수(역양자화 전 또는 역양자화 후)만이 0이 아니면, CCF 프로세스는 적용되지 않는다. 하나의 예에서, 저주파 변환 계수(역양자화 전 또는 역양자화 후)만이 0이 아니면, CCF 프로세스는 적용되지 않습니다. 저주파 변환 계수는 x 및/또는 y가 주어진 임계값보다 작은 좌표(x, y)에 위치한 변환 계수이다.

일 실시예에서, CCF 프로세스가 인에이블되는지는 역양자화 프로세스의 양자화 파라미터에 의존한다.

VII. 순서도

도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 프로세스(1800)를 개략적으로 나타낸 흐름도를 도시한다. 다양한 실시예에서, 프로세스(1800)는 단말 기기(210, 220, 230, 240)의 처리 회로, 비디오 인코더(303)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(310)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(410)의 기능을 수행하는 처리 회로, 인트라 예측 모듈(452)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 인코더(503)의 기능을 수행하는 처리 회로, 예측기(535)의 기능을 수행하는 처리 회로, 인트라 인코더(622)의 기능을 수행하는 처리 회로, 인트라 디코더의 기능을 수행하는 처리 회로 (772) 등과 같은, 처리 회로에 의해 실행된다. 일부 실시예에서, 프로세스(1800)는 소프트웨어 명령어로 구현되고, 따라서 처리 회로가 소프트웨어 명령어를 실행할 때, 처리 회로는 프로세스(1800)를 수행한다.

프로세스(1800)는 일반적으로 단계(S1810)에서 시작할 수 있으며, 여기서 프로세스(1800)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처에서 현재 블록의 예측 정보를 디코딩한다. 예측 정보는 현재 블록에 대한 CCF 프로세스를 지시한다. 그런다음, 프로세스(1800)은 단계(S1820)로 진행한다.

단계(S1820)에서, 프로세스(1800)는 현재 블록의 예측 샘플, 잔차 값 또는 재구축 샘플 중 적어도 하나에 CCF 프로세스를 적용하여 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플을 생성한다. 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플은 후속 블록의 재구축에 사용된다. 그런다음, 프로세스(1800)는 단계(S1830)로 진행한다.

단계(S1830)에서, 프로세스(1800)는 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플에 기초하여 현재 블록 및 후속 블록을 재구축한다. 그런다음, 프로세스(1800)가 종료된다.

하아의 실시예에서, 프로세스(1800)는 현재 블록의 역양자화 프로세스 및 역변환 프로세스 중 적어도 하나의 출력에 CCF 프로세스를 적용하여 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플들을 생성한다.

하나의 실시예에서, 프로세스(1800)는 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 CCF 프로세스의 출력을 현재 블록의 크로마 재구축 샘플에 더하여 현재 블록을 재구축한다.

하나의 실시예에서, 프로세스(1800)는 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 CCF 프로세스의 출력을 현재 블록의 크로마 잔차 값에 더하여 현재 블록을 재구축한다.

하나의 실시예에서, 프로세스(1800)는 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 CCF 프로세스의 출력을 현재 블록의 크로마 예측 샘플에 더하여 현재 블록을 재구축한다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스의 필터 계수는 예측 정보에 포함된다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스의 필터 계수는 미리 정의된 상수이다.

하나의 실시예에서, 현재 픽처에서 사용되는 CCF 프로세스의 필터 계수는 다른 픽처에서 사용되는 CCF 프로세스의 필터 계수 및 현재 픽처에서 사용되는 CCF 프로세스의 필터 계수의 오프셋 값에 기초하여 결정된다. 오프셋 값은 예측 정보에 포함될 수 있다.

하나의 실시예에서, 하나의 색 성분에서 사용되는 CCF 프로세스의 필터 계수는 다른 색 성분에서 사용되는 CCF 프로세스의 필터 계수에 기초하여 결정된다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스의 필터 계수는 CCF 프로세스가 적용되기 전에 결정된 현재 블록의 샘플 값에 기초하여 결정된다.

하나의 실시예에서, CCF 프로세스가 인에이블되는지는 파티셔닝 방식, 예측 모드, 블록 너비, 블록 높이, 변환 계수, 및 양자화 파라미터 중 하나에 기초하여 결정된다.

VIII. 컴퓨터 시스템

전술한 기술은 컴퓨터로 판독 가능한 명령어를 사용하고 하나 이상의 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 물리적으로 저장될 수 있는 컴퓨터 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 19는 개시된 발명의 특정 실시예를 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템(1900)을 도시한다.

컴퓨터 소프트웨어는 컴퓨터 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 유닛(graphics processing unit, GPU) 등에 의해, 어셈블리(assembly), 컴파일(compilation), 링킹(linking), 또는 이와 유사한 메커니즘을 거쳐 직접, 또는 해석(interpretation), 마이크로 코드 실행(micro-code execution) 등을 통해 실행될 수 있는 명령어를 포함하는 코드를 생성할 수 있는 임의의 적절한 기계어 코드 또는 컴퓨터 언어를 사용하여 코딩될 수 있다.

명령어는, 예를 들어 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트폰, 게이밍 기기, 사물 인터넷 기기 등을 포함한, 다양한 유형의 컴퓨터 또는 그 구성요소에서 실행될 수 있다.

도 19에 도시된 컴퓨터 시스템(1900)의 구성요소는 본질적으로 예시적인 것이며, 본 개시의 실시예를 구현하는 컴퓨터 소프트웨어의 사용 또는 기능의 범위에 대한 어떠한 한정도 시사하려는 것은 아니다. 구성요소의 구성은 컴퓨터 시스템(1900)의 예시적인 실시예에 나타낸 구성요소 중 어느 하나 또는 조합과 관련된 임의의 종속성 또는 요건을 가지는 것으로 해석되어서는 안 된다.

컴퓨터 시스템(1900)은 특정 휴먼 인터페이스 입력 기기(human interface input device)를 포함할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 입력 기기는 한 명 이상의 인간 사용자에 의한 입력, 예를 들어 촉각 입력(예: 키 누름(keystroke), 스와이프(swip), 데이터 장갑 움직임), 오디오 입력(예: 음성, 박수), 시각적 입력(예: 제스처), 후각 입력(도시되지 않음)에 입력에 응답할 수 있다. 휴먼 인터페이스 기기는 또한 오디오(예: 음성, 음악, 주변 소리), 이미지(예: 스캔된 이미지, 정지 이미지 카메라로부터 획득한 픽처 이미지), 비디오(예: 2차원 비디오, 입체 비디오(stereoscopic video)를 포함한 3차원 비디오)와 같은, 사람에 의한 의식적 입력과 반드시 직접 관련이 있는 것은 아닌 특정 미디어를 캡처하는 데 사용될 수도 있다.

입력 휴먼 인터페이스 기기는 키보드(1901), 마우스(1902), 트랙 패드(1903), 터치 스크린(1910), 데이터 장갑(도시되지 않음), 조이스틱(1905), 마이크로폰(1906), 스캐너(1907), 카메라(1908) 중 하나 이상(각각 하나만 표시됨)을 포함할 수 있다.

컴퓨터 시스템(1900)은 특정 휴먼 인터페이스 출력 기기를 포함할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 출력 기기는 예를 들어 촉각 출력, 소리, 빛 및 냄새/맛을 통해, 한 명 이상의 인간 사용자의 감각을 자극할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 출력 기기는 촉각 출력 기기(예: 터치 스크린(1910), 데이터 장갑(도시되지 않음), 또는 조이스틱(1905)에 의한 촉각 피드백이지만, 입력 기기의 역할을 하지 않는 촉각 피드백 기기도 있을 수 있음), 오디오 출력 기기(예: 스피커(1909), 헤드폰(도시되지 않음)), 시각적 출력 기기(예: 각각 터치 스크린 입력 기능이 있거나 없는, 각각 촉각 피드백 기능이 있거나 없는, CRT 스크린, LCD 스크린, 플라즈마 스크린, OLED 스크린을 포함한, 스크린(1910) - 그 일부는 스테레오그래픽 출력(stereographic), 가상 현실 안경(virtual-reality glasses)(도시되지 않음), 홀로그래픽 디스플레이(holographic display) 및 연기 탱크(smoke tank)(도시되지 않음)와 같은 수단을 통해 2차원 시각적 출력 또는 3차원 이상의 출력을 할 수 있음 -), 및 프린터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 시각적 출력 기기(예: 스크린(1910))는 그래픽 어댑터(1950)를 통해 시스템 버스(1948)에 연결될 수 있다.

컴퓨터 시스템(1900)은 또한 CD/DVD 등의 매체(1921)를 갖는 CD/DVD ROM RW(1920)을 포함한 광학 매체, 썸 드라이브(thumb-drive )(1922), 착탈 가능한 하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브(1923), 테이프 및 플로피 디스크(도시되지 않음)와 같은 레거시 자기 매체, 보안 동글(security dongle)(도시되지 않음)과 같은 특수한 ROM/ASIC/PLD 기반 기기 등의 인간이 액세스 가능할 수 있는 저장 기기 및 그 연관 매체를 포함할 수도 있다.

당업자는 또한 현재 개시된 주제와 관련하여 사용된 바와 같이 컴퓨터로 판독 가능한 매체"라는 용어가 송신 매체, 반송파(carrier wave) 또는 기타 일시적인 신호를 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.

컴퓨터 시스템(1900)은 또한 하나 이상의 통신 네트워크(1955)에 대한 인터페이스를 포함할 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(1955)는 예를 들어 무선, 유선, 광 네트워크일 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(1955)는 또한 로컬, 광역, 대도시, 차량 및 산업, 실시간, 지연 허용 등의 네트워크일 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(1955)의 예로는 이더넷, 무선 LAN, GSM, 3G, 4G, 5G, LTE, 등을 포함하는 셀룰러 네트워크, 케이블 TV, 위성 TV, 및 지상파 방송 TV를 포함하는 TV 유선 또는 무선 광역 디지털 네트워크, CANBus를 포함하는 차량 및 산업용, 등을 포함한다. 특정 네트워크는 일반적으로 특정 범용 데이터 포트 또는 주변 버스(1949)(예: 컴퓨터 시스템(1900)의 USB 포트)에 부착된 외부 네트워크 인터페이스 어댑터)를 필요로 하며; 다른 것은 일반적으로 이하에 설명하는 바와 같이 시스템 버스에 부착함으로써 컴퓨터 시스템(1900)의 코어에 통합된다(예: PC 컴퓨터 시스템에의 이더넷 인터페이스 또는 스마트폰 컴퓨터 시스템에의 셀룰러 네트워크 인터페이스). 이러한 네트워크 중 임의의 것을 사용하여, 컴퓨터 시스템(1900)은 다른 네트워크와 통신할 수 있다. 이러한 통신은 단방향, 수신 전용(예: TV 방송), 단방향 전송 전용(예: CANbus에서 특정 CANbus 기기로) 또는 양방향(예: 로컬 또는 광역 디지털 네트워크를 사용하여 다른 컴퓨터 시스템으로)일 수 있다. 특정 프로토콜 및 프로토콜 스택이 전술한 바와 같은 네트워크 및 네트워크 인터페이스 각각에 사용될 수 있다.

전술한 휴먼 인터페이스 기기, 인간이 액세스 가능한 저장 기기 및 네트워크 인터페이스는 컴퓨터 시스템(1900)의 코어(1940)에 부착될 수 있다.

코어(1940)는 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPU)(1941), 그래픽 처리 유닛(GPU)(1942), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Area, FPGA)(1943) 형태의 특화된 프로그램 가능한 처리 유닛, 특정 태스크를 위한 하드웨어 가속기(1944), 그래픽 어댑터(1950) 등을 포함할 수 있다. 판독 전용 메모리(Read-only memory, ROM)(1945), 랜덤 액세스 메모리(1946), 사용자가 액세스할 수 없는 내부 하드 드라이브, SSD 등의 내부 대용량 저장장치(1947)와 함께, 이러한 기기는 시스템 버스(1948)을 통해 연결될 수 있다. 일부 컴퓨터 시스템에서, 시스템 버스(1948)는 추가적인 CPU, GPU 등에 의한 확장을 가능하게 하는 하나 이상의 물리 플러그의 형태로 액세스 가능할 수 있다. 주변 기기는 코어의 시스템 버스(1948)에 직접 연결되거나 주변 버스(1949)를 통해 연결될 수 있다. 일례에서, 스크린(1910)이 그래픽 어댑터(1950)에 연결될 수 있다. 주변 버스를 위한 아키텍처로는 PCI, USB 등을 포함한다.

CPU(1941), GPU(1942), FPGA(1943) 및 가속기(1944)는, 조합하여, 전술한 컴퓨터 코드를 구성할 수 있는 특정 명령어를 실행할 수 있다. 그 컴퓨터 코드는 ROM(1945) 또는 RAM(1946)에 저장될 수 있다. 이행 데이터(transitional data)는 RAM(1946)에도 저장될 수 있는 반면, 영구 데이터는 예를 들어, 내부 대용량 저장장치(1947)에 저장될 수 있다. 메모리 소자 중 어느 것에 대한 빠른 저장 및 검색은, 하나 이상의 CPU(1941), GPU(1942), 대용량 저장장치(1947), ROM(1945), RAM(1946) 등과 밀접하게 연관될 수 있는 캐시 메모리의 사용을 통해 가능해질 수 있다.

컴퓨터로 판독 가능한 매체는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작(computer-implemented operation)을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 가질 수 있다. 매체 및 컴퓨터 코드는 본 개시의 목적을 위해 특별히 설계되고 구축된 것일 수 있거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 잘 알려져 있고 이용 가능한 종류일 수 있다.

한정이 아닌 예로서, 아키텍처(1900), 구체적으로 코어(1940)를 갖는 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 유형의 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 구현된 소프트웨어 실행하는 프로세서(들)(CPU, GPU, FPGA, 가속기 등을 포함)의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 이러한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 위에서 소개한 바와 같이 사용자가 액세스할 수 있는 대용량 저장장치와 연관된 매체일 수 있을 뿐만 아니라 코어 내부 대용량 저장장치(1947) 또는 ROM(1945)과 같은, 비일시적인 성질의 코어(1940)의 특정 저장장치일 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예를 구현하는 소프트웨어는 이러한 기기에 저장되고 코어(1940)에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 구체적인 필요에 따라, 하나 이상의 메모리 소자 또는 칩을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 코어(1940) 및 특히 내부의 프로세서(CPU, GPU, FPGA 등 포함)로 하여금 RAM(1946)에 저장된 데이터 구조를 정의하고 소프트웨어에 의해 정의된 프로세스에 따라 이러한 데이터 구조를 수정하는 것을 포함하여, 여기에 설명된 특정 프로세스 또는 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하도록 할 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 컴퓨터 시스템은 여기에 설명된 특정 프로세스 또는 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하기 위해 소프트웨어 대신 또는 소프트웨어와 함께 작동할 수 있는, 논리 배선(logic hardwired)의 결과로서 그렇지 않으면 회로(예: 가속기(1944))에 다른 방식으로 구현되는 기능을 제공할 수 있다. 소프트웨어에 대한 언급은 논리를 포함할 수 있으며, 적절한 경우 그 반대도 마찬가지이다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 대한 언급은 실행을 위한 소프트웨어를 저장하는 회로(예: 집적 회로(IC)), 실행을 위한 논리를 구현하는 회로, 또는 적절한 경우 둘 다를 포함할 수 있다. 본 개시는 하드웨어와 소프트웨어의 임의의 적절한 조합을 포함한다.

본 개시는 몇몇 예시적인 실시예를 설명했지만, 본 개시의 범위 내에 속하는 변경, 순열 및 다양한 대체 등가물이 있다. 따라서, 당업자는 본 명세서에 명시적으로 도시되지 않거나 설명되지 않았지만, 본 개시의 원리를 구현하고 따라서 본 개의 사상 및 범위 내에 있는 수많은 시스템 및 방법을 고안할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

부록 A: 약어

ALF: Adaptive Loop Filter

AMVP: Advanced Motion Vector Prediction

APS: Adaptation Parameter Set

ASIC: Application-Specific Integrated Circuit

ATMVP: Alternative/Advanced Temporal Motion Vector Prediction

AV1: AOMedia Video 1

AV2: AOMedia Video 2

BMS: Benchmark Set

BV: Block Vector

CANBus: Controller Area Network Bus

CB: Coding Block

CC-ALF: Cross-Component Adaptive Loop Filter

CD: Compact Disc

CDEF: Constrained Directional Enhancement Filter

CPR: Current Picture Referencing

CPUs: Central Processing Units

CRT: Cathode Ray Tube

CTBs: Coding Tree Blocks

CTUs: Coding Tree Units

CU: Coding Unit

DPB: Decoder Picture Buffer

DPS: Decoding Parameter Set

DVD: Digital Video Disc

FPGA: Field Programmable Gate Areas

JCCR: Joint CbCr Residual Coding

JVET: Joint Video Exploration Team

GOPs: Groups of Pictures

GPUs: Graphics Processing Units

GSM: Global System for Mobile communications

HDR: High Dynamic Range

HEVC: High Efficiency Video Coding

HRD: Hypothetical Reference Decoder

IBC: Intra Block Copy

IC: Integrated Circuit

ISP: Intra Sub-Partitions

JEM: Joint Exploration Model

LAN: Local Area Network

LCD: Liquid-Crystal Display

LR: Loop Restoration Filter

LTE: Long-Term Evolution

MPM: Most Probable Mode

MV: Motion Vector

OLED: Organic Light-Emitting Diode

PBs: Prediction Blocks

PCI: Peripheral Component Interconnect

PDPC: Position Dependent Prediction Combination

PLD: Programmable Logic Device

PPS: Picture Parameter Set

PUs: Prediction Units

RAM: Random Access Memory

ROM: Read-Only Memory

SAO: Sample Adaptive Offset

SCC: Screen Content Coding

SDR: Standard Dynamic Range

SEI: Supplementary Enhancement Information

SNR: Signal Noise Ratio

SPS: Sequence Parameter Set

SSD: Solid-state Drive

TUs: Transform Units

USB: Universal Serial Bus

VPS: Video Parameter Set

VUI: Video Usability Information

VVC: Versatile Video Coding

WAIP: Wide-Angle Intra Prediction

Claims

디코더에서 이미지 또는 비디오를 디코딩하는 방법으로서,
코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처에서 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하는 단계 - 상기 예측 정보는 상기 현재 블록에 대한 교차 성분 필터링(cross component filtering, CCF) 프로세스를 지시함 -;
상기 현재 블록의 예측된 샘플, 잔차 값 또는 재구축 샘플 중 적어도 하나에 상기 CCF 프로세스를 적용하여 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플을 생성하는 단계 - 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플은 후속 블록의 재구축에 사용됨 -; 및
상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플에 기초하여 상기 현재 블록 및 상기 후속 블록을 재구축하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 생성하는 단계는 상기 현재 블록의 역양자화 프로세스와 역변환 프로세스 중 적어도 하나의 출력에 상기 CCF 프로세스를 적용하여 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 재구축하는 단계는 상기 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 상기 CCF 프로세스의 출력을 상기 현재 블록의 크로마 재구축 샘플에 더하여 상기 현재 블록을 재구축하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 재구축하는 단계는 상기 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 상기 CCF 프로세스의 출력을 상기 현재 블록의 크로마 잔차 값에 더하여 상기 현재 블록을 재구축하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 재구축하는 단계는 상기 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 상기 CCF 프로세스의 출력을 상기 현재 블록의 크로마 예측 샘플에 더하여 상기 현재 블록을 재구축하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 상기 예측 정보에 포함되는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 미리 정의된 상수인, 방법.
제1항에 있어서,
상기 현재 픽처에서 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 다른 픽처에서 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수와 상기 현재 픽처에서 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수의 오프셋 값에 기초하여 결정되는, 방법.
제1항에 있어서,
하나의 색 성분에 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 다른 색 성분에 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수에 기초하여 결정되는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 상기 CCF 프로세스가 적용되기 전에 결정되는 상기 현재 블록의 샘플 값에 기초하여 결정되는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 CCF 프로세스가 인에이블되는지는 파티셔닝 방식, 예측 모드, 블록 너비, 블록 높이, 변환 계수, 양자화 파라미터 중 어느 하나에 기초하여 결정되는, 방법.
처리 회로를 포함하는 장치로서,
상기 처리 회로는,
코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처에서 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하고 - 상기 예측 정보는 상기 현재 블록에 대한 교차 성분 필터링(CCF) 프로세스를 지시함 -;
상기 현재 블록의 예측된 샘플, 잔차 값 또는 재구축 샘플 중 적어도 하나에 상기 CCF 프로세스를 적용하여 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플을 생성하고 - 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플은 후속 블록의 재구축에 사용됨 -;
상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플에 기초하여 상기 현재 블록 및 상기 후속 블록을 재구축하도록 구성되는,
장치.
제12항에 있어서,
상기 처리 회로는,
상기 현재 블록의 역양자화 프로세스와 역변환 프로세스 중 적어도 하나의 출력에 상기 CCF 프로세스를 적용하여 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플을 생성하도록 구성되는, 장치.
제12항에 있어서,
상기 처리 회로는,
상기 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 상기 CCF 프로세스의 출력을 상기 현재 블록의 크로마 재구축 샘플에 더하여 상기 현재 블록을 재구축하도록 구성되는, 장치.
제12항에 있어서,
상기 처리 회로는,
상기 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 상기 CCF 프로세스의 출력을 상기 현재 블록의 크로마 잔차 값에 더하여 상기 현재 블록을 재구축하도록 구성되는, 장치.
제12항에 있어서,
상기 처리 회로는,
상기 현재 블록의 오프셋 값을 포함하는 상기 CCF 프로세스의 출력을 상기 현재 블록의 크로마 예측 샘플에 더하여 상기 현재 블록을 재구축하도록 구성되는, 장치.
제12항에 있어서,
상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 상기 예측 정보에 포함되는, 장치.
제12항에 있어서,
상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 미리 정의된 상수인, 장치.
제12항에 있어서,
상기 현재 픽처에서 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수는 다른 픽처에서 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수와 상기 현재 픽처에서 사용되는 상기 CCF 프로세스의 필터 계수의 오프셋 값에 기초하여 결정되는, 장치.
명령어를 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적인 저장 매체로서,
상기 명령어는 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금,
코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처에서 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하는 단계 - 상기 예측 정보는 상기 현재 블록에 대한 교차 성분 필터링(CCF) 프로세스를 지시함 -;
상기 현재 블록의 예측된 샘플, 잔차 값 또는 재구축 샘플 중 적어도 하나에 상기 CCF 프로세스를 적용하여 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플을 생성하는 단계 - 상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플은 후속 블록의 재구축에 사용됨 -; 및
상기 현재 블록의 필터링된 재구축 샘플에 기초하여 상기 현재 블록 및 상기 후속 블록을 재구축하는 단계를 수행하도록 하는,
컴퓨터로 판독 가능한 비일시적인 저장 매체.