KR20220112852A - 비디오 코딩 방법 및 장치 - Google Patents

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이신 두
신 자오
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텐센트 아메리카 엘엘씨
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Abstract

본 개시의 측면은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법, 장치 및 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함한다. 장치는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처의 필터 지원 영역에서 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플을 결정하는 처리 회로를 포함한다. 처리 회로는 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 대해 필터 프로세스를 수행한다. 필터 프로세스의 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나별로 별도로 설정된다. 처리 회로는 필터 프로세스의 출력값에 기초하여 필터 지원 영역의 제2 컬러 성분의 샘플을 재구성한다. 제2 컬러 성분은 제1 컬러 성분과 다르다.

Description

비디오 코딩 방법 및 장치
본 출원은 2020년 11월 12일에 출원된 미국 가특허 추원 제63/113,125호 ('적응적 양자화 및 오프셋 스케일링을 사용하는 개선된 교차 컴포넌트 샘플 오프셋')에 대한 우선권의 이익을 주장하는, 2021년 6월 28일에 출원된 미국 특허 출원 제17/360,865호 ('비디오 코딩을 위한 방법 및 장치')에 대한 우선권의 이익을 주장한다. 이전 출원의 전체 개시는 그 전체가 참조로서 본 명세서에 포함된다.
본 개시는 일반적으로 비디오 코딩과 관련된 실시예를 설명한다.
본 명세서에서 제공된 배경 설명은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 것이다. 현재 명명된 발명자의 작업은 출원 당시 선행 기술로 인정되지 않을 수 있는 설명의 측면은 물론 이러한 배경 섹션에서 설명된 한도 내에서 본 개시에 대해 명시적 또는 암시적으로 선행 기술로서 인정되지 않는다.
비디오 코딩 및 디코딩은 모션 보상과 함께 픽처 간 예측을 사용하여 수행될 수 있다. 압축되지 않은 디지털 비디오는 일련의 픽처를 포함할 수 있으며, 각각의 픽처는 예를 들어 1920 x 1080 휘도 샘플 및 연관된 색차 샘플의 공간 차원을 갖는다. 일련의 픽처는 예를 들어 초당 60개의 픽처 또는 60 Hz의 고정 또는 가변 픽처 속도(비공식적으로는 프레임 속도라고도 함)를 가질 수 있다. 압축되지 않은 비디오는 중요한 비트레이트 요구사항을 갖는다. 예를 들어, 샘플당 8비트의 1080p60 4:2:0 비디오(60Hz 프레임 속도에서 1920x1080 휘도 샘플 해상도)은 1.5Gbit/s에 가까운 대역폭을 필요로 한다. 이러한 1시간의 비디오는 600GB 이상의 저장 공간을 필요로 한다.
비디오 코딩 및 디코딩의 한 가지 목적은 압축을 통해 입력 비디오 신호의 중복성을 감소시키는 것일 수 있다. 압축은 앞서 언급된 대역폭 또는 저장 공간 요구사항을 경우에 따라 2배 이상으로 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 무손실 및 손실 압축 둘다, 그리고 이들의 조합이 모두 사용될 수 있다. 무손실 압축은 압축된 원래 신호에서 원래 신호의 정확한 복사본이 재구성될 수 있는 기술을 지칭한다. 손실 압축을 사용하는 경우, 재구성된 신호는 원래 신호와 동일하지 않을 수 있지만, 원래 신호와 재구성된 신호 사이의 왜곡은 재구성된 신호가 의도된 애플리케이션에 유용할 만큼 충분히 작다. 비디오의 경우, 손실 압축이 널리 사용된다. 허용되는 왜곡의 수량은 애플리케이션에 따라 다르며, 예를 들어, 특정 소비자 스트리밍 애플리케이션의 사용자는 텔레비전 배포 애플리케이션의 사용자보다 더 높은 왜곡을 허용할 수 있다. 달성 가능한 압축 비율은 허용 가능한/참을 수 있는 왜곡이 높을수록 압축 비율이 더 높아질 수 있음을 반영할 수 있다.
비디오 인코더 및 디코더는 예를 들어 모션 보상, 변환, 양자화, 및 엔트로피 코딩을 포함하는 여러 광범위한 카테고리로부터의 기술을 이용할 수 있다.
비디오 코덱 기술은 인트라 코딩으로 알려진 기술을 포함할 수 있다. 인트라 코딩에서, 샘플 값은 이전에 재구성된 참조 픽처로부터의 샘플 또는 다른 데이터에 대한 참조 없이 표현된다. 일부 비디오 코덱에서, 픽처는 공간적으로 샘플 블록으로 세분화된다. 샘플의 모든 블록이 인트라 모드에서 코딩되는 경우, 그 픽처는 인트라 픽처일 수 있다. 인트라 픽처 및 독립 디코더 리프레시 픽처와 같은 파생물은 디코더 상태를 재설정하는 데 사용될 수 있으므로, 코딩된 비디오 비트스트림 및 비디오 세션의 제1 픽처 또는 정지 이미지로 사용될 수 있다. 인트라 블록의 샘플은 변환에 노출될 수 있고, 변환 계수는 엔트로피 코딩 전에 양자화될 수 있다. 인트라 예측은 사전 변환 도메인에서 샘플 값을 최소화하는 기술일 수 있다. 일부 경우에, 변환 후의 DC 값이 더 작고, AC 계수가 더 작을수록 엔트로피 코딩 후 블록을 나타내기 위해 주어진 양자화 단계 크기에서 필요한 비트가 더 적다.
예를 들어 MPEG-2 생성 코딩 기술로부터 알려진 것과 같은 전통적인 인트라 코딩은 인트라 예측을 사용하지 않는다. 그러나, 일부 새로운 비디오 압축 기술은, 예를 들어, 주변의 샘플 데이터 및/또는 공간적으로 이웃하고 디코딩 순서에서 앞선 데이터 블록의 인코딩 및/또는 디코딩 동안 획득된 메타데이터로부터 시도하는 기술을 포함한다. 이러한 기술은 이후 "인트라 예측" 기술이라고 한다. 적어도 일부 경우에, 인트라 예측은 참조 픽처가 아닌 재구성 중인 현재 픽처의 참조 데이터만을 사용한다는 점에 유의한다.
인트라 예측에는 많은 상이한 형태가 있을 수 있다. 주어진 비디오 코딩 기술에서 이러한 기술 중 하나 이상이 사용될 수 있는 경우, 사용 중인 기술은 인트라 예측 모드에서 코딩될 수 있다. 특정 경우에, 모드는 서브 모드 및/또는 파라미터를 가질 수 있으며, 이들은 개별적으로 코딩되거나 또는 모드 코드워드에 포함될 수 있다. 주어진 모드, 서브모드 및/또는 파라미터 조합에 사용할 코드워드는 인트라 예측을 통해 코딩 효율 이득에 영향을 미칠 수 있으며, 코드워드를 비트스트림으로 변환하는 데 사용되는 엔트로피 코딩 기술도 마찬가지이다.
인트라 예측의 특정 모드는 H.264에 도입되었고, H.265에서 개선되었으며, 공동 탐사 모델(Joint Explosion Model, JEM), 다목적 비디오 코딩(versatile video coding, VVC) 및 벤치마크 세트(benchmark set, BMS)와 같은 새로운 코딩 기술에서 더욱 개선되었다. 예측기 블록은 이미 사용 가능한 샘플에 속하는 이웃 샘플 값을 사용하여 형성될 수 있다. 이웃 샘플의 샘플 값은 방향에 따라 예측기 블록으로 복사된다. 사용 방향에 대한 참조는 비트스트림에서 코딩되거나 자체적으로 예측될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 우측 하부에 묘사된 것은 H.265의 33개의 가능한 예측기 방향(35개 인트라 모드의 알려진 33개 각도 모드에 대응함)으로부터 알려진 9개의 예측기 방향의 서브 세트이다. 화살표가 수렴하는 지점(101)은 예측 중인 샘플을 나타낸다. 화살표는 샘플이 예측되는 방향을 나타낸다. 예를 들어, 화살표(102)는 샘플(101)이 수평에서 45도 각도로 우측 상부에 있는 샘플 또는 샘플들로부터 예측됨을 지시한다. 마찬가지로, 화살표(103)는 샘플(101)이 수평으로부터 22.5도 각도로 샘플(101)의 좌측 하부에 있는 샘플 또는 샘플들로부터 예측됨을 지시한다.
여전히 도 1a를 참조하면, 좌측 상단에는 4 x 4 샘플의 정사각형 블록(104)이 도시되어 있다(대시 형태의 볼드체 선으로 지시됨). 정사각형 블록(104)은 각각 "S"로 라벨링되며, Y 차원에서의 위치(예를 들어, 행 인덱스) 및 X 차원에서의 위치(예를 들어, 열 인덱스)의 16개의 샘플을 포함한다. 예를 들어, 샘플 S21은 Y 차원에서 두 번째 샘플(상단으로부터)이고 X 차원에서 첫 번째(좌측으로부터) 샘플이다. 유사하게, 샘플 S44는 Y 및 X 차원 모두에서 블록(104)의 네 번째 샘플이다. 블록 크기가 4 x 4 샘플이므로, S44는 우측 하단에 있다. 유사한 번호 매기기 방식을 따르는 참조 샘플이 추가로 표시된다. 참조 샘플은 블록(104)에 대해 R로 라벨링로 되며, Y 위치(예를 들어, 행 인덱스) 및 X 위치(열 인덱스)이다. H.264 및 H.265 모두에서, 예측 샘플은 재구성 중인 블록에 이웃한다. 따라서, 음수 값이 사용될 필요가 없다.
인트라 픽처 예측은 시그널링된 예측 방향에 의해 적절한 이웃 샘플로부터 참조 샘플 값을 복사함으로써 작동할 수 있다. 예를 들어, 코딩된 비디오 비트스트림이 이러한 블록에 대해 화살표(102)와 일치하는 예측 방향을 지시하는 시그널링을 포함한다고 가정한다. 즉, 샘플은 수평으로부터 45도 각도로 우측 상부에 있는 예측 샘플 또는 샘플들로부터 예측된다. 이 경우에, 샘플 S41, S32, S23, S14는 동일한 참조 샘플 R05로부터 예측된다. 그런 다음, 샘플 S44는 참조 샘플 R08로부터 예측된다.
특정 경우에, 다수의 참조 샘플의 값은 참조 샘플을 계산하기 위해, 특히 방향이 45도로 균등하게 나누어지지 않는 경우에, 예를 들어 보간을 통해 결합될 수 있다.
비디오 코딩 기술이 발달함에 따라 가능한 방향의 개수가 증가하고 있다. H.264(2003년)에서, 9개의 상이한 방향이 표현될 수 있다. H.265(2013년)에서는 33개로 증가했고, 공개 당시 JEM/VVC/BMS는 최대 65개 방향을 지원할 수 있다. 가장 가능성이 높은 방향을 식별하기 위한 실험이 수행되었으며, 엔트로피 코딩의 특정 기술은 가능성이 적은 방향에 대해 특정 페널티를 허용하는 소수의 비트에서 이러한 가능성 있는 방향을 나타내는 데 사용된다. 또한, 방향 자체는 때때로 이미 디코딩된 이웃 블록에서 사용되는 이웃 방향으로부터 예측될 수 있다.
도 1b는 시간에 따른 예측 방향의 증가하는 개수를 도시하기 위해 JEM에 따른 65개의 인트라 예측 방향을 묘사하는 개략도(105)를 도시한다.
방향을 나타내는 코딩된 비디오 비트스트림의 인트라 예측 방향 비트의 매핑은 비디오 코딩 기술에 따라 상이할 수 있으며, 예를 들어, 예측 방향의 단순한 직접 매핑에서 인트라 예측 모드, 코드워드, 가장 가능성 있는 모드를 포함하는 복잡한 적응 방식 및 유사한 기술에 이르기까지 다양할 수 있다. 그러나, 모든 경우에, 통계적으로 다른 특정 방향보다 비디오 컨텐츠에서 발생할 가능성이 적은 특정 방향이 있을 수 있다. 비디오 압축의 목표는 중복성을 줄이는 것이므로, 잘 작동하는 비디오 코딩 기술에서 가능성이 적은 방향은 가능성이 더 높은 방향보다 더 많은 비트 개수로 표시된다.
모션 보상은 손실 압축 기술일 수 있고 이전에 재구성된 픽처 또는 그 일부(참조 픽처)로부터의 샘플 데이터 블록이 모션 벡터(이후 MV)에 의해 지시된 방향으로 공간적으로 천이된 후에, 새로 재구성된 픽처 또는 픽처 부분의 예측에 사용된다. 일부 경우에, 참조 픽처는 현재 재구성 중인 픽처와 동일할 수 있다. MV는 X와 Y의 2차원 또는 3차원을 가질 수 있으며, 세 번째는 사용 중인 참조 픽처의 지시이다(후자는 간접적으로 시간 차원이 될 수 있음).
일부 비디오 압축 기술에서, 샘플 데이터의 특정 영역에 적용 가능한 MV는 다른 MV로부터, 예를 들어 재구성 중인 영역에 공간적으로 인접하고 디코딩 순서에서 MV에 선행하는 샘플 데이터의 다른 영역과 관련된 것들로부터 예측될 수 있다. 그렇게 하면, MV를 코딩하는 데 필요한 데이터의 양을 상당히 줄일 수 있으므로, 중복성을 제거하고 압축을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 카메라에서 파생된 입력 비디오 신호(자연 비디오라고 함)를 코딩하는 경우 단일 MV가 적용 가능한 영역보다 큰 영역이 유사한 방향으로 이동하고, 따라서 일부 경우에 이웃 영역의 MV에서 파생된 유사한 MV를 사용하여 예측할 수 있는 통계적 가능성이 있기 때문에, MV 예측은 효과적으로 작동할 수 있다. 그 결과, 주어진 영역에 대해 발견된 MV가 주변 MV로부터 예측된 MV와 유사하거나 동일하게 되며, 엔트로피 코딩 후에 MV를 직접 코딩하는 경우 사용되는 것보다 적은 개수의 비트로 나타낼 수 있다. 일부 경우에, MV 예측은 원래 신호(즉, 샘플 스트림)에서 파생된 신호(즉, MV)의 무손실 압축의 예가 될 수 있다. 다른 경우에, MV 예측 자체는 예를 들어 주변의 여러 MV로부터 예측기를 계산하는 경우 반올림 오류로 인해 손실될 수 있다.
다양한 MV 예측 메커니즘이 H.265/HEVC(ITU-T Rec. H.265, "고효율 비디오 코딩", 2016년 12월)에서 설명된다. H.265가 제공하는 많은 MV 예측 메커니즘 중에서, 여기에서 설명된 기술은 이후 "공간적 병합(spatial merge)"으로 지칭되는 기술이다.
도 1c를 참조하면, 현재 블록(111)은 공간적으로 천이된 동일한 크기의 이전 블록으로부터 예측 가능한 것으로 모션 검색 프로세스 동안 인코더에 의해 발견된 샘플을 포함할 수 있다. 해당 MV를 직접 코딩하는 대신, MV는 예를 들어, A0, A1, 및 B0, B1, B2(각각 112 내지 116)으로 표시된 5개의 주변 샘플 중 하나와 연관된 MV를 사용하여 가장 최근의(디코딩 순서에서) 참조 픽처로부터 하나 이상의 참조 픽처와 연관된 메타데이터로부터 유도될 수 있다. H.265에서, MV 예측은 이웃 블록이 사용하고 있는 동일한 참조 픽처의 예측기를 사용할 수 있다.
본 개시의 측면은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 장치를 제공한다. 장치는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처의 필터 지원 영역에서 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플을 결정하는 처리 회로를 포함한다. 처리 회로는 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 대해 필터 프로세스를 수행한다. 필터 프로세스의 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나별로 별도로 설정된다. 처리 회로는 필터 프로세스의 출력값에 기초하여 필터 지원 영역의 제2 컬러 성분의 샘플을 재구성한다. 제2 컬러 성분은 제1 컬러 성분과 다르다.
실시예에서, 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나에 대해 미리 정의된 상수이다.
실시예에서, 양자화 단계 크기는 2의 거듭제곱인 정수이다.
실시예에서, 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나에 대응하는 비트스트림에 포함된 인덱스에 기초하여 결정되는 복수의 양자화 단계 크기 중 하나이다.
실시예에서, 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나에 대응하는 비트스트림에 포함된다.
실시예에서, 처리 회로는 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 기초하여 필터 프로세스의 출력값이 스케일링되는지 여부를 결정한다. 스케일링되는 필터 프로세스의 출력값에 응답하여, 처리 회로는 필터 프로세스의 스케일링된 출력값에 기초하여 필터 지원 영역의 제2 컬러 성분의 샘플을 재구성한다.
실시예에서, 처리 회로는 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플 및 필터의 프로세스의 출력값을 스케일링하는 것이 활성화되어 있는지 여부를 지시하는 신택스 요소에 기초하여 필터 프로세스의 출력값이 스케일링되는지 여부를 결정한다.
실시예에서, 처리 회로는 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플 및 양자화 단계 크기에 기초하여 필터 프로세스의 스케일링된 출력값을 결정한다.
본 개시의 측면은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법들을 제공한다. 이 방법에서, 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처의 필터 지원 영역에서 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플이 결정된다. 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 대해 필터 프로세스가 수행된다. 필터 프로세스의 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나별로 별도로 설정된다. 필터 지원 영역의 제2 컬러 성분의 샘플은 필터 프로세스의 출력값에 기초하여 재구성된다. 제2 컬러 성분은 제1 컬러 성분과 다르다.
본 개시의 측면은 또한 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 적어도 하나의 프로세서로 하여금 비디오 디코딩을 위한 방법 중 임의의 하나 또는 조합을 수행하게 하는 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 제공한다.
개시된 주제의 추가 특징, 성질 및 다양한 이점은 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1a는 인트라 예측 모드의 예시적인 서브세트의 개략도이다.
도 1b는 예시적인 인트라 예측 방향의 도면이다.
도 1c는 일 예에서 현재 블록 및 그 주변 공간 병합 후보의 개략도이다.
도 2는 실시예에 따른 통신 시스템의 간략화된 블록도의 개략도이다.
도 3은 실시예에 따른 통신 시스템의 간략화된 블록도의 개략도이다.
도 4는 실시예에 따른 디코더의 간략화된 블록도의 개략도이다.
도 5는 실시예에 따른 인코더의 간략화된 블록도의 개략도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 인코더의 블록도를 도시한다.
도 7은 다른 실시예에 따른 디코더의 블록도를 도시한다.
도 8a 내지 도 8b는 일부 실시예에 따른 적응 루프 필터(ALF)의 예시적인 다이아몬드 필터 형상을 도시한다.
도 9a 내지 도 9d는 각각 일부 실시예에 따른 수직, 수평 및 2개의 대각선 방향의 기울기 계산에 사용되는 예시적인 서브샘플링된 위치를 도시한다.
도 10은 실시예에 따라 루마 성분에 적용되는 예시적인 수정된 블록 분류를 도시한다.
도 11은 일부 실시예에 따른 가상 경계에서 루마 성분에 대한 예시적인 수정된 ALF를 도시한다.
도 12는 실시예에 따른 예시적인 최대 코딩 유닛(LCU) 정렬된 픽처 쿼드트리 분할을 도시한다.
도 13은 실시예에 따라 z-순서로 인코딩된 예시적인 쿼드트리 분할 플래그를 도시한다.
도 14a는 실시예에 따른 교차 성분 적응 루프 필터(CC-ALF)의 예시적인 배치를 도시한다.
도 14b는 실시예에 따른 CC-ALF 작동 동안 각각의 크로마 성분에 대한 루마 채널에 적용되는 예시적인 선형 다이아몬드 형상 필터를 도시한다.
도 15는 일부 실시예에 따른 루마 샘플에 대한 크로마 샘플의 예시적인 위치를 도시한다.
도 16은 실시예에 따른 8×8 블록에 대한 예시적인 방향 검색을 도시한다.
도 17은 실시예에 따른 예시적인 서브 공간 투영을 도시한다.
도 18은 실시예에 따른 교차 성분 샘플 오프셋(CCSO) 필터의 예시적인 필터 지원 영역을 도시한다.
도 19a 내지 도 19b는 실시예에 따른 CCSO 필터의 비선형 매핑의 81개의 예시적인 조합을 나타낸 표를 도시한다.
도 20은 실시예에 따른 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 21은 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 개략도이다.
I. 비디오 디코더 및 인코더 시스템
도 2는 본 개시의 실시예에 따른 통신 시스템(200)의 간략화된 블록도를 예시한다. 통신 시스템(200)은 예를 들어 네트워크(250)를 통해 서로 통신할 수 있는 복수의 단말 장치를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템(200)은 네트워크(250)를 통해 상호 연결된 제1 쌍의 단말 장치(210, 220)를 포함한다. 도 3의 예에서, 제1 쌍의 단말 장치(210, 220)는 데이터의 단방향 전송을 수행한다. 예를 들어, 단말 장치(210)는 네트워크(250)를 통해 다른 단말 장치(220)로의 전송을 위해 비디오 데이터(예를 들어, 단말 장치(210)에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 하나 이상의 코딩된 비디오 비트스트림의 형태로 전송될 수 있다. 단말 장치(220)는 네트워크(250)로부터 코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처를 복원하며, 복원된 비디오 데이터에 따라 비디오 픽처를 디스플레이할 수 있다. 단방향 데이터 전송은 매체 서빙 애플리케이션 등에서 일반적일 수 있다.
다른 예에서, 통신 시스템(200)은 예를 들어 화상 회의 동안 발생할 수 있는 코딩된 비디오 데이터의 양방향 전송을 수행하는 제2 쌍의 단말 장치(230, 240)를 포함한다. 데이터의 양방향 전송을 위해, 예에서, 단말 장치(230, 240)의 각각의 단말 장치는 네트워크(250)를 통해 단말 장치(230, 240)의 다른 단말 장치로의 전송을 위해 비디오 데이터(예를 들어, 단말 장치에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 단말 장치(230, 240)의 각각의 단말 장치는 또한 단말 장치(230, 240)의 다른 단말 장치에 의해 전송된 코딩된 비디오 데이터를 수신할 수 있고, 비디오 픽처를 복원하기 위해 코딩된 비디오 데이터를 디코딩할 수 있으며 복원된 비디오 데이터에 따라 액세스 가능한 디스플레이 장치에서 비디오 픽처를 디스플레이할 수 있다.
도 2에서, 단말 장치(210, 220, 230,2340)는 서버, 개인용 컴퓨터 및 스마트 폰으로 예시될 수 있지만, 본 개시의 원리는 이에 제한되지 않을 수 있다. 본 개시의 실시예는 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 매체 플레이어 및/또는 전용 화상 회의 장비를 사용한 애플리케이션을 발견한다. 네트워크(250)는 예를 들어 유선 및/또는 무선 통신 네트워크를 포함하여 단말 장치(210, 220, 230, 240) 사이에서 코딩된 비디오 데이터를 전달하는 임의의 개수의 네트워크를 나타낸다. 통신 네트워크(250)는 회선 교환 및/또는 패킷 교환 채널에서 데이터를 교환할 수 있다. 대표적인 네트워크는 통신 네트워크, 근거리 통신망, 광역 통신망 및/또는 인터넷을 포함한다. 본 논의의 목적을 위해, 네트워크(250)의 아키텍처 및 토폴로지는 이하에서 설명되지 않는 한 본 개시의 작동에 중요하지 않을 수 있다.
도 3은 개시된 주제에 대한 애플리케이션에 대한 예로서, 스트리밍 환경에서 비디오 인코더 및 비디오 디코더의 배치를 도시한다. 개시된 주제는 예를 들어 화상 회의, 디지털 TV, CD, DVD, 메모리 스틱 등을 포함하는 디지털 매체에 압축된 비디오 저장 등을 포함하는 다른 비디오 가능 애플리케이션에 동일하게 적용될 수 있다.
스트리밍 시스템은 비디오 소스(301), 예를 들어 압축되지 않은 비디오 픽처(302)의 스트림을 생성하는 디지털 카메라를 포함할 수 있는 캡처 서브시스템(313)을 포함할 수 있다. 예에서, 비디오 픽처의 스트림(302)은 디지털 카메라에 의해 촬영된 샘플을 포함한다. 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 코딩된 비디오 비트스트림)와 비교되는 경우 높은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 굵은 선으로 표시된 비디오 픽처(302)의 스트림은 비디오 소스(301)와 결합된 비디오 인코더(303)를 포함하는 전자 장치(320)에 의해 처리될 수 있다. 비디오 인코더(303)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 개시된 주제의 측면을 가능하게 하거나 구현하기 위해 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 비디오 픽처의 스트림(302)과 비교되는 경우 더 낮은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 가는 선으로 묘사된 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 인코딩된 비디오 비트스트림(304))는 향후 사용을 위해 스트리밍 서버(305)에 저장될 수 있다. 도 3의 클라이언트 서브시스템(306, 308)과 같은 하나 이상의 스트리밍 클라이언트 서브시스템은 인코딩된 비디오 데이터(304)의 사본(307, 309)을 검색하기 위해 스트리밍 서버(305)에 액세스할 수 있다. 클라이언트 서브시스템(306)은 예를 들어 전자 장치(330)에 비디오 디코더(410)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(310)는 인코딩된 비디오 데이터의 인입 사본(307)을 디코딩하고 디스플레이(312)(예를 들어, 디스플레이 스크린) 또는 다른 렌더링 장치(도시되지 않음) 상에서 렌더링될 수 있는 비디오 픽처(311)의 인출 스트림을 생성한다. 일부 스트리밍 시스템에서, 인코딩된 비디오 데이터(304, 307, 309)(예를 들어, 비디오 비트스트림)은 특정 비디오 코딩/압축 표준에 따라 인코딩될 수 있다. 이러한 표준의 예는 ITU-T 권고 H.265를 포함한다. 일 예에서, 개발 중인 비디오 코딩 표준은 비공식적으로 다목적 비디오 코딩(Versatile Video Coding, VVC)으로 알려져 있다. 개시된 주제는 VVC의 맥락에서 사용될 수 있다.
전자 장치(320, 330)는 다른 컴포넌트(도시되지 않음)를 포함할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 전자 장치(320)는 비디오 디코더(미도시)를 포함할 수 있고, 전자 장치(330)는 비디오 인코더(도시되지 않음)도 포함할 수 있다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 비디오 디코더(410)의 블록도를 도시한다. 비디오 디코더(410)는 전자 장치(430)에 포함될 수 있다. 전자 장치(430)는 수신기(431)(예를 들어, 수신 회로)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(410)는 도 3 예에서 비디오 디코더(310) 대신에 사용될 수 있다.
수신기(431)는 비디오 디코더(410)에 의해 디코딩될 하나 이상의 코딩된 비디오 시퀀스를 수신할 수 있고, 동일하거나 다른 실시예에서, 한 번에 하나의 코딩된 비디오 시퀀스를 수신할 수 있으며, 여기서 각각의 코딩된 비디오 시퀀스의 디코딩은 다른 코딩된 비디오 시퀀스와 독립적이다. 코딩된 비디오 시퀀스는 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는 저장 장치에 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 스트림과 함께 수신할 수 있으며, 이는 엔티티(도시되지 않음)를 사용하여 각각에 전달될 수 있다. 수신기(431)는 코딩된 비디오 시퀀스를 다른 데이터로부터 분리할 수 있다. 네트워크 지터(jitter)를 방지하기 위해, 버퍼 메모리(415)는 수신기(431)와 엔트로피 디코더/파서(420)(이하 "파서(420)") 사이에 연결될 수 있다. 특정 애플리케이션에서, 버퍼 메모리(415)는 비디오 디코더(410)의 일부이다. 다른 경우, 비디오 디코더(410)(도시되지 않음) 외부에 있을 수 있다. 또 다른 경우에, 예를 들어 네트워크 지터를 방지하기 위해 비디오 디코더(410) 외부에 버퍼 메모리(도시되지 않음)가 있을 수 있고, 또한 예를 들어 재생 타이밍을 처리하기 위해 비디오 디코더(410) 내부에 또 다른 버퍼 메모리(415)가 있을 수 있다. 수신기(431)가 충분한 대역폭과 제어 가능성의 저장/전달 장치 또는 등시성 네트워크로부터 데이터를 수신하는 경우, 버퍼 메모리(415)는 필요하지 않거나 작을 수 있다. 인터넷과 같은 최선의 패킷 네트워크 상에서의 사용을 위해, 버퍼 메모리(415)가 필요할 수 있고, 비교적 클 수 있으며 유리하게는 적응 크기를 가질 수 있고, 운영 체제 또는 비디오 디코더(410) 외부의 유사한 요소(도시되지 않음)에서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.
비디오 디코더(410)는 코딩된 비디오 시퀀스로부터 심볼(421)을 재구성하기 위해 파서(420)를 포함할 수 있다. 이러한 심볼의 카테고리는 비디오 디코더(410)의 작동을 관리하는 데 사용되는 정보와 전자 장치의 필수 부분이 아니지만 도 4에 도시된 바와 같이 전자 장치(430)에 연결될 수 있는 렌더링 장치(412)(예를 들어, 디스플레이 스크린)와 같은 렌더링 장치를 제어하기 위한 정보를 포함한다. 렌더링 장치(들)에 대한 제어 정보는 보충 향상 정보(Supplemental Enhancement Information, SEI 메시지) 또는 비디오 사용가능성 정보(Video Usability Information, VUI) 파라미터 세트 조각(도시되지 않음)의 형태일 수 있다. 파서(420)는 수신된 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, 상황 감도가 있거나 없는 산술 코딩 등을 포함하는 다양한 원리를 따를 수 있다. 파서(420)는 그룹에 대응하는 적어도 하나의 파라미터에 기초하여, 비디오 디코더의 픽셀들의 서브그룹들 중 적어도 하나에 대한 서브그룹 파라미터의 세트를 코딩된 비디오 시퀀스로부터 추출할 수 있다. 서브그룹은 픽처 그룹(Group of Picture, GOP), 픽처, 타일, 슬라이스, 매크로블록, 코딩 유닛(Coding Unit, CU), 블록, 변환 유닛(Transform Unit, TU), 예측 유닛(Prediction Unit, PU) 등을 포함할 수 있다. 파서(420)는 또한 변환 계수, 양자화기 파라미터 값, MV 등과 같은 코딩된 비디오 시퀀스 정보로부터 추출할 수 있다.
파서(420)는 버퍼 메모리(45)로부터 수신된 비디오 시퀀스에 대해 엔트로피 디코딩/파싱 작동을 수행하여 심볼(421)을 생성할 수 있다.
심볼(421)의 재구성은 코딩된 비디오 픽처의 유형 또는 그 일부(예: 인터 및 인트라 픽처, 인터 및 인트라 블록), 및 기타 인자에 따라 다수의 상이한 유닛을 포함할 수 있다. 어떤 유닛이 포함되고, 어떻게 포함되는지는 파서(420)에 의해 코딩된 비디오 시퀀스로부터 파싱되는 서브그룹 제어 정보에 의해 제어될 수 있다. 파서(420)와 아래의 다수의 유닛 사이의 이러한 서브그룹 제어 정보의 흐름은 명확성을 위해 도시되지 않는다.
이미 언급된 기능 블록 외에, 비디오 디코더(410)는 개념적으로 아래에서 설명되는 바와 같이 다수의 기능 유닛으로 세분될 수 있다. 상업적 제약 조건에서 작동하는 실제 구현에서, 이러한 유닛 중 많은 것이 서로 밀접하게 상호작용하고, 적어도 부분적으로 서로 통합될 수 있다. 그러나, 개시된 주제를 설명하기 위해 아래의 기능 유닛으로의 개념적 세분화는 적절하다.
제1 유닛은 스케일러/역변환 유닛(451)일 수 있다. 스케일러/역변환 유닛(451)은 파서(420)로부터의 심볼(들)(421)로서 블록 크기, 양자화 인자, 양자화 스케일링 행렬 등을 사용하기 위한 변환을 포함하는 제어 정보 뿐만 아니라 양자화된 변환 계수를 수신할한다. 스케일러/역변환 유닛(451)은 애그리게이터(455)에 입력될 수 있는 샘플 값을 포함하는 블록을 출력할 수 있다.
일부 경우에, 스케일러/역변환(451)의 출력 샘플은 인트라 코딩된 블록, 즉, 이전에 재구성된 픽처로부터 예측 정보를 사용하지 않지만 현재 픽처의 이전에 재구성된 부분으로부터 예측 정보를 사용할 수 있는 블록에 속할 수 있다. 이러한 예측 정보는 인트라 픽처 예측 유닛(452)에 의해 제공될 수 있다. 일부 경우에, 인트라 픽처 예측 유닛(452)은 현재 픽처 버퍼(558)로부터 현재 (부분적으로 재구성된) 픽처로부터 페치된 주변의 이미 재구성된 정보를 사용하여 재구성 중인 블록과 동일한 크기 및 형상의 블록을 생성한다. 현재 픽처 버퍼(458)는 예를 들어 부분적으로 재구성된 현재 픽처 및/또는 완전히 재구성된 현재 픽처를 버퍼링한다. 애그리게이터(455)는, 일부 경우에, 샘플 단위로 인트라 예측 유닛(452)이 생성한 예측 정보를 스케일러/역변환 유닛(451)에 의해 제공되는 출력 샘플 정보에 추가한다.
다른 경우에, 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력 샘플은 인터 코딩되고 잠재적으로 모션 보상된 블록에 속할 수 있다. 그러한 경우에, 모션 보상 예측 유닛(453)은 예측에 사용되는 샘플들을 페치하기 위해 참조 픽처 메모리(457)에 액세스할 수 있다. 블록에 속하는 심볼(421)에 따라 페치된 샘플을 모션 보상한 후, 이러한 샘플은 애그리게이터(455)에 의해 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력(이 경우 잔차 샘플 또는 잔차 신호)에 추가될 수 있어서 출력 샘플 정보를 생성할 수 있다. 모션 보상 예측 유닛(453)이 예측 샘플을 페치하는 참조 픽처 메모리(457) 내의 주소는 예를 들어, X, Y 및 참조 픽처 성분을 가질 수 있는 심볼(421)의 형태로 모션 보상 예측 유닛(453)에서 이용가능할 수 있는 모션 벡터에 의해 제어될 수 있다. 모션 보상은 또한 정확한 서브 샘플 MV가 사용 중일 때 참조 픽처 메모리(457)로부터 페치된 샘플 값의 보간, MV 예측 메커니즘 등을 포함할 수 있다.
애그리게이터(455)의 출력 샘플은 루프 필터 유닛(456)에서 다양한 루프 필터링 기술의 대상이 될 수 있다. 비디오 압축 기술은 코딩된 비디오 시퀀스(또한 코딩된 비디오 비트스트림으로 지칭됨)에 포함된 파라미터에 의해 제어되고 파서(420)로부터의 심볼(421)로서 루프 필터 유닛(456)에 이용가능하게 되는 인루프 필터 기술을 포함할 수 있지만, 이전에 재구성되고 루프 필터링된 샘플 값에 대응할 뿐만 아니라 코딩된 픽처 또는 코딩된 비디오 시퀀스의 이전(디코딩 순서에서) 부분을 디코딩하는 동안 획득된 메타 정보에 대응할 수도 있다.
루프 필터 유닛(456)의 출력은 렌더 장치(412)로 출력될 수 있을 뿐만 아니라 미래의 픽처 간 예측에 사용하기 위해 참조 픽처 메모리(457)에 저장될 수 있는 샘플 스트림일 수 있다.
완전히 재구성된 특정 코딩된 픽처는 미래 예측을 위한 참조 픽처로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처에 대응하는 코딩된 픽처가 완전히 재구성되고 코딩된 픽처가 (예를 들어, 파서(420)에 의해) 참조 픽처로서 식별되면, 현재 픽처 버퍼(458)는 참조 픽처 메모리(457)의 일부가 될 수 있고, 신선한 현재 픽처 버퍼는 다음 코딩된 픽처의 재구성을 시작하기 전에 재할당될 수 있다.
비디오 디코더(410)는 ITU-T Rec. H.265와 같은 표준에서 미리 결정된 비디오 압축 기술에 따라 디코딩 작동을 수행할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스가 비디오 압축 기술 또는 표준의 신택스와 비디오 압축 기술 또는 표준에서 문서화된 프로파일 모두를 준수한다는 의미에서, 코딩된 비디오 시퀀스는 사용 중인 비디오 압축 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 따를 수 있다. 구체적으로, 프로파일은 비디오 압축 기술 또는 표준에서 사용할 수 있는 모든 도구로부터의 해당 프로파일 하에서의 사용을 위해 사용 가능한 유일한 도구로서 특정 도구를 선택할 수 있다. 또한, 규정 준수를 위해 필요한 것은 코딩된 비디오 시퀀스의 복잡성이 비디오 압축 기술 또는 표준의 수준에 의해 정의된 범위 내에 있어야 한다는 것일 수 있다. 일부 경우에, 레벨이 최대 픽처 크기, 최대 프레임 속도, 최대 재구성 샘플 속도(예를 들어, 초당 메가샘플로 측정됨), 최대 참조 픽처 크기 등을 제한한다. 레벨에 의해 설정된 제한은 경우에 따라 코딩된 비디오 시퀀스에서 시그널링되는 가상 참조 디코더(Hypothetical Reference Decoder, HRD) 사양 및 HRD 버퍼 관리를 위한 메타데이터를 통해 추가로 제한될 수 있다.
실시예에서, 수신기(431)는 인코딩된 비디오와 함께 추가(중복) 데이터를 수신할 수 있다. 추가 데이터는 코딩된 비디오 시퀀스(들)의 일부로 포함될 수 있다. 추가 데이터는 비디오 디코더(410)에 의해 데이터를 적절하게 디코딩하고 및/또는 원래의 비디오 데이터를 더 정확하게 재구성하기 위해 사용될 수 있다. 추가 데이터는 예를 들어 시간, 공간 또는 신호 잡음 비율(signal noise ration, SNR) 향상 계층, 중복 슬라이스, 중복 픽처, 순방향 오류 정정 코드 등의 형태일 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 비디오 인코더(503)의 블록도를 도시한다. 비디오 인코더(503)는 전자 장치(520)에 포함된다. 전자 장치(520)는 전송기(540)(예를 들어, 전송 회로)를 포함한다. 비디오 인코더(503)는 도 3 예의 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 예에서 전자 장치(520)의 일부가 아님)로부터 비디오 샘플을 수신할 수 있다. 다른 예에서, 비디오 소스(501)는 전자 장치(520)의 일부이다.
비디오 소스(501)는 임의의 적절한 비트 깊이(예를 들어, 8 비트, 10 비트, 12 비트, ...), 임의의 색상 공간(예를 들어, BT.601 Y CrCB, RGB, ...) 및 임의의 적절한 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. 매체 서빙 시스템에서, 비디오 소스(501)는 미리 준비된 비디오를 저장하는 저장 장치일 수 있다. 픽처 회의 시스템에서, 비디오 소스(501)는 비디오 시퀀스로서 로컬 이미지 정보를 캡처하는 카메라일 수 있다. 비디오 데이터는 순서대로 볼 때 모션을 부여하는 복수의 개별 픽처로서 제공될 수 있다. 픽처 자체는 픽셀의 공간 어레이로 구성될 수 있으며, 여기서 각각의 픽셀은 사용 중인 샘플링 구조, 색 공간 등에 따라 하나 이상의 샘플을 포함할 수 있다. 당업자는 픽셀과 샘플 사이의 관계를 쉽게 이해할 수 있다. 아래 설명은 샘플에 중점을 둔다.
실시예에 따르면, 비디오 인코더(503)는 실시간으로 또는 애플리케이션에 의해 요구되는 임의의 다른 시간 제약 하에서 소스 비디오 시퀀스의 픽처를 코딩된 비디오 시퀀스(543)로 코딩하고 압축할 수 있다. 적절한 코딩 속도를 강화하는 것은 제어기(550)의 기능 중 하나이다. 일부 실시예에서, 제어기(550)는 후술하는 바와 같이 다른 기능 유닛을 제어하고 다른 기능 유닛에 기능적으로 결합된다. 결합은 명확성을 위해 표시되지 않는다. 제어기(550)에 의해 설정되는 파라미터는 레이트 제어 관련 파라미터(픽처 스킵(picture skip), 양자화기, 레이트 왜곡 최적화(rate-distortion optimization) 기술의 람다 값, ...), 픽처 크기, 픽처 그룹(GOP) 레이아웃, 최대 모션 벡터 검색 범위 등을 포함할 수 있다. 제어기(550)는 특정 시스템 설계에 최적화된 비디오 인코더(503)에 속하는 다른 적절한 기능을 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 비디오 인코더(503)는 코딩 루프에서 작동하도록 구성된다. 과도하게 단순화된 설명으로서, 예에서, 코딩 루프는 소스 코더(530)(예를 들어, 코딩될 입력 픽처에 기초하여 심볼 스트림과 같은 심볼을 생성하는 역할을 하며, 참조 픽처(들)임) 및 비디오 인코더(503)에 내장된 (로컬) 디코더(533)를 포함할 수 있다. 디코더(533)는 (원격) 디코더가 생성하는 것과 유사한 방식으로 샘플 데이터를 생성하기 위해 심볼을 재구성한다(개시된 주제에서 고려되는 비디오 압축 기술에서 심볼과 코딩된 비디오 비트스트림 사이의 임의의 압축이 무손실이기 때문임). 재구성된 샘플 스트림(샘플 데이터)은 참조 픽처 메모리(534)에 입력될 수 있다. 심볼 스트림의 디코딩이 디코더 위치(로컬 또는 원격)에 관계없이 정확한 비트 결과를 가져오기 때문에, 참조 픽처 메모리(534)내의 컨텐츠는 또한 로컬 인코더와 원격 인코더 사이에서 정확한 비트이다. 다시 말해서, 인코더의 예측 부분은 디코딩 동안 예측을 사용할 때 디코더가 "보는(see)" 것과 정확히 동일한 샘플 값을 참조 픽처 샘플로 "본다(see)". 참조 픽처 동기화(예를 들어, 채널 오류로 인해 동기화가 유지될 수 없는 경우 결과적인 드리프트)의 이러한 기본 원리는 일부 관련 기술에서도 사용된다.
"로컬" 디코더(533)의 작동은 비디오 디코더(410)와 같은 "원격" 디코더의 작동과 동일할 수 있으며, 이는 도 4와 관련하여 위에서 이미 상세하게 설명되었다. 그러나, 또한 도 5를 간단히 참조하면, 심볼이 이용 가능하고 엔트로피 코더(545) 및 파서(420)에 의한 코딩된 비디오 시퀀스에 대한 심볼의 인코딩/디코딩이 무손실일 수 있기 때문에, 버퍼 메모리(415) 및 파서(420)를 포함하는 비디오 디코더(410)의 엔트로피 디코딩 부분은 로컬 디코더(533)에서 완전히 구현되지 않을 수 있다.
이 시점에서 행해질 수 있는 관찰은 디코더에 존재하는 파싱/엔트로피 디코딩을 제외한 임의의 디코더 기술이 또한 대응하는 인코더에 실질적으로 동일한 기능 형태로 존재할 필요가 있을 수 있다는 것이다. 이러한 이유로, 개시된 주제는 디코더 작동에 초점을 맞춘다. 인코더 기술에 대한 설명은 포괄적으로 설명된 디코더 기술의 반대이므로 축약될 수 있다. 특정 영역에서만 더 자세한 설명이 필요하며 아래에서 제공된다.
작동 중에, 일부 예에서, 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 블록과 입력 픽처에 대한 예측 참조(들)로서 선택될 수 있는 참조 픽처(들)의 픽셀 블록 사이의 차이를 코딩한다.
로컬 비디오 디코더(533)는 소스 코더(530)에 의해 생성된 심볼에 기초하여 참조 픽처로 지정될 수 있는 픽처의 코딩된 비디오 데이터를 디코딩할 수 있다. 코딩 엔진(532)의 작동은 유리하게는 손실 프로세스일 수 있다. 코딩된 비디오 데이터가 비디오 디코더(도 5에 도시되지 않음)에서 디코딩될 수 있는 경우, 재구성된 비디오 시퀀스는 일반적으로 일부 오류가 있는 소스 비디오 시퀀스의 복제일 수 있다. 로컬 비디오 디코더(533)는 참조 픽처에 대해 비디오 디코더에 의해 수행될 수 있는 디코딩 프로세스를 복제하고 재구성된 참조 픽처로 하여금 참조 픽처 캐시(534)에 저장되도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 비디오 인코더(503)는 원단 비디오 디코더(전송 오류 없음)에 의해 획득될 재구성된 참조 픽처로서 공통 컨텐츠를 갖는 재구성된 참조 픽처의 복사를 로컬에서 저장할 수 있다.
예측기(535)는 코딩 엔진(532)에 대한 예측 검색을 수행할 수 있다. 즉, 코딩될 새로운 픽처에 대해, 예측기(535)는 샘플 데이터(후보 참조 픽셀 블록으로서) 또는 새로운 픽처에 대한 적절한 예측 참조 역할을 할 수 있는, 참조 픽처 MV, 블록 형상 등과 같은 특정 메타데이터에 대해 참조 픽처 메모리(534)를 검색할 수 있다. 예측기(535)는 적절한 예측 참조를 찾기 위해 샘플 블록 기반으로 작동할 수 있다. 일부 경우에, 예측기(535)에 의해 획득된 검색 결과에 의해 결정된 바와 같이, 입력 픽처는 참조 픽처 메모리(534)에 저장된 다수의 참조 픽처로부터 도출된 예측 참조를 가질 수 있다.
제어기(550)는 예를 들어 비디오 데이터를 인코딩하는데 사용되는 파라미터 및 서브그룹 파라미터의 설정을 포함하는 소스 코더(530)의 코딩 작동을 관리할 수 있다.
전술한 모든 기능 유닛의 출력은 엔트로피 코더(545)에서 엔트로피 코딩될 수 있다. 엔트로피 코더(545)는 허프만 코딩, 가변 길이 코딩, 산술 코딩 등과 같은 기술에 따라 심볼을 무손실 압축함으로써 다양한 기능 유닛에 의해 생성된 심볼을 코딩된 비디오 시퀀스로 변환한다.
전송기(540)는 인코딩된 비디오 데이터를 저장할 수 있는 저장 장치에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는 통신 채널(560)을 통한 전송을 준비하기 위해 엔트로피 코더(545)에 의해 생성된 코딩된 비디오 시퀀스(들)를 버퍼링할 수 있다. 전송기(540)는 비디오 코더(603)로부터의 코딩된 비디오 데이터를 전송될 다른 데이터, 예를 들어 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림(소스는 도시되지 않음)과 병합할 수 있다.
제어기(550)는 비디오 인코더(503)의 작동을 관리할 수 있다. 코딩 동안, 제어기(550)는 각각의 픽처에 적용될 수 있는 코딩 기술에 영향을 미칠 수 있는 특정 코딩된 픽처 유형을 각각의 코딩된 픽처에 할당할 수 있다. 예를 들어, 픽처는 종종 다음의 픽처 유형들 중 하나로서 할당될 수 있다:
인트라 픽처(I 픽처)는 예측 소스로서 시퀀스의 다른 픽처를 사용하지 않고 코딩되고 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 일부 비디오 코덱은 예를 들어 독립 디코더 리프레시(Independent Decoder Refresh, IDR) 픽처를 포함하는 다양한 유형의 인트라 픽처를 허용한다. 당업자는 I 픽처의 이러한 변형 및 각각의 애플리케이션 및 특징을 알고 있다.
예측 픽처(P 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값을 예측하기 위해 최대 하나의 MV 및 참조 인덱스를 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩되고 디코딩될 수 있는 것일 수 있다.
양방향 예측 픽처(B 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값을 예측하기 위해 최대 2개의 MV 및 참조 인덱스를 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩되고 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 유사하게, 다수의 예측 픽처는 단일 블록의 재구성을 위해 2개 이상의 참조 픽처 및 연관된 메타데이터를 사용할 수 있다.
소스 픽처는 일반적으로 복수의 샘플 블록(예를 들어, 각각 4x4, 8x8, 4x8 또는 16x16 샘플의 블록)으로 공간적으로 세분되고 블록 기반으로 코딩될 수 있다. 블록은 블록의 각각의 픽처에 적용된 코딩 할당에 의해 결정된 바와 같이 다른(이미 코딩된) 블록을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다. 예를 들어, I 픽처의 블록은 비예측적으로 코딩될 수 있거나 또는 그들은 동일한 픽처의 이미 코딩된 블록을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다(공간 예측 또는 인트라 예측). P 픽처의 픽셀 블록은 하나의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간적 예측을 통해 또는 시간적 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다. B 픽처의 블록은 하나 또는 2개의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간적 예측을 통해 또는 시간적 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다.
비디오 인코더(503)는 ITU-T Rec. H265와 같은 미리 결정된 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따라 코딩 작동을 수행할 수 있다. 그 작동에서, 비디오 인코더(503)는 입력 비디오 시퀀스에서 시간적 및 공간적 중복성을 이용하는 예측 코딩 작동을 포함하는 다양한 압축 작동을 수행할 수 있다. 따라서, 코딩된 비디오 데이터는 사용되는 비디오 코딩 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 따를 수 있다.
실시예에서, 전송기(540)는 인코딩된 비디오와 함께 추가 데이터를 전송할 수 있다. 소스 코더(530)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부로서 그러한 데이터를 포함할 수 있다. 추가 데이터는 시간/공간/SNR 향상 계층, 중복 픽처 및 슬라이스, SEI 메시지, VUI 파라미터 세트 단편 등과 같은 다른 형태의 중복 데이터를 포함할 수 있다.
비디오는 시간적 시퀀스에서 복수의 소스 픽처(비디오 픽처)로 캡처될 수 있다. 인트라 픽처 예측(종종 인트라 예측으로 축약됨)은 주어진 픽처에서 공간적 상관을 사용하고, 픽처 간 예측은 픽처 사이의 (시간적 또는 다른) 상관을 사용한다. 예에서, 현재 픽처로 지칭되는 인코딩/디코딩 중인 특정 픽처는 블록으로 분할된다. 현재 픽처의 블록이 비디오의 이전에 코딩되고 여전히 버퍼링된 참조 픽처의 참조 블록과 유사한 경우, 현재 픽처의 블록은 MV로 지칭되는 벡터에 의해 코딩될 수 있다. MV는 참조 픽처의 참조 블록을 가리키며, 여러 참조 픽처가 사용 중인 경우 참조 픽처를 식별하는 3차원을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 양방향 예측 기술이 픽처 간 예측에서 사용될 수 있다. 양방향 예측 기술에 따르면, 비디오의 현재 픽처에 대해 디코딩 순서가 모두 앞선(그러나, 각각 디스플레이 순서에서 과거 및 미래일 수 있음) 제1 참조 픽처 및 제2 참조 픽처와 같은 두 개의 참조 픽처가 사용된다. 현재 픽처의 블록은 제1 참조 픽처의 제1 참조 블록을 가리키는 제1 MV 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 블록을 가리키는 제2 MV에 의해 코딩될 수 있다. 블록은 제1 참조 블록과 제2 참조 블록의 조합에 의해 예측될 수 있다.
또한, 코딩 효율을 향상시키기 위해 픽처 간 예측에 병합 모드 기술이 사용될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 픽처 간 예측 및 픽처 내 예측과 같은 예측은 블록 단위로 수행된다. 예를 들어, HEVC 표준에 따르면, 비디오 픽처 시퀀스의 픽처는 압축을 위해 코딩 트리 유닛(coding tree unit)으로 분할되며, 픽처의 CTU는 64x64 픽셀, 32x32 픽셀 또는 16x16 픽셀과 같은 동일한 크기를 갖는다. 일반적으로, CTU는 1개의 루마(luma) CTB와 2개의 크로마(chroma) CTB인 3개의 코딩 트리 블록(coding tree block, CTB)을 포함한다. 각각의 CTU는 재귀적으로 쿼드트리를 하나 또는 여러 개의 코딩 유닛(coding unit, CU)으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 64x64 픽셀의 CTU는 64x64 픽셀의 하나의 CU, 32x32 픽셀의 4개의 CU 또는 16x16 픽셀의 16개의 CU로 분할될 수 있다. 예에서, 각각의 CU는 인터 예측 유형 또는 인트라 예측 유형과 같은 CU에 대한 예측 유형을 결정하기 위해 분석된다. CU는 시간 및/또는 공간 예측 가능성에 따라 하나 이상의 예측 유닛(prediction unit, PU)으로 분할된다. 일반적으로, 각각의 PU는 루마 예측 블록(PB)과 2개의 크로마 PB를 포함한다. 실시예에서, 코딩(인코딩/디코딩)에서의 예측 작동은 예측 블록 단위로 수행된다. 예측 블록의 예로서 루마 예측 블록을 사용하면, 예측 블록은 8x8 픽셀, 16x16 픽셀, 8x16 픽셀, 16x8 픽셀 등과 같은 픽셀에 대한 값(예를 들어, 루마 값)의 행렬을 포함한다.
도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 비디오 인코더(603)의 도면을 도시한다. 비디오 인코더(603)는 비디오 픽처의 시퀀스에서 현재 비디오 픽처 내의 샘플 값의 처리 블록(예를 들어, 예측 블록)을 수신하고, 처리 블록을 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처로 인코딩하도록 구성된다. 예에서, 비디오 인코더(603)는 도 3 예의 비디오 인코더(303) 대신에 사용된다.
HEVC 예에서, 비디오 인코더(603)는 8x8 샘플의 예측 블록 등과 같은 처리 블록에 대한 샘플 값의 행렬을 수신한다. 비디오 인코더(603)는 처리 블록이 예를 들어 레이트 왜곡 최적화(rate-distortion optimization)를 사용하여 인트라 모드, 인터 모드 또는 이중 예측 모드를 사용하여 최상으로 코딩되는지 여부를 결정한다. 처리 블록이 인트라 모드에서 코딩되는 경우, 비디오 인코더(603)는 처리 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 인트라 예측 기술을 사용할 수 있고, 처리 블록이 인터 모드 또는 이중 예측 모드에서 코딩되어야 하는 경우, 비디오 인코더(603)는 처리 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 인터 예측 또는 이중 예측 기술을 각각 사용할 수 있다. 특정 비디오 코딩 기술에서, 병합 모드는 MV가 예측기 외부의 코딩된 MV 성분의 이점 없이 하나 이상의 모션 벡터 예측기로부터 유도되는 인터 픽처 예측 서브 모드일 수 있다. 특정 다른 비디오 코딩 기술에서, 대상 블록에 적용 가능한 MV 성분이 존재할 수 있다. 예에서, 비디오 인코더(603)는 처리 블록의 모드를 결정하기 위한 모드 결정 모듈(도시되지 않음)과 같은 다른 컴포넌트를 포함한다.
도 6에서, 비디오 인코더(603)는 인터 인코더(630), 인트라 인코더(622), 잔차 계산기(623), 스위치(626), 잔차 인코더(624), 일반 제어기(621) 및 도 6에 도시된 바와 같이 함께 결합된 엔트로피 인코더(625)를 포함한다.
인터 인코더(630)는 현재 블록(예를 들어, 처리 블록)의 샘플을 수신하고, 블록을 참조 픽처(예를 들어, 이전 픽처 및 이후 픽처의 블록)의 하나 이상의 참조 블록과 비교하며, 인터 예측 정보(예를 들어, 인터 인코딩 기술에 따른 중복 정보의 설명, MV, 병합 모드 정보)를 생성하고, 임의의 적절한 기술을 사용하여 인터 예측 정보에 기초하여 인터 예측 결과(예를 들어, 예측 블록)를 계산하도록 구성된다. 일부 예에서, 참조 픽처는 인코딩된 비디오 정보에 기초하여 디코딩된 디코딩된 참조 픽처이다.
인트라 인코더(622)는 현재 블록(예를 들어, 처리 블록)의 샘플을 수신하고, 일부 경우에 블록을 동일한 픽처에서 이미 코딩된 블록과 비교하며, 변환 후에 양자화된 계수 및 일부 경우에 또한 인트라 예측 정보(예를 들어, 하나 이상의 인트라 인코딩 기술에 따른 인트라 예측 방향 정보)를 생성하도록 구성된다. 예에서, 인트라 인코더(622)는 또한 동일한 픽처의 인트라 예측 정보 및 참조 블록에 기초하여 인트라 예측 결과(예를 들어, 예측 블록)를 계산한다.
일반 제어기(621)는 일반 제어 데이터를 결정하고 일반 제어 데이터에 기초하여 비디오 인코더(603)의 다른 컴포넌트를 제어하도록 구성된다. 예에서, 일반 제어기(621)는 블록의 모드를 결정하고, 그 모드에 기초하여 스위치(626)에게 제어 신호를 제공한다. 예를 들어, 모드가 인트라 모드인 경우, 일반 제어기(621)는 잔차 계산기(623)에 의해 사용할 인트라 모드 결과를 선택하기 위해 스위치(626)를 제어하고, 인트라 예측 정보를 선택하고 비트스트림에 인트라 예측 정보를 포함시키기 위해 엔트로피 인코더(625)를 제어하며, 모드가 인터 모드인 경우, 일반 제어기(621)는 잔차 계산기(623)에 의해 사용할 인터 예측 결과를 선택하기 위해 스위치(626)를 제어하고, 인터 예측 정보를 선택하고 비트스트림에 인터 예측 정보를 포함시키기 위해 엔트로피 인코더(625)를 제어한다.
잔차 계산기(623)는 수신된 블록과 인트라 인코더(622) 또는 인터 인코더(630)로부터 선택된 예측 결과 사이의 차이(잔차 데이터)를 계산하도록 구성된다. 잔차 인코더(624)는 변환 계수를 생성하기 위해 잔차 데이터를 인코딩하도록 잔차 데이터에 기초하여 작동하도록 구성된다. 예에서, 잔차 인코더(624)는 잔차 데이터를 공간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하고, 변환 계수를 생성하도록 구성된다. 그 다음, 변환 계수는 양자화된 변환 계수를 획득하기 위해 양자화 처리된다. 다양한 실시예에서, 비디오 인코더(603)는 또한 잔차 디코더(628)를 포함한다. 잔차 디코더(628)는 역변환을 수행하고, 디코딩된 잔차 데이터를 생성하도록 구성된다. 디코딩된 잔차 데이터는 인트라 인코더(622) 및 인터 인코더(630)에 의해 적절하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 인터 인코더(630)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인터 예측 정보에 기초하여 디코딩된 블록을 생성할 수 있고, 인트라 인코더(622)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인트라 예측 정보에 기초하여 디코딩된 블록을 생성할 수 있다. 디코딩된 블록은 디코딩된 픽처를 생성하도록 적절하게 처리되고 디코딩된 픽처는 메모리 회로(도시되지 않음)에 버퍼링될 수 있으며 일부 예에서 참조 픽처로서 사용될 수 있다.
엔트로피 인코더(625)는 인코딩된 블록을 포함하기 위해 비트스트림을 포맷하도록 구성된다. 엔트로피 인코더(625)는 HEVC와 같은 적절한 표준에 따라 다양한 정보를 포함하도록 구성된다. 예에서, 엔트로피 인코더(625)는 비트스트림에 일반 제어 데이터, 선택된 예측 정보(예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 잔차 정보 및 다른 적절한 정보를 포함하도록 구성된다. 개시된 주제에 따르면, 인터 모드 또는 이중 예측 모드의 병합 서브모드에서 블록을 코딩하는 경우, 잔차 정보가 없음에 유의한다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 비디오 디코더(710)의 도면을 도시한다. 비디오 디코더(710)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처를 수신하고, 재구성된 픽처를 생성하기 위해 코딩된 픽처를 디코딩하도록 구성된다. 예에서, 비디오 디코더(710)는 도 3 예의 비디오 디코더(310) 대신에 사용된다.
도 7에서, 비디오 디코더(710)는 엔트로피 디코더(771), 인터 디코더(780), 잔차 디코더(773), 재구성 모듈(774) 및 도 7에 도시된 바와 같이 함께 결합된 인트라 디코더(772)를 포함한다.
엔트로피 디코더(771)는 코딩된 픽처를 구성하는 신택스 요소를 나타내는 특정 심볼을 코딩된 픽처로부터 재구성하도록 구성될 수 있다. 그러한 심볼은 예를 들어, 블록이 코딩되는 모드(예를 들어, 인트라 모드, 인터 모드, 이중 예측 모드, 병합 서브모드 또는 다른 서브모드에서의 후자의 2개), 인트라 디코더(772) 또는 인터 디코더(780) 각각에 의한 예측을 위해 사용되는 특정 샘플 또는 메타데이터를 식별할 수 있는 예측 정보(예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 예를 들어 양자화된 변환 계수의 형태의 잔차 정보 등을 포함할 수 있다. 예에서, 예측 모드가 인터 또는 이중 예측 모드인 경우, 인터 예측 정보는 인터 디코더(780)에게 제공되고, 예측 유형이 인트라 예측 유형인 경우, 인트라 예측 정보는 인트라 디코더(772)에게 제공된다. 잔차 정보는 역양자화될 수 있고 잔차 디코더(773)에게 제공된다.
인터 디코더(780)는 인터 예측 정보를 수신하고, 인터 예측 정보에 기초하여 인터 예측 결과를 생성하도록 구성된다.
인트라 디코더(772)는 인트라 예측 정보를 수신하고, 인트라 예측 정보에 기초하여 예측 결과를 생성하도록 구성된다.
잔차 디코더(773)는 역양자화된 변환 계수를 추출하기 위해 역양자화를 수행하고, 잔차를 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 변환하기 위해 역양자화된 변환 계수를 처리하도록 구성된다. 잔차 디코더(773)는 또한 (양자화기 파라미터(Quantizer Parameter, QP)를 포함하기 위해) 특정 제어 정보를 요구할 수 있고, 해당 정보는 엔트로피 디코더(771)에 의해 제공될 수 있다(데이터 경로는 낮은 볼륨 제어 정보일 수 있기 때문에 도시되지 않음).
재구성 모듈(774)은 재구성된 비디오의 일부일 수 있는 재구성된 픽처의 일부일 수 있는 재구성된 블록을 형성하기 위해 공간 도메인에서 찬차 디코더(773)에 의해 출력된 잔차와 예측 결과(경우에 따라 인터 또는 인트라 예측 모듈에 의해 출력됨)를 결합하도록 구성된다. 디블록킹(deblocking) 작동과 같은 다른 적절한 작동이 시각적 품질을 향상시키기 위해 수행될 수 있음에 유의한다.
비디오 인코더(303, 503, 603) 및 비디오 디코더(310, 410, 710)는 임의의 적절한 기술을 사용하여 구현될 수 있음에 유의한다. 실시예에서, 비디오 인코더(303, 503, 603) 및 비디오 디코더(310, 410, 710)는 하나 이상의 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 비디오 인코더(303, 503, 603) 및 비디오 디코더(310, 410, 710)는 소프트웨어 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다.
II. 적응 루프 필터
VVC 드래프트 8과 같은 일부 관련 예에서, 블록 기반 필터 적응을 갖는 적응 루프 필터(ALF)가 적용될 수 있다. 루마 성분의 경우, 각각의 4×4 블록의 방향성 및 활동에 기초하여 각각의 4×4 블록에 대해 25개의 필터 중 하나가 선택될 수 있다.
도 8a 내지 도 8b는 본 개시의 일부 실시예에 따른 ALF의 예시적인 다이아몬드 필터 형상을 도시한다. 도 8a는 크로마 성분에 적용될 수 있는 5×5 다이아몬드 형상을 도시하고, 도 8b는 루마 성분에 적용될 수 있는 있는 7×7 다이아몬드 형상을 도시한다.
일부 관련 예에서, 루마 성분에 대해, 각각의 4×4 블록은 25개 클래스 중 하나로 분류될 수 있다. 4×4 블록의 분류 인덱스 C는 [수학식 1]과 같이 방향성 D와 4×4 블록의 활동
Figure pct00001
의 양자화 값에 기초하여 도출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure pct00002
D와
Figure pct00003
를 계산하기 위해, 4×4 블록의 수평, 수직, 2개의 대각선 방향의 기울기가 먼저 [수학식 2] 내지 [수학식 5]와 같이 1-D 라플라시안을 사용하여 계산될 수 있으며,
[수학식 2]
Figure pct00004
[수학식 3]
Figure pct00005
[수학식 4]
Figure pct00006
[수학식 5]
Figure pct00007
여기서, 인덱스 i와 j는 4×4 블록 내 좌측 상단 샘플의 좌표를 지칭하고, R(i,j)는 좌표 (i,j)에서 재구성된 샘플을 지시한다.
블록 분류의 복잡성을 줄이기 위해, 서브샘플링된 1-D 라플라시안 계산이 적용될 수 있다. 도 9a 내지 도 9d는 각각 수직, 수평 및 2개의 대각선 방향의 기울기 계산에 사용되는 예시적인 서브샘플링된 위치를 도시한다.
그 다음, 수평 및 수직 방향의 기울기의 최대값과 최소값은 [수학식 6] 및 [수학식 7]과 같이 설정될 수 있다.
[수학식 6]
Figure pct00008
[수학식 7]
Figure pct00009
2개의 대각선 방향의 기울기의 최대값과 최소값은 [수학식 8] 및 [수학식 9]와 같이 설정될 수 있다.
[수학식 8]
Figure pct00010
[수학식 9]
Figure pct00011
방향성 D의 값을 도출하기 위해, 이러한 값들이 서로에 대해 2개의 임계값 t1 및 t2를 사용하여 비교될 수 있다.
단계 1:
Figure pct00012
와
Figure pct00013
가 모두 참이면, D는 0으로 설정된다.
단계 2:
Figure pct00014
이면, 단계 3으로부터 계속하지만; 그렇지 않으면 단계 4로부터 계속한다.
단계 3:
Figure pct00015
이면, D는 2로 설정되지만, 그렇지 않으면 D는 1로 설정된다.
단계 4:
Figure pct00016
이면, D는 4로 설정되지만, 그렇지 않으면 3으로 설정된다.
활동 값 A는 [수학식 10]과 같이 계산된다.
[수학식 10]
Figure pct00017
A는 0에서 4(포함)까지의 범위로 더 양자화되며, 양자화된 값은
Figure pct00018
로 표시된다.
픽처의 크로마 성분에 대해, 어떠한 분류 방법도 적용되지 않는다. 예를 들어, 각각의 크로마 성분에 대해 단일 세트의 ALF 계수가 적용될 수 있다.
각각의 4×4 루마 블록을 필터링하기 전에, 회전, 대각선 플리핑(flipping) 및 수직 플리핑과 같은 기하학적 변환이 각각의 블록에 대해 계산된 기울기 값에 의존하는 필터 계수(f(k,l)) 및 대응하는 필터 클리핑 값(c(k,l))에 적용된다. 이는 ALF가 적용되는 상이한 블록들을 그들의 방향을 정렬함으로써 보다 유사하게 만들기 위해 필터 지원 영역(또는 필터 지원 지역)의 샘플에 이러한 변환을 적용하는 것과 같다.
대각선 플립, 수직 플립 및 회전을 포함하는 세 가지 기하학적 변환은 [수학식 11], [수학식 12], [수학식 13]과 같이 설명될 수 있으며,
[수학식 11]
대각선:
Figure pct00019
[수학식 12]
수직 플립:
Figure pct00020
[수학식 13]
회전:
Figure pct00021
여기서 K는 필터의 크기이고 0≤k,l≤K-1은 위치 (0,0)이 좌측 상단 코너에 있고 위치 (K-1,K-1)이 우측 하단 코너에 있도록 변환 계수의 좌표이다. 변환은 대응하는 블록에 대해 계산된 기울기 값에 따라 필터 계수 f(k, l) 및 클리핑 값 c(k, l)에 적용된다. 네 방향의 변형과 기울기 사이의 관계는 [표 1]로 요약될 수 있다.
Figure pct00022
VVC 드래프트 8과 같은 일부 관련 예에서, ALF의 필터 파라미터는 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set, APS)에서 시그널링된다. 하나의 APS에서, 최대 25세트의 루마 필터 계수 및 클리핑 값 인덱스와 최대 8세트의 크로마 필터 계수 및 클리핑 값 인덱스가 시그널링될 수 있다. 비트 오버헤드를 줄이기 위해, 루마 성분에 대한 상이한 분류의 필터 계수가 병합될 수 있다. 슬라이스 헤더에서, 현재 슬라이스에 사용되는 APS의 인덱스가 시그널링된다. ALF의 시그널링은 VVC 드래프트 8에서 CTU 기반이다.
APS로부터 디코딩되는 클리핑 값 인덱스는 루마 및 크로마 성분에 대한 클리핑 값의 표를 사용하여 클리핑 값이 결정되도록 한다. 이러한 클리핑 값은 내부 비트 깊이에 따라 다르다. 예를 들어, 클리핑 값의 표는 [수학식 14]에 의해 획득될 수 있으며,
[수학식 14]
Figure pct00023
여기서 B는 내부 비트 깊이와 같고, α는 2.35와 같은 미리 정의된 상수 값이며, N은 VVC 드래프트 8에서 허용되는 클리핑 값의 개수인 4와 같다. [표 2]는 [수학식 14]의 출력의 예를 나타낸다.
Figure pct00024
슬라이스 헤더에서, 현재 슬라이스에 사용되는 루마 필터 세트를 지정하기 위해 최대 7개의 APS 인덱스가 시그널링될 수 있다. 필터링 프로세스는 CTB 레벨에서 추가로 제어될 수 있다. ALF가 루마 CTB에 적용되는지 여부를 지시하기 위해 플래그가 시그널링될 수 있다. 루마 CTB는 16개의 고정된 필터 세트 중에서 필터 세트를 선택하고 APS에서 필터 세트를 선택할 수 있다. 필터 세트 인덱스는 어떤 필터 세트가 적용되는지를 지시하기 위해 루마 CTB에 대해 시그널링된다. 16개의 고정된 필터 세트는 인코더와 디코더 모두에서 미리 정의되고 하드 코딩될 수 있다.
크로마 성분의 경우, APS 인덱스는 현재 슬라이스에 사용되는 크로마 필터 세트를 지시하기 위해 슬라이스 헤더에서 시그널링될 수 있다. CTB 레벨에서, APS에 하나 이상의 크로마 필터 세트가 있는 경우 각각의 크로마 CTB에 대해 필터 인덱스가 시그널링될 수 있다.
필터 계수는 128과 동일한 놈(norm)으로 양자화될 수 있다. 곱셈 복잡도를 제한하기 위해, 중심이 아닌 위치의 계수 값이 -27 내지 27-1(포함)의 범위에 있을 수 있도록 비트스트림 적합성이 적용될 수 있다. 중심 위치 계수는 비트스트림에서 시그널링되지 않으며 128과 동일한 것으로 간주된다.
VVC 드래프트 8과 같은 일부 관련 예에서, 클리핑 인덱스 및 대응하는 값의 신택스 및 시맨틱스는 다음과 같이 정의될 수 있다.
alf_luma_clip_idx[sfIdx][j]는 sfIdx에 의해 지시되는 시그널링된 루마 필터의 j번째 계수를 곱하기 전에 사용될 클리핑 값의 클리핑 인덱스를 지정한다. sfIdx=0..alf_luma_num_filters_signalled_minus1 및 j=0..11인 alf_luma_clip_idx[sfIdx][j] 값이 0에서 3(포함)까지의 범위에 있어야 하는 것은 비트스트림 적합성의 요구사항이다.
filtIdx=0..NumAlfFilters-1 및 j=0..11인 요소 AlfClipL[adapt_parameter_set_id][filtIdx][j]를 갖는 루마 필터 클리핑 값 AlfClipL[adaptation_parameter_set_id][filtIdx]는 BitDepthY와 같은 bitDepth 세트와 alf_luma_clip_idx[alf_luma_coeff_delta_idx[filtIdx]][j]와 같은 clipIdx에 따라 [표 2]에서 도출된다.
alf_chroma_clip_idx[altIdx][j]는 인덱스 altIdx와 대체 크로마 필터의 j번째 계수를 곱하기 전에 사용될 클리핑 값의 클리핑 인덱스를 지정한다. altIdx=0..alf_chroma_num_alt_filters_minus1, j=0..5인 alf_chroma_clip_idx[altIdx][j] 값이 0에서 3(포함)까지의 범위에 있어야 하는 것은 비트스트림 적합성의 요구사항이다.
altIdx =0..alf_chroma_num_alt_filters_minus1, j=0..5인 요소 AlfClipC[adaptation_parameter_set_id][altIdx][j]를 갖는 크로마 필터 클리핑 값 AlfClipC[adaptation_parameter_set_id][altIdx]는 BitDepthC와 같은 bitDepth 세트 및 alf_chroma_clip_idx[altIdx][j]와 같은 clipIdx에 따라 [표 2]에서 도출된다.
디코더 측에서, ALF가 CTB에 대해 활성화되는 경우, CU 내의 각각의 샘플 R(i,j)가 필터링되어, 아래의 [수학식 15]에서 나타낸 바와 같이 대응하는 샘플 값 R'(i,j)가 생성되며,
[수학식 15]
Figure pct00025
여기서 f(k,l)는 디코딩된 필터 계수를 나타내고, K(x,y)는 클리핑 함수이며 c(k,l)은 디코딩된 클리핑 파라미터를 나타낸다. 변수 k와 l은
Figure pct00026
와
Figure pct00027
사이에서 변하며, 여기서 L은 필터 길이를 나타낸다. Clip3(-y,y,x) 함수에 대응하는 클리핑 함수 K(x,y) = min(y,max(-y,x))이다. 이러한 클리핑 함수를 통합함으로써, 이러한 루프 필터링 방법은 비선형 ALF로 알려진 비선형 프로세스가 된다. 선택된 클리핑 값은 [표 2]의 클리핑 값의 인덱스에 대응하는 골롬(Golomb) 인코딩 방식을 사용하여 "alf_data" 신택스 요소에서 코딩된다. 이러한 인코딩 방식은 필터 인덱스에 대한 인코딩 방식과 동일하다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따른 루마 성분에 적용되는 예시적인 수정된 블록 분류를 도시한다. 수평 CTU 경계 근처의 샘플에 사용되는 수정된 블록 분류 및 필터링은 ALF의 라인 버퍼 요구사항을 줄일 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 가상 경계는 수평 CTU 경계를 "N"개의 샘플만큼 이동하여 라인으로 정의되며, 여기서 N은 각각 루마 성분에 대해 4 및 크로마 성분에 대해 2와 같다.
가상 경계 위의 4x4 블록의 1D 라플라시안 기울기 계산을 위해, 가상 경계 위의 샘플만 사용된다. 마찬가지로, 가상 경계 아래의 4x4 블록에 대한 1D 라플라시안 기울기 계산의 경우, 가상 경계 아래의 샘플만 사용된다. 활동 값 A의 양자화는 1D 라플라시안 기울기 계산에서 사용된 샘플의 감소된 개수를 고려하여 그에 따라 스케일링된다.
도 11은 일부 실시예에 따른 가상 경계에서 루마 성분에 대한 예시적인 수정된 ALF를 도시한다. 필터링 처리를 위해, 가상 경계에서 대칭 패딩 작동이 루마 및 크로마 성분 모두에 사용될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 필터링되는 샘플이 가상 경계 아래에 위치하는 경우, 가상 경계 위에 위치하는 이웃 샘플이 패딩된다. 한편, 반대쪽의 대응하는 샘플도 대칭으로 패딩된다.
코딩 효율을 향상시키기 위해, 코딩 유닛 동기 픽처 쿼드트리 기반 ALP가 일부 관련 예에서 사용된다. 루마 픽처는 여러 개의 다중 레벨 쿼드트리 파티션으로 분할될 수 있으며, 각각의 파티션 경계는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)의 경계에 맞춰 정렬된다. 각각의 파티션은 자체 필터링 프로세스를 가지므로 필터 유닛(filter unit, FU)으로 지칭될 수 있다.
2-패스(pass) 인코딩 흐름은 다음과 같이 설명된다. 제1 패스에서, 쿼드트리 분할 패턴과 각각의 FU의 최상의 필터가 결정된다. 필터링 왜곡은 결정 과정 중에 고속 필터링 왜곡 추정(fast filtering distortion estimation, FFDE)에 의해 추정된다. 결정된 쿼드트리 분할 패턴과 모든 FU의 선택된 필터에 따라, 재구성된 픽처가 필터링된다. 제2 패스에서, CU 동기 ALF 온(on)/오프(off) 제어가 수행된다. ALF 온/오프 결과에 따르면, 제1 패스에서 필터링된 픽처는 재구성된 픽처에 의해 부분적으로 복원된다.
도 12는 실시예에 따른 예시적인 LCU 정렬 픽처 쿼드트리 분할을 도시한다. 하향식 분할 전략은 레이트 왜곡(rate distortion) 기준을 사용하여 픽처를 다중 레벨 쿼드트리 파티션으로 분할하기 위해 채택된다. 각각의 파티션은 필터 유닛으로 지칭된다. 분할 프로세스는 쿼드트리 파티션을 LCU 경계와 정렬한다. FU의 인코딩 순서는 z 스캔 순서를 따른다. 예를 들어, 도 12에 도시된 바와 같이, 픽처는 10개의 FU로 분할되며, 인코딩 순서는 FU0, FU1, FU2, FU3, FU4, FU5, FU6, FU7, FU8, FU9이다.
도 13은 도 12에 대응하는 예시적인 쿼드트리 분할 패턴을 도시한다. 픽처 쿼드트리 분할 패턴을 지시하기 위해, 분할 플래그가 인코딩되어 z 순서로 전송될 수 있다.
각각의 FU의 필터는 레이트 왜곡 기준에 기초하여 2개의 필터 세트로부터 선택될 수 있다. 제1 세트는 현재 FU에 대해 새로 도출된 1/2 대칭 정사각형 형상 및 마름모 형상 필터를 갖는다. 제2 세트는 이전 픽처의 FU에 대해 이전에 도출된 필터를 저장하는 시간 지연 필터 버퍼에서 가져온다. 이들 2개의 세트의 최소 레이트 왜곡 비용을 갖는 필터가 현재 FU에 대해 선택될 수 있다. 유사하게, 현재 FU가 가장 작은 FU가 아니고 4개의 자식 FU로 더 분할될 수 있는 경우, 4개의 자식 FU의 레이트 왜곡 비용이 계산된다. 분할 및 비 분할 경우의 레이트 왜곡 비용을 재귀적으로 비교함으로써, 픽처 쿼드트리 분할 패턴이 결정될 수 있다.
일부 관련 예에서, 최대 쿼드트리 분할 레벨은 2이며, 이는 FU의 최대 개수가 16임을 의미한다. 쿼드트리 분할 결정 동안, 최하 쿼드트리 레벨(가장 작은 FU)에서 16개의 FU의 Wiener 계수를 도출하기 위한 상관값이 재사용될 수 있다. 나머지 FU는 최하 쿼드트리 레벨에서 16개의 FU의 상관관계로부터 Wiener 필터를 도출할 수 있다. 따라서, 모든 FU의 필터 계수를 도출하기 위한 프레임 버퍼 액세스는 하나만 존재한다.
쿼드트리 분할 패턴이 결정된 후, 필터링 왜곡을 더 줄이기 위해, CU 동기 ALF 온/오프 제어가 수행될 수 있다. 필터링 왜곡과 비 필터링 왜곡을 비교함으로써, 리프(leaf) CU는 로컬 영역에서 ALF를 명시적으로 온/오프 전환시킬 수 있다. ALF 온/오프 결과에 따라 필터 계수를 재설계함으로써 코딩 효율이 더욱 향상될 수 있다. 그러나, 재설계 프로세스는 추가 프레임 버퍼 액세스를 필요로 한다. 일부 관련 예에서, 프레임 버퍼 액세스의 회수를 최소화하기 위해 CU 동기 ALF 온/오프 결정 후에 재설계 프로세스는 없다.
III. 교차 성분 적응 루프 필터
일부 관련 예에서, 교차 성분 적응 루프 필터(cross-component adaptive loop filter, CC-ALF)가 사용된다. CC-ALF는 각각의 크로마 성분을 정제하기 위해 루마 샘플 값을 사용한다.
도 14a는 본 개시내용의 실시예에 따른 CC-ALF의 예시적인 배치를 도시한다. 도 14b는 CC-ALF 작동 동안 각각의 크로마 성분에 대해 루마 채널에 적용되는 예시적인 선형 다이아몬드 형상 필터를 도시한다. 필터 계수는 APS에서 전송될 수 있으며, 예를 들어 210의 계수로 스케일링되고 고정 소수점 표현을 위해 반올림된다. 필터의 적용은 가변 블록 크기에서 제어되고 샘플의 각각의 블록에 대해 수신된 컨텍스트 코딩된 플래그에 의해 시그널링된다. CC-ALF 활성화 플래그와 함께 블록 크기는 각각의 크로마 성분에 대한 슬라이스 레벨에서 수신된다. 예에서, 다음의 블록 크기(크로마 샘플에서)가 지원된다: 16x16, 32x32 및 64x64.
[표 3]은 CC-ALF와 관련된 신택스 요소를 나타낸다.
Figure pct00028
[표 3]에서, 0과 동일한 신택스 요소 alf_ctb_cross_component_cb_idc[xCtb >> CtbLog2SizeY][yCtb >> CtbLog2SizeY]는 교차 성분 Cb 필터가 루마 위치(xCtb, yCtb)에서 Cb 컬러 성분의 샘플 블록에 적용되지 않음을 지시한다. 0과 같지 않은 신택스 요소 alf_ctb_cross_component_cb_idc[xCtb >> CtbLog2SizeY][yCtb >> CtbLog2SizeY]는 alf_ctb_cross_component_cb_idc[xCtb >> CtbLog2SizeY][yCtb >> CtbLog2SizeY]번째 교차 성분 cb 필터가 루마 위치(xCtb, yCtb)에서 Cb 컬러 성분의 샘플 블록에 적용됨을 지시한다.
0과 동일한 신택스 요소 alf_ctb_cross_component_cr_idc[xCtb >> CtbLog2SizeY][yCtb >> CtbLog2SizeY]는 교차 성분 Cr 필터가 루마 위치(xCtb, yCt)에서 Cr 컬러 성분의 샘플 블록에 적용되지 않음을 지시한다. 0과 같지 않은 신택스 요소 alf_ctb_cross_component_cr_idc[xCtb >> CtbLog2SizeY][yCtb >> CtbLog2SizeY]가 alf_ctb_cross_component_cr_idc[xCtb >> CtbLog2SizeY][yCtb >> CtbLog2SizeY]번째 교차 성분 Cr 필터가 라무 위치 (xCtb, yCtb)에서 Cr 컬러 성분의 샘플 블록에 적용됨을 지시한다.
IV. 크로마 샘플링 포맷
도 15는 chroma_format_idc가 1과 같고(4:2:0 크로마 포맷), chroma_sample_loc_type_top_field 또는 chroma_sample_loc_type_bottom_field가 변수 ChromaLocType의 값과 같은 경우, 좌측 상단 크로마 샘플의 예시적인 상대 위치를 나타낸다. 좌측 상단 4:2:0 크로마 샘플로 표시되는 영역은 좌측 상단 루마 샘플로 표현되는 영역에 상대적으로 표시된다.
V. 제한된 방향 향상 필터
인루프 제한된 방향 향상 필터(constrained directional enhancement filter, CDEF)의 한 가지 목표는 이미지의 세부 사항을 유지하면서 코딩 아티팩트(artifact)를 필터링하는 것이다. HEVC와 같은 일부 관련 예에서, 샘플 적응 오프셋(sample adaptive offset, SAO) 알고리즘은 픽셀의 다른 클래스에 대한 신호 오프셋을 정의함으로써 유사한 목표를 달성할 수 있다. SAO와 달리, CDEF는 비선형 공간 필터이다. 필터 설계는 중간값 필터 및 양방향 필터와 같은 다른 비선형 필터의 경우가 아닌 단일 명령 다중 데이터(single instruction multiple data, SIMD) 연산으로 구현 가능한 것과 같이 쉽게 벡터화할 수 있도록 제한되었다.
CDEF 설계는 다음의 관찰에서 비롯된다. 코딩된 이미지에서 링잉(ringing) 아티팩트의 수량은 대략 양자화 단계 크기에 비례하는 경향이 있다. 세부 사항의 수량은 입력 이미지의 속성이지만, 양자화된 이미지에서 유지되는 가장 작은 세부 사항은 또한 양자화 단계 크기에 비례하는 경향이 있다. 주어진 양자화 단계 크기에 대해, 링잉의 진폭은 일반적으로 세부 사항의 진폭보다 작다.
CDEF는 각각의 블록의 방향을 식별한 다음 식별된 방향을 따라 그리고 식별된 방향으로부터 45도 회전된 방향을 따라 더 적은 정도로 적응적으로 필터링함으로써 작동한다. 필터 강도는 명시적으로 시그널링되며, 이는 블러링(blurring)에 대한 높은 수준의 제어가 가능하다. 효율적인 인코더 검색은 필터 강도에 맞게 설계된다. CDEF는 이전에 제안된 두 개의 인루프 필터를 기반으로 하며 결합된 필터는 새로운 AV1(AOMedia Video 1) 코덱에 채택되었다.
도 16은 본 개시의 실시예에 따른 8×8 블록에 대한 예시적인 방향 검색을 도시한다. 방향 검색은 디블로킹 필터 직후에 재구성된 픽셀에 대해 작동한다. 이러한 픽셀은 디코더에서 사용할 수 있으므로, 방향은 시그널링을 필요로 하지 않는다. 검색은 8×8 블록에서 작동하며, 이 블록은 직선이 아닌 에지를 적절하게 처리할 수 있을 만큼 충분히 작지만, 양자화된 이미지에 적용되는 경우 방향을 안정적으로 추정할 수 있을 만큼 충분히 큽다. 8×8 영역에 걸쳐 일정한 방향을 가지면, 또한 필터의 벡터화가 더 쉬워진다. 각각의 블록에 대해, 각각의 블록의 패턴과 가장 잘 매칭되는 방향은 양자화된 블록과 가장 가까운 완전 방향성 블록 사이의 제곱 차이의 합(sum of squared difference, SSD)을 최소화함으로써 결정된다. 완전 방향성 블록은 한 방향의 라인을 따라 모든 픽셀이 동일한 값을 갖는 블록이다.
방향을 식별하기 위한 한 가지 이유는 방향 에지 또는 패턴을 보존하면서 링잉을 감소시키기 위해 해당 방향을 따라 필터 탭을 정렬하기 위한 것이다. 그러나, 방향 필터링만으로는 링잉을 충분히 감소시킬 수 없는 경우가 있다. 또한, 메인 방향을 따라 놓여 있지 않은 픽셀에 필터 탭을 사용하는 것이 바람직하다. 블러링의 위험을 줄이기 위해, 이러한 추가 탭은 보다 보수적으로 처리된다. 이러한 이유로, CDEF는 기본 탭과 보조 탭을 정의한다. 완전한 2-D CDEF 필터는 [수학식 16]과 같이 표현되며,
[수학식 16]
Figure pct00029
Figure pct00030
여기서 D는 감쇠 파라미터이고, S(p) 및 S(s)는 각각 1차 및 2차 탭의 강도이며, round(·)는 0에서 멀어지는 타이(tie)를 반올림하고,
Figure pct00031
및
Figure pct00032
는 필터 가중치이며, f(d, S, D)는 필터링된 픽셀과 각각의 이웃 픽셀 사이의 차이에 대해 작동하는 제약 함수이다. 작은 차이의 경우, f(d, S, D) = d이며, 필터가 선형 필터처럼 동작하도록 한다. 차이가 큰 경우, f(d, S, D) = 0으로, 필터 탭을 효과적으로 무시한다.
VI. AV1의 루프 복원
인루프 복원 방식의 세트는 일반적으로 노이즈를 제거하고 전통적인 디블로킹 작동을 넘어 에지의 품질을 향상시키기 위해 디블로킹 후 비디오 코딩에서 사용될 수 있다. 이들 방식은 적절한 크기의 타일별로 프레임 내에서 전환할 수 있다. 설명된 특정 방식은 분리 가능한 대칭 Wiener 필터와 부분 공간 투영 기능이 있는 이중 자체 가이드 필터를 기반으로 한다. 컨텐츠 통계는 프레임 내에서 상당히 다를 수 있으므로, 이러한 도구는 프레임의 상이한 영역에서 상이한 도구가 트리거될 수 있는 전환 가능한 프레임워크 내에 통합된다.
Wiener 필터의 경우, 저하된 프레임의 모든 픽셀은 각각의 픽셀 주변의 w×w 윈도우 내에서 각각의 픽셀의 비 인과적(non-causal) 필터링된 버전으로 재구성될 수 있으며, 여기서 w = 2r + 1은 정수 r에 대해 홀수이다. 2D 필터 탭이 열 벡터화 형태의 w2×1 요소 벡터 F로 표시되는 경우, 간단한 선형 최소 평균 제곱 오차(linear minimum mean square error, LMMSE) 최적화를 통해 필터 파라미터가 F = H-1M으로 주어지며, 여기서 H = E[XXT]는 픽셀 주변의 w×w 윈도우에 있는 w2 샘플의 열 벡터화된 버전인 x의 자기공분산이고, M = E[YXT]는 x와 추정될 스칼라 소스 샘플 y의 상호 상관이다. 인코더는 디블록킹된 프레임 및 소스의 실현으로부터 H 및 M을 추정하고 결과 필터 F를 디코더로 전송할 수 있다. 그러나, 이것은 w2 탭을 전송할 때 상당한 비트 전송률 비용을 발생시킬 뿐만 아니라 디코딩을 엄청나게 복잡하게 만드는 분리 불가능한 필터링을 발생시킨다. 따라서, F의 성질에 몇 가지 추가적인 제약이 부가된다. 첫째, 필터링이 분리 가능한 수평 및 수직 w-탭 컨볼루션으로 구현될 수 있도록 F가 분리 가능하도록 제한한다. 둘째, 수평 및 수직 필터 각각이 대칭으로 제한된다. 셋째, 수평 및 수직 필터 계수의 합이 1로 가정된다.
가이드 필터링의 로컬 선형 모델은 [수학식 17]과 같이 표현될 수 있다.
[수학식 17]
Figure pct00033
로컬 선형 모델은 필터링되지 않은 샘플 x로부터 필터링된 출력 y를 계산하는 데 사용되며, 여기서 F 및 G는 필터링된 픽셀의 이웃에 있는 열화된 이미지 및 가이드 이미지의 통계에 기초하여 결정된다. 가이드 이미지가 열화된 이미지와 동일한 경우, 결과적인 소위 자체 가이드 필터링은 에지 보존 평활화 효과를 갖는다. 자체 가이드 필터링의 특정 형태는 2개의 파라미터, 즉 반경 r과 잡음 파라미터 e에 따라 달라지며, 다음과 같이 열거된다.
(1) 모든 픽셀 주위의 (2r+1)×(2r+1) 윈도우에서 픽셀의 평균 μ 및 분산 σ2를 획득한다. 이것은 적분 이미징에 기초하여 박스 필터링으로 효율적으로 구현될 수 있다.
(2) 모든 픽셀에 대해
Figure pct00034
를 계산한다.
(3) 사용을 위한 픽셀 주위의 3×3 윈도우에서 모든 픽셀에 대한 F 및 G를 f 및 g 값의 평균으로 계산한다.
필터링은 r 및 e에 의해 제어되며, 여기서 더 높은 r은 더 높은 공간 분산을 암시하고 더 높은 e는 더 높은 범위 분산을 암시한다.
도 17은 실시예에 따른 예시적인 서브 공간 투영을 도시한다. 값싼 복원 X1과 X2가 소스 Y에 가깝지 않더라도, 적절한 승수 {α, β}는 정확한 방향으로 어느 정도 이동하는 한 소스에 훨씬 더 가깝게 가져올 수 있다.
VII. 교차 성분 샘플 오프셋 필터
교차 성분 샘플 오프셋(cross-component sample offset, CCSO) 필터는 재구성된 샘플의 왜곡을 줄이기 위한 루프 필터링 접근 방식이다. CCSO 필터에서, 제1컬러 성분의 처리된 입력 재구성 샘플이 주어지면, 출력 오프셋을 도출하는 데 비선형 매핑이 사용되고, 출력 오프셋은 CCSO 필터의 필터링 프로세스에서 제2 컬러 성분의 재구성 샘플에 추가될 수 있다. 제1 컬러 성분의 입력 재구성 샘플은 필터 지원 영역(또는 필터 지원 지역)에 위치된다.
도 18은 본 개시의 실시예에 따른 예시적인 필터 지원 영역을 도시한다. 필터 지원 영역은 4개의 재구성된 샘플, 즉 p0, p1, p2 및 p3을 포함한다. 4개의 재구성된 입력 샘플은 수직 및 수평 방향으로 십자 형상을 따른다. 제1 컬러 성분의 중앙 샘플(c로 표시됨)과 제2 컬러 성분의 필터링될 샘플은 같은 위치에 있다. 재구성된 입력 샘플을 처리하는 경우, 다음의 단계가 적용된다.
단계 1: p0-p3와 c 사이의 델타 값이 먼저 계산되며, m0, m1, m2 및 m3으로 표시된다.
단계 2: 델타 값 m0-m3이 추가로 양자화된다. 양자화된 값은 d0, d1, d2 및 d3으로 표시된다. 양자화된 값은 다음 양자화 프로세스에 기초하여 -1, 0 및 1일 수 있다. 이러한 양자화 프로세스는 (a) m < -N인 경우, d = -1; (b) -N <= m <= N인 경우, d = 0; 및 (c) m > N인 경우, d = 1이며, 여기서, N은 양자화 단계 크기로 지칭되고, N의 예시 값은 4, 8, 12 및 16을 포함한다.
양자화된 값 d0-d3은 비선형 매핑의 하나의 조합을 식별하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 CCSO 필터는 4개의 필터 탭(d0-d3)을 가지며, 각각의 필터 탭은 3개의 양자화된 값(예: -1, 0 및 1) 중 하나를 가질 수 있으므로, 총 34 = 81개의 조합이 있을 수 있다.
도 19a 내지 도 19b는 실시예에 따른 CCSO 필터의 비선형 매핑의 81개의 예시적인 조합을 나타낸 표를 도시한다. 표의 마지막 열은 각각의 조합에 대한 출력 오프셋 값을 나타낸다. 오프셋 값의 예는 0, 1, -1, 3, -3, 5, -5, -7과 같은 정수이다.
CCSO 필터의 최종 필터링 프로세스는 [수학식 18]과 같이 적용될 수 있으며,
[수학식 18]
Figure pct00035
여기서 f는 필터링될 재구성된 샘플이고, s는 도 19a 내지 도 19b의 표로부터 검색된 출력 오프셋 값이다. 필터링된 샘플 값 f'는 비트 깊이와 연관된 범위로 추가로 잘려진다.
VIII. 개선된 교차 성분 샘플 오프셋 필터
관련된 CCSO 필터에서, 재구성된 입력 샘플을 처리하는 경우, 양자화 단계 크기는 고정된 값이며, 이로 인해 CCSO 필터의 성능을 제한할 수 있다. 또한, 처리된 재구성된 입력 샘플의 각각의 조합에 대한 출력 오프셋 값은 고정된 값이며, 이로 인해 CCSO 필터의 성능을 추가로 제한할 수 있다.
본 개시에서, CCSO 필터는 블록의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플을 입력(예를 들어, Y, Cb, 또는 Cr)으로 사용하고, 블록의 제1 컬러 성분과 다른 블록의 제2 컬러 성분에 출력을 적용하는 필터링 프로세스로서 정의될 수 있다.
CCSO 필터의 비선형 매핑에 대한 입력은 블록의 제1 컬러 성분의 필터 지원 영역(또는 필터 지원 지역)의 하나 이상의 처리된 재구성된 샘플이다. 하나 이상의 재구성된 입력 샘플을 처리하는 경우, 양자화 프로세스가 적용될 수 있고, 양자화 프로세스는 양자화 단계 크기 N에 의해 제어될 수 있다. 재구성된 입력 샘플이 처리되면, 출력 오프셋 값은 CCSO 필터의 비선형 매핑으로부터 검색될 수 있다. 출력 오프셋 값은 블록의 제2 컬러 성분에 적용될 수 있다.
본 개시는 CCSO 필터의 성능을 개선하는 방법을 포함한다. 본 개시에서, 필터 지원 영역(또는 지역)은 CCSO 필터와 같은 필터링 프로세스가 수행되는 영역으로 정의될 수 있다. 양자화 프로세스에서, 가능한 샘플 값의 범위는 양자화 간격으로 지칭되는 유한한 간격(또는 단계)의 세트로 분해될 수 있다. 2개의 양자화 간격 사이의 차이는 양자화 단계 크기로 지칭될 수 있다.
본 개시의 측면에 따르면, 적응 양자화 단계 크기(예를 들어, 섹션 VII(교차 성분 샘플 오프셋 필터의 섹션)에서 설명된 N)는 CCSO 필터의 필터 지원 영역(또는 지역)에서 재구성된 입력 샘플을 처리할 때 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임, 및/또는 비디오 시퀀스의 속성에 기초하여 변경될 수 있다. 양자화 단계 크기의 변화는 전체 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
일실시예에서, 양자화 단계 크기 N은 미리 정의된 상수 정수일 수 있다. N의 예시적인 값은 4, 8, 12, 및 16을 포함한다. N은 상이한 코딩 블록, 비디오 프레임, 또는 비디오 시퀀스에 대해 변경될 수 있다.
일 실시예에서, 양자화 단계 크기 N은 2의 거듭제곱인 정수 2N, 예를 들어 2, 4, 8, 또는 16일 수 있다.
일 실시예에서, 양자화 단계 크기 N은 시그널링될 수 있다. 양자화 단계 크기 N은 블록 레벨 파라미터, 슬라이스 레벨 파라미터, 타일 레벨 파라미터, 또는 프레임 레벨 파라미터에서 시그널링될 수 있다.
일 실시예에서, 가능한 양자화 단계 크기의 어레이가 주어지면, 인덱스는 어떤 양자화 단계 크기가 선택되는지를 지시하기 위해 시그널링될 수 있다. 인덱스는 블록 레벨 파라미터, 슬라이스 레벨 파라미터, 타일 레벨 파라미터, CTU 레벨 파라미터, 비디오 프레임 레벨 파라미터, 또는 시퀀스 레벨 파라미터에서 시그널링될 수 있다.
일 예에서, 가능한 양자화 단계 크기의 어레이는 {4, 8, 12, 16}일 수 있고, [0, 3]의 인덱스는 어레이의 어떤 값이 선택되는지를 지시하기 위해 시그널링될 수 있다.
일 예에서, 인덱스는 {00, 01, 10, 11}과 같은 고정 길이 코드워드를 사용하여 시그널링될 수 있다.
일 예에서, 가능한 양자화 단계 크기의 어레이는 {4, 8, 16}일 수 있고, [0, 2]의 인덱스는 상기 어레이의 어떤 값이 선택되는지를 기시하기 위해 시그널링될 수 있다.
일 예에서, 인덱스는 {0, 10, 11} 또는 {1, 00, 01}과 같은 가변 길이 코드워드를 사용하여 시그널링될 수 있다.
일 실시예에서, 양자화 단계 크기 N 또는 N의 인덱스는 디코딩 파라미터 세트(decoding parameter set, DPS), 비디오 파라미터 세트(video parameter set, VPS), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set, SPS), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set, PPS), 적응 파라미터 세트(adaption parameter set, APS), 슬라이스 헤더 또는 픽처 헤더와 같은 고수준의 파라미터 세트에서 시그널링될 수 있다.
본 개시의 측면에 따르면, 필터 지원 영역의 속성에 기초하여 적응 오프셋 값이 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, CCSO 필터의 비선형 매핑으로부터 도출된 오프셋 값은 필터 지원 영역의 특성에 기초하여 추가로 스케일링될 수 있다.
일 실시예에서, 오프셋 값의 스케일링은 델타 값(예를 들어, m0-m3) 및/또는 양자화 단계 크기 N에 의존할 수 있으며, 여기서 m0-m3은 주변 샘플 p0-p3과 섹션 VII(교차 성분 샘플 오프셋 필터의 섹션)에서 설명된 중앙 샘플 c 사이의 델터 값이다. 일 예에서, 오프셋 값의 스케일링은 m0-m3의 절대값의 평균과 N 사이의 비율 r에 의존할 수 있다.
일 실시예에서, m0-m3의 절대값의 평균이 먼저 계산될 수 있으며, 이는 m'으로 표시된다. 비율 r은 r = m'/N으로 도출될 수 있다. 그런 다음, 비선형 매핑에서 도출된 오프셋 값은 max(1, m'/N)와 같이 1과 r 사이의 최대값으로 스케일링될 수 있다.
일 예에서, d0 = 1, d1 = -1, d2 = 0, d3 = 0 및 m0 = 8, m1 = -8, m2 = 3, m3 = 1이다. 양자화 단계 크기 N은 4이고, 출력 오프셋 값 s는 3이다. 따라서, m' = avg(abs(m0) + abs(m1) + abs(m2) + abs(m3)) = avg(8 + 8 + 3 + 1) = 5이며, 여기서 avg 및 abs는 평균과 절대 연산을 나타낸다. 비율 r = m'/N = 5/4 = 1이고, 최종 오프셋 값은 s x r = 3 x 1 = 3이다.
일 실시예에서, 평균 m'은 m0-m3의 절대값의 서브세트를 사용하여 계산될 수 있으며, 그 중 대응하는 양자화된 값 d0-d3은 0이 아니다(예를 들어, 양자화된 값 d가 0이면, 대응하는 m은 m'의 계산으로부터 제외됨). 비율 r은 m'/N으로 도출될 수 있다. 그런 다음, 비선형 매핑에서 도출된 출력 오프셋 값은 1과 r 사이의 최대값, 예를 들어 max(1, m'/N)으로 스케일링될 수 있다.
일 예에서, d0 = 1, d1 = -1, d2 = 0, d3 = 0 및 m0 = 8, m1 = -8, m2 = 3, m3 = 1이다. 양자화 단계 크기 N은 4이고, 출력 오프셋 값 s는 3이다. 따라서, m' = avg(abs(m0) + abs(m1)) = avg(8 + 8) = 8이다. 여기서, avg와 abs는 평균과 절대 연산을 나타낸다. 비율 r = m'/N = 8/4 = 2이고, 최종 오프셋 값은 s x r = 3 x 2 = 6이다.
일 실시예에서, 출력 오프셋 값의 적응은 항상 활성화(또는 온)될 수 있다. 즉, 출력 오프셋 값의 스케일링은 CCSO 필터에서 항상 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 출력 오프셋 값의 적응을 가능하게 하는지 여부를 지시하는 신택스 요소는 블록 레벨 파라미터, 비디오 프레임 레벨 파라미터, 슬라이스 레벨 파라미터, 타일 레벨 파라미터, CTU 레벨 파라미터 또는 시퀀스 레벨 파라미터에서와 같이 시그널링될 수 있다. 신택스 요소는 또한 상위 레벨 파라미터 세트(예를 들어, DPS, VPS, SPS, PPS, 또는 APS), 슬라이스 헤더, 픽처 헤더, 또는 SEI 메시지에서 시그널링될 수 있다.
IX. 흐름도
도 20은 본 개시의 실시예에 따른 예시적인 프로세스(2000)를 개략적으로 나타낸 흐름도를 도시한다. 다양한 실시예에서, 프로세스(2000)는 단말 장치(210, 220, 230)의 처리 회로, 비디오 인코더(303)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(310)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(410)의 기능을 수행하는 처리 회로, 인트라 예측 모듈(452)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 인코더(503)의 기능을 수행하는 처리 회로(535), 예측기(535)의 기능을 수행하는 처리 회로, 인트라 인코더(622)의 기능을 수행하는 처리 회로, 인트라 디코더(772)의 기능을 수행하는 처리 회로 등과 같은 처리 회로에 의해 실행된다. 일부 실시예에서, 프로세스(2000)는 소프트웨어 명령어로 구현되므로, 처리 회로가 소프트웨어 명령어를 실행할 때, 처리 회로는 프로세스(2000)를 수행한다.
프로세스(2000)는 일반적으로 단계 S2010에서 시작할 수 있으며, 여기서 프로세스(2000)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처의 필터 지원 영역에서 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플을 결정한다. 그 다음, 처리(2000)는 단계 S2020으로 진행한다.
단계 S2020에서, 프로세스(2000)는 필터 지원 영역에서 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 대해 필터 프로세스를 수행한다. 필터 프로세스의 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나별로 별도로 설정된다. 그 다음, 프로세스(2000)는 단계 S2030으로 진행한다.
단계 S2030에서, 프로세스(2000)는 필터 프로세스의 출력값에 기초하여 필터 지원 영역에서 제2 컬러 성분의 샘플을 재구성한다. 제2 컬러 성분은 제1 컬러 성분과 다르다. 그 후, 프로세스(2000)가 종료된다.
실시예에서, 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임, 및 비디오 시퀀스 중 하나에 대해 미리 정의된 상수이다.
실시예에서, 양자화 단계 크기는 2의 거듭제곱인 정수이다.
실시예에서, 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나에 대응하는 비트스트림에 포함된 인덱스에 기초하여 결정되는 복수의 양자화 단계 크기 중 하나이다.
실시예에서, 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임, 및 비디오 시퀀스 중 하나에 대응하는 비트스트림에 포함된다.
실시예에서, 프로세스(2000)는 필터 프로세스의 출력값이 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 기초하여 스케일링되는지 여부를 결정한다. 스케일링된 필터 프로세스의 출력값에 응답하여, 프로세스(2000)는 필터 프로세스의 스케일링된 출력값에 기초하여 필터 지원 영역에서 제2 컬러 성분의 샘플을 재구성한다.
실시예에서, 프로세스(2000)는 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플과 필터 프로세서의 출력값을 스케일링하는 것이 활성화되어 있는지 여부를 지시하는 신택스 요소에 기초하여 필터 프로세스의 출력값이 스케일링되는지 여부를 결정한다.
실시예에서, 프로세스(2000)는 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플 및 양자화 단계 크기에 기초하여 필터 프로세스의 스케일링된 출력값을 결정한다.
X. 컴퓨터 시스템
위에서 설명된 본 기술은 컴퓨터 판독 가능 명령어를 사용하여 컴퓨터 소프트웨어로서 구현될 수 있고 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체에 물리적으로 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 21은 개시된 주제의 특정 실시예를 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템(2100)을 도시한다.
컴퓨터 소프트웨어는 하나 이상의 컴퓨터 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(GPU) 등에 의한 어셈블리, 컴파일, 링크 또는 유사한 메커니즘을 통해 직접 실행될 수 있는 명령어를 포함하는 코드를 생성할 수 있는 임의의 적절한 기계 코드 또는 컴퓨터 언어를 사용하여 코딩될 수 있다.
명령어는 예를 들어 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트폰, 게임 장치, 사물 인터넷 장치 등을 포함하는 다양한 유형의 컴퓨터 또는 그 컴포넌트에서 실행될 수 있다.
컴퓨터 시스템(2100)에 대해 도 21에 도시된 컴포넌트는 본질적으로 예시적이며 본 개시의 실시예를 구현하는 컴퓨터 소프트웨어의 사용 또는 기능의 범위에 대한 어떠한 제한도 제안하려는 것이 아니다. 컴포넌트의 구성은 컴퓨터 시스템(2100)의 예시적인 실시예에 도시된 컴포넌트의 임의의 하나 또는 조합과 관련된 임의의 종속성 또는 요구사항을 갖는 것으로 해석되어서는 안된다.
컴퓨터 시스템(2100)은 특정 휴먼 인터페이스 입력 장치를 포함할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 입력 장치는 예를 들어, 촉각 입력(예: 키 입력, 스와이프, 데이터 장갑 모션), 오디오 입력(예: 음성, 박수), 시각적 입력(예: 제스처), 후각 입력(도시되지 않음)을 통해 한 명 이상의 인간 사용자에 의한 입력에 응답할 수 있다. 휴먼 인터페이스 장치는 또한 오디오(예: 음성, 음악, 주변 소리), 이미지(예: 스캔된 이미지, 정지 이미지 카메라로부터 획득하는 픽처 이미지), 비디오(예: 2차원 비디오, 입체 비디오를 포함한 3차원 비디오)와 같이 인간에 의한 의식적 입력과 직접 관련이 없는 특정 매체를 캡처하는 데 사용될 수 있다.
입력 휴먼 인터페이스 장치는 키보드(2101), 마우스(2102), 트랙 패드(2103), 터치 스크린(2110), 데이터 글로브(도시되지 않음), 조이스틱(2105), 마이크(2106), 스캐너(2107) 및 카메라(2108) 중 하나 이상(각각 도시된 것 중 하나만)을 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(2100)은 또한 특정 휴먼 인터페이스 출력 장치를 포함할 수 있다. 이러한 후먼 인터페이스 출력 장치는 예를 들어 촉각 출력, 소리, 빛 및 냄새/맛을 통해 한 명 이상의 인간 사용자의 감각을 자극할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 출력 장치는, 촉각 출력 장치(예를 들어, 터치 스크린(2110), 데이터 글로브(도시되지 않음), 또는 조이스틱(2105)에 의한 촉각 피드백을 포함하지만, 입력 장치로서 기능하지 않는 촉각 피드백 장치일 수도 있음), 오디오 출력 장치(예: 스피커(2109), 헤드폰(도시되지 않음)), 시각 출력 장치(예: CRT 스크린, LCD 스크린, 플라즈마 스크린, OLED 스크린, 터치 스크린 입력 능력을 갖거나 갖지 않는 각각, 촉각 피드백 능력을 갖거나 또는 갖지 않는 각각을 포함하는 스크린(2110)과 같음 ― 그 중 일부는 입체 출력, 가상 현실 안경(도시되지 않음), 홀로그래픽 디스플레이 및 스모크 탱크(smoke tank, 도시되지 않음))와 같은 수단을 통해 2차원 시각적 출력 또는 3차원 이상의 출력을 출력할 수 있음) ― 및 프린터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 시각적 출력 장치(예: 스크린(2110))는 그래픽 어댑터(2150)를 통해 시스템 버스(2148)에 연결될 수 있다.
컴퓨터 시스템(2100)은 또한 인간이 액세스 가능한 저장 장치 및 CD/DVD를 갖는 CD/DVD ROM/RW(2120)를 포함하는 광학 매체 또는 유사 매체(2121), 썸 드라이브(thumb-drive)(2122), 탈착식 하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브(2123), 테이프 및 플로피 디스크와 같은 레거시 자기 매체(도시되지 않음), 보안 동글과 같은 특수 ROM/ASIC/PLD 기반 장치(도시되지 않음) 등과 같은 이와 연관된 매체를 포함할 수 있다.
통상의 기술자는 또한 현재 개시된 주제와 관련하여 사용되는 "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어가 전송 매체, 반송파 또는 다른 일시적 신호를 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
컴퓨터 시스템(2100)은 또한 하나 이상의 통신 네트워크(2155)에 대한 네트워크 인터페이스(2154)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(2155)는 예를 들어 무선, 유선, 광일 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(2155)는 또한 로컬, 광역, 대도시, 차량 및 산업, 실시간, 지연 허용 등일 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(2155)의 예로는 이더넷과 같은 근거리 통신망, 무선 LAN, GSM, 3G, 4G, 5G, LTE 등을 포함하는 셀룰러 네트워크, 케이블 TV, 위성 TV 및 지상파 방송 TV를 포함하는 TV 유선 또는 무선 광역 디지털 네트워크, CANBus를 포함하는 차량 및 산업용 등을 포함한다. 특정 네트워크에는 일반적으로 특정 범용 데이터 포트 또는 주변 장치 버스(2149)(예를 들어, 컴퓨터 시스템(2100)의 USB 포트와 같음)에 부착된 외부 네트워크 인터페이스 어댑터가 필요하다. 다른 것들은 일반적으로 아래에 설명된 바와 같이 시스템 버스에 대한 부착에 의해 컴퓨터 시스템(2100)의 코어에 통합된다(예를 들어, PC 컴퓨터 시스템에 대한 이더넷 인터페이스 또는 스마트 폰 컴퓨터 시스템에 대한 셀룰러 네트워크 인터페이스). 이러한 네트워크 중 하나를 사용하여, 컴퓨터 시스템(2100)은 다른 엔티티와 통신할 수 있다. 이러한 통신은 단방향, 수신 전용(예를 들어, 방송 TV), 단방향 전송 전용(예를 들어, 특정 CANbus 장치에 대한 CANbus) 또는 양방향, 예를 들어, 로컬 또는 광역 디지털 네트워크를 사용하는 다른 컴퓨터 시스템일 수 있다. 특정 프로토콜 및 프로토콜 스택은 상기한 바와 같이 각각의 네트워크 및 네트워크 인터페이스에서 사용될 수 있다.
전술한 휴먼 인터페이스 장치, 인간 액세스 가능 저장 장치 및 네트워크 인터페이스는 컴퓨터 시스템(2100)의 코어(2140)에 부착될 수 있다.
코어(2140)는 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU)(2141), 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit, GPU)(2142), FPGA(Field Programmable Gate Area)(2143) 형태의 특수 프로그램 가능 처리 유닛, 특정 태스크에 대한 하드웨어 가속기(2144), 그래픽 어댑터(2150) 등을 포함할 수 있다. 읽기 전용 메모리(Read-only memory, ROM)(2145), 랜덤 액세스 메모리(Random-access memory, 2146), 내부 비 사용자 액세스 가능 하드 드라이브, SSD 등과 같은 내부 대용량 저장소(2147)와 함께 이러한 장치는 시스템 버스(2148)를 통해 연결될 수 있다. 일부 컴퓨터 시스템에서, 시스템 버스(2148)는 추가 CPU, GPU 등에 의한 확장을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 물리적 플러그의 형태로 액세스될 수 있다. 주변 장치는 코어의 시스템 버스(2148)에 직접 부착되거나, 또는 주변 장치 버스(2149)를 통해 부착될 수 있다. 예에서, 스크린(2110)은 그래픽 어댑터(2150)에 연결될 수 있다. 주변 장치 버스의 아키텍처에는 PCI, USB 등이 포함된다.
CPU(2141), GPU(2142), FPGA(2143) 및 가속기(2144)는 조합하여 전술한 컴퓨터 코드를 구성할 수 있는 특정 명령어를 실행할 수 있다. 이 컴퓨터 코드는 ROM(2145) 또는 RAM(2146)에 저장될 수 있다. 과도기 데이터는 RAM(2146)에 저장될 수도 있지만, 영구 데이터는 예를 들어 내부 대용량 저장소(2147)에 저장될 수 있다. 하나 이상의 CPU(2141), GPU(2142), 대용량 저장소(2147), ROM(2145), RAM(2146) 등과 밀접하게 연관될 수 있는 캐시 메모리의 사용을 통해 모든 메모리 장치에 대한 빠른 저장 및 검색이 가능해질 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 다양한 컴퓨터 구현 작동을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 가질 수 있다. 매체 및 컴퓨터 코드는 본 개시의 목적을 위해 특별히 설계되고 구성된 것일 수 있거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 잘 알려져 있고 이용 가능한 종류일 수 있다.
예로서 그리고 제한없이, 아키텍처를 갖는 컴퓨터 시스템(2100), 특히 코어(2140)는 하나 이상의 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체에 구현된 소프트웨어를 실행하는 프로세서(들)(CPU, GPU, FPGA, 가속기 등을 포함함)의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 위에서 소개한 바와 같이 사용자 액세스 가능 대용량 저장소와 연관된 매체일 수 있으며, 코어 내부 대용량 저장소(2147) 또는 ROM(2145)과 같은 비 일시적 특성을 가진 코어(2140)의 특정 저장소일 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예를 구현하는 소프트웨어는 이러한 장치에 저장되고 코어(2140)에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 특정 필요에 따라 하나 이상의 메모리 장치 또는 칩을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 코어(2140) 및 특히 그 안의 프로세서(CPU, GPU, FPGA 등을 포함함)가 RAM(2146)에 저장된 데이터 구조를 정의하는 것과 소프트웨어에서 정의된 프로세스에 따라 이러한 데이터 구조를 수정하는 것을 포함하여 여기에서 설명된 특정 프로세스 또는 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하도록 할 수 있다. 추가로 또는 다르게는, 컴퓨터 시스템은 여기에서 설명된 특정 프로세스나 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하기 위해 소프트웨어 대신 또는 소프트웨어와 함께 작동할 수 있는 회로(예를 들어, 가속기(2144)에 고정되거나 다른 방식으로 구현된 로직의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 소프트웨어에 대한 참조는 로직을 포함할 수 있으며, 적절한 경우에 그 반대도 마찬가지이다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 대한 참조는 실행을 위한 소프트웨어를 저장하는 회로(집적 회로(integrated circuit, IC)와 같음), 실행을 위한 로직을 구현하는 회로, 또는 적절한 경우 둘 다를 포함할 수 있다. 본 개시는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 적절한 조합을 포함한다.
본 개시는 몇몇 예시적인 실시예를 설명하였지만, 개시의 범위 내에 속하는 변경, 순열 및 다양한 대체 등가물이 있다. 따라서, 당업자는 본 명세서에서 명시적으로 도시되거나 설명되지는 않았지만 본 개시의 원리를 구현하고 따라서 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 수많은 시스템 및 방법을 고안할 수 있음을 이해할 것이다.
ALF(Adaptive Loop Filter): 적응 루프 필터
AMVP(Advanced Motion Vector Prediction): 고급 모션 벡터 예측
APS(Adaptation Parameter Set): 적응 파라미터 세트
ASIC(Application-Specific Integrated Circuit): 주문형 집적 회로
ATMVP(Alternative/Advanced Temporal Motion Vector Prediction): 대체/고급 시간 모션 벡터 예측
AV1(AOMedia Video 1): AOMedia 비디오 1
AV2(AOMedia Video 2): AOMedia 비디오 2
BMS(Benchmark Set): 벤치마크 세트
BV(Block Vector): 블록 벡터
CANBus(Controller Area Network Bus): 제어기 영역 네트워크 버스
CB(Coding Block): 코딩 블록
CC-ALF(Cross-Component Adaptive Loop Filter): 교차 성분 적응 루프 필터
CD(Compact Disc): 컴팩트 디스크
CDEF(Constrained Directional Enhancement Filter): 제한된 방향 향상 필터
CPR(Current Picture Referencing): 현재 픽처 참조
CPU(Central Processing Unit): 중앙 처리 장치
CRT(Cathode Ray Tube): 음극선관
CTB(Coding Tree Block): 코딩 트리 블록
CTU(Coding Tree Unit): 코딩 트리 유닛
CU(Coding Unit): 코딩 유닛
DPB(Decoder Picture Buffer): 디코더 픽처 버퍼
DPCM(Differential Pulse-Code Modulation): 차동 펄스 코드 변조
DPS(Decoding Parameter Set): 디코딩 파라미터 세트
DVD(Digital Video Disc): 디지털 비디오 디스크
FPGA(Field Programmable Gate Area): 필드 프로그램 가능 게이트 영역
JCCR(Joint CbCr Residual Coding): 공동 CbCr 잔차 코딩
JVET(Joint Video Exploration Team): 공동 비디오 탐색 팀
GOP(Groups of Pictures): 픽처 그룹
GPU(Graphics Processing Unit): 그래픽 처리 장치
GSM(Global System for Mobile communications): 모바일 통신을 위한 글로벌 시스템
HDR(High Dynamic Range): 하이 다이내믹 레인지
HEVC(High Efficiency Video Coding): 고효율 비디오 코딩
HRD(Hypothetical Reference Decoder): 가상 참조 디코더
IBC(Intra Block Copy): 인트라 블록 복사
IC(Integrated Circuit): 집적 회로
ISP(Intra Sub-Partitions): 인트라 서브 파티션
JEM(Joint Exploration Model): 공동 탐사 모델
LAN(Local Area Network): 근거리 통신망
LCD(Liquid-Crystal Display): 액정 디스플레이
LR(Loop Restoration Filter): 루프 복원 필터
LRU(Loop Restoration Unit): 루프 복원 유닛
LTE(Long-Term Evolution): 롱텀 에볼루션
MPM(Most Probable Mode): 가장 가능성 있는 모드
MV(Motion Vector): 모션 벡터
OLED(Organic Light-Emitting Diode): 유기 발광 다이오드
PB(Prediction Block): 예측 블록
PCI(Peripheral Component Interconnect): 주변장치 컴포넌트 상호 연결
PDPC(Position Dependent Prediction Combination): 위치 종속 예측 조합
PLD(Programmable Logic Device): 프로그램 가능 논리 장치
PPS(Picture Parameter Set): 픽처 파라미터 세트
PU(Prediction Unit): 예측 유닛
RAM(Random Access Memory): 랜덤 액세스 메모리
ROM(Read-Only Memory): 읽기 전용 메모리
SAO(Sample Adaptive Offset): 샘플 적응 오프셋
SCC(Screen Content Coding): 스크린 컨텐츠 코딩
SDR(Standard Dynamic Range): 표준 동적 범위
SEI(Supplementary Enhancement Information): 보충 향상 정보
SNR(Signal Noise Ratio): 신호 잡음 비율
SPS(Sequence Parameter Set): 시퀀스 파라미터 세트
SSD(Solid-state Drive): 솔리드 스테이트 드라이브
TU(Transform Unit): 변환 유닛
USB(Universal Serial Bus): 범용 직렬 버스
VPS(Video Parameter Set): 비디오 파라미터 세트
VUI(Video Usability Information): 비디오 사용성 정보
VVC(Versatile Video Coding ): 다목적 비디오 코딩
WAIP(Wide-Angle Intra Prediction): 광각 인트라 예측

Claims (20)

  1. 디코더에서의 비디오 디코딩 방법으로서,
    코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처의 필터 지원 영역에서 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플을 결정하는 단계;
    상기 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 대해 필터 프로세스를 수행하는 단계 ― 상기 필터 프로세스의 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나별로 별도로 설정됨 ―; 및
    상기 필터 프로세스의 출력값에 기초하여 상기 필터 지원 영역의 제2 컬러 성분의 샘플을 재구성하는 단계 ― 상기 제2 컬러 성분은 상기 제1 컬러 성분과 다름 ―
    를 포함하는 비디오 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 상기 코딩 블록, 상기 비디오 프레임 및 상기 비디오 시퀀스 중 하나에 대해 미리 정의된 상수인,
    비디오 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 2의 거듭제곱인 정수인,
    비디오 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 상기 코딩 블록, 상기 비디오 프레임 및 상기 비디오 시퀀스 중 하나에 대응하는 비트스트림에 포함된 인덱스에 기초하여 결정되는 복수의 양자화 단계 크기 중 하나인,
    비디오 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 상기 코딩 블록, 상기 비디오 프레임 및 상기 비디오 시퀀스 중 하나에 대응하는 비트스트림에 포함되는,
    비디오 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 재구성하는 단계는,
    상기 필터 프로세스의 출력값이 상기 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 기초하여 스케일링되는지 여부를 결정하는 단계; 및
    스케일링되는 필터 프로세스의 출력값에 응답하여,
    상기 필터 프로세스의 스케일링된 출력값에 기초하여 상기 필터 지원 영역의 제2 컬러 성분의 샘플을 재구성하는 단계
    를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플 및 상기 필터 프로세스의 출력값을 스케일링하는 것이 활성화되어 있는지 여부를 지시하는 신택스 요소에 기초하여 상기 필터 프로세스의 출력값이 스케일링되는지 여부를 결정하는 단계
    를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 재구성하는 단계는,
    상기 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플 및 상기 양자화 단계 크기에 기초하여 상기 필터 프로세스의 스케일링된 출력값을 결정하는 단계
    를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
  9. 장치로서,
    처리 회로를 포함하며,
    상기 처리 회로는,
    코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처의 필터 지원 영역에서 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플을 결정하고,
    상기 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 대해 필터 프로세스를 수행하며 ― 상기 필터 프로세스의 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나별로 별도로 설정됨 ―,
    상기 필터 프로세스의 출력값에 기초하여 상기 필터 지원 영역의 제2 컬러 성분의 샘플을 재구성하도록 ― 상기 제2 컬러 성분은 상기 제1 컬러 성분과 다름 ―
    구성되는, 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 상기 코딩 블록, 상기 비디오 프레임 및 상기 비디오 시퀀스 중 하나에 대해 미리 정의된 상수인,
    장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 2의 거듭제곱인 정수인,
    장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 상기 코딩 블록, 상기 비디오 프레임 및 상기 비디오 시퀀스 중 하나에 대응하는 비트스트림에 포함된 인덱스에 기초하여 결정되는 복수의 양자화 단계 크기 중 하나인,
    장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 상기 코딩 블록, 상기 비디오 프레임 및 상기 비디오 시퀀스 중 하나에 대응하는 비트스트림에 포함되는,
    장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 처리 회로는,
    상기 필터 프로세스의 출력값이 상기 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 기초하여 스케일링되는지 여부를 결정하고,
    스케일링되는 필터 프로세스의 출력값에 응답하여,
    상기 필터 프로세스의 스케일링된 출력값에 기초하여 상기 필터 지원 영역의 제2 컬러 성분의 샘플을 재구성하도록
    추가로 구성되는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 처리 회로는,
    상기 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플 및 상기 필터 프로세스의 출력값을 스케일링하는 것이 활성화되어 있는지 여부를 지시하는 신택스 요소에 기초하여 상기 필터 프로세스의 출력값이 스케일링되는지 여부를 결정하도록
    추가로 구성되는, 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 처리 회로는,
    상기 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플 및 상기 양자화 단계 크기에 기초하여 상기 필터 프로세스의 스케일링된 출력값을 결정하도록
    추가로 구성되는, 장치.
  17. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서,
    명령어를 저장하며,
    상기 명령어는,
    적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금,
    코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 현재 픽처의 필터 지원 영역에서 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플을 결정하는 것;
    상기 필터 지원 영역의 제1 컬러 성분의 재구성된 샘플에 대해 필터 프로세스를 수행하는 것 ― 상기 필터 프로세스의 양자화 단계 크기는 코딩 블록, 비디오 프레임 및 비디오 시퀀스 중 하나별로 별도로 설정됨 ―; 및
    상기 필터 프로세스의 출력값에 기초하여 상기 필터 지원 영역의 제2 컬러 성분의 샘플을 재구성하는 것 ― 상기 제2 컬러 성분은 상기 제1 컬러 성분과 다름 ―
    을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 상기 코딩 블록, 상기 비디오 프레임 및 상기 비디오 시퀀스 중 하나에 대해 미리 정의된 상수인,
    비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 2의 거듭제곱인 정수인,
    비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 양자화 단계 크기는 상기 코딩 블록, 상기 비디오 프레임 및 상기 비디오 시퀀스 중 하나에 대응하는 비트스트림에 포함된 인덱스에 기초하여 결정되는 복수의 양자화 단계 크기 중 하나인,
    비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
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