KR20220104041A

KR20220104041A - 비디오 코딩을 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20220104041A
Application number: KR1020227021511A
Authority: KR
Inventors: 세훈 예; 신 자오; 산 류
Original assignee: 텐센트 아메리카 엘엘씨
Priority date: 2021-01-14
Filing date: 2021-09-30
Publication date: 2022-07-25
Also published as: JP7462792B2; EP4088474A4; CN115398918A; US20240155113A1; EP4088474A1; WO2022154835A1; US20220224883A1; JP2024079781A; JP2023520594A; US11924408B2

Abstract

본 개시내용의 양태들은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법들, 장치들, 및 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체들을 포함한다. 장치는 비디오 비트스트림을 디코딩하여 현재 블록에 대한 감소된-해상도 잔차 블록을 획득하는 처리 회로를 포함한다. 처리 회로는 블록 레벨 플래그가 미리 정의된 값으로 설정되는 것을 결정한다. 미리 정의된 값은 현재 블록이 감소된-해상도 코딩에서 코딩된다는 것을 표시한다. 블록 레벨 플래그에 기초하여, 처리 회로는 현재 블록의 풀-해상도 참조 블록을 다운-샘플링함으로써 현재 블록에 대한 감소된-해상도 예측 블록을 생성한다. 처리 회로는 감소된-해상도 예측 블록 및 감소된-해상도 잔차 블록에 기초하여 현재 블록에 대한 감소된-해상도 재구성 블록을 생성한다. 처리 회로는 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링함으로써 현재 블록에 대한 풀-해상도 재구성 블록을 생성한다.

Description

비디오 코딩을 위한 방법 및 장치

본 출원은, 2021년 1월 14일자로 출원된 미국 가출원 제63/137,350호, "MIXED-RESOLUTION PREDICTION FOR CU-BASED SUPER-RESOLUTION CODING"에 대한 우선권의 이익을 주장하는, 2021년 9월 28일자로 출원된 미국 특허 출원 제17/488,027호, "METHOD AND APPARATUS FOR VIDEO CODING"에 대한 우선권의 이익을 주장한다. 이전 출원들의 개시내용들은 그 전체가 본 명세서에 참조로 포함된다.

본 개시내용은 일반적으로 비디오 코딩에 관련된 실시예들을 설명한다.

본 명세서에 제공된 배경 설명은 본 개시내용의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 것이다. 본 배경기술 부분에 설명되어 있는 현재 등록된 발명자들의 연구 및 출원 시점에 종래 기술로서 달리 간주되지 않을 수 있는 설명의 양태는 명시적으로도 암시적으로도 본 개시내용에 대한 종래 기술로 인정되지 않는다.

비디오 코딩 및 디코딩은 모션 보상을 동반한 인터-픽처 예측(inter-picture prediction)을 사용하여 수행될 수 있다. 압축되지 않은 디지털 비디오는 일련의 픽처들을 포함할 수 있고, 각각의 픽처는, 예를 들어, 1920x1080 루미넌스 샘플들 및 연관된 크로미넌스 샘플들의 공간 차원을 갖는다. 이 일련의 픽처들은, 예를 들어, 초당 60 픽처 또는 60Hz의, 고정 또는 가변 픽처 레이트(비공식적으로 프레임 레이트로도 알려져 있음)를 가질 수 있다. 압축되지 않은 비디오는 상당한 비트레이트 요건들을 갖는다. 예를 들어, 샘플당 8 비트에서의 1080p60 4:2:0 비디오(60Hz 프레임 레이트에서의 1920x1080 루미넌스 샘플 해상도)는 1.5 Gbit/s에 근접한 대역폭을 요구한다. 1 시간 분량의 이러한 비디오는 600 기가바이트를 초과하는 저장 공간을 필요로 한다.

비디오 코딩 및 디코딩의 한 가지 목적은, 압축을 통한, 입력 비디오 신호에서의 중복성의 감소일 수 있다. 압축은 앞서 설명한 대역폭 또는 저장 공간 요건들을, 일부 경우들에서는, 2 자릿수 이상 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 무손실 및 손실 압축 양자 모두뿐만 아니라 이들의 조합이 이용될 수 있다. 무손실 압축은 압축된 원래 신호로부터 원래 신호의 정확한 사본이 재구성될 수 있는 기법들을 지칭한다. 손실 압축을 사용할 때, 재구성된 신호는 원본 신호와 동일하지 않을 수 있지만, 원본 신호와 재구성된 신호 사이의 왜곡은 재구성된 신호가 의도된 응용에 유용할 정도로 충분히 작다. 비디오의 경우, 손실 압축이 널리 이용된다. 용인되는 왜곡의 양은 응용에 의존하며; 예를 들어, 특정 소비자 스트리밍 응용들의 사용자들은 텔레비전 배포 응용들의 사용자들보다 더 높은 왜곡을 용인할 수 있다. 달성가능한 압축비는 더 높은 허용가능한/용인가능한 왜곡이 더 높은 압축비를 산출할 수 있다는 사실을 반영할 수 있다.

비디오 인코더 및 디코더는, 예를 들어, 모션 보상, 변환, 양자화, 및 엔트로피 코딩을 비롯한, 몇가지 광범위한 카테고리로부터의 기법을 이용할 수 있다.

비디오 코덱 기술은 인트라 코딩으로 알려진 기법을 포함할 수 있다. 인트라 코딩에서, 샘플 값들은 이전에 재구성된 참조 픽처들로부터의 샘플들 또는 다른 데이터를 참조하지 않고 표현된다. 일부 비디오 코덱들에서, 픽처는 샘플들의 블록들로 공간적으로 세분된다. 샘플들의 모든 블록들이 인트라 모드에서 코딩될 때, 그 픽처는 인트라 픽처일 수 있다. 인트라 픽처들 및 독립적인 디코더 리프레시 픽처들과 같은 그들의 파생물들은 디코더 상태를 리셋하기 위해 사용될 수 있고, 따라서 코딩된 비디오 비트스트림 및 비디오 세션에서 제1 픽처로서 또는 정지 이미지로서 사용될 수 있다. 인트라 블록의 샘플들은 변환에 노출될 수 있고, 변환 계수들은 엔트로피 코딩 전에 양자화될 수 있다. 인트라 예측은 사전 변환 도메인에서 샘플 값들을 최소화하는 기법일 수 있다. 일부 경우들에서, 변환 후의 DC 값이 더 작을수록, 그리고 AC 계수들이 더 작을수록, 엔트로피 코딩 이후에 블록을 표현하기 위해 주어진 양자화 스텝 크기에서 요구되는 비트들이 더 적다.

예를 들어, MPEG-2 세대 코딩 기술로부터 알려진 것과 같은 전통적인 인트라 코딩은 인트라 예측을 사용하지 않는다. 그러나, 일부 더 새로운 비디오 압축 기법들은, 예를 들어, 데이터의 공간적으로 이웃하는, 그리고 디코딩 순서에서 선행하는 블록들의 인코딩 및/또는 디코딩 동안 획득된 주위의 샘플 데이터 및/또는 메타데이터로부터 샘플 값들을 예측하려고 시도하는 기법들을 포함한다. 이러한 기법들은 이후 "인트라 예측" 기법들로 불린다. 적어도 일부 경우들에서, 인트라 예측은 참조 픽처들로부터가 아니라 재구성 중인 현재 픽처로부터의 참조 데이터만을 사용한다는 점에 유의한다.

많은 상이한 형태의 인트라 예측이 있을 수 있다. 이러한 기법들 중 둘 이상이 주어진 비디오 코딩 기술에서 사용될 수 있는 경우, 사용중인 기법은 인트라 예측 모드에서 코딩될 수 있다. 특정 경우들에서, 모드들은 서브모드들 및/또는 파라미터들을 가질 수 있고, 이들은 개별적으로 코딩되거나 모드 코드워드에 포함될 수 있다. 주어진 모드, 서브모드, 및/또는 파라미터 조합에 사용할 코드워드는 인트라 예측을 통한 코딩 효율 이득에 영향을 미칠 수 있고, 따라서 코드워드들을 비트스트림으로 변환하기 위해 엔트로피 코딩 기술로 사용할 수 있다.

인트라 예측의 특정 모드가 H.264와 함께 도입되었고, H.265에서 개선되었으며, JEM(joint exploration model), VVC(versatile video coding), 및 BMS(benchmark set)와 같은 더 새로운 코딩 기술들에서 추가로 개선되었다. 예측자 블록은 이미 이용가능한 샘플들에 속하는 이웃 샘플 값들을 사용하여 형성될 수 있다. 이웃 샘플들의 샘플 값들은 방향에 따라 예측자 블록 내로 복사된다. 사용중인 방향에 대한 참조는 비트스트림에서 코딩될 수 있거나, 그 자체가 예측될 수 있다.

도 1a를 참조하면, 하부 우측에 (35개의 인트라 모드의 33개의 각도 모드에 대응하는) H.265의 33개의 가능한 예측자 방향으로부터 알려진 9개의 예측자 방향의 서브세트가 묘사되어 있다. 화살표들이 수렴하는 지점(101)은 예측되는 샘플을 나타낸다. 화살표들은 샘플이 예측되고 있는 방향을 나타낸다. 예를 들어, 화살표(102)는 샘플(101)이 샘플 또는 샘플들로부터 상부 우측으로, 수평으로부터 45도 각도로 예측되는 것을 표시한다. 유사하게, 화살표(103)는 샘플(101)이 샘플 또는 샘플들로부터 샘플(101)의 하부 좌측으로, 수평으로부터 22.5도 각도로 예측되는 것을 표시한다.

계속 도 1a를 참조하면, 상단 좌측에, 4x4 샘플들의 정사각형 블록(104)(굵은 점선으로 표시됨)이 묘사되어 있다. 정사각형 블록(104)은 각각 "S"로 라벨링된 16개의 샘플, Y 차원에서의 그 위치(예를 들어, 행 인덱스) 및 X 차원에서의 그 위치(예를 들어, 열 인덱스)를 포함한다. 예를 들어, 샘플 S21은 Y 차원에서의 제2 샘플(상단으로부터) 및 X 차원에서의 제1(좌측으로부터) 샘플이다. 유사하게, 샘플 S44는 블록(104)에서 Y 및 X 차원 모두에서 제4 샘플이다. 블록이 크기가 4x4 샘플이므로, S44는 하단 우측에 있다. 유사한 넘버링 방식을 따르는 참조 샘플들이 추가로 예시되어 있다. 참조 샘플은 블록(104)에 비해 R, 그의 Y 위치(예를 들어, 행 인덱스) 및 X 위치(열 인덱스)로 라벨링된다. H.264 및 H.265 양자 모두에서, 예측 샘플들은 재구성 중인 블록에 이웃하며; 따라서, 음의 값들이 사용될 필요가 없다.

인트라 픽처 예측은 시그널링된 예측 방향에 의해 적절하게 이웃 샘플들로부터 참조 샘플 값들을 복사함으로써 작동할 수 있다. 예를 들어, 코딩된 비디오 비트스트림은, 이 블록에 대해, 화살표(102)와 일치하는 예측 방향을 표시하는- 즉, 샘플들이 예측 샘플 또는 샘플들로부터 상부 우측으로, 수평으로부터 45도 각도로 예측되는 -시그널링을 포함한다고 가정한다. 그 경우, 샘플들 S41, S32, S23 및 S14는 동일한 참조 샘플 R05로부터 예측된다. 이어서, 샘플 S44는 참조 샘플 R08로부터 예측된다.

특정 경우에, 다수의 참조 샘플들의 값은 특히 방향이 45도로 균등하게 나누어지지 않을 때 참조 샘플을 계산하기 위해, 예를 들어 보간을 통해 조합될 수 있다.

비디오 코딩 기술이 개발됨에 따라 가능한 방향의 수가 증가하였다. H.264(2003년)에서, 9개의 상이한 방향이 표현될 수 있다. 이는 H.265(2013년)에서 33개로 증가되었고, 본 개시 시점에, JEM/VVC/BMS는 최대 65개의 방향을 지원할 수 있다. 가장 가능성 있는 방향들을 식별하기 위한 실험들이 수행되었고, 엔트로피 코딩에서의 특정 기법들이 적은 수의 비트들로 이러한 가능성 있는 방향들을 나타내기 위해 사용되어, 가능성이 적은 방향들에 대한 특정 페널티를 용인한다. 또한, 때때로 방향들 자체가 이웃, 이미 디코딩된 블록들에서 사용되는 이웃 방향들로부터 예측될 수 있다.

도 1b는 시간에 따라 증가하는 수의 예측 방향들을 예시하기 위해 JEM에 따른 65개의 인트라 예측 방향들을 예시하는 개략도(105)를 나타낸다.

방향을 표현하는 코딩된 비디오 비트스트림 내의 인트라 예측 방향 비트들의 매핑은 비디오 코딩 기술마다 상이할 수 있으며; 그리고, 예를 들어, 인트라 예측 모드에 대한 예측 방향의 간단한 직접 매핑으로부터 코드워드, 가장 가능성 있는 모드를 수반하는 복잡한 적응적 방식, 및 유사한 기술들에 이르기까지의 범위일 수 있다. 그렇지만, 모든 경우에, 특정 다른 방향들보다 비디오 콘텐츠에서 통계적으로 일어날 가능성이 적은 특정 방향들이 있을 수 있다. 비디오 압축의 목표는 중복성의 감소이므로, 잘 동작하는 비디오 코딩 기술에서, 이러한 가능성이 적은 방향들은 가능성이 많은 방향들보다 많은 수의 비트들로 표현될 것이다.

모션 보상은 손실 압축 기법일 수 있고, 이전에 재구성된 픽처 또는 그의 일부(참조 픽처)로부터의 샘플 데이터의 블록이, 모션 벡터(이후 MV)에 의해 표시된 방향으로 공간적으로 시프트된 이후에, 새롭게 재구성된 픽처 또는 픽처 부분의 예측에 사용되는 기법들과 관련될 수 있다. 일부 경우들에서, 참조 픽처는 현재 재구성 중인 픽처와 동일할 수 있다. MV들은 2개의 차원 X 및 Y, 또는 3개의 차원을 가질 수 있고, 제3 차원은 사용중인 참조 픽처의 표시이다(후자는, 간접적으로, 시간 차원일 수 있다).

일부 비디오 압축 기법들에서, 샘플 데이터의 특정 영역에 적용가능한 MV는 다른 MV들로부터, 예를 들어 재구성 중인 영역에 공간적으로 인접한 샘플 데이터의 다른 영역과 관련되고 디코딩 순서로 그 MV에 선행하는 것들로부터 예측될 수 있다. 그렇게 함으로써 MV를 코딩하기 위해 요구되는 데이터의 양을 실질적으로 감소시킬 수 있고, 그에 의해 중복성을 제거하고 압축을 증가시킨다. MV 예측은, 예를 들어, 카메라로부터 유도된 입력 비디오 신호(자연 비디오라고 알려짐)를 코딩할 때, 단일 MV가 적용가능한 영역보다 더 큰 영역들이 유사한 방향으로 움직이는 통계적 가능성이 있고, 따라서, 일부 경우들에서 이웃 영역의 MV들로부터 유도된 유사한 MV를 사용하여 예측될 수 있기 때문에 효과적으로 작동할 수 있다. 그 결과, 주어진 영역에 대해 발견되는 MV가 주위의 MV들로부터 예측된 MV와 유사하거나 동일하게 되고, 이는 결국, 엔트로피 코딩 이후에, MV를 직접 코딩하는 경우에 사용되는 것보다 더 적은 수의 비트들로, 표현될 수 있다. 일부 경우에, MV 예측은 원본 신호(즉, 샘플 스트림)로부터 유도된 신호(즉, MV들)의 무손실 압축의 예일 수 있다. 다른 경우들에서, MV 예측 자체는, 예를 들어, 몇몇 주위의 MV들로부터 예측자를 계산할 때의 반올림 오류들 때문에, 손실성일 수 있다.

다양한 MV 예측 메커니즘들이 H.265/HEVC(ITU-T Rec. H.265, "High Efficiency Video Coding", December 2016)에 설명되어 있다. H.265가 제안하는 많은 MV 예측 메커니즘들 중에서, 본 실시예들은 이후 "공간 병합"이라고 지칭되는 기법에 관한 것이다.

도 1c를 참조하면, 현재 블록(111)은 공간적으로 시프트된 동일한 크기의 이전 블록으로부터 예측가능한 것으로 모션 검색 프로세스 동안 인코더에 의해 발견된 샘플들을 포함할 수 있다. 그 MV를 직접 코딩하는 대신에, MV는 하나 이상의 참조 픽처와 연관된 메타데이터로부터, 예를 들어, 가장 최근의(디코딩 순서로) 참조 픽처로부터, A0, A1, 및 B0, B1, B2(각각, 112 내지 116)로 나타내어진 5개의 주위 샘플 중 어느 하나와 연관된 MV를 사용하여 유도될 수 있다. H.265에서, MV 예측은 이웃 블록이 사용하고 있는 동일한 참조 픽처로부터의 예측자들을 사용할 수 있다.

본 개시내용의 양태들은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 장치들을 제공한다. 장치는 비디오 비트스트림을 디코딩하여 현재 블록에 대한 감소된-해상도 잔차 블록을 획득하는 처리 회로를 포함한다. 처리 회로는 블록 레벨 플래그가 미리 정의된 값으로 설정되는 것을 결정한다. 미리 정의된 값은 현재 블록이 감소된-해상도 코딩에서 코딩된다는 것을 표시한다. 블록 레벨 플래그에 기초하여, 처리 회로는 현재 블록의 풀-해상도 참조 블록을 다운-샘플링함으로써 현재 블록에 대한 감소된-해상도 예측 블록을 생성한다. 처리 회로는 감소된-해상도 예측 블록 및 감소된-해상도 잔차 블록에 기초하여 현재 블록에 대한 감소된-해상도 재구성 블록을 생성한다. 처리 회로는 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링함으로써 현재 블록에 대한 풀-해상도 재구성 블록을 생성한다.

실시예에서, 처리 회로는 풀-해상도 참조 블록의 크기 및 현재 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 감소된-해상도 예측 블록의 크기를 결정한다.

실시예에서, 처리 회로는 비디오 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 블록 레벨 플래그를 디코딩한다. 블록 레벨 플래그는 현재 블록이 감소된-해상도 코딩에서 코딩된다는 것을 표시한다.

실시예에서, 처리 회로는 비디오 비트스트림으로부터 필터 계수 또는 필터 계수의 인덱스 중 하나를 디코딩한다. 필터 계수는 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링하는데 이용된다.

실시예에서, 처리 회로는 현재 블록과 제1 이웃 블록의 다운-샘플링 인자들의 비율인 스케일링 인자에 기초하여 현재 블록의 제1 이웃 블록의 모션 벡터를 스케일링한다. 처리 회로는 현재 블록에 대한 제1 모션 벡터 후보 리스트를 구성한다. 제1 모션 벡터 후보 리스트는 제1 이웃 블록의 스케일링된 모션 벡터를 포함한다.

실시예에서, 처리 회로는 스케일링 인자가 2의 거듭제곱인 것에 응답하여 시프트 연산에 기초하여 스케일링된 모션 벡터를 결정한다. 예에서, 스케일링 인자가 2^N일 때, 모션 벡터의 수평 성분의 하위 N 비트 및 모션 벡터의 수직 성분의 하위 N 비트는 폐기되어 스케일링된 모션 벡터를 얻는다. 다른 예에서, 스케일링 인자가 2^N일 때, 모션 벡터에 먼저 반올림 인자가 가산되고(예를 들어, 2^N-1), 그 후 모션 벡터의 수평 성분의 하위 N 비트 및 모션 벡터의 수직 성분의 하위 N 비트가 폐기되어 스케일링된 모션 벡터를 얻는다.

실시예에서, 처리 회로는 스케일링 인자가 2의 거듭제곱이 아닌 것에 응답하여 룩업 테이블에 기초하여 스케일링된 모션 벡터를 결정한다.

실시예에서, 처리 회로는 현재 블록 및 제1 이웃 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 제1 모션 벡터 후보 리스트 내의 스케일링된 모션 벡터의 우선순위를 결정한다.

실시예에서, 처리 회로는 현재 블록의 하나 이상의 제2 이웃 블록에 기초하여 현재 블록에 대한 제2 모션 벡터 후보 리스트를 구성한다. 하나 이상의 제2 이웃 블록 각각은 현재 블록과 동일한 다운-샘플링 인자들을 갖는다. 처리 회로는 현재 블록의 하나 이상의 제3 이웃 블록에 기초하여 현재 블록에 대한 제3 모션 벡터 후보 리스트를 구성한다. 하나 이상의 제3 이웃 블록 각각은 현재 블록과 상이한 다운-샘플링 인자들을 갖는다.

실시예에서, 처리 회로는 제2 모션 벡터 후보 리스트 내의 모션 벡터 후보들의 수가 지정된 수 미만인 것에 기초하여 제3 모션 벡터 후보 리스트를 스캔한다.

실시예에서, 처리 회로는 제2 모션 벡터 후보 리스트와 제3 모션 벡터 후보 리스트를 인터리빙 방식으로 병합함으로써 현재 블록에 대한 제4 모션 벡터 후보 리스트를 결정한다.

실시예에서, 처리 회로는 현재 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 현재 블록의 아핀 파라미터를 결정한다.

본 개시내용의 양태들은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법들을 제공한다. 이 방법에서, 비디오 비트스트림이 디코딩되어 현재 블록에 대한 감소된-해상도 잔차 블록을 획득한다. 미리 정의된 값으로 설정된 블록 레벨 플래그가 결정된다. 미리 정의된 값은 현재 블록이 감소된-해상도 코딩에서 코딩된다는 것을 표시한다. 블록 레벨 플래그에 기초하여, 현재 블록의 풀-해상도 참조 블록을 다운-샘플링함으로써 현재 블록에 대해 감소된-해상도 예측 블록이 생성된다. 감소된-해상도 예측 블록 및 감소된-해상도 잔차 블록에 기초하여 현재 블록에 대한 감소된-해상도 재구성 블록이 생성된다. 풀-해상도 재구성 블록은 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링함으로써 현재 블록에 대해 생성된다.

본 개시내용의 양태들은 또한, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서로 하여금, 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법들 중 임의의 하나 또는 이들의 조합을 수행하게 하는 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체들을 제공한다.

개시된 주제의 추가의 특징들, 본질 및 다양한 이점들이 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면들로부터 더 명백할 것이다.
도 1a는 인트라 예측 모드들의 예시적인 서브세트의 개략적 예시이고;
도 1b는 예시적인 인트라 예측 방향들의 예시이고;
도 1c는 일 예에서 현재 블록 및 그 주위의 공간 병합 후보들의 개략적 예시이고;
도 2는 실시예에 따른 통신 시스템의 단순화된 블록도의 개략적 예시이고;
도 3은 실시예에 따른 통신 시스템의 단순화된 블록도의 개략적 예시이고;
도 4는 실시예에 따른 디코더의 단순화된 블록도의 개략적 예시이고;
도 5는 실시예에 따른 인코더의 단순화된 블록도의 개략적 예시이고;
도 6은 다른 실시예에 따른 인코더의 블록도를 도시하고;
도 7은 다른 실시예에 따른 디코더의 블록도를 도시하고;
도 8은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 예시적인 블록 파티션들을 도시 하고;
도 9a 및 도 9b는 본 개시내용의 실시예에 따른, QTBT(quad-tree plus binary-tree) 및 대응하는 트리 구조를 사용하는 예시적인 블록 파티셔닝을 도시하고;
도 10은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 공칭 각도를 도시하고;
도 11은 본 개시내용의 실시예에 따른 현재 블록 내의 하나의 픽셀에 대한 상단, 좌측 및 상단-좌측 샘플들의 위치들을 도시하고;
도 12는 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 재귀적 필터 인트라 모드를 도시하고;
도 13은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 다중-계층 참조 프레임 구조를 도시하고;
도 14는 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 후보 모션 벡터 리스트 구축 프로세스를 도시하고;
도 15는 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 모션-필드 추정 프로세스를 도시하고;
도 16a 및 도 16b는 각각 상단-이웃 블록 및 좌측-이웃 블록을 사용하여 예측될 예시적인 중첩된 영역들(음영 영역들)을 도시하고;
도 17은 수평-전단 후에 수직-전단이 이어지는 예시적인 2-단계 워핑 프로세스(warping process)를 도시하고;
도 18은 AV1에서 프레임-레벨 초해상도를 포함하는 전체 루프-필터링 파이프라인을 도시하고;
도 19는 본 개시내용의 실시예에 따른 블록-레벨 플래그를 이용하는 예시적인 구현을 도시하고;
도 20은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 공간적으로 이웃하는 모션 벡터 참조를 도시하고;
도 21은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 시간적으로 이웃하는 모션 벡터 참조를 도시하고;
도 22는 본 개시내용의 실시예에 따른 아핀 모션 예측을 위한 예시적인 공간적으로 이웃하는 모션 벡터 참조를 도시하고;
도 23은 실시예에 따른 예시적인 흐름도를 도시하고;
도 24는 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 개략적인 예시이다.

I. 비디오 디코더 및 인코더 시스템

도 2는 본 개시내용의 실시예에 따른 통신 시스템(200)의 단순화된 블록도를 예시한다. 통신 시스템(200)은, 예를 들어, 네트워크(250)를 통해, 서로 통신할 수 있는 복수의 단말 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템(200)은 네트워크(250)를 통해 상호연결되는 제1 쌍의 단말 디바이스들(210 및 220)을 포함한다. 도 2의 예에서, 제1 쌍의 단말 디바이스들(210 및 220)은 데이터의 단방향 송신을 수행한다. 예를 들어, 단말 디바이스(210)는 네트워크(250)를 통해 다른 단말 디바이스(220)로의 송신을 위해 비디오 데이터(예를 들어, 단말 디바이스(210)에 의해 캡처되는 비디오 픽처들의 스트림)를 코딩할 수 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 하나 이상의 코딩된 비디오 비트스트림의 형태로 송신될 수 있다. 단말 디바이스(220)는 네트워크(250)로부터 코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처들을 복구하고 복구된 비디오 데이터에 따라 비디오 픽처들을 디스플레이할 수 있다. 단방향 데이터 송신은 미디어 서빙 응용들(media serving applications) 등에서 일반적일 수 있다.

다른 예에서, 통신 시스템(200)은, 예를 들어, 영상 회의 동안 발생할 수 있는 코딩된 비디오 데이터의 양방향 송신을 수행하는 제2 쌍의 단말 디바이스들(230 및 240)을 포함한다. 데이터의 양방향 송신을 위해, 일 예에서, 단말 디바이스들(230 및 240) 중의 각각의 단말 디바이스는 네트워크(250)를 통해 단말 디바이스들(230 및 240) 중의 다른 단말 디바이스로의 송신을 위해 비디오 데이터(예를 들어, 단말 디바이스에 의해 캡처되는 비디오 픽처들의 스트림)를 코딩할 수 있다. 단말 디바이스들(230 및 240) 중의 각각의 단말 디바이스는 또한 단말 디바이스들(230 및 240) 중의 다른 단말 디바이스에 의해 송신된 코딩된 비디오 데이터를 수신할 수 있고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처들을 복구할 수 있고, 복구된 비디오 데이터에 따라 액세스 가능한 디스플레이 디바이스에서 비디오 픽처들을 디스플레이할 수 있다.

도 2의 예에서, 단말 디바이스들(210, 220, 230 및 240)은 서버들, 개인용 컴퓨터들 및 스마트 폰들로서 예시될 수 있지만, 본 개시내용의 원리들은 그렇게 제한되지 않는다. 본 개시내용의 실시예들은 랩톱 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 미디어 플레이어들 및/또는 전용 영상 회의 장비에서 응용된다. 네트워크(250)는 예를 들어 와이어라인(유선) 및/또는 무선 통신 네트워크들을 비롯하여, 단말 디바이스들(210, 220, 230 및 240) 사이에 코딩된 비디오 데이터를 전달하는 임의의 수의 네트워크들을 나타낸다. 통신 네트워크(250)는 회선-교환 및/또는 패킷-교환 채널들에서 데이터를 교환할 수 있다. 대표적인 네트워크들은 통신 네트워크들, 로컬 영역 네트워크들, 광역 네트워크들 및/또는 인터넷을 포함한다. 본 논의의 목적을 위해, 네트워크(250)의 아키텍처 및 토폴로지는 아래에서 본 명세서에서 설명되지 않는 한 본 개시내용의 동작에 중요하지 않을 수 있다.

도 3은, 개시된 주제를 위한 응용에 대한 예로서, 스트리밍 환경에서의 비디오 인코더 및 비디오 디코더의 배치를 예시한다. 개시된 주제는, 예를 들어, 영상 회의, 디지털 TV, CD, DVD, 메모리 스틱 등을 포함하는 디지털 미디어 상의 압축된 비디오의 저장 등을 포함하여, 다른 비디오 가능 응용들에 동등하게 적용가능할 수 있다.

스트리밍 시스템은, 예를 들어, 압축되지 않은 비디오 픽처들의 스트림(302)을 생성하는 비디오 소스(301), 예를 들어, 디지털 카메라를 포함할 수 있는 캡처 서브시스템(313)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 비디오 픽처들의 스트림(302)은 디지털 카메라에 의해 촬영되는 샘플들을 포함한다. 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 코딩된 비디오 비트스트림)와 비교할 때 많은 데이터 용량을 강조하기 위해 굵은 라인으로 묘사된 비디오 픽처들의 스트림(302)은 비디오 소스(301)에 결합된 비디오 인코더(303)를 포함하는 전자 디바이스(320)에 의해 처리될 수 있다. 비디오 인코더(303)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 개시된 주제의 양태들을 가능하게 하거나 구현하기 위해 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 비디오 픽처들의 스트림(302)과 비교할 때 낮은 데이터 용량을 강조하기 위해 얇은 라인으로서 묘사된 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 인코딩된 비디오 비트스트림(304))는 미래의 사용을 위해 스트리밍 서버(305) 상에 저장될 수 있다. 도 3에서의 클라이언트 서브시스템들(306 및 308)과 같은 하나 이상의 스트리밍 클라이언트 서브시스템들은 스트리밍 서버(305)에 액세스하여 인코딩된 비디오 데이터(304)의 사본들(307 및 309)을 검색할 수 있다. 클라이언트 서브시스템(306)은, 예를 들어, 전자 디바이스(330) 내에 비디오 디코더(310)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(310)는 인코딩된 비디오 데이터의 착신 사본(307)을 디코딩하고 디스플레이(312)(예를 들어, 디스플레이 스크린) 또는 다른 렌더링 디바이스(묘사되지 않음) 상에 렌더링될 수 있는 비디오 픽처들의 발신 스트림(311)을 생성한다. 일부 스트리밍 시스템들에서, 인코딩된 비디오 데이터(304, 307, 및 309)(예를 들어, 비디오 비트스트림들)는 특정 비디오 코딩/압축 표준들에 따라 인코딩될 수 있다. 그러한 표준들의 예들은 ITU-T 권고안(Recommendation) H.265를 포함한다. 일 예에서, 개발 중인 비디오 코딩 표준은 VVC(Versatile Video Coding)로서 비공식적으로 알려져 있다. 개시된 주제는 VVC의 맥락에서 사용될 수 있다.

전자 디바이스들(320 및 330)은 다른 컴포넌트들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다는 점에 유의한다. 예를 들어, 전자 디바이스(320)는 비디오 디코더(도시되지 않음)도 포함할 수 있고 전자 디바이스(330)는 비디오 인코더(도시되지 않음)도 포함할 수 있다.

도 4는 본 개시내용의 실시예에 따른 비디오 디코더(410)의 블록도를 도시한다. 비디오 디코더(410)는 전자 디바이스(430)에 포함될 수 있다. 전자 디바이스(430)는 수신기(431)(예를 들어, 수신 회로)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(410)는 도 3의 예에서의 비디오 디코더(310) 대신에 사용될 수 있다.

수신기(431)는 비디오 디코더(410)에 의해 디코딩될 하나 이상의 코딩된 비디오 시퀀스를 수신할 수 있으며; 동일한 또는 다른 실시예에서는, 한 번에 하나의 코딩된 비디오 시퀀스를 수신할 수 있으며, 여기서 각각의 코딩된 비디오 시퀀스의 디코딩은 다른 코딩된 비디오 시퀀스들과 독립적이다. 코딩된 비디오 시퀀스는, 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는 저장 디바이스에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는, 채널(401)로부터 수신될 수 있다. 수신기(431)는 인코딩된 비디오 데이터를 다른 데이터, 예를 들어, 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림들과 함께 수신할 수 있고, 이들은 그것들 각각의 사용 엔티티들(묘사되지 않음)에 포워딩될 수 있다. 수신기(431)는 코딩된 비디오 시퀀스를 다른 데이터로부터 분리할 수 있다. 네트워크 지터를 방지하기 위해, 수신기(431)와 엔트로피 디코더/파서(420)(이후 "파서(420)") 사이에 버퍼 메모리(415)가 결합될 수 있다. 특정 응용들에서, 버퍼 메모리(415)는 비디오 디코더(410)의 일부이다. 다른 응용들에서, 이는 비디오 디코더(410)(묘사되지 않음) 외부에 있을 수 있다. 또 다른 응용들에서, 예를 들어 네트워크 지터를 방지하기 위해, 비디오 디코더(410) 외부의 버퍼 메모리(묘사되지 않음), 그리고 추가로, 예를 들어 재생 타이밍을 핸들링하기 위해, 비디오 디코더(410) 내부의 다른 버퍼 메모리(415)가 존재할 수 있다. 수신기(431)가 충분한 대역폭 및 제어가능성을 갖는 저장/포워드 디바이스로부터, 또는 동기식 네트워크(isosynchronous network)로부터 데이터를 수신하고 있을 때, 버퍼 메모리(415)는 필요하지 않을 수 있거나, 작을 수 있다. 인터넷과 같은 베스트 에포트 패킷 네트워크들 상에서의 사용을 위해, 버퍼 메모리(415)가 요구될 수 있고, 비교적 클 수 있으며, 유리하게는 적응적 크기일 수 있고, 비디오 디코더(410) 외부의 운영 체제 또는 유사한 요소들(도시되지 않음)에서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.

비디오 디코더(410)는 코딩된 비디오 시퀀스로부터 심벌들(421)을 재구성하기 위해 파서(420)를 포함할 수 있다. 해당 심벌들의 카테고리들은 비디오 디코더(410)의 동작을 관리하기 위해 사용되는 정보, 및 잠재적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 전자 디바이스(430)의 일체 부분(integral part)은 아니지만 전자 디바이스(430)에 결합될 수 있는 렌더링 디바이스(412)(예를 들어, 디스플레이 스크린)와 같은 렌더링 디바이스를 제어하기 위한 정보를 포함한다. 렌더링 디바이스(들)에 대한 제어 정보는 SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지 또는 VUI(Video Usability Information) 파라미터 세트 프래그먼트들(도시되지 않음)의 형태일 수 있다. 파서(420)는 수신되는 코딩된 비디오 시퀀스를 파싱/엔트로피-디코딩할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스의 코딩은 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따를 수 있고, 가변 길이 코딩, 허프만 코딩, 맥락 민감성(context sensitivity)을 갖거나 갖지 않는 산술 코딩 등을 포함하는 다양한 원리들을 따를 수 있다. 파서(420)는, 코딩된 비디오 시퀀스로부터, 그룹에 대응하는 적어도 하나의 파라미터에 기초하여, 비디오 디코더 내의 픽셀들의 서브그룹들 중 적어도 하나에 대한 서브그룹 파라미터들의 세트를 추출할 수 있다. 서브그룹들은 픽처 그룹(Group of Pictures, GOP)들, 픽처들, 타일들, 슬라이스들, 매크로블록들, 코딩 유닛(Coding Unit, CU)들, 블록들, 변환 유닛(Transform Unit, TU)들, 예측 유닛(Prediction Unit, PU)들 등을 포함할 수 있다. 파서(420)는 또한 코딩된 비디오 시퀀스로부터 변환 계수들, 양자화기 파라미터 값들, MV들 등과 같은 정보를 추출할 수 있다.

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

심벌들(421)의 재구성은 코딩된 비디오 픽처 또는 그의 부분들의 타입(예컨대: 인터 및 인트라 픽처, 인터 및 인트라 블록), 및 다른 인자들에 따라 다수의 상이한 유닛들을 수반할 수 있다. 어느 유닛들이 수반되는지, 그리고 그 방식은 파서(420)에 의해 코딩된 비디오 시퀀스로부터 파싱된 서브그룹 제어 정보에 의해 제어될 수 있다. 파서(420)와 아래의 다수의 유닛 사이의 이러한 서브그룹 제어 정보의 흐름은 명확성을 위해 묘사되어 있지 않다.

이미 언급된 기능 블록들 이외에, 비디오 디코더(410)는 아래에 설명되는 바와 같이 개념적으로 다수의 기능 유닛으로 세분될 수 있다. 상업적 제약 하에서 동작하는 실제 구현에서, 이들 유닛 중 다수는 서로 밀접하게 상호작용하고, 적어도 부분적으로 서로 통합될 수 있다. 그러나, 개시된 주제를 설명하기 위해서는, 아래의 기능 유닛들로의 개념적 세분이 적절하다.

제1 유닛은 스케일러/역변환 유닛(451)이다. 스케일러/역변환 유닛(451)은, 파서(420)로부터의 심벌(들)(421)로서, 제어 정보뿐만 아니라 양자화된 변환 계수를 수신하고, 제어 정보는 어느 변환을 사용할지, 블록 크기, 양자화 인자, 양자화 스케일링 행렬들 등을 포함한다. 스케일러/역변환 유닛(451)은 집계기(aggregator)(455)에 입력될 수 있는 샘플 값들을 포함하는 블록들을 출력할 수 있다.

일부 경우들에서, 스케일러/역변환(451)의 출력 샘플들은 인트라 코딩된 블록; 즉, 이전에 재구성된 픽처들로부터의 예측 정보를 사용하는 것이 아니고, 현재 픽처의 이전에 재구성된 부분들로부터의 예측 정보를 사용할 수 있는 블록에 관련될 수 있다. 그러한 예측 정보는 인트라 픽처 예측 유닛(452)에 의해 제공될 수 있다. 일부 경우들에서, 인트라 픽처 예측 유닛(452)은 현재 픽처 버퍼(458)로부터 페치된 주위의 이미 재구성된 정보를 사용하여, 재구성 중인 블록의 동일한 크기 및 형상의 블록을 생성한다. 현재 픽처 버퍼(458)는, 예를 들어, 부분적으로 재구성된 현재 픽처 및/또는 완전히 재구성된 현재 픽처를 버퍼링한다. 집계기(455)는, 일부 경우들에서, 샘플당 기준으로, 인트라 예측 유닛(452)이 생성한 예측 정보를 스케일러/역변환 유닛(451)에 의해 제공된 출력 샘플 정보에 추가한다.

다른 경우들에서, 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력 샘플들은 인터 코딩되고, 잠재적으로 모션 보상된 블록에 관련될 수 있다. 이 경우에, 모션 보상 예측 유닛(453)은 참조 픽처 메모리(457)에 액세스하여 예측에 사용되는 샘플을 페치할 수 있다. 블록에 관련된 심벌들(421)에 따라 페치된 샘플들을 모션 보상한 이후에, 이들 샘플은 집계기(455)에 의해 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력(이 경우 잔차 샘플들 또는 잔차 신호라고 불림)에 추가되어 출력 샘플 정보를 생성할 수 있다. 모션 보상 예측 유닛(453)이 예측 샘플들을 페치하는 참조 픽처 메모리(457) 내의 어드레스들은, 예를 들어, X, Y, 및 참조 픽처 컴포넌트들을 가질 수 있는 심벌들(421)의 형태로 모션 보상 예측 유닛(453)에 이용가능한 MV들에 의해 제어될 수 있다. 모션 보상은 또한 서브샘플 정확한 MV들이 사용 중일 때 참조 픽처 메모리(457)로부터 페치된 샘플 값들의 보간, MV 예측 메커니즘 등을 포함할 수 있다.

집계기(455)의 출력 샘플들에 대해 루프 필터 유닛(456) 내의 다양한 루프 필터링 기법들이 수행될 수 있다. 비디오 압축 기술들은, 파서(420)로부터의 심벌들(421)로서 루프 필터 유닛(456)에 이용가능하게 되고 코딩된 비디오 시퀀스(코딩된 비디오 비트스트림이라고도 지칭됨)에 포함된 파라미터들에 의해 제어되지만, 코딩된 픽처 또는 코딩된 비디오 시퀀스의 이전(디코딩 순서로) 부분들의 디코딩 동안 획득된 메타-정보에 응답할 뿐만 아니라, 이전에 재구성된 및 루프-필터링된 샘플 값들에 응답할 수도 있는 인-루프 필터(in-loop filter) 기술들을 포함할 수 있다.

루프 필터 유닛(456)의 출력은 렌더링 디바이스(412)에 출력될 뿐만 아니라 미래의 인터-픽처 예측에서 사용하기 위해 참조 픽처 메모리(457)에 저장될 수도 있는 샘플 스트림일 수 있다.

특정 코딩된 픽처들은, 완전히 재구성되면, 장래의 예측을 위한 참조 픽처들로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처에 대응하는 코딩된 픽처가 완전히 재구성되고 코딩된 픽처가 참조 픽처로서 식별되면(예를 들어, 파서(420)에 의해), 현재 픽처 버퍼(458)는 참조 픽처 메모리(457)의 일부가 될 수 있고, 다음 코딩된 픽처의 재구성에 착수하기 전에 새로운 현재 픽처 버퍼가 재할당될 수 있다.

비디오 디코더(410)는 ITU-T Rec. H.265와 같은 표준에서의 미리 결정된 비디오 압축 기술에 따라 디코딩 동작들을 수행할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스가 비디오 압축 기술 또는 표준의 신택스, 또는 비디오 압축 기술 또는 표준에서 문서화된 프로파일들 양자 모두를 고수한다는 점에서, 코딩된 비디오 시퀀스는 사용중인 비디오 압축 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 준수할 수 있다. 구체적으로, 프로파일은 비디오 압축 기술 또는 표준에서 이용가능한 모든 도구들로부터 해당 프로파일 하에서 사용하기 위해 이용가능한 전용 도구들로서 특정 도구들을 선택할 수 있다. 또한 준수를 위해, 코딩된 비디오 시퀀스의 복잡도가 비디오 압축 기술 또는 표준의 레벨에 의해 정의된 경계 내에 있는 것이 필요할 수 있다. 일부 경우들에서, 레벨들은 최대 픽처 크기, 최대 프레임 레이트, 최대 재구성 샘플 레이트(예를 들어, 초당 메가샘플로 측정됨), 최대 참조 픽처 크기 등을 제한한다. 레벨들에 의해 설정된 한계들은, 일부 경우들에서, HRD(Hypothetical Reference Decoder) 사양들 및 코딩된 비디오 시퀀스에서 시그널링된 HRD 버퍼 관리를 위한 메타데이터를 통해 추가로 제한될 수 있다.

일 실시예에서, 수신기(431)는 인코딩된 비디오와 함께 추가적인(중복) 데이터를 수신할 수 있다. 이 추가적인 데이터는 코딩된 비디오 시퀀스(들)의 일부로서 포함될 수 있다. 이 추가적인 데이터는 데이터를 적절히 디코딩하고/하거나 원래의 비디오 데이터를 더 정확하게 재구성하기 위해 비디오 디코더(410)에 의해 사용될 수 있다. 추가적인 데이터는 예를 들어, 시간적, 공간적, 또는 신호 잡음 비(SNR) 향상 계층들, 중복 슬라이스들, 중복 픽처들, 순방향 오류 정정 코드들 등의 형태로 될 수 있다.

도 5는 본 개시내용의 실시예에 따른 비디오 인코더(503)의 블록도를 도시한다. 비디오 인코더(503)는 전자 디바이스(520)에 포함된다. 전자 디바이스(520)는 송신기(540)(예를 들어, 송신 회로)를 포함한다. 비디오 인코더(503)는 도 3의 예에서의 비디오 인코더(303) 대신에 사용될 수 있다.

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

비디오 소스(501)는, 임의의 적합한 비트 심도(예를 들어: 8 비트, 10 비트, 12 비트, ...), 임의의 색공간(예를 들어, BT.601 Y CrCB, RGB, ...), 및 임의의 적합한 샘플링 구조(예를 들어, Y CrCb 4:2:0, Y CrCb 4:4:4)일 수 있는 디지털 비디오 샘플 스트림의 형태로 비디오 인코더(503)에 의해 코딩될 소스 비디오 시퀀스를 제공할 수 있다. 미디어 서빙 시스템에서, 비디오 소스(501)는 이전에 준비된 비디오를 저장하는 저장 디바이스일 수 있다. 영상 회의 시스템에서, 비디오 소스(501)는 비디오 시퀀스로서 로컬 이미지 정보를 캡처하는 카메라일 수 있다. 비디오 데이터는 순차적으로 볼 때 모션을 부여하는 복수의 개별 픽처로서 제공될 수 있다. 픽처들 자체는 픽셀들의 공간 어레이로서 조직될 수 있고, 여기서 각각의 픽셀은 사용 중인 샘플링 구조, 색 공간 등에 따라 하나 이상의 샘플을 포함할 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 픽셀들과 샘플들 사이의 관계를 쉽게 이해할 수 있다. 아래의 설명은 샘플들에 초점을 둔다.

일 실시예에 따르면, 비디오 인코더(503)는 소스 비디오 시퀀스의 픽처들을 실시간으로 또는 응용에 의해 요구되는 임의의 다른 시간 제약들 하에서 코딩된 비디오 시퀀스(543)로 코딩 및 압축할 수 있다. 적절한 코딩 속도를 집행하는 것이 제어기(550)의 하나의 기능이다. 일부 실시예들에서, 제어기(550)는 아래에 설명되는 바와 같이 다른 기능 유닛들을 제어하고 다른 기능 유닛들에 기능적으로 결합된다. 결합은 명확성을 위해 묘사되어 있지 않다. 제어기(550)에 의해 설정된 파라미터들은 레이트 제어 관련 파라미터들(픽처 스킵, 양자화기, 레이트-왜곡 최적화 기법들의 람다 값, ...), 픽처 크기, GOP(group of pictures) 레이아웃, 최대 MV 허용 참조 영역 등을 포함할 수 있다. 제어기(550)는 특정 시스템 설계에 대해 최적화된 비디오 인코더(503)에 관련된 다른 적절한 기능들을 갖도록 구성될 수 있다.

일부 실시예들에서, 비디오 인코더(503)는 코딩 루프에서 동작하도록 구성된다. 과도하게 단순화된 설명으로서, 일 예에서, 코딩 루프는 소스 코더(530)(예를 들어, 코딩될 입력 픽처, 및 참조 픽처(들)에 기초하여 심벌 스트림과 같은 심벌들을 생성하는 것을 담당함), 및 비디오 인코더(503)에 임베드된 (로컬) 디코더(533)를 포함할 수 있다. 디코더(533)는 (원격) 디코더가 또한 생성하는 것과 유사한 방식으로 샘플 데이터를 생성하기 위해 심벌들을 재구성한다(심벌들과 코딩된 비디오 비트스트림 사이의 임의의 압축이 개시된 주제에서 고려되는 비디오 압축 기술들에서 무손실이기 때문임). 재구성된 샘플 스트림(샘플 데이터)은 참조 픽처 메모리(534)에 입력된다. 심벌 스트림의 디코딩이 디코더 위치(로컬 또는 원격)와는 독립적으로 비트-동일(bit-exact) 결과들을 야기하기 때문에, 참조 픽처 메모리(534) 내의 콘텐츠도 또한 로컬 인코더와 원격 인코더 사이에서 비트-동일 상태이다. 즉, 인코더의 예측 부분은 디코딩 동안 예측을 사용할 때 디코더가 "알고 있는" 것과 정확히 동일한 샘플 값들을 참조 픽처 샘플로서 "알게" 된다. 참조 픽처 동기성의 이 기본적인 원리(그리고 결과적인 드리프트, 예를 들어, 채널 오류들 때문에 동기성이 유지될 수 없는 경우)는 일부 관련 기술들에서도 사용된다.

"로컬" 디코더(533)의 동작은 도 4와 관련하여 위에서 이미 상세히 설명된 비디오 디코더(410)와 같은 "원격" 디코더와 동일할 수 있다. 그러나, 또한 도 4를 잠시 참조하면, 심벌들이 이용가능하고 엔트로피 코더(545) 및 파서(420)에 의한 코딩된 비디오 시퀀스로의 심벌들의 인코딩/디코딩이 무손실일 수 있기 때문에, 버퍼 메모리(415), 및 파서(420)를 포함하는, 비디오 디코더(410)의 엔트로피 디코딩 부분들은 완전히 로컬 디코더(533)에서 구현되지 않을 수 있다.

이 시점에서 이루어질 수 있는 관찰은, 디코더에 존재하는 파싱/엔트로피 디코딩을 제외한 임의의 디코더 기술이 또한 필연적으로, 대응하는 인코더에서, 실질적으로 동일한 기능 형태로 존재할 필요가 있다는 점이다. 이러한 이유로, 개시된 주제는 디코더 동작에 초점을 둔다. 인코더 기술들은 포괄적으로 설명된 디코더 기술들의 역(inverse)이기 때문에 그것들에 대한 설명은 축약될 수 있다. 특정 영역들에서만 더 상세한 설명이 요구되고 아래에 제공된다.

동작 동안, 일부 예들에서, 소스 코더(530)는, "참조 픽처"로 지정된 비디오 시퀀스로부터의 하나 이상의 이전에 코딩된 픽처를 참조하여 예측적으로 입력 픽처를 코딩하는, 모션 보상된 예측 코딩을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 코딩 엔진(532)은 입력 픽처의 픽셀 블록들과 입력 픽처에 대한 예측 참조(들)로서 선택될 수 있는 참조 픽처(들)의 픽셀 블록들 사이의 차이들을 코딩한다.

로컬 비디오 디코더(533)는, 소스 코더(530)에 의해 생성된 심벌들에 기초하여, 참조 픽처들로서 지정될 수 있는 픽처들의 코딩된 비디오 데이터를 디코딩할 수 있다. 코딩 엔진(532)의 동작들은 유리하게는 손실 프로세스들일 수 있다. 코딩된 비디오 데이터가 비디오 디코더(도 5에 도시되지 않음)에서 디코딩될 수 있는 경우, 재구성된 비디오 시퀀스는 전형적으로 일부 오류들을 갖는 소스 비디오 시퀀스의 복제본(replica)일 수 있다. 로컬 비디오 디코더(533)는 참조 픽처들에 대해 비디오 디코더에 의해 수행될 수 있는 디코딩 프로세스들을 복제하고 재구성된 참조 픽처들이 참조 픽처 캐시(534)에 저장되게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 비디오 인코더(503)는 (송신 오류들이 없이) 원단(far-end) 비디오 디코더에 의해 획득될 재구성된 참조 픽처로서 공통 콘텐츠를 갖는 재구성된 참조 픽처들의 사본들을 로컬에 저장할 수 있다.

예측자(535)는 코딩 엔진(532)에 대한 예측 검색들을 수행할 수 있다. 즉, 코딩될 새로운 픽처에 대해, 예측자(535)는 새로운 픽처들에 대한 적절한 예측 참조로서 역할할 수 있는 참조 픽처 MV들, 블록 형상들 등과 같은 특정 메타데이터 또는 샘플 데이터(후보 참조 픽셀 블록들로서)에 대해 참조 픽처 메모리(534)를 검색할 수 있다. 예측자(535)는 적절한 예측 참조들을 찾기 위해 샘플 블록-바이-픽셀 블록(sample block-by-pixel block) 기준으로 동작할 수 있다. 일부 경우들에서, 예측자(535)에 의해 획득된 검색 결과들에 의해 결정된 바와 같이, 입력 픽처는 참조 픽처 메모리(534)에 저장된 다수의 참조 픽처로부터 인출된 예측 참조들을 가질 수 있다.

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

전술한 모든 기능 유닛들의 출력은 엔트로피 코더(545)에서 엔트로피 코딩을 거칠 수 있다. 엔트로피 코더(545)는 다양한 기능 유닛들에 의해 생성된 심벌들을, 허프만 코딩, 가변 길이 코딩, 산술 코딩 등과 같은 기술들에 따라 심벌들을 무손실 압축함으로써, 코딩된 비디오 시퀀스로 변환한다.

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

제어기(550)는 비디오 인코더(503)의 동작을 관리할 수 있다. 코딩 동안, 제어기(550)는, 각자의 픽처에 적용될 수 있는 코딩 기법들에 영향을 미칠 수 있는, 특정 코딩된 픽처 타입을 각각의 코딩된 픽처에 할당할 수 있다. 예를 들어, 픽처들은 종종 다음 픽처 타입들 중 하나로서 할당될 수 있다:

인트라 픽처(I 픽처)는 예측의 소스로서 시퀀스 내의 임의의 다른 픽처를 사용하지 않고 코딩되고 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 일부 비디오 코덱들은, 예를 들어, "IDR(Independent Decoder Refresh)" 픽처들을 포함하는, 상이한 타입의 인트라 픽처들을 허용한다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 I 픽처들의 해당 변형들 및 그것들 각자의 응용들 및 특징들을 인식한다.

예측 픽처(predictive picture)(P 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값들을 예측하기 위해 최대 하나의 MV 및 참조 인덱스를 사용하여 인트라 예측(intra prediction) 또는 인터 예측(inter prediction)을 사용하여 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다.

양방향 예측 픽처(bi-directionally predictive picture)(B Picture)는 각 블록의 샘플 값들을 예측하기 위해 최대 2개의 MV 및 참조 인덱스들을 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 유사하게, 다중-예측 픽처들은 단일 블록의 재구성을 위해 2개보다 많은 참조 픽처 및 연관된 메타데이터를 사용할 수 있다.

소스 픽처들은 일반적으로 복수의 샘플 블록(예를 들어, 각각 4x4, 8x8, 4x8, 또는 16x16 샘플들의 블록들)으로 공간적으로 세분되고 블록-바이-블록(block-by-block) 기준으로 코딩될 수 있다. 블록들은 블록들의 각각의 픽처들에 적용되는 코딩 할당에 의해 결정된 다른 (이미 코딩된) 블록들을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다. 예를 들어, I 픽처들의 블록들은 비예측적으로 코딩될 수 있거나 그것들은 동일한 픽처의 이미 코딩된 블록들을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다(공간적 예측 또는 인트라 예측). P 픽처의 픽셀 블록들은, 하나의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간 예측을 통해 또는 시간 예측을 통해, 예측적으로 코딩될 수 있다. B 픽처들의 블록들은, 하나 또는 2개의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간 예측을 통해 또는 시간 예측을 통해, 예측적으로 코딩될 수 있다.

비디오 인코더(503)는 ITU-T Rec. H.265와 같은, 미리 결정된 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따라 코딩 동작들을 수행할 수 있다. 그 동작에서, 비디오 인코더(503)는, 입력 비디오 시퀀스에서 시간 및 공간 중복성을 활용하는 예측 코딩 동작을 비롯한, 다양한 압축 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 코딩된 비디오 데이터는 사용중인 비디오 코딩 기술 또는 표준에 의해 특정된 신택스를 준수할 수 있다.

일 실시예에서, 송신기(540)는 인코딩된 비디오와 함께 추가적인 데이터를 송신할 수 있다. 소스 코더(530)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부로서 이러한 데이터를 포함할 수 있다. 추가적인 데이터는 시간/공간/SNR 향상 계층들, 중복 픽처들 및 슬라이스들과 같은 다른 형태의 중복 데이터, SEI 메시지들, VUI 파라미터 세트 프래그먼트들 등을 포함할 수 있다.

비디오는 시간 시퀀스의 복수의 소스 픽처들(비디오 픽처들)로서 캡처될 수 있다. 인트라-픽처 예측(종종 인트라 예측으로 축약됨)은 주어진 픽처에서 공간 상관을 사용하고, 인터-픽처 예측은 픽처들 사이의 (시간 또는 다른) 상관을 사용한다. 일 예에서, 현재 픽처라고 지칭되는, 인코딩/디코딩 중인 특정 픽처가 블록들로 분할된다. 현재 픽처 내의 블록이 비디오 내의 이전에 코딩되고 여전히 버퍼링된 참조 픽처 내의 참조 블록과 유사할 때, 현재 픽처 내의 블록은 MV로 지칭되는 벡터에 의해 코딩될 수 있다. MV는 참조 픽처 내의 참조 블록을 가리키고, 다수의 참조 픽처가 사용 중인 경우, 참조 픽처를 식별하는 제3 차원을 가질 수 있다.

일부 실시예들에서, 인터-픽처 예측에서 양방향 예측(bi-prediction) 기법이 사용될 수 있다. 양방향 예측 기법에 따르면, 양자 모두 비디오 내의 현재 픽처에 디코딩 순서가 앞서는(그러나, 디스플레이 순서에서, 과거 및 미래에 각각 있을 수 있는) 제1 참조 픽처 및 제2 참조 픽처와 같은 2개의 참조 픽처가 사용된다. 현재 픽처 내의 블록은 제1 참조 픽처 내의 제1 참조 블록을 가리키는 제1 MV, 및 제2 참조 픽처 내의 제2 참조 블록을 가리키는 제2 MV에 의해 코딩될 수 있다. 블록은 제1 참조 블록과 제2 참조 블록의 조합에 의해 예측될 수 있다.

또한, 코딩 효율을 개선시키기 위해 인터-픽처 예측에서 병합 모드 기법이 사용될 수 있다.

본 개시내용의 일부 실시예들에 따르면, 인터-픽처 예측들 및 인트라-픽처 예측들과 같은 예측들이 블록들의 단위로 수행된다. 예를 들어, HEVC 표준에 따르면, 비디오 픽처들의 시퀀스 내의 픽처는 압축을 위해 코딩 트리 유닛들(CTU)로 분할되고, 픽처 내의 CTU들은 64x64 픽셀들, 32x32 픽셀들, 또는 16x16 픽셀들과 같은 동일한 크기를 갖는다. 일반적으로, CTU는 3개의 코딩 트리 블록(CTB)을 포함하는데, 이는 하나의 루마 CTB 및 2개의 크로마 CTB이다. 각각의 CTU는 하나 또는 다수의 코딩 유닛(CU)으로 재귀적으로 쿼드트리 분할(recursively quad-tree split)될 수 있다. 예를 들어, 64x64 픽셀들의 CTU는 64x64 픽셀들의 하나의 CU, 또는 32x32 픽셀들의 4개의 CU, 또는 16x16 픽셀들의 16개의 CU로 분할될 수 있다. 일 예에서, 각각의 CU는, 인터 예측 타입 또는 인트라 예측 타입과 같은, CU에 대한 예측 타입을 결정하기 위해 분석된다. CU는 시간 및/또는 공간 예측성에 따라 하나 이상의 예측 유닛(PU)으로 분할된다. 일반적으로, 각각의 PU는 루마 예측 블록(PB), 및 2개의 크로마 PB를 포함한다. 일 실시예에서, 코딩(인코딩/디코딩)에서의 예측 동작은 예측 블록의 단위로 수행된다. 예측 블록의 예로서 루마 예측 블록을 사용하여, 예측 블록은, 8x8 픽셀들, 16x16 픽셀들, 8x16 픽셀들, 16x8 픽셀들 등과 같은, 픽셀들에 대한 값들(예를 들어, 루마 값들)의 행렬을 포함한다.

도 6은 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 비디오 인코더(603)의 도면을 도시한다. 비디오 인코더(603)는 비디오 픽처들의 시퀀스에서 현재 비디오 픽처 내의 샘플 값들의 처리 블록(예를 들어, 예측 블록)을 수신하고, 처리 블록을 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처 내에 인코딩하도록 구성된다. 일 예에서, 비디오 인코더(603)는 도 3의 예에서의 비디오 인코더(303) 대신에 사용된다.

HEVC 예에서, 비디오 인코더(603)는 8x8 샘플들 등의 예측 블록과 같은 처리 블록에 대한 샘플 값들의 행렬 등을 수신한다. 비디오 인코더(603)는 처리 블록이, 예를 들어, 레이트-왜곡 최적화를 사용하여 인트라 모드, 인터 모드, 또는 양방향 예측 모드 중 어느 것을 사용하여 최선으로 코딩되는지 여부를 결정한다. 처리 블록이 인트라 모드로 코딩되어야 할 때, 비디오 인코더(603)는 인트라 예측 기법을 사용하여 처리 블록을 코딩된 픽처 내에 인코딩할 수 있으며; 그리고, 처리 블록이 인터 모드 또는 양방향 예측 모드로 코딩될 때, 비디오 인코더(603)는 인터 예측 또는 양방향 예측 기법을 각각 사용하여 처리 블록을 코딩된 픽처 내에 인코딩할 수 있다. 특정 비디오 코딩 기술들에서, 병합 모드는 예측자들 외부의 코딩된 MV 컴포넌트의 이점 없이 하나 이상의 MV 예측자들로부터 MV가 유도되는 인터 픽처 예측 서브모드일 수 있다. 특정 다른 비디오 코딩 기술들에서, 대상 블록에 적용가능한 MV 컴포넌트가 존재할 수 있다. 일 예에서, 비디오 인코더(603)는 처리 블록들의 모드를 결정하기 위한 모드 결정 모듈(도시되지 않음)과 같은 다른 컴포넌트들을 포함한다.

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

인터 인코더(630)는 현재 블록(예를 들어, 처리 블록)의 샘플들을 수신하고, 블록을 참조 픽처들 내의 하나 이상의 참조 블록(예를 들어, 이전 픽처들 및 나중 픽처들 내의 블록들)과 비교하고, 인터 예측 정보(예를 들어, 인터 인코딩 기법에 따른 중복 정보의 설명, MV들, 병합 모드 정보)를 생성하고, 임의의 적절한 기법을 사용하여 인터 예측 정보에 기초하여 인터 예측 결과들(예를 들어, 예측 블록)을 계산하도록 구성된다. 일부 예들에서, 참조 픽처들은 인코딩된 비디오 정보에 기초하여 디코딩되는 디코딩된 참조 픽처들이다.

인트라 인코더(622)는 현재 블록(예를 들어, 처리 블록)의 샘플들을 수신하고, 일부 경우들에서 블록을 동일한 픽처 내의 이미 코딩된 블록들과 비교하고, 변환 이후 양자화된 계수들을 생성하고, 일부 경우들에서 또한 인트라 예측 정보(예를 들어, 하나 이상의 인트라 인코딩 기법에 따른 인트라 예측 방향 정보)를 수신하도록 구성된다. 일 예에서, 인트라 인코더(622)는 또한 동일한 픽처 내의 참조 블록들 및 인트라 예측 정보에 기초하여 인트라 예측 결과들(예를 들어, 예측 블록)을 계산한다.

일반 제어기(621)는 일반 제어 데이터를 결정하고 일반 제어 데이터에 기초하여 비디오 인코더(603)의 다른 컴포넌트들을 제어하도록 구성된다. 일 예에서, 일반 제어기(621)는 블록의 모드를 결정하고, 모드에 기초하여 스위치(626)에 제어 신호를 제공한다. 예를 들어, 모드가 인트라 모드일 때, 일반 제어기(621)는 잔차 계산기(623)에 의한 사용을 위해 인트라 모드 결과를 선택하도록 스위치(626)를 제어하고, 인트라 예측 정보를 선택하고 인트라 예측 정보를 비트스트림에 포함시키도록 엔트로피 인코더(625)를 제어하며; 그리고, 모드가 인터 모드일 때, 일반 제어기(621)는 잔차 계산기(623)에 의한 사용을 위해 인터 예측 결과를 선택하도록 스위치(626)를 제어하고, 인터 예측 정보를 선택하고 인터 예측 정보를 비트스트림에 포함시키도록 엔트로피 인코더(625)를 제어한다.

잔차 계산기(623)는 수신된 블록과 인트라 인코더(622) 또는 인터 인코더(630)로부터 선택된 예측 결과들 사이의 차이(잔차 데이터)를 계산하도록 구성된다. 잔차 인코더(624)는 잔차 데이터에 기초하여 동작하여 잔차 데이터를 인코딩하여 변환 계수들을 생성하도록 구성된다. 일 예에서, 잔차 인코더(624)는 잔차 데이터를 공간 도메인으로부터 주파수 도메인으로 변환하고, 변환 계수들을 생성하도록 구성된다. 그 후 변환 계수들에 대해 양자화 처리를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 획득한다. 다양한 실시예들에서, 비디오 인코더(603)는 잔차 디코더(628)를 또한 포함한다. 잔차 디코더(628)는 역변환을 수행하고, 디코딩된 잔차 데이터를 생성하도록 구성된다. 디코딩된 잔차 데이터는 인트라 인코더(622) 및 인터 인코더(630)에 의해 적절하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 인터 인코더(630)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인터 예측 정보에 기초하여 디코딩된 블록들을 생성할 수 있고, 인트라 인코더(622)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인트라 예측 정보에 기초하여 디코딩된 블록들을 생성할 수 있다. 디코딩된 블록들은 디코딩된 픽처들을 생성하기 위해 적절하게 처리되고 디코딩된 픽처들은 메모리 회로(도시되지 않음)에 버퍼링되고 일부 예들에서 참조 픽처들로서 사용될 수 있다.

엔트로피 인코더(625)는 인코딩된 블록을 포함하도록 비트스트림을 포맷하도록 구성된다. 엔트로피 인코더(625)는 HEVC와 같은 적절한 표준에 따라 다양한 정보를 포함하도록 구성된다. 일 예에서, 엔트로피 인코더(625)는 일반 제어 데이터, 선택된 예측 정보(예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 잔차 정보, 및 다른 적절한 정보를 비트스트림 내에 포함시키도록 구성된다. 개시된 주제에 따르면, 인터 모드 또는 양방향 예측 모드 중 어느 하나의 병합 서브모드에서 블록을 코딩할 때, 잔차 정보가 존재하지 않는다는 점에 유의한다.

도 7은 본 개시내용의 다른 실시예에 따른 비디오 디코더(710)의 도면을 도시한다. 비디오 디코더(710)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처들을 수신하고, 코딩된 픽처들을 디코딩하여 재구성된 픽처들을 생성하도록 구성된다. 일 예에서, 비디오 디코더(710)는 도 3의 예에서의 비디오 디코더(310) 대신에 사용된다.

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

엔트로피 디코더(771)는, 코딩된 픽처로부터, 코딩된 픽처를 구성하는 신택스 요소들을 나타내는 특정 심벌들을 재구성하도록 구성될 수 있다. 이러한 심벌들은, 예를 들어, 블록이 코딩되는 모드(예컨대, 예를 들어, 인트라 모드, 인터 모드, 양방향 예측 모드, 후자의 둘은 병합 서브모드 또는 다른 서브모드에서임), 인트라 디코더(772) 또는 인터 디코더(780) 각각에 의한 예측을 위해 사용되는 특정 샘플 또는 메타데이터를 식별할 수 있는 예측 정보(예컨대, 예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 예를 들어, 양자화된 변환 계수들의 형태로 된 잔차 정보 등을 포함할 수 있다. 일 예에서, 예측 모드가 인터 또는 양방향 예측 모드일 때, 인터 예측 정보가 인터 디코더(780)에 제공되고; 그리고 예측 타입이 인트라 예측 타입일 때, 인트라 예측 정보가 인트라 디코더(772)에 제공된다. 잔차 정보에 대해 역양자화가 수행될 수 있고 잔차 디코더(773)에 제공된다.

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

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

잔차 디코더(773)는 역양자화를 수행하여 탈양자화된 변환 계수들을 추출하고, 탈양자화된 변환 계수들을 처리하여 잔차를 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하도록 구성된다. 잔차 디코더(773)는 또한 (양자화기 파라미터(QP)를 포함하도록) 특정 제어 정보를 요구할 수 있고, 그 정보는 엔트로피 디코더(771)에 의해 제공될 수 있다(이는 단지 저용량 제어 정보일 수 있으므로 데이터 경로가 도시되지 않음).

재구성 모듈(774)은, 공간 도메인에서, 잔차 디코더(773)에 의해 출력된 잔차와 예측 결과들(경우에 따라 인터 또는 인트라 예측 모듈에 의해 출력된 것)을 조합하여 재구성된 블록을 형성하도록 구성하고, 재구성된 블록은 재구성된 픽처의 일부일 수 있고, 재구성된 픽처는 결국 재구성된 비디오의 일부일 수 있다. 시각적 품질을 개선하기 위해 디블로킹 동작 등과 같은 다른 적절한 동작들이 수행될 수 있다는 점에 유의한다.

비디오 인코더들(303, 503, 및 603), 및 비디오 디코더들(310, 410, 및 710)은 임의의 적합한 기법을 이용하여 구현될 수 있다는 점에 유의한다. 일 실시예에서, 비디오 인코더들(303, 503, 및 603), 및 비디오 디코더들(310, 410, 및 710)은 하나 이상의 집적 회로를 이용하여 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 비디오 인코더들(303, 503, 및 603), 및 비디오 디코더들(310, 410, 및 710)은 소프트웨어 명령어들을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다.

II. 블록 파티션

도 8은 본 개시내용의 일부 실시예들에 따른 예시적인 블록 파티션들을 도시한다.

AOMedia(Alliance for Open Media)에 의해 제안되는 VP9와 같은 일부 관련 예들에서, 4-웨이 파티션 트리가 사용될 수 있으며, 이는 64x64 레벨로부터 시작하여 도 8에 도시된 바와 같이 8x8 이하의 블록들에 대한 일부 추가 제한들을 갖는 4x4 레벨까지 내려간다. R로서 지정된 파티션들은 재귀적 파티션들로서 지칭될 수 있다는 점에 유의한다. 즉, 최저 4x4 레벨에 도달할 때까지 동일한 파티션 트리가 하위 스케일에서 반복된다.

AOMedia에 의해 제안되고 VP9에 기초하는 AV1과 같은 일부 관련 예들에서, 파티션-트리는 도 8에 도시된 바와 같이 10-웨이 구조로 확장될 수 있고, 최대 코딩 블록 크기(VP9/AV1 패럴런스(parlance)에서 수퍼블록으로 지칭됨)는 128x128로부터 시작하도록 증가된다. 4:1/1:4 직사각형 파티션은 AV1에는 포함되지만 VP9에는 포함되지 않는다는 점에 유의한다. 직사각형 파티션들 중 어느 것도 추가로 세분화될 수 없다. 또한, 일부 예들에서 2x2 크로마 블록들에 대해 인터 예측이 수행될 수 있기 때문에, 8x8 레벨 아래의 파티션들의 사용에서 AV1에서 더 많은 유연성이 지원될 수 있다.

HEVC와 같은 일부 관련 예들에서, CTU는 다양한 로컬 특성들에 적응하기 위해 코딩 트리로서 표시된 쿼드트리 구조를 사용함으로써 CU들로 분할될 수 있다. 인터-픽처(시간) 또는 인트라-픽처(공간) 예측을 사용하여 픽처 영역을 코딩할지에 대한 결정은 CU 레벨에서 이루어질 수 있다. 각각의 CU는 PU 분할 타입에 따라 1개, 2개, 또는 4개의 PU로 추가로 분할될 수 있다. 하나의 PU 내부에서는, 동일한 예측 프로세스가 적용될 수 있고 관련 정보가 PU 기준으로 디코더로 송신될 수 있다. PU 분할 타입에 기초하여 예측 프로세스를 적용함으로써 잔차 블록을 획득한 후에, CU는 CU에 대한 코딩 트리와 유사한 다른 쿼드트리 구조에 따라 TU들로 파티션될 수 있다. HEVC 구조의 한가지 핵심 특징은 HEVC 구조가 CU, PU, 및 TU를 포함하는 다수의 파티션 개념을 갖는다는 것이다. HEVC에서, CU 또는 TU는 단지 정사각형 형상일 수 있는 반면, PU는 인터 예측된 블록에 대해 정사각형 또는 직사각형 형상일 수 있다. HEVC에서, 하나의 코딩 블록은 4개의 정사각형 서브-블록으로 추가로 분할될 수 있고, 변환 프로세스는 각각의 서브-블록, 즉 TU에 대해 수행될 수 있다. 각각의 TU는 재귀적으로(예를 들어, 쿼드트리 분할(quadtree split)을 사용하여) 더 작은 TU들로 추가로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 잔차 쿼드트리(RQT)라고 지칭될 수 있다.

픽처 경계에서, HEVC는 블록의 크기가 픽처 경계에 맞을 때까지 블록이 쿼드트리 분할을 계속 수행할 수 있도록 암시적 쿼드트리 분할을 이용한다.

VVC와 같은 일부 관련 예들에서, QTBT(quad-tree plus binary-tree) 파티셔닝 구조가 적용될 수 있다. QTBT(quad-tree plus binary tree) 구조는 다수의 파티션 타입의 개념들을 제거하고(즉, CU, PU, 및 TU 개념들의 분리를 제거하고), CU 파티션 형상들에 대한 더 많은 유연성을 지원한다.

도 9a 및 도 9b는 본 개시내용의 실시예에 따른 QTBT 및 대응하는 트리 구조를 사용하는 예시적인 블록 파티셔닝을 도시한다. 실선들은 QT 분할을 표시하고, 점선들은 BT 분할을 표시한다. BT의 각각의 분할(즉, 논-리프(non-leaf)) 노드에서, 어느 분할 타입(즉, 수평 또는 수직)이 사용되는지를 표시하기 위해 하나의 플래그가 시그널링될 수 있다. 도 9b에서, 0은 수평 분할을 표시하고, 1은 수직 분할을 표시한다. QT 분할에 대해서는, 분할 타입을 표시할 필요가 없는데 그 이유는 QT 분할은 동등한 크기를 갖는 4개의 서브-블록을 생성하기 위해 수평으로 및 수직으로 둘 모두에서 블록을 항상 분할하기 때문이다.

QTBT 구조에서, CU는 정사각형 또는 직사각형 형상을 가질 수 있다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조에 의해 파티셔닝된다. QT 리프 노드들은 BT 구조에 의해 추가로 파티셔닝될 수 있다. BT 분할에는, 대칭 수평 분할 및 대칭 수직 분할의 2개의 분할 타입이 존재한다. BT 리프 노드들은 CU들이고, 2개의 CU로의 분할은 임의의 추가 파티셔닝없이 예측 및 변환 처리를 위해 사용된다. 따라서, CU, PU, 및 TU는 QTBT 구조에서 동일한 블록 크기를 가질 수 있다.

CU는 때때로 JEM에서와 같이 상이한 색 성분들의 CB들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 CU는 4:2:0 크로마 포맷을 갖는 P 및 B 슬라이스들의 경우에 하나의 루마 CB 및 2개의 크로마 CB를 포함할 수 있다. 다른 예들에서, CU는 단일 성분의 CB들을 포함할 수 있고, 예를 들어, 하나의 CU는 I 슬라이스들의 경우에 단지 하나의 루마 CB 또는 단지 2개의 크로마 CB를 포함할 수 있다.

QTBT 파티셔닝 방식에 대해 다음의 파라미터들이 정의된다: CTU 크기(예를 들어, HEVC에서와 같이, QT의 루트 노드 크기), MinQTSize(최소 허용 QT 리프 노드 크기), MaxBTSize(최대 허용 BT 루트 노드 크기), MaxBTDepth(최대 허용 BT 심도), 및 MinBTSize(최소 허용 BT 리프 노드 크기).

QTBT 파티셔닝 구조의 일 예에서, CTU 크기는 128x128 루마 샘플들과 2개의 대응하는 64x64 블록의 크로마 샘플들로 설정되고, MinQTSize는 16x16으로 설정될 수 있고, MaxBTSize는 64x64로 설정될 수 있고, MinBTSize(폭과 높이 둘 다에 대해)는 4x4로 설정되고, MaxBTDepth는 4로 설정된다. QT 파티셔닝은 먼저 CTU에 적용되어 QT 리프 노드들을 생성한다. QT 리프 노드들은 16×16(즉, MinQTSize) 내지 128×128(즉, CTU 크기)의 크기를 가질 수 있다. 리프 QT 노드가 128×128이면, 그것은 BT에 의해 추가로 분할되지 않는데 그 이유는 그 크기가 MaxBTSize(즉, 64×64)를 초과하기 때문이다. 그렇지 않으면, 리프 QT 노드는 BT에 의해 추가로 파티셔닝될 수 있다. 따라서, QT 리프 노드는 또한 BT에 대한 루트 노드이고, 0의 BT 심도를 갖는다. BT 심도가 MaxBTDepth(즉, 4)에 도달할 때, 추가 분할이 고려되지 않는다. BT 노드가 MinBTSize(즉, 4)와 동등한 폭을 가질 때, 추가 수평 분할이 고려되지 않는다. 유사하게, BT 노드가 MinBTSize와 동등한 높이를 가질 때, 추가 수직 분할이 고려되지 않는다. BT의 리프 노드들은 어떠한 추가 파티셔닝도 없이 예측 및 변환 처리에 의해 추가로 처리된다. 예를 들어, 최대 CTU 크기는 JEM에서와 같이 256×256 루마 샘플들이다.

III. AV1에서의 예측

VP9와 같은 일부 관련 예들에서, 45도 내지 207도의 각도들에 대응하는 8개의 방향성 모드들이 지원된다. 방향성 텍스처들에서 더 다양한 공간 중복성을 이용하기 위해, AV1과 같은 일부 관련 예들에서, 방향성 인트라 모드들은 더 미세한 입도를 갖는 각도 세트로 확장된다. 원래의 8개의 각도는 약간 변경되고 공칭 각도들로 지칭되며, 이러한 8개의 공칭 각도들은 V_PRED, H_PRED, D45_PRED, D135_PRED, D113_PRED, D157_PRED, D203_PRED, 및 D67_PRED로 명명된다.

도 10은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 공칭 각도들을 도시한다. 각각의 공칭 각도는 7개의 더 미세한 각도와 연관될 수 있고, 따라서 AV1과 같은 일부 관련 예들에서, 총 56개의 방향성 각도가 있을 수 있다. 예측 각도는 공칭 인트라 각도 플러스 각도 델타에 의해 표현될 수 있다. 각도 델타는 3도의 스텝 크기가 곱해진 계수와 동일할 수 있다. 계수는 -3 내지 3의 범위에 있을 수 있다. AV1에서, 5개의 비각도 평활 모드와 함께 8개의 공칭 모드가 먼저 시그널링된다. 이어서, 현재 모드가 각도 모드인 경우, 대응하는 공칭 각도에 대한 각도 델타를 표시하기 위해 인덱스가 추가로 시그널링된다. 일반적인 방법을 통해 AV1에서 방향성 예측 모드들을 구현하기 위해, AV1의 모든 56개 방향성 인트라 예측 각도들은 각각의 픽셀을 참조 서브-픽셀 위치에 투영하고 참조 서브-픽셀을 2-탭 쌍선 필터(2-tap bilinear filter)에 의해 보간하는 통합 방향성 예측자(unified directional predictor)를 사용하여 구현될 수 있다.

AV1와 같은 일부 관련 예들에서, DC, PAETH, SMOOTH, SMOOTH_V 및 SMOOTH_H의 5개의 무방향성 평활 인트라 예측 모드(non-directional smooth intra prediction mode)들이 있다. DC 예측에 대해, 좌측 및 상부 이웃 샘플들의 평균이 예측될 블록의 예측자(predictor)로서 사용된다. PAETH 예측에 대해, 상단, 좌측 및 상단-좌측 참조 샘플들이 우선 인출되고, 그 다음 (상단 + 좌측 - 상단-좌측)에 가장 가까운 값은 픽셀이 예측되는 예측자로서 설정된다.

도 11은 본 개시내용의 실시예에 따른 현재 블록 내의 하나의 픽셀에 대한 상단, 좌측 및 상단-좌측 샘플들의 위치들을 도시한다. SMOOTH, SMOOTH_V, 및 SMOOTH_H 모드들에 대해, 수직 또는 수평 방향들에서의 2차 보간, 또는 양쪽 방향들의 평균을 사용하여 블록이 예측된다.

AV1과 같은 일부 관련 예들에서, 재귀적 필터링 기반 인트라 예측 모드들이 사용될 수 있다.

도 12는 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 재귀적 필터 인트라 모드를 도시한다.

에지들 상의 참조들과의 감쇠 공간 상관을 캡처하기 위해, 필터 인트라 모드들은 루마 블록들에 대해 설계된다. AV1에서 5개의 필터 인트라 모드들이 정의되며, 각각의 모드는 4x2 패치의 픽셀들과 패치에 인접한 7개의 이웃 간의 상관을 반영하는 8개의 7-탭 필터들의 세트에 의해 표현된다. 예를 들어, 7-탭 필터의 가중 인자들은 위치 종속적이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 8x8 블록은 B0, B1, B2, B3, B4, B5, B6, 및 B7로 표시된 8개의 4x2 패치로 분할된다. 각각의 패치에 대해, R0 ~ R7로 표시된 그의 7개의 이웃이 각자의 패치 내의 픽셀들을 예측하기 위해 사용된다. 패치 B0에 대해, 모든 이웃이 이미 재구성되었다. 그러나, 다른 패치들의 경우, 모든 이웃들이 재구성되는 것은 아니며, 바로 이웃들의 예측된 값들이 참조 값들로서 사용된다. 예를 들어, 패치 B7의 모든 이웃들은 재구성되지 않으며, 따라서 패치 B7의 이웃들(즉, B5 및 B6)의 예측 샘플들이 대신 사용된다.

VP9와 같은 일부 관련 예들에서, 인터 예측을 위해 3개의 참조 프레임이 사용될 수 있다. 3개의 참조 프레임은 LAST(가장 가까운 과거), GOLDEN(먼 과거), 및 ALTREF(시간적으로 필터링된 장래) 프레임을 포함한다.

AV1과 같은 일부 관련 예들에서, 확장된 참조 프레임들이 사용될 수 있다. 예를 들어, VP9에서 사용되는 3개의 참조 프레임들 이외에, 4개 이상의 타입의 참조 프레임들이 AV1에서 사용될 수 있다. 4개 이상의 타입의 참조 프레임은 LAST2, LAST3, BWDREF, 및 ALTREF2 프레임을 포함한다. LAST2 및 LAST3 프레임은 2개의 가까운 과거 프레임이고, BWDREF 및 ALTREF2 프레임은 2개의 미래 프레임이다. 또한, BWDREF 프레임은 시간 필터링 없이 코딩된 미리보기 프레임(look-ahead frame)이고, 비교적 짧은 거리에서 역방향 참조로서 더 유용하다. ALTREF2 프레임은 GOLDEN과 ALTREF 프레임들 사이의 중간 필터링된 미래 참조 프레임이다.

도 13은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 다중-계층 참조 프레임 구조를 도시한다. 도 13에서, 적응적 프레임들의 수는 동일한 GOLDEN 및 ALTREF 프레임을 공유한다. BWDREF 프레임은 시간 필터링을 적용하지 않고 직접 코딩된 미리보기 프레임이고, 따라서 비교적 짧은 거리에서 역방향 참조로서 더 적용 가능하다. ALTREF2 프레임은 GOLDEN 프레임과 ALTREF 프레임 사이의 중간 필터링된 미래 참조로서 역할한다. 모든 새로운 참조들은 단일 예측 모드에 의해 선택되거나, 또는 복합 모드를 형성하기 위해 쌍으로 결합될 수 있다. AV1은 양방향 복합 예측 및 단방향 복합 예측 둘 다를 제공하는 풍부한 세트의 참조 프레임 쌍을 제공하고, 따라서 보다 적응적이고 최적의 방식으로 동적 시간 상관 특성을 갖는 각종의 비디오를 인코딩할 수 있다.

도 14는 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 후보 모션 벡터 리스트 구축 프로세스를 도시한다. 공간 및 시간 참조 모션 벡터들은 그들이 나타나는 곳에 기초하여 2개의 카테고리: 가장 가까운 공간 이웃들 및 나머지로 분류될 수 있다. 일부 관련 예들에서, 현재 블록의 바로 위, 좌측, 및 상단-우측 이웃 블록들로부터의 모션 벡터들은 나머지보다 현재 블록과의 더 높은 상관을 가질 수 있고, 따라서 더 높은 우선순위를 갖는 것으로 고려된다. 각각의 카테고리 내에서, 모션 벡터들은 공간 및 시간 검색 범위 내에서 그들의 출현 카운트들의 내림차순으로 순위가 매겨진다. 더 높은 출현 카운트를 갖는 모션 벡터 후보는 로컬 영역에서 "인기있는", 즉 더 높은 사전 확률인 것으로 고려될 수 있다. 2개의 카테고리가 연접되어 순위가 매겨진 리스트를 형성한다.

도 15는 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 모션-필드 추정 프로세스를 도시한다.

AV1과 같은 일부 관련 예들에서, 동적 공간 및 시간 모션-벡터 참조들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 모션 벡터들을 효율적으로 코딩하기 위해 모션 벡터 참조 선택 방식들이 포함될 수 있다. 모션-벡터 참조 선택 방식들에서, 공간 이웃은 VP9에서 사용되는 것들보다 더 넓을 수 있다. 또한, 시간 모션-벡터 참조 후보들을 찾아내기 위해 모션-필드 추정 프로세스가 사용될 수 있다. 모션 필드 추정 프로세스는 3개의 스테이지: 모션 벡터 버퍼링, 모션 궤적 생성, 및 모션 벡터 투영으로 작동할 수 있다. 먼저, 각각의 코딩된 프레임에 대해, 각각의 코딩된 프레임의 참조 프레임 인덱스들 및 연관된 모션 벡터들이 저장될 수 있다. 저장된 정보는 다음 코딩 프레임에 의해 참조되어 다음 코딩 프레임의 모션 필드를 생성할 수 있다. 모션 필드 추정은 모션 궤적들, 예를 들어, 하나의 참조 프레임 Ref2 내의 블록으로부터 다른 참조 프레임 Ref0_Ref2를 가리키는 도 15의 MV_Ref2를 검사할 수 있다. 이어서, 모션 필드 추정 프로세스는 병치된 128x128 영역을 통해 각각의 64x64 처리 유닛을 통과하는 8x8 블록 해상도에서의 모든 모션 궤적을 검색한다. 다음으로, 코딩 블록 레벨에서, 참조 프레임(들)이 결정되면, 모션 궤적들을 원하는 참조 프레임 상에 선형적으로 투영하는 것, 예를 들어, 도 15에서의 MV_Ref2를 MV₀ 또는 MV₁로 변환하는 것에 의해 모션 벡터 후보들이 유도될 수 있다.

일단 모든 후보 모션 벡터들이 발견되면, 후보 모션-벡터들은 4개의 최종 후보까지 구축하도록 분류되고, 병합되고, 순위가 매겨질 수 있다. 이어서, 리스트로부터 선택된 참조 모션 벡터의 인덱스가 시그널링될 수 있고, 모션 벡터 차이가 선택적으로 코딩될 수 있다.

AV1과 같은 일부 관련 예들에서, 인접한 모션 벡터들로부터 획득된 예측들을 조합함으로써 블록 경계들 주위의 예측 오류들을 감소시키기 위해, 블록-기반 예측은 수직 및 수평 방향들에서 각각 1-D 필터들을 적용함으로써 상단 및 좌측 에지들로부터의 보조 예측자들과 조합될 수 있다. 이 방법은 중첩 블록 모션 보상(OBMC)으로 지칭될 수 있다.

도 16a 및 도 16b는 각각 상단-이웃 블록(2) 및 좌측-이웃 블록(4)을 사용하여 예측될 예시적인 중첩된 영역(음영 영역)을 도시한다. 예측 블록(0)의 음영 영역은 1-D 상승 코사인 필터를 통해 혼합된 예측 샘플을 재귀적으로 생성함으로써 예측될 수 있다.

AV1과 같은 일부 관련 예들에서, 글로벌 워핑된 모션 보상 및 로컬 워핑된 모션 보상으로 지칭되는 2개의 아핀 예측 모델이 사용될 수 있다. 전자는 프레임과 그것의 참조 사이의 프레임-레벨 아핀 모델을 시그널링하는 반면, 후자는 최소 오버헤드로 암시적으로 다양한 로컬 모션들을 처리한다. 로컬 모션 파라미터들은 인과 관계에 있는 이웃들로부터의 2D 모션 벡터들을 사용하여 블록 레벨에서 유도될 수 있다. 이러한 아핀 모델은 1/64 픽셀 정밀도의 8-탭 보간 필터에 기초하는 연속적인 수평 및 수직 전단 동작(shearing operation)을 통해 실현된다.

도 17은 수평-전단 후에 수직-전단이 이어지는 예시적인 2-단계 워핑 프로세스를 도시한다. 도 17에서, 아핀 모델은 로컬 워핑된 모션 보상으로 실현되고, 이는 먼저 수평-전단을 수행하고, 그 후 수직-전단을 수행한다.

IV. AV1에서의 프레임-기반 초해상도

도 18은 AV1에서 프레임-레벨 초해상도를 포함하는 전체 루프-필터링 파이프라인을 도시한다. 인코더 측에서, 소스 프레임은 먼저 비규범적 방식으로 다운-스케일링되고 더 낮은 해상도로 인코딩될 수 있다. 디코더 측에서, 더 낮은 해상도에서 에지들을 보존하면서 코딩 아티팩트들을 제거하기 위해 디블록킹 필터 및 제약된 방향성 향상 필터(CDEF)가 적용될 수 있다. 이어서, 선형 업-샘플링 필터는 풀-해상도 재구성을 얻기 위해서만 수평 방향을 따라 적용될 수 있다. 루프-복원 필터는 다운-샘플링 및 양자화 동안에 손실된 고주파 상세사항을 복구하기 위해 풀-해상도로 이후에 선택적으로 적용될 수 있다.

AV1과 같은 일부 관련 예들에서, 초해상도는 프레임 레벨에서 시그널링되는 특수 모드이다. 각각의 코딩된 프레임은 비율 제약 내에서 임의의 해상도를 갖는 수평-전용 초해상도 모드를 이용할 수 있다. 디코딩 후에 선형 업-샘플링을 적용할지 및 사용될 스케일링-비율이 시그널링될 수 있다. 업-샘플링 비율은 d=8, 9 ... 및 16인 d/8로서 주어진 9개의 가능한 값을 가질 수 있다. 인코딩 전의 대응하는 다운-샘플링 비율들은 8/d일 수 있다.

출력 프레임 치수들 WxH 및 업-샘플링 비율 d가 주어지면, 인코더 및 디코더 둘 다는 저해상도 코딩된 프레임 치수를 wxH로서 계산할 수 있고, 여기서 감소된 폭 w=(8W+d/2)/d이다. 선형 업스케일링 프로세스는 감소된-해상도 프레임 wxH를 취하고, 프레임 헤더에서 특정된 바와 같은 차원 WxH를 갖는 프레임을 출력한다. AV1에서의 규범적 수평 선형 업스케일러는 각각의 행의 보간을 위해 1/16번째 위상 선형 8-탭 필터를 사용한다.

V. CU-기반 초해상도 코딩

AV1과 같은 일부 관련 예들에서, 초해상도는 프레임 레벨에서 수행된다. 즉, 초해상도는 고정된 스케일링 비율을 갖는 픽처 내의 모든 영역에 적용된다. 그러나, 픽처 내의 상이한 영역들에서의 신호 통계는 광범위하게 변할 수 있다. 따라서, 모든 영역에 다운-샘플링 및/또는 업-샘플링을 적용하는 것이 항상 양호한 레이트-왜곡 트레이드-오프가 아닐 수 있다.

적응적 방식으로 픽처 영역에 다운-샘플링 및/또는 업-샘플링을 적용하는 것은 다운-샘플링 및/또는 업-샘플링을 위한 픽처 영역을 선택하기 위해 마스크 및/또는 세그먼트 정보의 사용과 같은 전처리 접근법 및/또는 후처리 접근법을 사용하여 수행될 수 있다. 그러나, 이 프로세스는 레이트-왜곡 성능 개선이 초해상도를 이용하지 않는 다른 코딩 방법들보다 높다는 것을 보장할 수 없다.

본 개시내용은 블록-레벨 초해상도 코딩의 방법들을 포함한다.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 혼합-해상도 예측은 블록 레벨에서 사용되도록 적응된 프레임-레벨 초해상도를 에뮬레이트하기 위해 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 블록-레벨 플래그는 감소된-해상도 코딩이 코딩 블록에 대해 사용되는지 여부를 표시하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 블록-레벨 플래그가 제1 미리 정의된 값(예를 들어, 1)으로 설정되면, 감소된-해상도 코딩이 블록에 대해 인에이블된다. 전술한 바와 같은 AV1에서의 예측 절차와 같은 예측-샘플 생성은 코딩 블록에 대한 감소된-해상도 예측 블록을 생성하기 위해 감소된-해상도에서 참조 샘플들 또는 픽처들을 사용함으로써 수행될 수 있다. 그 후, 감소된-해상도 예측 블록은 코딩 블록에 대한 감소된-해상도 재구성 블록을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 마지막으로, 감소된-해상도 재구성 블록은 코딩 블록에 대한 풀-해상도 재구성 블록으로 다시 업-샘플링될 수 있다.

일 실시예에서, 블록-레벨 플래그가 제2 미리 정의된 값(예를 들어, 0)으로 설정되면, 예측-샘플 생성은 풀-해상도(또는 원래 해상도)에서 수행될 수 있고 풀-해상도 재구성이 후속될 수 있다.

도 19는 본 개시내용의 실시예에 따른 블록-레벨 플래그를 이용하는 예시적인 구현을 도시한다. 블록-레벨 플래그가 온일 때, 예를 들어, 블록-레벨 플래그가 제1 미리 정의된 값과 동일할 때, 인코더 측의 소스 블록(1901)은 다운-샘플러 모듈(1920)을 통해 다운-샘플링되어 다운-샘플링된 소스 블록(1902)을 생성할 수 있다. 다운-샘플링된 소스 블록(1902)은 감소된-해상도 예측 블록(1903)과 결합되어 다운-샘플링된 잔차 블록(1904)을 생성할 수 있다. 이어서, 다운-샘플링된 잔차 블록(1904)은, 변환, 양자화, 및 엔트로피-인코딩 프로세스를 포함한 모듈(또는 도 19에 도시되지 않은 다수의 모듈)을 통해 코딩된 비디오 비트스트림으로 코딩될 수 있다. 소스 블록(1901)을 디코딩하기 위해, 디코더 측에서 수신된 코딩된 비디오 비트스트림은 엔트로피-디코딩, 역양자화, 및 역변환 프로세스를 통해 처리되어 다운-샘플링된 잔차 블록(1911)을 생성할 수 있다. 다운-샘플링된 잔차 블록(1911)은 감소된-해상도 예측 블록(1912)과 결합되어 다운-샘플링된 재구성 블록(1913)을 생성할 수 있다. 다운-샘플링된 재구성 블록(1913)은 업-샘플링된 모듈(1930)을 통해 업-샘플링되어 소스 블록(1901)에 대한 풀-해상도 재구성 블록(1914)을 생성할 수 있다. 감소된-해상도 예측 블록(1912)은, 다운-샘플러 모듈(1940)을 통해 소스 블록(1901)의 참조 블록의 풀-해상도 재구성 블록을 다운-샘플링함으로써 생성될 수 있다는 점에 유의한다.

블록-레벨 플래그가 오프일 때, 예를 들어, 블록-레벨 플래그가 제2 미리 정의된 값과 동일할 때, 도 19의 다운-샘플 모듈들(1920, 1940) 및 업-샘플러 모듈(1930)은 적용되지 않는다. 다운-샘플링된 또는 감소된-해상도 블록(1902 내지 1904 및 1911 내지 1913)은 풀-해상도 대응물이 될 수 있다.

일 실시예에서, MxN의 크기를 갖는 코딩 블록에 대해, MxN의 크기를 갖는 참조 블록은 (M/D_X) x (N/D_Y)의 크기를 갖는 감소된-해상도 예측 블록을 생성하기 위해 수평 방향 및 수직 방향을 따라 각각 다운-샘플링 인자 D_X 및 D_Y로 다운-샘플링될 수 있다. M 및 N의 예시적인 값들은 256, 128, 64, 32, 16, 및 8을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 다운-샘플링 인자들 D_X 및 D_Y는 2, 4, 및 8을 포함하지만 이에 제한되지 않는 정수들이다.

일 실시예에서, 블록-레벨 플래그는 CU, 수퍼블록, 예측 블록, 변환 블록, 타일, 코딩된-세그먼트, 프레임, 또는 시퀀스 기준마다 적응적으로 시그널링되거나 추론될 수 있다.

일 실시예에서, 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링하는데 이용되는 업-샘플러 모듈(1930)에 대해, 업-샘플링 필터 계수들은 직접 시그널링되거나 복수의 세트의 미리 정의된 계수들로부터의 한 세트의 필터 계수들의 인덱스가 시그널링될 수 있다.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 현재 블록의 모션 벡터에 의해 참조되기 위해, 현재 블록의 공간적으로 및/또는 시간적으로 이웃하는 블록들의 모션 벡터들은 현재 블록과 동일하거나 상이한 해상도들로 스케일링될 수 있다.

예를 들어, 현재 블록이 각각 수평 및 수직 방향들을 따라 샘플링 비율들(또는 다운-샘플링 인자들) D_X 및 D_Y로 코딩될 때, 샘플링 비율들 D_ref,x 및 D_ref,y를 갖는 공간적으로 및/또는 시간적으로 이웃하는 블록들의 모션 벡터들은 각각 수평 및 수직 성분들에 대해

및

에 의해 스케일링될 수 있다.

도 20은 본 개시내용의 실시예에 따른, 예시적인 공간적으로 이웃하는 모션 벡터 참조를 도시한다.

실시예에서, AV1에서의 공간적으로 이웃하는 모션 벡터 참조 방법과 같은 모션 벡터 참조 방법에 기초하여, 참조 모션 벡터 리스트 구축 프로세스는 도 20에 나타낸 바와 같이 (1) 내지 (8)의 순서로 WxH 루마 샘플들의 단위로 이웃 영역을 검색할 수 있다. 상단 WxH 영역 T_ij, 좌측 WxH 영역 L_ij, 상단-좌측 WxH 영역 TL, 및 상단-우측 WxH 영역 TR에 대한 모션 벡터들은 후보 리스트에서 참조 모션 벡터들로서 사용되기 전에

에 의해 스케일링되고, 여기서 D_ref는 WxH 영역의 샘플링 비율이고 D_cur는 현재 블록에 대해 사용될 샘플링 비율이다. WxH의 예시적인 값은 8x8을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

도 21은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 시간적으로 이웃하는 모션 벡터 참조를 도시한다.

일 실시예에서, AV1에서의 시간적으로 이웃하는 모션 벡터 참조 방법과 같은 모션 벡터 참조 방법에 기초하여, 현재 프레임에서 (blk_row, blk_col)에 위치된 현재 블록에 대한 모션 벡터들 mf_mv_1 및 mf_mv_2는 다음과 같이 획득될 수 있다.

도 21에 도시된 바와 같이, 참조 프레임(reference_frame1)의 지정된 검색 영역 내의 (ref_blk_row, ref_blk_col)에 위치한 WxH 영역에 대한 모션 벡터 ref_mv는 이전 프레임(prior_frame)을 향한 모션 궤적을 찾기 위해 사용된다. 궤적이 (blk_row, blk_col)에 위치한 현재 블록과 교차하면, reference_frame1 및 reference_frame2에 대한 모션 벡터 mf_mv_1 및 mf_mv_2는 다음

mf_mv_2.x = -

·ref_mv.x (1)

mf_mv_2.y = -

·ref_mv.y (2)

mf_mv_1.x = -

·ref_mv.x (3)

mf_mv_1.y = -

·ref_mv.y (4)

과 같이 주어질 수 있는데, 여기서, '.x' 및 '.y'는 각각 모션 벡터의 수평 및 수직 성분들을 표시한다.

유도된 모션 벡터들 mf_mv_1 및 mf_mv_2는 후보 리스트에서 참조 모션 벡터들로서 사용되기 전에

에 의해 추가로 스케일링되고, 여기서 D_ref는 WxH 블록의 샘플링 비율이고 D_cur는 현재 프레임에서 (blk_row, blk_col)에 위치된 현재 블록에 대해 사용될 샘플링 비율이다. WxH의 예시적인 값은 8x8일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 현재 블록의 모션 벡터 후보들은 2개의(또는 다수의) 카테고리로 분류될 수 있다. 도 14에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 바로 상단 행, 바로 좌측 열, 및 상단-우측 코너에 위치한 공간적으로 이웃하는 블록들의 모션 벡터들은 현재 블록에 대한 모션 벡터 후보들의 제1 카테고리(예를 들어, 카테고리 1)로서 분류될 수 있는 반면, 모든 다른 후보들은 제2 카테고리(예를 들어, 카테고리 2)로서 분류된다. 각각의 카테고리 내에서, 모션 벡터 후보들은 각각의 후보가 나타나는 카운트들의 수의 내림차순으로 정렬될 수 있다. 즉, 후보 리스트에서의 제2 모션 벡터 후보보다 더 자주 나타나는 제1 모션 벡터 후보는 후보 리스트에서의 제2 모션 벡터 후보 이전에 위치된다. 또한, 제1 카테고리(예를 들어, 카테고리 1)의 후보 리스트는 제2 카테고리(예를 들어, 카테고리 2)의 후보 리스트에 의해 연접되어 단일 후보 리스트를 형성할 수 있다.

일부 실시예들에서, 카테고리 및 각각의 카테고리 내의 카운트들의 수 이외에, 모션 벡터 후보들에 사용되는 샘플링 비율들은 후보 리스트를 구축하는 데 통합될 수 있다.

일 실시예에서, 현재 블록과 동일한 샘플링 인자를 갖는 이웃 블록으로부터의 모션 벡터 후보는 동일한 출현 카운트들이 주어지면 각각의 카테고리의 후보 리스트에서 선택되는 것에 대해 더 높은 우선순위를 가질 수 있다.

일 실시예에서, 2개의 별개의 후보 리스트가 구성될 수 있다. 제1 후보 리스트는 동일한 샘플링 비율을 갖는 이웃 블록들로부터의 후보 모션 벡터들만을 포함할 수 있다. 제2 후보 리스트는 상이한 샘플링 비율들을 갖는 이웃 블록들로부터의 후보 모션 벡터들을 포함할 수 있다. 후보 리스트 내의 선택된 참조 모션 벡터의 인덱스의 시그널링 이외에, 어느 후보 리스트가 사용되는지가 시그널링되거나 추론될 수 있다.

일 실시예에서, 제2 후보 리스트는 제1 후보 리스트 내의 후보들의 수가 인덱싱되고 시그널링될 참조 모션 벡터들의 지정된 수보다 작을 때에만 스캐닝될 수 있다.

일 실시예에서, 2개의 별개의 후보 리스트들은 병합되어 인터리빙 방식에 기초하여 단일 리스트를 형성할 수 있다. 예를 들어, 양쪽 리스트들로부터의 후보들의 총 수가 참조 모션 벡터들의 지정된 수 이상일 때, 제1 후보 리스트로부터의 하나 및 제2 후보 리스트로부터의 다른 하나는 조합된 리스트 내의 참조 모션 벡터들의 지정된 수에 도달할 때까지 리스트들 내의 진입 위치들의 오름차순으로 선택될 수 있다.

도 22는 본 개시내용의 실시예에 따른 아핀 모션 예측을 위한 예시적인 공간적으로 이웃하는 모션 벡터 참조를 도시한다.

일 실시예에서, AV1에서의 아핀 움직임 예측 방법과 같은 모션 벡터 참조 방법에 기초하여, 현재 블록 내의 (x,y)에 있는 샘플을 참조 프레임 내의 (x',y')에 있는 참조 블록 내의 예측 샘플에 투영하는 아핀 모델이 다음과 같이 주어진다:

(5)

아핀 파라미터들 {h_ij:i=1, 2 및 j=1, 2}는 다음과 같이 획득될 수 있다. 현재 프레임 내의 샘플 위치는 (a_k,b_k) = (x_k,y_k) - (x₀,y₀)로서 정의되고, 여기서 k는 현재 블록과 동일한 참조 프레임을 갖는 이웃 블록의 인덱스이다(k=0은 현재 블록에 대응한다). 도 22의 예에서, k=2, 3, 5, 및 6이다.

그 후, 참조 프레임 내의 대응하는 샘플 위치는

로서 주어지고, 여기서 mv_k.x 및 mv_k.y는 각각 이웃 블록 k(k=0은 현재 블록에 대응함)의 모션 벡터의 수평 및 수직 성분들이다. D_ref,k 및 D_cur는 각각 이웃 블록 k 및 현재 블록의 샘플링 비율들이다.

최소 제곱 해는

및

로서 얻어질 수 있으며, 여기서 P, q 및 r은 도 22에 도시된 예에서 다음과 같이 주어진다:

, 및

. (6)

상기 설명에서, 아핀 파라미터 (h₁₃, h₂₃)은 풀-해상도에서의 병진 모션 벡터에 대응한다고 가정된다. 샘플링 비율 D를 갖는 감소된-해상도 예측이 블록에 적용될 때, (h₁₃, h₂₃)은 (

로서 그에 따라 스케일링될 필요가 있다. 이러한 다운-스케일링 동작은 모션 벡터의 수치 정밀도를 감소시킬 수 있다(예를 들어, 2^N으로 모션 벡터를 다운-샘플링하는 것은 모션 벡터가 그것의 하위 N 비트를 폐기하게 할 수 있다). 풀-해상도 도메인에서와 동일한 정밀도를 유지하기 위해, 모션 벡터의 원래 해상도가 증가될 수 있다.

본 개시내용의 양태들에 따르면, 감소된-해상도 코딩 모드를 사용하여 블록을 코딩하기 위해 이웃 모션 벡터를 스케일링할 때, 스케일링된 모션 벡터의 수평 성분 및 수직 성분은 다음의 접근법들 중 하나를 사용하여 유도될 수 있다.

제1 접근법에서, 스케일링 인자가 2의 거듭제곱일 때(예를 들어, 2^N), 모션 벡터의 수평 성분의 하위 N 비트 및 모션 벡터의 수직 성분의 하위 N 비트는 폐기되어 스케일링된 모션 벡터를 얻는다.

제2 접근법에서, 스케일링 인자가 2의 거듭제곱(예를 들어, 2^N)일 때, 모션 벡터에 먼저 반올림 인자(예를 들어, 2^N-1)가 더해지고, 그 후 모션 벡터의 수평 성분의 하위 N 비트 및 모션 벡터의 수직 성분의 하위 N 비트는 폐기되어 스케일링된 모션 벡터를 얻는다.

제3 접근법에서, 스케일링 인자가 2의 거듭제곱이 아닐 때, 스케일링된 모션 벡터의 수평 성분 및 수직 성분의 값들을 유도하기 위해 룩업 테이블이 사용될 수 있다.

VI. 흐름도

도 23은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 프로세스(2300)를 약술하는 흐름도를 도시한다. 다양한 실시예들에서, 프로세스(2300)는, 단말 디바이스들(210, 220, 230 및 240) 내의 처리 회로, 비디오 인코더(303)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(310)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(410)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 인트라 예측 모듈(452)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 비디오 인코더(503)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 예측자(535)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 인트라 인코더(622)의 기능들을 수행하는 처리 회로, 인트라 디코더(772)의 기능들을 수행하는 처리 회로 등과 같은 처리 회로에 의해 실행된다. 일부 실시예들에서, 프로세스(2300)는 소프트웨어 명령어들로 구현되고, 따라서 처리 회로가 소프트웨어 명령어들을 실행할 때, 처리 회로는 프로세스(2300)를 수행한다.

프로세스(2300)는 일반적으로 단계(S2310)에서 시작할 수 있고, 여기서 프로세스(2300)는 비디오 비트스트림을 디코딩하여 현재 블록에 대한 감소된-해상도 잔차 블록을 획득한다. 다음으로, 프로세스(2300)는 단계(S2320)로 진행한다.

단계(S2320)에서, 프로세스(2300)는 블록 레벨 플래그가 미리 정의된 값으로 설정되었다고 결정한다. 미리 정의된 값은 현재 블록이 감소된-해상도 코딩에서 코딩된다는 것을 표시한다. 다음으로, 프로세스(2300)는 단계(S2330)로 진행한다.

단계(S2330)에서, 프로세스(2300)는 현재 블록의 풀-해상도 참조 블록을 다운-샘플링함으로써 현재 블록에 대한 감소된-해상도 예측 블록을 생성한다. 다음으로, 프로세스(2300)는 단계(S2340)로 진행한다.

단계(S2340)에서, 프로세스(2300)는 감소된-해상도 예측 블록 및 감소된-해상도 잔차 블록에 기초하여 현재 블록에 대한 감소된-해상도 재구성 블록을 생성한다. 다음으로, 프로세스(2300)는 단계(2350)로 진행한다.

단계(S2350)에서, 프로세스(2300)는 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링함으로써 현재 블록에 대한 풀-해상도 재구성 블록을 생성한다. 다음으로, 프로세스(2300)가 종료된다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 풀-해상도 참조 블록의 크기 및 현재 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 감소된-해상도 예측 블록의 크기를 결정한다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 비디오 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 블록 레벨 플래그를 디코딩한다. 블록 레벨 플래그는 현재 블록이 감소된-해상도 코딩에서 코딩된다는 것을 표시한다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 비디오 비트스트림으로부터 필터 계수 또는 필터 계수의 인덱스 중 하나를 디코딩한다. 필터 계수는 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링하는데 이용된다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 현재 블록과 제1 이웃 블록의 다운-샘플링 인자들의 비율인 스케일링 인자에 기초하여 현재 블록의 제1 이웃 블록의 모션 벡터를 스케일링한다. 프로세스(2300)는 현재 블록에 대한 제1 모션 벡터 후보 리스트를 구성한다. 제1 모션 벡터 후보 리스트는 제1 이웃 블록의 스케일링된 모션 벡터를 포함한다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 스케일링 인자가 2의 거듭제곱인 것에 응답하여 시프트 연산에 기초하여 스케일링된 모션 벡터를 결정한다. 예에서, 스케일링 인자가 2^N일 때, 모션 벡터의 수평 성분의 하위 N 비트 및 모션 벡터의 수직 성분의 하위 N 비트는 폐기되어 스케일링된 모션 벡터를 얻는다. 다른 예에서, 스케일링 인자가 2^N일 때, 모션 벡터에 먼저 반올림 인자가 가산되고(예를 들어, 2^N-1), 그 후 모션 벡터의 수평 성분의 하위 N 비트 및 모션 벡터의 수직 성분의 하위 N 비트가 폐기되어 스케일링된 모션 벡터를 얻는다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 스케일링 인자가 2의 거듭제곱이 아닌 것에 응답하여 룩업 테이블에 기초하여 스케일링된 모션 벡터를 결정한다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 현재 블록 및 제1 이웃 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 제1 모션 벡터 후보 리스트에서의 스케일링된 모션 벡터의 우선순위를 결정한다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 현재 블록의 하나 이상의 제2 이웃 블록에 기초하여 현재 블록에 대한 제2 모션 벡터 후보 리스트를 구성한다. 하나 이상의 제2 이웃 블록 각각은 현재 블록과 동일한 다운-샘플링 인자들을 갖는다. 프로세스(2300)는 현재 블록의 하나 이상의 제3 이웃 블록에 기초하여 현재 블록에 대한 제3 모션 벡터 후보 리스트를 구성한다. 하나 이상의 제3 이웃 블록 각각은 현재 블록과 상이한 다운-샘플링 인자들을 갖는다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 제2 모션 벡터 후보 리스트 내의 모션 벡터 후보들의 수가 지정된 수 미만인 것에 기초하여 제3 모션 벡터 후보 리스트를 스캔한다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 제2 모션 벡터 후보 리스트와 제3 모션 벡터 후보 리스트를 인터리빙 방식으로 병합함으로써 현재 블록에 대한 제4 모션 벡터 후보 리스트를 결정한다.

실시예에서, 프로세스(2300)는 현재 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 현재 블록의 아핀 파라미터를 결정한다.

VII. 컴퓨터 시스템

앞서 설명한 기법들은 컴퓨터 판독가능 명령어들을 사용하여 컴퓨터 소프트웨어로서 구현되고 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 매체에 물리적으로 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 24는 개시된 주제의 특정 실시예들을 구현하기에 적절한 컴퓨터 시스템(2400)을 도시한다.

컴퓨터 소프트웨어는, 하나 이상의 컴퓨터 중앙 처리 유닛(CPU)들, 그래픽 처리 유닛(GPU)들 등에 의해, 직접, 또는 해석, 마이크로-코드 실행 등을 통해 실행될 수 있는 명령어들을 포함하는 코드를 생성하기 위해 어셈블리, 컴파일, 링킹, 또는 유사한 메커니즘들이 수행될 수 있는 임의의 적절한 머신 코드 또는 컴퓨터 언어를 사용하여 코딩될 수 있다.

명령어들은, 예를 들어, 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트폰, 게이밍 디바이스, 사물 인터넷 디바이스 등을 포함하여, 다양한 타입의 컴퓨터들 또는 그것의 컴포넌트들 상에서 실행될 수 있다.

컴퓨터 시스템(2400)에 대한 도 24에 도시된 컴포넌트들은 사실상 예시적인 것이고, 본 개시내용의 실시예들을 구현하는 컴퓨터 소프트웨어의 사용 또는 기능성의 범위에 대한 임의의 제한을 암시하는 것을 의도하지 않는다. 컴포넌트들의 구성이 컴퓨터 시스템(2400)의 예시적인 실시예에서 예시된 컴포넌트들 중 임의의 하나 또는 이들의 조합과 관련하여 임의의 종속성 또는 요건을 갖는 것으로 해석되어서도 안 된다.

컴퓨터 시스템(2400)은 특정 휴먼 인터페이스 입력 디바이스들을 포함할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 입력 디바이스는, 예를 들어, 촉각 입력(예컨대: 키스트로크, 스와이프, 데이터 글러브 움직임), 오디오 입력(예컨대: 음성, 손뼉), 시각적 입력(예컨대: 제스처), 후각 입력(도시되지 않음)을 통한 하나 이상의 인간 사용자에 의한 입력에 응답할 수 있다. 휴먼 인터페이스 디바이스들은 또한 오디오(예컨대: 음성, 음악, 주변 사운드), 이미지들(예컨대: 스캐닝된 이미지들, 정지 이미지 카메라로부터 획득된 사진 이미지들), 비디오(예컨대, 2차원 비디오, 입체적 비디오를 포함하는 3차원 비디오)와 같은, 인간에 의한 의식적인 입력과 반드시 직접적으로 관련되지는 않는 특정 미디어를 캡처하기 위해 사용될 수 있다.

입력 휴먼 인터페이스 디바이스들은 다음 중 하나 이상(각각 하나만이 묘사됨)을 포함할 수 있다: 키보드(2401), 마우스(2402), 트랙패드(2403), 터치 스크린(2410), 데이터-글러브(도시되지 않음), 조이스틱(2405), 마이크로폰(2406), 스캐너(2407), 카메라(2408).

컴퓨터 시스템(2400)은 또한 특정 휴먼 인터페이스 출력 디바이스들을 포함할 수 있다. 그러한 휴먼 인터페이스 출력 디바이스들은, 예를 들어, 촉각 출력, 사운드, 광, 및 냄새/맛을 통해 하나 이상의 인간 사용자의 감각들을 자극하고 있을 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 출력 디바이스들은 촉각 출력 디바이스들(예를 들어 터치-스크린(2410), 데이터-글러브(도시되지 않음), 또는 조이스틱(2405)에 의한 촉각 피드백, 그러나, 입력 디바이스들로서 역할하지 않는 촉각 피드백 디바이스들도 있을 수 있음), 오디오 출력 디바이스들(예컨대: 스피커들(2409), 헤드폰들(도시되지 않음)), 시각적 출력 디바이스들(예컨대, 각각 터치-스크린 입력 능력을 구비하거나 구비하지 않고 각각 촉각 피드백 능력을 구비하거나 구비하지 않는 CRT 스크린들, LCD 스크린들, 플라즈마 스크린들, OLED 스크린들을 포함하는 스크린들(2410)- 이들 중 일부는 스테레오그래픽 출력과 같은 수단을 통해 2차원 시각적 출력 또는 3차원을 초과한 출력을 출력할 수 있을 수 있음 -; 가상 현실 안경(묘사되지 않음), 홀로그래픽 디스플레이들 및 스모크 탱크들(묘사되지 않음)), 및 프린터들(묘사되지 않음)을 포함할 수 있다. 이러한 시각적 출력 디바이스들(예를 들어, 스크린(2410))은 그래픽 어댑터(2450)를 통해 시스템 버스(2448)에 연결될 수 있다.

컴퓨터 시스템(2400)은 인간 액세스 가능한 저장 디바이스들 및 그 연관된 매체들, 예컨대 CD/DVD 등의 매체(2421)를 갖는 CD/DVD ROM/RW(2420)를 포함하는 광학 매체, 썸-드라이브(2422), 이동식 하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브(2423), 테이프 및 플로피 디스크(도시되지 않음)와 같은 레거시 자기 매체, 보안 동글들(도시되지 않음)과 같은 특수화된 ROM/ASIC/PLD 기반 디바이스들 등을 또한 포함할 수 있다.

본 기술분야의 통상의 기술자들은 또한, 현재 개시된 주제와 관련하여 사용되는 용어 "컴퓨터 판독가능 매체"가 송신 매체, 반송파들, 또는 다른 일시적 신호들을 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.

컴퓨터 시스템(2400)은 또한 하나 이상의 통신 네트워크(2455)에 대한 네트워크 인터페이스(2454)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(2455)는, 예를 들어, 무선, 유선(wireline), 광학일 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(2455)는 또한 로컬, 광역, 도시, 차량 및 산업, 실시간, 지연 허용 등일 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(2455)의 예들은 이더넷, 무선 LAN과 같은 근거리 통신망, GSM, 3G, 4G, 5G, LTE 및 그와 유사한 것을 포함하는 셀룰러 네트워크, 케이블 TV, 위성 TV 및 지상파 방송 TV를 포함하는 TV 유선 또는 무선 광역 디지털 네트워크, CANBus를 포함하는 차량 및 산업용 등을 포함한다. 특정 네트워크들은 일반적으로 (예를 들어, 컴퓨터 시스템(2400)의 USB 포트들과 같은) 특정 범용 데이터 포트들 또는 주변 버스들(2449)에 부착되는 외부 네트워크 인터페이스 어댑터들을 요구하고; 다른 것들은 일반적으로 아래에 설명되는 바와 같은 시스템 버스(예를 들어, PC 컴퓨터 시스템으로의 이더넷 인터페이스 또는 스마트폰 컴퓨터 시스템으로의 셀룰러 네트워크 인터페이스)로의 부착에 의해 컴퓨터 시스템(2400)의 코어에 통합된다. 이들 네트워크들 중 임의의 것을 사용하여, 컴퓨터 시스템(2400)은 다른 엔티티들과 통신할 수 있다. 이러한 통신은 단방향성 수신 전용(예를 들어, 브로드캐스트 TV), 단방향성 전송 전용(예를 들어, CANbus 대 특정 CANbus 디바이스들), 또는 예를 들어 로컬 또는 광역 디지털 네트워크들을 사용하는 다른 컴퓨터 시스템들과의 양방향성일 수 있다. 전술한 바와 같은 네트워크들 및 네트워크 인터페이스들 각각에 대해 특정 프로토콜들 및 프로토콜 스택들이 사용될 수 있다.

앞서 설명한 휴먼 인터페이스 디바이스들, 인간-액세스 가능한 저장 디바이스들, 및 네트워크 인터페이스들은 컴퓨터 시스템(2400)의 코어(2440)에 부착될 수 있다.

코어(2440)는 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPU)(2441), 그래픽 처리 유닛(GPU)(2442), 필드 프로그램 가능 게이트 영역(FPGA)(2443)의 형태로 특수화된 프로그램 가능 처리 유닛들, 특정 태스크들에 대한 하드웨어 가속기들(2444), 그래픽스 어댑터(2450) 등을 포함할 수 있다. 이들 디바이스는, 판독 전용 메모리(ROM)(2445), 랜덤 액세스 메모리(2446), 내부 비-사용자 액세스 가능 하드 드라이브들, SSD들 등과 같은 내부 대용량 저장소(2447)와 함께, 시스템 버스(2448)를 통해 연결될 수 있다. 일부 컴퓨터 시스템들에서, 시스템 버스(2448)는 추가적인 CPU들, GPU들 등에 의한 확장을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 물리적 플러그의 형태로 액세스 가능할 수 있다. 주변 디바이스들은 코어의 시스템 버스(2448)에 직접, 또는 주변 버스(2449)를 통해 부착될 수 있다. 예에서, 스크린(2410)은 그래픽 어댑터(2450)에 연결될 수 있다. 주변 버스를 위한 아키텍처들은 PCI, USB 등을 포함한다.

CPU들(2441), GPU들(2442), FPGA들(2443), 및 가속기들(2444)은, 조합하여, 전술한 컴퓨터 코드를 구성할 수 있는 특정 명령어들을 실행할 수 있다. 그 컴퓨터 코드는 ROM(2445) 또는 RAM(2446)에 저장될 수 있다. 과도적인 데이터가 또한 RAM(2446)에 저장될 수 있는 반면, 영구 데이터는, 예를 들어, 내부 대용량 저장소(2447)에 저장될 수 있다. 메모리 디바이스들 중 임의의 것에 대한 고속 저장 및 검색은, 하나 이상의 CPU(2441), GPU(2442), 대용량 저장소(2447), ROM(2445), RAM(2446) 등과 밀접하게 연관될 수 있는, 캐시 메모리의 사용을 통해 가능하게 될 수 있다.

컴퓨터 판독가능 매체는 다양한 컴퓨터 구현 동작들을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 가질 수 있다. 매체 및 컴퓨터 코드는 본 개시내용의 목적을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들일 수 있거나, 또는 그것들은 컴퓨터 소프트웨어 기술분야의 기술자들에게 잘 알려져 있고 이용가능한 종류의 것일 수 있다.

제한이 아니라 예로서, 아키텍처를 갖는 컴퓨터 시스템(2400), 및 구체적으로 코어(2440)는 프로세서(들)(CPU들, GPU들, FPGA, 가속기들 등을 포함함)가 하나 이상의 유형의(tangible) 컴퓨터 판독가능 매체에 구현된 소프트웨어를 실행하는 결과로서 기능성을 제공할 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 위에 소개된 바와 같은 사용자-액세스 가능한 대용량 저장소뿐만 아니라, 코어-내부 대용량 저장소(2447) 또는 ROM(2445)과 같은 비일시적 본질의 것인 코어(2440)의 특정 저장소와 연관된 매체일 수 있다. 본 개시내용의 다양한 실시예들을 구현하는 소프트웨어가 이러한 디바이스들에 저장되고 코어(2440)에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 특정 필요에 따라 하나 이상의 메모리 디바이스 또는 칩을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 코어(2440) 및 구체적으로 그 내부의 프로세서들(CPU, GPU, FPGA 등을 포함함)로 하여금, RAM(2446)에 저장된 데이터 구조들을 정의하는 것 및 소프트웨어에 의해 정의된 프로세스들에 따라 이러한 데이터 구조들을 수정하는 것을 포함하여, 본 명세서에 설명된 특정 프로세스들 또는 특정 프로세스들의 특정 부분들을 실행하게 할 수 있다. 그에 부가하여 또는 대안으로서, 컴퓨터 시스템은 본 명세서에 설명된 특정 프로세스들 또는 특정 프로세스들의 특정 부분들을 실행하기 위해 소프트웨어 대신에 또는 그와 함께 동작할 수 있는, 회로에 하드와이어링되거나 다른 방식으로 구현된 로직(예를 들어, 가속기(2444))의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 소프트웨어에 대한 참조는, 적절한 경우, 로직을 포함할 수 있고, 그 반대도 가능하다. 컴퓨터 판독가능 매체에 대한 참조는, 적절한 경우, 실행을 위한 소프트웨어를 저장하는 회로(예컨대 집적 회로(IC)), 또는 실행을 위한 로직을 구현하는 회로, 또는 양자 모두를 포함할 수 있다. 본 개시내용은 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함한다.

본 개시내용이 여러 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 개시내용의 범위 내에 속하는 변경들, 치환들, 및 다양한 대체 균등물들이 존재한다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 기술자들은, 비록 본 명세서에 명시적으로 예시되거나 설명되지는 않았지만, 본 개시내용의 원리들을 구현하고 따라서 그것의 개념 및 범위 내에 있는, 다수의 시스템들 및 방법들을 안출할 수 있을 것이라는 점이 인정될 것이다.

부록 A: 두문자어들

ALF: Adaptive Loop Filter

AMVP: Advanced Motion Vector Prediction

APS: Adaptation Parameter Set

ASIC: Application-Specific Integrated Circuit

ATMVP: Alternative/Advanced Temporal Motion Vector Prediction

AV1: AOMedia Video 1

AV2: AOMedia Video 2

BMS: Benchmark Set

BV: Block Vector

CANBus: Controller Area Network Bus

CB: Coding Block

CC-ALF: Cross-Component Adaptive Loop Filter

CD: Compact Disc

CDEF: Constrained Directional Enhancement Filter

CPR: Current Picture Referencing

CPU: Central Processing Unit

CRT: Cathode Ray Tube

CTB: Coding Tree Block

CTU: Coding Tree Unit

CU: Coding Unit

DPB: Decoder Picture Buffer

DPCM: Differential Pulse-Code Modulation

DPS: Decoding Parameter Set

DVD: Digital Video Disc

FPGA: Field Programmable Gate Area

JCCR: Joint CbCr Residual Coding

JVET: Joint Video Exploration Team

GOP: Groups of Pictures

GPU: Graphics Processing Unit

GSM: Global System for Mobile communications

HDR: High Dynamic Range

HEVC: High Efficiency Video Coding

HRD: Hypothetical Reference Decoder

IBC: Intra Block Copy

IC: Integrated Circuit

ISP: Intra Sub-Partitions

JEM: Joint Exploration Model

LAN: Local Area Network

LCD: Liquid-Crystal Display

LR: Loop Restoration Filter

LRU: Loop Restoration Unit

LTE: Long-Term Evolution

MPM: Most Probable Mode

MV: Motion Vector

OLED: Organic Light-Emitting Diode

PBs: Prediction Blocks

PCI: Peripheral Component Interconnect

PDPC: Position Dependent Prediction Combination

PLD: Programmable Logic Device

PPS: Picture Parameter Set

PU: Prediction Unit

RAM: Random Access Memory

ROM: Read-Only Memory

SAO: Sample Adaptive Offset

SCC: Screen Content Coding

SDR: Standard Dynamic Range

SEI: Supplementary Enhancement Information

SNR: Signal Noise Ratio

SPS: Sequence Parameter Set

SSD: Solid-state Drive

TU: Transform Unit

USB: Universal Serial Bus

VPS: Video Parameter Set

VUI: Video Usability Information

VVC: Versatile Video Coding

WAIP: Wide-Angle Intra Prediction

Claims

디코더에서의 비디오 디코딩 방법으로서,
비디오 비트스트림을 디코딩하여 현재 블록에 대한 감소된-해상도 잔차 블록을 획득하는 단계;
블록 레벨 플래그가 미리 정의된 값으로 설정되는 것을 결정하는 단계- 상기 미리 정의된 값은 상기 현재 블록이 감소된-해상도 코딩에서 코딩되는 것을 표시함 -;
상기 블록 레벨 플래그에 기초하여, 상기 현재 블록의 풀-해상도 참조 블록을 다운-샘플링함으로써 상기 현재 블록에 대한 감소된-해상도 예측 블록을 생성하는 단계;
상기 감소된-해상도 예측 블록 및 상기 감소된-해상도 잔차 블록에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 감소된-해상도 재구성 블록을 생성하는 단계; 및
상기 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링함으로써 상기 현재 블록에 대한 풀-해상도 재구성 블록을 생성하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 감소된-해상도 예측 블록을 생성하는 단계는:
상기 풀-해상도 참조 블록의 크기 및 상기 현재 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 상기 감소된-해상도 예측 블록의 크기를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는:
상기 비디오 비트스트림으로부터 상기 현재 블록에 대한 상기 블록 레벨 플래그를 디코딩하는 단계- 상기 블록 레벨 플래그는 상기 현재 블록이 상기 감소된-해상도 코딩에서 코딩됨을 표시함 -를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 비디오 비트스트림으로부터 필터 계수 또는 상기 필터 계수의 인덱스 중 하나를 디코딩하는 단계- 상기 필터 계수는 상기 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링하는데 사용됨 -를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 현재 블록과 제1 이웃 블록의 다운-샘플링 인자들의 비율인 스케일링 인자에 기초하여 상기 현재 블록의 상기 제1 이웃 블록의 모션 벡터를 스케일링하는 단계; 및
상기 현재 블록에 대한 제1 모션 벡터 후보 리스트를 구성하는 단계- 상기 제1 모션 벡터 후보 리스트는 상기 제1 이웃 블록의 스케일링된 모션 벡터를 포함함 -를 추가로 포함하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 스케일링하는 단계는:
상기 스케일링 인자가 2의 거듭제곱인 것에 응답하여,
시프트 연산(shift operation)에 기초하여 상기 스케일링된 모션 벡터를 결정하는 단계; 및
상기 스케일링 인자가 2의 거듭제곱이 아닌 것에 응답하여,
룩업 테이블에 기초하여 상기 스케일링된 모션 벡터를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제5항에 있어서,
상기 현재 블록 및 상기 제1 이웃 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 상기 제1 모션 벡터 후보 리스트 내의 상기 스케일링된 모션 벡터의 우선순위를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 현재 블록의 하나 이상의 제2 이웃 블록에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 제2 모션 벡터 후보 리스트를 구성하는 단계- 상기 하나 이상의 제2 이웃 블록 각각은 상기 현재 블록과 동일한 다운-샘플링 인자들을 가짐 -; 및
상기 현재 블록의 하나 이상의 제3 이웃 블록에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 제3 모션 벡터 후보 리스트를 구성하는 단계- 상기 하나 이상의 제3 이웃 블록 각각은 상기 현재 블록과 상이한 다운-샘플링 인자들을 가짐 -를 추가로 포함하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 제2 모션 벡터 후보 리스트 내의 모션 벡터 후보들의 수가 지정된 수 미만인 것에 기초하여 상기 제3 모션 벡터 후보 리스트를 스캐닝하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제8항에 있어서,
상기 제2 모션 벡터 후보 리스트와 상기 제3 모션 벡터 후보 리스트를 인터리빙 방식으로 병합함으로써 상기 현재 블록에 대한 제4 모션 벡터 후보 리스트를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 현재 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 상기 현재 블록의 아핀 파라미터를 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
장치로서,
처리 회로를 포함하고, 상기 처리 회로는:
비디오 비트스트림을 디코딩하여 현재 블록에 대한 감소된-해상도 잔차 블록을 획득하고;
블록 레벨 플래그가 미리 정의된 값으로 설정되는 것을 결정하고- 상기 미리 정의된 값은 상기 현재 블록이 감소된-해상도 코딩에서 코딩되는 것을 표시함 -;
상기 블록 레벨 플래그에 기초하여, 상기 현재 블록의 풀-해상도 참조 블록을 다운-샘플링함으로써 상기 현재 블록에 대한 감소된-해상도 예측 블록을 생성하고;
상기 감소된-해상도 예측 블록 및 상기 감소된-해상도 잔차 블록에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 감소된-해상도 재구성 블록을 생성하고;
상기 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링함으로써 상기 현재 블록에 대한 풀-해상도 재구성 블록을 생성하도록 구성되는 장치.
제12항에 있어서,
상기 처리 회로는:
상기 풀-해상도 참조 블록의 크기 및 상기 현재 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 상기 감소된-해상도 예측 블록의 크기를 결정하도록 추가로 구성되는 장치.
제12항에 있어서,
상기 처리 회로는:
상기 비디오 비트스트림으로부터 상기 현재 블록에 대한 상기 블록 레벨 플래그를 디코딩하도록 추가로 구성되고, 상기 블록 레벨 플래그는 상기 현재 블록이 상기 감소된-해상도 코딩에서 코딩됨을 표시하는 장치.
제12항에 있어서,
상기 처리 회로는:
상기 비디오 비트스트림으로부터 필터 계수 또는 상기 필터 계수의 인덱스 중 하나를 디코딩하도록 추가로 구성되고, 상기 필터 계수는 상기 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링하는데 사용되는 장치.
제12항에 있어서,
상기 처리 회로는:
상기 현재 블록과 제1 이웃 블록의 다운-샘플링 인자들의 비율인 스케일링 인자에 기초하여 상기 현재 블록의 상기 제1 이웃 블록의 모션 벡터를 스케일링하고;
상기 현재 블록에 대한 제1 모션 벡터 후보 리스트를 구성하도록 추가로 구성되고, 상기 제1 모션 벡터 후보 리스트는 상기 제1 이웃 블록의 스케일링된 모션 벡터를 포함하는 장치.
제16항에 있어서,
상기 처리 회로는:
상기 스케일링 인자가 2의 거듭제곱인 것에 응답하여,
시프트 연산에 기초하여 상기 스케일링된 모션 벡터를 결정하고;
상기 스케일링 인자가 2의 거듭제곱이 아닌 것에 응답하여,
룩업 테이블에 기초하여 상기 스케일링된 모션 벡터를 결정하도록 추가로 구성되는 장치.
제16항에 있어서,
상기 처리 회로는:
상기 현재 블록 및 상기 제1 이웃 블록의 다운-샘플링 인자들에 기초하여 상기 제1 모션 벡터 후보 리스트 내의 상기 스케일링된 모션 벡터의 우선순위를 결정하도록 추가로 구성되는 장치.
제12항에 있어서,
상기 처리 회로는:
상기 현재 블록의 하나 이상의 제2 이웃 블록에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 제2 모션 벡터 후보 리스트를 구성하고- 상기 하나 이상의 제2 이웃 블록 각각은 상기 현재 블록과 동일한 다운-샘플링 인자들을 가짐 -;
상기 현재 블록의 하나 이상의 제3 이웃 블록에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 제3 모션 벡터 후보 리스트를 구성하도록 추가로 구성되고, 상기 하나 이상의 제3 이웃 블록 각각은 상기 현재 블록과 상이한 다운-샘플링 인자들을 갖는 장치.
명령어들이 저장된 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 명령어들은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금:
비디오 비트스트림을 디코딩하여 현재 블록에 대한 감소된-해상도 잔차 블록을 획득하는 것;
블록 레벨 플래그가 미리 정의된 값으로 설정되는 것을 결정하는 것- 상기 미리 정의된 값은 상기 현재 블록이 감소된-해상도 코딩에서 코딩되는 것을 표시함 -;
상기 블록 레벨 플래그에 기초하여, 상기 현재 블록의 풀-해상도 참조 블록을 다운-샘플링함으로써 상기 현재 블록에 대한 감소된-해상도 예측 블록을 생성하는 것;
상기 감소된-해상도 예측 블록 및 상기 감소된-해상도 잔차 블록에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 감소된-해상도 재구성 블록을 생성하는 것; 및
상기 감소된-해상도 재구성 블록을 업-샘플링함으로써 상기 현재 블록에 대한 풀-해상도 재구성 블록을 생성하는 것을 수행하게 하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.