KR20220054470A - 영상 신호 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 신호 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 영상 신호 복호화 방법은, 현재 블록을 포함하는 현재 영상과, 상기 현재 영상의 참조 영상 사이 밝기 변화가 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 상기 현재 영상과 상기 참조 영상 사이 밝기 변화가 존재하는 것으로 판단되면, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터 후보를 결정하는 단계, 상기 가중치 예측 파라미터 후보 중 어느 하나를 특정하는 인덱스 정보에 기초하여, 상기 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 결정하는 단계, 및 상기 가중치 예측 파라미터를 기초로, 상기 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

영상 신호 부호화/복호화 방법 및 장치{IMAGE SIGNAL ENCODING/DECODING METHOD AND APPRATUS}
본 발명은 영상 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근, 인터넷에서는 동영상과 같은 멀티미디어 데이터의 수요가 급격히 증가하고 있다. 하지만 채널(Channel)의 대역폭(Bandwidth)이 발전하는 속도는 급격히 증가하고 있는 멀티미디어 데이터의 양을 따라가기 힘든 상황이다. 이에 따라, 국제 표준화 기구인 ITU-T의 VCEG(Video Coding Expert Group)과 ISO/IEC의 MPEG(Moving Picture Expert Group)은 2014년 2월, 동영상 압축 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding) 버전1을 제정하였다.
HEVC에서는 화면 내 예측, 화면 간 예측, 변환, 양자화, 엔트로피 부호화 및 인-루프 필터 등의 기술을 정의하고 있다. 이 중, 화면 간 예측은, 기 복원된 영상들과, 움직임 벡터(Motion vector), 참조 영상 인덱스(Reference picture index), 예측 방향(Inter prediction indicator) 등과 같은 움직임 정보들을 이용하여 예측을 수행하는 것을 의미한다.
화면 간 예측은 영상간 상관도가 높을 수록, 높은 예측 효율을 얻을 수 있다. 다만, 페이드 인(Fade-In) 또는 페이드 아웃(Fade-Out) 등과 같은 영상 간 밝기 변화가 존재하여 영상간 상관도가 낮아진다면 화면 간 예측 결과가 부정확 할 염려가 있다.
또한, 화면 간 예측 또는 화면 내 예측을 통해 높은 부호화 효율을 얻기 위해서는, 더 정확한 움직임 정보 또는 더 정밀한 화면 내 예측 모드 등을 이용하여야 하는데, 이 경우, 복호화 장치로 전송해야 하는 정보량이 증가한다는 문제점이 있다.
이에, 화면 간 예측에서의 정확성을 개선하는 한편, 부호화 장치에서 복호화 장치로 전송되는 오버헤드 양을 줄이기 위한 노력이 계속되고 있다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화함에 있어서, 화면 내 예측/화면 간 예측 효율을 향상시키는 것에 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 영상을 부호화/복호화함에 있어서, 가중치를 이용해 화면 간 예측 효율을 향상시키는 것에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 현재 블록 주변의 복원 정보를 이용하여, 움직임 벡터의 정밀도를 개선하는 것에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 영상을 부호화/복호화함에 있어서, 화면 내 예측 결과를 보정함으로써, 부호화/복호화 효율을 향상시키는 것에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 영상을 부호화/복호화함에 있어서, 화면 내 예측 모드를 효과적으로 부호화하는 것에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 현재 블록을 복수의 서브 블록으로 분할하고, 각 서브 블록에 대해 예측을 수행함으로써 부호화/복호화 효율을 향상시키는 것에 목적이 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 복호화 방법 및 장치는, 현재 블록이 상기 현재 블록에 이웃한 주변 블록과 병합되는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여, 상기 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 파라미터를 획득하고, 상기 움직임 정보에 기초하여, 상기 현재 블록에 대한 참조 블록을 선택하고, 상기 참조 블록에 상기 가중치 예측 파라미터를 적용하여, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록이 상기 주변 블록과 병합되는 것으로 판단되는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는 상기 주변 블록의 가중치 예측 파라미터와 동일하게 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록이 상기 주변 블록과 병합되지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는 비트스트림으로부터 복호화되는 정보에 의해 획득될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 움직임 정보는, 움직임 벡터를 포함하고, 상기 움직임 벡터는, 상기 현재 블록 주변의 복원 화소들에 기초하여, 정밀도가 상향 조절될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 복호화 방법 및 장치는, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하고, 상기 화면 내 예측 수행 결과로 생성된 예측 샘플을 보정할 것인지 여부를 결정하고, 상기 결정 결과에 따라, 상기 예측 샘플을 보정할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드 정보를 복호화하는 것은, 상기 현재 블록에 대한 후보 모드를 생성하고, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드와 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 결정하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 후보 모드는, 상기 현재 블록의 상단에 인접한 상단 주변 블록 및 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 좌측 주변 블록 중 적어도 하나의 화면 내 예측 모드 이용 빈도를 기초로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드 정보를 복호화하는 것은, 상기 현재 블록과 이전 블록 사이의 화면 내 예측 모드 차분값을 복호화고, 상기 이전 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 차분값에 기초하여, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 결정하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 부호화 방법 및 장치는, 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 파라미터를 결정하고, 상기 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 파라미터가 상기 현재 블록에 이웃한 주변 블록과 병합되는지 여부를 나타내는 정보를 부호화하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 현재 블록의 예측 블록은, 상기 움직임 정보에 기초하여 선택되는 참조 블록에 상기 가중치 예측 파라미터를 적용하여, 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록이 상기 주변 블록과 병합되는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는 상기 주변 블록의 가중치 예측 파라미터와 동일하게 설정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록이 상기 주변 블록과 병합되지 않는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터와 관련한 정보를 부호화할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 움직임 정보는, 움직임 벡터를 포함하고, 상기 현재 블록 주변의 복원 화소들에 기초하여, 상기 움직임 벡터의 정밀도를 상향 조절할 것인지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 부호화 방법 및 장치는, 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정하고, 상기 화면 내 예측 모드를 기초로 생성된 예측 샘플을 보정하고, 상기 예측 샘플 및 보정된 예측 샘플을 기초로, 상기 예측 샘플을 보정할 것인지 여부를 나타내는 정보를 부호화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 부호화 방법 및 장치는, 상기 현재 블록에 대한 후보 모드를 생성하고, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드와 존재하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 후보 모드는, 상기 현재 블록의 상단에 인접한 상단 주변 블록 및 상기 현재 블록의 좌측에 인접한 좌측 주변 블록 중 적어도 하나의 화면 내 예측 모드 이용 빈도를 기초로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 신호 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록과 이전 블록 사이의 화면 내 예측 모드 차분값을 부호화하는 것이 더 포함될 수 있다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화함에 있어서, 화면 내 예측/화면 간 예측 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 영상을 부호화/복호화함에 있어서, 가중치를 이용해 화면 간 예측 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 현재 블록 주변의 복원 정보를 이용하여, 움직임 벡터의 정밀도를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명은 영상을 부호화/복호화함에 있어서, 화면 내 예측 결과를 보정함으로써, 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 영상을 부호화/복호화함에 있어서, 화면 내 예측 모드를 효과적으로 부호화할 수 있다.
또한, 본 발명은 현재 블록을 복수의 서브 블록으로 분할하고, 각 서브 블록에 대해 예측을 수행함으로써 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 추정 방법을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 현재 부호화 하려는 블록에 적용하기 위한 움직임 정보를 가져오는 주변 블록의 위치를 나타낸 예시이다.
도 5는 현재 블록을 포함하는 현재 영상과 참조 영상 사이의 밝기 변화 양상을 예시한 도면이다.
도 6은 평면 모드를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 DC 모드를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 수평 방향 예측 모드 및 수직 방향 예측 모드를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 현재 블록을 포함하는 현재 영상과 참조 영상 사이의 밝기 변화 양상을 예시한 도면이다.
도 10은 영상 부호화 장치에서 가중치 예측 파라미터를 현재 블록에 적용하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 가중치 예측 파라미터를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 복호화 장치에서 가중치 예측 파라미터를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 13은 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 유도하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 유도하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 좌측 복원 화소 영역 및 상단 복원 화소 영역 중 하나를 이용하여 가중치 예측 파라미터를 유도하는 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 가중치 예측 파라미터 세트를 나타낸 도면이다.
도 17은 회귀 분석에 사용되는 화소들의 위치를 나타낸다.
도 18은 현재 블록에 대한 보정 계수를 이용할 것인지 여부를 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 19는 현재 블록에 대한 보정 계수를 결정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 복원 화소 영역의 다양한 모양을 나타낸다.
도 21은 보정 계수와 관련한 정보를 부호화하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 22는 복호화 장치에서 현재 블록에 대한 보정을 수행할 것인지 여부를 결정하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 23은 부호화 장치에서, 현재 블록의 복원 화소 영역을 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드에 대한 예측을 수행할 것인지 여부를 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 24는 인덱스를 이용한 화면 내 예측 모드 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법을 이용하지 않고, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 결정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 현재 블록의 복원 화소 영역을 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정하는 방법과 관련한 정보를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 28은 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 29는 복원 화소 영역을 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 복원 화소 영역을 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 방법을 결정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 31은 복원 화소 영역을 이용한 화면 내 예측 수행 여부와 관련된 정보를 부호화하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 32는 복원 화소 영역을 이용한 화면 내 예측 수행 여부와 관련된 정보를 복호화하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 33은 현재 블록 주변의 복원 화소를 이용하여, 현재 블록에 대한 화면 간 예측을 수행하는 방법을 설명하기로 한다.
도 34는 부호화 장치 또는 복호화 장치에서 수행될 수 있는 움직임 추정의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 35는 1/4 위치 화소 단위로 추정된 움직임 벡터를 이용하여, 4x4 크기의 예측 블록을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 복원 화소 영역을 이용하여 화면 간 예측을 수행할 것인지 여부를 판단하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 37은 현재 블록에 대한 화면 간 예측 방법을 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 38은 현재 블록에 대한 화면 간 예측 방법을 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 39는 복원 화소 영역을 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 개선하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 40은 부호화 장치에서 움직임 벡터를 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 41은 블록 단위로 기본 정밀도(K)와 추가 정밀도(L)의 값이 적응적으로 선택되는 경우, 부호화 장치에서 최적의 움직임 벡터를 선택하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 42는 현재 블록의 최적의 움직임 벡터를 부호화하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 43은 현재 블록의 최적의 움직임 벡터를 복호화하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 44는 복호화 장치에서 개선된 움직임 벡터를 획득하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 45는 현재 블록이 복수의 서브 블록으로 분할되는 경우, 각 서브 블록에 대한 화면 내 예측 정보가 부호화되는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 46 및 도 47은 현재 블록이 복수의 서브 블록으로 분할되는 예를 나타낸 도면이다.
도 48은 서브 블록에 대한 가중치를 결정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 49는 각 서브 블록에 적용될 가중치와 관련한 정보를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 50은 현재 부호화 하려는 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 부호화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 51은 잔여 화면 내 예측 모드들을 넘버링하는 예를 나타낸 도면이다.
도 52는 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 53은 서브 블록 단위로 화면 내 예측 모드를 결정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 54는 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 55는 서브 블록 별 화면 내 예측 모드를 부호화하는 예를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 56은 복호화 장치에서, 서브 블록의 화면 내 예측 정보를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 57은 가중치 관련 정보를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 58은 현재 복호화 하려는 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 59는 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 복호화하는 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 60은 곡선 모드의 사용 여부를 결정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 61은 곡선 모드의 정보를 통해 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 부호화 하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 62은 곡선 모드의 정보를 통해 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 63 내지 도 65는 상위 블록 단위로 변환이 이루어진 경우, 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
영상 분할부(110)는 입력된 영상을 적어도 하나의 블록으로 분할할 수 있다. 이때, 블록은 부호화 단위(CU), 예측 단위(PU) 또는 변환 단위(TU)를 의미할 수 있다. 상기 분할은 쿼드 트리(Quadtree) 또는 바이너리 트리(Biniary tree) 중 적어도 하나에 기반하여 수행될 수 있다. 쿼드 트리는 상위 블록을 너비와 높이가 상위 블록의 절반인 하위 블록으로 사분할하는 방식이다. 바이너리 트리는 상위 블록을 너비 또는 높이 중 어느 하나가 상위 블록의 절반인 하위 블록으로 이분할하는 방식이다. 전술한 쿼드 트리 또는 바이너리 트리 기반의 분할을 통해, 블록은 정방형뿐만 아니라 비정방형의 형태도 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측부(120, 125)는 화면 간 예측을 수행하는 화면 간 예측부(120)와 화면 내 예측을 수행하는 화면 내 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 화면 간 예측을 사용할 것인지 또는 화면 내 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 화면 내 예측 모드, 움직임 벡터, 참조 영상 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다.
생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
화면 간 예측부(120)는 현재 영상의 이전 영상 또는 이후 영상 중 적어도 하나의 영상의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 영상 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 화면 간 예측부(120)는 참조 영상 보간부, 움직임 정보 생성부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 영상 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 영상 정보를 제공받고 참조 영상에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
움직임 정보 생성부는 참조 영상 보간부에 의해 보간된 참조 영상를 기초로 움직임 정보를 생성할 수 있다. 여기서 움직임 정보는, 움직임 벡터, 참조 영상 인덱스, 예측 방향 등을 의미한다. 움직임 벡터를 추정하기 위한 방법으로는 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 또한 움직임 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 움직임 벡터값을 가질 수 있다. 화면 간 예측에서는 움직임 정보 생성 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 움직임 정보 생성 방법으로는, 이웃 블록의 움직임 벡터를 이용하는 머지(Merge) 방법, 움직임 추정 방법(예컨대, AMVP(Adaptive Motion Vector Prediction)) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
일 예로, 도 3은 움직임 추정을 통해 움직임 정보를 생성하는 예를 나타낸 도면이다. 움직임 추정은 이미 부호화 및 복호화가 종료된 참조 영상 내 예측 블록과 동일 또는 유사한 참조 블록이 결정되면, 상기 결정에 따라 현재 블록의 움직임 벡터, 참조 영상 인덱스 및 화면 간 예측 방향을 결정하는 것이다.
AMVP 방법이 이용되는 경우, 부호화 장치는, 현재 블록에서 추정된 움직임 벡터를 예측하여 예측 움직임 벡터(MVP:Motion Vector Prediction)를 생성하고, 움직임 벡터와 생성된 예측 움직임 벡터 사이의 차분값(MVD : Motion Vector Difference)를 부호화 할 수 있다.
이웃 블록의 움직임 벡터를 이용하는 방법은, 현재 블록에 이웃한 이웃 블록의 움직임 정보를 현재 블록에 적용하는 것이다. 이때, 이웃 블록은, 현재 블록에 인접한 공간적 이웃 블록 및 참조 영상에 포함된 현재 블록과 동일한 위치에 존재하는 시간적 이웃 블록을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 4는 현재 블록의 이웃 블록을 예시한 것이다. 부호화 장치는 도 4에 도시된 현재 블록의 이웃 블록(공간적 이웃 블록:A~E , 시간적 이웃 블록:Col)의 움직임 정보를 현재 블록에 적용함으로써, 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수도 있다. 여기서 Col은 참조 영상에 존재하는 현재 블록과 동일 또는 유사한 위치의 블록을 의미한다.
화면 내 예측부(125)는 현재 영상 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 화소 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 화면 간 예측을 수행한 블록이어서, 참조 화소가 화면 간 예측을 수행하여 복원 된 화소일 경우, 화면 간 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 화소를 주변의 화면 내 예측을 수행한 블록의 참조 화소 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 화소가 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 화소 정보를 가용한 참조 화소 중 적어도 하나의 참조 화소로 대체하여 사용할 수 있다.
화면 내 예측에서 예측 모드는 참조 화소 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 화면 내 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
일 예로, 도 5는 화면 내 예측 모드들을 예시한 도면이다.
도 5에서는 35개의 화면 내 예측 모드들을 예시하였다. 이 때, 0번 및 1번은 비방향성 예측 모드(또는 비각도 예측 모드)이고, 각각 평면 모드(Planar mode) 및 DC 모드를 나타낼 수 있다. 2번부터 34번은 방향성 예측 모드(또는 각도 예측 모드)를 나타낸다.
도 5에서는 35개의 화면 내 예측 모드를 예시하였으나, 이보다 더 많은 수의 화면 내 예측 모드가 사용되거나, 이보다 더 적은 수의 화면 내 예측 모드가 사용될 수 있다. 일 예로, 67개의 화면 내 예측 모드가 현재 블록을 부호화하는데 이용될 수도 있고, 19개의 화면 내 예측 모드가 현재 블록을 부호화하는데 이용될 수도 있다.
또는, 부호화하고자 하는 블록의 크기 또는 형태 등에 따라, 부호화 대상 블록에서 이용 가능한 화면 내 예측 모드의 개수가 변화할 수도 있다.
도 6은 평면 모드를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
평면 모드 하에서, 예측 화소는, 수직 방향 예측 화소 및 수평 방향 예측 화소에 기초하여 생성될 수 있다.
여기서, 수평 방향 예측 화소 P1은, P1과 Y축으로 같은 위치에 있는 복원된 화소와 현재 블록의 우측 상단에 존재하는 복원된 화소 T를 선형 보간함으로써 생성될 수 있다.
수직 방향 예측 화소 P2는, P2와 X축으로 같은 위치에 있는 복원된 화소와 현재 블록의 좌측 하단에 존재하는 복원된 화소 L을 선형 보간함으로써 생성될 수 있다.
예측 화소는, 수평 방향 예측 화소 P1과, 수직 방향 예측 화소 P2를 평균한 값에 기초하여 생성될 수 있다.
도 7은 DC 모드를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
DC 모드 하에서, 예측 화소는, 현재 블록 주변의 복원된 화소들의 평균값에 기초하여 생성될 수 있다. 현재 블록 주변 복원된 화소들의 평균값이 예측 화소로 생성되는 바, 예측 블록 내 예측 화소들은 균일한 화소값을 갖게 된다.
도 8은 수평 방향 예측 모드 및 수직 방향 예측 모드를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
수평 방향 예측 모드(도 5에 도시된 10번 모드)하에서, 예측 화소는, 수평 방향에 위치한 참조 화소(즉, 현재 블록의 좌측에 인접한 참조 화소)의 값을 복사함으로써 생성될 수 있다.
수직 방향 예측 모드(도 5에 도시된 26번 모드)하에서, 예측 화소는, 수직 방향에 위치한 참조 화소(즉, 현재 블록의 상단에 인접한 참조 화소)의 값을 복사함으로써 생성될 수 있다.
이처럼, 방향성 예측 모드 하에서는, 방향성 예측 모드가 가리키는 방향에 위치한 참조 화소가, 예측 화소로 생성될 수 있다. 만약, 방향성 예측 모드가 가리키는 방향에 둘 이상의 참조 화소가 존재할 경우, 둘 이상의 참조 화소를 보간함으로써, 예측 화소를 생성할 수 있다.
화면 내 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 화면 내 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 화면 내 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 화면 내 예측 모드로부터 예측될 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 화면 내 예측 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 화면 내 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 화면 내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 잔차 데이터를 포함한 잔차 블록을 DCT, DST, KLT(Karhunen Loeve Transform) 등과 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 이때 변환 방법은 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 화면 내 예측 모드에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 화면 내 예측 모드에 따라, 가로 방향으로는 DCT를 사용하고, 세로 방향으로는 DST를 사용할 수도 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
상기 변환부(130) 및/또는 양자화부(135)는, 영상 부호화 장치(100)에 선택적으로 포함될 수 있다. 즉, 영상 부호화 장치(100)는, 잔차 블록의 잔차 데이터에 대해 변환 또는 양자화 중 적어도 하나를 수행하거나, 변환 및 양자화를 모두 스킵하여 잔차 블록을 부호화할 수 있다. 영상 부호화 장치(100)에서 변환 또는 양자화 중 어느 하나가 수행되지 않거나, 변환 및 양자화 모두 수행되지 않더라도, 엔트로피 부호화부(165)의 입력으로 들어가는 블록을 통상적으로 변환 블록이라 일컫는다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 소정의 스캔 타입을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 움직임 벡터 정보, 참조 영상 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다. 엔트로피 부호화부(165)에서, 변환 블록의 계수는, 변환 블록 내 부분 블록 단위로 0인지 여부를 나타내는 플래그, 계수의 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 및 계수의 절대값이 2보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 등이 부호화될 수 있다. 엔트로피 부호화부(165)는 0이 아닌 계수에 한하여 계수의 부호를 부호화 한다. 그리고, 계수의 절대값이 2보다 큰 계수는, 절대값에 2를 뺀 나머지 값을 부호화 한다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부를(120, 125)통해서 예측 단위마다 생성된 예측 블록과 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 영상에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 화소를 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터를 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 화소 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 영상에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 화소를 임의의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 화소의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링된 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 화소를 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는, 휘도 신호의 경우 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 영상을 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 영상은 화면 간 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다. 엔트로피 복호화부(210)에서, 변환 블록의 계수는, 변환 블록 내 부분 블록 단위로 0인지 여부를 나타내는 플래그, 계수의 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 및 계수의 절대값이 2보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 등이 복호화될 수 있다. 그리고, 엔트로피 복호화부(210)는, 0이 아닌 계수에 대하여, 계수의 부호를 복호화 한다. 절대값이 2보다 큰 계수는, 2를 뺀 나머지 값이 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 화면 내 예측 및 화면 간 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 역양자화된 변환 계수를 소정의 변환 방법으로 역변환을 수행할 수 있다. 이때, 변환 방법은 예측 방법(화면 간/화면 내 예측), 블록의 크기/형태, 화면 내 예측 모드 등에 관한 정보를 기반으로 결정될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 영상 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 화면 간 예측부 및 화면 내 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 화면 내 예측 방법의 예측 모드 정보, 화면 간 예측 방법의 움직임 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 화면 간 예측을 수행하는지 아니면 화면 내 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 화면 간 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 화면 간 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 영상의 이전 영상 또는 이후 영상 중 적어도 하나의 영상에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 화면 간 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 영상 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 화면 간 예측을 수행할 수도 있다.
화면 간 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 움직임 정보 생성 방법이 머지 방법(Merge), 움직임 추정 방법 중 어떠한 방법으로 생성되었는지 여부를 판단할 수 있다.
화면 내 예측부(235)는 현재 영상 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 화면 내 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 화면 내 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 화면 내 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 영상은 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 영상에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라미터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 영상 또는 블록을 저장하여 참조 영상 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 영상을 출력부로 제공할 수 있다.
후술되는 실시예에서, '현재 블록'은 부호화/복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 나아가, 현재 블록은, 부호화/복호화 과정에 따라, 코딩 트리 블록, 부호화 블록, 예측 블록 또는 변환 블록 등을 의미할 수 있다.
도 9는 현재 블록을 포함하는 현재 영상과 참조 영상 사이의 밝기 변화 양상을 예시한 도면이다.
현재 블록에 대해 화면 간 예측을 수행하는 경우, 현재 영상과 참조 영상간에 밝기 변화가 심할수록, 현재 블록과 참조 영상에서 선택될 예측 블록간의 밝기 변화 역시 커질 것이다. 따라서 현재 블록의 화면간 예측으로 인한 오차가 증가함에 따라, 현재 블록의 잔차 신호에 대한 에너지도 증가하게 될 것을 예상할 수 있다. 그리고, 잔차 신호에 대한 에너지가 증가함에 따라, 양자화로 인한 오류도 증가할 것을 예상할 수 있다. 결국, 현재 영상과 참조 영상 사이 밝기 변화가 존재하는 경우, 밝기 변화가 없을 때에 비해, 잔차 블록에 대한 오류는 증가할 것이다.
이에, 본 발명에서는 영상 간 밝기 변화를 추정하여 가중치 예측 파라미터를 생성하고, 가중치 예측 파라미터를 이용하여 화면 간 예측을 수행하는 방법에 대해 제안하고자 한다. 화면 간 예측시 가중치 예측 파라미터를 이용함으로써, 잔차 블록의 에너지가 급격하게 증가하는 것을 방지하고 예측 효율을 높힐 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 가중치 예측 파라미터를 이용한 화면 간 예측에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 10은 영상 부호화 장치에서 가중치 예측 파라미터를 현재 블록에 적용하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
부호화 장치는, 현재 블록에 대한 화면 간 예측을 수행할 때, 주변 블록의 움직임 정보와 가중치 예측 정보(가중치 예측 파라미터, 가중치 예측 제어 정보)를 현재 블록의 움직임 정보와 가중치 예측 정보로 설정하여 부호화할 수 있다. 여기서, 가중치 예측 제어 정보는, 화면 간 예측을 수행할 때, 가중치 예측 파라미터를 이용할 것인지 여부를 나타내고, 가중치 예측 파라미터는, 화면 간 예측시 이용되는 가중치 값을 나타낼 수 있다. 이 경우, 부호화 장치는 주변 블록으로부터 유도된 움직임 정보 및 가중치 예측 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 화면 간 예측 블록을 이용하는 경우의 코스트(코스트 A)를 계산할 수 있다(S1001).
여기서, 주변 블록은 현재 블록에 인접한 공간적 이웃 블록 및 참조 영상 내 현재 블록과 동일 또는 유사한 위치를 갖는 시간적 이웃 블록을 포함할 수 있다. 일 예로, 도 4에 도시된 공간적 이웃 블록, A~E 및 시간적 이웃 블록, Col 등이 현재 블록의 주변 블록으로 정의될 수 있다.
이후, 부호화 장치는 움직임 추정을 통해 현재 블록에 대한 최적의 움직임 정보를 결정하고, 추정된 움직임 정보를 이용하여, 현재 블록에 대한 예측 블록을 임시로 생성하고, 생성된 예측 블록을 기초로, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 추정할 수 있다(S1002).
가중치 예측 파라미터는 예측 화소에 곱해지는 곱셈 파라미터 또는 예측 화소에 더해지는 덧셈 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 곱셈 파라미터 및 덧셈 파라미터는 회귀분석에 기초하여 유도될 수 있다. 일 예로, 하기 수학식 1은 회귀 분석 모델의 한 예를 나타낸 것이다.
Figure pat00001
상기 수학식 1에서, Y는 현재 블록의 원본 데이터, X는 현재 블록에 대해 임시로 생성된 예측 블록의 데이터, w는 회귀선의 기울기, o는 회귀선의 절편값, e는 회귀선 예측 오차를 나타낸다. 일 예로, Y는 현재 블록의 원본 화소값으로, 현재 블록의 전체 또는 일부 영역을 범위로 할 수 있고, X는 현재 블록에 대해 임시로 생성된 예측 블록의 화소값으로 예측 블록의 전체 또는 일부 영역을 범위로 할 수 있다.
가중치 예측 파라미터는 수학식 1을 각각 w 및 o로 편미분함으로써 획득될 수 있다. 일 예로, 수학식 1을 각각 w 및 o로 편미분하였을 때, 오차(e)의 제곱이 최소가 되는 w 및 o를 각각 곱셈 파라미터 및 덧셈 파라미터로 설정할 수 있다.
수학식 1에 기초하여 계산된 가중치 예측 파라미터 값은 실수값을 가질 수 있다. 가중치 예측 파라미터는 수학식 1을 기초로 계산된 실수값으로 설정될 수도 있고, 수학식 1을 기초로 계산된 실수값을 정수화한 정수값으로 설정될 수도 있다. 일 예로, 가중치 예측 파라미터는 수학식 1을 기초로 계산된 실수값에 2N을 곱하여 유도되는 정수값으로 유도될 수 있다. 가중치 예측 파라미터를 정수화하기 위해 사용되는 변수 N은, 블록 단위, 영역 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화 될 수 있다. 또는, 부호화 장치 및 복호화 장치가 기 설정된 N을 사용하는 것도 가능하다. 후술되는 실시예들에서는, 2N을 곱하여, 정수화된 상태로 사용되는 것으로 가정한다.
현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 추정하기 위해, 수학식 1을 통해 설명한 회귀 분석 모델이 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 추정하기 위해 사용될 수 있으나, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 추정하는 방법이 설명한 예에 한정되는 것은 아니다. 회귀 분석 모델 이외의 방법을 통해서도, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 추정할 수 있다.
현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터 추정이 완료되면, 부호화 장치는 현재 블록에 대해 임시로 생성된 예측 블록에 추정된 가중치 예측 파라미터를 적용했을 때의 코스트(코스트 B) 및 추정된 가중치 예측 파라미터를 적용하지 않았을 때의 코스트(코스트 C)를 계산할 수 있다(S1003).
부호화 장치는, 코스트 간 비교를 통해, 현재 블록에 대해 가중치 예측 정보를 이용할 것인지 여부 및 현재 블록에 대한 가중치 예측 정보를 이웃 블록과 병합하여 사용할 것인지 여부 등을 결정할 수 있다.
일 예로, 먼저 부호화 장치는 현재 블록에서 추정된 가중치 예측 파라미터를 적용하였을 경우의 코스트(코스트 B)와 현재 블록에서 추정된 가중치 예측 파라미터를 적용하지 않았을 경우의 코스트(코스트 C)를 비교하여 현재 블록에 대해, 추정된 가중치 예측 파라미터를 적용하는 것이 최적인지 여부를 결정할 수 있다(S1004).
또한 부호화 장치는, 코스트 B와 코스트 C중 최적이라고 판단된 것과, 주변 블록의 가중치 예측 파라미터 및 움직임 정보를 적용하였을 경우의 코스트(코스트 A)를 비교하여, 현재 블록에서 추정된 움직임 정보 및 추정된 가중치 예측 정보를 사용할 것인지, 혹은 주변 블록에 존재하는 움직임 정보 및 가중치 예측 정보와의 병합을 사용할지 여부 또는, 가중치 예측 정보를 이용할 것인지 여부 등을 결정할 수 있다(S1005).
다음으로, 부호화 장치에서 가중치 예측 정보를 부호화하는 것에 대해 살펴보기로 한다.
도 11은 가중치 예측 정보를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
부호화 장치는 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 정보가 주변 블록과 병합되는지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다(S1101). 상기 정보는 1비트의 플래그 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 정보가 주변 블록과 병합되는 것으로 결정되는 경우(S1102), 부호화 장치는 현재 블록과 병합되는 주변 블록을 식별하기 위한 정보를 부호화할 수 있다(S1103). 여기서, 주변 블록을 식별하기 위한 정보는, 주변 블록들 중 현재 블록과 병합되는 주변 블록의 인덱스를 나타내는 인덱스 정보일 수 있다.
반면, 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 정보가 주변 블록과 병합되지 않는 것으로 판단되는 경우(S1102), 부호화 장치는, 현재 블록을 부호화하는데 이용된 움직임 정보를 부호화하고(S1104), 현재 블록에 대해 가중치 예측 파라미터를 이용할 것인지 여부를 나타내는 정보(즉, 가중치 예측 제어 정보)를 부호화할 수 있다(S1105). 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
현재 블록에 대해 가중치 예측 파라미터를 사용하지 않는 것으로 결정되는 경우(S1106), 부호화 장치는 가중치 예측 파라미터와 관련된 정보를 부호화하지 않을 수 있다.
반면, 현재 블록에 대해 가중치 예측 파라미터를 사용할 것으로 결정되는 경우(S1106), 부호화 장치는 현재 블록의 가중치 예측 파라미터에 대한 정보를 부호화할 수 있다(S1107).
여기서, 가중치 예측 파라미터에 대한 정보는, 가중치 예측 파라미터일 수도 있고, 가중치 예측 파라미터의 차분값일 수도 있다. 일 예로, 부호화 장치는, 가중치 예측 파라미터의 정수화를 위해 사용한 N에 따라, 1<<N을 가중치 예측 파라미터의 예측값으로 설정한 뒤, 가중치 예측 파라미터와 상기 예측값 사이의 차분값을 부호화할 수 있다. 상기 예측값 및 차분값을 이용한 부호화는 가중치 예측 파라미터의 곱셈 파라미터 또는 덧셈 파라미터 중 적어도 하나에 적용될 수 있다. 일 예로, 곱셈 파라미터는 곱셈 파라미터와, 예측값 사이의 차분값을 이용하여 부호화되는 한편, 덧셈 파라미터는 그대로 부호화될 수 있다.
부호화 장치는 현재 블록의 가중치 예측 파라미터와 현재 블록에 인접한 주변 블록의 가중치 예측 파라미터 사이의 차분값을 부호화할 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록이 과거 방향으로 화면 간 예측을 수행하고, 이에 따른 가중치 예측 파라미터가 (59, 4)임을 가정한다. 여기서, (w, o)로 표시되는 가중치 예측 파라미터 중 w는 곱셈 파라미터를, o는 덧셈 파라미터를 나타낼 수 있다. 주변 블록 A-E 및 Col은 전부 과거 방향으로 화면 간 예측이 수행되었고, 각각의 가중치 예측 파라미터는 (51, 0), (62, 4), (59, 4),(64, -1), (59, 2), (70, 4)라고 가정한다.
부호화 장치는 주변 블록들 중 코스트가 가장 작은 주변 블록, 현재 블록의 가중치 예측 파라미터와의 차분값이 최소인 주변 블록의 가중치 예측 파라미터 또는, 현재 블록의 가중치 예측 파라미터와의 차분값 및 할당된 인덱스의 오버헤드를 고려하였을 때 최적으로 판단되는 주변 블록의 가중치 예측 파라미터를 이용하여, 현재 블록의 가중치 예측 파라미터와 관련된 정보를 부호화할 수 있다. 일 예로, 부호화 장치에서 상기 A~E 및 Col의 가중치 예측 파라미터 중 C블록의 가중치 예측 파라미터를 예측값으로 사용하는 것이 최적이라고 선택된 경우, C블록의 가중치 예측 파라미터(즉, (59,4))를 예측값으로 설정하고, 현재 블록의 가중치 예측 파라미터와의 차분값인 (0,0)을 부호화할 수 있다. 아울러, 부호화 장치는 선택된 주변 블록(예컨대, C)을 식별하기 위한 인덱스 정보도 부호화할 수 있다. 이때 최적의 후보를 선택하기 위해 코스트를 계산할 시에 인덱스 정보 및 가중치 파라미터의 차분값을 이용하여 계산한 후 결정될 수도 있다.
도 10 및 도 11에서는, 현재 블록이 주변 블록과 병합되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 정보가 주변 블록의 것으로 설정되는 것으로 설명하였다. 다른 예로, 부호화 장치는, 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 파라미터 각각이 주변 블록과 병합되는지 여부를 판단할 수도 있다. 일 예로, 현재 블록의 움직임 정보는 주변 블록의 것과 동일하게 설정하는 한편, 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는 추정에 의한 값으로 설정할 수도 있다. 이 경우, 현재 블록의 움직임 정보가 주변 블록에 병합되는지 여부 및 현재 블록의 가중치 예측 파라미터가 주변 블록에 병합되는지 여부, 추정에 의해 유도된 가중치 예측 파라미터가 별개의 정보로 부호화될 수 있다.
다음으로, 복호화 장치에서 가중치 예측 파라미터를 복호화하는 예에 대해 설명하기로 한다.
도 12는 복호화 장치에서 가중치 예측 파라미터를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
복호화 장치는 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 정보가 주변 블록과 병합되는지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S1201). 상기 정보는 1비트의 플래그 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 정보가 주변 블록에 병합되는 것으로 결정되는 경우(S1202), 복호화 장치는 현재 블록과 병합되는 주변 블록을 식별하기 위한 정보를 복호화할 수 있다(S1203). 여기서, 주변 블록을 식별하기 위한 정보는, 주변 블록들 중 현재 블록과 병합되는 주변 블록의 인덱스를 나타내는 인덱스 정보일 수 있다. 복호화 장치는 인덱스 정보에 의해 특정되는 주변 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 정보를 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 정보로 설정할 수 있다.
반면, 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 정보가 주변 블록과 병합되지 않는 것으로 판단되는 경우(S1202), 복호화 장치는, 현재 블록을 복호화하는데 이용된 움직임 정보를 복호화하고(S1204), 현재 블록에 대해 가중치 예측 파라미터를 이용할 것인지 여부를 나타내는 정보(즉, 가중치 예측 제어 정보)를 복호화할 수 있다(S1205). 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
현재 블록에 대해 가중치 예측 파라미터를 사용하지 않는 것으로 결정되는 경우(S1206), 복호화 장치는 가중치 예측 파라미터와 관련된 정보를 복호화하지 않을 수 있다.
반면, 현재 블록에 대해 가중치 예측 파라미터를 사용할 것으로 결정되는 경우(S1206), 복호화 장치는 현재 블록의 가중치 예측 파라미터에 대한 정보를 복호화할 수 있다(S1207).
여기서, 가중치 예측 파라미터에 대한 정보는 가중치 예측 파라미터를 나타낼 수도 있고, 가중치 예측 파라미터와 가중치 예측 파라미터의 예측값 사이의 차분값을 나타낼 수도 있다. 일 예로, 복호화 장치는, 가중치 예측 파라미터의 정수화를 위한 변수 N을 기초로, 1<<N을 가중치 예측 파라미터의 예측값으로 사용할 수 있다. 복호화 장치는 가중치 예측 파라미터의 예측값 및 비트스트림으로부터 복호화된 가중치 예측 파라미터 차분값을 더하여 현재 블록의 가중치 예측 파라미터를 획득할 수 있다.
상기 예측값 및 차분값을 이용한 복호화는 가중치 예측 파라미터의 곱셈 파라미터 또는 덧셈 파라미터 중 적어도 하나에 적용될 수 있다. 일 예로, 곱셈 파라미터는 예측값 및 차분값을 이용하여 복호화되는 한편, 덧셈 파라미터는 비트스트림을 통해 복호화되는 값을 그대로 이용할 수 있다.
비트스트림을 통해 전송되는 가중치 예측 파라미터와 관련된 정보는, 현재 블록의 가중치 예측 파라미터와 주변 블록의 가중치 예측 파라미터 사이의 차분값을 나타낼 수도 있다. 이 경우, 복호화 장치는, 주변 블록을 식별하는 식별 정보를 복호화하고, 복호화된 식별 정보가 특정하는 주변 블록의 가중치 예측 파라미터에 복호화된 가중치 예측 파라미터 차분값을 더함으로써, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 획득할 수 있다.
현재 블록의 가중치 예측 파라미터가 획득되면, 가중치 예측 파라미터를 이용하여, 현재 블록에 대한 화면 간 예측을 수행할 수 있다. 일 예로, 복호화 장치는, 현재 블록에 대한 예측 블록에 가중치 예측 파라미터를 적용함으로써, 화면 간 예측을 수행할 수 있다. 구체적으로, 복호화 장치는 예측 블록에 포함된 화소에 곱셈 파라미터를 곱하고, 곱셈 결과에 덧셈 파라미터를 더하여, 현재 블록에 대한 화면 간 예측을 수행할 수 있다. 비트스트림을 통해 전송되는 가중치 예측 파라미터와 관련된 정보는, 기정의된 적어도 하나의 가중치를 포함하는 테이블에서 화면 간 예측에 이용되는 가중치를 지시하는 인덱스 형식의 정보일 수 있다.
도 12에서는, 현재 블록이 주변 블록과 병합되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 정보가 주변 블록의 것으로 설정되는 것으로 설명하였다. 다른 예로, 복호화 장치는, 현재 블록의 움직임 정보가 주변 블록에 병합되는지 여부에 관한 정보 및 현재 블록의 가중치 예측 파라미터가 주변 블록과 병합되는지 여부에 관한 정보를 개별적으로 복호화할 수도 있다. 각각의 정보에 따라, 현재 블록의 움직임 정보를 주변 블록과 병합할 것인지 여부 및 현재 블록의 가중치 예측 파라미터를 주변 블록의 가중치 예측 파라미터와 병합할 것인지 여부가 결정될 수 있다.
상술한 실시예들에서는, 부호화 장치가 가중치 예측 파라미터와 관련된 정보를 비트스트림을 통해 부호화하고, 복호화 장치가 비트스트림으로부터 가중치 예측 파라미터와 관련된 정보를 복호화함으로써, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 획득할 수 있는 것으로 설명하였다.
설명한 예와 달리, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터의 부호화/복호화 과정 없이, 부호화 장치와 복호화 장치가 동일한 방법으로 가중치 예측 파라미터를 유도할 수도 있다. 이 경우, 앞서, 도 11 및 도 12을 통해 설명한, 가중치 예측 파라미터의 부/복호화 단계가 생략될 수 있다.
일 예로, 도 13은 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 유도하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
현재 블록에 대한 예측 블록은, 참조 영상 내 현재 블록의 움직임 벡터가 지시하는 참조 블록을 기초로 생성될 수 있다. 부호화 장치 및 복호화 장치는, 현재 영상 내 현재 블록 주변의 복원 화소들(도 13에서, 'B'로 표기된 화소들) 및 참조 영상 내 참조 블록(즉, 현재 블록에 대한 예측 블록) 주변의 복원 화소들(도 13에서, 'A'로 표기된 화소들)을 이용하여, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 유도할 수 있다.
일 예로, 상기 수학식 1에서 Y에, 현재 블록 주변의 복원 화소들(B)을 적용하고, X에, 참조 블록(즉, 현재 블록에 대한 예측 블록) 주변의 복원 화소들(A)를 적용함으로써, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 일 예로, 현재 블록 주변의 복원 화소들 및 참조 블록 주변의 복원 화소들을 적용함으로써 계산된 w 및 o를 각각 곱셈 파라미터 및 덧셈 파라미터로 설정할 수 있다.
상술한 실시예들에서는, 현재 블록 및 참조 블록에 인접한 하나의 라인에 포함된 복원 화소들을 이용하여, 가중치 예측 파라미터를 유도하는 것으로 설명하였다. 도시된 예와 달리, 현재 블록 및 참조 블록 주변의 복수의 라인에 포함된 복원 화소들을 이용하여, 가중치 예측 파라미터를 이용할 수도 있다. 복수의 라인을 이용할 것인지 여부 또는 가중치 예측 파라미터를 추정하는데 이용되는 라인의 개수 등은 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화되어 복호화 장치로 전송될 수도 있다.
도 14는 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 유도하는 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
부호화 장치 및 복호화 장치는 현재 블록 및 참조 블록 각각에 존재하는 주변 화소들의 경향성에 기초하여, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 유도할 수도 있다.
일 예로, 부호화 장치 및 복호화 장치는, 현재 블록 또는 참조 블록에 인접한 주변 화소들에 기초하여, 제1 가중치 예측 파라미터를 유도하고, 현재 블록 또는 참조 블록에 인접하지 않으나, 현재 블록 또는 참조 블록에 인접한 주변 화소들에 인접한 제2 주변 화소들에 기초하여, 제2 가중치 예측 파라미터를 유도할 수 있다.
일 예로, 도 14에 도시된 예에서, 부호화 장치 및 복호화 장치는, 현재 블록에 인접한 주변 화소들(A) 및 참조 블록(예측 블록)에 인접한 주변 화소들(C)을 기초로, 제1 가중치 예측 파라미터를 생성하고, 현재 블록에 인접하지 않으나, 현재 블록에 인접한 주변 화소들(A)에 인접한 주변 화소들(B) 및 참조 블록에 인접하지 않으나, 참조 블록에 인접한 주변 화소들(C)에 인접한 주변 화소들(D)을 기초로 제2 가중치 예측 파라미터를 생성할 수 있다.
현재 블록의 가중치 예측 파라미터는, 제1 가중치 예측 파라미터에, 제1 가중치 예측 파라미터 및 제2 가중치 예측 파라미터의 차분값을 적용함으로써, 유도될 수 있다. 일 예로, 제1 가중치 예측 파라미터가 (59, 4)이고, 제2 가중치 예측 파라미터가 (59, 5)인 경우, 제1 가중치 예측 파라미터 및 제2 가중치 예측 파라미터의 차분값은 (0, -1)이다. 이에 따라, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터는 제1 가중치 예측 파라미터에 상기 차분값을 적용한 (59, 3)으로 결정될 수 있다.
다른 예로, 가중치 예측 파라미터는, 예측 블록 내 화소의 위치별로 설정될 수도 있다. 제1 가중치 예측 파라미터 및 제2 가중치 예측 파라미터 사이의 차분값이 (0, -1)이라 가정할 경우, 예측 블록에 적용되는 가중치 예측 파라미터는, 예측 블록 내 화소 위치에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 일 예로, 예측 블록의 가장자리(Edge)에 존재하는 화소에 적용되는 가중치 예측 파라미터는, 제1 가중치 예측 파라미터에 상기 차분값을 적용한 (59, 3)으로 결정될 수 있다. 여기서, 예측 블록의 가장자리에 존재하는 화소는 예측 블록의 좌측 경계 및 상단 경계에 인접한 화소(예컨대, 도 14에서, 'a' 위치에 놓인 화소들) 등을 포함할 수 있다.
예측 블록의 가장자리에 존재하는 화소와 인접한 화소에는, 예측 블록의 가장자리에 존재하는 화소에 적용되는 가중치 예측 파라미터에 상기 차분값을 적용한 가중치 예측 파라미터가 적용될 수 있다. 일 예로, 예측 블록의 가장자리에 존재하는 화소와 인접한 화소(예컨대, 도 14에서, 'b'위치에 놓인 화소들)에 적용되는 가중치 예측 파라미터는 예측 블록의 가장자리에 위치하는 화소에 적용되는 가중치 예측 파라미터 (59, 3)에 차분값을 적용한 (59, 2)로 결정될 수 있다.
이처럼, 예측 블록의 가장자리에서 멀어질때마다, 제1 가중치 예측 파라미터 및 제2 가중치 예측 파라미터의 차분값을 반복적으로 적용함으로써, 화소 위치별 상이한 가중치 예측 파라미터를 적용할 수 있다. 이에 따라, 도 14에 도시된 예에서, 'a' 위치의 화소들에는 (59, 3), 'b' 위치의 화소들에는 (59, 2), 'c' 위치의 화소들에는 (59, 1), 'd' 위치의 화소에는 (59, 0)의 가중치 예측 파라미터가 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서는, 현재 블록 및 참조 블록 주변의 2개의 라인을 이용하여 가중치 예측 파라미터를 추정하는 것으로 설명하였다. 도시된 예와 달리, 현재 블록 및 참조 블록 주변의 2개 이상의 라인을 이용하여, 가중치 예측 파라미터를 추정할 수도 있다. 2개 이상의 라인을 이용할 것인지 여부 또는 가중치 예측 파라미터를 추정하는데 이용되는 라인의 개수 등은 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화되어 복호화 장치로 전송될 수도 있다.
도 13 및 도 14에 도시된 예에서, 현재 블록 및 참조 블록 각각에 존재하는 주변 화소들의 가중치 예측 파라미터를 이용하여 현재 블록의 가중치 예측 파라미터를 결정할 것인지 여부 또는 현재 블록 및 참조 블록 주변 화소들의 가중치 예측 파라미터의 경향성을 반영하여 현재 블록의 가중치 예측 파라미터를 결정할 것인지 여부 등은 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화될 수 있다. 또는, 부호화 장치 및 복호화 장치에서, 어느 하나의 방법을 고정적으로 이용하는 것도 가능하다.
다른 예로, 가중치 예측 파라미터는, 현재 블록 및 참조 블록의 좌측 주변의 복원 화소 영역 및 상단 주변의 복원 화소 영역 중 어느 하나의 영역을 통해 유도될 수도 있다.
일 예로, 도 15는 좌측 복원 화소 영역 및 상단 복원 화소 영역 중 하나를 이용하여 가중치 예측 파라미터를 유도하는 예를 나타낸 도면이다.
먼저, 부호화 장치는, 현재 블록 및 참조 블록 상단에 인접한 복원 화소 영역에 포함된 화소들 A 및 C를 이용하여 제1 가중치 예측 파라미터를 유도할 수 있다.
이후, 부호화 장치는, 현재 블록 및 참조 블록 좌측에 인접한 복원 화소 영역에 포함된 화소들 B 및 D를 이용하여 제2 가중치 예측 파라미터를 유도할 수 있다.
이후, 부호화 장치는, 제1 가중치 예측 파라미터 및 제2 가중치 예측 파라미터를 비교하여, 현재 블록에 대한 최적의 가중치 예측 파라미터를 결정할 수 있다.
이때, 부호화 장치는, 현재 블록 및 참조 블록의 좌측 복원 화소 영역 및 상단 복원 화소 영역 중 어느 영역을 사용할 것인지를 나타내는 정보 또는 제1 가중치 예측 파라미터 및 제2 가중치 예측 파라미터 중 현재 블록에 대해 최적인 가중치 예측 파라미터를 나타내는 정보 등을 부호화하여 복호화 장치로 전송할 수 있다.
다른 예로, 부호화 장치 및 복호화 장치가 블록의 모양에 따라 상단 복원 화소 영역 및 좌측 복원 화소 영역 중 고정된 어느 하나의 영역을 이용하여, 가중치 예측 파라미터를 추정하는 것도 가능하다. 예를 들어 현재 부호화 하려는 블록이 가로가 더 긴 직사각형 형태라면, 상단 복원 화소 영역만을 이용하여 가중치 예측 파라미터를 추정하고, 현재 부호화하고자 하는 블록이 세로가 더 긴 직사각형 형태라면, 좌측 복원 화소 영역만을 이용하여 가중치 예측 파라미터를 추정하는 것도 가능하다. 혹은, 현재 부호화 하려는 블록이 정사각형 형태라면 상단 및 좌측 복원 화소 영역을 전부 이용하여 가중치 예측 파라미터를 추정하는 것 또한 가능하다. 즉, 현재 부호화 하려는 블록이 가로로 더 긴 직사각형 형태라면, 상단 복원 화소 영역만을 이용하여 예측 파라미터를 추정하고, 현재 부호화 하려는 블록이 세로로 더 긴 직사각형 형태라면, 좌측 복원 화소 영역만을 이용하여 예측 파라미터를 추정하는 것도 가능하다.
부호화 장치는, 복원 화소 영역을 통해 추정된 가중치 예측 파라미터를 이용하여, 복수의 가중치 예측 파라미터를 포함하는 가중치 예측 파라미터 세트를 구성하고, 가중치 예측 파라미터 세트 중 현재 블록에 대한 최적의 가중치 예측 파라미터를 결정할 수 있다.
일 예로, 도 16은 가중치 예측 파라미터 세트를 나타낸 도면이다.
부호화 장치는, 현재 블록 및 참조 블록 주변의 복원 화소 영역을 이용하여 가중치 예측 파라미터 (w, o)를 유도한 뒤, 유도된 가중치 값에 오프셋을 적용하여 추가 가중치 예측 파라미터를 생성할 수 있다.
일 예로, 도 16에서는, 추정된 가중치 예측 파라미터 (w, o)에 각각 오프셋 α 및 β 중 적어도 하나를 적용하여, 5개의 추가 가중치 예측 파라미터를 생성한 것으로 도시되었다. 여기서, α 및 β의 초기값은 각각 1로 설정된 것으로 가정하였다. 도시된 예와 달리, α 및 β는 점진적으로 증가 또는 감소하는 경향을 띨 수도 있다. 가중치 예측 파라미터 세트에 포함된 후보의 순서는 도시된 예에 한정되지 않으며, 임의의 방법을 통해 순서 변경이 가능하다.
부호화 장치는, 가중치 예측 파라미터 세트 중 현재 블록의 최적의 가중치 예측 파라미터를 결정한 뒤, 결정된 가중치 예측 파라미터를 식별하는 정보(예컨대, 인덱스 정보)를 부호화할 수 있다. 또한, 부호화 장치는 가중치 예측 파라미터 세트를 생성하기 위한 오프셋 또는 가중치 예측 파라미터의 개수 등에 관한 정보도 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화할 수 있다.
복호화 장치는, 부호화 장치와 동일한 방법으로 가중치 예측 파라미터를 구성하고, 수신한 인덱스 정보를 기초로, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 획득할 수 있다.
현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터를 유도할 때 이용되는, 현재 블록 또는 참조 블록에 인접한 주변 화소들의 범위는, 현재 블록 또는 참조 블록에 인접한 화소들 중 일부에 한정될 수도 있다.
일 예로, 도 17은 회귀 분석에 사용되는 화소들의 위치를 나타낸다. 도 17의 (a)에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 가중치 예측 파라미터를 유도하기 위해, 현재 블록 또는 참조 블록에 인접한 모든 주변 화소들이 이용될 수도 있고, 도 17의 (b) 및 (c)에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록 또는 참조 블록의 가중치 예측 파라미터를 유도하기 위해, 현재 블록 또는 참조 블록에 인접한 주변 화소들 중 일부만이 이용될 수도 있다.
또는, 부호화 장치는, 가중치 예측 파라미터를 추정하는데 이용되는 주변 화소들의 샘플링 방식을 알려주는 정보를 부호화할 수도 있다. 일 예로, 부호화 장치는, 도 17의 (a)~(c) 중 어떤 방식으로 주변 샘플을 샘플링하였는지 나타내는 정보를 부호화 할 수 있다.
도 17의 (a) 내지 (c)에서는, 현재 블록 또는 참조 블록에 인접한 주변 화소들만이 이용되는 것으로 도시되었지만, 현재 블록 또는 참조 블록에 인접하지 않지만, 현재 블록 또는 참조 블록에 인접한 주변 화소들에 인접한 화소들 또한, 가중치 예측 파라미터를 결정하는 것에 이용될 수 있다. 일 예로, 현재 블록에 대한 가중치 예측 파라미터는, 현재 블록 또는 참조 블록의 상단 M개의 행에 포함된 화소들 또는 좌측 N개 행에 포함된 화소들(여기서, M,N은 2 이상의 정수)이 이용될 수도 있다.
또한, 현재 블록의 가중치 예측 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 주변 화소의 범위는 현재 블록의 너비를 K배 또는 현재 블록의 높이를 L배(K 및 L은 1 이상의 정수)한 것으로 확장될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록 또는 참조 블록의 좌측 상단 화소의 위치를 (0, 0)이라 했을 때, (-1, -1) 부터 (2K-1, -1) 까지의 상단 주변 화소 및 (-1, -1) 부터 (-1, 2L-1) 까지의 좌측 주변 화소가 현재 블록의 가중치 예측 파라미터를 유도하는 것에 이용될 수 있다.
화면 내 예측에 의해, 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 경우, 현재 블록에 대한 복원 화소값을 고려하여, 예측 블록에 대한 보정을 수행할 수 있다. 이하, 화면 내 예측에 의해 생성된 예측 블록에 대해 보정을 수행하는 방법에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 18은 현재 블록에 대한 보정 계수를 이용할 것인지 여부를 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 부호화 장치는, 현재 블록이 화면 내 예측으로 부호화되는지 여부를 판단할 수 있다(S1801). 현재 블록이 화면 내 예측으로 부호화되었다면, 화면 내 예측이 사용되었을 때의 코스트(코스트 A)를 계산할 수 있다(S1802).
반면, 현재 블록이 화면 내 예측으로 부호화되지 않았다면(S1801), 현재 블록에 대한 보정값을 결정하는 과정을 종료할 수 있다.
현재 블록이 화면 내 예측으로 부호화된 경우, 현재 블록 주변의 복원 화소 영역을 이용하여, 화면 내 예측의 결과로 생성되는 현재 블록에 대한 예측 블록에 보정을 수행할 수 있다(S1803). 여기서, 복원 화소 영역은, 현재 블록 주변의 주변 화소들을 포함할 수 있다.
그리고, 부호화 장치는, 현재 블록에 대해 보정이 수행되었을 때의 코스트(코스트 B)를 계산할 수 있다(S1804)
이후, 부호화 장치는, 현재 블록에 대해 화면 내 예측을 수행함에 따라 계산된 코스트(코스트 A) 및 화면 내 예측을 수행한 결과로 생성된 예측 블록을 추가적으로 보정함에 따라 계산된 코스트(코스트 B)를 비교하여, 현재 블록에 대해 보정을 적용할 것인지 여부를 결정할 수 있다(S1805). 예컨대, 코스트 A가 코스트 B보다 큰 경우, 현재 블록에 복원 화소 영역을 이용한 보정이 적용되지 않는 것으로 결정되는 반면, 코스트 B가 코스트 A보다 큰 경우, 현재 블록에 복원 화소 영역을 이용한 보정이 적용되는 것으로 결정될 수 있다.
도 19는 현재 블록에 대한 보정 계수를 결정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
현재 블록에 대해 화면 내 예측이 사용되었다면, 부호화 장치는 현재 블록 주변의 복원 화소 영역의 표준 편차(
Figure pat00002
)를 계산할 수 있다. 도 19에서, 복원 화소 영역은, 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 주변 화소 및 현재 블록의 상단 경계에 인접한 주변 화소 및 현재 블록의 좌측 상단 코너에 인접한 주변 화소 등을 포함하는 것으로 도시되었다. 복원 화소 영역의 크기 또는 모양은 도시된 예에 한정되지 않는다.
일 예로, 도 20은 복원 화소 영역의 다양한 모양을 나타낸다.
도 20에 도시된 예에서, M, N, O, P 등은 화소 간격을 의미한다. O 및 P가 각각 현재 블록의 가로 및 세로 길이보다 작다고 가정할 경우, O와 P는 음수값을 가질수도 있다. 도 20에 도시된 예는 복원 화소 영역으로 설정될 수 있는 다양한 모양의 예시를 나타낸 것일 뿐, 도 20에 도시된 것과 다른 크기 또는 다른 모양으로, 복원 화소 영역이 설정되는 것도 가능하다.
또한, 서브 샘플링을 통해, 복원 화소 영역에 포함된 일부 화소들을 이용하여, 복원 화소 영역의 표준 편차를 계산하는 것도 가능하다. 일 예로, 도 11에 도시된 도면에서와 같이, 부호화 장치는, 현재 블록 주변의 복원 화소 중 일부만을 이용하여 표준 편차를 계산할 수도 있고, 현재 블록의 경계 주변의 M개 이상의 행 또는N 개 이상의 열을 이용하여 표준 편차를 계산할 수도 있다. 또는, 현재 블록의 너비를 K배 또는 현재 블록의 높이를 L배 확장한 범위 내의 주변 화소들을 표준 편차 계산에 이용할 수도 있다.
이후, 부호화 장치는 현재 블록 보다 앞서 부호화/복호화된 블록들 중 화면 내 예측으로 부호화 되고, 현재 블록과 동일한 화면 내 예측 모드를 갖는 블록들을 대상으로, 현재 블록의 복원 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역을 갖는 블록을 결정할 수 있다. 일 예로, 부호화 장치는, 현재 블록의 복원 화소 영역에 대한 표준 편차와 동일 또는 유사한 표준 편차(
Figure pat00003
)를 갖는 복원 화소 영역에 인접한 블록을 결정할 수 있다. 일 예로, 도 19에 도시된 예에서, 블록 1이 현재 블록과 동일한 화면 내 예측 모드를 이용하였고, 현재 블록과 동일한 화면 내 예측 모드를 이용하여 부호화된 블록들 중 블록 1의 복원 화소 영역(B)에서의 표준 편차가 현재 블록의 복원 화소 영역(A)에서의 표준 편차와 가장 유사하다면, 블록 1이 현재 블록과 가장 유사한 특성을 갖는 것으로 취급될 수 있다. 이 경우, 부호화 장치는, 현재 블록의 복원 화소 영역(A)과 블록 1의 복원 화소 영역(B)을 이용하여, 현재 블록에 대한 보정 계수를 결정할 수 있다.
이때, 부호화 장치는 현재 블록의 복원 화소 영역과 동일한 크기 또는 모양을 갖는 복원 화소 영역을 대상으로, 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역을 탐색할 수도 있다.
보정 계수는 곱셈 계수 또는 덧셈 계수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 곱셈 계수 및 덧셈 계수는 회귀 분석에 기초하여 유도될 수 있다. 일 예로, 곱셈 계수 및 덧셈 계수는 전술한 수학식 1에 기초하여 산출될 수 있다. 수학식 1을 이용하여 보정 계수를 산출하고자 하는 경우, Y는 현재 블록의 복원 화소 영역(A)에 포함된 화소들, X는 현재 블록과 유사한 특성을 갖는 블록(즉, 블록 1)의 복원 화소 영역(B)에 포함된 화소들을 나타낼 수 있다. 보정 계수는 수학식 1을 각각 w 및 o로 편미분함으로써 획득될 수 있다. 일 예로, 수학식 1을 각각 w와 o로 편미분한 뒤, 오차의 제곱의 값이 최소가 되는 w와 o를 유도하고, 유도된 w를 곱셈 계수, o를 덧셈 계수로 설정할 수 있다.
보정 계수가 유도되면, 현재 블록과 유사한 특성을 갖는 블록(즉, 블록 1)의 잔차 블록과, 화면 내 예측의 결과로 생성된 현재 블록의 예측 블록에 보정 계수를 적용하여, 현재 블록에 대한 보정을 수행할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 화면내 예측 블록은, 하기 수학식 2에 의해 보정될 수 있다.
Figure pat00004
상기 수학식 2에서, P'은 보정이 적용된 현재 블록에 대한 새로운 예측 블록을 나타내고, D_블록1은, 현재 블록과 유사한 특성을 갖는 블록(즉, 도 19의 블록 1)의 잔차 블록을 나타낸다. 아울러, P는 화면 내 예측을 수행한 결과로 생성되는 현재 블록에 대한 예측 블록을 나타내고, w 및 o는 보정 계수를 나타낸다.
수학식 2에서는, 현재 블록과 유사한 특성을 갖는 블록의 잔차 블록, 현재 블록에 대한 예측 블록 및 보정 계수를 이용하여 현재 블록에 대한 보정이 수행되는 것으로 설명하였으나, 현재 블록에 대한 보정은 설명한 것과 다른 방법으로 수행될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록의 보정은, 현재 블록과 유사한 특성을 갖는 블록의 예측 블록을 이용하여 수행될 수도 있고, 현재 블록과 유사한 특성을 갖는 블록을 이용하지 않고 수행될 수도 있다.
상술한 예에서는, 곱셈 계수 및 덧셈 계수를 이용하여 현재 블록에 대한 보정이 수행되는 것으로 예시되었지만, 곱셈 계수 및 덧셈 계수 중 어느 하나만을 이용하여 현재 블록을 보정하는 것도 가능하다. 일 예로, 덧셈 계수를 이용하지 않고, 곱셈 계수만을 이용하여, 현재 블록에 대한 보정이 수행될 수 있다. 이 경우, 수학식 1에서 'o'를 유도하는 과정이 생략되고, 수학식 2에서, 곱셈 계수가 적용된 예측 블록에 덧셈 계수를 더해주는 과정이 생략될 수 있다.
상술한 예에서는, 현재 블록보다 앞서 복호화된 블록들을 대상으로, 현재 블록과 가장 유사한 특성을 갖는 블록에 대한 탐색이 수행되는 것으로 설명하였다. 이때, 부호화 장치는, 현재 블록을 포함하는 슬라이스 또는 픽처에 대해 복수의 탐색 영역을 설정한 뒤, 현재 블록과 가장 유사한 특성을 갖는 블록을 포함하는 탐색 영역에 대한 정보를 부호화하여 복호화 장치로 전송할 수도 있다. 이 경우, 복호화 장치는, 설정된 탐색 영역 내에서만, 현재 블록과 가장 유사한 특성을 갖는 블록을 탐색할 수 있다.
또한, 부호화 장치는 현재 블록의 복원 화소 영역의 표준 편차와 동일 또는 가장 유사한 표준 편차를 갖는 단일의 복원 화소 영역을 탐색할 수도 있고, 현재 블록의 복원 화소 영역의 표준 편차와 동일 또는 유사한 표준 편차를 갖는 복수의 복원 화소 영역을 탐색할 수도 있다. 일 예로, 부호화 장치는 현재 블록의 복원 화소 영역의 표준 편차와 동일 또는 유사한 복수개(N개)의 복원 화소 영역을 탐색할 수 있다. 복수개(N개)의 복원 화소 영역이 탐색되면, 탐색된 복원 화소 영역에 인접한 복수개의 블록을 후보 블록으로 설정하고, 복수개의 후보 블록 중 현재 블록의 보정 계수를 결정하는데 이용되는 블록을 특정하는 정보를 부호화할 수 있다. 여기서, 상기 정보는 복수개의 후보 블록(또는 복수개의 표준 편차) 중 어느 하나를 특정하기 위한 인덱스 정보일 수 있다. 후보 블록의 개수 N은 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화될 수 있다.
상술한 예에서는, 현재 블록의 복원 화소 영역의 표준 편차를 산출하고, 산출된 표준 편차를 이용하여, 현재 블록과 가장 유사한 블록을 탐색하는 것으로 설명하였다. 설명한 예와 달리, 복원 화소 영역에서의 화소값들의 평균값을 이용하여, 현재 블록의 복원 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역을 탐색할 수도 있고, 복원 화소 영역 간의 SAD(Sum of Absolute Difference) 또는 SSD(Sum of Squared Difference) 등을 이용한 유사도 측정을 통해, 현재 블록의 복원 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역을 탐색하는 것도 가능하다.
상술한 예에서는, 현재 블록과 동일한 화면 내 예측 모드로 부호화된 블록에 한하여, 현재 블록에 대한 후보 블록(즉, 현재 블록의 보정 계수를 결정하기 위한 후보 블록)이 될 수 있는 것으로 설명하였다. 다른 예로, 부호화 장치는 현재 블록과 유사한 화면 내 예측 모드를 갖는 블록도, 현재 블록에 대한 후보 블록으로 이용될 수 있다. 여기서, 현재 블록과 유사한 화면 내 예측 모드를 갖는 블록은, 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 임계값(예컨대, ±N) 이내의 화면 내 예측 모드를 이용하여 부호화된 것일 수 있다. 또는, 현재 블록과 동일 또는 유사한 화면 내 예측 모드를 갖는지 여부를 불문하고, 화면 내 예측을 통해 부호화된 블록이라면, 해당 블록도 현재 블록에 대한 후보 블록으로 이용할 수도 있다.
도 21은 보정 계수와 관련한 정보를 부호화하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
부호화 장치는, 현재 블록이 화면 내 예측으로 부호화되었는지 여부에 관한 정보를 부호화할 수 있다(S2101). 현재 블록이 화면 내 예측으로 부호화된 경우(S2102), 부호화 장치는, 복원 화소 영역을 이용하여 현재 블록에 대한 보정이 수행되는지 여부에 대한 정보를 부호화할 수 있다(S2103).
복원 화소 영역을 이용하여 현재 블록에 대한 보정이 수행되었다면(S2104), 부호화 장치는, 현재 블록의 보정 계수를 유도하기 위한 정보를 부호화할 수도 있다(S2105). 일 예로, 현재 블록의 보정 계수를 유도하기 위한 후보가 복수개 존재하는 경우(예컨대, 현재 블록의 보정 계수를 유도하기 위한 후보 블록이 복수개 존재하는 경우), 부호화 장치는 복수개의 후보 중 현재 블록의 보정 계수를 유도하기 위해 사용되는 블록을 식별하는 식별 정보를 부호화할 수 있다. 여기서, 식별 정보는 복수개의 후보 중 어느 하나를 나타내는 인덱스 정보일 수 있다. 일 예로, N 개의 후보가 존재한다면, 인덱스 정보는 0부터 N-1 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.
도 22는 복호화 장치에서 현재 블록에 대한 보정을 수행할 것인지 여부를 결정하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 22를 참조하면, 먼저, 복호화 장치는, 현재 블록이 화면 내 예측으로 부호화되었는지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S2201).
현재 블록이 화면 내 예측으로 부호화된 경우(S2202), 복호화 장치는 현재 블록에 대해 복원 화소 영역을 이용한 보정이 이용되는지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S2203). 이때, 상기 정보는 1비트의 플래그 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
현재 블록에 대해 보정을 수행할 것으로 판단되는 경우(S2204), 복호화 장치는 부호화 장치와 동일한 방법으로, 현재 블록에 대한 보정 계수를 유도할 수 있다(S2205). 일 예로, 복호화 장치는 현재 블록보다 앞서 복호화된 블록 중 현재 블록과 가장 유사한 특징을 갖는 블록을 탐색하고, 탐색된 블록을 이용하여, 현재 블록의 보정 계수를 유도할 수 있다.
다른 예로, 복호화 장치는 부호화 장치로부터 전송되는 정보에 기초하여, 현재 블록에 대한 보정 계수를 획득할 수도 있다. 여기서, 부호화 장치로부터 전송되는 정보는, 현재 블록과 가장 유사한 특징을 갖는 블록이 포함된 영역을 식별하는 정보 또는 복수개의 후보 블록 중 현재 블록과 가장 유사한 특징을 갖는 블록을 식별하는 식별 정보 등을 포함할 수 있다.
부호화 장치는 현재 블록에 대한 보정 계수를 직접 부호화하고, 이를 복호화 장치로 전송할 수도 있다. 이 경우, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 보정 계수를 복호화하고, 복호화된 보정 계수를 이용하여, 현재 블록에 대한 보정을 수행할 수 있다.
현재 블록에 대한 보정 계수가 획득되면, 복호화 장치는 획득된 보정 계수를 이용하여 현재 블록에 대한 보정을 수행할 수 있다. 일 예로, 보정은 앞서 설명한 수학식 2를 통해 수행될 수 있다.
현재 블록에 대한 보정은, 컬러 성분(color component) 간 적용될 수도 있다. 일 예로, 영상이 Y, Cb, Cr 포맷인 경우, 색차 신호인 Cb 및 Cr은 유사한 특성을 띨 확률이 높다. 이에 따라, 부호화 순서가 Y, Cb 및 Cr 순이라면, Cr 성분에 대해서는, Cb 영상에 적용된 보정 계수를 그대로 이용하거나, Cb 영상에서 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역을 탐색할 수도 있다.
일 예로, 부호화 장치는, Cr 성분의 현재 블록 주변에 복원 화소 영역을 설정한 뒤, 도 2에 도시된 움직임 추정과 유사한 방식으로, 이미 복호화된 Cb 영상에서 현재 블록의 주변 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역을 탐색할 수 있다. 이때, 유사성의 판단 기준은, 표준 편차 비교, SAD 또는 SSD 등일 수 있다. Cb 영상으로부터 Cr 성분인 현재 블록의 복원 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역이 탐색되면, 탐색된 복원 화소 영역에 기초하여 수학식 1을 통해 보정 계수를 유도하고, 유도된 보정 계수에 기초하여 수학식 2를 통해 현재 블록에 대한 보정을 수행할 수 있다.
다른 예로, Cr 성분인 현재 블록의 보정 계수는, Cr 성분의 복원 화소 영역 대신, 기 설정된 위치의 Cb 성분 블록의 복원 화소 영역을 이용하여 현재 블록의 보정 계수를 유도할 수도 있다. 일 예로, 부호화 장치는 Cb 영상 내 Cr 성분인 예측 블록과 동 위치에 존재하는 Cb 성분의 잔차 블록을 이용하여 보정을 수행할 수도 있다.
다음으로, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 23은 부호화 장치에서, 현재 블록의 복원 화소 영역을 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드에 대한 예측을 수행할 것인지 여부를 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 부호화 장치는, 현재 블록에 이웃한 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 경우의 코스트(코스트 A)를 계산한다(S2301). 현재 블록에 이웃한 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 것은, 인덱스를 이용한 화면 내 예측 모드 예측 방법이라 호칭될 수도 있다. 인덱스를 이용한 화면 내 예측 모드 예측 방법은 도 24를 통해 상세히 설명하기로 한다.
부호화 장치는 화면 내 예측 모드를 예측하지 않는 방법을 이용한 경우의 코스트(이하, 코스트 B라 호칭함)를 계산할 수 있다(S2302). 화면 내 예측 모드를 예측하지 않는 방법을 이용한 화면 내 예측 모드 결정 방법은 도 25을 통해 상세히 설명하기로 한다.
그리고, 부호화 장치는 현재 블록의 복원 화소 영역을 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법을 이용한 경우의 코스트(이하, 코스트 C라 호칭함)를 계산할 수 있다(S2303). 현재 블록의 복원 화소 영역을 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법은, 도 26를 통해 상세히 설명하기로 한다.
이후, 부호화 장치는 코스트 A, 코스트 B 및 코스트 C를 비교하여, 현재 블록에 대한 최적의 화면 내 예측 모드 결정 방법을 결정할 수 있다(S2304).
도 24는 인덱스를 이용한 화면 내 예측 모드 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의를 위해, 현재 블록은 화면 내 예측으로 부호화되고, 현재 블록의 상단에 인접한 주변 블록의 화면 내 예측 모드 및 현재 블록의 좌측에 인접한 주변 블록의 화면 내 예측 모드는 각각 A, B인 것으로 가정한다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하기 위해, 부호화 장치는 현재 블록에 인접한 주변 블록들의 화면 내 예측 모드를 이용하여 후보 모드를 구성할 수 있다. 후보 모드는 복수개 존재할 수 있다. 설명의 편의를 위해, 본 실시예에서는, 후보 모드의 개수가 2개인 것으로 가정하나, 이보다 더 많은 수(예컨대, 3개부터 6개 사이, 또는 그 이상)의 후보 모드가 존재할 수도 있다.
일 예로, 부호화 장치는, A 및 B가 동일한지 여부를 판단하고, A 및 B가 동일한 경우, A를 첫번째 후보 모드로 설정하고, 임의의 화면 내 예측 모드를 두번째 후보 모드로 설정할 수 있다. 3개 이상의 후보 모드를 이용하는 경우, A를 첫번째 후보 모드로 설정한 뒤, 임의의 화면 내 예측 모드 간의 우선 순위에 기초하여, 잔여 후보 모드들을 설정할 수 있다. 여기서, 임의의 예측 모드는 통계적으로 발생 빈도수가 높은 화면 내 예측 모드들을 포함할 수 있다. 일 예로, 임의의 예측 모드는, DC 또는 Planar 등의 비 방향성 예측 모드, 후보 모드와 유사한 방향의 예측 모드, Vertical, Horizontal 또는 대각선 방향 등의 방향성 예측 모드 등을 포함할 수 있다.
A 와 B가 상이한 경우, A를 첫번째 후보 모드로 설정하고, B를 두번째 후보 모드로 설정할 수 있다. 3개 이상의 후보 모드를 이용하는 경우, A 및 B와 상이한 임의의 예측 모드 간의 우선 순위에 기초하여, 잔여 후보 모드들을 설정할 수 있다.
이후, 부호화 장치는 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드를 식별하는 정보를 부호화한다. 여기서, 상기 정보는 복수의 후보 모드 중 어느 하나를 나타내는 인덱스 정보일 수 있다.
후보 모드의 개수는, 기 설정된 값일 수도 있고, 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화되어 복호화 장치로 전송될 수도 있다. 후보 모드를 생성하는 과정은 부호화 장치 및 복호화 장치에서 동일한 방법을 이용할 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하지 않는 경우, 부호화 장치는 코스트 A를 코스트 B 및 코스트 C보다 높은 값으로 설정하여, 인덱스를 이용한 화면 내 예측 모드 예측 방법이 선택되지 않도록 할 수도 있다.
도 25는 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법을 이용하지 않고, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 결정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
현재 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하지 않는 경우, 부호화 장치는 현재 블록이 이용할 수 있는 모든 화면 내 예측 모드에서 후보 모드를 제외한 잔여 예측 모드 중 현재 블록의 인트라 예측 모드를 직접 부호화할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 이용할 수 있는 인트라 예측 모드의 수가 10개이고, 후보 모드의 개수는 2개(예컨대, 첫번째 후보 모드 A = 0, 두번째 후보 모드 B = 3)라고 가정할 경우, 후보 모드를 제외한 잔여 예측 모드는 1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9가 된다. 부호화 장치는 잔여 예측 모드를 순서에 따라 넘버링할 수 있다. 예컨대, A가 B보다 작은 경우, A보다 작은 잔여 예측 모드는 기존 인덱스를 그대로 갖고 있게 되고, A 및 B 사이의 잔여 예측 모드는 1이 감소한 인덱스를 갖게 되며, B보다 큰 잔여 예측 모드는 2가 감소한 인덱스를 갖게 된다. A가 0, B가 3인 것으로 가정한바, 1, 2는 인덱스가 1 감소한, 0, 1로 변경되고, 4~9는 인덱스가 2 감소한 2~7로 변경될 수 있다. 이후, 부호화 장치는 인덱스가 재할당된 잔여 예측 모드 중에서, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 나타내는 식별 정보를 부호화할 수 있다.
복호화 장치는, 부호화 장치로부터 식별 정보를 수신한 뒤, 수신한 식별 정보를 기초로, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정할 수 있다. 이때, 복호화된 잔여 예측 모드가 후보 모드들보다 작은 경우, 잔여 예측 모드를 그대로 현재 인트라 예측 모드로 결정하고, 잔여 예측 모드가 후보 모드들 중 적어도 하나 이상보다 큰 경우, 잔여 예측 모드에 잔여 예측 모드보다 작은 후보 모드들의 개수 만큼 인덱스를 더하여, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 일 예로, 후보 모드, A 및 B가 3이고, 잔여 예측 모드가 5일 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드는, 5에 2를 더한 7이 될 수 있다.
도 25을 통해 설명한 예에서는, 앞서 도 24를 통해 설명한 바와 같이, 후보 모드가 현재 블록에 이웃한 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 포함하는 것으로 가정하였다. 설명한 예에 그치지 않고, 후보 모드는 후술되는 도 26을 통해 설명할, 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역을 주변 화소로 삼는 블록의 화면 내 예측 모드를 포함할 수도 있다.
도 26은 현재 블록의 복원 화소 영역을 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
부호화 장치는, 이미 부호화/복호화가 완료된 영역으로부터, 현재 블록 주변의 복원 화소 영역과 가장 유사한 영역을 탐색할 수 있다. 이때, 탐색은 블록 단위로 이루어질 수 있다.
현재 블록 주변의 복원 화소 영역과 가장 유사한 영역이 탐색되었다면, 부호화 장치는 현재 블록 주변의 복원 화소 영역과 가장 유사한 영역을 복원 화소 영역으로 삼는 블록의 화면 내 예측 모드에 기초하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측할 수 있다.
일 예로, 도 26에 도시된 예에서, 현재 블록의 복원 화소 영역 A와 가장 유사한 복원 화소 영역이 B인 경우, 부호화 장치는 B를 복원 화소 영역으로 삼는 블록인 블록 1의 화면 내 예측 모드와 현재 블록의 화면 내 예측 모드 사이의 잔차값을 부호화할 수 있다.
부호화 장치는, 현재 블록의 복원 화소 영역와 유사한 복수개의 복원 화소 영역을 탐색할 수도 있다. 이때, 복원 화소 영역의 탐색 개수(P)는, 기 설정된 개수를 사용하거나, 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 시그널링될 수도 있다.
일 예로, 도 26에 도시된 예에서, 현재 블록의 복원 화소 영역 A와 유사한 복원 화소 영역 B 및 C가 검출되었다면, 부호화 장치는 B를 복원 화소 영역으로 삼는 블록인 블록 1 및 C를 복원 화소 영역으로 삼는 블록인 블록 2의 화면 내 예측 모드 중 어느 하나를 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측할 수 있다. 이때, 부호화 장치는 블록 1 및 블록 2 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드의 예측에 보다 최적인 블록을 나타내는 인덱스(예컨대, 현재 블록의 화면 내 예측 모드와의 잔차값이 최소인 블록)와, 인덱스가 가리키는 블록의 화면 내 예측 모드와 현재 블록의 화면 내 예측 모드 사이의 차분값을 부호화할 수 있다.
상술한 예에서는, 현재 블록과 유사한 특징을 갖는 복수의 블록 중 어느 하나를 나타내는 인덱스 정보가 부호화되는 것으로 설명하였지만, 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역 중 어느 하나를 나타내는 인덱스 정보를 부호화하는 것도 가능하다. 이 경우, 복호화 장치는, 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복수의 복원 화소 영역 중 인덱스 정보에 의해 식별되는 어느 하나를 선택하고, 선택된 복원 화소 영역을 주변 화소로 삼는 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 복호화할 수 있다.
부호화 장치는 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역을 1개 탐색할 것인지 혹은 복수개(P) 탐색할 것인지 여부를 나타내는 정보도 부호화할 수도 있다. 또는, 부호화 장치 및 복호화 장치에서, 기 설정된 조건 하에, 복원 영역의 탐색 개수를 적응적으로 결정할 수도 있다.
다음으로, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정하는 방법과 관련한 정보를 부호화하는 예에 대해 살펴보기로 한다.
도 27은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정하는 방법과 관련한 정보를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 부호화 장치는, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법이 이용되는지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다(S2701). 여기서, 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법이 이용되는 경우(S2702), 부호화 장치는, 복원 화소 영역을 이용한 화면 내 예측 모드 예측 방법이 이용되는지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다(S2703). 여기서, 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
복원 화소 영역을 이용한 화면 내 예측 모드 예측 방법이 이용되는 경우(S2704), 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하기 위해 필요한 정보를 부호화할 수 있다(S2705). 일 예로, 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복수개의 복원 화소 영역을 탐색하는 경우라면, 현재 블록과 유사한 특징을 갖는 복수개의 블록 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일 또는 유사한 화면 내 예측 모드를 갖는 블록을 식별하기 위한 식별 정보를 부호화할 수 있다. 여기서, 상기 식별 정보는 복수의 후보 블록 중 어느 하나를 나타내는 인덱스 정보일 수 있다. 또한, 부호화 장치는 후보 블록의 화면 내 예측 모드와 현재 블록의 화면 내 예측 모드 사이의 차분값을 부호화할 수도 있다.
만약, 복원 화소 영역을 이용한 화면 내 예측 모드 예측 방법이 이용되지 않는 것으로 판단되는 경우(S2704), 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 블록에 이웃한 주변 블록들의 화면 내 예측 모드를 이용한 예측 방법을 이용하여 부호화될 수 있다. 이에 따라, 부호화 장치는, 주변 블록들의 화면 내 예측 모드들을 기초로 생성되는 후보 모드 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드를 식별하기 위한 식별 정보를 부호화할 수 있다(S2706).
만약, 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법이 사용되지 않았다면, 현재 블록이 이용할 수 있는 화면 내 예측 모드 중 후보 모드를 제외한 잔여 모드를 대상으로, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 부호화할 수 있다(S2707).
도 28은 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 복호화 장치는, 비트스트림으로부터, 현재 블록이 화면 내 예측으로 부호화되었는지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다.
현재 블록이 화면 내 예측으로 부호화된 경우, 복호화 장치는, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법이 이용되는지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S2801). 여기서, 상기 정보는 1비트의 플래그 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법이 이용되는 경우(S2802), 복호화 장치는 현재 블록의 복원 화소 영역을 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S2803). 여기서, 상기 정보는 1비트의 플래그 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
복원 화소 영역을 이용한 화면 내 예측 모드 예측 방법이 이용되는 경우(S2804), 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하기 위해 필요한 정보를 복호화할 수 있다(S2805). 일 예로, 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복수개의 복원 화소 영역이 탐색된 경우라면, 현재 블록과 유사한 특징을 갖는 복수개의 블록 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일 또는 유사한 화면 내 예측 모드를 갖는 블록을 식별하기 위한 식별 정보를 복호화할 수 있다. 여기서, 상기 식별 정보는 복수의 후보 블록 중 어느 하나를 나타내는 인덱스 정보일 수 있다. 또한, 복호화 장치는 식별 정보에 의해 식별되는 후보 블록의 화면 내 예측 모드와 현재 블록의 화면 내 예측 모드 사이의 차분값을 복호화할 수도 있다. 부호화 장치는 복호화된 정보에 기초하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 결정할 수 있다.
만약, 복원 화소 영역을 이용한 화면 내 예측 모드 예측 방법을 이용하지 않는 것으로 판단되는 경우(S2804), 복호화 장치는, 현재 블록에 이웃한 주변 블록들의 화면 내 예측 모드를 이용한 예측 방법을 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 결정할 수 있다. 이를 위해, 복호화 장치는, 현재 블록에 이웃한 주변 블록들의 화면 내 예측 모드를 이용하여, 후보 모드를 구성하고, 후보 모드 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드를 식별하기 위한 식별 정보를 복호화할 수 있다(S2806). 복호화 장치는, 식별 정보가 나타내는 후보 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 설정할 수 있다.
만약, 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법이 사용되지 않았다면, 복호화 장치는 현재 블록에 대한 잔여 모드 정보를 복호화할 수 있다(S2807). 이후, 복호화 장치는, 현재 블록의 후보 모드 및 잔여 모드 정보를 기초로, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 결정할 수 있다.
상술한 실시예에서는, 현재 블록에 이웃한 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법과, 현재 블록의 복원 화소 영역과 동릴 또는 유사한 복원 화소 영역을 주변 화소로 갖는 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측 하는 방법이, 별개의 예측 방법인 것으로 설명하였다. 다른 예로, 두 개의 예측 방법은, 하나의 예측 방법으로 통합되어 이용될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 방법을 이용하도록 설정되는 경우, 부호화 장치는, 현재 블록 주변의 화면 내 예측 모드 및 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역을 주변 화소로 갖는 블록의 화면 내 예측 모드를 기초로 후보 모드를 구성할 수 있다. 이때, 후보 모드는 주변 블록의 화면 내 예측 모드 및 현재 블록과 유사한 특징을 갖는 블록의 화면 내 예측 모드를 포함하고, 임의의 화면 내 예측 모드를 더 포함할 수도 있다. 이 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드의 예측 방법을 특정하기 위한 부호화 과정(즉, S2703) 및 복호화 과정(S2803)은 생략될 수 있을 것이다.
다음으로, 복원 화소 영역을 이용하여, 화면 내 예측을 수행하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 29는 복원 화소 영역을 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
현재 블록의 예측 블록을 유도하기 위해, 현재 영상 내, 현재 블록 주위의 복원 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역을 탐색할 수 있다. 일 예로, 현재 블록 주위의 복원 화소 영역 A와 가장 유사한 복원 화소 영역이 B라면, B를 복원 화소 영역으로 갖는 블록(즉, 블록 1)을 현재 블록의 예측 블록으로 이용할 수 있다.
복원 화소 영역을 이용할 경우, 현재 영상 내 현재 블록의 복원 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역을 탐색한 뒤, 탐색 결과에 따라, 현재 블록의 예측 블록으로 이용될 블록이 결정되기 때문에, 일반적인 화면 내 예측과는 달리, 화면 내 예측 모드가 불필요하다. 이에 따라, 화면 내 예측 모드의 부호화 없이도, 화면 내 예측을 수행할 수 있는 이점이 있다.
이때, 부호화/복호화 과정에서의 복잡성을 줄이기 위해, 유사한 복원 화소 영역을 탐색하는데 이용되는 영역을 제한할 수도 있다. 탐색 범위를 나타내는 정보는 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화되어 복호화 장치로 전송될 수 있다. 일 예로, 부호화 장치는 현재 블록을 기준으로, 현재 블록보다 앞서 복원된 Q개의 블록들을 탐색 범위로 설정할 수 있다. 또는, 부호화 장치는 탐색 범위의 크기를 화소 단위로 포함하고, 탐색 범위의 크기를 나타내는 정보를 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화할 수도 있다.
도 30은 복원 화소 영역을 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 방법을 결정하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 부호화 장치는, 복원 화소 영역을 이용한 화면 내 예측을 수행하였을 경우의 코스트(코스트 A)를 계산하고(S3001), 복원 화소 영역을 이용하지 않고 화면 내 예측을 수행하였을 경우의 코스트(코스트 B)를 계산할 수 있다(S3002).
부호화 장치는 코스트 A 및 코스트 B를 비교하여, 복원 화소 영역을 이용하여, 화면 내 예측을 수행할 것인지 여부를 결정할 수 있다(S3003).
도 31은 복원 화소 영역을 이용한 화면 내 예측 수행 여부와 관련된 정보를 부호화하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 부호화 장치는 복원 화소 영역을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 것인지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다(S3101). 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
복원 화소 영역을 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 경우(S3102), 부호화 장치는 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 관련한 정보를 부호화하지 않고 종료할 수 있다.
반면, 복원 화소 영역을 이용하지 않고 화면 내 예측을 수행하는 경우(S3102), 부호화 장치는 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 관련된 정보를 부호화할 수 있다(S3103). 여기서, 화면 내 예측 모드와 관련된 정보는, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 MPM 후보와 동일한지 여부를 나타내는 정보, MPM 인덱스 또는 잔여 모드 정보 등을 포함할 수 있다.
도 32는 복원 화소 영역을 이용한 화면 내 예측 수행 여부와 관련된 정보를 복호화하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 복호화 장치는 복원 화소 영역을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 것인지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S3201). 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
복원 화소 영역을 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 경우(S3202), 복호화 장치는 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 관련한 정보를 복호화하지 않고, 현재 영상 내 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역을 탐색함으로써, 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
반면, 복원 화소 영역을 이용하지 않고 화면 내 예측을 수행하는 경우(S3202), 복호화 장치는 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 관련된 정보를 복호화할 수 있다(S3203). 여기서, 화면 내 예측 모드와 관련된 정보는, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 MPM 후보와 동일한지 여부를 나타내는 정보, MPM 인덱스 또는 잔여 모드 정보 등을 포함할 수 있다. 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 획득되면, 복호화 장치는 획득된 화면 내 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
상기 실시예에서는 현재 블록에 인접한 복원 화소 영역을 이용하여 현재 영상 내에서 가장 유사한 복원 화소 영역을 찾은 후 그에 해당하는 블록을 예측 블록으로 설정하는 방법을 설명하였지만, 상기 블록을 현재 블록의 예측 블록으로 삼는 것이 아니라, 현재 블록의 복원 블록으로 설정하는 방법 또한 가능하다. 이때, 현재 블록에 인접한 복원 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역을 갖는 블록을, 현재 블록의 복원 블록으로 사용할 것인지 여부를 나타내는 정보가 부호화될 수 있다. 현재 블록에 인접한 복원 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역을 갖는 블록을, 현재 블록의 복원 블록으로 사용하는 경우, 변환, 양자화 및 변환 계수의 엔트로피 부호화 과정등을 거치지 않게 되어, 효율적인 영상 부호화가 가능하다.
다음으로, 복원 화소 영역을 이용하여, 현재 블록에 대해 화면 간 예측을 수행하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 33은 현재 블록 주변의 복원 화소를 이용하여, 현재 블록에 대한 화면 간 예측을 수행하는 방법을 설명하기로 한다.
현재 블록을 부호화하고자 하는 경우, 현재 블록 주변에는 이미 부호화/복호화가 완료된 복원된 화소들이 존재할 수 있다. 이 경우, 부호화 장치는 현재 블록 주변의 복원 화소들 중 임의의 영역에 포함된 화소를 기준으로, 현재 블록에 대한 움직임 추정을 시작할 수 있다.
일 예로, 도 33에 도시된 예에서, 부호화 장치는, 참조 영상 내 현재 블록 주변의 복원 화소 영역 A와 동일 위치는 영역에서부터 움직임 추정을 시작할 수 있다. 현재 블록 주변의 복원 화소 영역 A과 유사한 복원 화소 영역 B가 탐색되면, 부호화 장치는 A와 B 사이의 거리를 움직임 벡터로 설정할 수 있다. 이후, 복원 화소 영역을 이용하여 추정된 움직임 벡터를 현재 블록에 적용하여, 현재 블록에 대한 예측 블록(즉, 참조 영상 내 움직임 벡터에 의해 지시되는 참조 블록)을 결정할 수 있다.
이때, 현재 블록 주변의 복원 화소 영역과 탐색된 복원 화소 영역은 동일한 크기 또는 모양을 가져야 한다. 도 33에서는, 현재 블록의 복원 화소 영역이, 현재 블록의 상단 경계에 인접한 화소, 현재 블록의 좌측 경계에 위치한 화소, 현재 블록의 코너(예컨대, 현재 블록의 좌상단 코너, 현재 블록의 우상단 코너, 현재 블록의 좌하단 코너 등)에 인접한 화소 등을 포함하는 영역인 것으로 설명하였으나, 복원 화소 영역의 모양은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 복원 화소 영역은 도 18을 통해 설명한 바와 같이, 복원 화소 영역은 다양한 크기 또는 모양을 가질 수 있다.
또한, 서브 샘플링을 통해, 복원 화소 영역에 포함된 일부 화소들을 이용하여, 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역을 탐색할 수도 있다. 일 예로, 부호화 장치는 앞서 도 15를 통해 설명한 바와 같이, 복원 화소 영역에 포함된 복원 화소들 중 일부만을 이용하거나, 현재 블록의 경계 주변의 M개 이상의 행 또는 N 개 이상의 열을 이용하여 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역을 탐색할 수도 있다. 부현재 블록의 너비를 K배 또는 현재 블록의 높이를 L배 확장한 범위 내의 주변 화소들을 이용하여, 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역을 탐색할 수도 있다.
참조 영상 내 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복원 화소 영역을 탐색하는 것은, 복원 화소 영역 내 유사도를 비교함으로써 수행될 수 있다. 앞서 화면 내 예측과 관련한 실시예을 통해 설명한 바와 같이, 유사도 탐색에는, 복원 화소 영역의 표준 편차, 복원 화소들의 평균값, 복원 화소 영역 간의 SAD(Sum of Absolute Difference) 또는 SSD(Sum of Squared Difference) 등을 이용한 유사도 측정 등이 이용될 수 있다.
현재 블록의 복원 화소 영역을 이용하여 움직임 추정을 수행하는 경우, 현재 블록 주변의 부호화/복호화가 완료된 정보들만 이용하여 움직임 정보를 유도하기 때문에, 부호화 장치에서 복호화 장치로 움직임 정보(예컨대, 움직임 벡터)를 전송할 필요가 없다.
부호화 장치는, 복원 화소 영역을 이용한 움직임 추정을 통해, 최소 비용을 갖는 사례를 통해, 현재 블록의 참조 영상, 예측 방향(예컨대, 과거, 미래 또는 양방향 예측 등) 또는 움직임 벡터 등의 움직임 정보를 결정할 수 있다. 복호화 장치 역시, 현재 블록 주변의 복원 화소 영역을 통해 움직임 추정을 수행하고, 부호화 장치와 동일한 방식으로 최소 비용을 갖는 사례를 선택함으로써, 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다.
다만, 복호화 장치에서도, 참조 영상 대상 전체를 대상으로 움직임 추정을 수행한다면, 복호화 장치의 복잡도가 극단적으로 증가할 염려가 있다. 이를 해결하기 위해, 블록 단위 또는 상위 헤더에서, 유사 복원 화소 영역을 탐색하는 탐색 범위를 나타내는 정보를 부호화하고, 이를 복호화 장치로 전달하는 방법이 이용될 수 있다. 유사 복원 화소 영역을 탐색하는 탐색 범위를 제한함으로써, 복호화 장치의 복잡도를 낮출 수 있다. 일 예로, 부호화 장치는, 참조 영상을 특정하는 정보(예컨대, 참조 영상 인덱스) 또는 참조 영상 내 참조 블록이 포함된 위치를 나타내는 정보(예컨대, 슬라이스 또는 타일 인덱스 등) 등을 부호화할 수 있다. 참조 영상 및 참조 블록 위치에 대한 정보를 복호화 장치로 전송함으로써, 복호화 장치의 연산량을 줄이고, 복호화 장치의 복잡도를 낮출 수 있다.
또한, 부호화 장치는 블록 단위 또는 상위 헤더에서 복수의 움직임 추정 방식의 종류 중 어느 하나를 특정하는 정보를 부호화할 수도 있다. 이 경우, 복호화 장치는, 부호화 장치로부터 전송되는 정보에 기초하여, 현재 블록의 복원 화소 영역을 이용한 움직임 추정을 수행할 것인지 여부를 결정할 수 있다.
도 34은 부호화 장치 또는 복호화 장치에서 수행될 수 있는 움직임 추정의 일 예를 나타낸 도면이다. 본 도면에서, 움직임 추정을 시작하는 위치는 A인 것으로 가정한다. 아울러, 도시된 예에서, ①은 정수 위치 화소(integer pel), ②는 1/2 위치 화소(half pel), ③은 1/4 위치 화소(quarter pel)인 것으로 가정한다. 본 도면에서는, 9개의 정수 화소를 표시하고 있지만, 이보다 더 많은 수의 정수 화소가 움직임 추정에 이용될 수 있음은 물론이다.
다수의 정수 위치 화소들 중 최적의 움직임 벡터가 a위치를 가리키는 것으로 선택 되었다면 a를 기준으로 주변 위치(a와 8개의 ②)에서 추가적으로 1/2 위치 화소 단위로 움직임 추정을 수행한다. 만약 다수의 1/2 위치 화소들 중 최적의 움직임 벡터가 b위치를 가리키는 것으로 선택 되었다면 b를 기준으로 주변 위치(b와 8개의 ③)에서 추가적으로 1/4 위치화소 단위로 움직임 추정을 수행한다. 1/4 위치 화소 단위로 움직임 추정을 한 결과 최적의 움직임 벡터가 c위치를 가리키는 것으로 선택 되었다면 최종적인 움직임 벡터는 (A->c)를 나타낸다. 여기서 좌표는 A를 기준으로 왼쪽 방향과 위쪽 방향으로 갈수록 음수, 오른쪽 방향과 아래쪽 방향으로 갈수록 양수가 되며 혹은 음수와 양수 기준이 반대로 될 수도 있다. 도 34에서는 예시로 1/4 위치 화소까지 움직임 추정을 한다고 설명을 하였지만 1/2K위치 화소단위로 움직임 추정이 가능하다. 여기서 K는 0이상의 정수가 되며 K는 부호화 장치와 복호화 장치에서 동일하게 설정하는 것이 가능하다. 또한, 블록 단위 혹은 상위 헤더에서 K를 전송하는 것도 또한 가능하다. 이때, ①에서 구한 움직임 벡터를 mv_1라 하고 ②에서 구한 움직임 벡터를 mv_2, ③위치에서 구한 움직임 벡터를 mv_3이라 할 때, 최종적으로 결정되는 움직임 벡터 mv는 (mv_1<<(K)) + (mv_2<<(K-1)) + mv_3<<(K-2)로 계산될 수 있다. 이는, 움직임 벡터 mv를 실수 단위가 아닌 정수 단위로 맞추기 위함이다. 도 34의 경우, A부터 a까지의 움직임 벡터 mv_1은 (-1, -1), a부터 b까지의 움직임 벡터 mv_2는 (0, -1), b 부터 c까지의 움직임 벡터 mv_3은 (1, 1)이다. 도 34은 K를 2로 가정하고 1/4위치화소 단위로 움직임 추정을 수행하였기 때문에, 최종 움직임 벡터 mv는 ((-1, -1)<<2) + ((0, -1)<<1) + ((1, 1)<<0) = (-4, -4) + (0, -2) + (1, 1) = (-3, -5)로 결정될 수 있다.
만약 1/8위치 화소까지 움직임 추정을 수행한다면, 최종 움직임 벡터 mv는 (mv_1<<3) + (mv_2<<2) + mv_3<<1 + mv_4로 결정될 수 있다. 여기서, mv_4는 1/8 위치 화소 단위로 추정된 움직임 벡터를 의미한다.
도 35는 1/4 위치 화소 단위로 추정된 움직임 벡터를 이용하여, 4x4 크기의 예측 블록을 결정하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 도면에서, 동그라미는 정수 위치 화소, 세모는 분수 위치 화소를 나타낸다. 최종 움직임 벡터 mv가 (7, -10)이라 가정할 경우, 현재 블록에 대한 예측 블록은, 참조 영상 내 현재 영상과 동일 위치 블록으로부터 1/4 위치 단위로 x축으로 7, y축으로 -10만큼 이동한 위치를 포함할 수 있다.
도 36은 복원 화소 영역을 이용하여 화면 간 예측을 수행할 것인지 여부를 판단하는 과정을 나타내는 순서도이다.
*먼저, 부호화 장치는 복원 화소 영역을 이용하지 않고 화면 간 예측을 수행하였을 때의 코스트(코스트 A)를 계산할 수 있다(S3601). 복원 화소 영역을 이용하지 않은 화면 간 예측은, 머지 모드, AMVP 모드 등을 이용하여, 화면 간 예측을 수행하였을 경우를 의미할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 복원 화소 영역을 이용하여 화면 간 예측을 수행하였을 때의 코스트(코스트 B)를 계산할 수 있다(S3602).
이후, 부호화 장치는 코스트 A 및 코스트 B를 비교하여, 현재 블록에 대한 최적의 화면 간 예측 방법을 선택할 수 있다(S3603). 코스트 A가 코스트 B보다 작다면, 복원 화소 영역을 이용하지 않은 화면 간 예측을 통해 현재 블록을 부호화하고, 코스트 A가 코스트 B보다 크다면, 복원 화소 영역을 이용한 화면 간 예측을 통해 현재 블록을 부호화할 수 있다.
도 37은 현재 블록에 대한 화면 간 예측 방법을 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 부호화 장치는 현재 블록의 화면 간 예측 방법을 특정하기 위한 정보를 부호화할 수 있다(S3701). 상기 정보는 현재 블록이 복원 화소 영역을 이용한 화면 간 예측이 수행되는지 여부를 나타내는 1비트 플래그를 포함할 수 있다. 또는, 상기 정보는 현재 블록이 이용할 수 있는 복수의 화면 간 예측 모드 방법(예컨대, 머지 모드, AMVP 모드, 스킵 모드 및 복원 화소 영역을 이용한 방법) 중 어느 하나를 특정하는 인덱스 정보일 수도 있다.
현재 블록에 대해, 복원 화소 영역을 이용한 화면 간 예측이 수행된 것으로 판단된 경우(S3702), 부호화 장치는 현재 블록에 대한 움직임 정보를 부호화를 생략할 수 있다. 또는, 블록 단위 또는 상위 헤더에서, 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 영역을 탐색하기 위한 탐색 범위를 나타내는 정보를 부호화할 수도 있다. 탐색 범위를 제한함으로써, 복호화 장치에서의 복잡도를 낮출 수 있다.
반면, 복원 화소 영역을 이용한 화면 간 예측이 수행되지 않은 것으로 판단되는 경우(S3702), 부호화 장치는 현재 블록에 대한 움직임 정보를 결정하기 위한 정보(예컨대, 머지 모드 하에서 현재 블록과 동일한 움직임 정보를 갖는 블록을 특정하는 정보, 또는 AMVP 모드 하에서 참조 영상 인덱스, 움직임 벡터 예측 후보 중 어느 하나를 특정하는 정보 및 움직임 벡터 차분값 등)를 부호화할 수 있다(S3703).
도 38는 현재 블록에 대한 화면 간 예측 방법을 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 복호화 장치는 현재 블록의 화면 간 예측 방법을 특정하기 위한 정보를 복호화할 수 있다(S3801). 상기 정보는 현재 블록이 복원 화소 영역을 이용한 화면 간 예측이 수행되는지 여부를 나타내는 1비트 플래그를 포함할 수 있다. 또는, 상기 정보는, 현재 블록이 이용할 수 있는 복수의 화면 간 예측 모드 방법(예컨대, 머지 모드, AMVP 모드, 스킵 모드 및 복원 화소 영역을 이용한 방법) 중 어느 하나를 특정하는 인덱스 정보일 수도 있다.
상기 정보에 기초하여, 복호화 장치는 현재 블록에 대한 화면 간 예측 방법을 결정할 수 있다. 이때, 현재 블록에 대해 복원 화소 영역을 이용한 화면 간 예측이 수행되는 것으로 판단된 경우(S3802), 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 움직임 정보를 복호화하는 대신, 움직임 추정을 통해 현재 블록에 대한 움직임 정보를 획득할 수 있다(S3803). 이때, 현재 블록의 움직임 정보는, 참조 영상 내 현재 블록의 복원 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역을 탐색함으로써 수행될 수 있다.
또는, 복호화 장치는 블록 단위 또는 상위 헤더에서, 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 영역을 탐색하기 위한 탐색 범위를 나타내는 정보를 복호화할 수도 있다. 복호화 장치는 제한된 탐색 범위 내 현재 블록의 복원 화소 영역과 가장 유사한 복원 화소 영역을 탐색할 수 있다.
반면, 복원 화소 영역을 이용한 화면 간 예측이 수행되지 않은 것으로 판단되는 경우(S3802), 복호화 장치는 현재 블록에 대한 움직임 정보를 결정하기 위한 정보(예컨대, 머지 모드 하에서 현재 블록과 동일한 움직임 정보를 갖는 블록을 특정하는 정보, 또는 AMVP 모드 하에서 참조 픽처 인덱스, 움직임 벡터 예측 후보 중 어느 하나를 특정하는 정보 및 움직임 벡터 차분값 등)를 복호화하고, 복호화된 정보를 기초로, 현재 블록에 대한 움직임 정보를 결정할 수 있다(S3804).
상술한 실시예에서, 부호화 장치 및 복호화 장치는 참조 영상 내 현재 블록의 복원 화소 영역과 가장 유사한 영역을 탐색하는 것으로 설명하였다. 설명한 예와 달리, 부호화 장치 및 복호화 장치는 참조 영상 내 현재 블록의 복원 화소 영역과 유사한 복수개의 영역을 탐색할 수도 있다. 이 경우, 부호화 장치는 탐색된 복수개의 후보 영역 중 현재 블록의 화면 간 예측에 이용되는 영역을 특정하는 정보를 부호화할 수 있다. 복호화 장치는 상기 정보에 의해 특정되는 영역을 이용하여, 현재 블록에 대한 움직임 정보를 결정하고, 결정된 움직임 정보를 이용하여, 현재 블록에 대한 화면 간 예측을 수행할 수 있다.
다음으로, 복원 화소 영역을 이용하여, 움직임 정보를 개선하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
현재 블록에 대한 움직임 벡터를 결정할 때, 부호화 장치 및 복호화 장치에서 동일한 방법으로, 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 일 예로, 부호화 장치에서 1/2K 위치 화소 단위로 블록을 이용한 움직임 추정을 수행한 뒤, 복원 화소 영역을 이용하여 1/2K+L 위치 단위로 움직임 추정 결과를 개선할 수 있다. 여기서 K는 화면 간 예측을 수행할 시에 사용되는 움직임 벡터(즉, 복원 화소 영역을 이용하지 않고 유도한 움직임 벡터)의 정밀도를 나타내고, L은 복원 화소 영역을 이용하여 개선할 수 있는 움직임 벡터의 정밀도를 의미한다.
K와 L은 부호화 하여 상위 헤더에서 복호화 장치로 전송하는 것도 가능하며 또는 부호화 장치와 복호화 장치가 동일하게 기 설정하는 것도 또한 가능하다. 예를 들어 K 및 L이 각각 2 또는 1로 기 설정되어 있다면, 부호화 장치에서 1/4 위치 화소 단위로 추정된 움직임 정보를 복호화기에 전송하여도, 복호화 장치에서는 1/4 위치 화소 단위에 추가적으로 1/8 위치 화소 단위로 움직임 정보를 개선할 수 있다. 즉, K 및 L 중 적어도 하나에 기초하여, 부호화기에서 전송된 움직임 정보는 추가적으로 개선될 수 있다.
만약, 움직임 정보의 개선 정도를 나타내는 L이 0으로 설정된다면, 1/2K 화소 단위 움직임 벡터를 기반으로 움직임 추정을 수행하고, 추가로 복원 화소 영역을 이용하여 1/2K 화소 단위로 움직임 추정을 수행하는 것도 가능하다. 또는, L이 0인 경우, 현재 블록에 대해서만 움직음 추정을 수행하고, 복원 화소 영역에서는 움직임 추정을 수행하지 않을 수도 있다.
부호화 장치 및 복호화 장치가 동일한 방법으로 추정된 움직임 벡터를 개선하므로, 1/2K 위치 화소 단위로 추정된 움직임 벡터를 부호화하더라도, 1/2K+L 위치 화소 단위로 움직임 벡터를 이용할 수 있고, 부호화 장치 및 복호화 장치에서 1/2K+L 위치 화소 단위로 움직임 벡터를 저장할 수 있다.
이때, 부호화 되는 움직임 벡터는 1/2K 위치 화소 단위이므로, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 벡터를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 결정하는 경우, 주변 블록의 움직임 벡터 정밀도도 1/2K 위치 화소 단위로 맞출 수 있다.
일 예로, 도 39은 복원 화소 영역을 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 개선하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해, 움직임 벡터 부호화 정밀도(K)는 2, 움직임 벡터 개선 정밀도(L)은 1인 것으로 가정한다.
움직임 벡터 부호화 정밀도가 2이므로, 부호화되는 움직임 벡터는 1/4 화소 위치를 나타낸다.
움직임 벡터 개선 정밀도는 1이므로, 개선된 움직임 벡터는 1/8 화소 위치를 나타낸다.
이때, 부호화 장치 및 복호화 장치에서 동일하게 복원 화소 영역을 이용할 수 있으므로, 추가 정보 없이 움직임 벡터 개선이 가능하다. 일 예로, 부호화되는 움직임 벡터가 (7, -10)이라 할 경우, 부호화되는 움직임 벡터는 1/4 화소 위치인 바, 부호화된 움직임 벡터가 나타내는 참조 블록(즉, 원래의 예측 블록)은 도 39에 나타난 예와 같다.
부/복호화시, 참조 영상 내 현재 블록의 복원 화소 영역에 포함된 화소와 동일한 위치로부터, 움직임 벡터가 지시하는 만큼 이격된 화소를 기준으로, 8방향으로 1/8 위치 화소 대상 움직임 추정을 수행할 수 있다. 이때, 1/8 위치 화소를 생성하기 위해서는 보간이 추가로 수행되어야 한다. 도 39에서는, 복원 화소 영역에 포함된 화소들 중 1/8 위치 화소 대상 움직임 추정을 수행할 때 이용되는 화소들을 사각형으로 표시하였다.
복원 화소 영역에 포함된 화소와 가장 유사한 1/8 위치 화소가 검출되면, 1/4 위치 화소와 1/8 위치 화소 사이의 움직임 벡터를 기초로, 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 개선할 수 있다.
일 예로, 도 39에 도시된 예에서, 복원 화소 영역 B에 포함된 별표 위치의 화소가 복원 화소 영역에 포함된 화소와 가장 유사한 1/8 위치 화소라고 가정할 경우, 1/8 위치 화소에 대한 움직임 벡터는 (-1, -1)인 것으로 취급할 수 있다. 이에 따라, 현재 블록의 움직임 벡터는 1/8 위치 화소에 대한 움직임 벡터 (-1, -1)을 고려하여 개선될 수 있다. 부호화된 1/4 위치 화소에 대한 움직임 벡터의 정밀도를 1/8 위치 화소로 맞추기 위해, 1/4 위치 화소에 대한 움직임 벡터 (7, -10)에 대해 시프트 연산(<< 1)을 수행하고, 계산 결과에 1/8 위치 화소에 대한 움직임 벡터를 더해, 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 개선할 수 있다. 이에 따라, 현재 블록의 움직임 벡터는, ((7, -10)<<1 + (-1, -1)) = (13, -21)이 될 수 있다.
K와 L은 각각 2와 1로 설정되어 있으므로, 이 개선된 움직임 벡터의 정밀도는 1/8 위치가 되며 마찬가지로 부호화 장치와 복호화 장치에서 저장되는 움직임 벡터의 정밀도는 1/8 위치가 된다.
현재 블록의 움직임 벡터는, 화면 간 예측을 사용하는 이전 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 후보로 사용함으로써 유도될 수 있다. 이때, 이전 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 후보로 이용하고자 하는 경우, 현재 블록의 기본 정밀도(K)에 맞춰 이전 블록의 움직임 벡터를 스케일링할 수 있다.
일 예로, 모든 블록에 대해 기본 정밀도(K)가 2, 추가 정밀도(L)이 1이고, 이전 블록의 기본 정밀도(K)에 대해 획득된 움직임 벡터는 (7, -10), 추가 정밀도(L)에 의해 추가 유도된 움직임 벡터는 (3, -3)인 경우를 가정한다. 이 경우, 이전 블록의 개선된 움직임 벡터는 ((7, -10)<<1) + (3, -3)에 의해 (17, -23)이 될 수 있다.
다만, 현재 블록의 기본 정밀도(K)는 2이므로, 이전 블록의 개선된 벡터 정밀도 대신, 기본 정밀도에 기초로 산출된 이전 블록의 움직임 벡터를 현재 블록의 움직임 벡터 후보로 사용할 수 있다. 즉, (17, -23)이 아닌 (7, -10)을 현재 블록의 움직임 벡터 후보로 사용할 수 잇다.
만약, K 및 L이 블록별로 상이하게 설정된다면, 현재 블록의 움직임 벡터 후보 유도시, 이전 블록의 움직임 벡터 정밀도를 임의의 정밀도로 통일할 수 있다. 일 예로, 이전 블록의 움직임 벡터를 현재 블록의 기본 정밀도(K)로 스케일링하여, 현재 블록의 움직임 벡터 후보로 이용할 수 있다.
도 40은 부호화 장치에서 움직임 벡터를 결정하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 부호화 장치는 1/2K 화소 단위로 움직임 추정을 수행하고, 이에 따른 코스트(이하, 코스트 A라 함)를 계산할 수 있다(S4001). 이후, 부호화 장치는 1/2K+L 화소 단위로 움직임 추정(혹은 개선)을 수행하고, 이에 따른 코스트(이하, 코스트 B라 함)를 계산할 수 있다(S4002).
이후, 부호화 장치는 코스트 A와 코스트 B를 비교하여(S4003), 현재 블록에 대한 움직임 벡터의 개선 여부를 결정할 수 있다. 일 예로, 코스트 A가 코스트 B보다 작다면, 개선된 움직임 벡터를 사용하지 않는 것으로 설정하고(S4004), 코스트 B가 코스트 A보다 작다면, 개선된 움직임 벡터를 사용하는 것으로 설정한다(S4005).
부호화 장치는 개선된 움직임 벡터를 사용할 것인지 여부를 나타내는 정보를 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화할 수도 있다. 이때, 상기 정보는 1비트의 플래그 일수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 복호화 장치는 부호화 장치로부터 수신하는 상기 정보를 기초로, 움직임 벡터를 개선할 것인지 여부를 결정할 수 있다.
또는, 상기 정보를 부호화함이 없이, 부호화 장치 및 복호화 장치 모두 움직임 벡터 개선을 사용하도록 설정하는 것도 가능하다.
도 41은 블록 단위로 기본 정밀도(K)와 추가 정밀도(L)의 값이 적응적으로 선택되는 경우, 부호화 장치에서 최적의 움직임 벡터를 선택하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, S4101은 최적의 움직임 벡터를 선택하기 위해 사용되는 파라미터들의 초기값을 나타낸다.
도 41에서 K 는 기본 정밀도, L은 추가 정밀도를 나타내고, END_K는 K의 최대값, END_L은 L의 최대값을 나타낸다. K, END_K, L, END_L은 각각 Val1, Val2, Val3, Val4로 초기화될 수 있다. Val1 부터 Val4는 임의의 정수를 나타내고, 상위 헤더를 통해 부호화될 수 있다.
BEST_K는 최적의 K를 나타내고, BEST_L은 최적의 L을 나타낸다. BEST_K 및 BEST_L은 각각 Val1, Val3으로 초기화될 수 있다.
MV_K는 1/2K 화소 단위의 움직임 벡터를 나타내고, MV_L은 1/2K+L 단위의 움직임 벡터를 나타낸다. 또한, BESTMV_K는 최적의 MV_K를 나타내고, BESTMV_L은 최적의 MV_L을 나타낸다. 각 움직임 벡터 파라미터들은 (0, 0)으로 초기화될 수 있다.
COST는 MV_K와 MV_L을 이용하여 예측을 수행하였을 경우의 비용을 나타내고, BEST_COST는 최적의 COST를 나타낸다. COST는 0으로 초기화되고, BEST_COST는 저장 가능한 최대값(MAX)로 초기화될 수 있다.
초기화 이후, 부호화 장치는 1/2K 위치 화소 단위로 움직임 추정을 수행함으로써, MV_K를 갱신할 수 있다. 또한, 결정된 MV_K를 기반으로 1/2K+L 단위까지 추가 움직임 추정을 수행함으로써 MV_L을 갱신할 수 있다. MV_K 및 MV_L이 유도되면, 부호화 장치는 유도된 MV_K 및 MV_L 를 이용하여 최종 MV를 선택한 뒤, 선택된 MV를 이용하여 비용을 계산하여 COST를 갱신할 수 있다(S4102).
최종 MV는 MV_K 및 MV_L 사이의 정밀도를 맞춤으로써 획득될 수 있다. 일 예로, K 및 L이 각각 2라면, MV_K는 1/4 화소 단위의 움직임 벡터이고, MV_L은 1/16 화소 단위 움직임 벡터라 할 수 있다. 만약, MV_K가 (5, 7), MV_L이 (3, 7)이라면, 최종 MV는 두 움직임 벡터의 정밀도를 맞춘, ((5, 7) <<2)+(3, 7)=(25, 35)로 유도될 수 있다.
부호화 장치는 최종 MV를 이용하여 계산된 비용(즉, COST)과 BEST_COST를 비교하고(S4103), COST가 BEST_COST보다 작거나 같다면, BEST_COST를 COST로 갱신하고, BESTMV_K 및 BESTMV_L을 각각 MV_K 및 MV_L로 갱신하는 한편, BEST_K와 BEST_L을 각각 K 및 L로 갱신할 수 있다(S4104).
S4104에서 파라미터 갱신이 수행된거나, S4103에서 COST가 BEST_COST보다 크다면, K를 K+a로 갱신할 수 있다(S4105). 여기서, a는 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화될 수도 있고, 부호화 장치 및 복호화 장치가 임의의 값을 동일하게 기 설정하여 사용하는 것도 가능하다.
갱신된 K와 END_K를 비교한 뒤(S4106), K 가 END_K보다 크지 않다면, 다시 S4102 로 돌아가 MV 및 COST 계산을 재수행할 수 있다.
반대로, K가 END_K보다 크다면, K를 Val1로 초기화한 뒤, L을 L+b로 갱신할 수 있다(S4107). 여기서, b는 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화될 수도 있고, 부호화 장치 및 복호화 장치가 임의의 값을 동일하게 기 설정하여 사용하는 것도 가능하다.
갱신된 L과 END_L을 비교한 뒤(S4108), L이 END_L보다 크지 않다면, 다시 S1302로 돌아가 MV 및 COST 계산을 재수행할 수 있다.
만약, L이 END_L보다 크다면(S4108), 움직임 벡터 추정 알고리즘을 종료할 수 있다.
이처럼, K 및 L의 값을 a 및 b 만큼 갱신함으로써, 선택가능한 모든 K 및 L에 대해 MV 및 COST 계산을 수행하고, 이에 따라 최적의 움직임 벡터를 선택할 수 있게 된다.
부호화 장치는 복호화 장치로 최적의 기본 정밀도(최종 BEST_K의 값), 최적의 추가 정밀도(최종 BEST_L의 값) 및 기본 정밀도 단위로 유도된 움직임 벡터 정보(최종 BESTMV_K의 값)를 부호화하고 복호화 장치로 전송할 수도 있다. 이 경우, 복호화 장치는 기본 정밀도 정보 및 기본 정밀도 단위로 유도된 움직임 벡터 정보를 유도한 뒤, 추가 정밀도 정보를 이용하여, 움직임 벡터를 개선할 수 있다.
다른 예로, 부호화 장치는 복호화 장치로 최적의 기본 정밀도(최종 BEST_K의 값) 및 기본 정밀도 단위로 유도된 움직임 벡터 정보(최종 BESTMV_K의 값)만을 부호화할 수도 있다. 이 경우, 복호화 장치는 부호화 장치와 동일한 방법으로 최적의 추가 정밀도를 유도한 뒤, 유도된 추가 정밀도에 기초하여, 움직임 벡터를 개선할 수 있다.
후술되는 실시예는, 부호화 장치가, 복호화 장치로 최적의 기본 정밀도 정보 및 기본 정밀도 단위로 유도된 움직임 벡터 정보만을 부호화하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다.
도 42는 현재 블록의 최적의 움직임 벡터를 부호화하는 과정을 나타낸 도면이다.
현재 블록이 화면 간 예측에 의해 부호화되는 경우, 부호화 장치는 움직임 벡터 개선을 이용할 것인지 여부를 타나내는 정보를 부호화할 수 있다(S4201). 이때, 복원 화소 영역을 이용하여 움직임 벡터를 개선할 것인지 여부를 나타내는 정보는 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화될 수 있다.
복원 화소 영역을 이용하여, 움직임 벡터 개선을 수행할 것으로 판단되는 경우, 부호화 장치는 현재 블록에 대한 기본 정밀도 관련 정보을 부호화할 수 있다(S4202).
여기서, 기본 정밀도 관련 정보는, 현재 블록의 최적의 기본 정밀도를 나타내는 정보(예컨대, 도 41에서 최종 BEST_K의 값) 또는 최적의 기본 정밀도를 탐색하기 위한 오프셋 단위(예컨대, 도 41에서 K에 더해지는 오프셋 a) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 오프셋 단위가 부호화되는 경우, 부호화 장치는 선택 가능한 K 중 어느 것이 사용되었는가를 나타내는 정보를 추가 부호화할 수 있다.
일 예로, 오프셋 a가 2, K의 초기값 Val1이 -2, END_K의 초기값 Val2이 2인 경우, 도 41의 프로세스 상 부호화 장치가 선택할 수 있는 K는 -2, 0 및 2가 된다. 이 경우, 부호화 장치는 -2, 0 및 2 중 어떤 값이 사용되는지 여부를 나타내는 정보(예컨대, 인덱스 정보)를 부호화할 수 있다.
부호화 장치는 최적의 K에 대해 최적의 움직임 벡터(예컨대, 도 40에서 최종 BESTMV_K)를 부호화할 수 있다(S4203).
부호화 장치는, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 벡터에 기초하여, 현재 블록의 최적의 움직임 벡터를 부호화할 수도 있다. 이때, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 벡터는 현재 블록의 기본 정밀도에 맞춰 스케일링될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 기본 정밀도(K)가 0이라면, 현재 블록에 인접한 주변 블록들의 움직임 벡터를 1/20에 맞춰 스케일한 뒤, 스케일된 움직임 벡터를 BESTMV_K의 부호화에 이용할 수 있따. 일 예로, 부호화 장치는 스케일된 움직임 벡터와 BESTMV_K 사이의 차분값을 부호화할 수도 있다.
도 43은 현재 블록의 최적의 움직임 벡터를 복호화하는 과정을 나타낸 도면이다.
현재 블록이 화면 간 예측에 의해 복호화되는 경우, 복호화 장치는 움직임 벡터 개선을 이용할 것인지 여부를 타나내는 정보를 복호화할 수 있다(S4301). 이때, 복원 화소 영역을 이용하여 움직임 벡터를 개선할 것인지 여부를 나타내는 정보는 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 복호화될 수 있다.
복원 화소 영역을 이용하여, 움직임 벡터 개선을 수행할 것으로 판단되는 경우, 복호화 장치는 현재 블록에 대한 기본 정밀도 관련 정보을 복호화할 수 있다(S4302).
이후, 복호화 장치는 최적의 K에 대해 최적의 움직임 벡터(예컨대, 도 41에서 최종 BESTMV_K)를 복호화할 수 있다(S4303). 현재 블록의 최적 움직임 벡터를 복호화는 것에 이웃 블록의 움직임 벡터가 이용될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
도 44는 복호화 장치에서 개선된 움직임 벡터를 획득하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
S4401은 각 파라미터의 초기값을 나타낸다.
도 44에서, L 및 END_L은 Val3 및 Val4로 초기화될 수 있다. 이때, L 및 END_L의 초기값은 상위 헤더를 통해 복호화될 수 있다. BEST_L 역시 Val3으로 초기화될 수 있다.
BEST_K는 최적의 K를 나타내고, 앞서, 도 43을 통해 복호화된 값으로 설정될 수 있다.
MV_L 및 BESTMV_L은 각각 (0, 0)으로 초기화될 수 있다. 아울러, COST는 0으로 초기화되고, BEST_COST_L는 저장 가능한 최대값(MAX)로 초기화될 수 있다.
복호화 장치는, 1/2 BEST_K+L 단위까지 움직임 추정 하여 MV_L을 설정하고, 설정된 MV_L을 이용하였을 경우의 비용을 계산할 수 있다(S4402).
COST와 BEST_COST_L을 비교하여, COST가 BEST_COST_L보다 크지 않다면(S4403), BEST_COST_L를 COST로 갱신하고, BESTMV_L을 MV_L로 갱신할 수 있다(S4404).
COST가 BEST_COST_L보다 크거나(S4403), S4404 의 파라미터 갱신이 완료되면, 오프셋 b를 L에 더하여 L을 갱신할 수 있다(S4405).
갱신된 L과 END_L을 비교하여, L이 END_L보다 크지 않다면(S4406), S4402로 돌아가 BEST_K와 L에 따른 움직임 벡터를 추정할 수 있다.
상기 과정을 통해 MV_L이 결정되면, 부호화 장치는 BEST_L과 BEST_K를 이용하여 MV_K를 MV_L에 맞게 스케일 한 후 최종적인 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
다음으로, 현재 블록에 대해 개선된 화면 내 예측을 이용하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
부호화 블록은 둘 이상의 서브 블록으로 분할될 수 있고, 분할된 서브 블록은 각각 또 다른 둘 이상의 서브 블록으로 분할될 수 있다. 부호화 블록이 분할되지 않은 경우, 부호화 블록의 크기와 동일한 예측 블록이 생성되며, 부호화 블록이 둘 이상의 서브 블록으로 분할된 경우, 각 서브 블록마다 서브 블록의 크기에 맞는 예측 블록이 생성될 수 있다. 여기서, 예측 블록은 화면 간 예측 또는 화면 내 예측을 통해 생성되는 블록 단위의 예측 샘플들을 의미할 수 있다.
설명의 편의를 위해, 후술되는 실시예들에서는, 서브 블록으로 분할되기 직전의 블록을 상위 블록이라 호칭하기로 한다. 일 예로, 부호화 블록이 둘 이상의 서브 블록으로 분할된 경우, 분할된 서브 블록의 상위 블록은 부호화 블록이 될 수 있다. 또는, 서브 블록이 다시 둘 이상의 서브 블록으로 분할된 경우, 분할된 서브 블록의 상위 블록은 서브 블록이 될 수도 있다.
도 45는 현재 블록이 복수의 서브 블록으로 분할되는 경우, 각 서브 블록에 대한 화면 내 예측 정보가 부호화되는 과정을 나타낸 흐름도이다. 여기서, 현재 블록은, 부호화 블록을 나타낼 수도 있고, 서브 블록을 나타낼 수도 있다. 따라서 현재 블록은, 부호화 블록, 서브 블록과 상관없이 현재 부호화 하려는 블록을 의미한다.
먼저, 부호화 장치는, 현재 블록이 둘 이상의 서브 블록으로 분할되는지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다(S4501). 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
현재 블록이 둘 이상의 서브 블록으로 분할되는 것으로 판단되는 경우(S4502), 부호화 장치는 현재 블록이 가로 또는 세로 중 어느 쪽으로 분할되는지 여부에 관한 정보를 부호화할 수 있다(S4503). 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 상기 정보가 1비트의 플래그일 경우, 플래그의 값이 참인 것은, 현재 블록이 가로(또는 세로)로 N분할(N은 2이상의 정수) 됨을 나타내고, 플래그의 값이 거짓인 것은, 현재 블록이 세로(또는 가로)로 N분할 됨을 나타낼 수 있다.
부호화 장치는 현재 블록의 분할 형태에 따라(S4504), 현재 블록을 가로 또는 세로 방향으로 적어도 1회 이상 분할하여, N개의 서브 블록을 생성할 수 있다(S4505, S4506).
현재 블록이 분할됨으로써 생성되는 서브 블록의 개수 N은 부호화 장치 및 복호화 장치에서 기 설정된 값을 사용하도록 설정될 수도 있고, 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화될 수도 있다. N은 1, 2, 4, 8, 16 등 2의 지수승으로 표현되는 정수일 수 있으며, 로그를 취한 값(Log2N)으로 변경되어 부호화될 수 있다. 예를 들어, N이 8인 경우, 부호화 장치는 8에 로그를 취한 값 3 (Log28)을 부호화할 수 있다. 이 경우, 복호화 장치는 3을 복호화하고, N을 8 (23)로 설정할 수 있다. 이때, N이 1인 경우는, 현재 블록이 둘 이상의 서브 블록으로 분할되지 않음을 의미한다. 이에 따라, N이 1인 경우, 서브 블록으로 분할되는지 여부를 나타내는 정보의 부호화를 생략할 수도 있다. N이 1인 경우, 현재 블록과 동일한 크기의 예측 블록이 생성될 수 있다.
또는, N은 2의 지수승으로 표현되지 않는 정수의 값을 가질 수도 있다.
다른 예로, 부호화 장치는, 현재 블록이 분할됨으로써 생성된 복수의 서브 블록 중 일부를 병합하여, N보다 작은 수의 서브 블록을 생성할 수도 있다. 이 경우, 부호화 장치는 연속적으로 위치한 2개 이상의 서브 블록들을 병합하여, 하나의 서브 블록을 생성할 수 있다. 일 예로, N이 4로 설정된 경우, 부호화 장치는 현재 블록을 3회 분할하여, 4개의 서브 블록을 생성하되, 기설정된 조건에 따라 4개의 서브 블록 중 임의 위치의 블록들을 병합할 수 있다. 예를 들어, 부호화 장치는 현재 블록의 중단에 위치한 블록들을 하나의 블록으로 병합할 수 있다. 이 경우, N이 4라 하더라도, 현재 블록이 분할됨에 따라 1:2:1의 비율을 가진 총 3개의 서브 블록이 생성될 수 있다. 즉, 현재 블록은 1:2:1의 서브블록으로 분할될 수 있다.
서브 블록들의 병합 조건은, 부호화 장치 및 복호화 장치가 동일한 조건을 사용할 수도 있고, 부호화 장치가 서브 블록들의 병합 조건을 부호화하여 복호화 장치로 전송하는 것도 가능한다. 일 예로, 부호화 장치는 현재 블록이 분할함으로써 생성되는 복수의 서브 블록 중 병합 대상이 되는 서브 블록들의 인덱스를 나타내는 정보를 부호화하여 복호화 장치로 전송할 수 있다. 즉, 부호화 장치는, 현재 블록이 분할함으로써 생성된 N개의 서브 블록 중 일부를 병합함으로써, N-1개(또는 N-M개, 여기서, M은 병합 횟수)의 서브 블록을 생성할 수 있다.
이후, 부호화 장치는 현재 블록에 포함된 복수의 서브 블록 중 첫번째 서브 블록을 현재 블록으로 삼아(S4507), 상기 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.
만약, 현재 블록이 둘 이상의 서브 블록으로 분할되지 않는다면(S4502), 부호화 장치는 현재 블록에 대해 화면 내 예측 부호화를 수행할 수 있다(S4508).
이후, 모든 서브 블록에 대한 부호화가 종료되었는지 여부를 확인하고(S4509), 모든 서브 블록에 대한 부호화가 종료된 것이 아니라면, 다음 서브 블록을 현재 블록으로 삼아(S4510), 상기 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.
여기서, 서브 블록 간 부호화/복호화 순서는 래스터 스캔, 지그재그 스캔, Z 스캔 등 부호화/복호화 순서에 따라 결정될 수 있다.
도 46 및 도 47은 현재 블록이 복수의 서브 블록으로 분할되는 예를 나타낸 도면이다.
설명의 편의를 위해, 본 실시예에서, 현재 블록이 분할됨에 따라 생성되는 서브 블록의 개수는 4개라고 가정한다(즉, N은 4). 또한, 현재 블록이 둘 이상의 서브 블록으로 분할되는지 여부를 나타내는 정보는 1비트 플래그인 것으로 가정한다. 일 예로, 플래그가 1인 것은, 현재 블록이 복수의 서브 블록으로 분할되는 것을 나타내며, 플래그가 0인 것은, 현재 블록이 더 이상 분할되지 않음을 나타낸다.
아울러, 현재 블록의 분할 방향을 나타내는 정보 역시 1비트 플래그인 것으로 가정한다. 일 예로, 플래그가 1인 것은, 현재 블록이 세로방향으로 분할됨을 나타내며, 플래그가 0인 것은, 현재 블록이 가로 방향으로 분할됨을 나타낸다.
또한 블록 분할에 관련된 정보만 부호화의 예시로 설명한다.
도 46은 (a)가 (c)로 분할되는 과정을 설명하는 예시이다. (a) 및 (b)를 참조하면, 블록은 복수의 서브 블록으로 분할되고, 이때 분할 방향은 가로 방향인바, 블록에 대한 분할 여부를 나타내는 플래그는 1로 설정되고, 분할 방향을 나타내는 플래그는 0으로 설정될 수 있다. 이에 따라, 블록은 4개의 서브 블록을 포함할 수 있다. 블록에 포함된 4개의 서브 블록 중 서브 블록 A는 추가 분할되고, 분할 방향은 가로인바, 서브 블록 A에 대한 분할 여부를 나타내는 플래그는 1, 분할 방향을 나타내는 플래그는 0으로 설정될 수 있다. 서브 블록 A가 분할됨으로써 생성된 서브 블록 1 부터 4는 추가 분할되지 않는바, 이들에 대한 플래그는 각각 0으로 설정될 수 있다.
서브 블록 B는 추가 분할되지 않는 바, 서브 블록 B에 대한 분할 여부를 나타내는 플래그는 0으로 설정될 수 있다.
서브 블록 C는 추가 분할되고, 분할 방향은 가로인바, 서브 블록 C에 대한 분할 여부를 나타내는 플래그는 1, 분할 방향을 나타내는 플래그는 0으로 설정될 수 있다. 서브 블록 C가 분할됨으로써 생성된 서브 블록 6부터 9는 추가 분할되지 않는바, 이들에 대한 플래그는 각각 0으로 설정될 수 있다.
서브 블록 D는 추가 분할되지 않는 바, 서브 블록 D에 대한 분할 여부를 나타내는 플래그는 0으로 설정될 수 있다.
최종적으로, 블록에는 총 10개의 서브 블록이 존재할 수 있다.
이에 따라, 블록을 (a)에서 (c)의 형태로 분할하는데 필요한 정보는 10 10 0000 0 10 0000 0 이 된다.
도 47은 블록이 분할됨에 따라 생성된 서브 블록들 중 일부가 하나의 서브 블록으로 병합되는 예를 나타낸 도면이다.
도 47의 (a) 및 (b)를 참조하면, 블록은 복수의 서브 블록으로 분할되고, 이때 분할 방향은 가로 방향인바, 블록에 대한 분할 여부를 나타내는 플래그는 1로 설정되고, 분할 방향을 나타내는 플래그는 0으로 설정될 수 있다.
블록이 4개의 서브 블록으로 분할되는 경우, 블록 중앙에는, 블록 상단 및 하단 경계에 접하지 않은 2개의 서브 블록이 존재한다. 이 경우, 부호화 장치는, 블록 중앙에 위치한 2개의 블록을 하나의 서브 블록으로 통합할 수 있다.
이에 따라, 블록은 3개의 서브 블록을 포함할 수 있다. 블록에 포함된 3개의 서브 블록 중 서브 블록 A는 추가 분할되지 않은 바, 서브 블록 A에 대한 분할 여부를 나타내는 플래그는 0으로 설정될 수 있다.
서브 블록 B는 추가 분할되고, 분할 방향은 세로 방향인바, 서브 블록 B에 대한 분할 여부를 나타내는 플래그는 1로 설정되고, 분할 방향을 나타내는 플래그도 1로 설정될 수 있다. 서브 블록 B가 분할됨에 따라 생성된 4개의 서브 블록 중 중앙에 위치한 2개의 서브 블록은 하나의 서브 블록으로 통합될 수 있다. 이에 따라, 서브 블록 B의 분할로 인해 3개의 서브 블록이 추가 생성될 수 있다. 서브 블록 B가 분할됨에 따라 생성된 서브 블록들이 더 이상 분할되지 않으므로, 서브 블록 B에 포함된 서브 블록들에 대한 분할 여부를 나타내는 플래그는 각각 0으로 설정될 수 있다.
서브 블록 C는 추가 분할되지 않은 바, 서브 블록 C에 대한 분할 여부를 나타내는 플래그는 0으로 설정될 수 있다.
이 결과, 블록에는 총 5개의 서브 블록이 존재할 수 있다.
이에 따라, 블록 (a)를 블록 (c)의 형태로 분할하는데 필요한 정보는, 10 0 11 000 0 이 된다.
서브 블록의 분할은, 서브 블록의 최대 깊이 또는 최소 크기 등에 따라 제한될 수 있다. 이때, 서브 블록의 최대 깊이 또는 서브 블록의 최소 크기 등은 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화될 수 있다.
각 서브 블록은 상이한 화면 내 예측 모드를 가질 수 있다. 이에 따라, 부호화 장치는, 서브 블록별 화면 내 예측 정보를 부호화할 수 있다. 이때, 화면 내 예측 정보는 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드뿐만 아니라, 이전 서브 블록의 특성을 고려한 가중치에 관한 정보도 포함될 수 있다. 이하, 서브 블록에 대한 화면 내 예측 정보를 부호화하는 예에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 48은 서브 블록에 대한 가중치를 결정하는 예를 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해, 블록이 이용할 수 있는 화면 내 예측 모드의 개수는 도 5에 도시된 것과 같이 35개인 것으로 가정한다. 또한, 좌측 상단 대각선 방향의 화면 내 예측 모드(18번)을 기준으로, 수평 방향의 화면 내 예측 모드(10번)과 가까운 것들은, 가로 방향 모드라 호칭하고, 세로 방향의 화면 내 예측 모드(26번)과 가까운 것들은, 세로 방향 모드라 호칭한다. 아울러, 좌측 상단 대각선 방향의 화면 내 예측 모드는 가로 방향 모드에 포함될 수도 있고, 세로 방향 모드에 포함될 수도 있는 것으로 가정한다. 블록이 이용할 수 있는 화면 내 예측 모드의 개수가 35개보다 적거나 또는 이보다 많은 경우에도, 본 실시예가 적용될 수 있음은 물론이다.
또한, 가중치를 이용한 화면 내 예측은, 상위 블록 단위로 수행되는 것으로 가정한다. 즉, 상위 블록에 대해 가중치를 이용한 화면 내 예측이 수행되는 것으로 결정되는 경우, 상위 블록이 분할됨으로써 생성되는 복수의 서브 블록들 모두에 가중치를 이용한 화면 내 예측이 수행될 수 있다.
또한, 상위 블록의 크기가 8x8이고, 상위 블록이 가로 방향으로 4개의 서브 블록으로 분할된다고 가정한다. 만약, 상위 블록이 분할됨으로써 생성된 서브 블록 중 중앙에 위치한 서브 블록들이 병합된다면, 총 3개의 서브 블록이 생성될 수 있다. 이때, 3개의 서브 블록의 크기는 도 48에 도시된 예에서와 같이, 각각 8x2, 8x4, 8x2일 수 있다. 도 48에서는, 서브 블록 중 일부가 병합된 경우를 예시하였지만, 서브 블록들이 병합되지 않는 경우에도, 본 실시예가 적용될 수 있다 할 것이다.
서브 블록 중 어느 하나의 화면 내 예측 모드의 방향성이 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드의 방향성과 일치하는 경우, 이전 서브 블록에서의 행간 화소값 변화량 또는 열간 화소값 변화량을 반영하여, 해당 서브 블록을 부호화할 수 있다.
일 예로, 8x2 크기를 갖는 서브 블록 1의 화면 내 예측 모드가 세로 방향 모드이고, 8x4 크기를 갖는 서브 블록 2를 부호화할 때 사용하는 화면 내 예측 모드도 이전 서브 블록(즉, 서브 블록 1)과 같이 세로 방향 모드인 경우, 서브 블록 1의 첫번째 행에 포함된 화소들의 평균값과 마지막 행에 포함된 화소들의 평균값 변화량을 이용하여, 서브 블록 2에 적용될 가중치를 유도하고, 유도된 가중치를 서브 블록 2에 적용할 수 있다. 여기서, 서브 블록 2에 적용될 가중치를 계산하는데 이용되는 서브 블록 1의 화소값은, 서브 블록 1에 대한 화면 내 예측을 수행함으로써 생성된 예측 화소일 수도 있고, 상기 예측 화소에 기초하여 복원된 복원 화소일 수도 있다.
예를 들어, 서브 블록 2에 세로 방향 모드가 적용되고, 서브 블록 1의 최상단 행에 포함된 화소들의 평균값이 80이고, 마지막 행에 포함된 화소들의 평균값이 90인 경우, 서브 블록 1에서는 라인당 화소 평균값이 10만큼 증가한 것을 알 수 있다. 이에 따라, 부호화 장치는 서브 블록 2의 예측 블록을 생성한 뒤, 각 행의 위치에 따라, 화소 평균값 증가량 △을 적용할 수 있다. 일 예로, 부호화 장치는 서브 블록 2의 첫번째 행(즉, 라인 3)에는 △를 더하고, 두번째 행(즉, 라인 4)에는 2△를 더하는 등, 서브 블록 2의 각 행의 위치에 따라 등차적으로 가중치를 적용할 수 있다. 도 48에 도시된 예에서, 예측 화소는, 서브 블록 2의 화면 내 예측을 수행함에 따라 생성된 예측 화소들을 의미한다.
도시되지는 않았지만, 서브 블록 3도 서브 블록 2와 같이 세로 방향 모드를 이용할 경우, 서브 블록 2의 첫번째 행(즉, 영역 C) 및 마지막 행(즉, 영역 D) 사이의 화소 평균값 변화량을 고려하여, 서브 블록 3에 적용될 가중치를 결정할 수 있다. 이때, 서브 블록 3의 가중치를 계산하기 위해 이용되는, 서브 블록 2의 첫번째 행 또는 마지막 행에 포함된 화소들은, 예측 화소 또는 예측 화소에 가중치를 적용한 것을 의미할 수 있다.
현재 부호화 하려는 서브 블록(즉, 현재 블록)에 적용될 가중치를 결정함에 있어서, 이전 서브 블록의 화소값이 이용될 수 있다. 여기서, 이전 서브 블록은, 현재 블록보다 앞서 부호화되는 서브 블록을 의미할 수 있다. 예컨대, 현재 블록에 대해 현재 블록 상단에 이웃하는 상단 서브 블록 또는 현재 블록에 대해 현재 블록 좌측에 이웃하는 좌측 서브 블록이 현재블록의 가중치를 결정할 때 이용될 수 있다. 현재 블록에 대해 상단 서브 블록 및 좌측 서브 블록이 존재하는 경우, 부호화 장치는 상단 서브 블록 내 연속된 N개의 행 또는 좌측 서브 블록 내 연속된 M개의 열을 이용하여 현재블록에 적용될 가중치를 결정할 수 있다. 일 예로, 부호화 장치는 상단 서브 블록 내 연속된 N 개의 행을 이용하였을 때의 가중치 및 좌측 서브 블록 내 연속된 M개의 열을 이용하였을 때의 가중치를 비교한 뒤, 현재 블록에 대한 최적의 가중치 생성 방법을 결정할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에서는, 화소 평균값 변화량은, 이전 서브 블록에 포함된 첫번째 행(또는 첫번째 열)과 마지막 행(또는 마지막 열)을 이용하는 것으로 설명하였으나, 설명한 예와 다른 방법으로 화소 평균값 변화량을 산출하는 것도 가능하다. 일 예로, 화소 평균값 변화량은, 마지막 라인과 마지막 라인에 인접한 라인을 이용하여 계산될 수도 있다. 예를 들어, 도 48에 도시된 예에서, 서브 블록 3에 대한 가중치를 계산하고자 할 때, 라인 5와 라인 6를 이용하는 것이 가능하다. 또는, 화소 평균값 변화량은 각 라인별 변화량의 평균값으로 계산될 수도 있다.
비단 서브 블록뿐만 아니라, 부호화 블록 또는 상위 블록 등 임의의 블록간에도, 가중치를 이용한 화면 내 예측이 적용될 수 있다.
도 49는 각 서브 블록에 적용될 가중치와 관련한 정보를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 먼저, 상위 블록 단위로 가중치를 적용할 것인지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다(S4901).
여기서, 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 정보는 부호화 블록 단위, 상위 블록 단위 또는 서브 블록 단위로 부호화될 수도 있다. 일 예로, 상기 정보는 상위 블록이 분할됨으로써 생성되는 복수의 서브 블록 중 첫번째 서브 블록에 대해 부호화될 수 있다.
상위 블록이 분할됨으로써 생성된 복수의 서브 블록 중 부호화 대상이 되는 서브 블록을 현재 블록이라 호칭할 경우, 부호화 장치는, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 부호화할 수 있다(S4902). 그 후, 상위 블록 내에 존재하는 모든 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드 부호화가 완료되었는지 여부를 판단한 뒤(S4903), 모든 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드 부호화가 완료된 상태가 아니라면, 다음 서브 블록으로 이동 후 해당 서브 블록을 현재 블록으로 설정하고(S4904)현재 블록의 화면 내 예측 모드를 부호화할 수 있다.
도 50은 현재 부호화 하려는 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 부호화하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 설명의 편의를 위해, 현재 부호화하고자 하는 서브 블록을 '현재 블록'이라 호칭하기로 한다.
현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 부호화하기 위해, 부호화 장치는, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 예측할 수 있다. 여기서, 화면 내 예측 모드의 예측은, 현재 블록 또는 상위 블록 (또는 부호화 블록)에 인접한 주변 블록들의 화면 내 예측 모드들을 이용하여 이루어질 수 있다.
구체적으로, 부호화 장치는, 현재 블록 또는 상위 블록에 이웃한 주변 블록들의 화면 내 예측 모드들을 이용하여, 현재 블록에 해당하는 화면 내 예측 모드의 예측을 위한 후보 모드들을 구성할 수 있다. 후보 모드의 개수 N은 블록 단위 또는 상위 헤더를 통해 부호화될 수도 있고, 부호화 장치 및 복호화 장치에서 동일한 값을 설정하여 사용하는 것도 가능하다. 본 실시예에서, N은 2인 것으로 가정하고, 후보 모드는 상위 블록에 이웃한 주변 블록들의 화면 내 예측 모드를 이용하여 결정되는 것으로 가정한다.
부호화 장치는 상위 블록의 상단에 인접한 상단 주변 블록 및 상위 블록의 좌측에 인접한 좌측 주변 블록 등을 이용하여, 후보 모드를 구성할 수 있다. 일 예로, 부호화 장치는, 상위 블록의 상단 주변 블록들 중 특정 위치를 포함하는 블록의 화면 내 예측 모드들과 상위 블록의 좌측 주변 블록들 중 특정 위치를 포함하는 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여, 후보 모드를 구성할 수 있다.
또는, 부호화 장치는, 상위 블록의 상단 주변 블록들의 화면 내 예측 모드 중 사용 빈도수가 가장 높은 모드들과 상위 블록의 좌측 주변 블록들의 화면 내 예측 모드 중 사용 빈도수가 가장 높은 모드를 이용하여, 후보 모드를 구성할 수도 있다.
또는, 부호화 장치는, 상위 블록의 상단 주변 블록들과 상위 블록의 좌측 주변 블록들의 화면 내 예측 모드 중 사용 빈도수가 가장 높은 소정 개수의 모드들을 이용하여, 후보 모드를 구성할 수도 있다.
일 예로, 도 50에 도시된 예에서, 블록 내 숫자가 주변 블록들의 화면 내 예측 모드를 나타낸다면, 상위 블록의 상단에 인접한 주변 블록들 및 좌측에 인접한 주변 블록들의 화면 내 예측 모드 중 사용 빈도수가 가장 높은 것은 1번 모드(4회 사용)이고, 차순위는 0번 모드(3회 사용)이다. 이에 따라, 부호화 장치는 1번 모드 및 0번 모드를 이용하여 후보 모드를 구성할 수 있다.
후보 모드가 구성되면, 부호화 장치는 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 판단한다. 동일한 모드가 존재하는 것으로 판단되면, 부호화 장치는 복수의 후보 모드 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다.
반대로, 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하지 않는 경우, 현재 블록이 이용할 수 있는 화면 내 예측 모드들 중 후보 모드를 제외한 잔여 화면 내 예측 모드들을 다시 넘버링하고, 새롭게 넘버링된 잔여 화면 내 예측 모드들 중에서 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 특정하는 정보를 부호화할 수 있다.
일 예로, 도 51은 잔여 화면 내 예측 모드들을 넘버링하는 예를 나타낸 도면이다.
부호화 장치는 잔여 화면 내 예측 모드가 후보 모드보다 큰 경우, 잔여 화면 내 예측 모드보다 값이 작은 후보 모드의 개수만큼 잔여 화면 내 예측 모드를 차감한 번호를 할당할 수 있다.
일 예로, 후보 모드가 0번 모드 및 1번 모드를 포함하는 경우, 0번 모드 및 1번모드보다 큰 잔여 화면 내 예측 모드는 2가 차감된 번호를 할당받을 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 5번이라면, 부호화 장치는 5에서 2를 차감한 3번을 부호화할 수 있다.
상술한 예에서는, 현재 블록 혹은 상위 블록에 인접한 주변 블록들의 화면 내 예측 모드를 이용하여 후보 모드를 구성하는 것으로 설명하였다. 다만, 현재 블록 또는상위 블록에 인접하지 않은 블록이라 하더라도, 화면 내 예측으로 부호화된 블록이라면, 후보 모드를 구성하는데 이용될 수 있다. 일 예로, 현재 블록 또는 상위 블록에 인접하지 않지만, 현재 블록 또는 상위 블록의 주변 블록에 인접한 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 대한 후보 모드를 구성할 수도 있다.
도 52는 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
부호화 장치는 현재 블록에 대한 후보 모드를 구성하고(S5201), 후보 모드 중에서 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다(S5202).
현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는 경우(S5203), 부호화 장치는 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드를 나타내는 인덱스 정보를 부호화할 수 있다(S5204). 반면, 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하지 않는 경우(S5203), 부호화 장치는 이용 가능한 화면 내 예측 모드 중 후보 모드를 제외한 잔여 화면 내 예측 모드에서, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 특정하는 잔여 모드 정보를 부호화할 수 있다(S5205).
상술한 실시예에서는, 서브 블록 단위로, 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 후보 모드와 동일한지 여부, 서브 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드를 특정하기 위한 정보 또는 잔여 모드 정보가 부호화/복호화되는 것으로 설명하였다. 다른 예로, 부호화 장치는 이전 블록의 화면 내 예측 모드와의 차분값을 부호화할 수도 있다. 이하, 후술되는 도면을 참조하여, 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 부호화하는 실시예에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
도 53은 서브 블록 단위로 화면 내 예측 모드를 결정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의를 위해 상위 블록은 4개의 서브 블록으로 분할되는 것으로 가정하고, 각 서브 블록은 35개의 화면 내 예측 모드를 이용할 수 있는 것으로 가정한다.
부호화 장치는 첫번째 서브 블록(서브 블록 1)에 대한 화면 내 예측 모드를 결정한 뒤, 서브 블록 1에서 사용된 화면 내 예측 모드 및 오프셋 a를 이용하여, 서브 블록 2의 화면 내 예측 모드를 결정할 수 있다. 구체적으로, 부호화 장치는 '이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드 ± a'의 범위 내에서 현재 부호화 하려는 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 결정할 수 있다.
일 예로, 서브 블록 1의 화면 내 예측 모드가 26이고, 오프셋 a가 4인 경우, 부호화 장치는 22번부터 30번 화면 내 예측 모드 중 하나를 서브 블록 2의 화면 내 예측 모드로 결정할 수 있다.
만약, 서브 블록 2의 화면 내 예측 모드가 25번으로 결정되었다면, 서브 블록 3의 화면 내 예측 모드는 서브 블록 2의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위 내에 존재하는 21번부터 29번 화면 내 예측 모드 중 하나로 결정될 수 있다.
만약, 서브 블록 3의 화면 내 예측 모드가 27번으로 결정되었다면, 서브 블록 4의 화면 내 예측 모드는 서브 블록 4의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위 내에 존재하는 23번부터 31번 화면 내 예측 모드 중 하나로 결정될 수 있다.
이처럼, 주어진 오프셋 범위 내에서 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 결정하는 경우, 서브 블록들의 화면 내 예측 모드는 유사한 방향을 띠게 된다. 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 유사한 방향을 띠는 것을 고려하여, 현재 부호화 하려는 서브 블록과 이전 서브 블록 사이의 화면 내 예측 모드와의 차분값을 부호화할 수 있다.
상술한 실시예에서는, 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드가 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위 내에서, 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 결정해야 하는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 부호화 장치는, 각 서브 블록별 최적의 화면 내 예측 모드를 결정한 뒤, 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위 내에 존재하는지 여부에 대한 정보를 부호화할 수도 있다. 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위 내에 존재한다면, 부호화 장치는 이전 서브 블록과의 화면 내 예측 모드 차분값을 이용하여, 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 부호화할 수 있다.
오프셋 a 는 부호화 장치 및 복호화 장치에서 기 정의된 값을 사용할 수도 있고, 블록 단위 또는 상위 헤더 단위로 부호화될 수도 있다.
도 54는 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
현재 부호화 하려는 서브 블록이 첫번째 서브 블록인 경우(S5401), 부호화 장치는 첫번째 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 부호화할 수 있다(S5402). 여기서, 첫번째 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드는, 화면 내 예측 모드의 값을 그대로 부호화할 수도 있고, 또는 앞서 설명한 후보 모드를 이용하여 부호화될 수도 있다. 일 예로, 부호화 장치는, 첫번째 서브 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 부호화하고, 첫번째 서브 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부에 따라, 후보 모드를 특정하는 정보 또는 잔여 모드 정보를 부호화할 수 있다.
현재 부호화 하려는 서브 블록이 첫번째 서브 블록이 아닌 경우(S5401), 부호화 장치는, 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드와 현재 서브 블록의 화면 내 예측 모드 사이의 차분값을 부호화할 수 있다(S5403).
일 예로, 도 53에서, 서브 블록 1, 서브 블록 2, 서브 블록 3 및 서브 블록 4의 화면 내 예측 모드가 각각 26, 25, 27, 29였다면, 두번째 서브 블록에 대해서는, 첫번째 서브 블록과의 차분값인 -1, 세번째 서브 블록에 대해서는, 두번째 서브 블록과의 차분값인 +2, 네번째 서브 블록에 대해서는, 세번째 서브 블록과의 차분값인 +2를 부호화할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 부호화 장치는 첫번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록 각각의 화면 내 예측 모드가 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위내에 존재하는지 여부에 관한 정보를 더 부호화할 수도 있다. 이때, 상기 정보는 1비트의 플래그일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 첫번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록 각각의 화면 내 예측 모드가 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위내에 존재하는 경우, 상술한 예와 같이, 이전 서브 블록과의 차분값을 부호화할 수 있다. 반면, 첫번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록 각각의 화면 내 예측 모드가 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위를 벗어나는 경우, 부호화 장치는 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 그대로 부호화하거나, 후보 모드를 이용하여, 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 부호화할 수 있다.
또는, 상위 블록에 포함된 모든 서브 블록들의 화면 내 예측 모드가 오프셋을 이용하여 부호화되었는지 여부를 알려주는 정보를 부호화 하는 것 또한 가능하다. 이 정보는, 상위 블록이 분할됨으로써 생성된 복수의 서브 블록 중 첫번째 서브 블록에 대해 부호화될 수도 있다.
만약, 상위 블록에 포함된 모든 서브 블록들의 화면 내 예측 모드가 오프셋을 이용하여 부호화되었다면, 첫번째 서브 블록을 제외한 나머지 서브 블록들의 경우, 이용할 수 있는 화면 내 예측 모드의 개수가 35개에서 a x 2 + 1로 감소할 수 있다.
만약, 상위 블록에 포함된 서브 블록들이 오프셋을 이용하지 않는 것으로 결정 되었다면, 서브 블록들의 화면 내 예측 모드는 오프셋을 이용하지 않고 부호화될 수 있다.
도 55는 서브 블록 별 화면 내 예측 모드를 부호화하는 예를 보다 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 55에 도시된 예에서, 블록①은 분할되지 않아 하나의 서브블록만 존재하고 블록②는 4개의 서브블록(s2~s5)로 분할되었으며 블록③은 4개의 서브블록(S6~s9)로 분할되었고 블록④는 4개의 서브블록(H, s11~s13)으로 분할되었다고 가정한다. 블록④로 예를 들면, H는 상위 서브 블록 내 첫 번째 서브 블록이므로 결정된 화면 내 예측 모드를 예측하여 부호화 한다. 이때 H의 화면 내 예측 모드를 예측하기 위해 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 후보 모드를 구성할 수 있다. 부호화 장치는, 후보 모드 중에서 H의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 부호화하고, H의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재한다면, H의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드를 특정하는 정보를 부호화하여 전송할 수 있다.
이후, 부호화 장치는, s11 내지 s13의 화면 내 예측 모드는 이전 서브 블록과의 차분값으로 부호화될 수 있다. 일 예로, s11의 화면 내 예측 모드는, H의 화면 내 예측 모드와의 차분값으로 부호화되고, s12의 화면 내 예측 모드는, s11의 화면 내 예측 모드와의 차분값으로 부호화되며, s13의 화면 내 예측 모드는, s12의 화면 내 예측 모드와의 차분값으로 부호화될 수 있다.
상술한 실시예에서는, 첫번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록 각각의 화면 내 예측 모드는 이전 서브 블록과의 차분값으로 부호화되는 것으로 설명하였다. 설명한 예와 달리, 첫번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록 각각의 화면 내 예측 모드는 특정 위치의 서브 블로과의 차분값으로 부호화될 수도 있다. 일 예로, 첫번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 첫번째 서브 블록과의 차분값으로 부호화될 수 있다. 또는, 두번째 서브 블록의 화면내 예측 모드는 첫번째 서브 블록과의 차분값으로 부호화되는 한편, 첫번째 및 두번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록은 두번째 서브 블록과의 차분값으로 부호화될 수도 있다.
도 56은 복호화 장치에서, 서브 블록의 화면 내 예측 정보를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 복호화 장치는 현재 블록이 서브 블록으로 분할되는지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S5601). 현재 블록이 서브 블록으로 분할되는 것으로 판단되는 경우(S5602), 복호화 장치는 현재 블록의 분할 방향을 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S5603).
상기 정보에 따라(S5604), 복호화 장치는 현재 블록을 가로 방향 또는 세로 방향으로 분할하여, 복수의 서브 블록을 생성할 수 있다(S5605, S5606).
이때, 현재 블록의 분할 횟수가 2보다 큰 경우, 복호화 장치는 기설정된 방법에 의해 현재 블록내 연속된 복수의 서브 블록을 하나의 블록으로 통합할 수도 있다.
이후, 복호화 장치는, 현재 블록에 포함된 첫번째 서브 블록을 현재 블록으로 삼아(S5607), 상기 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.
만약 현재 블록이 둘 이상의 서브 블록으로 분할되지 않는다면(S5602), 복호화 장치는 현재 블록에 대한 화면 내 예측 복호화를 수행할 수 있다(S5608).
이후, 모든 서브 블록에 대한 복호화가 종료되었는지 여부를 확인하고(S5609), 모든 서브 블록에 대한 복호화가 종료된 것이 아니라면, 다음 서브 블록을 현재 블록으로 삼아(S5610), 상기 과정을 반복적으로 수행할 수 있다.
도 57은 가중치 관련 정보를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 복호화 장치는, 상위 블록 단위로 가중치를 적용할 것인지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S5701). 여기서, 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 정보는, 상위 블록이 분할됨으로써 생성된 첫번째 서브 블록을 통해 복호화되거나, 서브 블록이 아닌 상위 블록(예를 들어 부호화 블록)을 통해 복호화될 수도 있다.
이후, 복호화 장치는 복호화 대상이 되는 서브 블록(이하, "현재 블록"이라 호칭하기로 함)에 대한 화면 내 예측 모드를 복호화할 수 있다(S5702). 그 후, 상위 블록에 포함된 모든 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드 복호화가 완료되었는지 여부를 판단한 뒤(S5703), 모든 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드 복호화가 완료된 상태가 아니라면, 다음 서브 블록으로 이동 후 해당 서브 블록을 현재 블록으로 설정하고(S5704), 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 복호화할 수 있다(S5704).
상위 블록안에 존재하는 모든 서브 블록에 대해 가중치를 적용하기로 결정되는 경우, 복호화 장치는 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드가 복호화되면, 현재 블록과 이전 블록 사이의 화면 내 예측 모드의 방향성이 유사한지 여부 및 이전 블록의 행간 또는 열간 평균 화소값 변화량을 고려하여, 현재 블록에 대한 가중치를 결정할 수 있다. 이후, 복호화 장치는, 현재 블록에 대해 화면 내 예측 모드를 이용하여 획득한 예측 샘플에, 가중치를 적용할 수 있다.
도 58은 현재 복호화 하려는 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 설명의 편의를 위해, 현재 복호화하려는 서브 블록을 '현재 블록'이라 호칭하기로 한다.
복호화 장치는 현재 블록에 대한 후보 모드를 구성할 수 있다(S5801). 후보 모드를 구성하는 예는 도 50을 통해 설명한 바 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이후, 복호화 장치는 후보 모드 중에서 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S5802).
현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는 경우(S5803), 복호화 장치는 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드를 나타내는 인덱스 정보를 복호화할 수 있다(S5804).
반면, 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하지 않는 경우(S5803), 복호화 장치는 잔여 모드 정보를 복호화하고(S5805), 복호화된 잔여 모드 정보와 후보 모드를 이용하여, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 획득할 수 있다.
도 59는 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 복호화하는 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
현재 복호화 하려는 서브 블록이 첫번째 서브 블록인 경우(S5901), 복호화 장치는 첫번째 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 복호화할 수 있다(S5902). 여기서, 복호화되는 정보는, 첫번째 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드 값을 나타낼 수도 있고, 또는 후보 모드와 관련한 정보를 포함할 수도 있다. 여기서, 후보 모드와 관련한 정보는, 첫번째 서브 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부를 나타내는 정보 및 첫번째 서브 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 존재하는지 여부에 따라, 후보 모드를 특정하는 정보 또는 잔여 모드 정보를 포함할 수 있다.
현재 복호화 하려는 서브 블록이 첫번째 서브 블록이 아닌 경우(S5901), 복호화 장치는, 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드와 현재 서브 블록의 화면 내 예측 모드 사이의 차분값을 복호화할 수 있다(S5903). 이후, 복호화 장치는 이전 서브 블록과 현재 서브 블록 사이의 차분값을 기초로, 현재 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 획득할 수 있다.
일 예로, 서브 블록 1의 화면 내 예측 모드가 26이고, 서브 블록 2, 서브 블록 3 및 서브 블록 4에 대한 차분값이 각각 -1, +2, +2라면, 서브 블록 2의 화면 내 예측 모드는 서브 블록 1의 화면 내 예측 모드에 차분값을 적용한 25, 서브 블록 3의 화면 내 예측 모드는 서브 블록 2의 화면 내 예측 모드에 차분값을 적용한 27, 서브 블록 4의 화면 내 예측 모드는 서브 블록 3의 화면 내 예측 모드에 차분값을 적용한 29로 결정될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 복호화 장치는 첫번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록 각각의 화면 내 예측 모드가 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위내에 존재하는지 여부에 관한 정보를 더 복호화할 수도 있다. 이때, 상기 정보는 1비트의 플래그일 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 첫번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록 각각의 화면 내 예측 모드가 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위내에 존재하는 경우, 상술한 예와 같이, 이전 서브 블록과의 차분값을 복호화할 수 있다. 반면, 첫번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록 각각의 화면 내 예측 모드가 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 기준으로 오프셋 범위를 벗어나는 경우, 복호화 장치는 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 그대로 복호화하거나, 후보 모드를 이용하여, 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 복호화할 수 있다.
또는, 상위 블록이 포함하는 모든 서브 블록들이 오프셋을 이용한 화면 내 예측으로 수행되었는지 여부를 알려주는 정보를 복호화 하는 것 또한 가능하다. 이때, 상기 정보는 상위 블록이 분할됨으로써 생성되는 첫번?? 서브 블록을 통해 복호화될 수도 있고, 또는 임의의 블록 단위로 부호화될 수도 있다.
만약, 상위 서브 블록이 포함하는 모든 서브 블록들이 오프셋을 이용한 화면 내 예측으로 수행되었다면, 첫번째 서브 블록을 제외한 나머지 서브 블록들이 이용할 수 있는 화면 내 예측 모드의 개수는 35개에서 a x 2 + 1로 감소할 수 있다.
만약 만약 상위 서브 블록안에 존재하는 모든 서브 블록들이 오프셋을 이용하지 않는 것으로 결정되었다면, 오프셋을 이용함이 없이, 서브 블록들의 화면 내 예측 모드를 복호화할 수 있다.
다음으로, 곡선 모드를 이용하여, 서브 블록을 부호화/복호화하는 예에 대해 설명하기로 한다.
곡선 모드는 상위 블록 단위에 속해있는 서브 블록의 화면 내 예측 모드의 기울기가 서서히 증가 또는 감소하는 형태를 띠는 것을 의미한다. 일 예로, 서브 블록간 화면 내 예측 모드가 점진적으로(예컨대, 등차적 또는 등비적) 증가 또는 감소하는 경우, 상위 블록 단위로 묶인 서브 블록들에 대해 곡선 모드가 사용되는 것으로 결정될 수 있다.
도 60은 곡선 모드의 사용 여부를 결정하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
설명의 편의를 위해, 상위 블록은 도 60과 같이 4개의 서브 블록으로 분할 된 것으로 가정한다.
먼저, 부호화 장치는, 서브 블록 1에 대해, 곡선을 위한 화면 내 예측 모드(이하, 곡선 모드라 호칭함)의 사용 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다.
만약, 곡선 모드가 사용되는 것으로 판단되면 첫번째 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록의 화면 내 예측 모드는, 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드에 오프셋 ß를 더한 값을 할당할 수 있다. 여기서, 오프셋 ß는 0을 포함하는 양의 정수일 수 있다.
일 예로, 사용 가능한 화면 내 예측 모드의 개수가 35개라고 할 때, 서브 블록 1에 대한 화면 내 예측 모드가 10번이고, 오프셋 ß가 2라면, 서브 블록 2는 12번, 서브 블록 3은 14번, 서브 블록 4에는 16번의 화면 내 예측 모드가 할당될 수 있다.
도 61은 곡선 모드의 정보를 통해 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 부호화 하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
부호화 하려는 서브 블록이 상위 서브 블록 안에서 첫 번째 서브 블록인 경우(S6101), 부호화 장치는 곡선 모드가 이용되는지 여부를 나타내는 정보를 부호화할 수 있다(S6102). 곡선 모드가 사용되는 경우(S6103), 부호화 장치는 오프셋 ß와 관련된 정보를 부호화할 수 있다(S6104). 여기서, 오프셋과 관련된 정보는, 절대값 및 부호에 대한 정보를 포함될 수 있다. 이때, 오프셋 및 부호에 대한 정보는 동일 계층에서 부호화될 수도 있으나, 상이한 계층에서 부호화될 수도 있다. 일 예로, 오프셋과 관련된 정보 중 절대값은, 상위 헤더를 통해 부호화하는 반면, 부호는 블록 단위(예컨대, 서브 블록 단위 또는 예측 블록 단위)에서 부호화 하는 것도 가능하다. 아울러, 부호화 장치는 첫번째 서브 블록의 화면 내 예측 모드에 대한 정보를 부호화할 수 있다(S6105)
현재 부호화 하려는 서브 블록이 첫 번째 서브 블록이 아니라면(S6101), 부호화 장치는, 첫 번째 서브 블록에서 곡선 모드가 사용되는지를 확인할 수 있다(S6106). 만약, 곡선 모드가 사용되지 않았다면, 부호화 장치는, 현재 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 부호화할 수 있다(S6105). 여기서, 현재 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 앞서 설명한 후보 모드 또는 이전 서브 블록과의 차분값을 이용하여 부호화될 수 있다.
반면, 첫번째 서브 블록에서 곡선 모드가 사용된 것으로 판단된 경우, 현재 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 부호화 하지 않을 수 있다.
모든 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드 부호화가 완료된 경우(S6107), 해당 절차를 종료하고, 그렇지 않은 경우, 다음 서브 블록에 대한 부호화를 시작한다(S6108).
도 62는 곡선 모드의 정보를 통해 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
현재 복호화 하려는 서브 블록이 상위 서브 블록안에서 첫 번째 서브 블록인 경우(S6201), 복호화 장치는 곡선 모드가 이용되는지 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다(S6202). 곡선 모드가 사용되는 경우(S6203), 복호화 장치는 오프셋 ß와 관련된 정보를 복호화할 수 있다(S6204). 여기서, 오프셋과 관련된 정보는, 절대값 및 부호에 대한 정보를 포함될 수 있다. 이때, 오프셋 및 부호에 대한 정보는 동일 계층에서 복호화될 수도 있으나, 상이한 계층에서 복호화될 수도 있다. 일 예로, 오프셋과 관련된 정보 중 절대값은, 상위 헤더를 통해 복호화하는 반면, 부호는 블록 단위(예컨대, 서브 블록 단위 또는 예측 블록 단위)에서 복호화 하는 것도 가능하다. 이후, 복호화 장치는 첫번?? 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 복호화할 수 있다(S6205).
현재 복호화 하려는 서브 블록이 첫 번째 서브 블록이 아니라면(S6201), 복호화 장치는, 첫 번째 서브 블록에서 곡선 모드가 사용되는지를 확인할 수 있다(S6206). 만약, 곡선 모드가 사용되지 않았다면, 복호화 장치는, 현재 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 복호화할 수 있다(S6207). 여기서, 현재 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 앞서 설명한 후보 모드 또는 이전 서브 블록과의 차분값을 이용하여 복호화될 수 있다.
반면, 첫번째 서브 블록에서 곡선 모드가 사용된 것으로 판단된 경우, 이전 서브 블록의 화면 내 예측 모드 및 오프셋 값을 이용하여, 현재 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 복호화할 수 있다.
모든 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드 복호화가 완료된 경우(S6207), 해당 절차를 종료하고, 그렇지 않은 경우, 다음 서브 블록에 대한 복호화를 시작한다(S6208).
이하, 곡선 모드가 사용된 경우, 화면 내 예측을 수행하는 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
각 서브 블록에 대해 화면 내 예측을 수행하는 경우, 서브 블록 단위로 변환이 이루어졌는지 여부 또는 상위 블록 단위로 변환이 이루어 졌는지 여부에 따라, 서브 블록의 화면 내 예측을 수행하기 위해 이용될 수 있는 참조 샘플의 성질이 달라질 수 있다. 일 예로, 서브 블록 단위로 변환이 이루어지는 경우, 서브 블록의 화면 내 예측은, 서브 블록에 이웃한 이웃 서브 블록에 포함된 복원 샘플 및 서브 블록을 포함하는 상위 블록에 이웃한 이웃 블록에 포함된 복원 샘플을 기초로 수행될 수 있다. 반면, 상위 블록 단위로 변환이 이루어지는 경우, 서브 블록의 화면 내 예측은 서브 블록에 이웃한 이웃 서브 블록에 포함된 예측 샘플 및 서브 블록을 포함하는 상위 블록에 이웃한 이웃 블록에 포함된 복원 샘플을 기초로 수행될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 이웃 서브 블록을 이용하여, 서브 블록에 대해 화면 내 예측을 수행하는 방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 63 내지 도 65는 상위 블록 단위로 변환이 이루어진 경우, 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 63 내지 도 65에 도시된 예에서, P1 부터 P64는 예측 화소를 의미한다. 즉, 서브 블록 1 내지 4의 예측 블록은, 각각 P1 부터 P16, P17 부터 P32, P33 부터 P48 및 P49 부터 P64의 예측 화소를 포함한다고 할 수 있다. R1 부터 R33은 상위 블록 주변 복원 화소를 의미한다.
도 63에 도시된 예에서, 상위 블록은 4개의 서브 블록으로 분할된 것으로 도시되었다. 이때, 상위 블록에 곡선 모드가 적용되고, 첫번째 서브 블록의 인트라 예측 모드가 27번, 오프셋 β가 1이라면, 서브 블록 1 부터 서브 블록 4의 화면 내 에측 모드는 각각 27번, 28번, 29번 및 30번으로 설정될 수 잇다. 또한, 도 63에서 서브 블록 1, 2, 3, 4 는 번호 순서대로 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 즉, 가로 방향으로 현재 블록이 분할된 경우, 서브 블록은 위에서부터 아래 순서로 화면 내 예측이 수행될 수 있다.
서브 블록 1은 서브 블록 1 주변의 복원 화소를 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 일 예로, 서브 블록 1은 R1 부터 R33 의 참조 화소를 이용하여, 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
서브 블록 2에 대한 화면 내 예측을 수행하는 경우, 서브 블록 1에는 복원된 화소가 존재하지 않는다. 이에 따라, 서브 블록 2는 서브 블록 1에 포함된 예측 화소를 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 일 예로, 서브 블록 2는, 서브 블록 2의 좌측에 존재하는 복원 화소 및 상단에 존재하는 예측 화소를 이용하여, 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 일 예로, 서브 블록 2는 R19 부터 R33, P9부터 P16을 이용하여, 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
서브 블록 3에 대한 화면 내 예측을 수행하는 경우, 서브 블록 3에 이웃한 서브 블록 2에는 복원된 화소가 존재하지 않는다. 이에 따라, 서브 블록 3은 서브 블록 2에 포함된 예측 화소를 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 일 예로, 서브 블록 3은, 서브 블록 3의 좌측에 존재하는 복원 화소 및 상단에 존재하는 예측 화소를 이용하여, 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 일 예로, 서브 블록 3은 R21 부터 R33, P25 부터 P32을 이용하여, 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
마찬가지로, 서브 블록 4에 대한 화면 내 예측을 수행하는 경우, 서브 블록 4에 이웃한 서브 블록 3에는 복원된 화소가 존재하지 않는다. 이에 따라, 서브 블록 4는 서브 블록 3에 포함된 예측 화소를 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 일 예로, 서브 블록 4는 R23 부터 R33, P41 부터 P48을 이용하여, 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
서브 블록 2 내지 서브 블록 4의 화면 내 예측을 수행하는 경우 서브 블록 1과 달리 블록 우상단쪽에 복원된 화소가 존재하지 않는다. 이에 따라, 서브 블록 2 내지 서브 블록 4에 대한 화면 내 예측을 수행하는 경우, 각 서브 블록에 이웃한 이웃 서브 블록에 포함된 예측 화소를 패딩하여 추가 참조 화소를 생성할 수 있다.
도 64에 도시된 예에서는, 도 64에서는, 이웃 서브 블록에 포함된 복원 샘플 중 최우측 화소의 값을 복사함으로써 추가 참조 화소가 생성되는 것으로 예시하였지만, 추가 참조 화소의 생성은 본 방법에 한정되지 않는다.
서브 블록의 화면 내 예측 모드가 점진적으로 증가하는 형태를 띨 경우, 상위 블록에서 변환이 이루어지는 화면 내 예측은 결국, 도 65에 도시된 예에서와 같이 곡선과 유사한 형태를 띠는 것으로 간주될 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 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.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 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 개시는 영상을 부호화/복호화하는 것에 이용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 현재 블록의 움직임 정보가 상기 현재 블록에 이웃한 주변 블록과 병합되는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과에 기초하여, 상기 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 파라미터를 획득하는 단계;
    상기 움직임 정보에 기초하여, 상기 현재 블록에 대한 참조 블록을 선택하는 단계; 및
    상기 참조 블록에 상기 가중치 예측 파라미터를 적용하여, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 현재 블록의 움직임 정보가 상기 이웃한 주변 블록과 병합되는 것으로 판단되는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는 상기 주변 블록의 가중치 예측 파라미터로부터 유도되고,
    상기 현재 블록의 움직임 정보가 상기 이웃한 주변 블록과 병합되지 않는 것으로 판단되는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는 비트스트림으로부터 획득되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는,
    적어도 하나의 기정의된 가중치를 포함하는 테이블에서 상기 현재 블록의 가중치를 지시하는 인덱스인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 움직임 정보가 상기 이웃한 주변 블록과 병합되는 것으로 판단되는 경우, 상기 주변 블록을 식별하는 식별 정보가 상기 비트스트림으로부터 획득되고,
    상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는 상기 식별 정보에 의해 특정되는 주변 블록의 가중치 예측 파라미터와 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 파라미터를 결정하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 파라미터가 상기 현재 블록에 이웃한 주변 블록과 병합되는지 여부를 나타내는 정보를 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 현재 블록의 예측 블록은,
    상기 움직임 정보에 기초하여 선택되는 참조 블록에 상기 가중치 예측 파라미터를 적용하여 생성되고,
    상기 현재 블록의 움직임 정보가 상기 이웃한 주변 블록과 병합되는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는 상기 주변 블록의 가중치 예측 파라미터로부터 유도되고,
    상기 현재 블록의 움직임 정보가 상기 주변 블록과 병합되지 않는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터와 관련된 정보는 비트스트림을 통해 부호화되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는,
    적어도 하나의 기정의된 가중치를 포함하는 테이블에서 상기 현재 블록의 가중치를 지시하는 인덱스인 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  6. 영상 부호화 방법을 이용하여 생성된 비트스트림을 전송하는 비트스트림 전송 방법에 있어서,
    상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 파라미터를 결정하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 움직임 정보 및 가중치 예측 파라미터가 상기 현재 블록에 이웃한 주변 블록과 병합되는지 여부를 나타내는 정보를 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 현재 블록의 예측 블록은,
    상기 움직임 정보에 기초하여 선택되는 참조 블록에 상기 가중치 예측 파라미터를 적용하여 생성되고,
    상기 현재 블록의 움직임 정보가 상기 이웃한 주변 블록과 병합되는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터는 상기 주변 블록의 가중치 예측 파라미터로부터 유도되고,
    상기 현재 블록의 움직임 정보가 상기 주변 블록과 병합되지 않는 경우, 상기 현재 블록의 가중치 예측 파라미터와 관련된 정보는 상기 비트스트림을 통해 부호화되는 것을 특징으로 하는, 비트스트림 전송 방법.
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