KR20220048478A - Bdpcm이 적용되는 부호화 블록에 이용되는 레지듀얼 코딩 방법을 시그널링하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

Bdpcm이 적용되는 부호화 블록에 이용되는 레지듀얼 코딩 방법을 시그널링하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은 현재 부호화 블록에 대응되는 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 결정하는 단계; 상기 결정된 레지듀얼 코딩 방식에 기반하여 상기 변환 블록의 레지듀얼 정보를 복원하는 단계; 및 상기 레지듀얼 정보에 기반하여 상기 현재 변환 블록을 복원하는 단계를 포함한다.

Description

BDPCM이 적용되는 부호화 블록에 이용되는 레지듀얼 코딩 방법을 시그널링하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 레지듀얼 블록을 부호화하기 위한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 개시의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 BDPCM이 적용되는 부호화 블록에 이용되는 레지듀얼 코딩 방법을 시그널링함으로써 부/복호화 효율 향상을 도모하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은, 현재 부호화 블록에 대응되는 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 결정하는 단계; 상기 결정된 레지듀얼 코딩 방식에 기반하여 상기 변환 블록의 레지듀얼 정보를 복원하는 단계; 및 상기 레지듀얼 정보에 기반하여 상기 현재 변환 블록을 복원하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM(block based delta pulse code modulation)이 적용되는 경우, 상기 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부에 기반하여 결정될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 현재 부호화 블록에 대응되는 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 결정하고, 상기 결정된 레지듀얼 코딩 방식에 기반하여 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 정보를 복원하며, 상기 레지듀얼 정보에 기반하여 상기 현재 변환 블록을 복원할 수 있다. 여기서, 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM(block based delta pulse code modulation)이 적용되는 경우, 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부에 기반하여 결정될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양상에 따른 영상 부호화 장치에 의하여 수행되는 영상 부호화 방법은 현재 부호화 블록에 대응되는 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 결정하는 단계; 상기 결정된 레지듀얼 코딩 방식에 기반하여 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 정보를 결정하는 단계; 및 상기 레지듀얼 정보에 기반하여 상기 현재 변환 블록을 부호화하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM(block based delta pulse code modulation)이 적용되는 경우, 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 상기 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부에 기반하여 결정될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양상에 따른 전송 방법은, 본 개시의 영상 부호화 장치 또는 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, BDPCM이 적용되는 부호화 블록에 이용되는 레지듀얼 코딩 방법을 시그널링함으로써 부/복호화 효율 향상을 도모할 수 있는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 영상의 분할 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조에서의 블록 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시한 도면이다.
도 7은 CTU가 다중 CU들로 분할되는 일 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 하나의 신택스 요소를 부호화하기 위한 일 실시 예에 따른 CABAC의 블록도를 도시하는 도면이다.
도 9 내지 도 12는 일 실시 예에 따른 엔트로피 인코딩과 디코딩을 설명하는 도면이다.
도 13 및 도 14는 일 실시 예에 따른 픽처 디코딩 및 인코딩 절차의 예를 도시하는 도면이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 코딩된 영상에 대한 계층 구조를 도시한 도면이다.
도 16은 일 실시 예에 따른 주변 참조 샘플을 나타내는 도면이다.
도 17 내지 도 18은 일 실시 예에 따른 인트라 예측을 설명하는 도면이다.
도 19 내지 도 20은 일 실시 예에 따른 레지듀얼 처리 방법을 설명하는 도면이다.
도 21 내지 도 27은 residual_coding 신택스를 연속적으로 표현하는 도면이다.
도 28은 transform_unit 신택스를 표현하는 도면이다.
도 29 내지 도 31은 residual_ts_coding 신택스를 연속적으로 표현하는 도면이다.
도 32는 일 실시 예에 따라 BDPCM의 레지듀얼 샘플을 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 일 실시 예에 따라 BDPCM을 수행하여 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 34는 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 부호화하는 절차를 도시한 흐름도이다.
도 35는 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 복원하는 절차를 도시한 흐름도이다.
도 36 내지 도 38은 BDPCM에 관한 정보를 시그널링 하기 위한 신택스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 39 내지 도 40은 루마 성분 블록을 레지듀얼 코딩하기 위하여 선택된 레지듀얼 코딩 방식을 시그널링 하기 위한 TU의 신택스를 도시하는 도면이다
도 41은 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 42는 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 43은 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들을 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다. 한편, 하나의 타일은 하나 이상의 브릭(Brick)을 포함할 수 있다. 브릭은 타일 내 CTU 행들의 사각 영역을 나타낼 수 있다. 하나의 타일은 복수의 브릭으로 분할될 수 있으며, 각각의 브릭은 타일에 속한 하나 이상의 CTU행을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서 "현재 블록"은 크로마 블록이라는 명시적인 기재가 없는 한 "현재 블록의 루마 블록"을 의미할 수 있다. "현재 블록의 크로마 블록"은 명시적으로 "크로마 블록" 또는 "현재 크로마 블록"과 같이 크로마 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예예 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나, 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서, 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉 IBC는 본 개시에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기반하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 신택스 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 신택스 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 신택스 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 영상 부호화 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
영상 분할 개요
본 개시에 따른 비디오/영상 코딩 방법은 다음과 같은 영상의 분할 구조에 기반하여 수행될 수 있다. 구체적으로 후술하는 예측, 레지듀얼 처리((역)변환, (역)양자화 등), 신택스 요소 코딩, 필터링 등의 절차는 상기 영상의 분할 구조에 기반하여 도출된 CTU, CU(및/또는 TU, PU)에 기반하여 수행될 수 있다. 영상은 블록 단위로 분할될 수 있으며, 블록 분할 절차는 상술한 부호화 장치의 영상 분할부(110)에서 수행될 수 있다. 분할 관련 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 부호화되어 비트스트림 형태로 복호화 장치로 전달될 수 있다. 복호화 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 상기 분할 관련 정보를 기반으로 현재 픽처의 블록 분할 구조를 도출하고, 이를 기반으로 영상 디코딩을 위한 일련의 절차(ex. 예측, 레지듀얼 처리, 블록/픽처 복원, 인루프 필터링 등)를 수행할 수 있다.
픽처들은 코딩 트리 유닛들 (coding tree units, CTUs)의 시퀀스로 분할될 수 있다. 도 4는 픽처가 CTU들로 분할되는 예를 나타낸다. CTU는 코딩 트리 블록(CTB)에 대응될 수 있다. 혹은 CTU는 루마 샘플들의 코딩 트리 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 트리 블록들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 세가지 샘플 어레이를 포함하는 픽처에 대하여, CTU는 루마 샘플들의 NxN 블록과 크로마 샘플들의 두개의 대응 블록들을 포함할 수 있다.
CTU의 분할 개요
전술한 바와 같이, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU) 또는 최대 코딩 유닛(LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로 분할함으로써 획득될 수 있다. 예컨대, CTU는 먼저 쿼드트리 구조로 분할될 수 있다. 이후 쿼드트리 구조의 리프 노드들은 멀티타입 트리 구조에 의하여 더 분할될 수 있다.
쿼드트리에 따른 분할은 현재 CU(또는 CTU)를 4등분하는 분할을 의미한다. 쿼드트리에 따른 분할에 의해, 현재 CU는 동일한 너비와 동일한 높이를 갖는 4개의 CU로 분할될 수 있다. 현재 CU가 더 이상 쿼드트리 구조로 분할되지 않는 경우, 현재 CU는 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당한다. 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당하는 CU는 더 이상 분할되지 않고 전술한 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 또는, 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당하는 CU는 멀티타입 트리 구조에 의하여 더 분할될 수 있다.
도 5는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입을 도시한 도면이다. 멀티타입 트리 구조에 따른 분할은 바이너리 트리 구조에 따른 2개의 분할과 터너리 트리 구조에 따른 2개의 분할을 포함할 수 있다.
바이너리 트리 구조에 따른 2개의 분할은 수직 바이너리 분할(vertical binary splitting, SPLIT_BT_VER)과 수평 바이너리 분할(hotizontal binary splitting, SPLIT_BT_HOR)을 포함할 수 있다. 수직 바이너리 분할(SPLIT_BT_VER)은 현재 CU를 수직 방향으로 2등분하는 분할을 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 바이너리 분할에 의해 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 절반의 너비를 갖는 2개의 CU가 생성될 수 있다. 수평 바이너리 분할(SPLIT_BT_HOR)은 현재 CU를 수평 방향으로 2등분하는 분할을 의미한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수평 바이너리 분할에 의해 현재 CU의 높이의 절반의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 2개의 CU가 생성될 수 있다.
터너리 트리 구조에 따른 2개의 분할은 수직 터너리 분할(vertical ternary splitting, SPLIT_TT_VER)과 수평 터너리 분할(hotizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR)을 포함할 수 있다. 수직 터너리 분할(SPLIT_TT_VER)은 현재 CU를 수직 방향으로 1:2:1의 비율로 분할한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수직 터너리 분할에 의해 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 1/4의 너비를 갖는 2개의 CU와 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 절반의 너비를 갖는 CU가 생성될 수 있다. 수평 터너리 분할(SPLIT_TT_HOR)은 현재 CU를 수평 방향으로 1:2:1의 비율로 분할한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수평 터너리 분할에 의해 현재 CU의 높이의 1/4의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 2개의 CU와 현재 CU의 높이의 절반의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 1개의 CU가 생성될 수 있다.
도 6은 본 개시에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조에서의 블록 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시한 도면이다.
여기서, CTU는 쿼드트리의 루트(root) 노드로 취급되며, CTU는 쿼드트리 구조로 처음으로 분할된다. 현재 CU(CTU 또는 쿼드트리의 노드(QT_node))에 대해 쿼드트리 분할을 수행할 지 여부를 지시하는 정보(예컨대, qt_split_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, qt_split_flag가 제1 값(예컨대, "1")이면, 현재 CU는 쿼드트리 분할될 수 있다. 또한, qt_split_flag가 제2 값(예컨대, "0")이면, 현재 CU는 쿼드트리 분할되지 않고, 쿼드트리의 리프 노드(QT_leaf_node)가 된다. 각 쿼드트리의 리프 노드는 이후 멀티타입 트리 구조로 더 분할될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드는 멀티타입 트리의 노드(MTT_node)가 될 수 있다. 멀티타입 트리 구조에서, 현재 노드가 추가적으로 분할되는지를 지시하기 위하여 제1 플래그(a first flag, ex. mtt_split_cu_flag)가 시그널링될 수 있다. 만약 해당 노드가 추가적으로 분할되는 경우(예컨대, 제1 플래그가 1인 경우), 분할 방향(splitting direction)을 지시하기 위하여 제2 플래그(a second flag, e.g. mtt_split_cu_verticla_flag)가 시그널링될 수 있다. 예컨대, 제2 플래그가 1인 경우, 분할 방향은 수직 방향이고, 제2 플래그가 0인 경우, 분할 방향은 수평 방향일 수 있다. 그 후 분할 타입이 바이너리 분할 타입인지 터너리 분할 타입인지 여부를 지시하기 위하여 제3 플래그(a third flag, ex. mtt_split_cu_binary_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 제3 플래그가 1인 경우, 분할 타입은 바이너리 분할 타입이고, 제3 플래그가 0인 경우, 분할 타입은 터너리 분할 타입일 수 있다. 바이너리 분할 또는 터너리 분할에 의해 획득된 멀티타입 트리의 노드는 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 그러나, 멀티타입 트리의 노드는 쿼드트리 구조로 파티셔닝될 수는 없다. 상기 제1 플래그가 0인 경우, 멀티타입 트리의 해당 노드는 더 이상 분할되지 않고, 멀티타입 트리의 리프 노드(MTT_leaf_node)가 된다. 멀티타입 트리의 리프 노드에 해당하는 CU는 전술한 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다.
전술한 mtt_split_cu_vertical_flag 및 mtt_split_cu_binary_flag를 기반으로, CU의 멀티타입 트리 분할 모드(multi-type tree splitting mode, MttSplitMode)가 표 1과 같이 도출될 수 있다. 이하의 설명에서, 멀티트리 분할 모드는 멀티트리 분할 타입 또는 분할 타입으로 줄여서 지칭될 수 있다.
MttSplitMode mtt_split_cu_vertical_flag mtt_split_cu_binary_flag
SPLIT_TT_HOR 0 0
SPLIT_BT_HOR 0 1
SPLIT_TT_VER 1 0
SPLIT_BT_VER 1 1
도 7은 CTU가 쿼드트리의 적용 이후 멀티타입트리가 적용됨으로써 CTU가 다중 CU들로 분할될 예를 도시한다. 도 7에서 굵은 블록 엣지(bold block edge)(710)은 쿼드트리 분할을 나타내고, 나머지 엣지들(720)은 멀티타입 트리 분할을 나타낸다.CU는 코딩 블록(CB)에 대응될 수 있다. 일 실시 예에서, CU는 루마 샘플들의 코딩 블록과, 루마 샘플들에 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록들을 포함할 수 있다. 크로마 성분(샘플) CB 또는 TB 사이즈는 픽처/영상의 컬러 포멧(크로마 포멧, ex. 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 등)에 따른 성분비에 따라 루마 성분(샘플) CB 또는 TB 사이즈를 기반으로 도출될 수 있다. 컬러 포멧이 4:4:4인 경우, 크로마 성분 CB/TB 사이즈는 루마 성분 CB/TB 사이즈와 동일하게 설정될 수 있다. 컬러 포멧이 4:2:2인 경우, 크로마 성분 CB/TB의 너비는 루마 성분 CB/TB 너비의 절반으로, 크로마 성분 CB/TB의 높이는 루마 성분 CB/TB 높이로 설정될 수 있다. 컬러 포멧이 4:2:0인 경우, 크로마 성분 CB/TB의 너비는 루마 성분 CB/TB 너비의 절반으로, 크로마 성분 CB/TB의 높이는 루마 성분 CB/TB 높이의 절반으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 루마 샘플 단위를 기준으로 CTU의 크기가 128일때, CU의 사이즈는 CTU와 같은 크기인 128 x 128에서 4 x 4 까지의 크기를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 4:2:0 컬러 포멧(or 크로마 포멧)인 경우, 크로마 CB 사이즈는 64x64에서 2x2 까지의 크기를 가질 수 있다
한편, 일 실시 예에서, CU 사이즈와 TU 사이즈가 같을 수 있다. 또는, CU 영역 내에 복수의 TU가 존재할 수도 있다. TU 사이즈라 함은 일반적으로 루마 성분(샘플) TB(Transform Block) 사이즈를 나타낼 수 있다.
상기 TU 사이즈는 미리 설정된 값인 최대 허용 TB 사이즈(maxTbSize)를 기반으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 CU 사이즈가 상기 maxTbSize보다 큰 경우, 상기 CU로부터 상기 maxTbSize를 가진 복수의 TU(TB)들이 도출되고, 상기 TU(TB) 단위로 변환/역변환이 수행될 수 있다. 예를 들어, 최대 허용 루마 TB 사이즈는 64x64이고, 최대 허용 크로마 TB 사이즈는 32x32일 수 있다. 만약 상기 트리 구조에 따라 분할된 CB의 너비 또는 높이가 최대 변환 너비 또는 높이보다 큰 경우, 해당 CB는 자동적으로(또는 묵시적으로) 수평 및 수직 방향의 TB 사이즈 제한을 만족할 때까지 분할될 수 있다.
또한, 예를 들어 인트라 예측이 적용되는 경우, 인트라 예측 모드/타입은 상기 CU(or CB) 단위로 도출되고, 주변 참조 샘플 도출 및 예측 샘플 생성 절차는 TU(or TB) 단위로 수행될 수 있다. 이 경우 하나의 CU(or CB) 영역 내에 하나 또는 복수의 TU(or TB)들이 존재할 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 TU(or TB)들은 동일한 인트라 예측 모드/타입을 공유할 수 있다.
한편, 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 스킴을 위하여, 다음 파라미터들이 SPS 신택스 요소로 부호화 장치에서 복호화 장치로 시그널링 될 수 있다. 예를들어, 쿼드트리 트리의 루트 노드의 크기를 나타내는 파라미터인 CTU size, 쿼드트리 리프 노드의 최소 가용 크기를 나타내는 파라미터인 MinQTSize, 바이너리 트리 루트 노드의 최대 가용 크기를 나타내는 파라미터인 MaxBTSize, 터너리 트리 루트 노드의 최대 가용 크기를 나타내는 파라미터인 MaxTTSize, 쿼드트리 리프 노드로부터 분할되는 멀티타입 트리의 최대 가용 계층 깊이(maximum allowed hierarchy depth)를 나타내는 파라미터인 MaxMttDepth, 바이너리 트리의 최소 가용 리프 노드 사이즈를 나타내는 파라미터인 MinBtSize, 터너리 트리의 최소 가용 리프 노드 사이즈를 나타내는 파라미터인 MinTtSize 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다.
4:2:0 크로마 포멧을 이용하는 일 실시 예에서, CTU 사이즈는 128x128 루마 블록 및 루마 블록에 대응하는 두개의 64x64 크로마 블록으로 설정될 수 있다. 이 경우, MinQTSize는 16x16으로 설정되고, MaxBtSize는 128x128로 설정되고, MaxTtSzie는 64x64로 설정되고, MinBtSize 및 MinTtSize는 4x4로, 그리고 MaxMttDepth는 4로 설정될 수 있다. 쿼트트리 파티셔닝은 CTU에 적용되어 쿼드트리 리프 노드들을 생성할 수 있다. 쿼드트리 리프 노드는 리프 QT 노드라고 불릴 수 있다. 쿼드트리 리프 노드들은 16x16 사이즈 (e.g. the MinQTSize)로부터 128x128 사이즈(e.g. the CTU size)를 가질 수 있다. 만약 리프 QT 노드가 128x128인 경우, 추가적으로 바이너리 트리/터너리 트리로 분할되지 않을 수 있다. 이는 이 경우 분할되더라도 MaxBtsize 및 MaxTtszie (i.e. 64x64)를 초과하기 때문이다. 이 외의 경우, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리로 추가적으로 분할될 수 있다. 그러므로, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리에 대한 루트 노드(root node)이고, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리 뎁스(mttDepth) 0 값을 가질 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 뎁스가 MaxMttdepth (ex. 4)에 도달한 경우, 더 이상 추가 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 너비가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수평 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 높이가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수직 분할은 고려되지 않을 수 있다. 이와 같이 분할이 고려되지 않는 경우, 부호화 장치는 분할 정보의 시그널링을 생략할 수 있다. 이러한 경우 복호화 장치는 소정의 값으로 분할 정보를 유도할 수 있다.
한편, 하나의 CTU는 루마 샘플들의 코딩 블록(이하, "루마 블록"이라 함)과 이에 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록(이하, "크로마 블록"이라 함)들을 포함할 수 있다. 전술한 코딩 트리 스킴은 현재 CU의 루마 블록 및 크로마 블록에 대해 동일하게 적용될 수도 있고, 개별적(separate)으로 적용될 수도 있다. 구체적으로, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록이 동일 블록 트리 구조로 분할될 수 있으며, 이 경우의 트리 구조는 싱글 트리(SINGLE_TREE)라고 나타낼 수 있다. 또는, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록은 개별적 블록 트리 구조로 분할될 수 있으며, 이 경우의 트리 구조는 듀얼 트리(DUAL_TREE)라고 나타낼 수 있다. 즉, CTU가 듀얼 트리로 분할되는 경우, 루마 블록에 대한 블록 트리 구조와 크로마 블록에 대한 블록 트리 구조가 별개로 존재할 수 있다. 이 때, 루마 블록에 대한 블록 트리 구조는 듀얼 트리 루마(DUAL_TREE_LUMA)라고 불릴 수 있고, 크로마 블록에 대한 블록 트리 구조는 듀얼 트리 크로마(DUAL_TREE_CHROMA)라고 불릴 수 있다. P 및 B 슬라이스/타일 그룹들에 대하여, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록들은 동일한 코딩 트리 구조를 갖도록 제한될 수 있다. 그러나, I 슬라이스/타일 그룹들에 대하여, 루마 블록 및 크로마 블록들은 서로 개별적 블록 트리 구조를 가질 수 있다. 만약 개별적 블록 트리 구조가 적용되는 경우, 루마 CTB(Coding Tree Block)는 특정 코딩 트리 구조를 기반으로 CU들로 분할되고, 크로마 CTB는 다른 코딩 트리 구조를 기반으로 크로마 CU들로 분할될 수 있다. 즉, 개별적 블록 트리 구조가 적용되는 I 슬라이스/타일 그룹 내 CU는 루마 성분의 코딩 블록 또는 두 크로마 성분들의 코딩 블록들로 구성되고, P 또는 B 슬라이스/타일 그룹의 CU는 세가지 컬러 성분(루마 성분 및 두개의 크로마 성분)의 블록들로 구성될 수 있음을 의미할 수 있다.
상기에서 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조에 대하여 설명하였으나, CU가 분할되는 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, BT 구조 및 TT 구조는 다수 분할 트리 (Multiple Partitioning Tree, MPT) 구조에 포함되는 개념으로 해석될 수 있고, CU는 QT 구조 및 MPT 구조를 통해 분할된다고 해석할 수 있다. QT 구조 및 MPT 구조를 통해 CU가 분할되는 일 예에서, QT 구조의 리프 노드가 몇 개의 블록으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_type) 및 QT 구조의 리프 노드가 수직과 수평 중 어느 방향으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_mode)가 시그널링됨으로써 분할 구조가 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, CU는 QT 구조, BT 구조 또는 TT 구조와 다른 방법으로 분할될 수 있다. 즉, QT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 크기로 분할되거나, BT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/2 크기로 분할되거나, TT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 또는 1/2 크기로 분할되는 것과 달리, 하위 뎁스의 CU는 경우에 따라 상위 뎁스의 CU의 1/5, 1/3, 3/8, 3/5, 2/3 또는 5/8 크기로 분할될 수 있으며, CU가 분할되는 방법은 이에 한정되지 않는다.
이와 같이, 상기 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 블록 구조는 매우 유연한 블록 분할 구조를 제공할 수 있다. 한편, 멀티타입 트리에 지원되는 분할 타입들 때문에, 경우에 따라서 다른 분할 패턴들이 잠재적으로 동일한 코딩 블록 구조 결과를 도출할 수 있다. 부호화 장치와 복호화 장치는 이러한 리던던트(redundant)한 분할 패턴들의 발생을 제한함으로써 분할 정보의 데이터량을 줄일 수 있다.
또한, 본 문서에 따른 비디오/이미지의 부호화 및 복호화에 있어서, 영상 처리 단위는 계층적 구조를 가질 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일, 브릭, 슬라이스 및/또는 타일 그룹로 구분될 수 있다. 하나의 슬라이스는 하나 이상의 브릭을 포함할 수 있다. 하나의 브릭은 타일 내 하나 이상의 CTU 행(row)을 포함할 수 있다. 슬라이스는 픽처의 정수개의 브릭들을 포함할 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일을 포함할 수 있다. 하나의 타일은 하나 이상의 CTU를 포함할 수 있다. 상기 CTU는 하나 이상의 CU로 분할될 수 있다. 타일은 픽처 내에서 복수의 CTU로 구성되는 특정 타일 행 및 특정 타일 열로 구성되는 사각 영역일 수 있다. 타일 그룹은 픽처 내의 타일 래스터 스캔에 따른 정수개의 타일들을 포함할 수 있다. 슬라이스 헤더는 해당 슬라이스(슬라이스 내의 블록들)에 적용될 수 있는 정보/파라미터를 나를 수 있다. 부호화 장치 또는 복호화 장치가 멀티 코어 프로세서를 갖는 경우, 상기 타일, 슬라이스, 브릭 및/또는 타일 그룹에 대한 인코딩/디코딩 절차는 병렬 처리될 수 있다.
본 개시에서 슬라이스 또는 타일 그룹의 호칭 또는 개념은 혼용될 수 있다. 즉, 타일 그룹 헤더는 슬라이스 헤더로 불릴 수 있다. 여기서 슬라이스는 intra (I) slice, predictive (P) slice 및 bi-predictive (B) slice를 포함하는 슬라이스 타입들 중 하나의 타입을 가질 수 있다. I 슬라이스 내의 블록들에 대하여는 예측을 위하여 인터 예측은 사용되지 않으며 인트라 예측만 사용될 수 있다. 물론 이 경우에도 예측 없이 원본 샘플 값을 코딩하여 시그널링할 수도 있다. P 슬라이스 내의 블록들에 대하여는 인트라 에측 또는 인터 예측이 사용될 수 있으며, 인터 예측이 사용되는 경우에는 단(uni) 예측만 사용될 수 있다. 한편, B 슬라이스 내의 블록들에 대하여는 인트라 예측 또는 인터 예측이 사용될 수 있으며, 인터 예측이 사용되는 경우에는 최대 쌍(bi) 예측까지 사용될 수 있다.
부호화 장치는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 코딩의 효율 또는 병렬 처리를 고려하여 타일/타일 그룹, 브릭, 슬라이스, 최대 및 최소 코딩 유닛 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다.
복호화 장치는 현재 픽처의 타일/타일 그룹, 브릭, 슬라이스, 타일 내 CTU가 다수의 코딩 유닛으로 분할 되었는지를 등을 나타내는 정보를 획득할 수 있다. 부호화 장치와 복호화 장치는 이러한 정보를 특정 조건 하에만 시그널링 함으로써 부호화 효율을 높일 수도 있다.
상기 슬라이스 헤더(슬라이스 헤더 신택스)는 상기 슬라이스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. APS(APS 신택스) 또는 PPS(PPS 신택스)는 하나 이상의 픽처에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. SPS(SPS 신택스)는 하나 이상의 시퀀스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. VPS(VPS 신택스)는 다중 레이어에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. DPS(DPS 신택스)는 비디오 전반에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. DPS는 CVS(coded video sequence)의 결합에 관련된 정보/파라미터를 포함할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 타일/타일 그룹/브릭/슬라이스의 분할 및 구성 등에 관한 정보는 상기 상위 레벨 신택스를 통하여 인코딩 단에서 구성되어 비트스트림 형태로 복호화 장치로 전달될 수 있다.
양자화/역양자화
전술한 바와 같이 부호화 장치의 양자화부는 변환 계수들에 양자화를 적용하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있고, 부호화 장치의 역양자화부 또는 복호화 장치의 역양자화부는 양자화된 변환 계수들에 역양자화를 적용하여 변환 계수들을 도출할 수 있다.
동영상/정지영상의 부호화 및 복호화에서는 양자화율을 변화시킬 수 있으며, 변화된 양자화율을 이용하여 압축률을 조절할 수 있다. 구현 관점에서는 복잡도를 고려하여 양자화율을 직접 사용하는 대신 양자화 파라미터(QP, quantization parameter)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 0부터 63까지의 정수 값의 양자화 파라미터를 사용할 수 있으며, 각 양자화 파라미터 값은 실제 양자화율에 대응될 수 있다. 또한, 루마 성분(루마 샘플)에 대한 양자화 파라미터(QPY)와 크로마 성분(크로마 샘플)에 대한 양자화 파라미터(QPC)는 다르게 설정될 수 있다.
양자화 과정은 변환 계수(C)를 입력으로 하고, 양자화율(Qstep)로 나누어서, 이를 기반으로 양자화된 변환 계수(C`)를 얻을 수 있다. 이 경우 계산 복잡도를 고려하여 양자화율에 스케일을 곱하여 정수 형태로 만들고, 스케일 값에 해당하는 값만큼 쉬프트 연산을 수행할 수 있다. 양자화율과 스케일 값의 곱을 기반으로 양자화 스케일(quantization scale)이 도출될 수 있다. 즉, QP에 따라 상기 양자화 스케일이 도출될 수 있다. 상기 변환 계수(C)에 상기 양자화 스케일을 적용하여, 이를 기반으로 양자화된 변환 계수(C`)를 도출할 수도 있다.
역양자화 과정은 양자화 과정의 역과정으로, 양자화된 변환 계수(C`)에 양자화율(Qstep)을 곱하여, 이를 기반으로 복원된 변환 계수(C``)를 얻을 수 있다. 이 경우 상기 양자화 파라미터에 따라 레벨 스케일(level scale)이 도출될 수 있으며, 상기 양자화된 변환 계수(C`)에 상기 레벨 스케일을 적용하여, 이를 기반으로 복원된 변환 계수(C``)를 도출할 수 있다. 복원된 변환 계수(C``)는 변환 및/또는 양자화 과정에서의 손실(loss)로 인하여 최초 변환 계수(C)와 다소 차이가 있을 수 있다. 따라서, 부호화 장치에서도 복호화 장치에서와 동일하게 역양자화을 수행할 수 있다.
한편, 주파수에 따라 양자화 강도를 조절하는 적응적 주파수별 가중 양자화(adaptive frequency weighting quantization) 기술이 적용될 수 있다. 상기 적응적 주파수별 가중 양자화 기술은 주파수별로 양자화 강도를 다르게 적용하는 방법이다. 상기 적응적 주파수별 가중 양자화는 미리 정의된 양자화 스케일링 메트릭스를 이용하여 각 주파수별 양자화 강도를 다르게 적용할 수 있다. 즉, 상술한 양자화/역양자화 과정은 상기 양자화 스케일링 메트릭스를 더 기반으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 사이즈 및/또는 상기 현재 블록의 레지듀얼 신호를 생성하기 위하여 상기 현재 블록에 적용된 예측 모드가 인터 예측인지, 또는 인트라 예측인지에 따라 다른 양자화 스케일링 메트릭스가 사용될 수 있다. 상기 양자화 스케일링 메트릭스는 양자화 메트릭스 또는 스케일링 메트릭스라고 불릴 수 있다. 상기 양자화 스케일링 메트릭스는 미리 정의될 수 있다. 또한, 주파수 적응적 스케일링을 위하여 상기 양자화 스케일링 메트릭스에 대한 주파수별 양자화 스케일 정보가 부호화 장치에서 구성/부호화되어 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 주파수별 양자화 스케일 정보는 양자화 스케일링 정보라고 불릴 수 있다. 상기 주파수별 양자화 스케일 정보는 스케일링 리스트 데이터(scaling_list_data)를 포함할 수 있다. 상기 스케일링 리스트 데이터를 기반으로 (수정된) 상기 양자화 스케일링 메트릭스가 도출될 수 있다. 또한 상기 주파수별 양자화 스케일 정보는 상기 스케일링 리스트 데이터의 존부 여부를 지시하는 존부 플래그(present flag) 정보를 포함할 수 있다. 또는, 상기 스케일링 리스트 데이터가 상위 레벨(ex. SPS)에서 시그널링된 경우, 보다 하위 레벨(ex. PPS or tile group header etc)에서 상기 스케일링 리스트 데이터가 수정되는지 여부를 지시하는 정보 등이 더 포함될 수 있다.
변환/역변환
앞서 설명한 바와 같이, 부호화 장치는 인트라/인터/IBC 예측 등을 통하여 예측된 블록(예측 샘플들)을 기반으로 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 도출할 수 있고, 도출된 레지듀얼 샘플들에 변환 및 양자화를 적용하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 양자화된 변환 계수들에 대한 정보(레지듀얼 정보)는 레지듀얼 코딩 신택스에 포함되어 부호화된 후 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 복호화 장치는 상기 비트스트림으로부터 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 획득하고, 복호화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 복호화 장치는 양자화된 변환 계수들을 기반으로 역양자화/역변환을 거쳐서 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 양자화/역양자화 및/또는 변환/역변환 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. 상기 변환/역변환이 생략되는 경우, 상기 변환 계수는 계수 또는 레지듀얼 계수라고 불릴 수도 있고, 또는 표현의 통일성을 위하여 변환 계수라고 여전히 불릴 수도 있다. 상기 변환/역변환의 생략 여부는 변환 스킵 플래그(e.g. transform_skip_flag)를 기반으로 시그널링될 수 있다.
상기 변환/역변환은 변환 커널(들)을 기반으로 수행될 수 있다. 예를 들어 변환/역변환을 수행하기 위한 MTS(multiple transform selection) 스킴(scheme)이 적용될 수 있다. 이 경우 다수의 변환 커널 세트들 중 일부가 선택되어 현재 블록에 적용될 수 있다. 변환 커널은 변환 매트릭스, 변환 타입 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 세트는 수직 방향 변환 커널(수직 변환 커널) 및 수평 방향 변환 커널(수평 변환 커널)의 조합을 나타낼 수 있다.
상기 변환/역변환은 CU 또는 TU 단위로 수행될 수 있다. 즉, 상기 변환/역변환은 CU 내의 레지듀얼 샘플들 또는 TU 내의 레지듀얼 샘플들에 대하여 적용될 수 있다. CU 사이즈와 TU 사이즈가 같을 수 있고, 또는 CU 영역 내에 복수의 TU가 존재할 수도 있다. 한편, CU 사이즈라 함은 일반적으로 루마 성분(샘플) CB 사이즈를 나타낼 수 있다. TU 사이즈라 함은 일반적으로 루마 성분(샘플) TB 사이즈를 나타낼 수 있다. 크로마 성분(샘플) CB 또는 TB 사이즈는 컬러 포멧(크로마 포멧, ex. 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 등)에 따른 성분비에 따라 루마 성분(샘플) CB 또는 TB 사이즈를 기반으로 도출될 수 있다. 상기 TU 사이즈는 maxTbSize를 기반으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 CU 사이즈가 상기 maxTbSize보다 큰 경우, 상기 CU로부터 상기 maxTbSize의 복수의 TU(TB)들이 도출되고, 상기 TU(TB) 단위로 변환/역변환이 수행될 수 있다. 상기 maxTbSize는 ISP 등 다양한 인트라 예측 타입의 적용 여부 판단 등에 고려될 수 있다. 상기 maxTbSize에 대한 정보는 미리 결정될 수도 있고, 또는 부호화 장치에서 생성 및 인코딩되어 부호화 장치로 시그널링될 수 있다.
엔트로피 코딩
앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 비디오/영상 정보의 일부 또는 전부는 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 엔트로피 인코딩될 수 있고, 도 3을 참조하여 설명한 비디오/영상 정보의 일부 또는 전부는 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 엔트로피 디코딩될 수 있다. 이 경우 상기 비디오/영상 정보는 신택스 요소(syntax element) 단위로 인코딩/디코딩될 수 있다. 본 문서에서 정보가 인코딩/디코딩된다 함은 본 단락에서 설명되는 방법에 의하여 인코딩/디코딩되는 것을 포함할 수 있다.
도 8은 하나의 신택스 요소를 부호화하기 위한 CABAC의 블록도를 보여준다. CABAC의 인코딩 과정은 먼저 입력 신호가 이진값이 아닌 신택스 요소인 경우에 이진화(binarization)를 통해 입력 신호를 이진값으로 변환할 수 있다. 입력 신호가 이미 이진 값인 경우에는 이진화를 거치지 않고 바이패스 될 수 있다. 여기서, 이진값을 구성하는 각각의 이진수 0 또는 1을 빈(bin)이라고 할 수 있다. 예를 들어, 이진화된 후의 이진 스트링(빈 스트링)이 110인 경우, 1, 1, 0 각각을 하나의 빈이라고 할 수 있다. 하나의 신택스 요소에 대한 상기 빈(들)은 해당 신택스 요소의 값을 나타낼 수 있다.
이진화된 빈들은 정규(regular) 코딩 엔진 또는 바이패스(bypass) 코딩 엔진으로 입력될 수 있다. 정규 코딩 엔진은 해당 빈에 대해 확률값을 반영하는 문맥(context) 모델을 할당하고, 할당된 문맥 모델에 기반해 해당 빈을 부호화할 수 있다. 정규 코딩 엔진에서는 각 빈에 대한 코딩을 수행한 뒤에 해당 빈에 대한 확률 모델을 갱신할 수 있다. 이렇게 코딩되는 빈들을 문맥 코딩된 빈(context-coded bin)이라 할 수 있다. 바이패스 코딩 엔진은 입력된 빈에 대해 확률을 추정하는 절차와 코딩 후에 해당 빈에 적용했던 확률 모델을 갱신하는 절차를 생략할 수 있다. 바이패스 코딩 엔진의 경우, 문맥을 할당하는 대신 균일한 확률 분포(ex. 50:50)를 적용해 입력되는 빈을 코딩함으로써 코딩 속도를 향상시킬 수 있다. 이렇게 코딩되는 빈들을 바이패스 빈(bypass bin)이라 할 수 있다. 문맥 모델은 문맥 코딩(정규 코딩)되는 빈 별로 할당 및 업데이트될 수 있으며, 문맥 모델은 ctxidx 또는 ctxInc를 기반으로 지시될 수 있다. ctxidx는 ctxInc를 기반으로 도출될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 정규 코딩되는 빈들 각각에 대한 문맥 모델을 가리키는 컨텍스트 인덱스(ctxidx)는 context index increment (ctxInc) 및 context index offset (ctxIdxOffset)의 합으로 도출될 수 있다. 여기서 상기 ctxInc는 각 빈별로 다르게 도출될 수 있다. 상기 ctxIdxOffset는 상기 ctxIdx의 최소값(the lowest value)로 나타내어질 수 있다. 상기 ctxIdx의 최소값은 상기 ctxIdx의 초기값(initValue)으로 불릴 수 있다. 상기 ctxIdxOffset은 일반적으로 다른 신택스 요소에 대한 문맥 모델들과의 구분을 위하여 이용되는 값으로, 하나의 신택스 요소에 대한 문맥 모델은 ctxinc를 기반으로 구분/도출될 수 있다.
엔트로피 인코딩 절차에서 정규 코딩 엔진을 통해 인코딩을 수행할 것인지, 바이패스 코딩 엔진을 통해 인코딩을 수행할 것인지를 결정하고, 코딩 경로를 스위칭할 수 있다. 엔트로피 디코딩은 엔트로피 인코딩과 동일한 과정을 역순으로 수행할 수 있다.
상술한 엔트로피 코딩은 예를 들어 도 9 및 도 10과 같이 수행될 수 있다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 부호화 장치(엔트로피 인코딩부)는 영상/비디오 정보에 관한 엔트로피 코딩 절차를 수행할 수 있다. 상기 영상/비디오 정보는 파티셔닝 관련 정보, 예측 관련 정보(e.g. 인터/인트라 예측 구분 정보, 인트라 예측 모드 정보, 인터 예측 모드 정보 등), 레지듀얼 정보, 인루프 필터링 관련 정보 등을 포함할 수 있고, 또는 그에 관한 다양한 신택스 요소들을 포함할 수 있다. 상기 엔트로피 코딩은 신택스 요소 단위로 수행될 수 있다. 도 9의 S910 내지 S920 단계는 상술한 도 2의 부호화 장치의 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다.
부호화 장치는 대상 신택스 요소에 대한 이진화를 수행할 수 있다(S910). 여기서 상기 이진화는 Truncated Rice binarization process, Fixed-length binarization process 등 다양한 이진화 방법에 기반할 수 있으며, 대상 신택스 요소에 대한 이진화 방법은 미리 정의될 수 있다. 상기 이진화 절차는 엔트로피 인코딩부(190) 내의 이진화부(191)에 의하여 수행될 수 있다.
부호화 장치는 상기 대상 신택스 요소에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다(S920). 부호화 장치는 CABAC (context-adaptive arithmetic coding) 또는 CAVLC (context-adaptive variable length coding) 등의 엔트로피 코딩 기법을 기반으로 대상 신택스 요소의 빈 스트링을 정규 코딩 기반(컨텍스트 기반) 또는 바이패스 코딩 기반 인코딩할 수 있으며, 그 출력은 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 엔트로피 인코딩 절차는 엔트로피 인코딩부(190) 내의 엔트로피 인코딩 처리부(192)에 의하여 수행될 수 있다. 상기 비트스트림은 (디지털) 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치로 전달될 수 있음을 전술한 바와 같다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 복호화 장치(엔트로피 디코딩부)는 인코딩된 영상/비디오 정보를 디코딩할 수 있다. 상기 영상/비디오 정보는 파티셔닝 관련 정보, 예측 관련 정보(ex. 인터/인트라 예측 구분 정보, 인트라 예측 모드 정보, 인터 예측 모드 정보 등), 레지듀얼 정보, 인루프 필터링 관련 정보 등을 포함할 수 있고, 또는 그에 관한 다양한 신택스 요소들을 포함할 수 있다. 상기 엔트로피 코딩은 신택스 요소 단위로 수행될 수 있다. S1110 내지 S1120은 상술한 도 3의 복호화 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 수행될 수 있다.
복호화 장치는 대상 신택스 요소에 대한 이진화를 수행할 수 있다(S1110). 여기서 상기 이진화는 Truncated Rice binarization process, Fixed-length binarization process 등 다양한 이진화 방법에 기반할 수 있으며, 대상 신택스 요소에 대한 이진화 방법은 미리 정의될 수 있다. 복호화 장치는 상기 이진화 절차를 통하여 대상 신택스 요소의 가용 값들에 대한 가용 빈 스트링들(빈 스트링 후보들)을 도출할 수 있다. 상기 이진화 절차는 엔트로피 디코딩부(210) 내의 이진화부(211)에 의하여 수행될 수 있다.
복호화 장치는 상기 대상 신택스 요소에 대한 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다(S1120). 복호화 장치는 비트스트림 내 입력 비트(들)로부터 상기 대상 신택스 요소에 대한 각 빈들을 순차적으로 디코딩 및 파싱하면서, 도출된 빈 스트링을 해당 신택스 요소에 대한 가용 빈 스트링들과 비교할 수 있다. 만약 도출된 빈 스트링이 상기 가용 빈 스트링들 중 하나와 같으면, 해당 빈 스트링에 대응하는 값이 해당 신택스 요소의 값으로 도출될 수 있다. 만약, 그렇지 않으면, 상기 비트스트림 내 다음 비트를 더 파싱 후 상술한 절차를 다시 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 비트스트림 내에 특정 정보(특정 신택스 요소)에 대한 시작 비트나 끝 비트를 사용하지 않고도 가변 길이 비트를 이용하여 해당 정보를 시그널링할 수 있다. 이를 통하여 낮은 값에 대하여는 상대적으로 더 적은 비트를 할당할 수 있으며, 전반적인 코딩 효율을 높일 수 있다.
복호화 장치는 CABAC 또는 CAVLC 등의 엔트로피 코딩 기법을 기반으로 비트스트림으로부터 상기 빈 스트링 내 각 빈들을 컨텍스트 기반 또는 바이패스 기반 디코딩할 수 있다. 상기 엔트로피 디코딩 절차는 엔트로피 디코딩부(210) 내의 엔트로피 디코딩 처리부(212)에 의하여 수행될 수 있다. 상기 비트스트림은 상술한 바와 같이 영상/비디오 디코딩을 위한 다양한 정보를 포함할 수 있다. 상기 비트스트림은 (디지털) 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치로 전달될 수 있음을 전술한 바와 같다.
본 문서에서 부호화 장치에서 복호화 장치로의 정보의 시그널링을 나타내기 위하여 신택스 요소들을 포함하는 표(신택스 표)가 사용될 수 있다. 본 문서에서 사용되는 상기 신택스 요소들을 포함하는 표의 신택스 요소들의 순서는 비트스트림으로부터 신택스 요소들의 파싱 순서(parsing order)를 나타낼 수 있다. 부호화 장치는 상기 신택스 요소들이 파싱 순서로 복호화 장치에서 파싱될 수 있도록 신택스 표를 구성 및 인코딩할 수 있으며, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 해당 신택스 표의 신택스 요소들을 파싱 순서에 따라 파싱 및 디코딩하여 신택스 요소들의 값을 획득할 수 있다.
영상/비디오 코딩 절차 일반
영상/비디오 코딩에 있어서, 영상/비디오를 구성하는 픽처는 일련의 디코딩 순서(decoding order)에 따라 인코딩/디코딩될 수 있다. 디코딩된 픽처의 출력 순서(output order)에 해당하는 픽처 순서(picture order)는 상기 디코딩 순서와 다르게 설정될 수 있으며, 이를 기반으로 인터 예측시 순방향 예측뿐 아니라 역방향 예측 또한 수행할 수 있다.
도 13은 본 문서의 실시예(들)이 적용 가능한 개략적인 픽처 디코딩 절차의 예를 나타낸다. 도 13에서 S1310은 도3에서 상술한 복호화 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에서 수행될 수 있고, S1320은 인트라 예측부(265) 및 인터 예측부(260)를 포함하는 예측부에서 수행될 수 있고, S1330은 역양자화부(220) 및 역변환부(230)을 포함하는 레지듀얼 처리부에서 수행될 수 있고, S1340은 가산부(235)에서 수행될 수 있고, S1350은 필터링부(240)에서 수행될 수 있다. S1310은 본 문서에서 설명된 정보 디코딩 절차를 포함할 수 있고, S1320은 본 문서에서 설명된 인터/인트라 예측 절차를 포함할 수 있고, S1330은 본 문서에서 설명된 레지듀얼 처리 절차를 포함할 수 있고, S1340은 본 문서에서 설명된 블록/픽처 복원 절차를 포함할 수 있고, S1350은 본 문서에서 설명된 인루프 필터링 절차를 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 픽처 디코딩 절차는 도 3에 대한 설명에서 나타난 바와 같이 개략적으로 비트스트림으로부터 (디코딩을 통한) 영상/비디오 정보 획득 절차(S1310), 픽처 복원 절차(S1320~S1340) 및 복원된 픽처에 대한 인루프 필터링 절차(S1350)를 포함할 수 있다. 상기 픽처 복원 절차는 본 문서에서 설명된 인터/인트라 예측(S1320) 및 레지듀얼 처리(S1330, 양자화된 변환 계수에 대한 역양자화, 역변환) 과정을 거쳐서 획득한 예측 샘플들 및 레지듀얼 샘플들을 기반으로 수행될 수 있다. 상기 픽처 복원 절차를 통하여 생성된 복원 픽처에 대한 인루프 필터링 절차를 통하여 수정된(modified) 복원 픽처가 생성될 수 있으며, 상기 수정된 복원 픽처가 디코딩된 픽처로서 출력될 수 있고, 또한 복호화 장치의 복호 픽처 버퍼 또는 메모리(250)에 저장되어 이후 픽처의 디코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 경우에 따라서 상기 인루프 필터링 절차는 생략될 수 있으며, 이 경우 상기 복원 픽처가 디코딩된 픽처로서 출력될 수 있고, 또한 복호화 장치의 복호 픽처 버퍼 또는 메모리(250)에 저장되어 이후 픽처의 디코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 상기 인루프 필터링 절차(S1350)는 상술한 바와 같이 디블록킹 필터링 절차, SAO(sample adaptive offset) 절차, ALF(adaptive loop filter) 절차 및/또는 바이래터럴 필터(bi-lateral filter) 절차 등을 포함할 수 있고, 그 일부 또는 전부가 생략될 수 있다. 또한, 상기 디블록킹 필터링 절차, SAO(sample adaptive offset) 절차, ALF(adaptive loop filter) 절차 및 바이래터럴 필터(bi-lateral filter) 절차들 중 하나 또는 일부가 순차적으로 적용될 수 있고, 또는 모두가 순차적으로 적용될 수도 있다. 예를 들어, 복원 픽처에 대하여 디블록킹 필터링 절차가 적용된 후 SAO 절차가 수행될 수 있다. 또는 예를 들어 복원 픽처에 대하여 디블록킹 필터링 절차가 적용된 후 ALF 절차가 수행될 수 있다. 이는 부호화 장치에서도 마찬가지로 수행될 수 있다.
도 14는 본 문서의 실시예(들)이 적용 가능한 개략적인 픽처 인코딩 절차의 예를 나타낸다. 도 14에서 S1410은 도 2에서 상술한 부호화 장치의 인트라 예측부(185) 또는 인터 예측부(180)를 포함하는 예측부에서 수행될 수 있고, S1420은 변환부(120) 및/또는 양자화부(130)를 포함하는 레지듀얼 처리부에서 수행될 수 있고, S1430은 엔트로피 인코딩부(190)에서 수행될 수 있다. S1410은 본 문서에서 설명된 인터/인트라 예측 절차를 포함할 수 있고, S1420은 본 문서에서 설명된 레지듀얼 처리 절차를 포함할 수 있고, S1430은 본 문서에서 설명된 정보 인코딩 절차를 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 픽처 인코딩 절차는 도 2에 대한 설명에서 나타난 바와 같이 개략적으로 픽처 복원을 위한 정보(ex. 예측 정보, 레지듀얼 정보, 파티셔닝 정보 등)을 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력하는 절차뿐 아니라, 현재 픽처에 대한 복원 픽처를 생성하는 절차 및 복원 픽처에 인루프 필터링을 적용하는 절차(optional)를 포함할 수 있다. 부호화 장치는 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통하여 양자화된 변환 계수로부터 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있으며, S1410의 출력인 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 복원 픽처는 상술한 복호화 장치에서 생성한 복원 픽처와 동일할 수 있다. 상기 복원 픽처에 대한 인루프 필터링 절차를 통하여 수정된 복원 픽처가 생성될 수 있으며, 이는 복호 픽처 버퍼 또는 메모리(170)에 저장될 수 있으며, 복호화 장치에서의 경우와 마찬가지로, 이후 픽처의 인코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이 경우에 따라서 상기 인루프 필터링 절차의 일부 또는 전부는 생략될 수 있다. 상기 인루프 필터링 절차가 수행되는 경우, (인루프) 필터링 관련 정보(파라미터)가 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있고, 복호화 장치는 상기 필터링 관련 정보를 기반으로 부호화 장치와 동일한 방법으로 인루프 필터링 절차를 수행할 수 있다.
이러한 인루프 필터링 절차를 통하여 블록킹 아티팩트(artifact) 및 링잉(ringing) 아티팩트 등 영상/동영상 코딩시 발생하는 노이즈를 줄일 수 있으며, 주관적/객관적 비주얼 퀄리티를 높일 수 있다. 또한, 부호화 장치와 복호화 장치에서 둘 다 인루프 필터링 절차를 수행함으로서, 부호화 장치와 복호화 장치는 동일한 예측 결과를 도출할 수 있으며, 픽처 코딩의 신뢰성을 높이고, 픽처 코딩을 위하여 전송되어야 하는 데이터량을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 복호화 장치 뿐 아니라 부호화 장치에서도 픽처 복원 절차가 수행될 수 있다. 각 블록 단위로 인트라 예측/인터 예측에 기반하여 복원 블록이 생성될 수 있으며, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처가 생성될 수 있다. 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹이 I 픽처/슬라이스/타일 그룹인 경우 상기 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹에 포함되는 블록들은 인트라 예측만을 기반으로 복원될 수 있다. 한편, 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹이 P 또는 B 픽처/슬라이스/타일 그룹인 경우 상기 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹에 포함되는 블록들은 인트라 예측 또는 인터 예측을 기반으로 복원될 수 있다. 이 경우 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹 내 일부 블록들에 대하여는 인터 예측이 적용되고, 나머지 일부 블록들에 대하여는 인트라 예측이 적용될 수도 있다. 픽처의 컬러 성분은 루마 성분 및 크로마 성분을 포함할 수 있으며, 본 문서에서 명시적으로 제한하지 않으면 본 문서에서 제안되는 방법들 및 실시예들은 루마 성분 및 크로마 성분에 적용될 수 있다.
코딩 계층 및 구조의 예
본 문서에 따른 코딩된 비디오/영상은 예를 들어 후술하는 코딩 계층 및 구조에 따라 처리될 수 있다.
도 15는 코딩된 영상에 대한 계층 구조를 도시한 도면이다. 코딩된 영상은 영상의 디코딩 처리 및 그 자체를 다루는 VCL(video coding layer, 비디오 코딩 계층), 부호화된 정보를 전송하고 저장하는 하위 시스템, 그리고 VCL과 하위 시스템 사이에 존재하며 네트워크 적응 기능을 담당하는 NAL(network abstraction layer, 네트워크 추상 계층)로 구분될 수 있다.
VCL에서는 압축된 영상 데이터(슬라이스 데이터)를 포함하는 VCL 데이터를 생성하거나, 혹은 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set: PPS), 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set: SPS), 비디오 파라미터 세트(Video Parameter Set: VPS) 등의 정보를 포함하는 파라미터 세트 또는 영상의 디코딩 과정에 부가적으로 필요한 SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지를 생성할 수 있다.
NAL에서는 VCL에서 생성된 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)에 헤더 정보(NAL 유닛 헤더)를 부가하여 NAL 유닛을 생성할 수 있다. 이때, RBSP는 VCL에서 생성된 슬라이스 데이터, 파라미터 세트, SEI 메시지 등을 말한다. NAL 유닛 헤더에는 해당 NAL 유닛에 포함되는 RBSP 데이터에 따라 특정되는 NAL 유닛 타입 정보를 포함할 수 있다.
상기 도면에서 도시된 바와 같이, NAL 유닛은 VCL에서 생성된 RBSP의 따라 VCL NAL 유닛과 Non-VCL NAL 유닛으로 구분될 수 있다. VCL NAL 유닛은 영상에 대한 정보(슬라이스 데이터)를 포함하고 있는 NAL 유닛을 의미할 수 있고, Non-VCL NAL 유닛은 영상을 디코딩하기 위하여 필요한 정보(파라미터 세트 또는 SEI 메시지)를 포함하고 있는 NAL 유닛을 의미할 수 있다.
상술한 VCL NAL 유닛, Non-VCL NAL 유닛은 하위 시스템의 데이터 규격에 따라 헤더 정보를 붙여서 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 예컨대, NAL 유닛은 H.266/VVC 파일 포맷, RTP(Real-time Transport Protocol), TS(Transport Stream) 등과 같은 소정 규격의 데이터 형태로 변형되어 다양한 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
상술한 바와 같이, NAL 유닛은 해당 NAL 유닛에 포함되는 RBSP 데이터 구조(structure)에 따라 NAL 유닛 타입이 특정될 수 있으며, 이러한 NAL 유닛 타입에 대한 정보는 NAL 유닛 헤더에 저장되어 시그널링될 수 있다.
예를 들어, NAL 유닛이 영상에 대한 정보(슬라이스 데이터)를 포함하는지 여부에 따라 크게 VCL NAL 유닛 타입과 Non-VCL NAL 유닛 타입으로 분류될 수 있다. VCL NAL 유닛 타입은 VCL NAL 유닛이 포함하는 픽처의 성질 및 종류 등에 따라 분류될 수 있으며, Non-VCL NAL 유닛 타입은 파라미터 세트의 종류 등에 따라 분류될 수 있다.
아래는 Non-VCL NAL 유닛 타입이 포함하는 파라미터 세트의 종류 등에 따라 특정된 NAL 유닛 타입의 일예를 나열한다.
- APS (Adaptation Parameter Set) NAL unit : APS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- DPS (Decoding Parameter Set) NAL unit : DPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- VPS(Video Parameter Set) NAL unit : VPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- SPS(Sequence Parameter Set) NAL unit: SPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- PPS(Picture Parameter Set) NAL unit : PPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
상술한 NAL 유닛 타입들은 NAL 유닛 타입을 위한 신택스 정보를 가지며, 상기 신택스 정보는 NAL 유닛 헤더에 저장되어 시그널링될 수 있다. 예컨대, 상기 신택스 정보는 nal_unit_type일 수 있으며, NAL 유닛 타입들은 nal_unit_type 값으로 특정될 수 있다.
상기 슬라이스 헤더(슬라이스 헤더 신택스)는 상기 슬라이스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 APS(APS 신택스) 또는 PPS(PPS 신택스)는 하나 이상의 슬라이스 또는 픽처에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 SPS(SPS 신택스)는 하나 이상의 시퀀스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 VPS(VPS 신택스)는 다중 레이어에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 DPS(DPS 신택스)는 비디오 전반에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 DPS는 CVS(coded video sequence)의 연결(concatenation)에 관련된 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 본 문서에서 상위 레벨 신택스(High level syntax, HLS)라 함은 상기 APS 신택스, PPS 신택스, SPS 신택스, VPS 신택스, DPS 신택스, 슬라이스 헤더 신택스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 문서에서 부호화 장치에서 복호화 장치로 인코딩되어 비트스트림 형태로 시그널링되는 영상/비디오 정보는 픽처 내 파티셔닝 관련 정보, 인트라/인터 예측 정보, 레지듀얼 정보, 인루프 필터링 정보 등을 포함할 뿐 아니라, 상기 슬라이스 헤더에 포함된 정보, 상기 APS에 포함된 정보, 상기 PPS에 포함된 정보, SPS에 포함된 정보, 및/또는 VPS에 포함된 정보를 포함할 수 있다.
인트라 예측 개요
이하, 앞서 설명한 부호화 장치 및 복호화 장치가 수행하는 인트라 예측에 대하여 보다 상세히 설명한다. 인트라 예측은 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 나타낼 수 있다.
도 16을 참조하여 설명한다. 현재 블록(1601)에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록(1601)의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플들(1611) 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 샘플들(1612)을 포함하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플들(1621) 및 우상측(top-right)에 이웃하는 샘플들(1622)을 포함하는 총 2xnW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플(1631)을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다.
또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들(1641), 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들(1651) 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플(1642)을 포함할 수도 있다.
다만, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 복호화 장치는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
주변 참조 샘플들이 도출된 경우, (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 또한, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향의 반대 방향에 위치하는 상기 제2 주변 샘플과 상기 제1 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다. 또한, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수도 있다. 이 경우는 LM 모드라고 불릴 수 있다. 또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 상기 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수도 있다. 상술한 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하고 이 때, 사용된 참조 샘플 라인을 복호화 장치에 지시(시그널링)하는 방법으로 인트라 예측 부호화를 수행할 수 있다. 상술한 경우는 multi-reference line (MRL) intra prediction 또는 MRL 기반 인트라 예측이 라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 나누어 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플들을 도출하여 이용할 수 있다. 즉, 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다. 이러한 인트라 예측 방법들은 인트라 예측 모드(e.g. DC 모드, 플래너 모드 및 방향성 모드)와 구분하여 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 상기 인트라 예측 타입은 인트라 예측 기법 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LIP, PDPC, MRL, ISP 등의 특정 인트라 예측 타입을 제외한 일반 인트라 예측 방법은 노멀 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 노멀 인트라 예측 타입은 상기와 같은 특정 인트라 예측 타입이 적용되지 않는 경우를 지칭할 수 있으며, 상술한 인트라 예측 모드를 기반으로 예측이 수행될 수 있다. 한편, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링이 수행될 수도 있다.
구체적으로, 인트라 예측 절차는 인트라 예측 모드/타입 결정 단계, 주변 참조 샘플 도출 단계, 인트라 예측 모드/타입 기반 예측 샘플 도출 단계를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링(post-filtering) 단계가 수행될 수도 있다.
한편, 상술한 인트라 예측 타입들 외에도 ALWIP(affine linear weighted intra prediction)이 사용될 수 있다. 상기 ALWIP는 LWIP(linear weighted intra prediction) 또는 MIP(matrix weighted intra prediction 또는 matrix based intra prediction)이라고 불릴 수도 있다. 상기 MIP가 현재 블록에 대하여 적용되는 경우, i) 에버러징(averaging) 절차가 수행된 주변 참조 샘플들을 이용하여 ii) 메트릭스 벡터 멀티플리케이션(matrix-vector-multiplication) 절차를 수행하고, iii) 필요에 따라 수평/수직 보간(interpolation) 절차를 더 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 상기 MIP를 위하여 사용되는 인트라 예측 모드들은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP 인트라 예측이나, 노멀 인트라 예측에서 사용되는 인트라 예측 모드들과 다르게 구성될 수 있다. 상기 MIP를 위한 인트라 예측 모드는 MIP 인트라 예측 모드, MIP 예측 모드 또는 MIP 모드라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 상기 MIP를 위한 인트라 예측 모드에 따라 상기 메트릭스 벡터 멀티플리케이션에서 사용되는 메트릭스 및 오프셋이 다르게 설정될 수 있다. 여기서 상기 메트릭스는 (MIP) 가중치 메트릭스라고 불릴 수 있고, 상기 오프셋은 (MIP) 오프셋 벡터 또는 (MIP) 바이어스(bias) 벡터라고 불릴 수 있다. 구체적인 MIP 방법에 대하여는 후술한다.
인트라 예측에 기반한 블록 복원 절차 및 부호화 장치 내 인트라 예측부는 개략적으로 예를 들어 다음을 포함할 수 있다. S1710은 부호화 장치의 인트라 예측부(185)에 의하여 수행될 수 있고, S1720은 부호화 장치의 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130) 역양자화부(140) 및 역변환부(150) 중 적어도 하나를 포함하는 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 S1720은 부호화 장치의 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. S1730에서 예측 정보는 인트라 예측부(185)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. S1730에서 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 부호화 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다(S1710). 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출하고, 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성한다. 여기서 인트라 예측 모드/타입 결정, 주변 참조 샘플들 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 비록 도시되지는 않았지만, 부호화 장치의 인트라 예측부(185)는 인트라 예측 모드/타입 결정부, 참조 샘플 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있으며, 인트라 예측 모드/타입 결정부에서 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출하고, 예측 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 후술하는 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(185)는 예측 샘플 필터부를 더 포함할 수도 있다. 부호화 장치는 복수의 인트라 예측 모드/타입들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드/타입을 결정할 수 있다. 부호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입들에 대한 RD cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
한편, 부호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수도 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 상기 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
부호화 장치는 (필터링된) 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S1720). 부호화 장치는 현재 블록의 원본 샘플들에서 상기 예측 샘플들을 위상 기반으로 비교하고, 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
부호화 장치는 상기 인트라 예측에 관한 정보 (예측 정보) 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S1730). 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 모드 정보, 상기 인트라 예측 타입 정보를 포함할 수 있다. 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치로 전달될 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 후술하는 레지듀얼 코딩 신택스를 포함할 수 있다. 부호화 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 부호화 장치는 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이를 위하여 부호화 장치는 상기 상기 양자화된 변환 계수들을 다시 역양자화/역변환 처리하여 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 이와 같이 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화 후 다시 역양자화/역변환을 수행하는 이유는 상술한 바와 같이 복호화 장치에서 도출되는 레지듀얼 샘플들과 동일한 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위함이다. 부호화 장치는 상기 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
인트라 예측에 기반한 비디오/영상 복호화 절차 및 복호화 장치 내 인트라 예측부는 개략적으로 예를 들어 다음을 포함할 수 있다. 복호화 장치는 상기 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
S1810 내지 S1830은 복호화 장치의 인트라 예측부(265)에 의하여 수행될 수 있고, S1810의 예측 정보 및 S1840의 레지듀얼 정보는 복호화 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 복호화 장치의 역양자화부(220) 및 역변환부(230) 중 적어도 하나를 포함하는 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)는 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. S1850은 복호화 장치의 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 복호화 장치는 수신된 예측 정보 (인트라 예측 모드/타입 정보)를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출할 수 있다(S1810). 복호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S1820). 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1830). 이 경우 복호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 상기 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 도출할 수 있다(S1840). 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
여기서, 복호화 장치의 인트라 예측부(265)는, 비록 도시되지는 않았지만, 인트라 예측 모드/타입 결정부, 참조 샘플 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있으며, 인트라 예측 모드/타입 결정부는 엔트로피 디코딩부(210)에서 획득된 인트라 예측 모드/타입 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출하고, 예측 샘플 도출부는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 상술한 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(265)는 예측 샘플 필터부를 더 포함할 수도 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 예를 들어 MPM(most probable mode)이 상기 현재 블록에 적용되는지 아니면 리메이닝 모드(remaining mode)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(ex. intra_luma_mpm_flag)를 포함할 수 있고, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되는 경우 상기 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들) 중 하나를 가리키는 인덱스 정보(ex. intra_luma_mpm_idx)를 더 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)은 MPM 후보 리스트 또는 MPM 리스트로 구성될 수 있다. 또한, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되지 않는 경우, 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 가리키는 리메이닝 모드 정보(ex. intra_luma_mpm_remainder)를 더 포함할 수 있다. 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 상술한 MIP를 위하여 별도의 MPM 리스트가 구성될 수 있다.
또한, 상기 인트라 예측 타입 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 인트라 예측 타입들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 타입 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), 상기 ISP가 상기 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), 상기 ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들이 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDCP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 현재 블록에 MIP가 적용되는지 여부를 나타내는 MIP 플래그를 포함할 수 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 타입 정보는 본 문서에서 설명한 코딩 방법을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 타입 정보는 truncated (rice) binary code를 기반으로 엔트로피 코딩(ex. CABAC, CAVLC) 코딩을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다.
레지듀얼 처리
이하 전술한 부호화 장치 및/또는 복호화 장치가 수행하는 레지듀얼 처리 방법에 대하여 설명한다. 부호화 장치에 의하여 수행되는 레지듀얼 처리 절차는 도출된 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들로부터 레지듀얼 정보를 생성 및/또는 부호화하는(인코딩하는) 절차를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 처리 절차는 예측 샘플들을 기반으로 상기 레지듀얼 샘플들을 도출하는 절차를 더 포함할 수 있다. 복호화 장치에 의하여 수행되는 상기 레지듀얼 처리 절차는 부호화 장치로부터 수신된 비트스트림의 레지듀얼 정보로부터 레지듀얼 샘플들을 도출하는 절차를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레지듀얼 처리 절차는 (역)변환 및/또는 (역)양자화 절차를 포함할 수 있다. 또한 레지듀얼 처리 절차는 레지듀얼 정보의 부호화/복호화(인코딩/디코딩) 절차를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 레지듀얼 데이터 및/또는 변환/양자화 관련 파라미터를 포함할 수 있다.
이하, 블록 내 (양자화된) 변환 계수들을 도출하고, 이를 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하며 (인)코딩을 수행하는 방법, 변환 스킵이 적용되는 블록 내 (양자화된) 레지듀얼 계수들을 도출하고 이를 기반으로 변환 스킵을 위한 레지듀얼 정보의 생성 및 (인)코딩을 수행하는 방법을 설명한다. 인코딩된 정보는 상술한 바와 같이 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
또한, 비트스트스림에 포함된 레지듀얼 정보(or 변환 스킵을 위한 레지듀얼 정보)로부터 블록 내 (양자화된) 변환 계수들 또는 (양자화된) 레지듀얼 계수들을 도출하고, (필요에 따라) 역양자화/역변환을 수행하여 레지듀얼 샘플들을 도출하는 방법을 설명한다.
도 19과 도 20은 일 실시 예에 따른 레지듀얼 처리 방법을 설명하는 도면이다. 도 19에 도시된 각 단계는 부호화 장치에 의하여 수행될 수 있다. 예를들어, S1910은 부호화 장치(100)의 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)에 의하여 수행될 수 있고, S1920, S1930, S1940, S1950은 각각 부호화 장치(100)의 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다.
부호화 장치는 현재 블록에 대한 예측을 통하여 예측 샘플들을 도출할 수 있다(S1910). 부호화 장치는 현재 블록에 인터 예측을 수행할지 또는 인트라 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있고, 구체적인 인터 예측 모드 또는 구체적인 인트라 예측 모드를 RD 코스트 기반으로 결정할 수 잇다. 결정된 모드에 따라 부호화 장치는 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 예측 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S1920). 예를들어, 부호화 장치는 상기 현재 블록에 대한 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들을 비교하여 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환 절차를 통하여 변환 계수들을 도출하고(S1930). 상기 도출된 변환 계수들을 양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1940). 여기서, 양자화는 양자화 파라미터를 기반으로 수행될 수 있다. 또한, 실시 예에 따라, 상기 변환 절차 및/또는 양자화 절차는 생략될 수 있다. 상기 변환 절차가 생략되는 경우 레지듀얼 샘플들에 대한 (양자화된) (레지듀얼) 계수가 후술되는 레지듀얼 코딩 기법에 따라 코딩될 수 있다. (양자화된) (레지듀얼) 계수도 용어의 통일을 위하여 (양자화된) 변환 계수라고 불릴 수도 있다.
부호화 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하고, 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다(S1950). 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보 및 움직임 정보에 관한 정보(ex. 인터 예측이 적용되는 경우) 등을 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 (양자화된) 변환 계수들에 관한 정보를 포함하며, 예를 들어 후술하는 레지듀얼 코딩 신택스(residual_coding())에 개시된 정보 또는 변환 스킵 레지듀얼 코딩 신택스(residual_ts_coding())에 개시된 정보를 포함할 수도 있다. 출력된 비트스트림은 저장매체 또는 네트워크를 통하여 부호화 장치로 전달될 수 있다.
또한, 도 20에 도시된 각 단계는 복호화 장치에 의하여 수행될 수 있다. 예를들어, S2010은 부호화 장치(200)의 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)에 의하여 수행될 수 있다. S2010에서 비트스트림에 포함된 예측 정보를 디코딩하여 관련 신택스 요소의 값들을 도출하는 절차는 부호화 장치(200)의 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 수행될 수 있다. S2020, S2030, S2040, S2050은 각각 부호화 장치(200)의 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부220), 역변환부(230), 가산부(235)에 의하여 수행될 수 있다.
부호화 장치는 상기 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 부호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다(S2010). 부호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다(S2020). 부호화 장치는 엔트로피 디코딩을 통하여 상기 레지듀얼 정보로부터 상기 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 역양자화는 양자화 파라미터를 기반으로 수행될 수 있다. 부호화 장치는 양자화된 변환 계수들을 역양자화여 변환 계수들을 도출할 수 있다(S2030). 부호화 장치는 상기 변환 계수들에 대한 역변환 절차를 통하여 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S2040). 상기 역변환 절차 및/또는 역양자화 절차는 생략될 수 있다. 상기 역변환 절차가 생략된 경우, 상기 레지듀얼 정보로부터 (양자화된) (레지듀얼) 계수들이 도출될 수 있고, 상기 (양자화된) (레지듀얼) 계수들을 기반으로 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다. 다음으로, 복호화 장치는 예측 샘플들 및 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S2050). 예를들어, 부호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차가 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
레지듀얼 코딩
전술한 바와 같이 레지듀얼 샘플들은 변환, 양자화 과정을 거쳐서 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 이 경우에는 양자화된 변환 계수들은 변환 계수들이라고도 불릴 수도 있다. 이 경우 블록 내 변환 계수들은 레지듀얼 정보의 형태로 시그널링될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 레지듀얼 코딩 신택스를 포함할 수 있다. 즉, 부호화 장치는 레지듀얼 정보로 레지듀얼 코딩 신택스를 구성하고 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있고, 부호화 장치는 비트스트림으로부터 레지듀얼 코딩 신택스를 디코딩하여 레지듀얼 (양자화된) 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 코딩 신택스는 후술하는 바와 같이 해당 블록 내 마지막 유효 변환 계수의 위치가 어디인지, 서브블록 내 유효 변환 계수가 존재하는지, 유효 변환 계수의 크기/부호가 어떠한지 등을 나타내는 신택스 요소(syntax elements)들을 포함할 수 있다.
예를 들어, VVC의 변환 계수는 last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, last_sig_coeff_y_suffix, coded_sub_block_flag, sig_coeff_flag, abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag, abs_level_gtX_flag[n][1], abs_remainder, dec_abs_level, coeff_sign_flag 신택스 요소(syntax element)를 이용해 코딩될 수 있다. 이는 레지듀얼 (데이터) 코딩 또는 (변환) 계수 코딩이라고 불릴 수 있다. 또한, 이와 같이 변환과 양자화 과정을 거치는 레지듀얼 코딩 과정을 정규 레지듀얼 코딩 패스라고 부를 수 있으며, 이는 도 21 내지 도 27의 residual_coiding() 신택스와 같이 명세될 수 있다.
한편, 변환/양자화 과정은 생략될 수 있다. 이 경우 레지듀얼 샘플들의 값이 정해진 방법에 따라 코딩되어 시그널링될 수 있다. 이와 같이 변환 및/또는 양자화 과정이 생략되는 레지듀얼 코딩 과정을 변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스라고 부를 수 있으며, 이는 도 29 내지 도 31의 residual_ts_coding() 신택스와 같이 명세될 수 있다.
정규 레지듀얼 코딩 패스
이하 정규 레지듀얼 코딩 패스가 적용되는 경우에서의 변환 계수 시그널링 방법을 도 21 내지 도 27의 신택스를 참조하여 보다 상세히 설명한다. 도 21 내지 도 27은 은 잔여 데이터 코딩과 관련된 신택스 요소들을 보여준다.
이하, 도 21 내지 도 27의 신택스에 기재된 신택스 요소를 간단히 설명한다. 이하에서 설명하는 신택스 요소의 명칭은 예시로서, 신택스 요소의 명칭에 의해 본 개시의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
배열 AbsLevel[xC][yC]는 현재 변환 블록을 위한 변환 계수 레벨의 절대값으로 구성된 배열을 나타낼 수 있다.
배열 AbsLevelPass1[xC][yC]는 현재 변환 블록을 위한 변환 계수 레벨의 절대값의 일부를 나타내는 값으로 구성된 배열을 나타낼 수 있다.
배열 인덱스 xC 및 yC는 현재 변환 블록 내에서의 변환 계수 위치 (xC, yC)를 나타낼 수 있다. AbsLevel[xC][yC]의 값이 도 21 내지 도 27의 신택스를 통해 제공되지 않는 경우, 이의 값은 0으로 유도될 수 있다. 또한, AbsLevelPass1[xC][yC]의 값이 도 21 내지 도 27의 신택스를 통해 제공되지 않는 경우에도, 이의 값은 0으로 유도될 수 있다.
최소 변환 계수 값을 나타내는 변수 CoeffMin 및 최대 변환 계수 값을 나타내는 변수 CoeffMax는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 1]
CoeffMin = -( 1 << 15 )
CoeffMax = ( 1 << 15 ) - 1
배열 QStateTransTable[][]은 아래와 같이 정의될 수 있다.
[수학식 2]
QStateTransTable[ ][ ] = { { 0, 2 }, { 2, 0 }, { 1, 3 }, { 3, 1 } }
신택스 요소 last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, last_sig_coeff_y_suffix는 변환 블록 내 계수들 중에서, 변환 블록 내에서의 샘플들의 스캔 순서에 따라 식별되는 마지막 유효 계수(last significant coefficient)의 위치를 나타낼 수 있다. 유효 계수는 0이 아닌 값을 가지는 계수일 수 있다.
보다 상세히, last_sig_coeff_x_prefix는 마지막 유효 계수의 열 위치의 프리픽스(prefix)를 나타낼 수 있다. last_sig_coeff_x_prefix는 0에서부터 (log2ZoTbWidth << 1) -1까지의 값을 가질 수 있다. 여기서 log2ZoTbWidth의 값은 도 21의 신택스에 따라 결정될 수 있다. last_sig_coeff_x_prefix의 값이 비트스트림에서 획득되지 않는 경우, 이의 값은 0으로 결정될 수 있다.
last_sig_coeff_y_prefix는 마지막 유효 계수의 행 위치의 프리픽스(prefix)를 나타낼 수 있다. last_sig_coeff_y_prefix는 0에서부터 (log2ZoTbHeight << 1) -1까지의 값을 가질 수 있다. 여기서 log2ZoTbHeight의 값은 도 21의 신택스에 따라 결정될 수 있다. last_sig_coeff_y_prefix의 값이 비트스트림에서 획득되지 않는 경우, 이의 값은 0으로 결정될 수 있다.
last_sig_coeff_x_suffix는 마지막 유효 계수의 열 위치의 서픽스(suffix)를 나타낼 수 있다. last_sig_coeff_x_suffix는 0에서부터 ( 1 << ( ( last_sig_coeff_x_prefix >> 1 ) - 1 ) ) - 1까지의 값을 가질 수 있다.
변환 블록 내 스캔 순서에 따른 마지막 유효 계수의 열위치를 나타내는 변수 LastSignificantCoeffX는 아래와 같이 유도될 수 있다.
last_sig_coeff_x_suffix의 값이 존재하지 않는 경우, LastSignificantCoeffX는 아래의 수학식과 같이 결정될 수 있다.
[수학식 3]
LastSignificantCoeffX = last_sig_coeff_x_prefix
그렇지 않고, last_sig_coeff_x_suffix의 값이 존재하는 경우, 아래의 수학식과 같이 LastSignificantCoeffX의 값이 결정될 수 있다.
[수학식 4]
LastSignificantCoeffX = ( 1 << ( (last_sig_coeff_x_prefix >> 1 ) - 1 ) ) * ( 2 + (last_sig_coeff_x_prefix & 1 ) ) + last_sig_coeff_x_suffix
last_sig_coeff_y_suffix는 마지막 유효 계수의 행 위치의 서픽스(suffix)를 나타낼 수 있다. last_sig_coeff_y_suffix는 0에서부터 ( 1 << ( ( last_sig_coeff_y_prefix >> 1 ) - 1 ) ) - 1까지의 값을 가질 수 있다.
변환 블록 내 스캔 순서에 따른 마지막 유효 계수의 행위치를 나타내는 변수 LastSignificantCoeffY는 아래와 같이 유도될 수 있다.
last_sig_coeff_y_suffix의 값이 존재하지 않는 경우, LastSignificantCoeffY는 아래의 수학식과 같이 결정될 수 있다.
[수학식 5]
LastSignificantCoeffY = last_sig_coeff_y_prefix
그렇지 않고, last_sig_coeff_y_suffix의 값이 존재하는 경우, 아래의 수학식과 같이 LastSignificantCoeffY의 값이 결정될 수 있다.
[수학식 6]
LastSignificantCoeffY = ( 1 << ( (last_sig_coeff_y_prefix >> 1 ) - 1 ) ) * ( 2 + (last_sig_coeff_y_prefix & 1 ) ) + last_sig_coeff_y_suffix
여기에서, 스캔 순서는 우상향 대각 스캔 순서, 좌하향 대각 스캔 순서, 수평 스캔 순서 및 수직 스캔 순서 중 하나일 수 있다. 이때, 수평 스캔 순서는 좌측부터 우측 방향의 스캔 순서를 의미할 수 있고, 수직 스캔 순서는 상단부터 하단 방향의 스캔순서를 의미할 수 있다. 스캔 순서는 대상 블록에 인트라/인터 예측이 적용되는지 여부 및/또는 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 기반으로 결정될 수 있다.
신택스 요소 coded_sub_block_flag[xS, yS]는 현재 변환 블록내의 (xS, yS)위치에 존재하는 서브 블록에 대하여 다음과 같은 정보를 나타낼 수 있다. 여기서 서브 블록은 16개의 변환 계수 레벨들로 구성된 4x4 배열의 배열일 수 있다. 예를들어, coded_sub_block_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 (xS, yS) 위치의 서브 블록의 16개의 변환 계수 레벨들이 0으로 유도됨을 나타낼 수 있다.
coded_sub_block_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 다음의 조건에 따른 정보를 나타낼 수 있다. 예를들어, (xS, yS)가 (0, 0)이고 ( LastSignificantCoeffX, LastSignificantCoeffY )가 ( 0, 0 )이 아닌 경우, coded_sub_block_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 (xS, yS)위치의 서브 블록에 대하여 16개의 sig_coeff_flag 신택스 요소 중 적어도 하나 신택스 요소가 제공됨을 나타낼 수 있다. 그렇지 않으면, coded_sub_block_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 (xS, yS)위치의 서브 블록에 대하여 16개의 sig_coeff_flag 중에 적어도 하나는 0이 아닌 값을 가짐을 나타낼 수 있다.
한편, coded_sub_block_flag[xS, yS]의 값이 비트스트림으로부터 제공되지 않는 경우, 이의 값은 제 2 값(e.g. 1)로 유도될 수 있다.
신택스 요소 sig_coeff_flag[xC, yC]는 현재 변환 블록 내 변환 계수 위치(xC, yC)에 대하여, 위치 (xC, yC)에 대응되는 변환 계수 레벨이 0이 아닌값인지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, sig_coeff_flag[xC][yC]의 제 1 값(e.g. 0)은 위치 (xC, yC)에서의 변환 계수 레벨이 0임을 나타낼 수 있다. 이에 따라 해당 변환 계수 레벨은 0으로 설정될 수 있다. 한편, sig_coeff_flag[xC][yC]의 제 2 값(e.g. 1)은 위치 (xC, yC)에서의 변환 계수 레벨이 0이 아닌 값임을 나타낼 수 있다.
sig_coeff_flag[xC, yC]가 비트스트림에서 제공되지 않는 경우, 이는 다음과 같이 유도될 수 있다. 위치 (xC, yC)가 스캔 순서상 마지막 유효 계수 위치(e.g. LastSignificantCoeffX, LastSignificantCoeffY)인 경우 또는 이하의 조건 1 내지 조건 3이 모두 참인 경우, sig_coeff_flag[xC, yX]의 값은 제 2 값(e.g. 1)로 유도될 수 있다. 그렇지 않은 경우, sig_coeff_flag[xC, yX]의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 유도될 수 있다.
(조건 1) ( xC & ( (1 << log2SbW ) - 1 ), yC & ( (1 << log2SbH ) - 1 ) ) 의 값이 ( 0, 0 )임
(조건 2) inferSbDcSigCoeffFlag의 값이 1임
(조건 3) coded_sub_block_flag[ xS ][ yS ]의 값이 1임
신택스 요소 abs_level_gtx_flag[ n ][ j ]는 스캔 위치 n에서의 변환 계수 레벨의 절대 값이 (j << 1) + 1보다 큰지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, abs_level_gtx_flag[ n ][ j ]의 제 1 값(e.g. 0)은 스캔 위치 n에서의 변환 계수 레벨의 절대 값이 (j << 1) + 1보다 크지 않음을 나타낼 수 있다. abs_level_gtx_flag[ n ][ j ]의 제 2 값(e.g. 1)은 스캔 위치 n에서의 변환 계수 레벨의 절대 값이 (j << 1) + 1보다 큼을 나타낼 수 있다. abs_level_gtx_flag[ n ][ j ]이 비트스트림에서 제공되지 않는 경우, 제 1 값(e.g. 0)으로 유도될 수 있다.
신택스 요소 par_level_flag[n]은 스캔 위치 n에서의 변환 계수 레벨의 패리티를 나타낼 수 있다. par_level_flag[n]이 비트스트림에서 제공되지 않는 경우, 이의 값은 0으로 유도될 수 있다.
신택스 요소 abs_remainder[n]은 스캔 위치 n에서의 골롬 라이스 코드(Golomb-Rice code)로 부호화된 변환 계수 레벨의 잔여 절대값을 나타낼 수 있다. abs_remainder[n]이 비트스트림에서 제공되지 않는 경우, 이의 값은 0으로 유도될 수 있다.
한편, 비트 적합성을 위하여, abs_remainder[n]의 값은 이에 대응하는 TransCoeffLevel[x0][y0][cIdx][xC][yC]의 값이 CoeffMin 에서 CoeffMax 사이의 값을 가지게 하는 값으로 제한될 수 있다.
신택스 요소 dec_abs_level[n]은 스캔 위치 n에서의 골롬-라이스 코드로 부호화된 중간 값을 나타낼 수 있다. dec_abs_level[n]과 소정의 파라미터 ZeroPos[n]을 이용하여 다음과 같이 (xC, yC)위치에서의 변환 계수 레벨의 절대값 AbsLevel[xC][yC]가 유도될 수 있다. 예를들어, dec_abs_level[n]의 값이 ZeroPos[n]과 같은 경우, AbsLevel[xC][yC]의 값은 0으로 설정될 수 있다. 한편, dec_abs_level[n]의 값이 ZeroPos[n] 보다 작은 경우, AbsLevel[xC][yC]의 값은 dec_abs_level[n]+1로 설정될 수 있다. 한편, dec_abs_level[n]의 값이 ZeroPos[n] 보다 큰 경우, AbsLevel[xC][yC]의 값은 dec_abs_level[n]으로 설정될 수 있다. 여기서 ZeroPos[n]은 인코딩 과정중에 결정될 수 있으며, 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다.
이에 따라, AbsLevelPass1[xC][yC]의 값은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 7]
AbsLevelPass1[ xC ][ yC ] = Min( 4 + ( AbsLevel[ xC ][ yC ] & 1 ), AbsLevel[ xC ][ yC ] )
비트스트림 적합성을 위하여, dec_abs_level[n]의 값은 이에 대응하는 TransCoeffLevel[x0][y0][cIdx][xC][yC]의 값이 CoeffMin에서 CoeffMax 사이의 값을 가지게 하는 값으로 제한될 수 있다.
신택스 요소 coeff_sign_flag[n]은 스캔 위치 n에서의 변환 계수 레벨의 부호를 다음과 같이 나타낼 수 있다. 예를들어, coeff_sign_flag[n]의 값이 제 1 값(e.g. 0)이면, 대응하는 변환 계수 레벨은 양의 부호를 가질 수 있다.
그렇지 않고, coeff_sign_flag[n]의 값이 제 2 값(e.g. 1)이면, 대응하는 변환 계수 레벨의 부호는 음의 부호를 가질 수 있다.
한편, coeff_sign_flag[n]의 값이 제공되지 않으면, 이의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 유도될 수 있다.
상기에 따라, 위치 (xC, yC)에서의 변환 계수 레벨의 부호를 나타내는 CoeffSignLevel[xC][yC]의 값은 다음과 같이 유도될 수 있다. 예를들어, CoeffSignLevel[xC][yC]의 값이 0이면, 대응하는 변환 계수 레벨은 0으로 설정될 수 있다.
그렇지 않고, CoeffSignLevel[xC][yC]의 값이 1이면, 대응하는 변환 계수 레벨은 양의 값으로 설정될 수 있다.
그렇지 않고, CoeffSignLevel[xC][yC]의 값이 -1이면, 대응하는 변환 계수 레벨은 음의 값으로 설정될 수 있다.
전술한 신택스 요소를 이용하여 부호화 장치가 정규 레지듀얼 코딩을 수행하는 방법을 설명한다. 전술한 바와 같이, 신택스 요소 last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, last_sig_coeff_y_suffix는 연관된 블록 내의 마지막 0이 아닌 계수의 (x, y) 위치 정보를 부호화 하는 신택스 요소다. 이때, 연관된 블록은 부호화 블록(Coding Block, CB) 또는 변환 블록(Transform Block, TB)일 수 있다. 변환(및 양자화) 및 레지듀얼 코딩 절차에 관하여, CB와 TB는 혼용될 수 있다. 예를들어, CB에 대하여 레지듀얼 샘플들이 도출되고, 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환 및 양자화를 통하여 (양자화된) 변환계수들이 도출될 수 있음은 상술한 바와 같으며, 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 상기 (양자화된) 변환 계수들(의 위치, 크기, 부호 등)을 효율적으로 나타내는 정보(또는 신택스 요소들)가 생성 및 시그널링될 수 있다. 양자화된 변환 계수들은 간단히 변환 계수들이라고 불릴 수 있다. 일반적으로 CB가 최대 TB보다 크지 않은 경우 CB의 사이즈는 TB의 사이즈와 같을 수 있으며, 이 경우 변환(및 양자화) 및 레지듀얼 코딩되는 대상 블록은 CB라고 불릴 수 있고, TB라고 불릴 수 있다. 한편, CB가 최대 TB보다 큰 경우에는 변환(및 양자화) 및 레지듀얼 코딩되는 대상 블록은 TB라고 불릴 수 있다. 이하 레지듀얼 코딩에 관련된 신택스 요소들이 변환 블록(TB) 단위로 시그널링되는 것으로 설명하나, 이는 예시로서 상기 TB는 코딩 블록(CB)과 혼용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
구체적으로, last_sig_coeff_x_prefix는 변환 블록 내 스캔 순서(scanning order)에서의 마지막(last) 유효 계수(significant coefficient)의 열 위치(column position)의 프리픽스(prefix)를 지시하고, last_sig_coeff_y_prefix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수의 행 위치(row position)의 프리픽스를 지시할 수 있다. last_sig_coeff_x_suffix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수의 열 위치의 서픽스(suffix)를 지시하고, last_sig_coeff_y_suffix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수의 행 위치의 서픽스를 지시할 수 있다. 여기서, 유효 계수는 0이 아닌 계수를 의미할 수 있다. 여기서, 스캔 순서는 우상향 대각 스캔 순서일 수 있다. 또는, 상기 스캔 순서는 좌하향 대각 스캔 순서, 수평 스캔 순서 및 수직 스캔 순서 중 하나일 수 있다. 이때, 수평 스캔 순서는 좌측부터 우측 방향의 스캔 순서를 의미할 수 있고, 수직 스캔 순서는 상단부터 하단 방향의 스캔순서를 의미할 수 있다. 스캔 순서는 대상 블록(CB 또는 TB를 포함하는 CB)에 인트라/인터 예측이 적용되는지 여부 및/또는 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 기반으로 결정될 수 있다. 이를 이용하여, 부호화 장치는 마지막 유효 계수 위치를 부호화할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 변환 블록을 4x4 하위 블록(sub-block)들로 분할한 후, 각 4x4 하위 블록마다 1비트의 신택스 요소 coded_sub_block_flag를 사용해 현재 하위 블록 내에 0이 아닌 계수가 존재하는지를 나타낼 수 있다. 이때 서브 블록은 계수 그룹(coefficient group, CG)으로도 불리울 수 있다.
coded_sub_block_flag의 값이 0이면 더 이상 전송할 정보가 없으므로 서브 블록에 대한 부호화 과정이 종료될 수 있다. 반대로, coded_sub_block_flag의 값이 1이면 sig_coeff_flag 부호화 과정이 수행될 수 있다. 스캔 순서에 따를 시, 마지막으로 0이 아닌 계수를 포함하는 서브 블록에 대해서는 coded_sub_block_flag에 대한 부호화가 수행되지 않을 수 있다. 그리고 변환 블록의 DC 정보를 포함하고 있는 서브 블록은 0이 아닌 계수를 포함할 확률이 높으므로 coded_sub_block_flag를 부호화되지 않고, 그 값이 1로 설정될 수 있다.
coded_sub_block_flag가 현재 서브 블록 내에 0이 아닌 계수가 존재함을 나타내면, 역으로 스캔된 순서에 따라 이진값을 갖는 sig_coeff_flag가 부호화될 수 있다. 스캔 순서에 따라 해당 스캔 위치(n)의 각각의 계수에 대해 1비트 신택스 요소 sig_coeff_flag[n]가 부호화될 수 있다. 만약, 현재 스캔 위치에서 계수의 값이 0이 아니면 sig_coeff_flag[n]의 값은 1이될 수 있다.여기서, 마지막 0이 아닌 계수를 포함하고 있는 서브 블록의 경우, 마지막 0이 아닌 계수에 대해서는 sig_coeff_flag[n]가 부호화할 필요가 없으므로 부호화 과정이 생략될 수 있다. sig_coeff_flag[n]가 1인 경우에만 레벨 정보 부호화가 수행될 수 있다. 이때, 레벨 정보 부호화/복호화 과정은 상술한 신택스 요소들 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 한편, 신택스 요소 sig_coeff_flag[xC][yC]는 현재 TB 내 각 변환 계수 위치(xC, yC)에서의 해당 변환 계수의 레벨(값)이 0인지 여부를 나타낼 수 있다.
sig_coeff_flag[n] 부호화 이후의 남은 레벨 값은 다음의 수학식에 따라 유도될 수 있다.
[수학식 8]
remAbsLevel[n] = | coeff[n] | - 1
이때, 신택스 요소 remAbsLevel[n]은 스캔 위치 n에서 부호화 되어야하는 레벨 값을 지시할 수 있다. coeff[n]는 실제 변환 계수 값을 의미할 수 있다.
신택스 요소 abs_level_gtX_flag[n][0]는 스캔 위치 n에서의 remAbsLevel[n]이 1보다 큰지 여부를 나타낼 수 있다. abs_level_gtX_flag[n][0]의 값이 0이면 해당 위치 계수의 절대값은 1일 수 있다. 반면 abs_level_gtX_flag[n][0]의 값이 1이면, remAbsLevel[n]은 다음의 수학식에 따라 유도될 수 있다.
[수학식 9]
remAbsLevel[n] = remAbsLevel[n] - 1
par_level_flag[n]를 이용하여 다음의 수학식에 따라 remAbsLevel[n]의 LSB(least significant coefficient) 값을 부호화할 수 있다. 즉, par_level_flag[n]는 스캔 위치 n에서의 변환 계수 레벨(값)의 패리티(parity)를 나타낼 수 있다. par_level_flag[n]의 부호화 후에 부호화해야할 레벨값 remAbsLevel[n]은 다음의 수학식에 따라 업데이트될 수 있다.
[수학식 10]
par_level_flag[n] = remAbsLevel[n] & 1
remAbsLevel[n] = remAbsLevel[n] >> 1
신택스 요소 abs_level_gtX_flag[n][1]는 스캔 위치 n에서의 remAbsLevel[n]이 3보다 큰지 여부를 나타낼 수 있다. 예컨대, abs_level_gtX_flag[n][1]가 1인 경우에만 abs_remainder[n]이 부호화될 수 있다. 일 예로, coeff[n]와 각 신택스 요소들의 관계는 다음의 수학식과 같을 수 있다. 이때, | coeff[n] |는 변환 계수 레벨(값)을 나타내며, 변환 계수에 대한 AbsLevel[n]이라고 표현될 수도 있다. 신택스 요소 coeff_sign_flag[n]은 해당 스캔 위치 n에서의 변환 계수 부호(sign)를 지시할 수 있다. 상술한 내용을 종합하면, abs_level_gtx_flag[n][i]는 변환 계수의 절대값이 1 또는 3 중 어느 하나 보다 큰지 여부를 지시하는 신택스 요소일 수 있다.
[수학식 11]
| coeff[n] | = sig_coeff_flag[n] + abs_level_gtX_flag[n][0] + par_level_flag[n] + 2 * (abs_level_gtX_flag[n][1] + abs_remainder[n])
마지막으로, 각 계수의 부호(sign)은 1비트 심볼인 coeff_sign_flag[n]을 이용하여 부호화될 수 있다. coeff_sign_flag[n]은 해당 스캔 위치(n)에서의 변환 계수 레벨의 부호를 나타낼 수 있다.
한편, CABAC은 높은 성능을 제공하지만 처리량(throughput) 성능이 좋지 않다는 단점을 갖는다. 이는 상술한 CABAC의 정규 부호화 엔진으로 인한 것일 수 있다. 정규 부호화 엔진은 이전 빈의 부호화를 통해 업데이트된 확률 상태와 범위를 사용하기 때문에 높은 데이터 의존성을 보이며, 확률 구간을 읽고 현재 상태를 판단하는데 많은 시간이 소요되는 문제점을 가진다. 이때, 문맥 부호화 빈의 수를 제한하는 경우, CABAC의 처리량 문제가 해결될 수 있다.
일 예로, sig_coeff_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag[n], abs_level_gtx_flag[n][1]를 표현하기 위해 사용된 빈의 합이 변환 블록의 크기에 따라 제한될 수 있다. 구체적으로, 빈의 합은, ((1<<(log2TbWidth+log2TbHeight))*7)>>2의 값으로 제한될 수 있다. 이와 같이, 빈의 합은 현재 CG를 포함하는 변환 블록의 크기의 1.75배의 수로 제한될 수 있으며, 이는 평균적으로 1개의 픽셀 위치 당 1.75개의 문맥 부호화 빈이 사용될 수 있음을 의미할 수 있다. 신택스 요소를 부호화하는 데에 제한된 문맥 부호화 빈을 모두 사용하는 경우, 나머지 계수들에 대해서는 CABAC이 적용되지 않고 바이패스 부호화가 수행될 수 있다. 즉, 부호화된 문백 부호화 빈의 수가 TU에서 TU width * TU height * 1.75가 되는 경우, 더이상 문맥 부호화 빈으로 부호화되는 sig_coeff_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][1]는 추가로 부호화되지 않을 수 있다. 이러한 경우, |coeff[n]|는 아래의 수학식과 같이 dec_abs_level[n]으로 부호화될 수 있다. 이러한 경우에도, 각 계수의 부호(sign)은 1비트 심볼인 coeff_sign_flag[n]을 이용해 부호화될 수 있다.
[수학식 12]
| coeff[n] | = dec_abs_level[n]
변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스
이하, 변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스가 적용되는 경우에서의 변환 계수 시그널링 방법을 도 28 내지 도 31의 신택스를 참조하여 보다 상세히 설명한다. 도 28은 변환 스킵 플래그(transform_skip_flag)의 시그널링을 나타내는 변환 유닛에서의 신택스를 도시하고, 도 29 내지 도 31은 변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스에서의 신택스를 도시한다.
이하, 도 28을 참조하여 변환 스킵 플래그 시그널링 방법을 먼저 설명한다. 상술한 바와 같이, 영상 부호화 장치의 변환부(120)는 레지듀얼 신호에 대해 변환을 수행하여, 변환 계수들을 생성할 수 있다. 변환 계수들은 양자화 및 엔트로피 부호화를 통해 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있으며, 영상 복호화 장치의 역변환부(230)는 변환 계수에 대해 역변환을 수행하여 변환 계수들을 복원할 수 있다. 영상 부호화 장치는 특별한 경우, 레지듀얼 신호에 대한 변환을 수행하지 않고, 엔트로피 부호화를 수행할 수 있으며, 영상 부호화 장치의 이러한 동작을 변환 스킵 프로세스 또는 변환 스킵 모드 적용이라 정의할 수 있다. 변환이 생략된 레지듀얼 신호에 대해, 영상 복호화 장치의 역변환부(230)는 역변환을 수행하지 않을 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록에 대해 변환 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 정보를 전송할 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치는 신택스 요소 transform_skip_flag를 통해 현재 블록에 대해 변환 스킵 모드가 적용되는지 여부를 시그널링할 수 있다. transform_skip_flag[x0][y0]는 루마 변환 블록에 변환이 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다. 여기서 x0와 y0는 현재 픽쳐의 좌상단 샘플 위치에 대한 현재 변환 블록의 좌상단 루마 샘플의 위치 (x0, y0)를 나타낼 수 있다. transform_skip_flag[x0][y0]의 제 1 값(e.g. 0)은 루마 변환 블록에 변환이 적용되는지 여부가 다른 신택스 요소의 값에 기반하여 결정됨을 나타낼 수 있다. transform_skip_flag[x0][y0]의 제 2 값(e.g. 1)은 루마 변환 블록에 변환이 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. 한편, transform_skip_flag[x0][y0]의 값이 비트스트림으로부터 제공되지 않는 경우, 이의 값은 다음과 같이 유도될 수 있다. 예를들어, BdpcmFlag[x0][y0]의 값이 제 1 값(e.g. 0)인 경우, transform_skip_flag[x0][y0]의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 결정될 수 있다. 그렇지 않고, BdpcmFlag[x0][y0]의 값이 제 2 값(e.g. 1)인 경우, transform_skip_flag[x0][y0]의 값은 제 2 값(e.g. 1)으로 결정될 수 있다. BdpcmFlag에 대하여는 후술한다.
transform_skip_flag는 현재 블록의 높이, 너비 및 최대 변환 크기 중 적어도 하나에 기반하여 시그널링될 수 있다. 일 예로, 다음의 수학식의 조건에 따라 현재 블록의 transform_skip_flag의 부호화/복호화 여부가 결정될 수 있다.
[수학식 13]
transform_skip_enabled_flag && !BdpcmFlag[x0][y0] && lTbWidth <= MaxTsSize && TbHeight <= MaxTsSize
이때, transform_skip_enabled_flag는 변환 스킵 모드의 적용 가능 여부를 지시하는 신택스 요소일 수 있으며, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 타일 레벨, 타일 그룹 레벨 및 슬라이스 레벨 중 적어도 하나의 레벨에서 시그널링될 수 있다. 예를들어, transform_skip_enabled_flag가 시퀀스 레벨에서 시그널링 되는 경우, transform_skip_enabled_flag는 도 28에 도시된 바와 같이 sps_transform_skip_enabled_flag로 명명될 수도 있다.
전술한 바와 같이 변환 스킵 모드가 적용되는 경우의 비트스트림 구조의 일 실시 예가 도 29 내지 도 31에 도시되어 있다. 도 29 내지 도 31은 현재 블록에 대해 변환 스킵 모드가 적용되는 경우 변환 계수를 시그널링하기 위한 레지듀얼 코딩 패스(residual_ts_coding())의 일 실시 예를 도시한다.
현재 블록에 대해 변환 스킵 모드가 적용되는 경우, 상술한 레지듀얼 신호의 부호화/복호화는 변환이 적용되는 경우와 비교하여 다음의 특징에 따라 수행될 수 있다.
변환 스킵 모드가 적용되는 경우, 레지듀얼 신호가 예측 후 공간적 레지듀얼을 반영하고, 변환에 의한 에너지 압축이 수행되지 않기 때문에, 변환 블록의 오른쪽 하단 코너에서 유효 하지 않은 레벨들 또는 연속되는 0의 값이 나타날 확률이 높지 않다. 이에 따라 마지막 유효 스캔 위치에 대한 시그널링이 필요하지 않을 수 있다. 이에 따라, 변환 스킵이 적용되는 경우 마지막 유효 스캔 위치(last significant scanning position)에 대한 시그널링이 생략될 수 있다. 대신에, 부호화 또는 복호화가 수행되는 첫 서브 블록으로 변환 블록의 가장 우하측에 위치한 서브 블록이 선정될 수 있다.
마지막 유효 스캔 위치가 시그널되지 않음에 따라, 변환 스킵되는 경우 coded_sub_block_flag를 이용한 서브 블록의 부호화 여부 시그널링은 수정될 수 있다. 예를들어, 마지막 유효 스캔 위치가 제거될 수 있다. 그리고 모든 서브 블록에 대하여 coded_block_flag가 부호화될 수 있다. 이에, 모든 coded_sub_block_flag의 값이 0인 경우가 아니라면, DC 서브 블록의 coded_sub_block_flag 또한 시그널링 될 수 있다.
이러한 경우, DC 서브 블록의 coded_sub_block_flag는 시그널링 되지 않고 1로 유도될 수 있다(inferDcSbCbf=1). 이러한 경우, DC 서브 블록에 적어도 하나의 유효 레벨 값이 존재하여야 함에 따라, 이러한 DC 서브 블록에 존재하는 모든 다른 sig_coeff_flag 신택스 요소의 값이 0과 같다면, 좌상측 위치(0.0)에 대한 sig_coeff_flag 신택스 요소는 시그널링되지 않고 1로 유도될 수 있다(inferSbDcSigCoeffFlag=1).
또한, coded_sub_block_flag에 대한 컨텍스트 모델링 또한 수정될 수 있다. 컨텍스트 모델 인덱스는 현재 서브 블록의 우측 및 하측 이웃 블록의 coded_sub_block_flag의 합 또는 논리합으로 계산될 수 있다.
또한, sig_coeff_flag[] 컨텍스트 모델링에 있어서, 현재 스캔 위치의 우측 이웃 블록(NB0) 및 하측 이웃 블록(NB1)만을 포함하도록 sig_coeff_flag에서의 로컬 템플릿이 수정될 수 있다. 컨텍스트 모델 오프셋은 유효 이웃 위치들의 수(number of significant neighboring positions)로 결정될 수 있으며, sig_coeff_flag[NB0] + sig_coeff_flag[NB1]로 계산될 수 있다. 따라서, 현재 변환 블록 내의 대각선 d에 따르는 서로 다른 컨텍스트 세트들의 선택이 제거될 수 있다. 그 결과, sig_coeff_flag 플래그를 부호화하기 위한 세개의 컨텍스트 모델과 단일 컨텍스트 모델 세트가 생성될 수 있다.
또한, abs_level_gtX_flag[][0] 및 par_level_flag[]의 컨텍스트 모델링에 관하여, abs_level_gtX_flag 및 par_level_flag를 위한 단일 컨텍스트 모델이 채택될 수 있다.
또한, abs_remainder[] 부호화와 관련하여, 변환 스킵된 레지듀얼 절대 값들의 경험적 분포가 일반적으로 라플라시안 또는 기하 분포에 대응되지만, 변환된 계수의 절대 값보다 큰 불안정성(instationarity)을 가지는 것으로 나타남에 따라, 아래와 같이 abs_remainder 신택스 이진화 및 컨텍스트 모델링을 수정할 수 있다.
일 실시예에서, 이진화시 높은 컷오프(cutoff) 값을 사용할 수 있다. 예를들어, Abs_remainder의 Rice 코드에 대한 sig_coeff_flag, abs_level_gtX_flag, par_level_flag를 이용한 부호화에서의 이행 시점(transition point) 및 각각의 빈 위치에 대한 전용 컨텍스트 모델들이 보다 높은 압축 효율성을 산출할 수 있게 한다. 컷 오프를 높임으로써 보다 높은 “greater than X”플래그를 사용할 수 있다. 예를들어, abs_level_gtX_flag[][2], abs_level_gtX_flag[][3], … , abs_level_gtX_flag[][n]와 같은 “greater than X”플래그를 사용할 수 있으며, 여기서 n은 9이거나 9보다 큰 정수일 수 있다. 일 실시 예에서, n은 5일 수 있다. 일 실시 예에서, abs_level_gtX_flag[][n]의 값은 (n<<1) + 1로 결정될 수 있다. 예를들어, abs_level_gtX_flag[][2]는 5로, abs_level_gtX_flag[][3]은 7로, abs_level_gtX_flag[][4]는 9로 결정될 수 있으며, abs_level_gtX_flag[][n]은 2n+1로 결정될 수 있다.
또한, 라이스 파라미터를 유도하기 위한 템플릿이 수정될 수 있다. 예를들어, 앞서 설명한 sig_coeff_flag 컨텍스트 모델링과 같이 현재 스캔 위치의 좌측 및 하측 이웃만이 참조될 수 있다.
또한, coeff_sign_flag 컨텍스트 모델링에 관하여, 부호들(signs)의 시퀀스에 있어서의 불안정성 및 예측된 레지듀얼이 종종 편향된다는 사실에 기반하여, 부호는 컨텍스트 모델을 이용하여 부호화될 수 있다. 단일의 전용 컨텍스트 모델이 부호를 부호화하기 위하여 사용될 수 있고, 컨텍스트 부호화 빈을 함께 모아두기 위하여 부호는 sig_coeff_flag이후에 파싱될 수 있다.또한, 컨텍스트 부호화 빈의 절감(reduction)에 관하여, 변환이 스킵되는 경우의 컨텍스트 부호화 빈은 TU 레벨에서 픽셀당 2개로 제한될 수 있다. 컨텍스트 부호화되는 각각의 신택스 요소에 대하여 CCB(context coded bins) 카운터, MaxCcbs,는 감소될 수 있다. CCB의 수가 최대 빈에 달하는 경우, 또는 CCB 카운터가 0에 도달하는 경우(e.g. TU width * TU height * 2), 모든 신택스 요소는 EP와 같이 부호화될 수 있다.
또한, 전방 계수 스캔(forward coefficient scanning)에 관하여, 서브 블록과 서브블록의 계수의 스캔 순서는 대각 스캔 순서에 따라 좌측 상단 계수로부터 하단 우측 위치로 향할 수 있다.
레벨 매핑에 관하여, 현재 CU에 BDPCM이 적용되지 않는 경우, 절대 계수 레벨(값)인 absCoeffLevel이 수정된 레벨(값)로 매핑됨으로써, 현재 레지듀얼 샘플의 좌측 및 상단에 위치한 양자화된 레지듀얼 샘플의 값에 기반하는 다음의 방법으로 부호화될 수 있다. 예를들어, X0가 현재 계수의 좌측에 위치한 절대 계수 레벨(값)을 의미하고, X1이 상단에 위치한 절대 계수 레벨(값)을 의미하는 경우, 절대 계수 레벨(값) absCoeff를 가지는 계수를 표현하기 위하여, 매핑된 absCoeffMod가 아래의 방법으로 부호화될 수 있다.
[수학식 14]
pred = max(X0, X1);
if (absCoeff == pred)
{
absCoeffMod = 1;
}
else
{
absCoeffMod = (absCoeff < pred) ? absCoeff + 1 : absCoeff;
}
더하여, abs_level_gt1_flag에 대한 컨텍스트 유도는 앞서 설명한 상단 이웃 계수 및 좌측 이웃 계수의 정보를 이용하는 방법으로 수행될 수 있다. BDPCM이 현재 CU에 적용되지 않는 경우, X0 및 X1 모두가 0인 경우 컨텍스트 오프셋(e.g. ctxOffset) 0이 사용될 수 있고, X0 및 X1 중 어느 하나만이 0 아닌 값인 경우 컨텍스트 오프셋 1이 사용될 수 있고, X0 및 X1 중 모두 0 아닌 값인 경우 컨텍스트 오프셋 2가 사용될 수 있다. 한편 BDPCM이 적용되는 경우 컨텍스트 오프셋으로는 3이 사용될 수 있다.
BDPCM(Block Difference Pulse Code Modulation) 개요
일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 레지듀얼 신호의 차분 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 신호에 대하여 예측 신호를 감산함으로써 레지듀얼 신호를 부호화 할 수 있고, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 신호에 예측 신호를 가산함으로써 레지듀얼 신호를 복호화 할 수 있다. 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 후술하는 BDPCM을 적용함으로써 레지듀얼 신호의 차분 부호화를 수행할 수 있다.
본 개시에 따른 BDPCM은 양자화된 레지듀얼 도메인(quantized residual domain)에서 수행될 수 있다. 양자화된 레지듀얼 도메인은 양자화된 레지듀얼 신호(또는 양자화된 레지듀얼 계수)를 포함할 수 있으며, BDPCM을 적용하는 경우, 양자화된 레지듀얼 신호에 대한 변환은 스킵될 수 있다. 예를 들어, BDPCM을 적용하는 경우, 레지듀얼 신호에 대해 변환이 스킵되고 양자화가 적용될 수 있다. 또는 양자화된 레지듀얼 도메인은 양자화된 변환 계수들을 포함할 수 있다.
BDPCM이 적용되는 일 일시 예에서, 영상 부호화 장치는 인트라 예측 모드로 예측된 현재 블록의 레지듀얼 블록을 유도하고, 레지듀얼 블록을 양자화하여 레지듀얼 블록을 유도할 수 있다. 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대해 레지듀얼 신호의 차분 부호화 모드가 수행되는 경우, 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도할 수 있다. 그리고, 영상 부호화 장치는 레지듀얼 신호의 차분 부호화 모드를 나타내는 차분 부호화 모드 정보와 상기 수정된 레지듀얼 블록을 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다.
보다 상세히, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 예측된 샘플들을 포함하는 예측된 블록(예측 블록)은 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 이 때, 인트라 예측을 수행하기 위한 인트라 예측 모드는 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있고, 후술하는 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 유도될 수도 있다. 또한, 이 때 인트라 예측 모드는 수직 예측 방향 모드 또는 수평 예측 방향 모드 중 하나로 결정될 수 있다. 예컨대, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수평 예측 방향 모드로 결정되고, 현재 블록의 예측 블록은 수평 방향의 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 또는, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수직 예측 방향 모드로 결정되고, 현재 블록의 예측 블록은 수직 방향의 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 수평 방향의 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 좌측에 인접한 픽셀의 값이 현재 블록의 해당 로우(row)에 포함된 샘플들의 예측된 샘플 값으로 결정될 수 있다. 수직 방향의 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 상단에 인접한 픽셀의 값이 현재 블록의 해당 칼럼(column)에 포함된 샘플들의 예측 샘플 값으로 결정될 수 있다. 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 방법은 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에서 동일하게 수행될 수 있다.
현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 현재 블록으로부터 상기 예측 블록을 감산함으로써 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 레지듀얼 블록을 양자화한 후, 양자화된 레지듀얼 샘플과 해당 양자화된 레지듀얼 샘플의 예측자(predictor)와의 차이값(difference 또는 delta)을 부호화할 수 있다. 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 복원된 차이값과 예측자에 기반하여 현재 블록의 양자화된 레지듀얼 샘플을 획득함으로써 현재 블록의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 이후, 영상 복호화 장치는 양자화된 레지듀얼 블록을 역양자화한 후, 상기 예측 블록과 더함으로서 현재 블록을 복원할 수 있다.
도 32는 본 개시에 따라 BDPCM의 레지듀얼 샘플을 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 32의 레지듀얼 블록(residual block)은 영상 부호화 장치가 현재 블록으로부터 예측 블록을 감산함으로써 생성될 수 있다. 도 32의 양자화된 레지듀얼 블록(quantized residual block)은 영상 부호화 장치가 상기 레지듀얼 블록을 양자화함으로써 생성될 수 있다. 도 32에 있어서, ri, j는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 레지듀얼 샘플의 값을 나타낸다. 현재 블록의 크기가 MxN 일 때, i값은 0 이상 M-1 이하일 수 있다. 또한, j값은 0 이상 N-1 이하일 수 있다. 예를들어, 레지듀얼은 원본 블록과 예측 블록의 차분을 나타낼 수 있다. 예컨대, ri, j는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 원본 샘플의 값으로부터 예측 샘플의 값을 차감함으로써 도출될 수 있다. 예를들어, ri, j는, 상단 또는 좌측 경계 샘플로부터의 필터링되지 않은 샘플을 이용한, 좌측 이웃 픽셀의 값을 예측 블록을 가로지르는 라인을 따라 복사하는 수평 인트라 예측 또는 상단 이웃 라인을 예측 블록의 개별 라인으로 복사하는 수직 인트라 예측을 수행한 후의 예측 레지듀얼일 수 있다.
도 32에 있어서, Q(ri, j)는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값을 나타낸다. 예를들어, Q(ri, j)는 ri, j의 양자화된 값을 나타낼 수 있다.
BDPCM의 예측은 도 32의 양자화된 레지듀얼 샘플들에 대해 수행되어, 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들(modified quantized residual samples) r'을 포함하는 MxN 크기의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록(modified quantized residual block) R'이 생성될 수 있다.
BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 현재 블록내 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값(r'i, j)은 아래의 수학식과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 15]
Figure pct00001
상기 수학식 15와 같이, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, (0, j) 좌표의 r'0, j 값은 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(r0, j)이 그대로 할당된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 r'i, j 값은 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)과 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)의 차이값으로 유도된다. 즉, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 부호화하는 대신에 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)을 예측값으로 이용하여 계산된 차이값을 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플 값(r'i, j)으로 유도한 후, r'i, j 값을 부호화한다.
BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 현재 블록내 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값(r'i, j)은 아래의 수학식과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 16]
Figure pct00002
상기 수학식 16과 같이, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, (i, 0) 좌표의 r'i, 0 값은 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, 0)이 그대로 할당된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 r'i, j 값은 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)과 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)의 차이값으로 유도된다. 즉, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 부호화하는 대신에 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)을 예측값으로 이용하여 계산된 차이값을 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플 값(r'i, j)으로 유도한 후, r'i, j 값을 부호화한다.
전술한 바와 같이, 인접한 양자화된 레지듀얼 샘플 값을 예측값으로 이용하여 현재 양자화된 레지듀얼 샘플 값을 수정하는 과정을 BDPCM 예측이라고 호칭할 수 있다.
최종적으로, 영상 부호화 장치는 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들을 포함하는 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 부호화하여 영상 복호화 장치에 전송할 수 있다. 이 때, 전술한 바와 같이, 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대한 변환은 수행되지 않는다.
도 33은 본 개시의 BDPCM을 수행하여 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 33에서 Horizontal BDPCM은 BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 상기 수학식 15에 따라 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다. 또한, Vertical BDPCM은 BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 상기 수학식 16에 따라 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 34는 영상 부호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 부호화하는 절차를 도시한 흐름도이다.
먼저 부호화 대상 블록인 현재 블록이 입력되면(S3410), 현재 블록에 대해 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다(S3420). 단계 S3420의 예측 블록은 인트라 예측된 블록일 수 있으며, 인트라 예측 모드는 전술한 바와 같이 결정될 수 있다. 단계 S3420에서 생성된 예측 블록에 기반하여 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다(S3430). 예컨대, 영상 부호화 장치는 현재 블록(원본 샘플의 값)으로부터 예측 블록(예측된 샘플의 값)을 차감함으로써 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플의 값)을 생성할 수 있다. 예컨대, 단계 S3430의 수행에 의해, 도 32의 레지듀얼 블록이 생성될 수 있다. 단계 S3430에서 생성된 레지듀얼 블록에 대해 양자화를 수행하여(S3440), 양자화된 레지듀얼 블록이 생성되고, 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 BDPCM 예측이 수행될 수 있다(S3450). 단계 S3440의 수행 결과 생성된 양자화된 레지듀얼 블록은 도 32의 양자화된 레지듀얼 블록일 수 있으며, 단계 S3450의 BDPCM 예측 결과, 예측 방향에 따라 도 33의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록이 생성될 수 있다. 단계 S3450의 BDPCM 예측은 도 32 내지 도 33을 참조하여 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 이후 영상 부호화 장치는 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 부호화하여(S3460) 비트스트림을 생성할 수 있다. 이 때, 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대한 변환은 스킵될 수 있다.
도 32 내지 도 34를 참조하여 설명된 영상 부호화 장치에서의 BDPCM 동작은 영상 복호화 장치에서 역으로 수행될 수 있다.
도 35는 영상 복호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 복원하는 절차를 도시한 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록의 복원에 필요한 정보(영상 정보)를 획득할 수 있다(S3510). 현재 블록의 복원에 필요한 정보는 현재 블록의 예측에 관한 정보(예측 정보), 현재 블록의 레지듀얼에 관한 정보(레지듀얼 정보) 등을 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 현재 블록에 대한 정보에 기반하여 현재 블록에 대해 예측을 수행하고, 예측 블록을 생성할 수 있다(S3520). 현재 블록에 대한 예측은 인트라 예측일 수 있으며, 구체적인 설명은 도 34를 참조하여 설명한 바와 동일하다. 도 35에서 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계(S3520)는 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 단계 S3530 내지 S3550에 선행하여 수행되는 것으로 도시되었다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 현재 블록의 레지듀얼 블록이 생성된 이후에 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수도 있다. 또는 현재 블록의 레지듀얼 블록과 현재 블록의 예측 블록은 동시에 생성될 수도 있다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록의 레지듀얼 정보를 파싱함으로써, 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다(S3530). 단계 S3530에서 생성된 레지듀얼 블록은 도 33에 도시된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록일 수 있다.
영상 복호화 장치는 도 33의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 BDPCM 예측을 수행하여(S3540) 도 32의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 단계 S3540의 BDPCM 예측은 도 33의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 도 32의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성하는 절차이므로, 영상 부호화 장치에서 수행되는 단계 S3450의 역과정에 대응될 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 모드 정보(e.g. bdpcm_flag)가 BDPCM이 적용됨에 따라 레지듀얼 계수의 차분 부호화가 수행되는 차분 부호화 모드를 나타내면, 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도할 수 있다. 영상 복호화 장치는 수정 대상 레지듀얼 계수와 예측 레지듀얼 계수를 이용하여, 레지듀얼 블록 내 레지듀얼 계수들 중 적어도 하나의 수정 대상 레지듀얼 계수를 수정할 수 있다. 상기 예측 레지듀얼 계수는 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보(e.g. bdpcm_dir_flag)가 나타내는 예측 방향에 기반하여 결정될 수 있다. 차분 부호화 방향 정보는 수직 방향 및 수평 방향 중 어느 한 방향을 나타낼 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 수정 대상 레지듀얼 계수와 상기 예측 레지듀얼 계수를 더한 값을 상기 수정 대상 레지듀얼 계수의 위치에 할당할 수 있다. 여기서, 예측 레지듀얼 계수는 상기 예측 방향에 따른 순서 상, 상기 수정 대상 레지듀얼 계수의 직전에 인접한 계수일 수 있다.
이하, 영상 복호화 장치에서 수행되는 단계 S3540의 BDPCM 예측에 대해 아래에서 보다 상세히 설명한다. 복호화 장치는 앞서 부호화 장치가 수행한 계산을 역으로 수행함으로써 양자화된 레지듀얼 샘플 Q(ri, j)를 계산할 수 있다. 예를들어, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 영상 복호화 장치는 수학식 17을 이용하여 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.
[수학식 17]
Figure pct00003
수학식 17에 규정된 바와 같이, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)은 (0, j) 좌표부터 (i, j) 좌표까지의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들의 값들을 합산함으로써 계산될 수 있다.
또는, 상기 수학식 17 대신에 수학식 18을 이용하여 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 계산할 수 있다.
[수학식 18]
Figure pct00004
상기 수학식 18은 수학식 15에 대응되는 역과정이다. 상기 수학식 18에 따르면, (0, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(r0, j)은 (0, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'0, j으로 유도된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 Q(ri, j)은 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, j과 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)의 합으로 유도된다. 즉, (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)을 예측값으로 이용하여 차이값 r'i, j을 합산함으로써 양자화된 레지듀얼 샘플 값 Q(ri, j)가 유도될 수 있다.
BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 영상 복호화 장치는 수학식 19를 이용하여 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.
[수학식 19]
Figure pct00005
수학식 19에 규정된 바와 같이, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)은 (i, 0) 좌표부터 (i, j) 좌표까지의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들의 값들을 합산함으로써 계산될 수 있다.
또는, 상기 수학식 19 대신에 수학식 20을 이용하여 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 계산할 수 있다.
[수학식 20]
Figure pct00006
상기 수학식 20은 수학식 16에 대응되는 역과정이다. 상기 수학식 20에 따르면, (i, 0) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, 0)은 (i, 0) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, 0으로 유도된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 Q(ri, j)은 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, j과 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)의 합으로 유도된다. 즉, (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)을 예측값으로 이용하여 차이값 r'i, j을 합산함으로써 양자화된 레지듀얼 샘플 값 Q(ri, j)가 유도될 수 있다.
전술한 방법에 의해 단계 S3540을 수행하여 양자화된 레지듀얼 샘플들로 구성된 양자화된 레지듀얼 블록이 생성되면, 영상 복호화 장치는 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 역양자화를 수행함으로써(S3550), 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. BDPCM이 적용되는 경우, 전술한 바와 같이 현재 블록에 대한 변환은 스킵되므로, 역양자화된 레지듀얼 블록에 대한 역변환은 스킵될 수 있다.
이후, 영상 복호화 장치는 단계 S3520에서 생성된 예측 블록과 단계 S3550에서 생성된 레지듀얼 블록에 기반하여 현재 블록을 복원할 수 있다(S3560). 예컨대, 영상 복호화 장치는 예측 블록(예측된 샘플의 값)과 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플의 값)을 더함으로써 현재 블록(복원 샘플의 값)을 복원할 수 있다. 예를들어, 인트라 블록 예측 값에 역양자화된 양자화된 샘플 Q-1(Q(ri,j))이 더해짐으로써 복원된 샘플 값을 생성할 수 있다.현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 차분 부호화 모드 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 또한, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, BDPCM의 예측 방향을 지시하는 차분 부호화 방향 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 현재 블록에 BDPCM이 적용되지 않는 경우, 상기 차분 부호화 방향 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
도 36 내지 도 38은 BDPCM에 관한 정보를 시그널링 하기 위한 신택스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 36은 BDPCM 정보를 시그널링 하기 위한 일 실시 예에 따른 시퀀스 파라미터 셋의 신택스를 도시하는 도면이다. 일 실시 예에서, 시간적 아이디(TemporalId)로 0을 가진 적어도 하나의 엑세스 유닛(access unit; AU)에 포함되거나, 외부 수단을 통해 제공된, 모든 SPS RBSP는 복호화 과정에서 그가 참조되기 이전에 사용될 수 있도록 설정될 수 있다. 그리고, SPS RBSP를 포함하는 SPS NAL 유닛은 이를 참조하는 PPS NAL 유닛의 nuh_layer_id와 동일한 nuh_layer_id를 가지도록 설정될 수 있다. CVS에 있어서, 특정한 sps_seq_parameter_set_id 값을 가진 모든 SPS NAL 유닛은 동일한 컨텐츠를 가지도록 설정될 수 있다. 도 36의 seq_parameter_set_rbsp() 신택스에는 전술한 sps_transform_skip_enable_flag와, 후술하는 sps_bdpcm_enabled_flag가 개시되어 있다.
신택스 요소 sps_bdpcm_enabled_flag는 인트라 코딩 유닛에 대하여 intra_bdpcm_flag가 CU 신택스에서 제공되는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, sps_bdpcm_enabled_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 인트라 코딩 유닛에 대하여 intra_bdpcm_flag가 CU 신택스에서 제공되지 않음을 나타낼 수 있다. sps_bdpcm_enabled_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 인트라 코딩 유닛에 대하여 intra_bdpcm_flag가 CU 신택스에서 제공될 수 있음을 나타낼 수 있다. 한편, sps_bdpcm_enabled_flag가 제공되지 않는 경우, sps_bdpcm_enabled_flag의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 설정될 수 있다.
도 37은 BDPCM에 대한 제한이 적용되는지 여부를 시그널링하는 신택스의 일 실시 예를 도시하는 도면이다. 일 실시 예에서, 부호화/복호화 과정에서의 소정의 제한 조건이 general_constraint_info() 신택스를 이용하여 시그널링될 수 있다. 도 37의 신택스를 이용하여, 전술한 sps_bdpcm_enabled_flag의 값이 0으로 설정되어야 하는지를 나타내는 신택스 요소 no_bdpcm_constraint_flag가 시그널링될 수 있다. 예를들어, no_bdpcm_constraint_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 이와 같은 제한이 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. no_bdpcm_constraint_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)인 경우, sps_bdpcm_enabled_flag의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 강제될 수 있다.
도 38은 부호화 유닛에 대하여 BDPCM에 대한 정보를 시그널링하는 coding unit() 신택스의 일 실시 예를 도시하는 도면이다. 도 38에 도시된 바와 같이, coding_unit() 신택스를 이용하여, 신택스 요소 intra_bdpcm_flag와 intra_bdpcm_dir_flag가 시그널링될 수 있다.신택스 요소 intra_bdpcm_flag는 (x0, y0)에 위치하는 현재 루마 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다.
예를들어, intra_bdpcm_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 현재 루마 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. intra_bdpcm_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 현재 루마 부호화 블록에 BDPCM이 적용됨을 나타낼 수 있다. intra_bdpcm_flag는 BDPCM이 적용됨을 나타냄으로써, 변환이 스킵되는지와 함께 인트라 루마 예측 모드가 후술하는 intra_bdpcm_dir_flag에 의하여 수행되는지 여부를 나타낼 수 있다.
한편, 전술한 변수 BdpcmFlag[　x　][　y　]의 값은, x　=　x0..x0　+　cbWidth　-　1 및 y　=　y0..y0　+　cbHeight　-　1에 대하여, intra_bdpcm_flag의 값으로 설정될 수 있다.
신택스 요소 intra_bdpcm_dir_flag는 BDPCM의 예측 방향을 나타낼 수 있다. 예를 들어, intra_bdpcm_dir_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 BDPCM 예측 방향이 수평 방향임을 나타낼 수 있다. intra_bdpcm_dir_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 BDPCM 예측 방향이 수직 방향임을 나타낼 수 있다.
한편, 변수 BdpcmDir[　x　][　y　]의 값은, x　=　x0 .. x0　+　cbWidth　-　1 및 y　=　y0 .. y0　+　cbHeight　-　1에 대하여, intra_bdpcm_dir_flag의 값으로 설정될 수 있다.
BDPCM이 적용된 부호화 블록에 대한 레지듀얼 코딩 패스의 결정
이하, 앞서 설명한 부호화 장치 및 복호화 장치가 수행하는 레지듀얼 코딩에 대하여 보다 상세히 설명한다. 본 실시 예에서는 무손실 부호화를 위한 BDPCM 레지듀얼 코딩 방법을 개시한다. 앞서 설명한 바와 같이, 현재 CU가 BDPCM으로 부호화된 블록이고 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 사용된 경우, transform_skip_flag의 값은 제 2 값(e.g. 1)으로 유도될 수 있다. 그러나, 이와 같은 경우에도, 크로마 블록에 대하여 변환 스킵 모드와 BDPCM 모드가 지원되지 않는 경우, 현재 CU의 크로마 블록에 대하여는 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 아닌 정규 레지듀얼 코딩이 적용될 수 있다.
예를들어, 부호화 장치와 복호화 장치는 현재 CU가 BDPCM 모드로 부호화된 경우, transform_skip_flag의 값을 제 2 값(e.g. 1)로 설정할 수 있다. 이에 따라 현재 CU의 루마 성분 블록에 대하여 변환 스킵 레지듀얼 코딩을 수행하기 위한 레지듀얼들이 비트스트림을 통해 시그널링되게 된다. 그러나, 크로마 성분 블록에 대하여 스킵 모드 및/또는 BDPCM 모드가 지원되지 않는 경우, 크로마 성분 블록에 대하여는 변환 스킵 레지듀얼 코딩을 이용한 부호화가 진행되지 못하고, 정규 레지듀얼 코딩을 이용한 부호화가 진행되게 된다. 이에 따라, 동일한 CU에 속하는 루마 성분 블록과 크로마 성분 블록에 대하여, 서로 상이한 레지듀얼 코딩 패스가 적용될 수 있고, 이에 따라 부호화율이 떨어질 수 있다.
이러한 문제점은 루마 성분 블록과 크로마 성분 블록에 대하여 통합된 레지듀얼 코딩 방식을 적용함으로써 해결될 수 있다. 예를들어, BDPCM 블록에 대한 부호화율을 높일 수 있도록, BDPCM이 적용되는 부호화 블록에 대하여, 루마 성분 블록과 크로마 성분 블록 모두 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 아닌 정규 레지듀얼 코딩을 사용될 수 있다. 이러한 처리는, 특히 전술한 바와 같이 무손실 모드가 적용되는 경우에 부호화 효율을 높이는데 도움이 될 수 있다.
부호화 장치는 BDPCM이 적용되는 부호화 블록에 대하여 루마 성분 블록의 레지듀얼 코딩을 위하여 정규 레지듀얼 코딩이 사용되었음을 시그널링할 필요가 있다. 도 39는 루마 성분 블록을 레지듀얼 코딩하기 위하여 선택된 레지듀얼 코딩 방식을 시그널링 하기 위한 TU의 신택스를 도시하는 도면이다. BDPCM이 적용되는 부호화 블록에 대하여 정규 레지듀얼 코딩이 적용되는지를 시그널링 하기 위하여, 도 39의 신택스는 도 28의 TU 신택스에 비하여 transform_skip_flag를 파싱하는 조건(3910)이 변경되었다. 보다 구체적으로, transform_skip_flag를 파싱하는 조건(3910)은 해당 부호화 블록의 레지듀얼 코딩을 위하여 정규 레지듀얼 코딩 패스가 적용되는지 여부를 나타내기 위하여 신택스 요소 cu_transquant_bypass_flag를 더 포함할 수 있다. cu_transquant_bypass_flag는 현재 부호화 블록에 대하여 정규 레지듀얼 코딩 패스가 적용되는지 여부를 나타내는 점에서 정규 레지듀얼 코딩 패스 활성화 플래그 또는 변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스 제한 플래그(e.g. ts_residual_coding_disabled_flag) 등으로 불리울 수도 있다.
cu_transquant_bypass_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 해당 부호화 블록의 레지듀얼 코딩을 위하여 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 적용될 수 있음을 나타낼 수 있다. cu_transquant_bypass_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 해당 부호화 블록의 레지듀얼 코딩을 위하여 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 적용되지 않고 정규 레지듀얼 코딩이 적용됨을 나타낼 수 있다. 한편, 이에 더하여, cu_transquant_bypass_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 해당 부호화 블록에 대하여 양자화, 변환 및 인루프 필터 프로세스가 적용될 수 있음을 나타낼 수 있다. cu_transquant_bypass_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 해당 부호화 블록에 대하여 양자화, 변환 및 인루프 필터 프로세스가 바이패스 됨을 나타낼 수 있다.
상기 cu_transquant_bypass_flag의 사용에 따라, 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않고 현재 부호화 블록의 레지듀얼 코딩을 위하여 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 적용될 수 있는 경우에, 상기 transform_skip_flag 신택스 요소가 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 이에 따라, 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되거나 현재 부호화 블록의 레지듀얼 코딩을 위하여 정규 레지듀얼 코딩이 적용되는 경우, 상기 transform_skip_flag 신택스 요소는 비트스트림으로부터 획득되지 않을 수 있다.
transform_skip_flag 신택스 요소가 비트스트림으로부터 획득되지 않는 경우에 있어서, transform_skip_flag 값의 유도는 cu_transquant_bypass_flag의 값에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 전술한 BdpcmFlag[x0][y0]의 값이 제 2 값(e.g. 1)이고, cu_transquant_bypass_flag[x0][y0]의 값이 제 1 값(e.g. 0)인 경우, transform_skip_flag[x0][y0]의 값은 제 2 값(e.g. 1)로 유도될 수 있다. 이에 따라, 현재 부호화 블록의 루마 성분 블록의 레지듀얼 코딩은 변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스에 따라 수행될 수 있으며, 예를들어, 이를 위한 신택스 요소는 도 39의 신택스에 따라 residual_ts_coding() 신택스(3930)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다.
한편, BdpcmFlag[x0][y0]의 값이 제 1 값(e.g. 0)이거나 cu_transquant_bypass_flag[x0][y0]의 값이 제 2 값(e.g. 1)인 경우, transform_skip_flag[x0][y0]의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 유도될 수 있다. 이에 따라, 현재 부호화 블록의 루마 성분 블록의 레지듀얼 코딩은 변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스가 아닌 정규 레지듀얼 코딩 패스에 따라 수행될 수 있다. 예를들어, 이를 위한 신택스 요소는 도 39의 신택스에 따라 residual_coding() 신택스(3920)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다.
한편, 상기와 같이, 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는 경우 레지듀얼 코딩 패스로 정규 레지듀얼 코딩 패스를 강제하더라도, 해당 루마 성분 블록에 대하여는 변환을 수행하지 않을 수 있다. 이를 위한 TU 신택스가 도 40에 도시되어 있다. 도 40의 신택스에서 transform_skip_flag의 파싱 조건(4010)은 앞서 도 28을 참조하여 설명한 바와 동일하게 아래의 수학식에 따라 결정될 수 있으며, 아래의 수학식이 참일 경우에만 transform_skip_flag 신택스 요소가 비트스트림에서 획득될 수 있다.
[수학식 21]
sps_transform_skip_enabled_flag && !BdpcmFlag[　x0　][　y0　] && tbWidth <= MaxTsSize && tbHeight <= MaxTsSize
한편, 비트 스트림에서 transform_skip_flag가 파싱되지 않는 경우, transform_skip_flag의 값은 BDPCM이 적용되는 경우 변환 스킵을 나타내는 값으로, BDPCM이 적용되지 않는 경우 변환이 적용되는지 여부가 다른 신택스 요소에 의하여 결정됨을 나타내는 값으로 결정될 수 있다. 예를들어, BdpcmFlag[x0][y0]의 값이 제 2 값(e.g. 1)인 경우, transform_skip_flag[x0][y0]의 값은 제 2 값(e.g. 1)로 유도될 수 있다. 이에 따라, 해당 부호화 블록에 대하여는 변환이 적용되지 않을 수 있다. 그리고, BdpcmFlag[x0][y0]의 값이 제 1 값(e.g. 0)인 경우, transform_skip_flag[x0][y0]의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 유도될 수 있다.
한편, 도 40에 도시된 바와 같이, 현재 부호화 블록의 루마 성분 블록의 레지듀얼 코딩 패스 결정 조건(4020)은 transform_skip_flag[x0][y0]와 cu_transquant_bypass_flag[x0][y0]의 값에 기반하여 결정될 수 있다. 예를들어, transform_skip_flag[x0][y0]의 값이 제 1 값(e.g. 0)이거나 cu_transquant_bypass_flag[x0][y0]의 값이 제 2 값(e.g. 1)인 경우 정규 레지듀얼 코딩 패스가 현재 부호화 블록의 루마 성분 블록에 대하여 적용될 수 있으며, 정규 레지듀얼 코딩 패스를 수행하기 위한 신택스 요소가 residual_coding() 신택스(4030)를 이용하여 비트스트림으로 부터 획득될 수 있다. 한편, transform_skip_flag[x0][y0]의 값이 제 2 값(e.g. 1)이고 cu_transquant_bypass_flag[x0][y0]의 값이 제 1 값(e.g. 0)인 경우에 한하여 변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스가 현재 부호화 블록의 루마 성분 블록에 대하여 적용될 수 있다. 이를 위하여, 변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스를 수행하기 위한 신택스 요소가 residual_ts_coding() 신택스(4040)를 이용하여 비트스트림으로 부터 획득될 수 있다.
부호화 및 복호화 방법
이하 도 41과 도 42를 참조하여 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법 및 복호화 방법을 설명한다.
먼저 복호화 장치의 동작을 먼저 설명한다. 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 메모리와 프로세서를 포함하며, 복호화 장치는 프로세서의 동작에 의하여 복호화를 수행할 수 있다. 예를들어, 도 41에 도시된 바와 같이, 복호화 장치는 현재 부호화 블록에 대응되는 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 결정할 수 있다(S4110). 다음으로, 복호화 장치는 결정된 레지듀얼 코딩 방식에 기반하여 변환 블록의 레지듀얼 정보를 복원할 수 있다(S4120). 다음으로, 복호화 장치는 레지듀얼 정보에 기반하여 현재 변환 블록을 복원할 수 있다(S4130). 복호화 장치는 현재 부호화 블록에 BDPCM(block based delta pulse code modulation)이 적용되는 경우, 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부에 기반하여 결정할 수 있다.
예를 들어, 복호화 장치는 전술한 바와 같이, 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 나타내는 플래그(e.g. BdpcmFlag) 및 현재 부호화 블록의 레지듀얼 코딩에 정규 레지듀얼 코딩이 적용되는지 여부를 나타내는 플래그(e.g. cu_transquant_bypass_flag)에 기반하여, 현재 부호화 블록의 레지듀얼 코딩 패스를 정규 레지듀얼 코딩 패스 또는 변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스 중의 어느 하나의 레지듀얼 코딩 패스로 결정할 수 있다.
보다 상세히, 복호화 장치는 BdpcmFlag 및 cu_transquant_bypass_flag에 기반하여, 현재 부호화 블록의 복호화 과정에 있어서 변환이 적용되지 않는지 여부를 나타내는 변환 스킵 플래그(e.g. transform_skip_flag)의 값을 결정함으로써 레지듀얼 코딩 패스를 결정할 수 있다. 여기서, 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부는 제 1 플래그(e.g. intra_bdpcm_flag)에 의하여 시그널링 되고, 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부는 제 2 플래그(e.g. cu_transquant_bypass_flag)에 의하여 시그널링 될 수 있다.
예를 들어, 제 1 플래그가 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않음을 나타내는 경우, 현재 변환 블록에 대한 변환 스킵 여부에 기반하여 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식이 결정될 수 있다. 여기서, 현재 변환 블록에 대한 변환 스킵 여부는 변환 스킵 플래그(e.g. transform_skip_flag)에 의하여 시그널링 될 수 있다. 더하여, 제 2 플래그가 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능하지 않음을 나타내는 경우, 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 정규 레지듀얼 코딩 방식으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 제 1 플래그가 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용됨을 나타내고 제 2 플래그가 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능함을 나타내는 경우, 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 변환 스킵 레지듀얼 코딩 방식으로 결정될 수 있다. 또는, 제 1 플래그가 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용됨을 나타내고, 제 2 플래그가 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능하지 않음을 나타내는 경우, 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 정규 레지듀얼 코딩 방식으로 결정될 수 있다.
또는, 제 1 플래그가 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않음을 나타내고 현재 변환 블록에 대한 변환이 스킵되지 않는 경우, 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 정규 레지듀얼 코딩 방식으로 결정될 수 있다. 또는, 제 1 플래그가 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않음을 나타내고, 현재 변환 블록에 대한 변환이 스킵되고, 제 2 플래그가 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능하지 않음을 나타내는 경우, 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 정규 레지듀얼 코딩 방식으로 결정될 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 레지듀얼 코딩 방식은 현재 변환 블록의 변환 스킵 여부를 나타내는 변환 스킵 플래그에 기반하여 결정되며, 변환 스킵 플래그는 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부에 기반하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 변환 스킵 플래그가 비트스트림으로부터 획득되지 않는 경우, 변환 스킵 플래그의 값은 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부에 기반하여 유도될 수 있다.
변환 스킵 플래그의 값이 유도되는 경우, 변환 스킵 플래그의 값은 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부를 더 고려하여 유도될 수 있다. 예를들어, 변환 스킵 플래그의 값이 유도되는 경우, 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되며, 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능하지 않으면, 변환 스킵 플래그의 값은 현재 변환 블록에 변환이 스킵되지 않음을 나타내는 값으로 결정될 수 있다. 한편, 변환 스킵 플래그의 값이 유도되는 경우, 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않거나 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능하면, 변환 스킵 플래그의 값은 현재 변환 블록에 변환이 스킵됨을 나타내는 값으로 결정될 수 있다.
다음으로, 부호화 장치의 동작을 설명한다. 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 메모리와 프로세서를 포함하며, 부호화 장치는 프로세서의 동작에 의하여 상기 복호화 장치의 복호화에 대응되는 방식으로 부호화를 수행할 수 있다. 예를들어, 도 42에 도시된 바와 같이, 부호화 장치는 현재 부호화 블록에 대응되는 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 결정할 수 있다(S4210). 다음으로, 부호화 장치는 결정된 레지듀얼 코딩 방식에 기반하여 현재 변환 블록의 레지듀얼 정보를 결정할 수 있다(S4220). 다음으로, 부호화 장치는 레지듀얼 정보에 기반하여 현재 변환 블록을 부호화할 수 있다(S4230). 여기서, 현재 부호화 블록에 BDPCM(block based delta pulse code modulation)이 적용되는 경우, 부호화 장치는 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부에 기반하여 결정할 수 있다.
예를 들어, 부호화 장치는 전술한 바와 같이, 현재 부호화 블록의 레지듀얼 코딩 패스를 정규 레지듀얼 코딩 패스 및 변환 스킵 레지듀얼 코딩 패스 중 어느 하나의 레지듀얼 코딩 패스로 결정할 수 있다. 그리고, 부호화 장치는 결정된 레지듀얼 코딩 패스에 따른 레지듀얼 정보를 시그널링 하기 위하여, 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 나타내는 플래그(e.g. BdpcmFlag) 및 현재 부호화 블록의 레지듀얼 코딩에 정규 레지듀얼 코딩이 적용되는지 여부를 나타내는 플래그(e.g. cu_transquant_bypass_flag)의 값을 결정할 수 있고, 이를 부호화 하여 비트스트림을 생성할 수 있다.
예를 들어, 부호화 장치는 현재 부호화 블록에 적용된 레지듀얼 코딩 패스를 시그널링 하기 위하여, 현재 부호화 블록의 복호화 과정에 있어서 변환이 적용되지 않는지 여부를 나타내는 변환 스킵 플래그(e.g. transform_skip_flag)의 값을 부호화 할 수 있다. 변환 스킵 플래그를 부호화는 전술한 바와 같이 BdpcmFlag 및 cu_transquant_bypass_flag에 기반하여 수행될 수 있다. 여기서, 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부는 제 1 플래그(e.g. intra_bdpcm_flag)에 의하여 시그널링 되고, 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부는 제 2 플래그(e.g. cu_transquant_bypass_flag)에 의하여 시그널링 될 수 있다.
응용 실시예
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 43은 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 43에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기반하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법에 있어서,
    현재 부호화 블록에 대응되는 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 결정하는 단계;
    상기 결정된 레지듀얼 코딩 방식에 기반하여 상기 변환 블록의 레지듀얼 정보를 복원하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 정보에 기반하여 상기 현재 변환 블록을 복원하는 단계;를 포함하고,
    상기 현재 부호화 블록에 BDPCM(block based delta pulse code modulation)이 적용되는 경우, 상기 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부는 제 1 플래그에 의하여 시그널링 되고,
    상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부는 제 2 플래그에 의하여 시그널링 되는 영상 복호화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 플래그가 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않음을 나타내는 경우, 상기 현재 변환 블록에 대한 변환 스킵 여부에 기반하여 상기 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식이 결정되고,
    상기 현재 변환 블록에 대한 변환 스킵 여부는 변환 스킵 플래그에 의하여 시그널링 되는 영상 복호화 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 플래그가 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능하지 않음을 나타내는 경우, 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 정규 레지듀얼 코딩 방식으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 플래그가 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용됨을 나타내고 상기 제 2 플래그가 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능함을 나타내는 경우, 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 변환 스킵 레지듀얼 코딩 방식으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 플래그가 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용됨을 나타내고, 상기 제 2 플래그가 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능하지 않음을 나타내는 경우, 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 정규 레지듀얼 코딩 방식으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 플래그가 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않음을 나타내고 상기 현재 변환 블록에 대한 변환이 스킵되지 않는 경우, 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 정규 레지듀얼 코딩 방식으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 플래그가 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않음을 나타내고, 상기 현재 변환 블록에 대한 변환이 스킵되며, 상기 제 2 플래그가 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능하지 않음을 나타내는 경우, 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 정규 레지듀얼 코딩 방식으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 레지듀얼 코딩 방식은 상기 현재 변환 블록의 변환 스킵 여부를 나타내는 변환 스킵 플래그에 기반하여 결정되며,
    상기 변환 스킵 플래그는 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부에 기반하여 비트스트림으로부터 획득되고,
    상기 변환 스킵 플래그가 비트스트림으로부터 획득되지 않는 경우, 상기 변환 스킵 플래그의 값은 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부에 기반하여 유도되는 영상 복호화 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 변환 스킵 플래그의 값이 유도되는 경우, 상기 변환 스킵 플래그의 값은 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부를 더 고려하여 유도되는 영상 복호화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 변환 스킵 플래그의 값이 유도되고, 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되며, 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능하지 않은 경우, 상기 변환 스킵 플래그의 값은 상기 현재 변환 블록에 변환이 스킵되지 않음을 나타내는 값으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 변환 스킵 플래그의 값이 유도되고, 상기 현재 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않거나 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한 경우, 상기 변환 스킵 플래그의 값은 상기 현재 변환 블록에 변환이 스킵됨을 나타내는 값으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  13. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    현재 부호화 블록에 대응되는 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 결정하고,
    상기 결정된 레지듀얼 코딩 방식에 기반하여 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 정보를 복원하며,
    상기 레지듀얼 정보에 기반하여 상기 현재 변환 블록을 복원하되,
    상기 현재 부호화 블록에 BDPCM(block based delta pulse code modulation)이 적용되는 경우, 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 상기 현재 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부에 기반하여 결정되는 영상 복호화 장치.
  14. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법에 있어서,
    현재 부호화 블록에 대응되는 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식을 결정하는 단계;
    상기 결정된 레지듀얼 코딩 방식에 기반하여 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 정보에 기반하여 상기 현재 변환 블록을 부호화하는 단계;를 포함하고,
    상기 현재 부호화 블록에 BDPCM(block based delta pulse code modulation)이 적용되는 경우, 상기 현재 변환 블록의 레지듀얼 코딩 방식은 상기 변환 블록에 변환 스킵 레지듀얼 코딩이 수행 가능한지 여부에 기반하여 결정되는 영상 부호화 방법.
  15. 제14항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
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