KR20220113537A

KR20220113537A - 비디오 코딩 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20220113537A
Application number: KR1020227025659A
Authority: KR
Inventors: 세훈 예; 이신 두; 신 자오; 샨 리우
Original assignee: 텐센트 아메리카 엘엘씨
Priority date: 2020-10-14
Filing date: 2021-07-01
Publication date: 2022-08-12
Also published as: CN115004696A; JP7443527B2; JP2023508292A; US11611770B2; US20220116635A1; JP2024045681A; EP4052234A1; US20230085672A1; WO2022081218A1; EP4052234A4

Abstract

본 개시의 측면들은 비디오 인코딩/디코딩 방법, 장치, 및 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적 저장 매체를 포함한다. 상기 장치는 제약된 방향 강화 필터(CDEF) 프로세스 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 비디오 프레임에 포함된 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하는 처리 회로를 포함한다. 상기 처리 회로는 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보에 기초하여 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정한다. 상기 처리 회로는 상기 복수의 필터 파라미터 세트 중 상기 하나에 기초하여 상기 복원 필터 유닛에 대해 상기 복원 필터 프로세스를 수행한다. 상기 처리 회로는 필터링된 복원 필터 유닛에 기초하여 상기 비디오 프레임을 재구축한다.

Description

비디오 코딩 방법 및 장치

참조에 의한 통합

본 출원은 2020년 9월 16일 출원에 출원된 미국 가출원 제63/079,322호 "CROSS-COMPONENT FILTERING ON BLOCK-LEVEL RECONSTRUCTION(블록 레벨 재구축에 대한 교차 성분 필터링)"에 대한 우선권의 이익을 주장하여, 2021년 5월 10일자로 제출된 미국 특허출원 제17/315,989호 "METHOD AND APPARATUS FOR VIDEO CODING(비디오 코딩 방법 및 장치)"에 대한 우선권의 이익을 주장한다. 이들 선행 출원의 개시 전체는 참조에 의해 그 전체가 본 출원에 통합된다.

본 출원은 2020년 10월 14일에 출원된 미국 가출원 제63/091,707호 "FEATURE INFORMATION REUSE FOR ENHANCED RESTORATION FILTERING(강화된 복원 필터링을 위한 특징 정보 재사용)"에 대해 우선권을 주장하여, 2021년 6월 29일에 출원된 미국 특허출원 제17/362,048호 "METHOD AND APPARATUS FOR VIDEO CODEDING(비디오 코딩 방법 및 장치)"의 우선권의 이익을 주장한다. 이들 선행 출원의 전체 개시 내용은 그 전체가 참조에 의해 본 출원에 통합된다.

본 개시는 일반적으로 비디오 코딩에 관한 것이다.

본 명세서에 제공된 배경 설명은 일반적으로 본 개시의 맥락을 제시하기 위한 것이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 범위 내에서, 현재 지명된 발명자들의 저작물과 출원 시에 선행 기술로 인정되지 않을 수 있는 설명의 측면들은 명시적으로도 묵시적으로도 본 개시의 선행 기술로 인정되지 않는다.

비디오 코딩 및 디코딩은 움직임 보상(motion compensation)이 있는 인터 픽처 예측(inter-picture prediction)을 사용하여 수행될 수 있다. 압축되지 않은 디지털 비디오는 일련의 픽처를 포함할 수 있으며, 각각의 픽처는, 예를 들어, 1920×1080 휘도 샘플(luminance sample, 루마 샘플이라고도 함) 및 연관된 색차 샘플(chrominance sample, 크로마 샘플이라고도 함)의 공간 차원을 갖는다. 일련의 픽처는 예를 들어 초당 60장의 픽처 또는 60Hz의 고정 또는 가변 픽처 레이트(비공식적으로 프레임 레이트로도 알려짐)를 가질 수 있다. 압축되지 않은 비디오는 상당한 비트레이트 요건을 갖는다. 예를 들어, 샘플당 8비트의 1080p60 4:2:0 비디오(60Hz 프레임 레이트에서 1920×1080 휘도 샘플 해상도)는 1.5Gbit/s에 가까운 대역폭이 필요하다. 이러한 비디오 한 시간은 600GB 이상의 저장 공간이 필요하다.

비디오 코딩 및 디코딩의 한 가지 목적은 압축을 통해 입력 비디오 신호의 중복성(redundancy)을 줄이는 것일 수 있다. 압축은 앞서 언급한 대역폭 또는 저장공간 요건을, 경우에 따라서는 두자릿수 이상, 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 무손실 압축(lossless compression)과 손실 압축(lossy compress) 둘 다는 물론, 이들의 조합도 사용될 수 있다. 무손실 압축이란 압축된 원본 신호(original signal)에서 원본 신호의 정확한 사본(exact copy)을 재구축할 수 있는 기술을 말한다. 손실 압축을 사용하는 경우, 재구축된 신호는 원본 신호와 동일하지 않을 수 있지만 원본 신호와 재구축된 신호 사이의 왜곡은, 재구축된 신호가 의도된 애플리케이션에 유용할 정도로 충분히 작다. 비디오의 경우, 손실 압축이 널리 채용된다. 허용되는 왜곡의 양은 애플리케이션에 따라 다르다. 예를 들어, 특정 소비자 스트리밍 애플리케이션의 사용자는 텔레비전 배급 애플리케이션(television distribution application)의 사용자보다 더 높은 왜곡을 용인할 수 있다. 달성 가능한 압축 비율은, 허용 가능한/용인 가능한 왜곡이 높을수록 압축 비율은 더 높을 수 있다는 것을 반영할 수 있다.

비디오 인코더 및 디코더는, 예를 들어, 움직임 보상, 변환(transform), 양자화(quantization), 및 엔트로피 코딩(entropy coding)을 포함한 여러 광범위한 범주로부터의 기술을 이용할 수 있다.

비디오 코덱 기술에는 인트라 코딩으로 알려진 기술이 포함될 수 있다. 인트라 코딩에서, 샘플 값은 이전에 재구축된 참조 픽처의 샘플 또는 다른 데이터에 대한 참조 없이 표현된다. 일부 비디오 코덱에서, 픽처는 샘플 블록으로 공간적으로 세분화된다. 샘플의 모든 블록이 인트라 모드로 코딩되는 경우, 그 픽처는 인트라 픽처일 수 있다. 인트라 픽처 및 독립 디코더 리프레시 픽처와 같은 그 도출물(derivation)은 디코더 상태를 재설정하는 데 사용될 수 있으며, 따라서 코딩된 비디오 비트스트림 및 비디오 세션의 첫 번째 픽처 또는 스틸 이미지(still image)로 사용될 수 있다. 인트라 블록의 샘플은 변환에 노출될 수 있으며, 변환 계수는 엔트로피 코딩 전에 양자화될 수 있다. 인트라 예측(intra prediction)은 변환 전 도메인(pre-transform domain)에서 샘플 값을 최소화하는 기술일 수 있다. 경우에 따라서는, 변환 후 DC 값이 작을수록, 그리고 AC 계수가 작을수록, 엔트로피 코딩 후 블록을 표현하기 위해 주어진 양자화 스텝 크기(quantization step size)에서 필요한 비트는 더 적다.

예를 들어 MPEG-2 생성 코딩 기술에서 알려진 것과 같은 전통적인 인트라 코딩은 인트라 예측을 사용하지 않는다. 하지만, 일부 새로운 비디오 압축 기술은, 예를 들어 주변 샘플 데이터 및/또는 공간적으로 이웃하고 디코딩 순서에서 선행하는 데이터 블록의 인코딩/디코딩 동안 획득되는 메타데이터로부터 시도하는 기술을 포함한다. 이러한 기술은 앞으로 "인트라 예측" 기술이라고 한다. 적어도 일부 경우에, 인트라 예측은 참조 픽처가 아닌 재구축 중인 현재 픽처로부터의 참조 데이터만 사용하는 것이다.

다양한 형태의 인트라 예측이 있을 수 있다. 이러한 기술 중 하나 이상이 주어진 비디오 코딩 기술에서 사용될 수 있는 경우, 사용 중인 기술은 인트라 예측 모드에서 코딩될 수 있다. 어떤 경우에는, 모드는 서브모드 및/또는 파라미터를 가질 수 있으며, 이들은 개별적으로 코딩되거나 모드 코드워드에 포함될 수 있다. 어떤 코드워드가 주어진 모드, 서브모드, 및/또는 파라미터 조합에 사용되는지는 인트라 예측을 통한 코딩 효율 이득(coding efficiency gain)에 영향을 미칠 수 있어서, 코드워드를 비트스트림으로 변환하는 데 사용되는 엔트로피 코딩 기술에도 영향을 미칠 수 있다.

특정 모드의 인트라 예측이 H.264와 함께 도입되었고, H.265에서 개선되었으며, 공동 탐사 모델(joint exploration model, JEM), 다용도 비디오 코딩(video coding, VVC) 및 벤치 마크 세트(benchmark set, BMS)와 같은 최신 코딩 기술에서 더욱 개선되었다. 예측자 블록(predictor block)은 이미 사용 가능한 샘플에 속하는 이웃 샘플을 사용하여 형성될 수 있다. 이웃 샘플의 샘플 값은 방향에 따라 예측자 블록에 복사된다. 사용 중의 방향에 대한 참조는 비트스트림에서 코딩되거나 그 자체를 예측할 수 있다.

도 1a를 참조하면, (35개 인트라 모드의 33개 각도 모드에 대응하는) H.265의 33개의 가능한 예측자 방향(predictor direction)으로부터 알려진 9개의 예측자 방향의 서브세트가 우측 하단에 도시되어 있다. 화살표가 수렴하는 지점(101)은 예측되는 샘플을 나타낸다. 화살표는 샘플이 예측되는 방향을 나타낸다. 예를 들어, 화살표(102)는 샘플(101)이 하나의 샘플 또는 샘플들로부터 수평에서 45도 각도로 우측 상단으로 예측된다는 것을 지시한다. 유사하게, 화살표(103)는 샘플(101)이 하나의 샘플 또는 샘플들로부터 수평에서 22.5도 각도로 샘플(101)의 좌측 하단으로 예측된다는 것을 지시한다.

도 1a를 여전히 참조하면, 좌측 상단에는 (파선의 굵은 선으로 나타낸) 4×4 샘플의 정사각형 블록(104)이 표시되어 있다. 정사각형 블록(104)은 16개의 샘플을 포함하고, 각각은 "S", Y 차원의 위치(예: 열 색인), 및 X 차원의 위치(예: 열 색인)로 레이블이 부여된다. 예를 들어, 샘플 S21은 Y 차원의 (상단에서) 두 번째 샘플이고 X 차원의 (좌측에서) 첫 번째 샘플이다. 유사하게, 샘플 S44는 Y 및 X 차원 모두에서 블록(104)의 네 번째 샘플이다. 블록 크기가 4×4 샘플이므로, S44는 우측 하단에 있다. 유사한 번호 매기기 방식을 따르는 참조 샘플이 추가로 도시되어 있다. 참조 샘플은 R, 블록(104)에 상대적인 Y 위치(예: 행 색인) 및 X 위치(열 색인)로 레이블이 부여된다. H.264 및 H.265 모두에서, 예측 샘플은 재구축중인 블록에 이웃하고; 따라서 음수 값을 사용할 필요가 없다.

인트라 픽처 예측(intra picture prediction)은 시그널링된 예측 방향에 의해 적절한 이웃 샘플로부터 참조 샘플 값을 복사함으로써 동작할 수 있다. 예를 들어, 코딩된 비디오 비트스트림이, 이 블록에 대해, 화살표(102)와 일치하는 예측 방향을 지시하는 시그널링을 포함한다고 가정한다 - 즉, 샘플들은 수평에서 45도 각도로 우측 상단에 있는 하나의 예측 샘플 또는 샘플들로부터 예측된다. 이 경우 샘플 S41, S32, S23 및 S14는 동일한 참조 샘플 R05로부터 예측된다. 그런 다음 샘플 S44는 참조 샘플 R08로부터 예측된다.

어떤 경우에는, 참조 샘플을 계산하기 위해, 특히 방향을 45도로 균등하게 나눌 수 없을 때, 예를 들어 보간을 통해 다수의 참조 샘플의 값이 결합될 수 있다.

비디오 코딩 기술이 발전함에 따라 가능한 방향의 수가 증가했다. H.264(2003년)에서는 9개의 서로 다른 방향을 나타낼 수 있다. H.265(2013년)에서는 33개로 증가했으며, 공개 당시 JEM/VVC/BMS는 최대 65개의 방향을 지원할 수 있다. 가장 가능성이 높은 방향을 식별하기 위한 실험이 수행되었으며, 엔트로피 코딩의 특정 기술을 사용하여 그러한 가장 가능성이 높은 방향을 적은 수의 비트로 표현하여, 가능성이 낮은 방향에 대한 특정 패널티를 수용한다. 또한, 방향 자체는 이미 디코딩된 이웃 블록에서 사용되는 이웃 방향으로부터 예측될 수 있다.

도 1b는 시간이 지나면서 증가하는 예측 방향의 수를 설명하기 위해 JEM에 따른 65개의 인트라 예측 방향을 나타낸 개략도(105)를 도시한다.

방향을 나타내는 코딩된 비디오 비트스트림 내의 인트라 예측 방향 비트들의 매핑은 비디오 코딩 기술에 따라 다를 수 있으며; 예를 들어, 예측 방향의 단순한 직접 매핑에서 인트라 예측 모드, 코드워드, 가장 개연성이 높은(most probable) 모드를 포함하는 복잡한 적응 방식, 및 유사한 기술에 이르기까지 다양하다. 하지만, 모든 경우에, 비디오 콘텐츠에서 통계적으로 다른 특정 방향보다 발생할 가능성이 낮은 특정 방향이 있을 수 있다. 비디오 압축의 목표는 중복성을 줄이는 것이므로, 잘 작동하는 비디오 코딩 기술에서, 가능성이 낮은 방향은 가능성이 더 높은 방향보다 더 많은 수의 비트로 표현된다.

움직임 보상은 손실 압축 기술일 수 있으며 이전에 재구축된 픽처 또는 그 일부(참조 픽처)로부터의 샘플 데이터의 블록이, 움직임 벡터(motion vector, 이하 MV)에 의해 지시되는 방향으로 공간적으로 이동한 후, 새로 재구축되는 픽처 또는 픽처 일부의 예측에 사용되는 기술과 관련 있을 수 있다. 경우에 따라서는, 참조 픽처는 현재 재구축중인 픽처와 동일할 수 있다. MV는 X와 Y의 2차원 또는 3차원일 수 있으며, 세 번째는 사용중인 참조 픽처의 지시이다(후자는 간접적으로 시간 차원일 수 있음).

일부 비디오 압축 기술에서, 샘플 데이터의 특정 영역(area)에 적용할 수 있는 MV는 다른 MV, 예를 들어 재구축중인 영역에 공간적으로 인접하고 디코딩 순서에서 그 MV보다 선행하는 샘플 데이터의 다른 영역과 관련된 MV로부터 예측될 수 있다. 이렇게 하면 MV를 코딩하는 데 필요한 데이터의 양을 크게 줄일 수 있으므로, 중복성을 제거하고 압축률을 높일 수 있다. 예를 들어, 카메라로부터 도출된 입력 비디오 신호(자연 비디오(natural video)라고 함)를 코딩할 때 단일 MV가 적용될 수 있는 영역보다 큰 영역이 유사한 방향으로 이동하는 통계적 가능성이 있기 때문에, MV 예측은 효과적으로 작동할 수 있고, 따라서 경우에 따라서는 이웃 영역의 MV로부터 도출된 유사한 MV를 사용하여 예측될 수 있다. 그 결과 주어진 영역에 대해 발견된 MV는 주변 MV로부터 예측된 MV와 유사하거나 동일하며, 이는, 엔트로피 코딩 후, MV를 직접 코딩하였다면 사용되었을 비트 수보다 더 적은 수의 비트로 표시될 수 있다. 경우에 따라서는, MV 예측은 원래 신호(즉, 샘플 스트림)로부터 도출된 신호(즉, MV)의 무손실 압축의 일례일 수 있다. 다른 경우에는 MV 예측 자체가 손실될 수 있는데, 예를 들어 주변의 여러 MV로부터 예측자를 계산할 때 라운딩 오차(rounding error)가 발생하기 때문이다.

다양한 MV 예측 메커니즘이 H.265/HEVC(ITU-T Rec. H.265, "High Efficiency Video Coding(고효율 비디오 코딩)", 2016년 12월)에 기술되어 있다. H.265가 제공하는 많은 MV 예측 메커니즘 중에서 여기에 설명된 기술은 이하 "공간 병합(spatial merge)"이라 한다.

도 1c를 참조하면, 현재 블록(111)은 공간적으로 시프트된 동일한 크기의 이전 블록으로부터 예측 가능하도록 움직임 검색 프로세스 동안 인코더에 의해 발견된 샘플을 포함할 수 있다. MV를 직접 코딩하는 대신, MV는 A0, A1 및 B0, B1, B2(각각 112∼116)로 표시된 5개의 주변 샘플 중 하나와 연관된 MV를 사용하여, 예를 들어 가장 최근의(디코딩 순서상) 참조 픽처로부터, 하나 이상의 참조 픽처와 연관된 메타 데이터로부터 도출될 수 있다. H.265에서, MV 예측은 이웃 블록이 사용하고 있는 것과 동일한 참조 픽처로부터의 예측자를 사용할 수 있다.

본 개시의 측면들은 비디오 인코딩/디코딩 장치를 제공한다. 장치는 제약된 방향 강화 필터(constrained directional enhancement filter, CDEF) 프로세스 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 비디오 프레임에 포함된 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하는 처리 회로를 포함한다. 상기 처리 회로는 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보에 기초하여 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정한다. 상기 처리 회로는 상기 복수의 필터 파라미터 세트 중 상기 하나에 기초하여 상기 복원 필터 유닛에 대해 상기 복원 필터 프로세스를 수행한다. 상기 처리 회로는 필터링된 복원 필터 유닛에 기초하여 상기 비디오 프레임을 재구축한다.

일 실시예에서, 상기 복원 필터 유닛은 하나 이상의 방향성 정보 유닛을 포함하고, 상기 CDEF 프로세스 또는 상기 인트라 예측 모드 중 적어도 하나는 상기 하나 이상의 방향성 정보 유닛 중 하나에 대해 수행된다.

일 실시예에서, 상기 복원 필터의 복수의 필터 파라미터 세트 각각은 상기 CDEF 프로세스의 적어도 하나의 방향성과 연관된다.

일 실시예에서, 상기 처리 회로는 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보 및 블록 분산 정보에 기초하여 상기 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정한다.

일 실시예에서, 상기 처리 회로는 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보 및 상기 CDEF 프로세스의 필터 강도에 기초하여 상기 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정한다.

일 실시예에서, 상기 처리 회로는 상기 복원 필터 유닛에서의 방향성에 대한 다수결 또는 일관성 검사 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정한다.

일 실시예에서, 상기 처리 회로는, 상기 복원 필터 유닛은 인트라 코딩되지 않고 상기 복원 필터 유닛의 이웃 블록이 인트라 코딩되는 것에 기초하여, 상기 복원 필터 유닛의 이웃 블록에 대해 수행되는 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정한다.

일부 가능한 실시예에서, 상기 처리 회로는 상기 인트라 예측 모드로부터 결정된 방향성 정보와 매칭되는 CDEF 프로세스에서 결정된 방향성 정보에 기초하여 상기 복원 필터 유닛에 대해 복원 필터 프로세스를 수행한다.

일 실시예에서, 상기 필터 복원 프로세스는 위너(Wiener) 필터 프로세스와 자체 유도 투영(self-guided projection, SGRPRJ) 필터 프로세스 중 하나이다.

일 실시예에서, 상기 처리 회로는 디폴트 필터 파라미터 세트, 필터 파라미터 세트를 지시하는 시그널링된 색인, 또는 시그널링된 필터 파라미터 세트 중 하나에 기초하여 상기 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정한다.

본 개시의 측면들은 비디오 인코딩/디코딩 방법을 제공한다. 상기 방법에서, CDEF 프로세스 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 비디오 프레임에 포함된 복원 필터 유닛의 방향성 정보가 결정된다. 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보에 기초하여 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나가 결정된다. 상기 복수의 필터 파라미터 세트 중 상기 하나에 기초하여 상기 복원 필터 유닛에 대해 상기 복원 필터 프로세스가 수행된다. 필터링된 복원 필터 유닛에 기초하여 상기 비디오 프레임이 재구축된다.

본 개시의 측면들은 또한 명령어를 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적 저장 매체를 제공하며, 상기 명령어는 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 적어도 하나 이상의 프로세서로 하여금, 상기 비디오 디코딩 방법들 중 어느 하나 또는 그 조합을 수행하도록 한다.

개시된 주제의 추가 특징, 성질 및 다양한 이점은 이하의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1a는 인트라 예측 모드의 예시적인 서브세트의 개략도이다.
도 1b는 예시적인 인트라 예측 방향의 도면이다.
도 1c는 하나의 예에서의 현재 블록 및 그 주변 공간 병합 후보의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 통신 시스템의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 통신 시스템의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 디코더의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 인코더의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 인코더의 블록도를 도시한다.
도 7은 다른 실시예에 따른 디코더의 블록도를 도시한다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 공칭 각도(nominal angle)를 도시한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 현재 블록에서 하나의 픽셀에 대한 상단, 좌측 및 좌측 상단 샘플의 위치를 도시한다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 순환 필터 인트라 모드(recursive filter intra mode)를 도시한다.
도 11은 본 개시의 일부 실시예에 따른 제약된 방향 강화 필터(CDEF) 프로세스의 일부 예시적인 방향을 도시한다.
도 12는 본 개시의 일부 실시예에 따른 일부 예시적인 블록 파티션을 도시한다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따라 방향성 유닛 블록이 필터링 유닛으로 병합되는 일례를 도시한다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따라 방향성 유닛 블록이 필터링 유닛으로 병합되는 다른 예를 도시한다.
도 15는 본 개시의 일부 실시예에 따른 CDEF 프로세스 동안에 도출되는 방향성 인트라 예측 모드와 지배적 방향 사이의 방향성 정보의 예시적인 매핑을 도시한다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 17은 일 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 개략도이다.

I. 비디오 디코더 및 인코더 시스템

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 통신 시스템(200)의 단순화된 블록도를 나타낸다. 통신 시스템(200)은 예를 들어 네트워크(250)를 통해 서로 통신할 수 있는 복수의 단말 기기를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템(200)은 네트워크(250)를 통해 상호 연결된 제1의 단말 기기 쌍(210, 220)을 포함한다. 도 2의 예에서, 제1의 단말 기기 쌍(210, 220)은 데이터의 단방향 송신을 수행한다. 예를 들어, 단말 기기(210)는 네트워크(250)를 통해 다른 단말 기기(220)로의 송신을 위해 비디오 데이터(예: 단말 기기(210)에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 하나 이상의 코딩된 비디오 비트 스트림의 형태로 송신될 수 있다. 단말 기기(220)는 네트워크(250)로부터 코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처를 복원하고, 복원된 비디오 데이터에 따라 비디오 픽처를 표시할 수 있다. 단방향 데이터 송신은 미디어 서빙 애플리케이션 등에서 일반적일 수 있다.

다른 예에서, 통신 시스템(200)은, 예를 들어 비디오 컨퍼런스 동안 발생할 수 있는 코딩된 비디오 데이터의 양방향 송신을 수행하는 제2의 단말 기기 쌍(230, 240)을 포함한다. 데이터의 양방향 송신의 경우, 일례에서, 단말 기기 쌍(230, 240)의 각각의 단말 기기는 네트워크(250)를 통해 단말 기기 쌍(230, 240) 중 다른 단말 기기로의 송신을 위해 비디오 데이터(예: 단말 기기에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 단말 기기 쌍(230, 240)의 각각의 단말 기기는 또한 단말 기기 쌍(230, 240)의 다른 단말 기기에 의해 송신되는 코딩된 비디오 데이터를 수신할 수 있으며, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오를 복원할 수 있고 복원된 비디오 데이터에 따라 액세스 가능한 디스플레이 기기에 비디오 픽처를 표시할 수 있다.

도 2의 예에서, 단말 기기(210, 220, 230, 240)는 서버, 개인용 컴퓨터 및 스마트폰으로 예시될 수 있지만, 본 개시의 원리는 이에 한정되지 않을 수 있다. 본 개시의 실시예는 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 미디어 플레이어 및/또는 전용 화상 회의 장비를 사용하는 애플리케이션을 찾아낸다. 네트워크(250)는, 예를 들어 유선(wired) 및/또는 무선 통신 네트워크를 포함하여, 단말 기기(210, 220, 230, 240) 사이에서 코딩된 비디오 데이터를 전달하는 임의의 수의 네트워크를 나타낸다. 통신 네트워크(250)는 회선 교환 및/또는 패킷 교환 채널에서 데이터를 교환할 수 있다. 대표적인 네트워크로는 통신 네트워크, 근거리 통신망, 광역 통신망 및/또는 인터넷을 포함한다. 본 논의를 목적을 위해, 네트워크(250)의 아키텍처 및 토폴로지는 이하에서 설명되지 않는 한 본 개시의 동작에 중요하지 않을 수 있다.

도 3은 개시된 주제에 대한 애플리케이션의 일례로서, 스트리밍 환경에서 비디오 인코더 및 비디오 디코더의 배치를 예시한다. 개시된 주제는 예를 들어, 화상 회의, 디지털 TV, CD, DVD, 메모리 스틱 등을 포함하는 디지털 미디어에 압축된 비디오의 저장을 포함하는 다른 비디오 기능이 있는 애플리케이션(video enabled application)에도 동일하게 적용될 수 있다.

스트리밍 시스템은 비디오 소스(301), 예를 들어 디지털 카메라를 포함할 수 있는 캡처 서브시스템(313)을 포함하여, 예를 들어 압축되지 않은 비디오 픽처의 스트림(302)을 생성할 수 있다. 일례에서, 비디오 픽처의 스트림(302)은 디지털 카메라로 촬영된 샘플을 포함한다. 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 코딩된 비디오 비트 스트림)와 비교할 때 높은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 굵은 선으로 표시된 비디오 픽처의 스트림(302)은 비디오 소스(301)에 결합된 비디오 인코더(303)를 포함하는 전자 기기(320)에 의해 처리될 수 있다. 비디오 인코더(303)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 개시된 주제의 측면들을 가능하게 하거나 구현할 수 있는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 인코딩된 비디오 비트 스트림(304))는 비디오 픽처의 스트림(302)과 비교할 때 더 낮은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 가는 선으로 표시되고, 나중에 사용하기 위해 스트리밍 서버(305)에 저장될 수 있다. 도 3에서의 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 기기(330)에 비디오 디코더(310)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(310)는 인코딩된 비디오 데이터의 인커밍 사본(incoming copy)(307)을 디코딩하고 디스플레이(312)(예: 디스플레이 스크린) 또는 다른 렌더링 기기(도시되지 않음)에서 렌더링 될 수 있는 비디오 픽처(311)의 아웃고잉 스트림을 생성한다. 일부 스트리밍 시스템에서, 인코딩된 비디오 데이터(304, 307, 309)(예: 비디오 비트 스트림)은 특정 비디오 코딩/압축 표준에 따라 인코딩될 수 있다. 이러한 표준의 예로는 ITU-T Recommendation H.265를 포함한다. 일례에서, 개발중인 비디오 코딩 표준은 비공식적으로 VVC(Versatile Video Coding)로 알려져 있다. 개시된 주제는 VVC의 컨텍스트에서 사용될 수 있다.

전자 기기(320, 330)는 다른 구성요소(도시되지 않음)를 포함할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 전자 기기(320)는 비디오 디코더(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 전자 기기(330)도 비디오 인코더(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 비디오 디코더(410)의 블록도를 도시한다. 비디오 디코더(410)는 전자 기기(430)에 포함될 수 있다. 전자 기기(430)는 수신기(431)(예: 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 있고; 동일하거나 다른 실시예에서, 한 번에 하나의 코딩된 비디오 시퀀스에서, 각각의 코딩된 비디오 시퀀스의 디코딩은 다른 코딩된 비디오 시퀀스와 독립적이다. 코딩된 비디오 시퀀스는 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는 저장 기기에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는 채널(401)로부터 수신될 수 있다. 수신기(431)는 다른 데이터, 예를 들어 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림과 함께 인코딩된 비디오 데이터를 수신할 수 있으며, 이들은 각각의 사용 엔티티(도시되지 않음)에 포워딩될 수 있다. 수신기(431)는 코딩된 비디오 시퀀스를 다른 데이터와 분리할 수 있다. 네트워크 지터(network jitter)를 방지하기 위해, 버퍼 메모리(415)가 수신기(431)와 엔트로피 디코더/파서(420)(이하 "파서(420)") 사이에 결합될 수 있다. 특정 애플리케이션에서, 버퍼 메모리(415)는 비디오 디코더(410)의 일부이다. 다른 경우에는 비디오 디코더(410)(도시되지 않음) 외부에 있을 수 있다. 또 다른 경우에는, 예를 들어 네트워크 지터를 방지하기 위해 비디오 디코더(410) 외부에 버퍼 메모리(도시되지 않음)가 있을 수 있으며, 예를 들어 플레이아웃 타이밍(playout timing)을 처리하기 위해 비디오 디코더(410) 내부에 추가로 다른 버퍼 메모리(415)가 있을 수 있다. 수신기(431)가 충분한 대역폭과 제어 가능성을 갖는 저장/포워딩 기기로부터 또는 등시성 네트워크(isosynchronous network)로부터 데이터를 수신하고 있을 때, 버퍼 메모리(415)는 필요하지 않거나 작을 수 있다. 인터넷과 같은 최선형 패킷 네트워크(best effort packet network)에서 사용하기 위해, 버퍼 메모리(415)는 필요할 수 있고, 비교적 클 수 있으며, 적응적인 크기가 유리할 수 있으며, 운영 체제 또는 비디오 디코더(410)의 외부에 유사한 요소(도시되지 않음)에서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.

비디오 디코더(410)는 코딩된 비디오 시퀀스로부터 심볼(421)을 재구축하기 위해 파서(420)를 포함할 수 있다. 이러한 심볼의 카테고리로는 비디오 디코더(410)의 작동을 관리하는 데 사용되는 정보와, 전자 기기(430)의 일체화된 부분이 아니라 도 4에 도시된 바와 같이 전자 기기(430)에 연결될 수 있는 렌더링 기기(render device)(412)(예: 디스플레이 픽처)와 같은 렌더링 기기를 제어하기 위한 잠재적인 정보를 포함된다. 렌더링 장치(들)에 대한 제어 정보는 보충 강화 정보(Supplemental Enhancement Information, SEI) 메시지 또는 비디오 유용성 정보(Video Usability Information, VUI) 파라미터 세트 프래그먼트(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 있으며, 가변 길이 코딩, Huffman 코딩, 컨텍스트 민감도가 있거나 없는 산술 코딩 등을 포함한 다양한 원리를 따를 수 있다. 파서(420)는 그룹에 대응하는 적어도 하나의 파라미터에 기초하여, 비디오 디코더 내의 픽셀의 서브그룹 중 적어도 하나에 대한 서브그룹 파라미터의 세트를, 코딩된 비디오 시퀀스로부터 추출할 수 있다. 서브그룹은 픽처의 그룹(Group of Picture, GOP), 픽처, 타일(tile), 슬라이스(slice), 매크로블록(macroblock), 코딩 유닛(Coding Unit, CU), 블록, 변환 유닛(Transform Unit, TU), 예측 유닛(Prediction Unit, PU) 등이 포함될 수 있다. 파서(420)는 또한 변환 계수, 양자화기 파라미터 값, MV 등을 코딩된 비디오 시퀀스 정보로부터 추출할 수 있다.

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

심볼(421)의 재구축은 코딩된 비디오 픽처 또는 그 일부(예: 인터 및 인트라 픽처, 인터 및 인트라 블록)의 유형 및 기타 인자에 따라 여러 다른 유닛을 포함할 수 있다. 어떤 유닛이 관련되고, 어떻게 관련되는지는 파서(420)에 의해 코딩된 비디오 시퀀스로부터 파싱된 서브그룹 제어 정보에 의해 제어될 수 있다. 파서(420)와 그 아래의 다수의 유닛 사이의 그러한 서브그룹 제어 정보의 흐름은 명확성을 위해 나타내지 않았다.

이미 언급된 기능 블록을 넘어, 비디오 디코더(410)는 아래에 설명된 바와 같이 개념적으로 다수의 기능 유닛으로 세분될 수 있다. 상업적 제약 하에서 작동하는 실제 구현에서, 이러한 유닛 중 다수는 서로 밀접하게 상호작용하며, 적어도 부분적으로, 서로 통합될 수 있다. 그러나 개시된 주제를 설명하기 위해서는 아래의 기능 유닛으로 개념적으로 세분화하는 것이 적절하다.

제1 유닛은 스케일러/역변환 유닛(451)이다. 스케일러/역변환 유닛(451)은 파서(420)로부터의 심볼(들)(421)로서 사용을 위한 변환, 블록 크기, 양자화 인자, 양자화 스케일링 행렬 등을 포함한, 제어 정보뿐만 아니라 양자화된 변환 계수도 수신한다. 스케일러/역변환 유닛(451)은 집성기(aggregator)(455)에 입력될 수 있는, 샘플 값을 포함하는 블록을 출력할 수 있다.

경우에 따라서는, 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력 샘플은 인트라 코딩된 블록에 관련될 수 있다, 즉, 이전에 재구축된 픽처로부터의 예측 정보를 사용하지 않지만, 현재 픽처의 이전에 재구축된 부분으로부터의 예측 정보를 사용할 수 있는 블록이다. 이러한 예측 정보는 인트라 픽처 예측 유닛(452)에 의해 제공될 수 있다. 경우에 따라서는, 인트라 픽처 예측 유닛(452)은 현재 픽처 버퍼(458)로부터 인출된 이미 재구축된 주변 정보를 이용하여, 재구축중인 블록과 동일한 크기 및 형상의 블록을 생성한다. 현재 픽처 버퍼(458)는, 예를 들어 부분적으로 재구축된 현재 픽처 및/또는 완전히 재구축된 현재 픽처를 버퍼링한다. 집성기(455)는, 경우에 따라서, 인트라 예측 유닛(452)이 생성한 예측 정보를 스케일러/역변환 유닛(551)에 의해 제공되는 출력 샘플 정보에 샘플 단위로 추가한다.

다른 경우에, 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력 샘플은 인터 코딩되고 잠재적으로 움직임 보상된 블록에 속할 수 있다. 이러한 경우, 움직임 보상 예측 유닛(453)은 예측에 사용되는 샘플을 인출하기 위해 참조 픽처 메모리(457)에 액세스할 수 있다. 블록에 속하는 심볼(421)에 따라 인출된 샘플을 움직임 보상한 후, 이러한 샘플은 집성기(455)에 의해 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력(이 경우에는 잔차 샘플 또는 잔차 신호라고 함)에 더해져, 출력 샘플 정보를 생성할 수 있다. 움직임 보상 예측 유닛(453)이 예측 샘플을 인출하는 참조 픽처 메모리(457) 내의 주소는 MV에 의해 제어될 수 있으며, 예를 들어 X, Y 및 참조 픽처 구성요소를 가질 수 있는 심볼(421)의 형태로 움직임 보상 유닛(453)에 사용할 수 있다. 움직임 보상은 또한 서브샘플의 정확한 MV가 사용되고 있을 때에 참조 픽처 메모리(457)로부터 인출된 샘플 값의 보간, MV 예측 메커니즘 등을 포함할 수 있다.

집성기(455)의 출력 샘플은 루프 필터 유닛(456)에서 다양한 루프 필터링 기술의 대상이 될 수 있다. 비디오 압축 기술은 코딩된 비디오 시퀀스(코딩된 비디오 비트스트림이라고도 함)에 포함된 파라미터에 의해 제어되고 파서(420)로부터의 심볼(421)로서 루프 필터 유닛(456)에 사용 가능하게 되는 인 루프(in-loop) 필터 기술을 포함할 수 있지만, 또한 코딩된 픽처 또는 코딩된 비디오 시퀀스의 이전(디코딩 순서상) 부분을 디코딩하는 동안 획득된 메타 정보에 응답할 수 있을 뿐만 아니라 이전에 재구축되고 루프 필터링된 샘플 값에 응답할 수도 있다.

루프 필터 유닛(456)의 출력은 렌더 기기(412)에 출력될 수 있을 뿐만 아니라 미래의 인터 픽처 예측에 사용하기 위해 참조 픽처 메모리(457)에 저장될 수도 있는 샘플 스트림일 수 있다.

일단 완전히 재구축된 특정 코딩된 픽처는 나중에 예측을 위한 참조 픽처로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처에 대응하는 코딩된 픽처가 완전히 재구축되고 코딩된 픽처가 참조 픽처로 식별되면(예: 파서(420)에 의해), 현재 픽처 버퍼(458)는 참조 픽처 메모리(457)의 일부가 될 수 있고, 새로운 현재 픽처 버퍼는 다음 코딩된 픽처의 재구축을 시작하기 전에 재할당될 수 있다.

비디오 디코더(410)는 ITU-T Rec. H.265와 같은, 표준에서 미리 정해진 비디오 압축 기술에 따라 디코딩 동작을 수행할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스는 비디오 압축 기술 또는 표준의 신택스와 비디오 압축 기술에 문서화된 프로파일 모두를 준수한다는 점에서, 사용되는 비디오 압축 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 따를 수 있다. 특히, 프로필은 비디오 압축 기술 또는 표준에서 사용 가능한 모든 도구 중에서 해당 프로필에서 사용할 수 있는 유일한 도구로서 특정 도구를 선택할 수 있다. 또한 준수(compliance)에 필요한 것은, 코딩된 비디오 시퀀스의 복잡도가 비디오 압축 기술 또는 표준의 레벨에 정의된 범위 내에 있는 것일 수 있다. 경우에 따라서는, 레벨은 최대 픽처 크기, 최대 프레임 레이트, 최대 재구축 샘플 레이트(예: 초당 메가 샘플로 측정됨), 최대 참조 픽처 크기 등을 제한한다. 레벨에 의해 설정된 제한은, 경우에 따라서는 코딩된 비디오 시퀀스에서 시그널링된 가상 참조 디코더(Hippothetical Reference Decoder, HRD) 버퍼 관리를 위한 HRD 사양 및 메타 데이터를 통해 추가로 제한될 수 있다.

일 실시예에서, 수신기(431)는 인코딩된 비디오와 함께 추가(중복) 데이터(additional(redundant) data)를 수신할 수 있다. 추가 데이터는 코딩된 비디오 시퀀스(들)의 일부로서 포함될 수 있다. 추가 데이터는 데이터를 적절하게 디코딩하고/하거나 원본 비디오 데이터를 더 정확하게 재구축하기 위해 비디오 디코더(410)에 의해 사용될 수 있다. 추가 데이터는, 예를 들어 시간 계층, 공간 계층 또는 SNR 강화 계층(enhancement layer), 중복 슬라이스(redundant slice), 중복 픽처(redundant picture), 순방향 오류 정정 코드(forward error correction code) 등의 형태일 수 있다.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 비디오 인코더(503)의 블록도를 도시한다. 비디오 인코더(503)는 전자 기기(520)에 포함되어 있다. 전자 기기(520)는 송신기(540)(예: 송신 회로)를 포함한다. 비디오 인코더(503)는 도 3의 예에서의 비디오 인코더(403) 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 기기(520)의 일부가 아님)로부터 비디오 샘플을 수신할 수 있다. 다른 예에서, 비디오 소스(501)는 전자 기기(520)의 일부이다.

비디오 소스(501)는 임의의 적절한 비트 심도(예: 8비트, 10비트, 12비트,…), 임의의 색 공간(color space)(예: BT.601 Y CrCB, RGB,…) 및 임의의 적절한 샘플링 구조(예: 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 미리 준비된 비디오를 저장하는 저장 기기일 수 있다. 화상 회의 시스템에서, 비디오 소스(501)는 로컬 이미지 정보를 비디오 시퀀스로서 캡처하는 카메라일 수 있다. 비디오 데이터는 순차적으로 볼 때 움직임을 부여하는 복수의 개별 픽처로 제공될 수 있다. 픽처 자체는 픽셀의 공간 배열(spatial array)로 구성될 수 있으며, 각각의 픽셀은 사용중인 샘플링 구조, 색 공간 등에 따라 하나 이상의 샘플을 포함할 수 있다. 당업자라면 픽셀과 샘플 사이의 관계를 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 아래 설명은 샘플에 중점을 둔다.

일 실시예에 따르면, 비디오 인코더(503)는 소스 비디오 시퀀스의 픽처를 실시간으로 또는 애플리케이션에 의해 요구되는 임의의 다른 시간 제약하에 코딩된 비디오 시퀀스(543)로 코딩하고 압축할 수 있다. 적절한 코딩 속도를 강제하는 것은 제어기(550)의 기능 중 하나이다. 일부 실시예에서, 제어기(550)는 후술되는 바와 같이 다른 기능 유닛을 제어하고 다른 기능 유닛에 기능적으로 결합된다. 명확성을 위해 결합은 표시되지 않았다. 제어기(550)에 의해 설정되는 파라미터로는 레이트 제어 관련 파라미터(픽처 스킵, 양자화기, 레이트 왜곡 최적화 기술의 람다 값,…), 픽처 크기, 픽처 그룹(GOP) 레이아웃, 최대 MV 허용 참조 영역, 등등을 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 동작하도록 구성된다. 과도하게 단순화된 설명으로서, 일례에서, 코딩 루프는 소스 코더(530)(예: 코딩될 입력 픽처에 기초하여 심볼 스트림과 같은 심볼 및 참조 픽처(들)의 생성을 담당), 및 비디오 인코더(503)에 내장된 (로컬) 디코더(533)를 포함할 수 있다. 디코더(533)는 (원격) 디코더가 또한 생성하는 것과 동일한 방식으로 샘플 데이터를 생성하기 위해 심볼을 재구축한다(심볼과 코딩된 비디오 비트 스트림 사이의 임의의 압축은 개시된 주제에서 고려되는 비디오 압축 기술에서 무손실이므로). 재구축된 샘플 스트림(샘플 데이터)은 참조 픽처 메모리(534)에 입력된다. 심볼 스트림의 디코딩은 디코더 위치(로컬 또는 원격)와 무관하게 비트가 정확한 결과(bit-exact result)로 이어지므로, 참조 픽처 메모리(534)의 내용도 로컬 인코더와 원격 인코더 사이에 비트가 정확하다(bit exact). 다시 말해, 인코더의 예측 부분은 디코딩 동안에 예측을 사용하는 경우에 디코더가 "인식하는(see)" 것과 정확히 동일한 샘플 값을 참조 픽처 샘플로서 "인식한다". 참조 픽처 동기성(reference picture synchronicity)의 기본 원리 (및 예를 들어 채널 오차로 인해 동시성이 유지될 수 없는 경우, 결과 드리프트(resulting drift)는 일부 관련 기술에서도 사용된다.

"로컬" 디코더(533)의 동작은 비디오 디코더(410)와 같은, "원격" 디코더의 동작과 동일할 수 있으며, 이는 이미 도 4와 관련하여 상세하게 설명되었다. 간단히 도 4를 또한 참조하면, 심볼이 이용 가능하고 엔트로피 코더(545) 및 파서(420)에 의해 코딩된 비디오 시퀀스로의 심볼의 인코딩/디코딩이 무손실일 수 있으므로, 비디오 디코더(410)의 엔트로피 디코딩 부분은 버퍼 메모리(415) 및 파서(420)를 포함하여, 로컬 디코더(533)에 완전히 구현되지 않을 수 있다.

이 시점에서 관찰할 수 있는 것은 디코더에 존재하는 파싱/엔트로피 디코딩을 제외한 모든 디코더 기술이 반드시 상응하는 인코더에 실질적으로 동일한 기능적 형태로 존재해야 한다는 것이다. 이러한 이유로, 개시된 주제는 디코더 동작에 초점을 맞춘다. 인코더 기술에 대한 설명은 포괄적으로 설명된 디코더 기술의 반대이므로 생략할 수 있다. 특정 영역에서만 더 자세한 설명이 필요하며 아래에 제공된다.

동작 시에, 일부 예에서, 소스 코더(530)는 "참조 픽처"로 지정된 비디오 시퀀스로부터 하나 이상의 이전에 코딩된 픽처를 참조하여 입력 픽처를 예측적으로 코딩하는 움직임 보상된 예측 코딩을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 코딩 엔진(532)은 입력 픽처에 대한 예측 참조(들)로서 선택될 수 있는 입력 픽처의 픽셀 블록과 참조 픽처(들)의 픽셀 블록 간의 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 동작은 유리하게 손실 프로세스일 수 있다. 코딩된 비디오 데이터가 비디오 디코더(도 5에 도시되지 않음)에서 디코딩될 수 있을 때, 재구축된 비디오 시퀀스는 일반적으로 약간의 오류가 있는 소스 비디오 시퀀스의 복제본(replica)일 수 있다. 로컬 비디오 디코더(533)는 참조 픽처에 대해 비디오 디코더에 의해 수행될 수 있는 디코딩 프로세스를 복제하고, 재구축된 참조 픽처가 참조 픽처 캐시(534)에 저장되도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 비디오 인코더(503)는 원단(far-end) 비디오 디코더(송신 오류 없음)에 의해 획득될 재구축된 참조 픽처로서 공통 콘텐츠를 갖는 재구축된 참조 픽처의 사본을 로컬에 저장할 수 있다.

예측기(predictor)(535)는 코딩 엔진(532)에 대한 예측 검색을 수행할 수 있다. 즉, 코딩될 새로운 픽처를 위해, 예측기(535)는 참조 픽처 메모리(534)에서 새로운 픽처에 대한 적절한 예측 참조의 역할을 할 수 있는 샘플 데이터(후보 참조 픽셀 블록임), 또는 참조 픽처 MV, 블록 형상 등과 같은 특정 메타데이터를 검색할 수 있다. 예측기(535)는 적절한 예측 참조를 찾기 위해 샘플 블록별 픽셀 블록(sample block-by-pixel block) 단위로 동작할 수 있다. 경우에 따라서는, 예측기(535)에 의해 획득된 검색 결과에 의해 결정되는 바와 같이, 입력 픽처는 참조 픽처 메모리(534)에 저장된 다수의 참조 픽처로부터 끌어낸 예측 참조를 가질 수 있다.

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

전술한 모든 기능 유닛의 출력은 엔트로피 코더(545)에서의 엔트로피 코딩 대상일 수 있다. 엔트로피 코더(545)는 호프만(Huffman) 코딩, 가변 길이 코딩, 산술 코딩 등과 같은 기술에 따라 심볼을 무손실 압축함으로써, 다양한 기능 유닛에 의해 생성된 심볼을 코딩된 비디오 시퀀스로 변환한다.

송신기(540)는 엔트로피 코더(545)에 의해 생성된 코딩된 비디오 시퀀스(들)를 버퍼링하여, 인코딩된 비디오 데이터를 저장할 저장 기기에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는 통신 채널(560)을 통한 송신을 준비할 수 있다. 송신기(540)는 비디오 코더(503)로부터 코딩된 비디오 데이터를 송신될 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 동작을 관리할 수 있다. 코딩하는 동안, 제어기(550)는 각각의 코딩된 픽처에 특정 코딩된 픽처 유형을 할당할 수 있으며, 이는 각각의 픽처에 적용될 수 있는 코딩 기술에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 픽처는 흔히 다음 픽처 유형 중 하나로서 지정될 수 있다:

인트라 픽처(Intra Picture: I 픽처)는 예측 소스로서 시퀀스 내의 어떤 다른 픽처도 사용하지 않고 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 일부 비디오 코덱은, 예를 들어 독립 디코더 리프레시 픽처(Independent Decoder Refresh Picture, "IDR")을 포함한, 상이한 유형의 인트라 픽처를 허용한다. 당업자는 I 픽처의 이러한 변형 및 각각의 적용 및 특징을 알고 있다.

예측 픽처(Predictive picture: P 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값을 예측하기 위해 최대 하나의 MV 및 참조 색인을 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다.

양방향 예측 픽처(Bi-directionally Predictive Picture: B 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값을 예측하기 위해 최대 두 개의 MV 및 참조 색인을 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 유사하게, 다중 예측 픽처(multiple-predictive picture)는 단일 블록의 재구축을 위해 두 개보다 많은 참조 픽처와 연관 메타 데이터를 사용할 수 있다.

소스 픽처는 일반적으로 공간적으로 복수의 샘플 블록(예: 4×4, 8×8, 4×8 또는 16×16 샘플 블록)으로 세분화되고 블록 단위로 코딩될 수 있다. 블록은 블록의 픽처 각각에 적용된 코딩 할당에 의해 결정된 대로 다른 (이미 코딩된) 블록을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다. 예를 들어, I 픽처의 블록은 비 예측적으로 코딩되거나, 동일한 픽처의 이미 코딩된 블록(공간 예측 또는 인트라 예측)을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다. P 픽처의 픽셀 블록은 이전에 코딩된 하나의 참조 픽처를 참조하여 공간 예측을 통해 또는 시간 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다. B 픽처의 블록은 이전에 코딩된 하나 또는 두 개의 참조 픽처를 참조하여 공간 예측을 통해 또는 시간 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다.

비디오 인코더(503)는 ITU-T Rec. H.265.와 같은 미리 결정된 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따라 코딩 동작을 수행할 수 있다. 그 동작에서, 비디오 인코더(503)는 입력 비디오 시퀀스에서의 시간적 및 공간적 중복성을 이용하는 예측 코딩 동작을 포함한, 다양한 압축 동작을 수행할 수 있다. 따라서, 코딩된 비디오 데이터는 사용되는 비디오 코딩 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 따를 수 있다.

일 실시예에서, 송신기(540)는 인코딩된 비디오와 함께 추가 데이터를 송신할 수 있다. 소스 코더(530)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부로서 이러한 데이터를 포함할 수 있다. 추가 데이터는 시간/공간/SNR 강화 계층, 중복 픽처 및 슬라이스와 같은 다른 형태의 중복 데이터, SEI 메시지, VUI 파라미터 세트 프래그먼트 등을 포함할 수 있다.

비디오는 시간적 시퀀스로 복수의 소스 픽처(비디오 픽처)로서 캡처될 수 있다. 인트라 픽처 예측(흔히 인트라 예측으로 축약됨)은 주어진 픽처에서 공간적 상관관계를 이용하고, 픽처 간 예측(inter-picture prediction)은 픽처 사이의 (시간적 또는 기타) 상관관계를 이용한다. 일례에서, 현재 픽처라고 하는 인코딩/디코딩 중인 특정 픽처는 블록으로 파티셔닝된다. 현재 픽처 내의 블록이 이전에 코딩되고 비디오에서 여전히 버퍼링된 참조 픽처의 참조 블록과 유사할 때, 현재 픽처 내의 블록은 MV라고 하는 벡터로 코딩될 수 있다. MV는 참조 픽처 내의 참조 블록을 가리키며, 다수의 참조 픽처가 사용 중인 경우, 참조 픽처를 식별하는 3차원을 가질 수 있다.

일부 실시예에서, 양 예측 기술(bi-prediction technique)이 인터 픽처 예측에 사용될 수 있다. 양 예측 기술에 따르면, 비디오에서 현재 픽처에 대해 디코딩 순서가 모두 앞선(하지만 각각 표시 순서에서 과거와 미래일 수 있음) 제1 참조 픽처와 제2 참조 픽처와 같은, 2개의 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, 인터 픽처 예측에 병합 모드 기술을 사용하여 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 인터 픽처 예측 및 인트라 픽처 예측과 같은 예측은 블록 단위로 수행된다. 예를 들어, HEVC 표준에 따르면, 비디오 픽처의 시퀀스 내의 픽처는 압축을 위해 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU)로 파티셔닝되고, 픽처 내의 CTU는 64×64 픽셀, 32×32 픽셀 또는 16×16 픽셀과 같은, 동일한 크기를 갖는다. 일반적으로 CTU는 루마 CTB 1개와 크로마 CTB 2개인 세 개의 코딩 트리 블록(coding tree block, CTB)을 포함한다. 각각의 CTU는 반복적으로 하나 또는 복수의 코딩 유닛(CU)으로 쿼드트리 분할(quad-tree split)될 수 있다. 예를 들어 64×64 픽셀의 CTU는 64×64 픽셀의 CU 1개 또는 32×32 픽셀의 CU 4개 또는 16×16 픽셀의 CU 16개로 분할될 수 있다. 일례에서, 각각의 CU는 인터 예측 유형 또는 인트라 예측 유형과 같은, CU에 대한 예측 유형을 결정하기 위해 분석된다. CU는 시간적 및/또는 공간적 예측 가능성에 따라 하나 이상의 예측 유닛(prediction unit, PU)으로 분할된다. 일반적으로, 각각의 PU는 루마 예측 블록(PB)과 두 개의 크로마 PB를 포함한다. 일 실시예에서, 코딩(인코딩/디코딩)에서의 예측 동작은 예측 블록의 단위로 수행된다. 예측 블록의 예로서 루마 예측 블록을 사용하면, 예측 블록은 8×8 픽셀, 16×16 픽셀, 8×16 픽셀, 16×8 픽셀 등과 같은, 픽셀에 대한 값(예: 루마 값)의 행렬을 포함한다.

도 6은 본 개시의 다른 실시예에 따른 비디오 인코더(603)의 도면을 도시한다. 비디오 인코더(603)는 비디오 픽처 시퀀스에서 현재 비디오 픽처 내의 샘플 값의 처리 블록(예: 예측 블록)을 수신하고, 처리 블록을 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처로 인코딩하도록 구성된다. 일례에서, 비디오 인코더(603)는 도 3의 예에서의 비디오 인코더(303) 대신에 사용된다.

HEVC 예에서, 비디오 인코더(603)는 8×8 샘플의 예측 블록 등과 같은 처리 블록에 대한 샘플 값의 행렬을 수신한다. 비디오 인코더(603)는 처리 블록이, 예를 들어 레이트 왜곡 최적화를 사용하여 인트라 모드, 인터 모드 또는 양 예측 모드를 사용하여 가장 잘 코딩되는지를 판정한다. 처리 블록이 인트라 모드에서 코딩될 때, 비디오 인코더(603)는 처리 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 인트라 예측 기술을 사용할 수 있고; 처리 블록이 인터 모드 또는 양 예측 모드로 코딩될 때, 비디오 인코더(603)는 처리 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 각각 인터 예측 또는 양 예측 기술을 사용할 수 있다. 특정 비디오 코딩 기술에서, 병합 모드는 예측자 외부의 코딩된 MV 성분의 이점 없이 MV가 하나 이상의 MV 예측자로부터 도출되는 인터 픽처 예측 서브모드일 수 있다. 특정 다른 비디오 코딩 기술에서, 대상 블록(subject block)에 적용 가능한 MV 성분이 존재할 수 있다. 일례에서, 비디오 인코더(603)는 처리 블록의 모드를 결정하기 위한 모드 결정 모듈(도시되지 않음)과 같은 다른 구성요소를 포함한다.

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

인터 인코더(630)는 현재 블록(예: 처리 블록)의 샘플을 수신하고, 블록을 참조 픽처 내의 하나 이상의 참조 블록(예: 이전 픽처 및 이후 픽처 내의 블록)과 비교하고, 인터 예측 정보(예: 인터 인코딩 기술에 따른 중복 정보의 설명, MV, 병합 모드 정보)를 생성하고, 임의의 적절한 기술을 사용하여 인터 예측 정보에 기초하여 인터 예측 결과(예: 예측 블록)를 계산한다. 일부 예에서, 참조 픽처는 인코딩된 비디오 정보에 기초하여 디코딩되는 디코딩된 참조 픽처이다.

인트라 인코더(622)는 현재 블록(예: 처리 블록)의 샘플을 수신하고, 일부 경우, 그 블록을 동일한 픽처에서 이미 코딩된 블록과 비교하고, 변환 후 양자화된 계수를 생성하고, 경우에 따라서는 또한 인트라 예측 정보(예: 하나 이상의 인트라 인코딩 기술에 따른 인트라 예측 방향 정보)를 생성한다. 일례에서, 인트라 인코더(622)는 또한 동일한 픽처의 인트라 예측 정보 및 참조 블록에 기초하여 인트라 예측 결과(예: 예측 블록)를 계산한다.

일반 제어기(621)는 일반 제어 데이터를 결정하고 일반 제어 데이터에 기초하여 비디오 인코더(603)의 다른 구성요소를 제어하도록 구성된다. 일례에서, 일반 제어기(621)는 블록의 모드를 결정하고, 모드에 따라 제어 신호를 스위치(626)에 제공한다. 예를 들어, 모드가 인트라 모드인 경우, 일반 제어기(621)는 스위치(626)를 제어하여 잔차 계산기(623)에서 사용하기 위한 인트라 모드 결과를 선택하도록 하고, 엔트로피 인코더(625)를 제어하여 인트라 예측 정보를 선택하여 비트 스트림에 인트라 예측 정보를 포함시키도록 하고; 모드가 인터 모드인 경우, 일반 제어기(621)는 스위치(626)를 제어하여 잔차 계산기(623)에서 사용하기 위한 인터 예측 결과를 선택하도록 하고, 엔트로피 인코더(625)를 제어하여 인터 예측 정보를 선택하여 인터 예측 정보를 비트 스트림에 포함시키도록 한다.

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 잔차 데이터에 기초하여 동작하여 잔차 데이터를 인코딩하여 변환 계수를 생성하도록 구성된다. 일례에서, 잔차 인코더(624)는 잔차 데이터를 공간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하고, 변환 계수를 생성하도록 구성된다. 그런 다음 변환 계수는 양자화된 변환 계수를 얻기 위한 양자화 처리를 거친다. 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 생성하기 위해 적절하게 처리되고 디코딩된 픽처는 메모리 회로(도시되지 않음)에서 버퍼링될 수 있고 일부 예에서 참조 픽처로서 사용될 수 있다.

엔트로피 인코더(625)는 인코딩된 블록을 포함하도록 비트 스트림을 포맷하도록 구성된다. 엔트로피 인코더(625)는 HEVC와 같은, 적절한 표준에 따라 다양한 정보를 포함하도록 구성된다. 일례에서, 엔트로피 인코더(625)는 일반 제어 데이터, 선택된 예측 정보(예: 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 잔차 정보 및 기타 적절한 정보를 비트스트림에 포함하도록 구성된다. 개시된 특허대상 발명에 따르면, 인터 모드 또는 양 예측 모드의 병합 서브모드에서 블록을 코딩할 때, 잔차 정보가 없음에 유의하기 바란다.

도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 비디오 디코더(710)의 도면을 도시한다. 비디오 디코더(710)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처를 수신하고, 코딩된 픽처를 디코딩하여 재구축된 픽처를 생성하도록 구성된다. 일례에서, 비디오 디코더(710)는 도 3의 예에서 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), 재구축 모듈(774) 및 인트라 디코더(772)를 포함한다.

엔트로피 디코더(771)는 코딩된 픽처로부터, 코딩된 픽처를 구성하는 신택스 요소를 나타내는 특정 심볼을 재구축하도록 구성될 수 있다. 이러한 심볼은, 예를 들어 블록이 코딩되는 모드(예: 인트라 모드, 인터 모드, 양 예측 모드, 병합 서브모드(merge submode) 또는 다른 서브모드에서의 후자 둘), 인트라 디코더(772) 또는 인터 디코더(780)에 의해 각각 예측에 사용되는 특정 샘플 또는 메타 데이터를 식별할 수 있는 예측 정보(예: 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 예를 들어 양자화된 변환 계수의 형태로 된 잔차 정보 등을 포함할 수 있다. 일례에서, 예측 모드가 인터 모드 또는 양 예측 모드인 경우, 인터 예측 정보는 인터 디코더(780)에 제공되고; 예측 유형이 인트라 예측 유형인 경우, 인트라 예측 정보는 인트라 디코더(772)에 제공된다. 잔차 정보는 역양자화될 수 있으며 잔차 디코더(773)에 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 역양자화를 수행하여 역양자화된 변환 계수를 추출하고 역양자화된 변환 계수를 처리하여 잔차를 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 변환하도록 구성된다. 잔차 디코더(773)는 또한 특정 제어 정보(양자화기 파라미터(Quantizer Parameter, QP)를 포함하도록)를 요구할 수 있으며, 그 정보는 엔트로피 디코더(771)에 의해 제공될 수 있다(데이터 경로는 소량의 제어 정보뿐일 수 있으므로 표시되지 않음).

재구축 모듈(774)은 공간 도메인에서, 잔차 디코더(773)에 의해 출력되는 잔차 및 예측 결과(경우에 따라서는 인터 예측 모듈 또는 인트라 예측 모듈에 의해 출력됨)를 결합하여 재구축된 블록을 형성하도록 구성되고, 재구축된 블록은 재구축된 픽처의 일부일 수 있으며, 재구축된 픽처는 또한 재구축된 비디오의 일부일 수 있다. 디블로킹(deblocking) 동작 등과 같은, 다른 적절한 동작이 시각적 품질을 향상시키기 위해 수행될 수 있다는 점에 유의한다.

비디오 인코더(303, 503, 603) 및 비디오 디코더(310, 410, 710)는 임의의 적절한 기술을 사용하여 구현될 수 있음에 유의한다. 일 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. 인트라 예측

VP9와 같은 일부 관련 예에서는 45도에서 207도 사이의 각도에 대응하는 8개의 방향 모드가 지원된다. AOMedia Video 1(AV1)과 같은 일부 관련 예에서, 방향성 텍스처에서 더 다양한 공간 중복성을 활용하기 위해, 방향성 인트라 모드는 더 미세한 그래뉼래러티(granularity)로 설정된 각도로 확장된다. 원래 8개의 각도가 약간 변경되어 공칭 각도라고 하며, 이 8개의 공칭 각도는 V_PRED, H_PRED, D45_PRED, D135_PRED, D113_PRED, D157_PRED, D203_PRED 및 D67_PRED로 명명된다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 공칭 각도를 도시한다. 각각의 공칭 각도는 7개의 더 미세한 각도와 연관될 수 있으므로, AV1과 같은 일부 관련 예에서는 총 56개의 방향 각도가 있을 수 있다. 예측 각도(prediction angle)는 공칭 인트라 각도와 각도 델타로 표현되며, 이는 인자(-3 ∼ 3 범위)에 3도의 스텝 크기를 곱하여 도출된다. 일반적인 방법을 통해 AV1에서 방향 예측 모드를 구현하기 위해, AV1의 56개의 방향 인트라 예측 각도 전부는 각각의 픽셀을 참조 서브픽셀 위치에 투영하고 참조 서브픽셀을 2탭 이중 선형 필터(2-tap bilinear filter)로 보간하는 통합된 방향 예측기(a unified directional predictor)를 사용하여 구현될 수 있다.

AV1과 같은 일부 관련 예에서, DC, PAETH, SMOOTH, SMOOTH_V 및 SMOOTH_H인 5개의 비 방향성 스무드(smooth) 인트라 예측 모드가 있다. DC 예측의 경우, 좌측이웃 샘플과 위의 이웃 샘플의 평균이 예측될 블록의 예측자로서 사용된다.PAETH 예측의 경우, 상단, 좌측 및 좌측 상단의 참조 샘플이 먼저 인출되고, 그런 다음 (상단 + 좌측 - 좌측 상단)에 가장 가까운 값이 예측될 픽셀에 대한 예측자로서 설정된다.

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 현재 블록에서 하나의 픽셀에 대한 상부, 좌측 및 좌측 상단 샘플의 위치를 도시한다. SMOOTH, SMOOTH_V 및 SMOOTH_H 모드의 경우, 수직 또는 수평 방향의 이차 보간(quadratic interpolation) 또는 양방향의 평균을 사용하여 블록이 예측된다.

도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 순환 필터 인트라 모드를 도시한다.

에지 상의 참조로 감쇠하는 공간 상관관계를 캡처하기 위해, FILTER INTRA 모드는 루마 블록용으로 설계된다. 5개의 필터 인트라 모드가 AV1에 정의되어 있으며, 각각은 4x2 패치의 픽셀과 패치에 인접한 7개의 이웃 간의 상관 계를 반영하는 8개의 7탭 필터의 세트로 표시된다. 예를 들어, 7탭 필터의 가중 계수는 위치에 따라 다르다. 도 10에 도시된 바와 같이, 8x8 블록은 B0, B1, B2, B3, B4, B5, B6 및 B7로 표시되는 8개의 4x2 패치로 분할된다. 각각의 패치에 대해, R0∼R6으로 나타낸 7개의 이웃은 각 패치의 픽셀을 예측하는 데 사용된다. 패치 B0의 경우, 모든 이웃이 이미 재구축되어 있다. 그러나 다른 패치의 경우, 모든 이웃이 재구축되지 않은 경우, 바로 이웃의 예측 값을 참조 값으로 사용한다. 예를 들어, 패치 B7의 모든 이웃이 재구축되어 있지 않으므로, 패치 B7의 이웃(즉, B5 및 B6)의 예측 샘플이 대신 사용된다.

크로마 성분의 경우, 루마로부터의 크로마(chroma from luma , CfL) 모드라고 하는 크로마 전용 인트라 예측 모드는 크로마 픽셀을 일치하는 재구축된 루마 픽셀의 선형 함수로서 모델링한다. CfL 예측은 다음과 같이 표현될 수 있다:

식 (1)

여기서 L _AC 는 루마 성분의 AC 기여도(contribution)를 나타내고, α는 선형 모델의 파라미터를 나타내며, DC는 크로마 성분의 DC 기여도를 나타낸다. 일례에서, 재구축된 루마 픽셀은 크로마 해상도로 서브샘플링된 다음, 평균 값이 감산되어 AC 기여도를 형성한다. AC 기여도로부터 크로마 AC 성분을 근사하기 위해, 디코더가 일부 관련 예에서와 같이 스케일링 파라미터를 계산하도록 요구하는 대신 AC1에서의 CfL 모드는 원래 크로마 픽셀에 기초하여 파라미터 α를 결정하여 비트스트림으로 시그널링한다. 이는 디코더 복잡도를 줄이고 더 정확한 예측을 낳는다. 크로마 성분의 DC 기여도에 관해서는, 대부분의 크로마 콘텐츠에 충분하고 성숙한 빠른 구현을 갖는 인트라 DC 모드를 사용하여 계산된다.

III. 루프 필터링

AV1과 같은 일부 관련 예에서, 3개의 인루프 필터가 디블록킹(deblocking), 제약된 방향 강화 필터(CDEF) 및 루프 복원 필터의 순으로 재구축된 프레임에 적용될 수 있다. 루프 복원 필터는 위너(Wiener) 필터와 자체 유도 투영(SGRPRJ) 필터를 포함하며, 그 중 하나가 적응적으로 선택될 수 있다.

디블록킹은 변환 계수의 양자화로 인한 블록 아티팩트(blocky artifact)를 줄이기 위해 변환 블록 경계에 걸쳐 적용될 수 있다. 일부 예에서, 4탭, 8탭 및 14 탭 유한 임펄스 응답(finite impulse response, FIR) 필터는 루마 블록에 대해 사용될 수 있고 4탭 및 6 탭 FIR 필터는 크로마 블록에 사용될 수 있다.

필터 길이는 초기에 경계에서 최소 변환 블록 크기에 의해 결정된다. 실제 에지가 흐려지는 것을 방지하기 위해 분산을 사용하여 조건부 검사가 수행될 수 있다. 또한, 필터 길이를 최종적으로 결정하기 위해 평탄도 검사가 통합될 수도 있다.

CDEF는 타깃 영역에서 검출된 방향 특징을 따라 적용되는 비선형 디링잉 필터(non-linear de-ringing filter)이다. 일부 관련된 예에서, 8x8 영역은 CDEF가 수행되는 단위 크기이다. 규범적 방향 검출(normative direction-detection)은 CDEF 프로세스에서 몇 가지 예시적인 방향을 보여주는 도 11에 도시된 바와 같이 수행될 수 있다.

도 11에서, 다음 양을 최소화하는 후보 방향 d(0∼7)을 지배적인 방향으로 선택할 수 있다.

식 (2)

여기서

는 픽셀 p의 값이고,

는 방향 d를 따르는 라인 k의 픽셀이며,

는 다음과 같이 획득되는

의 평균값이다.

식 (3)

블록 내의 모든 샘플 값의 합은 상수이다. 따라서, 식(2)를 최소화하는 것은 다음 방정식을 최대화하는 데 상응한다:

식 (4)

지배적인 방향이 결정되면, 다음과 같은 필터 동작이 수행될 수 있다. 1차 필터(primary filter)는 선택된 지배적인 방향을 따라 수행되는 반면 2차 필터(secondary filter)는 지배적인(또는 1차) 방향에서 45도 떨어진 2차 방향을 따라 수행된다.

여기서

및

는 각각 1차 필터 및 2차 필터에 대한 고정 필터 계수이고 구분적 선형 함수(piecewise linear function)는 다음과 같이 주어진다:

식 (6)

S 및 D는 각각 강도 및 감쇠 값을 나타내며, 루마/크로마에 대한 최대 8개의 사전 설정(S, D)이 프레임마다 시그널링된다.

필터링을 적용할 때, 타일 내의 각각의 64x64 블록은 사전 설정 중 하나를 선택할 수 있으며 필터링은 64x64 각 블록 내의 각각의 8x8 유닛에 대해 수행될 수 있다.

디코딩 프로세스 중에 로컬 영역의 신호 특성과 관련된 여러 변수가 비트스트림에서 파싱되거나 도출될 수 있음에 유의한다. 이러한 변수로는 dir, var, priStr, secStr, 및 dampingd을 포함한다. 변수 dir은 8x8 블록의 지배적인 에지 방향을 나타낸다. 변수 var는 8x8 블록 내부의 신호 값의 분산을 나타내며 지배적 방향의 비용과 지배적 방향에 직교하는 방향을 따른 비용 간의 정규화된 차이로 정의된다. 변수 priStr은 8x8 필터링 유닛을 포함하는 64x64 블록의 기본 필터 강도

를 나타낸다. 변수 secStr은 8x8 필터링 유닛을 포함하는 64x64 블록의 2차 필터 강도

를 나타낸다. 변수 damping은 8x8 필터링 유닛을 포함하는 64x64 블록의 감쇠 파라미터 D를 나타낸다. 이 값들은 루마 및 크로마 채널에 대해 개별적으로 획득될 수 있다.

디블록킹 및 CDEF 프로세스가 수행된 후, AV1과 같은 일부 관련된 예에서는 두 가지 유형의 복원 필터의 상호 배타적인 적용이 수행될 수 있다.

이 두 가지 유형의 복원 필터로는 Wiener 필터와 SGRPRJ 필터를 포함한다. 정사각형 형상의 루프 복원 유닛(loop-restoration unit, LRU) 크기는 64x64∼256x256에서 선택될 수 있다.

Wiener 필터에서, 코딩된 프레임에서 재구축된 픽셀 각각의 품질은 각각의 픽셀 주위의 W×W 윈도 내의 이웃 픽셀과의 비인과적 필터링(non-causal filtering)을 통해 향상될 수 있다. Wiener 필터의 2D 필터 탭은 F로 표시되고 다음과 같이 결정될 수 있다:

식 (7)

여기서

는 x의 자기 공분산으로, W×W 윈도에 열 벡터화된

개 샘플을 포함하며,

는 원본 소스 샘플 y를 가진 x의 교차 상관이다.

AV1과 같은 일부 관련 예에서, F의 가분성(separability) 및 Wiener 필터의 필터 계수의 대칭 및 정규화가 제약으로서 부과될 수 있다. Wiener 필터링 계수 F(

벡터로 형성)는 다음과 같이 정의될 수 있다:

식 (8)

여기서 a 및 b는

및

에 대해

,

인

수직 및 수평 필터이다. 계수 벡터 a 및 b는 인코더에서 검색되고 비트스트림으로 코딩될 수 있다.

SGRPRJ 필터링에서, 다음 모델에 의해 설명되는 단순 선형 필터링이 수행되어 다음과 같이 저하된 이미지

에서 단순 복원 버전

를 획득한다:

식 (9)

여기서 F와 G는 유도 이미지(guide image)와 저하된 이미지(degraded image)를 사용하여 획득될 수 있다. AV1과 같은 일부 관련 예에서는 별도의 유도 이미지가 사용되지 않고 저하된 이미지 자체의 통계만 사용하여 F 및 G를 결정하는 일종의 자체 유도 필터링이 채택된다.

보다 구체적으로, 픽셀 주위의

윈도 내의 픽셀의 국부 평균(

) 및 분산(

)을 계산할 수 있으며 모든 픽셀 x는 다음과 같이 필터링될 수 있다:

식 (10)

여기서 r은 검색 윈도 크기를 지정하고, e는 잡음 제거 강도(de-noising strength)를 제어하는 잡음 파라미터이다.

식 (9)에 의해 저하된 이미지

에서 두 개의 단순 재구축

및

가 주어지면, 다음의 부분공간 투영(subspace projection)이 수행되어 최종 출력

을 구축한다,

식 (11)

및 소스 Y를 사용하여, 인코더는 다음과 같이 α 및 β를 계산할 수 있다:

식 (12)

여기서

이고,

이다.

그러면, 인코더는 각각의 LRU에 대해 6-튜플(tuple)(

)을 전송할 수 있다.

IV. 강화된 복원 필터링을 위한 특징 정보 재사용

AV1과 같은 일부 관련 예에서, Wiener 필터는 프레임/타일을 LRU로 균일하게 분할함으로써 64x64에서 256x256까지의 정사각형 크기의 단위로 수행될 수 있다. 일례에서, Wiener 필터의 필터 계수는 신호 통계가 정상(stationary)이라고 가정함으로써 획득될 수 있다. 따라서 필터링 타깃 영역을 정상성(stationarity) 가정이 합리적으로 유지될 수 있는 범주화된 통계 유형 중 하나로 분류하는 것이 바람직하다. 타깃 영역을 분류하는 가능한 접근 방식은 국부 분산(local variance) 또는 에지 정보와 같은 수량을 사용하는 것이 포함된다. 이러한 수량 자체 또는 관련 카테고리 정보는 디코더에서 계산되거나 비트스트림으로 시그널링될 수 있지만, 계산 또는 비트레이트 오버헤드 측면에서 비용이 많이 들 수 있다.

AV1과 같은 일부 관련 예에서 SGRPRJ 필터는 프레임/타일을 LRU로 균일하게 분할하여 64x64에서 256x256까지의 정사각형 크기의 단위로 수행될 수 있다. SGRPRJ 필터에서는 각각의 LRU에 대해 고정 반경과 잡음 파라미터 쌍을 사용하여 단순 복원 이미지를 구축하기 위해 일종의 단순한 에지 보존 필터링이 수행된다. 또한, 고정 투영 파라미터 α 및 β는 최종 재구축을 형성하기 위해 오류 이미지에 대한 가중 인자로서 각각의 LRU에 사용될 수 있다. 그러나 오류 이미지에서의 영역(region)들은 에지와 텍스처 같은 국부 신호 특징을 반영하는 서로 다른 통계적 특성을 가질 수 있다. 따라서 반지름, 잡음 파라미터, α 및 β와 같은 단일 세트의 SGRPRJ 필터 파라미터가 신호 통계가 광범위하게 변하는 픽셀을 포함하는 LRU 영역에 걸쳐 사용되거나 추정되면, 최종 재구축의 품질이 손상될 수 있다. 반면에 더 많은 적응성을 위해 신호 분류를 통합하는 것은 계산 부담 또는 비트레이트 오버헤드의 추가 비용 측면에서 Wiener 필터링의 경우와 본질적으로 동일한 문제를 제기할 수 있다.

본 개시는 CDEF 프로세스 및/또는 인트라 예측 모드로부터 도출된 방향성 정보와 같은 특징 정보를 재사용함으로써 복원 필터링 기술의 성능을 향상시키는 방법을 포함한다. 예를 들어, 적응적 복원 필터링 기술은 디코더에서 이미 사용 가능한 신호 특성 및 통계 정보를 효과적으로 재사용할 수 있다.

본 개시에서 복원 필터(또는 필터링) 프로세스는 잡음이 있는 이미지를 연산하고 잡음이 있는 이미지를 기반으로 깨끗한 원본 이미지를 추정하는 데 사용되는 필터링 프로세스로 정의될 수 있다. 복원 필터 프로세스는 이미지를 흐리게 하는 데 사용되는 프로세스 또는 이미지를 흐리게 하는 것의 역에 사용되는 역 프로세스를 포함할 수 있다. 복원 필터 프로세스의 예로는 Wiener 및 SGRPRJ 필터링 프로세스를 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 복원 필터(또는 필터링) 유닛은 복원 필터 프로세스가 수행되는 영역(region)이다.

본 개시에서, 방향성 정보 유닛은 지정된 형상 및 크기를 갖는 픽셀의 그룹으로 정의될 수 있고, 픽셀 그룹의 픽셀 값으로 표현되는 특징의 지배적인 방향성을 제공할 수 있다. AV1과 같은 예에서 CDEF 프로세스의 각 방향성 정보 단위는 8x8 블록일 수 있다. 각 8x8 블록에서 픽셀의 지배적인 방향과 분산 값은 규범적인 방식으로 도출될 수 있다. 다른 예에서, AV1의 방향성 인트라 예측 모드는 인트라 예측 블록에 대응하는 다양한 형태 및 크기의 단위로 이러한 정보를 제공할 수 있다.

본 개시의 측면들에 따르면, 디코더에서 도출된 방향성 정보는 Wiener 필터 또는 SGRPRJ 필터와 같은 복원 필터에 대한 경계 에지의 존재 및 방향성을 추론하기 위해 재사용될 수 있다. 예를 들어, 방향성 정보는 CDEF 프로세스에서 도출될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 복원 필터링 유닛(예를 들어, Wiener 또는 SGRPRJ 필터링 유닛)의 형상 및 크기는 다수의 이용 가능한 방향성 정보 유닛(예: AV1에서 CDEF 방향 검출 및 필터링에 사용되는 8x8 블록)을 사용하여 정의될 수 있다. 이러한 방식으로, 방향 적응성의 더 미세한 그래뉼래러티가 실현될 수 있다. 따라서, AV1과 같은 일부 관련 예에서 사용되는 64x64, 128x128 또는 256x256의 고정된 정사각형 유형보다 작은 유닛 크기로 복원 필터링 프로세스가 수행될 수 있다.

하나의 실시예에서, 복원 필터링 유닛의 크기는 예를 들어 AV1에 정의된 LRU 크기와 동일할 수 있다.

하나의 실시예에서, 복원 필터링 유닛의 크기는 방향성 정보 유닛의 크기(예: 8x8)와 동일할 수 있다.

하나의 실시예에서, 복원 필터링 유닛은 도 12에 도시된 바와 같이, AV1에서의 파티션과 같이 일부 관련 예에서 파티션과 유사하거나 파티션과 정렬하여 주어진 LRU 크기에서 정사각형, 직사각형 형상, T자형 또는 4 웨이 서브 LRU로 추가로 분할될 수 있다.

하나의 실시예에서, 방향성 정보 유닛(예: 8x8)의 크기를 갖는 블록 각각이 다양한 스캐닝 순서를 따름으로써 병합되어 필터링 유닛을 형성할 수 있다. 도 13은 8x8 방향성 유닛의 크기를 가진 블록 각각이 래스터 스캐닝 순서로 크기가 32x8인 각각의 필터링 유닛으로 병합되는 예를 나타낸다. 예를 들어, 4개의 8x8 방향성 유닛 블록(1301)-(1304)은 32x8 필터링 유닛 블록(1310)으로 병합될 수 있고, 4개의 8x8 방향성 유닛 블록(1305)-(1308)은 32x8 필터링 유닛 블록(1320)으로 병합될 수 있다.

일 실시예에서, 방향성 정보 유닛의 크기(예: 8x8) 및 유사한 방향성을 갖는 블록 각각이 다양한 스캐닝 순서를 따름으로써 병합되어 필터링 유닛을 형성한다. 도 14는 8x8 방향성 유닛의 크기를 갖는 블록 각각이 래스터 스캐닝 순서로 가변 크기의 필터링 유닛으로 병합되는 예를 도시한다. 필터링 유닛의 크기는 8x8, 16x8 및 32x8를 포함한다. 예를 들어, 하나의 8x8 방향성 유닛 블록(1401)은 8x8 필터링 유닛 블록(1410)일 수 있고, 두 개의 8x8 방향성 유닛 블록(1403)-(1404)은 16x8 필터링 유닛 블록(1420)으로 병합될 수 있고, 네 개의 8x8 방향성 유닛 블록(1405)-(1408)은 32x8 필터링 유닛 블록(1430)으로 병합될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, CDEF 프로세스의 각각의 이용 가능한 방향성은 신호 클래스에 대한 클래스 색인으로서 직접 사용될 수 있으며, 이에 대해 고유한 세트의 복원 필터 형상 및 크기가 정의될 수 있다. 즉, 복원 필터의 선택은 CDEF 프로세스의 사용 가능한 방향성에 따라 달라질 수 있다.

하나의 실시예에서, 식 (7)과 같은 복원 필터의 계산에서의 방정식의 해는 신호 클래스마다 적용될 수 있다.

하나의 실시예에서, 대칭되거나 대칭되지 않는 상이한 수의 필터 탭을 갖는 상이한 형상의 2D 필터가 신호 클래스마다 사용될 수 있다.

하나의 실시예에서, 2D 필터의 가분성(분리형 또는 비분리형 필터)는 CDEF 프로세스의 이용 가능한 방향성에 의존할 수 있다.

하나의 실시예에서, CDEF 프로세스의 이용 가능한 방향들 중 다수의 방향이 단일 클래스로 병합될 수 있고, 그 결과 방향성 클래스의 수가 줄어든다. 병합된 클래스 각각에 대해 유일한 복원 필터 형상 및 크기의 세트가 정의될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 방향성 외에, 블록 분산 정보가 결합되어 방향성 기반 클래스를 더 세분화할 수 있다.

하나의 실시예에서, CDEF 프로세스에서 크기가 8x8인 방향성 정보 유닛은 다른 서브클래스로 더 분류될 수 있다. 분류는 방향성 정보 유닛의 분산 값에 기초할 수 있다. 예를 들어, 방향성에 기초한 클래스의 수가 5이고 분산에 기초한 클래스의 수가 3이면, 15개의 신호 클래스가 있을 수 있으며, 그 각각에 대해 복원 필터의 세트(예: Wiener 또는 SGRPRJ)가 설계될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 방향성에 더하여, 필터 강도는 복원 필터링 유닛의 신호 클래스를 결정하기 위해 결합될 수 있다. 예를 들어, 시그널링된 1차 및 2차 CDEF 필터 강도는 복원 필터링 유닛의 신호 클래스를 결정하기 위해 결합될 수 있다. 인코더에 의해 선택되는 서로 다른 필터 강도 사전 설정은 타깃 영역(target area)의 서로 다른 신호 특성을 나타낼 수 있다.

하나의 실시예에서, 비트스트림에서 시그널링된 1차 및 2차 필터 강도의 사전 설정 중 하나는 신호 클래스 색인의 다른 차원으로서 직접 사용될 수 있다. 예를 들어, 방향성에 기반한 클래스의 수가 5이고 필터 강도의 사전 설정을 기반으로 하는 클래스의 수가 4이면, 그 각각에 대해 복원 필터 세트(예: Wiener 또는 SGRPRJ)가 설계될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 필터 클래스를 결정하기 위해 복원 필터링 유닛에 포함된 방향성에 대한 다수결 또는 일관성 검사가 수행될 수 있다.

하나의 실시예에서, 복원 필터링 유닛의 크기 및 형상이 고정되어 있고, 복원 필터링 유닛에 포함된 방향성 정보 유닛(예: CDEF의 경우 8x8)의 수가 미리 정의된 수 이상이면, 복원 필터링 유닛에 포함된 방향성에 대한 다수결 또는 일관성 검사가 필터 클래스를 결정하기 위해 일관성 검사가 수행될 수 있다.

일 실시예에서, 다수결의 경우, 이용 가능하고 병합될 가능성이 있는 방향성 중에서 가장 빈번한 방향성이 선택될 수 있다. 일례에서, 첫 번째와 두 번째로 빈번한 방향성 사이에 특정 마진(margin)이 설정될 수 있다.

하나의 실시예에서, 다수결을 취하기 전에, 복원 필터링 유닛 내부의 클래스의 수가 미리 정의된 수보다 많은지가 판정된다. 참이면, 비일관(inconsistency)이 선언될 수 있고 복원 필터링 유닛에 대한 명시적 시그널링 또는 더 작은 복원 필터링 유닛의 사용이 선택될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 루마 성분에서 복원 필터링 유닛에 대해 사용된 동일한 방식 및 방향성 정보는 그러한 정보가 CDEF 프로세스로부터의 루마 성분에 대해서만 이용 가능할 때 크로마 성분의 복원 필터링 유닛에 사용될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 크로마 성분에서의 복원 필터링 유닛은 크로마 성분에 대해 그러한 정보가 이용 가능할 때 크로마 성분에 포함된 1차 및 2차 필터 강도의 미리 설정된 값과 같은, 자신의 필터 강도를 사용할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 크로마 성분의 복원 필터링 유닛은 그러한 정보가 크로마 성분에 대해 이용 가능할 때 자신의 분산 정보를 사용할 수 있다.

하나의 실시예에서, CDEF 프로세스가 꺼지고 복원 필터가 켜지는 경우, 섹션 III(루프 필터링 섹션)에 기술된 CDEF 프로세스의 방향 탐색 프로세스가 적용되어 복원 필터링 유닛에 대한 경계 에지의 존재 및 방향성을 도출할 수 있다.

하나의 실시예에서, CDEF 프로세스가 꺼지고 복원 필터가 켜지는 경우, 디폴트 신호 클래스가 선택되거나 필터 클래스 색인의 명시적 시그널링이 수행될 수 있다.

본 개시의 측면들에 따르면, 디코더에서 이용 가능한 인트라 예측 모드들에 의해 지시되는 방향성 정보는 레이블 신호 클래스들에 대한 가이드로서 복원 필터링 유닛(예를 들어, Wiener 또는 SGRPRJ 필터링 유닛)에서 재사용될 수 있으며, 그 각각에 대해 복원 필터 형상과 크기의 유일한 세트를 정의할 수 있다. 일부 실시예에서, 일부 실시예에서, 이러한 방향 정보는 인트라 예측을 위한 인코더에 의해 다양한 유닛 크기로 제공될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 복원 필터링 유닛의 형상 및 크기는 이용 가능한 다수의 방향성 정보 유닛(예: AV1에서의 방향성 인트라 예측 유닛의 경우 8x8)을 사용하여 정의될 수 있다. 이러한 방식으로. 방향 적응성의 더 미세한 그래뉼래러티를 실현할 수 있다. 따라서, AV1과 같은 일부 관련 예에서 사용되는 64x64, 128x128 또는 256x256의 고정된 정사각형 유형들 중 하나보다 더 작은 유닛 크기로 복원 필터링 프로세스를 수행할 수 있다.

하나의 실시예에서, 복원 필터링 유닛 크기는 예를 들어 AV1에 정의된 LRU 크기와 동일할 수 있다.

하나의 실시예에서, 복원 필터링 유닛 크기는 방향성 정보 유닛(예: 8x8)의 크기와 동일할 수 있다.

하나의 실시예에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 복원 필터링 유닛은 AVI에서의 파티션과 같은 일부 관련 예에서, 파티션과 유사하거나 파티션과 정렬하여 주어진 LRU 크기에서 정사각형, 직사각형 형상, T자형 또는 4 웨이 서브LRU로 더 분할될 수 있다.

하나의 실시예에서, 방향성 정보 유닛의 크기(예: 8x8)를 갖는 블록 각각은 도 13에 도시된 바와 같이, 다양한 스캐닝 순서를 따름으로써 병합되어 필터링 유닛을 형성할 수 있다.

하나의 실시예에서, 방향성 정보 유닛의 크기(예를 들어, 8x8) 및 유사한 방향성을 갖는 블록 각각은 도 14에 도시된 바와 같이, 다양한 스캐닝 순서를 따름으로써 병합되어 필터링 유닛을 형성할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 고정된 수의 신호 클래스가 정의될 수 있고, 각각의 신호 클래스의 블록은 유사한 방향성을 갖는 인트라 예측 모드를 가질 수 있다. 각각의 신호 클래스에 대해 유일한 복원 필터 형상 및 크기의 세트를 정의할 수 있다. SMOOTH(SMOOTH, SMOOTH_H, SMOOTH_V 모드 포함), 파에스(Paeth) 예측 또는 DC 모드와 같은 비각도 인트라 모드(non-angular intra mode)가 사용되는 경우 비각도 인트라 모드 각각 또는 조합은 자체 신호 클래스와 연관될 수 있다.

하나의 실시예에서, AV1에서 연관된 7개의 가능한 델타 각도와 함께 8개의 공칭 각도 각각은 함께 그룹화되어 총 8개의 방향성 클래스를 형성할 수 있다.

하나의 실시예에서, 방향성 클래스는 공칭 각도 및 공칭 각도와 연관된 델타 각도 둘 모두에 의존할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 방향성 인트라 모드 또는 인트라 예측 모드를 사용하여 복원 필터링 유닛 영역이 예측되지 않는 경우, 복원 필터링 유닛의 이웃 블록을 기반으로 복원 필터링 유닛의 신호 클래스가 결정될 수 있다. 이웃 블록이 방향성 인트라 모드로 코딩되었는지 또는 이웃 블록의 방향성이 일치하는지에 기초하여 디폴트 신호 클래스가 선택될 수 있거나 신호 클래스 색인 또는 필터 계수의 명시적 시그널링이 수행될 수 있다. 예를 들어, 방향성 인트라 모드로 코딩되는 이웃 블록이 없거나 이웃 블록의 방향성이 일치하지 않으면, 디폴트 신호 클래스가 선택되거나 신호 클래스 색인 또는 필터 계수의 명시적 시그널링이 수행될 수 있다.

하나의 실시예에서, 복원 필터링 유닛의 크기 및 형상이 고정되어 있고, 복원 필터링 유닛에 포함된 방향성 정보 유닛(예: CDEF의 경우 8x8)의 수가 미리 정의된 수보다 많은 경우, 필터 클래스를 결정하기 위해 복원 필터링 유닛에 포함된 방향성에 대한 다수결 또는 일관성 검사가 수행될 수 있다. 방향성 정보 유닛은 다양한 크기 및 다양한 방향성 인트라 예측 모드를 가질 수 있다.

하나의 실시예에서, 다수결의 경우에 대해, 이용 가능하고 가능한 병합된 방향성 중에서 가장 빈번한 방향성이 선택될 수 있다. 예를 들어, 첫 번째와 두 번째로 빈번한 방향성 사이에 특정 여백을 설정할 수 있다.

일 실시예에서, 다수결의 경우, 이용 가능하고 병합될 가능성이 있는 방향성 중에서 가장 빈번한 방향성이 선택될 수 있다. 일례에서, 첫 번째와 두 번째로 빈번한 방향성 사이에 특정 마진이 설정될 수 있다.

하나의 실시예에서, 다수결을 취하기 전에, 복원 필터링 유닛 내부의 클래스의 수가 미리 정의된 수보다 많은지가 판정된다. 참이면, 비일관이 선언될 수 있고 복원 필터링 유닛에 대한 명시적 시그널링 또는 더 작은 복원 필터링 유닛의 사용이 선택될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 크로마 성분에서 복원 필터링 유닛은, 방향성 인트라 예측 모드로부터 자신의 방향성 정보가 크로마 성분에 대해 별도로 이용 가능할 때 그러한 정보를 사용할 수 있다.

본 개시의 측면들에 따르면, 인트라 예측 모드 및 CDEF 프로세스 모두로부터 방향성 정보가 이용 가능한 경우, CDEF 프로세스로부터의 방향성 정보와 함께 인트라 예측 모드의 방향성 모드가 복원 필터링 유닛(예: Wiener 또는 SGRPRJ 필터링 유닛)을 식별 및 분류하기 위한 가이드로서 사용될 수 있다

하나의 실시예에서, 방향성 정보가 인트라 예측 방향 및 CDEF 프로세스 둘 다로부터 이용 가능한 경우, 방향성 정보의 일관성을 검사할 때 두 소스로부터의 방향성의 매핑이 도입될 수 있다. 분류 기반 복원 필터링 프로세스는 방향 정보가 일치하는 경우에만 수행할 수 있다. 도 15는 DEF 프로세스 동안에, AV1의 8개의 기본 각도 중 하나와 연관된 7개의 델타 각도에 대응하는 인트라 예측 방향이 단일 방향성 클래스에 매핑될 수 있고, 따라서 도출된 8개의 방향성과 일대일 대응관계가 형성될 수 있는 예를 도시한다.

하나의 실시예에서, 인트라 예측 모드 또는 CDEF 프로세스 중 하나로부터의 방향성 정보가 제1 소스로서 사용될 수 있다. 인트라 예측 모드 또는 CDEF 프로세스 중 다른 하나는 제1 소스로부터의 방향성 정보를 사용하여 일관된 방향을 결정할 수 없는 경우에만 사용될 수 있다.

Wiener 필터 및 SGRPRJ 필터는 AV1과 같은 일부 예에서 LRU별로 적응적으로 선택될 수 있다는 점에 유의한다. 필터 파라미터의 결정 및 필터링 프로세스는 동일한 방식으로 두 필터에 대해 LRU별로 수행될 수 있다. 차이점은 필터 파라미터의 유형과 수이다.

하나의 실시예에서, SGRPRJ 필터가 수행되는 경우, 검색 윈도 크기 r 및 잡음 파라미터 e는 Wiener 필터 파라미터와 동일한 방식으로 신호 클래스별로 정의되어 사용될 수 있다.

하나의 실시예에서, SGRPRJ 필터가 수행되는 경우, 투영 파라미터 α 및 β는 Wiener 필터 파라미터와 동일한 방식으로 신호 클래스별로 정의되고 사용될 수 있다.

하나의 실시예에서, SGRPRJ 필터가 수행되는 경우, 검색 윈도 크기 r, 잡음 파라미터 e, 투영 파라미터 α 및 β는 위너 필터 파라미터와 동일한 방식으로 신호 클래스별로 정의되고 사용될 수 있다.

V. 흐름도

도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 예시적인 프로세스(1600)를 개략적으로 나타낸 흐름도를 도시한다. 다양한 실시예에서, 프로세스(1600)는 단말 기기(210, 220, 230, 240)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, 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(1600)는 소프트웨어 명령어로 구현되고, 따라서 처리 회로가 소프트웨어 명령어를 실행할 때, 처리 회로는 프로세스(1600)를 수행한다.

프로세스(1600)는 일반적으로 단계(S1610)에서 시작될 수 있으며, 여기서 프로세스(1600)는 CDEF 프로세스 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 비디오 프레임에 포함된 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정한다. 그런 다음, 프로세스(1600)는 단계(S1620)로 진행한다.

단계(S1620)에서, 프로세스(1600)는 복원 필터 유닛의 방향성 정보에 기초하여 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정한다. 그런 다음, 프로세스(1600)는 단계(S1630)로 진행한다.

단계(S1630)에서, 프로세스(1600)는 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나에 기초하여 복원 필터 유닛에 대해 복원 필터 프로세스를 수행한다. 그런 다음, 프로세스(1600)는 단계(S1640)로 진행한다.

단계(S1640)에서, 프로세스(1600)는 필터링된 복원 필터 유닛에 기초하여 비디오 프레임을 복원한다. 그런 다음, 프로세스(1600)가 종료된다.

일 실시예에서, 복원 필터 유닛은 하나 이상의 방향성 정보 유닛을 포함하고, CDEF 프로세스 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나는 하나 이상의 방향성 정보 유닛들 중 하나에 대해 수행된다.

일 실시예에서, 복원 필터의 복수의 필터 파라미터 세트 각각은 CDEF 프로세스의 적어도 하나의 방향성과 연관된다.

일 실시예에서, 프로세스(1600)는 복원 필터 유닛의 방향성 정보 및 블록 분산 정보에 기초하여 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정한다.

일 실시예에서, 프로세스(1600)는 복원 필터 유닛의 방향성 정보 및 CDEF 프로세스의 필터 강도에 기초하여 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트들 중 하나를 결정한다.

일 실시예에서, 프로세스(1600)는 복원 필터 유닛에서의 방향성에 대한 다수결 또는 일관성 검사 중 적어도 하나에 기초하여 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정한다.

일 실시예에서, 프로세스(1600)는 인트라 코딩되지 않은 복원 필터 유닛 및 인트라 코딩되는 이웃 블록에 기초하여 복원 필터 유닛의 이웃 블록에 대해 수행되는 인트라 예측 모드에 기초하여 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정한다.

일 실시예에서, 프로세스(1600)는 인트라 예측 모드로부터 결정된 방향성 정보와 매칭되는 CDEF 프로세스로부터 결정된 방향성 정보에 기초하여 복원 필터 유닛에 대해 복원 필터 프로세스를 수행한다.

일 실시예에서, 복원 필터 프로세스는 Wiener 필터 프로세스 및 SGRPRJ 필터 프로세스 중 하나이다.

일 실시예에서, 프로세스(1600)는 디폴트 필터 파라미터 세트, 필터 파라미터 세트를 지시하는 시그널링된 색인 및 시그널링된 필터 파라미터 세트 중 하나에 기초하여 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정한다.

VIII. 컴퓨터 시스템

전술한 기술은 컴퓨터로 판독 가능한 명령어를 사용하고 하나 이상의 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 물리적으로 저장될 수 있는 컴퓨터 소프트웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 17은 개시된 발명의 특정 실시예를 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템(1700)을 도시한다.

컴퓨터 소프트웨어는 컴퓨터 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 유닛(graphics processing unit, GPU) 등에 의해, 어셈블리(assembly), 컴파일(compilation), 링킹(linking), 또는 이와 유사한 메커니즘을 거쳐 직접, 또는 해석(interpretation), 마이크로 코드 실행(micro-code execution) 등을 통해 실행될 수 있는 명령어를 포함하는 코드를 생성할 수 있는 임의의 적절한 기계어 코드 또는 컴퓨터 언어를 사용하여 코딩될 수 있다.

명령어는, 예를 들어 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트폰, 게이밍 기기, 사물 인터넷 기기 등을 포함한, 다양한 유형의 컴퓨터 또는 그 구성요소에서 실행될 수 있다.

도 17에 도시된 컴퓨터 시스템(1700)의 구성요소는 본질적으로 예시적인 것이며, 본 개시의 실시예를 구현하는 컴퓨터 소프트웨어의 사용 또는 기능의 범위에 대한 어떠한 한정도 시사하려는 것은 아니다. 구성요소의 구성은 컴퓨터 시스템(1700)의 예시적인 실시예에 나타낸 구성요소 중 어느 하나 또는 조합과 관련된 임의의 종속성 또는 요건을 가지는 것으로 해석되어서는 안 된다.

컴퓨터 시스템(1700)은 특정 휴먼 인터페이스 입력 기기(human interface input device)를 포함할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 입력 기기는 한 명 이상의 인간 사용자에 의한 입력, 예를 들어 촉각 입력(예: 키 누름(keystroke), 스와이프(swip), 데이터 장갑 움직임), 오디오 입력(예: 음성, 박수), 시각적 입력(예: 제스처), 후각 입력(도시되지 않음)에 입력에 응답할 수 있다. 휴먼 인터페이스 기기는 또한 오디오(예: 음성, 음악, 주변 소리), 이미지(예: 스캔된 이미지, 정지 이미지 카메라로부터 획득한 픽처 이미지), 비디오(예: 2차원 비디오, 입체 비디오(stereoscopic video)를 포함한 3차원 비디오)와 같은, 사람에 의한 의식적 입력과 반드시 직접 관련이 있는 것은 아닌 특정 미디어를 캡처하는 데 사용될 수도 있다.

입력 휴먼 인터페이스 기기는 키보드(1701), 마우스(1702), 트랙 패드(1703), 터치 스크린(1710), 데이터 장갑(도시되지 않음), 조이스틱(1705), 마이크로폰(1706), 스캐너(1707), 카메라(1708) 중 하나 이상(각각 하나만 표시됨)을 포함할 수 있다.

컴퓨터 시스템(1700)은 특정 휴먼 인터페이스 출력 기기를 포함할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 출력 기기는 예를 들어 촉각 출력, 소리, 빛 및 냄새/맛을 통해, 한 명 이상의 인간 사용자의 감각을 자극할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 출력 기기는 촉각 출력 기기(예: 터치 스크린(1710), 데이터 장갑(도시되지 않음), 또는 조이스틱(1705)에 의한 촉각 피드백이지만, 입력 기기의 역할을 하지 않는 촉각 피드백 기기도 있을 수 있음), 오디오 출력 기기(예: 스피커(1709), 헤드폰(도시되지 않음)), 시각적 출력 기기(예: 각각 터치 스크린 입력 기능이 있거나 없는, 각각 촉각 피드백 기능이 있거나 없는, CRT 스크린, LCD 스크린, 플라즈마 스크린, OLED 스크린을 포함한, 스크린(1710) - 그 일부는 스테레오그래픽 출력(stereographic), 가상 현실 안경(virtual-reality glasses)(도시되지 않음), 홀로그래픽 디스플레이(holographic display) 및 연기 탱크(smoke tank)(도시되지 않음)와 같은 수단을 통해 2차원 시각적 출력 또는 3차원 이상의 출력을 할 수 있음 -), 및 프린터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 시각적 출력 기기(예: 스크린(1710))는 그래픽 어댑터(1750)를 통해 시스템 버스(1748)에 연결될 수 있다.

컴퓨터 시스템(1700)은 또한 CD/DVD 등의 매체(1721)를 갖는 CD/DVD ROM RW(1720)을 포함한 광학 매체, 썸 드라이브(thumb-drive )(1722), 착탈 가능한 하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브(1723), 테이프 및 플로피 디스크(도시되지 않음)와 같은 레거시 자기 매체, 보안 동글(security dongle)(도시되지 않음)과 같은 특수한 ROM/ASIC/PLD 기반 기기 등의 인간이 액세스 가능할 수 있는 저장 기기 및 그 연관 매체를 포함할 수도 있다.

당업자는 또한 현재 개시된 주제와 관련하여 사용된 바와 같이 컴퓨터로 판독 가능한 매체"라는 용어가 송신 매체, 반송파(carrier wave) 또는 기타 일시적인 신호를 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.

컴퓨터 시스템(1700)은 또한 하나 이상의 통신 네트워크(1755)에 대한 인터페이스를 포함할 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(1755)는 예를 들어 무선, 유선, 광 네트워크일 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(1755)는 또한 로컬, 광역, 대도시, 차량 및 산업, 실시간, 지연 허용 등의 네트워크일 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(1755)의 예로는 이더넷, 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 네트워크는 일반적으로 특정 범용 데이터 포트 또는 주변 버스(1749)(예: 컴퓨터 시스템(1700)의 USB 포트)에 부착된 외부 네트워크 인터페이스 어댑터)를 필요로 하며; 다른 것은 일반적으로 이하에 설명하는 바와 같이 시스템 버스에 부착함으로써 컴퓨터 시스템(1700)의 코어에 통합된다(예: PC 컴퓨터 시스템에의 이더넷 인터페이스 또는 스마트폰 컴퓨터 시스템에의 셀룰러 네트워크 인터페이스). 이러한 네트워크 중 임의의 것을 사용하여, 컴퓨터 시스템(1700)은 다른 네트워크와 통신할 수 있다. 이러한 통신은 단방향, 수신 전용(예: TV 방송), 단방향 전송 전용(예: CANbus에서 특정 CANbus 기기로) 또는 양방향(예: 로컬 또는 광역 디지털 네트워크를 사용하여 다른 컴퓨터 시스템으로)일 수 있다. 특정 프로토콜 및 프로토콜 스택이 전술한 바와 같은 네트워크 및 네트워크 인터페이스 각각에 사용될 수 있다.

전술한 휴먼 인터페이스 기기, 인간이 액세스 가능한 저장 기기 및 네트워크 인터페이스는 컴퓨터 시스템(1700)의 코어(1740)에 부착될 수 있다.

코어(1740)는 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPU)(1741), 그래픽 처리 유닛(GPU)(1742), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Area, FPGA)(1743) 형태의 특화된 프로그램 가능한 처리 유닛, 특정 태스크를 위한 하드웨어 가속기(1744), 그래픽 어댑터(1750) 등을 포함할 수 있다. 판독 전용 메모리(Read-only memory, ROM)(1745), 랜덤 액세스 메모리(1746), 사용자가 액세스할 수 없는 내부 하드 드라이브, SSD 등의 내부 대용량 저장장치(1747)와 함께, 이러한 기기는 시스템 버스(1748)을 통해 연결될 수 있다. 일부 컴퓨터 시스템에서, 시스템 버스(1748)는 추가적인 CPU, GPU 등에 의한 확장을 가능하게 하는 하나 이상의 물리 플러그의 형태로 액세스 가능할 수 있다. 주변 기기는 코어의 시스템 버스(1748)에 직접 연결되거나 주변 버스(1749)를 통해 연결될 수 있다. 일례에서, 스크린(1710)이 그래픽 어댑터(1750)에 연결될 수 있다. 주변 버스를 위한 아키텍처로는 PCI, USB 등을 포함한다.

CPU(1741), GPU(1742), FPGA(1743) 및 가속기(1744)는, 조합하여, 전술한 컴퓨터 코드를 구성할 수 있는 특정 명령어를 실행할 수 있다. 그 컴퓨터 코드는 ROM(1745) 또는 RAM(1746)에 저장될 수 있다. 이행 데이터(transitional data)는 RAM(1746)에도 저장될 수 있는 반면, 영구 데이터는 예를 들어, 내부 대용량 저장장치(1747)에 저장될 수 있다. 메모리 소자 중 어느 것에 대한 빠른 저장 및 검색은, 하나 이상의 CPU(1741), GPU(1742), 대용량 저장장치(1747), ROM(1745), RAM(1746) 등과 밀접하게 연관될 수 있는 캐시 메모리의 사용을 통해 가능해질 수 있다.

컴퓨터로 판독 가능한 매체는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작(computer-implemented operation)을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 가질 수 있다. 매체 및 컴퓨터 코드는 본 개시의 목적을 위해 특별히 설계되고 구축된 것일 수 있거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 잘 알려져 있고 이용 가능한 종류일 수 있다.

한정이 아닌 예로서, 아키텍처(1700), 구체적으로 코어(1740)를 갖는 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 유형의 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 구현된 소프트웨어 실행하는 프로세서(들)(CPU, GPU, FPGA, 가속기 등을 포함)의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 이러한 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 위에서 소개한 바와 같이 사용자가 액세스할 수 있는 대용량 저장장치와 연관된 매체일 수 있을 뿐만 아니라 코어 내부 대용량 저장장치(1747) 또는 ROM(1745)과 같은, 비일시적인 성질의 코어(1740)의 특정 저장장치일 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예를 구현하는 소프트웨어는 이러한 기기에 저장되고 코어(1740)에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체는 구체적인 필요에 따라, 하나 이상의 메모리 소자 또는 칩을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 코어(1740) 및 특히 내부의 프로세서(CPU, GPU, FPGA 등 포함)로 하여금 RAM(1746)에 저장된 데이터 구조를 정의하고 소프트웨어에 의해 정의된 프로세스에 따라 이러한 데이터 구조를 수정하는 것을 포함하여, 여기에 설명된 특정 프로세스 또는 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하도록 할 수 있다. 추가로 또는 대안으로서, 컴퓨터 시스템은 여기에 설명된 특정 프로세스 또는 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하기 위해 소프트웨어 대신 또는 소프트웨어와 함께 작동할 수 있는, 논리 배선(logic hardwired)의 결과로서 그렇지 않으면 회로(예: 가속기(1744))에 다른 방식으로 구현되는 기능을 제공할 수 있다. 소프트웨어에 대한 언급은 논리를 포함할 수 있으며, 적절한 경우 그 반대도 마찬가지이다. 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 대한 언급은 실행을 위한 소프트웨어를 저장하는 회로(예: 집적 회로(IC)), 실행을 위한 논리를 구현하는 회로, 또는 적절한 경우 둘 다를 포함할 수 있다. 본 개시는 하드웨어와 소프트웨어의 임의의 적절한 조합을 포함한다.

본 개시는 몇몇 예시적인 실시예를 설명했지만, 본 개시의 범위 내에 속하는 변경, 순열 및 다양한 대체 등가물이 있다. 따라서, 당업자는 본 명세서에 명시적으로 도시되지 않거나 설명되지 않았지만, 본 개시의 원리를 구현하고 따라서 본 개의 사상 및 범위 내에 있는 수많은 시스템 및 방법을 고안할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

부록 A: 약어

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,
제약된 방향 강화 필터(constrained directional enhancement filter, CDEF) 프로세스 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 비디오 프레임에 포함된 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하는 단계;
상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보에 기초하여 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하는 단계;
상기 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나에 기초하여 상기 복원 필터 유닛에 대해 상기 복원 필터 프로세스를 수행하는 단계; 및
필터링된 복원 필터 유닛에 기초하여 상기 비디오 프레임을 재구축하는 단계
를 포함하는 비디오 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 복원 필터 유닛은 하나 이상의 방향성 정보 유닛을 포함하고, 상기 CDEF 프로세스 또는 상기 인트라 예측 모드 중 적어도 하나는 상기 하나 이상의 방향성 정보 유닛 중 하나에 대해 수행되는, 비디오 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 복원 필터의 복수의 필터 파라미터 세트 각각은 상기 CDEF 프로세스의 적어도 하나의 방향성과 연관되는, 비디오 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하는 단계는, 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보 및 블록 분산 정보에 기초하여 상기 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하는 단계를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하는 단계는, 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보 및 상기 CDEF 프로세스의 필터 강도에 기초하여 상기 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하는 단계를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하는 단계는, 상기 복원 필터 유닛에서의 방향성에 대한 다수결 또는 일관성 검사 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하는 단계를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 복원 필터 유닛은 인트라 코딩되지 않고, 상기 복원 필터 유닛의 이웃 블록이 인트라 코딩되는 것에 응답하여, 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하는 단계는, 상기 복원 필터 유닛의 이웃 블록에 대해 수행되는 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하는 단계를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 수행하는 단계는, 상기 인트라 예측 모드로부터 결정된 방향성 정보와 매칭되는 CDEF 프로세스에서 결정된 방향성 정보에 기초하여 상기 복원 필터 유닛에 대해 복원 필터 프로세스를 수행하는 단계를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 필터 복원 프로세스는 위너(Wiener) 필터 프로세스와 자체 유도 투영(self-guided projection, SGRPRJ) 필터 프로세스 중 하나인, 비디오 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하는 단계는, 디폴트 필터 파라미터 세트, 필터 파라미터 세트를 지시하는 시그널링된 색인 및 시그널링된 필터 파라미터 세트 중 하나에 기초하여 상기 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하는 단계를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
처리 회로를 포함하는 장치로서,
상기 처리 회로는,
제약된 방향 강화 필터(CDEF) 프로세스 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 비디오 프레임에 포함된 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하고;
상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보에 기초하여 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하고;
상기 복수의 필터 파라미터 세트 중 상기 하나에 기초하여 상기 복원 필터 유닛에 대해 상기 복원 필터 프로세스를 수행하고;
필터링된 복원 필터 유닛에 기초하여 상기 비디오 프레임을 재구축하도록 구성되는,
장치.
제11항에 있어서,
상기 복원 필터 유닛은 하나 이상의 방향성 정보 유닛을 포함하고, 상기 CDEF 프로세스 또는 상기 인트라 예측 모드 중 적어도 하나는 상기 하나 이상의 방향성 정보 유닛 중 하나에 대해 수행되는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 복원 필터의 복수의 필터 파라미터 세트 각각은 상기 CDEF 프로세스의 적어도 하나의 방향성과 연관되는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 처리 회로는 추가로, 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보 및 블록 분산 정보에 기초하여 상기 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하도록 구성되는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 처리 회로는 추가로, 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보 및 상기 CDEF 프로세스의 필터 강도에 기초하여 상기 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하도록 구성되는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 처리 회로는 추가로, 상기 복원 필터 유닛에서의 방향성에 대한 다수결 또는 일관성 검사 중 적어도 하나에 기초하여 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하도록 구성되는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 처리 회로는 추가로,
상기 복원 필터 유닛은 인트라 코딩되지 않고 상기 복원 필터 유닛의 이웃 블록이 인트라 코딩되는 것에 응답하여,
상기 복원 필터 유닛의 이웃 블록에 대해 수행되는 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하도록 구성되는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 처리 회로는 추가로,
상기 인트라 예측 모드로부터 결정된 방향성 정보와 매칭되는 CDEF 프로세스에서 결정된 방향성 정보에 기초하여 상기 복원 필터 유닛에 대해 복원 필터 프로세스를 수행하도록 구성되는, 장치.
제11항에 있어서,
상기 필터 복원 프로세스는 위너(Wiener) 필터 프로세스와 자체 유도 투영(SGRPRJ) 필터 프로세스 중 하나인, 장치.
명령어를 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 비일시적 저장 매체로서,
상기 명령어는 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 적어도 하나 이상의 프로세서로 하여금,
제약된 방향 강화 필터(CDEF) 프로세스 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 비디오 프레임에 포함된 복원 필터 유닛의 방향성 정보를 결정하는 단계;
상기 복원 필터 유닛의 방향성 정보에 기초하여 복원 필터 프로세스의 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나를 결정하는 단계;
상기 복수의 필터 파라미터 세트 중 하나에 기초하여 상기 복원 필터 유닛에 대해 상기 복원 필터 프로세스를 수행하는 단계; 및
필터링된 복원 필터 유닛에 기초하여 상기 비디오 프레임을 재구축하는 단계를 수행하도록 하는,
컴퓨터로 판독 가능한 비일시적 저장 매체.