KR20220071931A - 효율적인 예측 및 변환을 위한 블록 분할 구조 및 이를 이용한 비디오 부호화 및 복호화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

효율적인 예측 및 변환을 위한 블록 분할 구조 및 이를 이용한 비디오 부호화 및 복호화를 위한 방법 및 장치가 개시된다. 구체적으로, 본 개시에 따르면, 비디오 데이터의 블록을 L-형태의 블록과 직사각형 블록을 포함한 2 개의 영역들 혹은 블록들로 분할하고, 각 블록에 대해 예측을 효율적으로 수행할 수 있는, 비디오 부호화 및 복호화를 위한 방법 및 장치가 제공된다.

Description

효율적인 예측 및 변환을 위한 블록 분할 구조 및 이를 이용한 비디오 부호화 및 복호화를 위한 방법 및 장치{BLOCK PARTITION STRUCTURE FOR EFFICIENT PREDICTION AND TRANSFORMATION, AND METHOD AND APPARATUS FOR VIDEO ENCODING AND DECODING USING THE SAME}

본 개시는 비디오 데이터의 부호화 및 복호화에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 개시는 비디오 데이터의 코딩 블록을 L-형태의 블록과 직사각형 블록을 포함한 2 개의 영역들 혹은 블록들로 분할하고, 각 영역을 효율적으로 예측하는 방법에 관련되어 있다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.

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

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

비디오 데이터의 이미지 크기 및 해상도, 프레임률이 점차 증가함에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 지속적으로 요구된다.

본 개시는 비디오 데이터의 코딩 블록을 L-형태의 블록과 직사각형 블록을 포함한 2 개의 영역들 혹은 블록들로 분할하고, 각 영역에 대해 예측을 효율적으로 수행할 수 있는, 비디오 부호화 및 복호화를 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 개시의 일 측면은 비디오 데이터의 블록을 부호화하는 방법을 제공한다. 상기 부호화 방법은, 비디오 데이터의 블록이 L-형태 블록과 직사각형 블록으로 분할된다고 판단하는 단계와, 상기 비디오 데이터의 블록 내의 상기 직사각형 블록의 상대적인 위치에 따른 분할 타입을 판단하는 단계와, 상기 분할 타입에 기초하여, 상기 L-형태 블록과 상기 직사각형 블록에 적용할 한 쌍의 예측 기법을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 한 쌍의 예측 기법은 상기 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법과 상기 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법을 포함한다. 상기 부호화 방법은 상기 L-형태 블록에 대해 상기 제1 예측 기법을 적용하여 상기 L-형태 블록내 샘플들에 대한 제 1 예측 값들을 생성하는 단계와, 상기 직사각형 블록에 대해 상기 제2 예측 기법을 적용하여 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제 2 예측 값들을 생성하는 단계를 더 포함한다.

본 개시의 다른 측면은 비디오 데이터의 블록을 복호화하는 방법을 제공한다. 상기 복호화 방법은, 비디오 데이터의 블록이 L-형태 블록과 직사각형 블록으로 분할된다고 판단하는 단계와, 상기 비디오 데이터의 블록 내의 상기 직사각형 블록의 상대적인 위치에 따른 분할 타입을 판단하는 단계와, 상기 분할 타입에 기초하여, 상기 L-형태 블록과 상기 직사각형 블록에 적용할 한 쌍의 예측 기법을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 한 쌍의 예측 기법은 상기 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법과 상기 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법을 포함한다. 상기 복호화 방법은 상기 L-형태 블록에 대해 상기 제1 예측 기법을 적용하여 상기 L-형태 블록내 샘플들에 대한 제 1 예측 값들을 생성하는 단계와, 상기 직사각형 블록에 대해 상기 제2 예측 기법을 적용하여 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제 2 예측 값들을 생성하는 단계를 더 포함한다.

본 개시의 또 다른 측면은, 메모리와 이에 연결되어 상기 비디오 데이터의 블록을 부호화하는 방법의 각 단계를 수행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 비디오 부호화 장치를 제공한다. 본 개시의 또 다른 측면은, 메모리와 이에 연결되어 상기 비디오 데이터의 블록을 복호화하는 방법의 각 단계를 수행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하는, 비디오 복호화 장치를 제공한다.

본 개시의 또 다른 측면은, 명령어들이 기록된 컴퓨터 판독가능한 기록매체를 제공하며, 상기 명령어들은 비디오 부호화 장치의 프로세서에 의해 수행될 때, 상기 비디오 부호화 장치로 하여금 상기 비디오 데이터의 블록을 부호화하는 방법의 각 단계를 수행하도록 한다. 본 개시의 또 다른 측면은, 명령어들이 기록된 컴퓨터 판독가능한 기록매체를 제공하며, 상기 명령어들은 비디오 복호화 장치의 프로세서에 의해 수행될 때, 상기 비디오 복호화 장치로 하여금 상기 비디오 데이터의 블록을 복호화하는 방법의 각 단계를 수행하도록 한다.

도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 비디오 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 현재블록의 주변 블록에 대한 예시도이다.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 비디오 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 예측 유닛에 대해 직사각형(정사각형을 포함) 이외의 모양을 제공하는 기하학적 블록 분할들을 보인다.
도 7a은 본 발명의 일 실시예에 따른, SPLIT_RIGHT_DOWN에서 직사각형 블록의 인트라 예측에 사용될 수 있는 참조 샘플들을 보인다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른, SPLIT_LEFT_UP에서 L-형태 블록의 인트라 예측에 사용될 수 있는 참조 샘플들을 보인다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른, SPLIT_RIGHT_DOWN에서 코딩 블록의 L-형태 블록에 대해 수행되는 양선형 보간을 보이는 개념도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, SPLIT_LEFT_UP에서 코딩 블록의 직사각형 블록에 대해 수행되는 양선형 보간을 보이는 개념도이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예들에 따른 기하학적 블록 분할이 사용된 코딩 블록에 대한 고려될 수 있는 변환 단위들을 예시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 데이터의 블록을 코딩하는 방법을 보이는 흐름도이다.

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

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

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

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

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

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

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

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

도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 비디오 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2의 도시와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 비디오 복호화 장치로 시그널링된다.

대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 비디오 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.

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

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

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

일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.

인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3a에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.

직사각형 모양의 현재블록에 대한 효율적인 방향성 예측을 위해, 도 3b에 점선 화살표로 도시된 방향성 모드들(67 ~ 80번, -1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 "광각 인트라 예측모드들(wide angle intra-prediction modes)"로 지칭될 수 있다. 도 3b에서 화살표들은 예측에 사용되는 대응하는 참조샘플들을 가리키는 것이며, 예측 방향을 나타내는 것이 아니다. 예측 방향은 화살표가 가리키는 방향과 반대이다. 광각 인트라 예측모드들은 현재블록이 직사각형일 때 추가적인 비트 전송 없이 특정 방향성 모드를 반대방향으로 예측을 수행하는 모드이다. 이때 광각 인트라 예측모드들 중에서, 직사각형의 현재블록의 너비와 높이의 비율에 의해, 현재블록에 이용 가능한 일부 광각 인트라 예측모드들이 결정될 수 있다. 예컨대, 45도보다 작은 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(67 ~ 80번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 작은 직사각형 형태일 때 이용 가능하고, -135도보다 큰 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(-1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 너비가 높이보다 큰 직사각형 형태일 때 이용 가능하다.

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

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

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

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

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

움직임 정보를 부호화하는 데에 소요되는 비트량을 최소화하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다.

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

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

머지 후보를 유도하기 위한 주변블록으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(A2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 머지 후보로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 머지 후보로서 추가로 더 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 선정된 머지 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 머지 후보에 추가한다.

인터 예측부(124)는 이러한 주변블록들을 이용하여 기 결정된 개수의 머지 후보를 포함하는 머지 리스트를 구성한다. 머지 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 현재블록의 움직임정보로서 사용할 머지 후보를 선택하고 선택된 후보를 식별하기 위한 머지 인덱스 정보를 생성한다. 생성된 머지 인덱스 정보는 부호화부(150)에 의해 부호화되어 비디오 복호화 장치로 전달된다.

머지 스킵(merge skip) 모드는 머지 모드의 특별한 경우로서, 양자화를 수행한 후, 엔트로피 부호화를 위한 변환 계수가 모두 영(zero)에 가까울 때, 잔차신호의 전송 없이 주변블록 선택 정보만을 전송한다. 머지 스킵 모드를 이용함으로써, 움직임이 적은 비디오, 정지 영상, 스크린 콘텐츠 비디오 등에서 상대적으로 높은 부호화 효율을 달성할 수 있다.

이하, 머지 모드와 머지 스킵 모드를 통칭하여, 머지/스킵 모드로 나타낸다.

움직임 정보를 부호화하기 위한 또 다른 방법은 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드이다.

AMVP 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터 후보들을 유도한다. 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로는, 도 4에 도시된 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(A2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(collocated block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 움직임벡터 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 움직임벡터 후보에 추가한다.

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

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

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

예측부(120)는 인트라 블록 카피(intra block copy; IBC) 예측을 더 사용할 수도 있다. IBC 예측에서, 예측부(120)는 인트라 예측에서와 같이 코딩되고 있는 블록과 동일한 프레임 또는 픽처에서 예측 블록을 검색하지만, 예측부(120)는 보통 픽셀들의 이웃하는 행들 및 열들 뿐만 아니라 더 넓은 검색 영역을 검색할 수 있다. IBC 예측에서, 예측부(120)는 예측되고 있는 블록과 동일한 프레임 또는 픽처 내의 예측 블록을 식별하기 위해, (모션 벡터로도 지칭되는) 블록 벡터를 결정할 수도 있다. 블록 벡터는 x-컴포넌트 및 y-컴포넌트를 포함하고, 여기서 x-컴포넌트는 예측되고 있는 비디오 블록과 예측 블록 간의 수평 변위를 식별하며, y-컴포넌트는 예측되고 있는 비디오 블록과 예측 블록 간의 수직 변위를 식별한다. 비디오 복호화 장치가 비디오 부호화 장치에 의해 선택된 동일한 예측 블록을 식별할 수 있도록, 결정된 블록 벡터는 비트스트림에서 시그널링된다.

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

변환부(140)는 공간 영역의 픽셀 값들을 가지는 잔차블록 내의 잔차신호를 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(140)는 잔차블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차블록 내의 잔차신호들을 변환할 수 있으며, 또는 잔차블록을 복수 개의 서브블록으로 분할하고 그 서브블록을 변환 단위로 사용하여 변환을 할 수도 있다. 또는, 변환 영역 및 비변환 영역인 두 개의 서브블록으로 구분하여, 변환 영역 서브블록만 변환 단위로 사용하여 잔차신호들을 변환할 수 있다. 여기서, 변환 영역 서브블록은 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:1의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록 중 하나일 수 있다. 이런 경우, 서브블록 만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 비디오 복호화 장치로 시그널링된다. 또한, 변환 영역 서브블록의 크기는 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:3의 크기 비율을 가질 수 있으며, 이런 경우 해당 분할을 구분하는 플래그(cu_sbt_quad_flag)가 추가적으로 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 비디오 복호화 장치로 시그널링된다.

한편, 변환부(140)는 잔차블록에 대해 가로 방향과 세로 방향으로 개별적으로 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위해, 다양한 타입의 변환 함수 또는 변환 행렬이 사용될 수 있다. 예컨대, 가로 방향 변환과 세로 방향 변환을 위한 변환 함수의 쌍을 MTS(Multiple Transform Set)로 정의할 수 있다. 변환부(140)는 MTS 중 변환 효율이 가장 좋은 하나의 변환 함수 쌍을 선택하고 가로 및 세로 방향으로 각각 잔차블록을 변환할 수 있다. MTS 중에서 선택된 변환 함수 쌍에 대한 정보(mts_idx)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 비디오 복호화 장치로 시그널링된다.

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

재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.

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

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

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

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

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

루프(loop) 필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 필터부(180)는 인루프(in-loop) 필터로서 디블록킹 필터(182), SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184) 및 ALF(Adaptive Loop Filter, 186)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.

디블록킹 필터(182)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184) 및 alf(186)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184) 및 alf(186)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다. SAO 필터(184)는 CTU 단위로 오프셋을 적용함으로써 주관적 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킨다. 이에 비하여 ALF(186)는 블록 단위의 필터링을 수행하는데, 해당 블록의 에지 및 변화량의 정도를 구분하여 상이한 필터를 적용하여 왜곡을 보상한다. ALF에 사용될 필터 계수들에 대한 정보는 부호화되어 비디오 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.

디블록킹 필터(182), SAO 필터(184) 및 ALF(186)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용될 수 있다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

역변환부(530)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 잔차블록을 생성한다.

또한, 역변환부(530)는 변환블록의 일부 영역(서브블록)만 역변환하는 경우, 변환블록의 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 서브블록의 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 서브블록의 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)를 추출하여, 해당 서브블록의 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환함으로써 잔차신호들을 복원하고, 역변환되지 않은 영역에 대해서는 잔차신호로 “0”값을 채움으로써 현재블록에 대한 최종 잔차블록을 생성한다.

또한, MTS가 적용된 경우, 역변환부(530)는 비디오 부호화 장치로부터 시그널링된 MTS 정보(mts_idx)를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 적용할 변환 함수 또는 변환 행렬을 결정하고, 결정된 변환 함수를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 변환블록 내의 변환계수들에 대해 역변환을 수행한다.

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

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

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

예측부(540)는 인트라 블록 카피(intra block copy; IBC) 모드를 더 사용할 수도 있다. IBC 모드에서, 예측부(540)는 비디오 부호화 장치에 의해 선택된 동일한 예측 블록을 식별하기 위해, 엔트로피 복호화부(410)가 비트스트림으로부터 복호화한 블록 벡터를 이용할 수도 있다.

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

루프 필터부(560)는 인루프 필터로서 디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(562)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(564) 및 ALF(566)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. ALF의 필터 계수는 비스트림으로부터 복호한 필터 계수에 대한 정보를 이용하여 결정된다.

디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(570)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용된다.

본 개시는 비디오 데이터의 부호화 및 복호화에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 개시는 비디오 데이터의 코딩 블록에 대한 효율적인 예측을 위해, 코딩 블록을 L-형태의 블록과 직사각형 블록을 포함한 2 개의 영역들 혹은 (서브)블록들로 분할하고, 각 (서브)블록에 대해 예측을 수행하는 것과 관련되어 있다. 각 (서브)블록에 대해 적합한 예측 기법이 비디오 부호화기에 의해 선택되거나, 각 (서브)블록의 코딩 블록 내에서의 상대적인 위치에 따라 예측 정확도를 높일 수 있을 예측 기법이 미리 정의될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 예측 유닛에 대해 직사각형(정사각형을 포함) 이외의 모양을 제공하는 기하학적 블록 분할들을 보인다.

비디오 데이터의 블록(600)은 블록(600)의 코너에 맞닿은 직사각형 블록(610)과 그에 의해 결정되는 L-형태 블록(620)으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 비디오 데이터의 블록(600)은 CTU 또는 CU에 해당되고, 직사각형 블록(610) 및 L-형태 블록(620)은 PU에 해당할 수 있다.

도 6의 (a) 내지 (b)에 보인 바와 같이, 직사각형 블록(610)은 비디오 데이터의 블록(600) 내에서 우하, 좌상, 우상, 혹은 좌하의 코너들 중 하나에 맞닿을 수 있다. 이하의 설명에서, 이들 분할 타입들은 각각 SPLIT_RIGHT_DOWN, SPLIT_LEFT_UP, SPLIT_RIGHT_UP, 및 SPLIT_LEFT_DOWN으로 지칭될 수 있다. 일부 실시예에서, 예시된 4개의 분할 타입들 중에서, SPLIT_RIGHT_DOWN와 SPLIT_LEFT_UP이 비디오 데이터의 블록들에 이용가능할 수 있다. 다른 일부 실시예에서, 예시된 4개의 분할 타입들 중에서, 오직 SPLIT_RIGHT_DOWN만이 비디오 데이터의 블록들에 이용가능할 수 있다. 또다른 일부 실시예에서, 예시된 4개의 분할 타입들 모두가 비디오 데이터의 블록들에 이용가능할 수 있다.

비디오 데이터의 블록(600)에서 직사각형 블록(610)의 사이즈(즉, 너비(M)와 높이(N))은 비디오 데이터의 블록(600)의 사이즈(즉, 너비(W)와 높이(H))에 대한 특정 비율로 결정될 수 있다. 여기서, 특정 비율은, 예컨대, 1/4, 1/2 혹은 3/4이거나 이들로부터 선택될 수 있다. 대안적으로, 직사각형 블록(610)의 사이즈는 미리 정의된 고정된 사이즈일 수 있다.

비디오 부호화기는 비디오 데이터의 주어진 블록(600)에 대해, 이러한 기하학적 블록 분할을 적용할지 여부를 결정할 수 있다. 비디오 부호화기는 주어진 블록(600)에 대해, 이러한 기하학적 블록 분할이 적용되는지 여부를 지시하는 1-비트 플래그(예를 들어, new_split_flag)와, 복수의 분할 타입 중 하나를 지시하는 인덱스를 비디오 복호화기에게 시그널링할 수 있다. 비디오 부호화기는 비디오 데이터의 블록(600)에 기하학적 블록 분할을 적용하지 않는다고 결정할 수도 있으며, 그러한 경우에 비디오 데이터의 블록(600)은, 분할 없이, 하나의 예측 단위로 예측될 수 있다.

주어진 블록(600)에 기하학적 블록 분할의 적용이 허용되는지 여부는 주어진 블록(600)의 사이즈에 의존할 수도 있다. 일부 실시예에서, 기하학적 블록 분할이 허용되는 블록(600)의 최소 사이즈 및/또는 최대 사이즈가 정의될 수 있다. 일 예로, 블록(600)의 너비(W)와 높이(H)가

를 만족할 때, 블록(600)에 대해 기하학적 블록 분할이 허용될 수 있다. 따라서, 주어진 블록(600)의 사이즈가 최소 사이즈보다 작거나 최대 사이즈보다 큰 경우에, 1-비트 플래그(예를 들어, new_split_flag)의 시그널링은 생략될 수 있다.

일부 실시예에서, 도 6에 예시된 기하학적 블록 분할은 도 2에 예시된 CTU에 대한 블록 파티션에 통합될 수도 있다. 예를 들어, 쿼드트리(QT) 분할, 바이너리트리(BT) 분할, 및 터너리트리(TT) 분할 뿐만 아니라, 도 6에 예시된 기하학적 분할이 CTU에 대한 블록 파티션에 사용될 수도 있다. 주어진 노드에 대응하는 블록에 기하학적 분할이 적용되어 2개의 자식 노드들에 대응하는 L-형태 블록과 직사각형 블록으로 분할되는 경우에, 직사각형 블록에 대해서는 쿼드트리(QT) 분할, 바이너리트리(BT) 분할 혹은 터너리트리(TT) 분할이 더 허용될 수 있으며, L 형태 블록은 더 이상 분할이 허용되지 않을 수 있다. 즉, L 형태 블록에 대응하는 자식 노드는 트리 구조에서 리프 노드일 수 있다.

비디오 데이터의 코딩 블록(600)이, 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620)을 포함한, 2개의 서브블록(610, 620)으로 분할되는 경우에, 각 서브블록(610, 620)에 대해 적합한 예측 기법이 비디오 부호화기에 의해 선택되거나, 각 서브블록(610, 620)의 코딩 블록(600) 내에서의 상대적인 위치에 따라 예측 정확도를 높일 수 있을 예측 기법이 미리 정의될 수 있다.

예를 들어, 비디오 부호화기는 주어진 코딩 블록(600)의 각 서브블록(610, 620)에 대해, 가용한 예측 기법들(예컨대, 인트라 예측, 인터 예측 및 인트라 블록 카피(IBC)) 중에서 하나의 예측 기법을 선택할 수도 있다. 2개의 서브블록(610, 620)에 공통적으로 인트라 예측 기법이 적용되거나 2개의 서브블록(610, 620)에 각기 상이한 예측 기법이 적용될 수도 있다. 예를 들어, 비디오 부호화기에 의해 선택된 한 쌍의 예측 기법이 주어진 코딩 블록(600)의 서브블록들(610, 620)에 적용될 수 있다. 비디오 부호화기는 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620)에 적용될 2개의 예측 기법을 지시하는 신택스 엘리먼트들을 비디오 복호화기에게 시그널링할 수도 있다.

일부 실시예에서, 도 6에 예시된 기하학적 블록 분할의 각 분할 타입에 대해 적용될 한 쌍의 예측 기법이 미리 정의되어 있을 수 있다. 따라서, 주어진 코딩 블록(600)에 기하학적 블록 분할이 적용될 때, 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620)에 적용될 2개의 예측 기법을 지시하는 신택스 엘리먼트의 시그널링이 요구되지 않을 수 있다.

일 예로, SPLIT_RIGHT_DOWN의 경우에, 비디오 부호화기와 비디오 복호화기는 L-형태 블록(620)에 인트라 예측이 적용되고 직사각형 블록(610)에 인터 예측이 적용된다고 결정(혹은 추론)할 수 있다. SPLIT_LEFT_UP의 경우에, 비디오 부호화기와 비디오 복호화기는 L-형태 블록(620)에 인터 예측이 적용되고 직사각형 블록(610)에 인트라 예측이 적용된다고 결정(혹은 추론)할 수 있다. SPLIT_RIGHT_UP과 SPLIT_LEFT_DOWN의 경우에, 비디오 부호화기와 비디오 복호화기는 L-형태 블록(620)에 인트라 예측이 적용되고 직사각형 블록(610)에 인터 예측이 적용된다고 결정(혹은 추론)할 수 있다.

비디오 데이터의 I-슬라이스 내의 코딩 블록(600)에 대해 기하학적 블록 분할이 적용되는 경우에, 2개의 서브블록(610, 620)에는 인트라 예측과 인트라 블록 카피 중에서 각기 상이한 예측 기법이 적용될 수 있다. 예를 들어, SPLIT_RIGHT_DOWN의 경우에, 비디오 부호화기와 비디오 복호화기는 L-형태 블록(620)에 인트라 예측이 적용되고 직사각형 블록(610)에 인트라 블록 카피가 적용된다고 결정(혹은 추론)할 수 있다. 또한, SPLIT_LEFT_UP의 경우에, 비디오 부호화기와 비디오 복호화기는 직사각형 블록(610)에 인트라 예측이 적용되고 L-형태 블록(620)에 인트라 블록 카피가 적용된다고 결정(혹은 추론)할 수 있다.

코딩 블록(600)의 2개의 서브블록(610, 620)에 대해 각기 상이한 예측 기법이 적용되는 경우에, 2개의 서브블록들(610, 620) 중에서, (인트라 예측에 참조 픽셀들로 사용되는) 코딩 블록(600)에 인접한 좌측 블록과 상측 블록의 복원샘플들에 상대적으로 가까이 위치하는 서브블록(610, 620)에 인트라 예측이 적용되는 것이 예측에 더 효율적일 수 있다. 또한, 2개의 서브블록들(610, 620) 중에서, (인트라 예측에 참조 픽셀들로 사용되는) 코딩 블록(600)에 인접한 좌측 블록과 상측블록의 복원샘플들에 상대적으로 멀리 위치하는 서브블록(610, 620)에는 인트라 예측이 아닌 인터 예측(혹은 인트라 블록 카피)이 적용되는 것이 예측에 더 효율적일 수 있다. 이와 같이, 주어진 코딩 블록을 인트라 예측에 적합한 영역과 적합하지 않은 영역으로 기하학적으로 분할하고, 인트라 예측에 적합하지 않은 영역에 인터 예측(혹은 인트라 블록 카피)를 적용함으로써, 코딩 블록(600)에 대한 예측 정확도가 높아질 수 있으며 잔차 신호(residual signal)의 양이 줄게 되어 전체적으로 부호화 효율이 향상될 수 있다.

비디오 데이터의 코딩 블록(600) 내에서, 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620) 은 미리 정의된 순서로 순차적으로 부호화되고 복호화될 수 있다. 즉, 비디오 복호화기는 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620) 중 어느 하나를 복호화한 후 다른 하나의 복호화를 시작할 수 있다.

일부 실시예에서, 비디오 데이터의 코딩 블록(600)이, 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620)을 포함한, 2개의 블록으로 분할되는 경우에, 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620)에 각각 인트라 예측이 적용될 수 있다. 또한, 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620) 중에서 하나의 블록에 대해 인트라 예측을 수행하기 전에 다른 하나의 블록(예를 들어 코딩 블록(600)의 [0,0] 샘플을 포함하는 블록)은 이미 복원되었을 수도 있다.

일 예로, SPLIT_RIGHT_DOWN의 경우에, 코딩 블록(600) 내의 직사각형 블록(610)을 예측하기 전에 좌상의 L-형태 블록(620)이 이미 복원되었을 수도 있다. 즉, 코딩 블록(600) 내의 직사각형 블록(610)에 대해 인트라 예측을 수행할 때 코딩 블록(600) 내의 L-형태 블록(620)의 복원 샘플들이 이용가능할 수 있다. 따라서, L-형태 블록(620)이 코딩 블록(600)에 인접한 참조 샘플들로부터 인트라 예측되고, 직사각형 블록(610)이 L-형태 블록(620)의 복원 샘플들로부터 인트라 예측될 수 있다. 도 7a은 SPLIT_RIGHT_DOWN에서 직사각형 블록(610)의 인트라 예측에 사용될 수 있는 참조 샘플들을 보인다. 도 7a에서 표시된 참조 샘플들 중에서, 코딩 블록(600)의 아래에 위치한 좌측 참조 샘플들의 값들은 L-형태 블록(620)의 하측 경계 샘플(들)의 복원 값으로부터 복사되며, 코딩 블록(600)의 우측에 위치한 상측 참조 샘플들의 값들은 L-형태 블록(620)의 우측 경계 샘플(들)의 복원 값으로부터 복사된다. 좌측 참조 샘플들은 하나 혹은 복수의 열에 위치하는 샘플들일 수 있으며, 우측 참조 샘플들은 하나 혹은 복수의 행에 위치하는 샘플들일 수 있다.

유사하게, SPLIT_LEFT_UP의 경우에, 코딩 블록(600) 내의 L-형태 블록(620)을 예측하기 전에 좌상의 직사각형 블록(610)이 이미 복원되었을 수도 있다. 즉, 코딩 블록(600) 내의 L-형태 블록(620)에 대해 인트라 예측을 수행할 때 코딩 블록(600)에 인접한 좌측 블록과 상측 블록의 복원 샘플들뿐만 아니라 코딩 블록(600) 내의 L-형태 블록(620)의 복원 샘플들이 이용가능할 수 있다. 따라서, 직사각형 블록(610)이 코딩 블록(600)에 인접한 참조 샘플들로부터 인트라 예측된 후, L-형태 블록(620)이 코딩 블록(600)에 인접한 참조 샘플들과 직사각형 블록(610)의 복원 샘플들로부터 인트라 예측될 수 있다. 도 7b는 SPLIT_LEFT_UP에서 L-형태 블록(620)의 인트라 예측에 사용될 수 있는 참조 샘플들을 보인다.

SPLIT_RIGHT_UP과 SPLIT_LEFT_DOWN의 경우에, L-형태 블록(620)이 코딩 블록(600)에 인접한 참조 샘플들로부터 인트라 예측되고, 직사각형 블록(610)이 L-형태 블록(620)의 복원 샘플들로부터 인트라 예측되거나 그 반대일 수 있다.

다른 일부 실시예에서, 비디오 데이터의 코딩 블록(600)이, 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620)을 포함한, 2개의 블록으로 분할되는 경우에, 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620) 중에서 하나의 블록(예를 들어, 코딩 블록(600)의 [0,0] 샘플을 포함하는 블록)에 대해 인트라 예측을 수행하기 전에 다른 하나의 블록은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피를 통해 이미 복원되었을 수도 있다.

일 예로, SPLIT_RIGHT_DOWN의 경우에, 코딩 블록(600) 내의 L-형태 블록(620)을 예측하기 전에 우하측 코너에 위치한 직사각형 블록(610)이 인터 예측 또는 인트라 블록 카피를 통해 이미 복원되었을 수도 있다. 즉, 코딩 블록(600) 내의 L-형태 블록(620)에 대해 인트라 예측을 수행할 때 코딩 블록(600)에 인접한 좌측 블록과 상측 블록의 복원 샘플들뿐만 아니라 코딩 블록(600) 내의 직사각형 블록(610)의 복원 샘플들이 이용가능할 수 있다. 따라서, L-형태 블록(620)은 코딩 블록(600)에 인접한 주변 블록들의 복원 샘플들과 코딩 블록(600)내의 직사각형 블록(610)의 복원 샘플들로부터 인트라 예측될 수 있다.

유사하게, SPLIT_LEFT_UP의 경우에, 코딩 블록(600) 내의 직사각형 블록(610)을 예측하기 전에 우하측 코너에 위치한 L-형태 블록(620)이 인터 예측 또는 인트라 블록 카피를 통해 이미 복원되었을 수도 있다. 즉, 코딩 블록(600) 내의 직사각형 블록(610)에 대해 인트라 예측을 수행할 때 코딩 블록(600)에 인접한 좌측 블록과 상측 블록의 복원 샘플들뿐만 아니라 코딩 블록(600) 내의 L-형태 블록(620)의 복원 샘플들이 이용가능할 수 있다. 따라서, 직사각형 블록(610)은 코딩 블록(600)에 인접한 주변 블록들의 복원 샘플들과 코딩 블록(600)내의 L-형태 블록(620)의 복원 샘플들로부터 인트라 예측될 수 있다.

이러한 실시예에서, 비디오 부호화기와 비디오 복호화기는, SPLIT_RIGHT_DOWN에서 L-형태 블록(620)에 대한 예측 값들을 결정하기 위해, 코딩 블록(600)에 인접한 주변 블록들의 복원 샘플들과 코딩 블록(600)내의 직사각형 블록(610)의 복원 샘플들로부터 양선형 보간(bilinear interpolation)을 수행하도록 구성될 수도 있다. 또한, 비디오 부호화기와 비디오 복호화기는, SPLIT_LEFT_UP에서 직사각형 블록(610)에 대한 예측 값들을 결정하기 위해, 코딩 블록(600)에 인접한 주변 블록들의 복원 샘플들과 코딩 블록(600)내의 L-형태 블록(620)의 복원 샘플들로부터 양선형 보간을 수행하도록 구성될 수 있다.

유사하게, SPLIT_RIGHT_UP과 SPLIT_LEFT_DOWN의 경우에, 코딩 블록(600) 내의 L-형태 블록(620)을 예측하기 전에 직사각형 블록(610)이 인터 예측 또는 인트라 블록 카피를 통해 이미 복원되었을 수도 있다. L-형태 블록(620)은 코딩 블록(600)에 인접한 주변 블록들의 복원 샘플들과 코딩 블록(600)내의 직사각형 블록(610)의 복원 샘플들로부터 인트라 예측될 수 있다.

도 8a는 SPLIT_RIGHT_DOWN에서 코딩 블록의 L-형태 블록에 대해 수행되는 양선형 보간을 보이는 개념도이며, 도 8b는 SPLIT_LEFT_UP에서, 코딩 블록의 직사각형 블록에 대해 수행되는 양선형 보간을 보이는 개념도이다. 도 8a 및 도 8b의 예시에서, 코딩 블록의 사이즈는 8×8이며 직사각형 블록의 사이즈는 4×4이다.

도 8a를 참조하면, SPLIT_RIGHT_DOWN에서, 코딩 블록의 L-형태 블록 내에서 주어진 위치의 예측 값은 - (1) 코딩 블록에 인접한 좌측 블록내의 경계 샘플의 복원 값과, (2) 코딩 블록에 인접한 상단 블록내의 경계 샘플의 복원 값과, (3) 코딩 블록의 L-형태 블록 내의 (하측 혹은 우측) 경계 샘플의 예측 값과, (4) 코딩 블록의 직사각형 블록 내의 (좌측 혹은 상측) 경계 샘플의 복원 값을 포함하는 - 4개의 대응하는 경계 샘플들의 값들을 이용한 양선형 보간을 수행하여 결정될 수 있다. 4개의 대응하는 경계 샘플들 중에서, 2개는 L-형태 블록의 예측 샘플 위치와 동일 열에 위치하며, 다른 2개는 L-형태 블록의 예측 샘플 위치와 동일 행에 위치한다.

여기서, 코딩 블록 내의 하측 경계 샘플의 예측 값은 코딩 블록에 인접한 좌측 블록 내의 경계 샘플(L)과 코딩 블록의 직사각형 블록 내의 좌측 경계 샘플(L') 중에서 거리상 가까운 샘플의 복원 값으로부터 복제될 수 있다. 코딩 블록내의 우측의 경계 샘플의 예측 값은 코딩 블록의 상측 블록내의 경계 샘플(T)과 코딩 블록의 직사각형 블록 내의 상측 경계 샘플(T') 중에서 거리상 가까운 샘플의 복원 값으로부터 복제될 수 있다. 대안적으로, 코딩 블록내의 하측 경계 샘플의 예측 값은 경계 샘플(L)의 복원 값과 경계 샘플(L')의 복원 값에 대한 선형보간에 의해, 코딩 블록내의 우측 경계 샘플의 예측 값은 경계 샘플(T)의 복원 값과 경계 샘플(T')의 복원 값에 대한 선형보간에 의해 생성될 수 있다.

도 8b를 참조하면, SPLIT_LEFT_UP에서, 코딩 블록의 직사각형 블록 내에서 주어진 위치의 예측 값은 - (1) 코딩 블록에 인접한 좌측 블록내의 경계 샘플의 복원 값과, (2) 코딩 블록에 인접한 상단 블록내의 경계 샘플의 복원 값과, (3) 코딩 블록의 직사각형 블록의 하측 경계에 인접한 L-형태 블록내의 경계 샘플의 복원 값과, (4) 코딩 블록의 직사각형 블록의 우측 경계에 인접한 L-형태 블록내의 경계 샘플의 복원 값을 포함하는 - 4개의 대응하는 경계 샘플들의 값들을 이용한 양선형 보간에 의해 결정될 수 있다. 4개의 대응하는 경계 샘플들 중에서, 2개는 직사각형 블록의 예측 샘플 위치와 동일 열에 위치하며, 다른 2개는 직사각형 블록의 예측 샘플 위치와 동일 행에 위치한다.

여기서 L-형태 블록내의 한 쌍의 경계 샘플들의 복원 값들 대신에, (3-1) 직사각형 블록내의 하측 경계 샘플의 예측 값과 (4-1) 코딩 블록의 직사각형 블록내의 우측 경계 샘플의 예측 값이 사용될 수도 있다. 직사각형 블록내의 하측 경계 샘플의 예측 값은 L-형태 블록 내의 인접한 경계 샘플의 복원 값으로부터 복제될 수도 있으며, 직사각형 블록 내의 우측 경계 샘플의 예측 값은 L-형태 블록 내의 인접한 샘플의 복원 값으로부터 복제될 수도 있다. 직사각형 블록 내의 우하측 경계 샘플의 예측 값은 L-형태 블록 내의 인접한 2개의 경계 샘플들의 복원 값들의 평균값으로 결정되거나 이들 복원 값들 중 어느 하나로부터 복제될 수 있다.

분할 타입 SPLIT_LEFT_UP에서, 양선형 보간을 이용하여 W×H 코딩 블록의 M×N 직사각형 블록에 대한 예측 값들 PredSamples[x][y]을 도출하는 것은 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

SPLIT_RIGHT_UP과 SPLIT_LEFT_DOWN의 경우에도, SPLIT_RIGHT_DOWN 혹은 SPLIT_LEFT_UP와 실질적으로 동일하거나 상응하는 방식으로 양선형 보간이 수행될 수 있음을 이해하여야 한다.

도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예들에 따른 기하학적 블록 분할이 사용된 코딩 블록에 대한 고려될 수 있는 변환 단위들을 예시한다.

코딩 블록(600)의 잔차 신호들에 대한 변환 및 역변환은 코딩 블록(600)의 예측을 위한 기하학적 블록 분할과는 무관하게 코딩 블록(600)의 사이즈와 동일한 사이즈의 변환 단위로 수행될 수도 있다. 예를 들어, 도 9a 내지 도 9d에서 (a)와 같이, W×H 사이즈의 코딩 블록(600)으로부터 분할된 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620)에 대해 각각 예측이 수행된 후, 도 9a 내지 도 9d에서 (b)와 같이, 코딩 블록(600)의 잔차 블록에 대해 W×H 사이즈의 변환 단위로 변환 및 역변환이 수행될 수 있다.

그러나 각기 상이한 예측 기법이 적용된 코딩 블록의 2개의 서브블록(610, 620) 간에 예측의 정확도와 잔차 신호의 특성이 상이할 수 있는 바, 비디오 데이터의 코딩 블록에 기하학적 블록 분할이 적용되는 경우에 2개의 서브블록(610, 620)에 대응하는 2개의 잔차 블록에 대해 서로 독립적으로 변환 및 역변환이 수행되는 것이 더 유리할 수 있다.

전술한 바와 같이, 비디오 데이터의 코딩 블록 내에서, L-형태 블록(620)과 직사각형 블록(610)은 미리 정의된 순서로 순차적으로 부호화되고 복호화될 수 있다. 즉, 비디오 복호화기는 L-형태 블록(620)과 직사각형 블록(610) 중 어느 하나를 복호화한 후 다른 하나의 복호화를 시작할 수 있다. 그러한 경우에, 코딩 블록으로부터 분할된 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620)에 대응하는 잔차 블록들에 대해 서로 독립적으로 변환 및 역변환이 수행되어야 한다. 코딩 블록으로부터 분할된 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620)에 대응하는 잔차 블록들에 대해 서로 독립적으로 변환 및 역변환이 수행되는 구성에서, L-형태 블록(620)의 잔차 블록에 대한 변환 단위가 더 고려되어야 한다.

도 9a은 비디오 데이터의 코딩 블록(600)이, 예측을 위해, 우상의 코너에 맞닿은 직사각형 블록(610)과 L-형태 블록(620)으로 분할되는 분할 타입 SPLIT_RIGHT_UP의 경우에, 코딩 블록에 대해 고려될 수 있는 변환 단위들을 예시한다. 여기서, 코딩 블록(600)의 사이즈는 W×H이며, 직사각형 블록(610)의 사이즈는 M×N이다. L-형태 블록(620)은 코딩 블록(600)의 상측으로부터 "H-N"개의 행들과 코딩 블록(600)의 좌측으로부터 "W-M"개의 열들에 위치한 샘플들로 구성된다.

일 실시예에서, 도 9a의 (c)와 같이, 코딩 블록(600) 내 L-형태 블록(620)에 대응하는 잔차 블록의 변환을 위해, 너비(W-M)와 높이(N)을 가진 제1 변환 단위, 너비(M)와 높이(H-W)을 가진 제2 변환 단위, 그리고 너비(W-M)와 높이(H-W)을 가진 제3 변환 단위를 포함한 3개의 변환 단위들이 사용될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 9a의 (d)와 같이, 코딩 블록(600) 내 L-형태 블록(620)에 대응하는 잔차 블록의 변환을 위해, 너비(M)와 높이(H-W)을 가진 제1 변환 단위 그리고 너비(W-M)와 높이(H)을 가진 제2 변환 단위를 포함한 2개의 변환 단위들이 사용될 수 있다. 또다른 실시예에서, 도 9a의 (e)와 같이, 코딩 블록(600) 내 L-형태 블록(620)에 대응하는 잔차 블록의 변환을 위해, 너비(W-M)와 높이(N)을 가진 제1 변환 단위 그리고 너비(W)와 높이(H-N)을 가진 제2 변환 단위를 포함한 2개의 변환 단위들이 사용될 수 있다.

유사하게, 다른 분할 타입들의 경우에도, 도 9b 내지 도 9d 각각에서 (c), (d), (e)에 예시된 바와 같이, L-형태 블록(620)은 2개 직사각형 영역들 혹은 3개의 직사각형 영역들로 더 분할되어, L-형태 블록(620)에 대응하는 잔차 블록의 변환 및 역변환에는 2개의 변환 단위들 혹은 3개의 변환 단위들이 사용될 수 있다. L-형태 블록(620)의 복수의 변환 단위들 간의 변환 순서(혹은 역변환 순서 혹은 복원 순서)는 z-스캔 순서 또는 역 z-스캔 순서이거나 비디오 부호화기와 비디오 복호화기 간에 약속된 순서일 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 비디오 데이터의 블록을 코딩하는 방법을 보이는 흐름도이다. 따라서, 비디오 부호화기는 도 10에 예시된 방법에 따라 비디오 데이터의 블록을 부호화할 수 있으며, 비디오 복호화기는 도 10에 예시된 방법에 따라 비디오 데이터의 블록을 복호화할 수 있다.

비디오 부호화기와 비디오 복호화기 각각은 비디오 데이터의 블록이 L-형태 블록과 직사각형 블록으로 분할된다고 판단할 수 있다(S1010). 비디오 부호화기는 복수의 가용한 분할 타입들 중에서 비디오 데이터의 블록에 대해 적용할 분할 타입을 결정할 수 있다(S1020). 가용한 분할 타입들은 비디오 데이터의 블록 내의 직사각형 블록의 상대적인 위치에 따라 구별된다. 비디오 부호화기는 RD cost를 계산하여, 비디오 데이터의 블록에 기하학적 분할을 수반하여 부호화할지 기하학적 분할을 수반하지 않고 부호화할지를 결정할 수 있다. 비디오 부호화기는 비디오 데이터의 블록에 대해, 기하학적 블록 분할이 적용되는지 여부를 지시하는 1-비트 플래그(예를 들어, new_split_flag)와, 복수의 분할 타입 중 하나를 지시하는 인덱스를 비트스트림에 부호화할 수 있다. 비디오 복호화기는 비트스트림으로부터 1-비트 플래그와 인덱스를 복호화하여, 1-비트 플래그에 기초하여 비디오 데이터의 블록이 L-형태 블록과 직사각형 블록으로 분할되는지 여부를 판단하고(S1010), 인덱스를 기초로 비디오 데이터의 블록에 대해 적용할 분할 타입을 결정할 수 있다(S1020).

비디오 부호화기와 비디오 복호화기 각각은 비디오 데이터의 블록에 대한 분할 타입에 기초하여, L-형태 블록과 직사각형 블록에 적용할 한 쌍의 예측 기법을 결정할 수 있다(S1030). 한 쌍의 예측 기법은 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법과 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법을 포함한다.

비디오 부호화기는 가용한 예측 기법들(예컨대, 인트라 예측, 인터 예측 및 인트라 블록 카피(IBC)) 중에서 L-형태 블록과 직사각형 블록 각각에 적합한 예측 기법을 선택할 수 있다. 비디오 부호화기는 직사각형 블록과 L-형태 블록에 적용될 2개의 예측 기법을 지시하는 신택스 엘리먼트들을 비트스트림에 부호화할 수도 있다. 비디오 복호화기는 L-형태 블록과 직사각형 블록에 적용할 한 쌍의 예측 기법을 결정하기 위해, 비트스트림으로부터 직사각형 블록과 L-형태 블록에 적용될 2개의 예측 기법을 지시하는 신택스 엘리먼트들을 복호화할 수 있다.

대안적으로, 한 쌍의 예측 기법은 분할 타입에 대응하여 미리 정의되어 있을 수 있다. 한 쌍의 예측 기법은 모두 인트라 예측일 수 있다. 한 쌍의 예측 기법은 인터 예측과 인트라 블록 카피 중 하나와 인트라 예측일 수 있다. 여기서, 직사각형 블록이 비디오 데이터의 블록의 좌상 코너에 맞닿는 경우에, L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로, 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인트라 예측으로 비디오 부호화기와 비디오 복호화기에 의해 간주(혹은 추론)될 수 있다. 직사각형 블록이 비디오 데이터의 블록의 우하 코너에 맞닿는 경우에, L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인트라 예측으로 간주되고, 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로 간주될 수 있다. 직사각형 블록이 비디오 데이터의 블록의 좌하 코너 또는 우상 코너에 맞닿는 경우에, L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로, 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인트라 예측으로 간주될 수 있다.

비디오 부호화기와 비디오 복호화기 각각은 L-형태 블록에 대해 제1 예측 기법을 적용하여 L-형태 블록내 샘플들에 대한 제 1 예측 값들을 생성할 수 있다(S1040). 비디오 부호화기와 비디오 복호화기 각각은 직사각형 블록에 대해 제2 예측 기법을 적용하여 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제 2 예측 값들을 생성할 수 있다(S1050).

일부 실시예에서, 직사각형 블록이 비디오 데이터의 블록의 좌상 코너에 맞닿는 경우에, L-형태 블록내 샘플들에 대한 제1 예측 값들은 비디오 데이터의 블록의 주변 블록내 샘플들의 복원된 값들과 직사각형 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 따라서, 직사각형 블록은 L-형태 블록에 대한 예측 이전에 부호화되고 복호화될 수 있다. 직사각형 블록이 비디오 데이터의 블록의 우하 코너에 맞닿는 경우에, 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제2 예측 값들은 L-형태 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 따라서, 직사각형 블록은 L-형태 블록에 대한 예측 이전에 부호화되고 복호화될 수 있다.

다른 일부 실시예에서, 직사각형 블록이 비디오 데이터의 블록의 좌상 코너에 맞닿는 경우에, L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로 간주되며, 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인트라 예측으로 간주될 수 있다. 그러한 경우에, 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제2 예측 값들은 비디오 데이터의 블록의 주변 블록내 샘플들의 복원된 값들과 L-형태 블록 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 따라서, 직사각형 블록은 L-형태 블록에 대한 예측 이전에 부호화되고 복호화될 수 있다. 직사각형 블록이 비디오 데이터의 블록의 우하 코너에 맞닿는 경우에, L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인트라 예측으로 간주되고, 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로 간주될 수 있다. 그러한 경우에, L-형태 블록내 샘플들에 대한 제1 예측 값들은 비디오 데이터의 블록의 주변 블록내 샘플들의 복원된 값들과 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 따라서, 직사각형 블록은 L-형태 블록에 대한 예측 이전에 부호화되고 복호화될 수 있다.

비디오 부호화기는 비디오 데이터의 블록의 L-형태 블록과 직사각형 블록을 부호화하기 위해 제1 예측 값들과 제2예측 값들을 이용할 수 있으며, 비디오 복호화기는 비디오 데이터의 블록의 L-형태 블록과 직사각형 블록을 복호화하기 위해 제1 예측 값들과 제2예측 값들을 이용할 수 있다(S1060). 전술한 바와 같이, L-형태 블록과 직사각형 블록의 부호화 순서 및 복호화 순서는 분할 타입에 따라 상이할 수 있다.

비디오 부호화기는 비디오 데이터의 블록의 L-형태 블록내 샘플들의 오리지널 값들으로부터 제1 예측 값들을 감산하여, L-형태 블록에 대한 잔차 값들의 어레이를 생성할 수 있다. 비디오 부호화기는 잔차 값들의 어레이에 대해 변환을 수행하여 변환 계수들의 어레이를 생성하고, 변환 계수들의 어레이에 대해 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들의 어레이를 생성할 수 있다. 비디오 부호화기는 L-형태 블록에 대한 양자화된 변환 계수들의 어레이를 엔트로피 부호화할 수 있다. 비디오 부호화기는, L-형태 블록에 대해서와 상응하는 방식으로, 직사각형 블록에 대한 양자화된 변환 계수들의 어레이를 엔트로피 부호화할 수 있다.

비디오 복호화기는 비트스트림으로부터 L-형태 블록에 대한 양자화된 변환 계수들의 어레이를 엔트로피 복호화할 수 있다. 비디오 복호화기는 양자화된 변환 계수들의 어레이에 대해 역양자화를 수행하여 변환 계수들의 어레이를 생성할 수 있다. 주파수 도메인의 변환 계수들의 어레이에 대해 역변환을 수행하여 픽셀 도멘인의 잔차 값들의 어레이를 생성할 수 있다. 비디오 복호화기는 L-형태 블록에 대한 잔차 값들의 어레이에 제1 예측 값들을 가산하여, L-형태 블록에 대한 복원 블록을 생성할 수 있다. 비디오 복호화기는, L-형태 블록에 대해서와 상응하는 방식으로, 직사각형 블록에 대한 복원 블록을 생성할 수 있다.

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

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

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

Claims (20)

1. 비디오 데이터의 블록을 부호화하는 방법에 있어서,
   비디오 데이터의 블록이 L-형태 블록과 직사각형 블록으로 분할된다고 판단하는 단계;
   상기 비디오 데이터의 블록 내의 상기 직사각형 블록의 상대적인 위치에 따른 분할 타입을 판단하는 단계;
   상기 분할 타입에 기초하여, 상기 L-형태 블록과 상기 직사각형 블록에 적용할 한 쌍의 예측 기법을 결정하는 단계, 상기 한 쌍의 예측 기법은 상기 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법과 상기 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법을 포함함;
   상기 L-형태 블록에 대해 상기 제1 예측 기법을 적용하여 상기 L-형태 블록내 샘플들에 대한 제 1 예측 값들을 생성하는 단계;
   상기 직사각형 블록에 대해 상기 제2 예측 기법을 적용하여 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제 2 예측 값들을 생성하는 단계;
   를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 예측 기법은,
   상기 분할 타입에 대응하여 미리 정의된 것을 특징으로 하는, 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 예측 기법은 모두 인트라 예측인 것을 특징으로 하는, 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 직사각형 블록이 상기 비디오 데이터의 블록의 좌상 코너에 맞닿는 경우에, 상기 L-형태 블록내 샘플들에 대한 제1 예측 값들은 상기 비디오 데이터의 블록의 주변 블록내 샘플들의 복원된 값들과 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측되고,
   상기 직사각형 블록이 상기 비디오 데이터의 블록의 우하 코너에 맞닿는 경우에, 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제2 예측 값들은 상기 상기 L-형태 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측되는 것을 특징으로 하는, 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 예측 기법은 인터 예측 또는 인트라 블록 카피 중 하나와 인트라 예측인 것을 특징으로 하는, 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 직사각형 블록이 상기 비디오 데이터의 블록의 좌상 코너에 맞닿는 경우에,
   상기 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로 간주되며, 상기 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인트라 예측으로 간주되는 것을 특징으로 하는, 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제2 예측 값들은 상기 비디오 데이터의 블록의 주변 블록내 샘플들의 복원된 값들과 상기 L-형태 블록 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측되는 것을 특징으로 하는, 방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 직사각형 블록이 상기 비디오 데이터의 블록의 우하 코너에 맞닿는 경우에,
   상기 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인트라 예측으로 간주되고, 상기 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로 간주되는 것을 특징으로 하는, 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 L-형태 블록내 샘플들에 대한 제1 예측 값들은 상기 비디오 데이터의 블록의 주변 블록내 샘플들의 복원된 값들과 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측되는 것을 특징으로 하는, 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 직사각형 블록이 상기 비디오 데이터의 블록의 좌하 코너 또는 우상 코너에 맞닿는 경우에, 상기 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로, 상기 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인트라 예측으로 간주되는 것을 특징으로 하는, 방법.
11. 비디오 데이터의 블록을 복호화하는 방법에 있어서,
    비디오 데이터의 블록이 L-형태 블록과 직사각형 블록으로 분할된다고 판단하는 단계;
    상기 비디오 데이터의 블록 내의 상기 직사각형 블록의 상대적인 위치에 따른 분할 타입을 판단하는 단계;
    상기 분할 타입에 기초하여, 상기 L-형태 블록과 상기 직사각형 블록에 적용할 한 쌍의 예측 기법을 결정하는 단계, 상기 한 쌍의 예측 기법은 상기 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법과 상기 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법을 포함함;
    상기 L-형태 블록에 대해 상기 제1 예측 기법을 적용하여 상기 L-형태 블록내 샘플들에 대한 제 1 예측 값들을 생성하는 단계; 및
    상기 직사각형 블록에 대해 상기 제2 예측 기법을 적용하여 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제 2 예측 값들을 생성하는 단계
    를 포함하는, 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 예측 기법은,
    상기 분할 타입에 대응하여 미리 정의된 것을 특징으로 하는, 방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 예측 기법은 모두 인트라 예측인 것을 특징으로 하는, 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 직사각형 블록이 상기 비디오 데이터의 블록의 좌상 코너에 맞닿는 경우에, 상기 L-형태 블록내 샘플들에 대한 제1 예측 값들은 상기 비디오 데이터의 블록의 주변 블록내 샘플들의 복원된 값들과 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측되고,
    상기 직사각형 블록이 상기 비디오 데이터의 블록의 우하 코너에 맞닿는 경우에, 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제2 예측 값들은 상기 상기 L-형태 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측되는 것을 특징으로 하는, 방법.
15. 제11항에 있어서,
    상기 한 쌍의 예측 기법은 인터 예측 또는 인트라 블록 카피 중 하나와 인트라 예측인 것을 특징으로 하는, 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 직사각형 블록이 상기 비디오 데이터의 블록의 좌상 코너에 맞닿는 경우에,
    상기 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로 간주되며, 상기 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인트라 예측으로 간주되는 것을 특징으로 하는, 방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 제2 예측 값들은 상기 비디오 데이터의 블록의 주변 블록내 샘플들의 복원된 값들과 상기 L-형태 블록 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측되는 것을 특징으로 하는, 방법.
18. 제15항에 있어서,
    상기 직사각형 블록이 상기 비디오 데이터의 블록의 우하 코너에 맞닿는 경우에,
    상기 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인트라 예측으로 간주되고, 상기 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로 간주되는 것을 특징으로 하는, 방법.
19. 제18항에 있어서,
    상기 L-형태 블록내 샘플들에 대한 제1 예측 값들은 상기 비디오 데이터의 블록의 주변 블록내 샘플들의 복원된 값들과 상기 직사각형 블록내 샘플들에 대한 복원된 값들을 이용하여 인트라 예측되는 것을 특징으로 하는, 방법.
20. 제11항에 있어서,
    상기 직사각형 블록이 상기 비디오 데이터의 블록의 좌하 코너 또는 우상 코너에 맞닿는 경우에, 상기 L-형태 블록을 위한 제1 예측 기법은 인터 예측 혹은 인트라 블록 카피로, 상기 직사각형 블록을 위한 제2 예측 기법은 인트라 예측으로 간주되는 것을 특징으로 하는, 방법.

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