KR20230010739A

KR20230010739A - 비디오 코딩 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20230010739A
Application number: KR1020227044030A
Authority: KR
Inventors: 귀춘 리; 샹 리; 샨 리우
Original assignee: 텐센트 아메리카 엘엘씨
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2021-10-08
Publication date: 2023-01-19
Also published as: JP2023531866A; CN115699738A; US20220385905A1; WO2022250723A1; US11652996B2; EP4133721A4; EP4133721A1

Abstract

본 개시내용의 양태는 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법, 장치, 및 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체를 포함한다. 장치는 (i) 크로마 성분의 픽셀 값 범위, (ii) 크로마 성분(chroma component)의 복잡도 레벨, 또는 (iii) 크로마 성분의 노이즈 레벨 중 하나에 기반하여 코딩 구역의 크로마 성분에 대한 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하는 프로세싱 회로를 포함한다. 프로세싱 회로는 양자화 파라미터 및 결정된 오프셋에 기반하여 코딩 구역의 변환 계수에 대해 양자화 프로세스를 수행한다. 프로세싱 회로는 양자화된 변환 계수를 포함하는 비디오 비트스트림(bitstream)을 생성한다.

Description

비디오 코딩 방법 및 장치

본 출원은 2021년 5월 25일에 출원되고, 발명의 명칭이 "ADAPTIVE CHROMA 베 OFFSET"인 미국 가출원 번호 63/193,003에 대한 우선권의 이익을 주장하는 2021년 10월 6일에 출원되고 발명의 명칭이 "METHOD AND APPARATUS FOR VIDEO CODING"인 미국 특허 출원 번호 17/495,535호에 대한 우선권의 이익을 주장한다. 종래 출원의 개시내용은 그 전체가 본원에 참조로 포함된다.

본 개시내용은 일반적으로 비디오 코딩과 관련된 실시예를 설명한다.

본원에 제공된 배경 설명은 본 개시내용의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 것이다.　 출원 당시 종래 기술로 자격이 되지 않는 설명의 양태뿐 아니라, 현재 명명된 발명가의 작업은 본 배경 섹션에 설명된 범위 내에서, 명시적으로나 묵시적으로 본 개시내용에 대한 종래 기술로 인정되지 않는다.

비디오 코딩 및 디코딩은 모션 보상을 갖는 인터-픽처 예측(inter-picture prediction)을 사용하여 수행될 수 있다. 압축되지 않은 디지털 비디오는 일련의 픽처를 포함할 수 있고, 각각의 픽처는 예를 들어 1920 x 1080 휘도 샘플 및 연관된 색차 샘플의 공간 차원을 갖는다. 일련의 픽처는 예를 들어 초당 60 개의 픽처 또는 60 Hz의 고정 또는 가변 픽처 속도(또한 비공식적으로는 프레임 레이트로 알려짐)를 가질 수 있다. 압축되지 않은 비디오는 중요한 비트레이트 요건을 갖는다. 예를 들어 샘플당 8 비트의 1080p60 4:2:0 비디오(60 Hz 프레임 레이트에서 1920x1080 휘도 샘플 해상도)는 1.5 Gbit/s에 가까운 대역폭을 요구한다. 이러한 비디오의 1 시간은 600 GBytes 초과의 저장 공간을 요구한다.

비디오 코딩 및 디코딩의 하나의 목적은 압축을 통한 입력 비디오 신호의 중복 감소일 수 있다. 압축은 전술된 대역폭 또는 저장 공간 요건을 감소시키는 데, 일부 경우에서 2 이상의 승수만큼 감소시키는 데 도움을 줄 수 있다. 무손실 및 손실 압축 둘 모두, 및 이의 조합이 이용될 수 있다. 무손실 압축은 압축된 원본 신호에서 원본 신호의 정확한 복사본을 재구성할 수 있는 기법을 지칭한다. 손실 압축을 사용할 때, 재구성된 신호는 원본 신호와 동일하지 않을 수 있지만, 원본 신호와 재구성된 신호 사이의 왜곡은 재구성된 신호가 의도된 애플리케이션에 유용하기에 충분히 작다. 비디오의 경우, 손실 압축이 널리 이용된다. 용인되는 왜곡의 양은 애플리케이션에 따르고; 예를 들어, 소정 소비자 스트리밍 애플리케이션의 사용자는 텔레비전 배포 애플리케이션의 사용자보다 더 높은 왜곡을 용인할 수 있다. 달성가능한 압축 비율은 허용/용인가능한 왜곡이 높을수록 압축 비율이 높아질 수 있다는 것을 반영할 수 있다.

비디오 인코더 및 디코더는 예를 들어 모션 보상, 변환, 양자화 및 엔트로피 코딩을 포함하는 여러 넓은 카테고리로부터의 기법을 활용할 수 있다.

비디오 코덱 기술은 인트라 코딩(intra coding)으로 알려진 기법을 포함할 수 있다. 인트라 코딩에서, 샘플 값은 이전에 재구성된 참조 픽처로부터의 샘플 또는 다른 데이터를 참조하지 않고 표현된다. 일부 비디오 코덱에서, 픽처는 공간적으로 샘플의 블록으로 세분화된다. 샘플의 모든 블록이 인트라 모드에서 코딩될 때, 그 픽처는 인트라 픽처일 수 있다. 독립 디코더 리프레시 픽처와 같은 인트라 픽처 및 이의 도출물은 디코더 상태를 재설정하는 데 사용될 수 있으므로, 코딩된 비디오 비트스트림(bitstream) 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 변환-전 도메인에서 샘플 값을 최소화하는 기법일 수 있다. 일부 경우에서, 변환 후 DC 값이 더 작고 AC 계수가 더 작을수록, 엔트로피 코딩 후 블록을 나타내기 위해 주어진 양자화 단계 크기에서 요구되는 비트가 더 적다.

예를 들어 MPEG-2 생성 코딩 기술로부터 알려진 것과 같은 종래의 인트라 코딩은 인트라 예측을 사용하지 않는다. 그러나, 일부 더 새로운 비디오 압축 기술은, 예를 들어, 주변의 샘플 데이터 및/또는 공간적으로 이웃한 데이터 블록, 및 디코딩 순서에서 선행하는 데이터 블록의 인코딩 및/또는 디코딩 동안 획득된 메타데이터로부터 시도하는 기법을 포함한다. 이러한 기법은 이후 "인트라 예측" 기법이라고 호칭된다. 적어도 일부 경우에서, 인트라 예측이 참조 픽처가 아닌 재구성 중인 현재 픽처로부터의 참조 데이터만 사용한다는 것을 주목하라.

많은 상이한 형태의 인트라 예측이 있을 수 있다. 하나 초과의 이러한 기법이 주어진 비디오 코딩 기술에서 사용될 수 있는 경우, 사용 중인 기법은 인트라 예측 모드에서 코딩될 수 있다. 소정의 경우에서, 모드는 서브모드 및/또는 파라미터를 가질 수 있고, 이들은 개별적으로 코딩되거나 모드 코드워드에 포함될 수 있다. 주어진 모드, 서브모드, 및/또는 파라미터 조합에 사용할 코드워드는 인트라 예측을 통한 코딩 효율 이득에 영향을 미칠 수 있고, 코드워드를 비트스트림으로 변환하는 데 사용되는 엔트로피 코딩 기술도 마찬가지일 수 있다.

소정 모드의 인트라 예측은 H.264와 함께 도입되었고, H.265에서 개선되었고, JEM(Joint Explosion Model), 다용도 비디오 코딩(VVC: versatile video coding) 및 벤치마크 세트(BMS: benchmark set)와 같은 더 새로운 코딩 기술에서 추가로 개선되었다. 이미 이용가능한 샘플에 속하는 이웃 샘플 값을 사용하여 예측기 블록이 형성될 수 있다. 이웃 샘플의 샘플 값은 방향에 따라 예측기 블록에 복사된다. 방향에 대한 참조는 비트스트림에서 코딩되거나 자체적으로 예측될 수 있다.

도 1a를 참조하면, 우측 하부에는 H.265의 33개의 가능한 예측기 방향(35개 인트라 모드의 33개 각도 모드에 대응)에서 알려진 9개의 예측기 방향의 서브세트가 묘사된다. 화살표가 수렴하는 지점(101)은 예측 중인 샘플을 나타낸다. 화살표는 샘플이 예측되는 방향을 나타낸다. 예를 들어, 화살표(102)는 샘플(101)이 수평으로부터 45도 각도로 우측 상부에 있는 샘플 또는 샘플로부터 예측된다는 것을 나타낸다. 유사하게, 화살표(103)는 샘플(101)이 수평으로부터 22.5도 각도로 샘플(101)의 좌측 아래에 있는 샘플 또는 샘플로부터 예측된다는 것을 나타낸다.

여전히 도 1a를 참조하면, 좌측 상단에는 4 x 4 샘플의 정사각형 블록(104)(굵은 파선에 의해 표시됨)이 묘사된다. 정사각형 블록(104)은 각각 "S", Y 차원에서의 포지션(예를 들어, 행 인덱스) 및 X 차원에서의 포지션(예를 들어, 열 인덱스)이 라벨링된 16개의 샘플을 포함한다. 예를 들어, 샘플(S21)은 Y 차원에서 (상단으로부터) 제2 샘플과 X 차원에서 (좌측으로부터) 제1 샘플이다. 유사하게, 샘플(S44)은 Y 및 X 차원 둘 모두에서 블록(104)의 제4 샘플이다. 블록 크기가 4 x 4 샘플이므로, S44는 우측 하단에 있다. 유사한 번호 매기기 체계를 따르는 참조 샘플이 추가로 도시된다. 참조 샘플은 블록(104)에 관련하여 R, Y 포지션(예를 들어, 행 인덱스) 및 X 포지션(열 인덱스)가 라벨링된다. H.264 및 H.265 둘 모두에서, 예측 샘플은 재구성 중인 블록에 이웃하고; 그러므로 음수 값이 사용될 필요가 없다.

인트라 픽처 예측은 시그널링된 예측 방향에 따라 적절한 이웃 샘플로부터 참조 샘플 값을 복사함으로써 작동할 수 있다. 예를 들어, 코딩된 비디오 비트스트림이 이 블록에 대해 화살표(102)와 일치하는 예측 방향을 나타내는 시그널링을 포함한다고 가정하자 - 즉, 샘플은 수평으로부터 45 도 각도로 우측 상부에 있는 예측 샘플 또는 샘플로부터 예측된다. 그 경우, 샘플(S41, S32, S23, 및 S14)은 동일한 참조 샘플(R05)로부터 예측된다. 이어서, 샘플(S44)은 참조 샘플(R08)로부터 예측된다.

소정 경우에서, 다수의 참조 샘플의 값은, 특히 방향이 45 도로 균등하게 나누어지지 않을 때 참조 샘플을 계산하기 위해 예를 들어 보간을 통해 결합될 수 있다.

비디오 코딩 기술이 발전함에 따라 가능한 방향의 수는 증가했다. H.264(2003년)에서, 9개의 상이한 방향이 표현될 수 있다. H.265(2013년)에서 33개로 증가했고, 공개 당시 JEM/VVC/BMS는 최대 65개 방향을 지원할 수 있다. 가장 가능성이 높은 방향을 식별하기 위한 실험이 수행되었고, 엔트로피 코딩의 소정 기법은 가능성이 적은 방향에 대해 소정 페널티를 허용하면서 적은 수의 비트로 이러한 가능성 있는 방향을 나타내는 데 사용된다. 또한, 방향 자체는 때때로 이미 디코딩된 이웃 블록에서 사용되는 이웃 방향으로부터 예측될 수 있다.

도 1b는 시간 경과에 따른 예측 방향의 증가하는 수를 예시하기 위해 JEM에 따른 65개의 인트라 예측 방향을 묘사하는 개략도(105)를 도시한다.

방향을 나타내는 코딩된 비디오 비트스트림의 인트라 예측 방향 비트의 매핑은 비디오 코딩 기술마다 상이할 수 있고; 예를 들어, 예측 방향의 단순한 직접 매핑에서 인트라 예측 모드, 코드워드, 가장 가능성 있는 모드를 포함하는 복잡한 적응 방식, 및 유사한 기법에 이르기까지 다양할 수 있다. 그러나, 모든 경우에서, 통계적으로 소정 다른 특정 방향보다 비디오 콘텐츠에서 발생할 가능성이 적은 소정 방향이 있을 수 있다. 비디오 압축의 목표는 중복의 감소이므로, 잘 작동하는 비디오 코딩 기술에서 가능성이 적은 방향은 가능성이 더 높은 방향보다 더 많은 비트 수로 표현된다.

모션 보상은 손실 압축 기법일 수 있고 모션 벡터(이후 MV)에 의해 지시되는 방향으로 공간적으로 이동된 후 이전에 재구성된 픽처 또는 그 일부(참조 픽처)로부터의 샘플 데이터 블록이 새롭게 재구성된 픽처 또는 그 일부의 예측에 사용되는 기법에 관련될 수 있다. 일부 경우에서, 참조 픽처는 현재 재구성 중인 픽처와 동일할 수 있다. MV는 2개의 차원(X 및 Y), 또는 3개의 차원을 가질 수 있고, 세 번째는 사용 중인 참조 픽처의 표시이다(후자는 간접적으로 시간 차원일 수 있음).

일부 비디오 압축 기법에서, 샘플 데이터의 소정 영역에 적용가능한 MV는 다른 MV로부터, 예를 들어 재구성 중인 영역에 공간적으로 인접하고, 디코딩 순서에서 그 MV보다 앞선 샘플 데이터의 다른 영역과 관련된 것으로부터 예측될 수 있다. 그렇게 하면 MV를 코딩하는 데 요구되는 데이터의 양을 상당히 감소시킬 수 있으므로, 중복을 제거하고 압축을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, MV 예측은 효과적으로 작동할 수 있는 데, 왜냐하면 카메라에서 도출된 입력 비디오 신호(자연 비디오라고 알려짐)를 코딩할 때, 단일 MV가 적용가능한 영역보다 더 큰 영역이 유사한 방향으로 이동하고, 그러므로 일부 경우에서 A 이웃 영역의 MV에서 도출된 유사한 MV를 사용하여 예측될 수 있는 통계적 공산이 존재하기 때문이다. 이것은 주어진 영역에 대해 발견된 MV가 주변 MV에서 예측된 MV와 유사하거나 동일하게 하고, 차례로 엔트로피 코딩 후 MV를 직접 코딩하는 경우 사용되는 것보다 더 적은 수의 비트로 표현될 수 있게 한다. 일부 경우에서, MV 예측은 원본 신호(즉, 샘플 스트림)에서 도출된 신호(즉: MV)의 무손실 압축의 예일 수 있다. 다른 경우에서, 예를 들어 주변의 여러 MV로부터 예측기를 계산할 때 반올림 오류 때문에, MV 예측 자체는 손실이 있을 수 있다.

다양한 MV 예측 메커니즘은 H.265/HEVC(ITU-T Rec.H.265, "High Efficiency Video Coding", 2016년 12월)에서 설명된다. H.265가 제공하는 많은 MV 예측 메커니즘 중에서, 본원에서 이후 "공간 병합"이라고 지칭되는 기법이 설명된다.

도 1c를 참조하면, 현재 블록(111)은 공간적으로 이동된 동일한 크기의 이전 블록으로부터 예측가능한 것으로 모션 탐색 프로세스 동안 인코더에 의해 발견된 샘플을 포함할 수다. 그 MV를 직접 코딩하는 대신에, MV는 A0, A1 및 B0, B1, B2(각각 112 내지 116)으로 표시된 5개의 주변 샘플 중 하나와 연관된 MV를 사용하여, 하나 이상의 참조 픽처와 연관된 메타데이터, 예를 들어 가장 최근(디코딩 순서로) 참조 픽처로부터 도출될 수 있다. H.265에서, MV 예측은 이웃 블록이 사용하고 있는 동일한 참조 픽처의 예측기를 사용할 수 있다.

본 개시내용의 양태는 비디오 인코딩/디코딩을 위한 장치를 제공한다. 장치는 (i) 크로마 성분의 픽셀 값 범위, (ii) 크로마 성분(chroma component)의 복잡도 레벨, 또는 (iii) 크로마 성분의 노이즈 레벨 중 하나에 기반하여 코딩 구역의 크로마 성분에 대한 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하는 프로세싱 회로를 포함한다. 프로세싱 회로는 양자화 파라미터 및 결정된 오프셋에 기반하여 코딩 구역의 변환 계수에 대해 양자화 프로세스를 수행한다. 프로세싱 회로는 양자화된 변환 계수를 포함하는 비디오 비트스트림을 생성한다.

실시예에서, 프로세싱 회로는 양자화 파라미터의 오프셋을 포함하는 비디오 비트스트림을 생성한다.

실시예에서, 프로세싱 회로는 코딩 구역의 루마 성분(luma component)의 픽셀 값 범위를 결정한다. 프로세싱 회로는 루마 성분의 픽셀 값 범위와 크로마 성분의 픽셀 값 범위 사이의 범위 비율을 결정한다. 프로세싱 회로는 범위 비율과 범위 임계치 간의 비교에 기반하여 양자화 파라미터의 오프셋을 결정한다.

실시예에서, 루마 성분 및 크로마 성분 각각에 대해, 각각의 성분의 픽셀 값 범위는 각각의 성분의 픽셀의 최대 픽셀 값과 최소 픽셀 값 사이의 차이이다.

실시예에서, 프로세싱 회로는 코딩 구역의 루마 성분의 복잡도 레벨을 결정한다. 프로세싱 회로는 루마 성분의 복잡도 레벨과 크로마 성분의 복잡도 레벨 사이의 복잡도 비율을 결정한다. 프로세싱 회로는 복잡도 비율과 복잡도 임계치 사이의 비교에 기반하여 양자화 파라미터의 오프셋을 결정한다.

실시예에서, 루마 성분 및 크로마 성분 각각에 대해, 각각의 성분의 복잡도 레벨은 (i) 각각의 성분의 픽셀의 픽셀 값의 분산, (ii) 각 성분의 잔차의 절대차(absolute differences)의 합, 또는 (iii) 각 성분의 잔차의 변환된 절대차의 합 중 하나에 기반한다.

실시예에서, 프로세싱 회로는 크로마 성분의 노이즈 레벨과 노이즈 임계치 사이의 비교에 기반하여 양자화 파라미터의 오프셋을 결정한다.

실시예에서, 프로세싱 회로는 코딩 구역의 루마 성분의 노이즈 레벨을 결정한다. 프로세싱 회로는 루마 성분의 노이즈 레벨과 크로마 성분의 노이즈 레벨 사이의 노이즈 비율을 결정한다. 프로세싱 회로는 노이즈 비와 노이즈 비 임계치 사이의 비교에 기반하여 양자화 파라미터의 오프셋을 결정한다.

실시예에서, 루마 성분 및 크로마 성분 각각에 대해, 각각의 성분의 노이즈 레벨은 각각의 성분의 픽셀에 적용되는 에지 검출 및 에지 검출의 결과에 적용되는 라플라시안 콘볼루션에 기반한다.

본 개시내용의 양태는 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법을 제공한다. 방법은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 장치에 의해 수행되는 프로세스 중 임의의 하나 또는 조합을 수행할 수 있다. 방법에서, 양자화 파라미터의 오프셋은 (i) 크로마 성분의 픽셀 값 범위, (ii) 크로마 성분의 복잡도 레벨, 또는 (iii) 크로마 성분의 노이즈 레벨 중 하나에 기반하여 코딩 구역의 크로마 성분에 대해 결정된다. 양자화 프로세스는 양자화 파라미터 및 결정된 오프셋에 기반하여 코딩 구역의 변환 계수에 대해 수행된다. 비디오 비트스트림은 양자화된 변환 계수를 포함하도록 생성된다.

본 개시내용의 양태는 또한 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 적어도 하나의 프로세서가 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법 중 임의의 하나 또는 조합을 수행하게 하는 명령을 저장하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체를 제공한다.

개시된 주제의 추가 특징, 성질, 및 다양한 장점은 이하 상세한 설명 및 첨부 도면으로부터 더 명백하게 될 것이다.
도 1a는 인트라 예측 모드의 예시적인 서브세트의 개략도이다.
도 1b는 예시적인 인트라 예측 방향의 예시이다.
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 일 실시예에 따른 인코더의 간략화된 블록도의 개략도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 인코더의 블록도를 도시한다.
도 7은 다른 실시예에 따른 디코더의 블록도를 도시한다.
도 8은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 노이즈 검출 프로세스를 도시한다.
도 9는 본 개시내용의 실시예에 따른 8-비트 코딩 구역의 컬러 성분의 예시적인 히스토그램을 도시한다.
도 10은 실시예에 따른 예시적인 흐름도를 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 개략도이다.

I. 비디오 디코더 및 인코더 시스템

도 2는 본 개시내용의 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 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템(200)은 네트워크(250)를 통해 상호연결된 단말 디바이스(210 및 220)의 제1 쌍을 포함한다. 도 2 예에서, 단말 디바이스(210 및 220)의 제1 쌍은 데이터의 단방향 전송을 수행한다. 예를 들어, 단말 디바이스(210)는 네트워크(250)를 통해 다른 단말 디바이스(220)로의 전송을 위해 비디오 데이터(예를 들어, 단말 디바이스(210)에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 하나 이상의 코딩된 비디오 비트스트림의 형태로 전송될 수 있다. 단말 디바이스(220)는 네트워크(250)로부터 코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처를 복구하고, 복구된 비디오 데이터에 따라 비디오 픽처를 디스플레이할 수 있다. 단방향 데이터 전송은 미디어 서빙 애플리케이션 등에서 일반적일 수 있다.

다른 예에서, 통신 시스템(200)은 예를 들어 화상회의 동안 발생할 수 있는 코딩된 비디오 데이터의 양방향 전송을 수행하는 단말 디바이스(230 및 240)의 제2 쌍을 포함한다. 데이터의 양방향 전송을 위해, 예에서, 단말 디바이스(230 및 240)의 각각의 단말 디바이스는 네트워크(250)를 통해 단말 디바이스(230 및 240)의 다른 단말 디바이스로의 전송을 위해 비디오 데이터(예를 들어, 단말 디바이스에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 단말 디바이스(230 및 240)의 각각의 단말 디바이스는 또한 단말 디바이스(230 및 240)의 다른 단말 디바이스에 의해 전송된 코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처를 복구할 수 있고 복구된 비디오 데이터에 따라 액세스 가능한 디스플레이 디바이스에 비디오 픽처를 디스플레이할 수 있다.

도 2 예에서, 단말 디바이스(210, 220, 230, 및 240)는 서버, 개인용 컴퓨터 및 스마트 폰으로 예시될 수 있지만, 본 개시내용의 원리는 이에 제한되지 않을 수 있다. 본 개시내용의 실시예는 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 미디어 플레이어 및/또는 전용 화상회의 장비를 사용한 애플리케이션을 찾는다. 네트워크(250)는 예를 들어 와이어선(유선) 및/또는 무선 통신 네트워크를 포함하여 단말 디바이스(210, 220, 230 및 240) 간에 코딩된 비디오 데이터를 전달하는 임의의 수의 네트워크를 나타낸다. 통신 네트워크(250)는 회선-교환 및/또는 패킷-교환 채널에서 데이터를 교환할 수 있다. 대표적인 네트워크는 원격통신 네트워크, 근거리 통신망, 광역 네트워크 및/또는 인터넷을 포함한다. 본 논의의 목적을 위해, 네트워크(250)의 아키텍처 및 토폴로지는 이하에서 본원에서 설명되지 않는 한 본 개시내용의 동작에 중요하지 않을 수 있다.

도 3은 개시된 주제에 대한 애플리케이션에 대한 예로서, 스트리밍 환경에서 비디오 인코더 및 비디오 디코더의 배치를 예시한다. 개시된 주제는 예를 들어 화상회의, 디지털 TV, CD, DVD, 메모리 스틱 등을 포함하는 디지털 미디어에 압축된 비디오의 저장 등을 포함하는 다른 비디오 가능 애플리케이션에 똑같이 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 비교할 때 높은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 굵은 선으로 묘사된 비디오 픽처의 스트림(302)은 비디오 소스(301)에 결합된 비디오 인코더(303)를 포함하는 전자 디바이스(320)에 의해 프로세싱될 수 있다. 비디오 인코더(303)는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함하여 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 개시된 주제의 양태를 가능하게 하거나 구현할 수 있다. 비디오 픽처의 스트림(302)과 비교할 때 더 낮은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 가는 선으로 묘사된 인코딩된 비디오 데이터(304)(또는 인코딩된 비디오 비트스트림(304))는 미래 사용을 위해 스트리밍 서버(305)에 저장될 수 있다. 도 3의 클라이언트 서브시스템(306 및 308)과 같은 하나 이상의 스트리밍 클라이언트 서브시스템은 인코딩된 비디오 데이터(304)의 복사본(307 및 309)을 검색하기 위해 스트리밍 서버(305)에 액세스할 수 있다. 클라이언트 서브시스템(306)은 예를 들어 전자 디바이스(330)에 비디오 디코더(310)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(310)는 인코딩된 비디오 데이터의 인입 복사본(307)을 디코딩하고 디스플레이(312)(예를 들어, 디스플레이 스크린) 또는 다른 렌더링 디바이스(묘사되지 않음) 상에 렌더링될 수 있는 비디오 픽처(311)의 출력 스트림을 생성한다. 일부 스트리밍 시스템에서, 인코딩된 비디오 데이터(304, 307 및 309)(예를 들어, 비디오 비트스트림)는 소정 비디오 코딩/압축 표준에 따라 인코딩될 수 있다. 이러한 표준의 예는 ITU-T 권장사항 H.265를 포함한다. 예에서, 개발 중인 비디오 코딩 표준은 비공식적으로 다용도 비디오 코딩(VVC)으로 알려져 있다. 개시된 주제는 VVC의 맥락에서 사용될 수 있다.

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

도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 비디오 디코더(410)의 블록도를 도시한다. 비디오 디코더(410)는 전자 디바이스(430)에 포함될 수 있다. 전자 디바이스(430)는 수신기(431)(예를 들어, 수신 회로)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(410)는 도 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; 동일 또는 다른 실시예에서, 한 번에 하나의 코딩된 비디오 시퀀스로, 각각의 코딩된 비디오 시퀀스의 디코딩은 다른 코딩된 비디오 시퀀스와 독립적이다. 코딩된 비디오 시퀀스는 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는 저장 디바이스에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는 채널(401)로부터 수신될 수 있다. 수신기(431)는 인코딩된 비디오 데이터를 다른 데이터, 예를 들어 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림과 함께 수신할 수 있고, 이는 각각의 사용 엔티티(묘사되지 않음)로 포워딩될 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(parser)(420)(이하 "파서(420)") 사이에 결합될 수 있다. 소정 애플리케이션에서, 버퍼 메모리(415)는 비디오 디코더(410)의 일부이다. 다른 애플리케이션에서, 버퍼 메모리(515)는 비디오 디코더(410)(묘사되지 않음) 외측에 있을 수 있다. 또 다른 애플리케이션에서, 예를 들어 네트워크 지터를 방지하기 위해 비디오 디코더(410) 외측에 버퍼 메모리(묘사되지 않음)가 있을 수 있고, 또한 재생 타이밍을 처리하기 위해 예를 들어 비디오 디코더(410) 내부에 다른 버퍼 메모리(415)가 있을 수 있다. 수신기(431)가 충분한 대역폭 및 제어성의 저장/포워드 디바이스, 또는 동시동기식 네트워크로부터 데이터를 수신할 때, 버퍼 메모리(415)는 필요하지 않거나, 작을 수 있다. 인터넷과 같은 최대 효과 패킷 네트워크에서 사용하기 위해, 버퍼 메모리(415)가 요구될 수 있고, 비교적 클 수 있고 유리하게는 적응형 크기를 가질 수 있고, 비디오 디코더(410)의 외측의 운영 체제 또는 유사한 요소(묘사되지 않음)로 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 동작을 관리하는 데 사용되는 정보, 및 잠재적으로 전자 디바이스(430)의 필수 부분이 아니지만 도 4에 도시된 바와 같이 전자 디바이스(430)에 결합될 수 있는 렌더링 디바이스(412)(예를 들어, 디스플레이 스크린)와 같은 렌더링 디바이스를 제어하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 렌더링 디바이스(들)에 대한 제어 정보는 SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지 또는 비디오 사용 정보(VUI: Video Usability Information) 파라미터 세트 프레그먼트(묘사되지 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, 문맥 감도가 있거나 없는 산술 코딩 등을 포함하는 다양한 원리를 따를 수 있다. 파서(420)는 그룹에 대응하는 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 비디오 디코더의 픽셀의 서브그룹 중 적어도 하나에 대한 서브그룹 파라미터의 세트를 코딩된 비디오 시퀀스로부터 추출할 수 있다. 서브그룹은 GOP(Groups of Picture), 픽처, 타일, 슬라이스, 매크로블록, 코딩 유닛(CU), 블록, 변환 유닛(TU: Transform Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 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(415)로부터 수신된 비디오 시퀀스에 대해 엔트로피 디코딩/파싱 동작을 수행하여 심볼(421)을 생성할 수 있다.

심볼(421)의 재구성은 코딩된 비디오 픽처의 유형 또는 그 일부(이를테면: 인터 및 인트라 픽처, 인터 및 인트라 블록), 및 다른 요인에 따라 다수의 상이한 유닛을 포함할 수 있다. 어떤 유닛이 관련되고, 그리고 어떻게 관련되는지는 파서(420)에 의해 코딩된 비디오 시퀀스로부터 파싱된 서브그룹 제어 정보에 의해 제어될 수 있다. 파서(420)와 아래의 다수의 유닛 사이의 이러한 서브그룹 제어 정보의 흐름은 명확성을 위해 묘사되지 않는다.

이미 언급된 기능 블록을 넘어서, 비디오 디코더(410)는 개념적으로 아래에 설명된 바와 같이 다수의 기능 유닛으로 세분될 수 있다. 상업적 제약 하에서 동작하는 실제 구현에서, 이러한 유닛 중 많은 부분이 서로 밀접하게 상호 작용하고 적어도 부분적으로는 서로 통합될 수 있다. 그러나, 개시된 주제를 설명하기 위해, 아래의 기능 유닛으로의 개념적 세분화가 적절하다.

제1 유닛은 스케일러/역변환 유닛(451)이다. 스케일러/역변환 유닛(451)은 파서(420)로부터 심볼(들)(421)로서 사용할 변환, 블록 크기, 양자화 인자, 양자화 스케일링 행렬 등을 포함하는 제어 정보 뿐만 아니라 양자화된 변환 계수를 수신한다. 스케일러/역변환 유닛(451)은 집계기(aggregator)(455)에 입력될 수 있는 샘플 값을 포함하는 블록을 출력할 수 있다.

일부 경우에서, 스케일러/역 변환(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 경우에서, 인트라 픽처 예측 유닛(452)은 현재 픽처 버퍼(458)로부터 페치된 이미 재구성된 주변 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. 집계기(455)는 일부 경우에서, 샘플 단위로, 인트라 예측 유닛(452)이 생성한 예측 정보를 스케일러/역변환 유닛(451)에 의해 제공되는 출력 샘플 정보에 추가한다.

다른 경우에서, 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 샘플을 페치하기 위해 참조 픽처 메모리(457)에 액세스할 수 있다. 블록에 속하는 심볼(421)에 따라 페치된 샘플을 모션 보상한 후, 이러한 샘플은 출력 샘플 정보를 생성하기 위해 집계기(455)에 의해 스케일러/역변환 유닛(451)의 출력에 추가된다(이 경우 잔차 샘플 또는 잔차 신호로 호칭됨). 모션 보상 예측 유닛(453)이 예측 샘플을 페치하는 참조 픽처 메모리(457) 내의 어드레스는 MV에 의해 제어될 수 있고, 이는 예를 들어 X, Y 및 참조 픽처 성분을 가질 수 있는 심볼(421) 형태의 모션 보상 예측 유닛(453)에 이용가능하다. 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.

집계기(455)의 출력 샘플은 루프 필터 유닛(456)에서 다양한 루프 필터링 기법의 대상이 될 수 있다. 비디오 압축 기술은 코딩된 비디오 시퀀스(또한 코딩된 비디오 비트스트림이라고 지칭됨)에 포함된 파라미터에 의해 제어되고 파서(420)로부터 심볼(421)로서 루프 필터 유닛(456)에 이용가능하게 되지만, 코딩된 픽처 또는 코딩된 비디오 시퀀스의 (디코딩 순서로) 이전 부분의 디코딩 동안 획득된 메타-정보에 응답할 수 있을 뿐만 아니라, 이전에 재구성되고 루프-필터링된 샘플 값에 응답할 수 있는 루프-내 필터 기술을 포함할 수 있다.

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

완전히 재구성되면, 소정 코딩된 픽처는 미래 예측을 위한 참조 픽처로 사용될 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처에 대응하는 코딩된 픽처가 완전히 재구성되고 코딩된 픽처가 (예를 들어, 파서(420)에 의해) 참조 픽처로 식별되면, 현재 픽처 버퍼(458)는 참조 픽처 메모리(457)의 일부가 될 수 있고, 새로운 현재 픽처 버퍼는 다음의 코딩된 픽처의 재구성을 시작하기 전에 재배정될 수 있다.

비디오 디코더(410)는 ITU-T Rec. H.265 같은 표준의 미리 결정된 비디오 압축 기술에 따른 디코딩 동작을 수행할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스가 비디오 압축 기술 또는 표준의 신택스와 비디오 압축 기술 또는 표준에서 문서화된 프로파일 둘 모두를 고수한다는 점에서, 코딩된 비디오 시퀀스는 사용되는 비디오 압축 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 따를 수 있다. 특히, 프로파일은 비디오 압축 기술 또는 표준에서 이용가능한 모든 도구에서 대응 프로파일에서 사용하기 위해 이용가능한 유일한 도구로 소정 도구를 선택할 수 있다. 또한 규정 준수를 위해 필요한 것은 코딩된 비디오 시퀀스의 복잡도가 비디오 압축 기술 또는 표준의 레벨에 의해 정의된 경계 내에 있어야 한다는 것일 수 있다. 일부 경우에서, 레벨은 최대 픽처 크기, 최대 프레임 레이트, 최대 재구성 샘플 레이트(예를 들어, 초당 메가샘플로 측정됨), 최대 참조 픽처 크기 등을 제약한다. 레벨에 의해 설정된 한계는 일부 경우에서, 코딩된 비디오 시퀀스에서 시그널링되는 가상 참조 디코더(HRD: Hypothetical Reference Decoder) 사양 및 HRD 버퍼 관리를 위한 메타데이터를 통해 추가로 제약될 수 있다.

실시예에서, 수신기(431)는 인코딩된 비디오와 함께 추가적인(중복) 데이터를 수신할 수 있다. 추가 데이터는 코딩된 비디오 시퀀스(들)의 일부로 포함될 수 있다. 추가 데이터는 데이터를 적절하게 디코딩하고/하거나 원본 비디오 데이터를 보다 정확하게 재구성하기 위해 비디오 디코더(410)에 의해 사용될 수 있다. 추가 데이터는 예를 들어 시간적, 공간적 또는 신호 노이즈 비(SNR) 향상 계층, 중복 슬라이스, 중복 픽처, 순방향 오류 정정 코드 등의 형태일 수 있다.

도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 비디오 인코더(503)의 블록도를 도시한다. 비디오 인코더(503)는 전자 디바이스(520)에 포함된다. 전자 디바이스(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)(이는 도 5 예에서 전자 디바이스(520)의 일부가 아님)로부터 비디오 샘플을 수신할 수 있다. 다른 예에서, 비디오 소스(501)는 전자 디바이스(520)의 일부이다.

비디오 소스(501)는 임의의 적합한 비트 깊이(예를 들어, 8 비트, 10 비트, 12 비트, …), 임의의 컬러 공간(예를 들어, BT.601 Y CrCB, RGB, …), 및 임의의 적합한 샘플링 구조(예를 들어, Y CrCb 4:2:0, Y CrCb 4:4:4) 일 수 있는 디지털 비디오 샘플 스트림의 형태로 비디오 인코더(503)에 의해 코딩될 소스 비디오 시퀀스를 제공할 수 있다. 미디어 서빙 시스템에서, 비디오 소스(501)는 미리 준비된 비디오를 저장하는 저장 디바이스일 수 있다. 화상회의 시스템에서, 비디오 소스(501)는 로컬 이미지 정보를 비디오 시퀀스로 캡처하는 카메라일 수 있다. 비디오 데이터는 순서대로 볼 때 모션을 부여하는 복수의 개별 픽처로 제공될 수 있다. 픽처 자체는 픽셀의 공간 어레이로 구성될 수 있고, 여기서 각각의 픽셀은 사용 중인 샘플링 구조, 컬러 공간 등에 따라 하나 이상의 샘플을 포함할 수 있다. 통상의 기술자는 픽셀과 샘플 간의 관계를 쉽게 이해할 수 있다. 아래 설명은 샘플에 초점을 맞춘다.

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 코딩 및 압축할 수 있다. 적절한 코딩 속도를 시행하는 것은 제어기(550)의 하나의 기능이다. 일부 실시예에서, 제어기(550)는 아래에 설명되는 바와 같이 다른 기능 유닛을 제어하고 다른 기능 유닛에 기능적으로 결합된다. 결합은 명확성을 위해 묘사되지 않는다. 제어기(550)에 의해 설정되는 파라미터는 레이트 제어 관련 파라미터(픽처 스킵, 양자화기, 레이트-왜곡 최적화 기법의 람다 값, …), 픽처 크기, 픽처 그룹(GOP) 레이아웃, 최대 MV 허용 참조 영역 등을 포함할 수 있다. 제어기(550)는 소정 시스템 설계에 최적화된 비디오 인코더(503)에 속하는 다른 적합한 기능을 갖도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 비디오 인코더(503)는 코딩 루프에서 동작하도록 구성된다. 과도하게 단순화된 설명으로서, 예에서, 코딩 루프는 소스 코더(530)(예를 들어, 코딩될 입력 픽처에 기반하여 심볼 스트림과 같은 심볼, 및 참조 픽처(들)을 생성하는 역할을 함), 및 비디오 인코더(503)에 내장된 (로컬) 디코더(533)를 포함할 수 있다. 디코더(533)는 (개시된 주제에서 고려되는 비디오 압축 기술에서 심볼과 코딩된 비디오 비트스트림 간의 임의의 압축이 무손실이기 때문에) (원격) 디코더가 또한 생성하는 것과 유사한 방식으로 샘플 데이터를 생성하기 위해 심볼을 재구성한다. 재구성된 샘플 스트림(샘플 데이터)은 참조 픽처 메모리(534)에 입력된다. 심볼 스트림의 디코딩이 디코더 위치(로컬 또는 원격)에 관계없이 정확한 비트 결과를 야기하기 때문에, 참조 픽처 메모리(534)의 콘텐츠는 또한 로컬 인코더와 원격 인코더 사이에서 정확한 비트이다. 즉, 인코더의 예측 부분은 디코딩 동안 예측을 사용할 때 디코더가 "보는" 것과 정확히 동일한 샘플 값을 참조 픽처 샘플로 "본다". 참조 픽처 동조화의 이런 기본 원리(및 예를 들어 채널 오류로 인해 동조화가 유지될 수 없는 경우 결과적인 드리프트)는 일부 관련 기술에서 또한 사용된다.

"로컬" 디코더(533)의 동작은 도 4와 관련하여 위에서 이미 상세히 설명된 비디오 디코더(410)와 같은 "원격" 디코더의 동작과 동일할 수 있다. 그러나, 또한 도 4를 간략히 참조하면, 심볼이 이용가능하고 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 이루어질 수 있는 관찰은 디코더에 존재하는 파싱/엔트로피 디코딩을 제외한 임의의 디코더 기술이 또한 반드시 상응하는 인코더에 실질적으로 동일한 기능 형태로 존재할 필요가 있다는 것이다. 이러한 이유로, 개시된 주제는 디코더 동작에 초점을 맞춘다. 인코더 기술의 설명은 포괄적으로 설명된 디코더 기술의 반대이므로 축약될 수 있다. 소정 영역에서만 더 자세한 설명이 요구되고 아래에 제공된다.

동작 동안, 일부 예에서, 소스 코더(530)는 "참조 픽처"로서 지정된 비디오 시퀀스로부터의 하나 이상의 이전에-코딩된 픽처를 참조하여 예측적으로 입력 픽처를 코딩하는 모션 보상 예측 코딩을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 코딩 엔진(532)은 입력 픽처에 대한 예측 참조(들)로서 선택될 수 있는 참조 픽처(들)의 픽셀 블록과 입력 픽처의 픽셀 블록 간의 차이를 코딩한다.

로컬 비디오 디코더(533)는 소스 코더(530)에 의해 생성된 심볼에 기반하여 참조 픽처로 지정될 수 있는 픽처의 코딩된 비디오 데이터를 디코딩할 수 있다. 코딩 엔진(532)의 동작은 유리하게는 손실 프로세스일 수 있다. 코딩된 비디오 데이터가 비디오 디코더(도 5에 도시되지 않음)에서 디코딩될 수 있을 때, 재구성된 비디오 시퀀스는 통상적으로 약간의 오류를 갖는 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 픽처가 참조 픽처 캐시(534)에 저장되게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 비디오 인코더(503)는 파-엔드(far-end) 비디오 디코더에 의해 획득될 재구성된 참조 픽처로서 공통 콘텐츠를 갖는 재구성된 참조 픽처의 복사본을 로컬적으로 저장할 수 있다(전송 오류 없음).

예측기(535)는 코딩 엔진(532)에 대한 예측 탐색을 수행할 수 있다. 즉, 코딩될 새로운 픽처에 대해, 예측기(535)는 (후보 참조 픽셀 블록으로서) 샘플 데이터 또는 참조 픽처 MV, 블록 형상 등과 같은 소정 메타데이터에 대해 참조 픽처 메모리(534)를 탐색할 수 있고, 이는 새로운 픽처에 대한 적절한 예측 참조 역할을 할 수 있다. 예측기(535)는 적절한 예측 참조를 찾기 위해 샘플 블록 단위로 동작할 수 있다. 일부 경우에서, 예측기(535)에 의해 획득된 탐색 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 동작을 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 트랜스레이팅(translate)한다.

전송기(540)는 엔트로피 코더(545)에 의해 생성된 코딩된 비디오 시퀀스(들)를 버퍼링하여 인코딩된 비디오 데이터를 저장할 저장 디바이스에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는 통신 채널(560)을 통한 전송을 준비할 수 있다. 전송기(540)는 비디오 코더(503)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 동작을 관리할 수 있다. 코딩 동안, 제어기(550)는 각 픽처에 적용될 수 있는 코딩 기법에 영향을 미칠 수 있는 소정 코딩된 픽처 유형을 각각의 코딩된 픽처에 할당할 수 있다. 예를 들어, 픽처는 종종 다음 픽처 유형 중 하나로 할당될 수 있다:

인트라 픽처(I 픽처)는 예측 소스로서 시퀀스의 임의의 다른 픽처를 사용하지 않고 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 일부 비디오 코덱은 예를 들어 독립 디코더 리프레시("IDR") 픽처를 비롯한 다양한 유형의 인트라 픽처를 허용한다. 통상의 기술자는 I 픽처의 이러한 변형 및 각 애플리케이션 및 피처(feature)를 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 코딩 및 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 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 유사하게, 다중-예측 픽처는 단일 블록의 재구성을 위해 2개 초과의 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 세분화되고 블록 단위로 코딩될 수 있다. 블록은 블록의 각 픽처에 적용된 코딩 할당에 의해 결정된 바와 같이 다른 (이미 코딩된) 블록을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다. 예를 들어, I 픽처의 블록은 비-예측적으로 코딩될 수 있거나 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 1개 또는 2개의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간적 예측을 통해 또는 시간적 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다.

비디오 디코더(503)는 ITU-T Rec. H.265 같은 미리 결정된 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따른 디코딩 동작을 수행할 수 있다. 그 동작에서, 비디오 인코더(503)는 입력 비디오 시퀀스에서 시간적 및 공간적 중복을 이용하는 예측 코딩 동작을 포함하는 다양한 압축 동작을 수행할 수 있다. 그러므로, 코딩된 비디오 데이터는 사용되는 비디오 코딩 기술 또는 표준에 의해 지정된 구문을 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 프레그먼트 등과 같은 다른 형태의 중복 데이터를 포함할 수 있다.

비디오는 시간적 시퀀스로 복수의 소스 픽처(비디오 픽처)로 캡처될 수 있다. 인트라-픽처 예측(종종 인트라 예측으로 축약됨)은 주어진 픽처에서 공간적 상관을 이용하고, 인터 픽처 예측은 픽처 간의 (시간적 또는 다른) 상관을 이용한다. 예에서, 현재 픽처라고 지칭되는 인코딩/디코딩 중인 특정 픽처는 블록으로 파티셔닝된다. 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 가리키고, 다수의 참조 픽처가 사용 중인 경우 참조 픽처를 식별하는 3 차원을 가질 수 있다.

일부 실시예에서, 양방향 예측 기법은 인터-픽처 예측에서 사용될 수 있다. 양방향 예측 기법에 따르면, 비디오의 현재 픽처에 대해 디코딩 순서가 둘 다 우선인(그러나 디스플레이 순서에서 각각 과거 및 미래일 수 있음) 제1 참조 픽처 및 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, 코딩 효율을 향상시키기 위해 인터-픽처 예측에 병합 모드 기법이 사용될 수 있다.

본 개시내용의 일부 실시예에 따르면, 인터-픽처 예측 및 인트라-픽처 예측과 같은 예측은 블록의 단위로 수행된다. 예를 들어, HEVC 표준에 따르면, 비디오 픽처의 시퀀스의 픽처는 압축을 위해 코딩 트리 유닛(CTU(Coding Tree Units)으로 파티셔닝되고, 픽처의 CTU는 64x64 픽셀, 32x32 픽셀, 또는 16x16 픽셀과 같은 동일한 크기를 갖는다. 일반적으로, CTU는 1개의 루마 CTB와 2개의 크로마 CTB인 3개의 코딩 트리 블록(CTB)을 포함한다. 각각의 CTU는 재귀적으로 하나 또는 다수 개의 코딩 유닛(CU)으로 분할된 쿼드-트리(quadtree)일 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 예측성에 따라 하나 이상의 예측 유닛(PU)으로 분할된다. 일반적으로, 각각의 PU는 루마 예측 블록(PB)과, 2개의 크로마 PB를 포함한다. 실시예에서, 코딩(인코딩/디코딩)에서의 예측 동작은 예측 블록 단위로 수행된다. 예측 블록의 예로서 루마 예측 블록을 사용하여, 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 개시내용의 다른 실시예에 따른 비디오 인코더(603)의 다이어그램을 도시한다. 비디오 인코더(603)는 비디오 픽처의 시퀀스에서 현재 비디오 픽처 내의 샘플 값의 프로세싱 블록(예를 들어, 예측 블록)을 수신하고, 그 프로세싱 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 프로세싱 블록에 대한 샘플 값의 행렬을 수신한다. 비디오 인코더(603)는 프로세싱 블록이 예를 들어 레이트-왜곡 최적화를 사용하여 인트라 모드, 인터 모드, 또는 이중-예측 모드를 사용하여 가장 잘 코딩되는지를 결정한다. 프로세싱 블록이 인트라 모드에서 코딩될 때, 비디오 인코더(603)는 프로세싱 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 인트라 예측 기법을 사용할 수도 있고; 프로세싱 블록이 인터 모드 또는 이중-예측 예측 모드에서 코딩될 때, 비디오 인코더 (603)는 프로세싱 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 인터 예측 또는 이중-예측 기법을 각각 사용할 수 있다. 소정 비디오 코딩 기술에서, 병합 모드는 MV가 예측기 외부의 코딩된 MV 성분의 이점 없이 하나 이상의 MV 예측기로부터 도출되는 인터 픽처 예측 서브모드일 수 있다.　 소정 다른 비디오 코딩 기술에서, 대상 블록에 적용가능한 MV 성분이 존재할 수 있다. 예에서, 비디오 인코더(603)는 프로세싱 블록의 모드를 결정하기 위한 모드 판정 모듈(도시되지 않음)과 같은 다른 구성요소를 포함한다.

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

인터 인코더(630)는 현재 블록(예를 들어, 프로세싱 블록)의 샘플을 수신하고, 블록을 참조 픽처의 하나 이상의 참조 블록(예를 들어, 이전 픽처 및 이후 픽처의 블록)과 비교하고, 인터 예측 정보(예를 들어, 인터 인코딩 기법에 따른 중복 정보의 기술, MV, 병합 모드 정보)를 생성하고, 및 임의의 적합한 기법을 사용하여 인터 예측 정보에 기반하여 인터 예측 결과(예를 들어, 예측 블록)를 계산하도록 구성된다. 일부 예에서, 참조 픽처는 인코딩된 비디오 정보에 기반하여 디코딩되는 디코딩된 참조 픽처이다.

인트라 인코더(622)는 현재 블록(예를 들어, 프로세싱 블록)의 샘플을 수신하고, 일부 경우에서 블록을 동일한 픽처에서 이미 코딩된 블록과 비교하고, 변환 후에 양자화된 계수, 및 일부 경우에서 또한 인트라 예측 정보(예를 들어, 하나 이상의 인트라 인코딩 기법에 따른 인트라 예측 방향 정보)를 생성하도록 구성된다. 예에서, 인트라 인코더(622)는 또한 동일한 픽처의 인트라 예측 정보 및 참조 블록에 기반하여 인트라 예측 결과(예를 들어, 예측 블록)를 계산한다.

일반 제어기(621)는 일반 제어 데이터를 결정하고 일반 제어 데이터에 기반하여 비디오 인코더(603)의 다른 구성요소를 제어하도록 구성된다. 예에서, 일반 제어기(621)는 블록의 모드를 결정하고, 그 모드에 기반하여 제어 신호를 스위치(626)에 제공한다. 예를 들어, 모드가 인트라 모드인 경우, 일반 제어기(621)는 스위치(626)를 제어하여 인트라 모드 결과를 잔차 계산기(623)에서 사용하도록 선택하고, 엔트로피 인코더(625)를 제어하여 인트라 예측 정보를 선택하고 비트스트림에 인트라 예측 정보를 포함하고; 모드가 인터 모드인 경우, 일반 제어기(621)는 스위치(626)를 제어하여 잔차 계산기(623)에서 사용할 인터 예측 결과를 선택하고, 엔트로피 인코더(625)를 제어하여 인터 예측 정보를 선택하고 비트스트림에 인터 예측 정보를 포함한다.

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 기반하여 동작하여 잔차 데이터를 인코딩하여 변환 계수를 생성하도록 구성된다. 예에서, 잔차 인코더(624)는 잔차 데이터를 공간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하고, 변환 계수를 생성하도록 구성된다. 이어서, 변환 계수는 양자화 프로세싱을 거쳐 양자화된 변환 계수를 획득한다. 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 적합하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 인터 인코더(630)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인터 예측 정보에 기반하여 디코딩된 블록을 생성할 수 있고, 인트라 인코더(622)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인트라 예측 정보에 기반하여 디코딩된 블록을 생성할 수 있다. 디코딩된 블록은 디코딩된 픽처를 생성하도록 적합하게 프로세싱되고 디코딩된 픽처는 메모리 회로(도시되지 않음)에 버퍼링될 수 있고 일부 예에서 참조 픽처로서 사용될 수 있다.

엔트로피 인코더(625)는 인코딩된 블록을 포함하도록 비트스트림을 포맷하도록 구성된다. 엔트로피 인코더(625)는 HEVC 같은 적합한 표준에 따라 다양한 정보를 포함하도록 구성된다. 예에서, 엔트로피 인코더(625)는 일반 제어 데이터, 선택된 예측 정보(예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 잔차 정보, 및 다른 적합한 정보를 비트스트림에 포함하도록 구성된다. 개시된 주제에 따르면, 인터 모드 또는 이중-예측 모드의 병합 서브모드에서 블록을 코딩할 때, 잔차 정보가 없음이 주목된다.

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

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

엔트로피 디코더(771)는 코딩된 픽처를 이루는 신택스 요소를 나타내는 소정 심볼을 코딩된 픽처로부터 재구성하도록 구성될 수 있다. 그러한 심볼은 예를 들어, 블록이 코딩되는 모드(이를테면, 예를 들어, 인트라 모드, 인터 모드, 이중-예측 모드, 병합 서브모드 또는 다른 서브모드에서 후자의 2개), 각각 인트라 디코더(772) 또는 인터 디코더(780)에 의해 예측에 사용되는 소정 샘플 또는 메타데이터를 식별할 수 있는 예측 정보(이를테면, 예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 예를 들어, 양자화된 변환 계수 형태의 잔차 정보 등을 포함할 수 있다. 예에서, 예측 모드가 인터 또는 이중-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 있고 잔차 디코더(773)에 제공된다.

인터 디코더(780)는 인터 예측 정보를 수신하고, 인터 예측 정보에 기반하여 인터 예측 결과를 생성하도록 구성된다.

인트라 디코더(772)는 인트라 예측 정보를 수신하고, 인트라 예측 정보에 기반하여 인트라 예측 결과를 생성하도록 구성된다.

잔차 디코더(773)는 역양자화를 수행하여 역양자화된 변환 계수를 추출하고, 역양자화된 변환 계수를 프로세싱하여 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 잔차를 변환하도록 구성된다. 잔차 디코더(773)는 또한 (양자화 파라미터(QP)를 포함하기 위해) 소정 제어 정보를 요구할 수 있고, 그 정보는 엔트로피 디코더(771)에 의해 제공될 수 있다(데이터 경로는 낮은 볼륨 제어 정보일 수 있으므로 묘사되지 않음).

재구성 모듈(774)은 공간 도메인에서, 잔차 디코더(773)에 의해 출력된 잔차와 예측 결과(경우에 따라 인터 또는 인트라 예측 모듈에 의해 출력됨)를 결합하여 재구성된 픽처의 일부일 수 있고, 차례로 재구성된 비디오의 일부일 수 있는 재구성된 블록을 형성하도록 구성된다. 디블록킹(deblocking) 동작과 같은 다른 적합한 동작이 시각적 품질을 개선하기 위해 수행될 수 있다는 것이 주목된다.

비디오 인코더(303, 503 및 603), 및 비디오 디코더(310, 410 및 710)가 임의의 적합한 기법을 사용하여 구현될 수 있다는 것이 주목된다. 실시예에서, 비디오 인코더(303, 503, 및 603), 및 비디오 디코더(310, 410, 및 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 명령을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다.

II. VVC에서 양자화

VVC와 같은 일부 관련 예에서, 최대 QP(quantization parameter) 값이 51에서 63으로 확장될 수 있고, 이에 따라 초기 QP의 시그널링이 변경될 수 있다. 슬라이스(SliceQpY)에 대한 루마 양자화 파라미터의 초기 값은, 슬라이스(slice_qp_delta)에 대한 양자화 파라미터 오프셋의 0이 아닌 값이 코딩될 때 슬라이스 세그먼트 계층에서 수정될 수 있다. 구체적으로, 신택스 요소(init_qp_minus26)의 값은 (-26 + QpBdOffsetY) 내지 +37의 범위에 있도록 수정될 수 있고, 여기서 QpBdOffsetY는 루마 양자화 파라미터 오프셋을 나타낸다. 변환 블록의 크기가 4의 거듭제곱이 아닌 경우, 변환 계수는 181/256(또는 181/128)을 곱하지 않고 QP 또는 QP levelScale 테이블에 대한 수정과 함께 프로세싱되어, 변환 프로세스에 의해 암시적 스케일링을 보상할 수 있다. 변환 스킵 블록의 경우, QP가 4일 때 양자화 단계 크기가 1이 되기 때문에 최소 허용 QP는 4로 정의할 수 있다.

HEVC 또는 H.264와 같은 일부 관련된 예에서, 고정된 룩업 테이블은 루마 양자화 파라미터(QP_Y)를 크로마 양자화 파라미터(QP_C)로 변환하기 위해 사용된다. VVC에서, 보다 유연한 루마-대-크로마 QP 매핑이 사용된다. 고정 테이블을 갖는 대신, 루마-대-크로마 QP 매핑 관계는 유연한 조각별 선형 모델을 사용하여 시퀀스 파라미터 세트(SPS)에서 시그널링될 수 있다. 유연한 조각별 선형 모델에 대한 제약은 각 조각의 기울기가 음일 수 없다는 것이다(즉, 루마 QP가 증가함에 따라, 크로마 QP는 평평하거나 증가해야 하지만, 감소할 수는 없음). 조각별 선형 모델은 다음과 같이 정의될 수 있다: (1) 모델의 다수의 조각; 및 (2) 각 조각에 대한 입력(루마) 및 출력(크로마) 델타 QP. 조각별 선형 모델의 입력 범위는 [-QpBdOffsetY, 63]이고 조각 선형 모델의 출력 범위는 [-QpBdOffsetC, 63]이고, 여기서 QpBdOffsetC는 크로마 양자화 파라미터 오프셋을 나타낸다. QP 매핑 관계는 Cb, Cr 및 조인트 Cb/Cr 코딩에 대해 개별적으로 시그널링되거나, 3가지 유형의 잔차 코딩 모두에 대해 함께 시그널링될 수 있다.

HEVC에서와 마찬가지로, CU-레벨 QP 적응은 VVC에서 허용된다. 루마 및 크로마 성분에 대한 델타 QP 값은 별도로 시그널링될 수 있다. 크로마 성분에 대해, 허용된 크로마 QP 오프셋 값은 예를 들어 HEVC에서와 유사한 방식으로 PPS(Picture Parameter Set)에서 오프셋 목록의 형태로 시그널링될 수 있다. 오프셋 목록은 Cb, Cr 및 조인트 Cb/Cr 잔차 코딩에 대해 개별적으로 정의될 수 있다. Cb, Cr 및 조인트 Cb/Cr 오프셋 목록 각각에 대해 최대 6개의 오프셋 값이 허용될 수 있다. CU-레벨에서, CU에 대한 크로마 QP를 조정하는 데 사용되는 오프셋 목록의 오프셋 값 중 하나를 나타내기 위해 인덱스가 시그널링될 수 있다. CU 크로마 QP 오프셋 시그널링은 또한 가상 파이프라인 디코딩 유닛(VPDU) CU QP 델타 가용성과 일치할 수 있다. 크기가 64x64보다 큰 CU의 경우, CU가 0이 아닌 CBF(coded block flag)를 갖는지 여부에 관계없이 크로마 QP 오프셋은 제1 변환 단위와 함께 송신될 수 있다.

일부 관련된 예에서, 크로마 QP 오프셋은 표 1에 도시된 바와 같이 슬라이스 헤더에서 시그널링될 수 있다.

표 1에서, 1과 동일한 신택스 요소(pps_slice_chroma_qp_offsets_present_flag)는 신택스 요소(sh_cb_qp_offset 및 sh_cr_qp_offset)가 연관된 슬라이스 헤더에 존재함을 지정한다. 0과 동일한 신택스 요소(pps_slice_chroma_qp_offsets_present_flag)는 신택스 요소(sh_cb_qp_offset 및 sh_cr_qp_offset)가 연관된 슬라이스 헤더에 존재하지 않음을 지정한다. 존재하지 않는 경우, 신택스 요소(pps_slice_chroma_qp_offsets_present_flag)의 값은 0과 같다고 추론된다.

신택스 요소(sh_cb_qp_offset)는 양자화 파라미터(Qp'_Cb)의 값을 결정할 때 신택스 요소(pps_cb_qp_offset)의 값에 더해질 차이를 지정한다. 예를 들어, 신택스 요소(sh_cb_qp_offset)의 값은 -12 내지 +12(포함)까지의 범위에 있어야 한다. 신택스 요소(sh_cb_qp_offset)가 존재하지 않으면, 0으로 추론된다. pps_cb_qp_offset + sh_cb_qp_offset의 값은 -12 내지 +12(포함)까지의 범위에 있어야 한다.

신택스 요소(sh_cr_qp_offset)는 양자화 파라미터(Qp'_Cr)의 값을 결정할 때 신택스 요소(pps_cr_qp_offset)의 값에 더해질 차이를 지정한다. 예를 들어, 신택스 요소(sh_cr_qp_offset)의 값은 -12 내지 +12(포함)까지의 범위에 있어야 한다. 신택스 요소(sh_cr_qp_offset)가 존재하지 않으면, 0으로 추론된다. pps_cr_qp_offset + sh_cr_qp_offset의 값은 -12 내지 +12(포함)까지의 범위에 있어야 한다.

신택스 요소(sh_joint_cbcr_qp_offset)는 양자화 파라미터(Qp'_CbCr)의 값을 결정할 때 신택스 요소(pps_joint_cbcr_qp_offset_value)의 값에 더해질 차이를 지정한다. 예를 들어, 신택스 요소(sh_joint_cbcr_qp_offset)의 값은 -12 내지 +12(포함)까지의 범위에 있어야 한다. 신택스 요소(sh_joint_cbcr_qp_offset)가 존재하지 않으면, 0으로 추론된다. pps_joint_cbcr_qp_offset_value + sh_joint_cbcr_qp_offset의 값은 -12 내지 +12(포함)까지의 범위에 있어야 한다.

III. 노이즈 검출

도 8은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 흐름도를 도시한다. 예시적인 노이즈 검출 프로세스는 픽처 레벨, 슬라이스 레벨, 타일 레벨, 블록 레벨 등과 같은 하나 이상의 레벨에서 사용될 수 있다.

실시예에서, 예시적인 노이즈 검출 프로세스는 코딩 구역(예를 들어, 픽처, 슬라이스 또는 블록)에서 사용되며, 각 픽셀은 I(x, y)로 묘사되고, 여기서 (x, y)는 각 픽셀의 좌표를 나타낸다. 소벨 연산(Sobel operation)은 노이즈 검출에서 에지를 제외하기 위해 에지 검출에서 사용될 수 있다. 소벨 연산의 출력은 방정식 (1)에서 설명될 수 있다:

(방정식 1)

에지 맵은 G에 대한 임계치(G_th)를 사용하여 판정될 수 있다. G<G_th인 픽셀만이 라플라시안 연산에 의한 노이즈 검출에 사용될 수 있다. 픽처에 대한 노이즈 레벨 계산은 방정식 (2)에서 설명될 수 있다:

(방정식 2)

방정식 (2)에서, W와 H는 각각 코딩 구역의 폭과 높이이고, N은 방정식 (3)에 설명된 라플라시안 연산자이다:

(방정식 3)

IV. 적응형 크로마 QP 오프셋

일부 경우에서, 루마 및 크로마 성분의 코딩 효율성(및/또는 레이트 절약)은 잘 균형을 이루지 않고, 이는 비디오 인코딩 및/또는 디코딩 비효율을 초래할 수 있다.

본 개시내용은 인코더 및/또는 디코더에서 크로마 QP 오프셋을 적응적으로 조정하는 방법을 포함한다. 적응 조정은 Y, U 및 V와 같은 상이한 컬러 성분 간의 코딩 효율성(및/또는 레이트 절약)의 더 나은 균형을 제공하기 위해 이전에 코딩된 정보 또는 소스 비디오 신호에 기반할 수 있다.

크로마 QP 오프셋 값은 다른 실시예에서 개별적으로 또는 공동으로 도출될 수 있다. 일 실시예에서, 크로마 QP 오프셋 값은 각각의 크로마 성분(Cb, Cr 또는 조인트 Cb/Cr)에 대해 개별적으로 도출될 수 있다. 일 실시예에서, 크로마 QP 오프셋 값은 Cb 및 Cr 성분 둘 모두에 대해 함께 도출될 수 있다.

크로마가 이하의 설명에서 사용될 때, 크로마 Cb, 크로마 Cr 또는 조인트 크로마 Cb/Cr로 지칭될 수 있음이 주목된다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 픽셀 값 범위는 크로마 QP 오프셋을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 코딩될 복수의 픽셀을 포함하는 코딩 구역(예를 들어, 코딩 블록, 슬라이스, 타일, 픽처 등)에 대해, 코딩 구역의 컬러 성분(예를 들어, 루마 또는 크로마)의 픽셀 값 범위는 컬러 성분 픽셀의 최소 픽셀 값과 컬러 성분 픽셀의 최대 픽셀 값 사이의 범위(또는 차이)로 정의될 수 있다. 예를 들어, 8-비트 코딩 구역의 경우, 픽셀 값 범위는 256(예를 들어, 모든 픽셀 값이 0 내지 255 사이임) 또는 256 미만(예를 들어, 어떤 픽셀도 값이 0이 아니며 모든 픽셀 값이 1-255임)일 수 있다.

일 실시예에서, 범위 비율은 코딩 구역의 루마 성분의 픽셀 범위와 코딩 구역의 크로마 성분의 픽셀 범위 사이에서 도출된다. 범위 비율은 크로마 QP 오프셋을 결정하기 위해 하나 이상의 범위 임계치와 비교될 수 있다. 예에서, 하나의 범위 임계치는 비교에 사용된다. 범위 비율이 범위 임계치보다 큰 경우, 크로마 QP 오프셋은 dQP1로 설정된다. 그렇지 않으면, 크로마 QP 오프셋은 dQP2로 설정된다. 다른 예에서, 여러 범위 임계치가 비교에 사용된다. 범위 비율이 제1 범위 임계치와 제2 범위 임계치 사이일 때, 크로마 QP 오프셋은 dQP1로 설정된다. 범위 비율이 제2 범위 임계치와 제3 범위 임계치 사이일 때, 크로마 QP 오프셋은 dQP2로 설정된다. 2개보다 많은 오프셋(예를 들어, dQP3, dQP4 등) 및/또는 3개보다 많은 임계치가 다른 실시예에서 사용될 수 있음이 주목된다.

일부 실시예에서, 컬러 성분의 픽셀 값 범위는 컬러 성분의 히스토그램에 기반하여 도출될 수 있다. 도 9는 본 개시내용의 실시예에 따른 8-비트 코딩 구역의 컬러 성분의 예시적인 히스토그램을 도시한다. 히스토그램은 컬러 성분의 픽셀 분포를 도시한다. 히스토그램의 X 축은 8-비트 코딩 구역의 픽셀에 대해 이용가능한 픽셀 값(0 내지 255)을 나타낸다. 히스토그램의 Y 축은 각 픽셀 값의 픽셀 수를 나타낸다. 히스토그램에서 0이 아닌 빈(bin)은 적어도 하나의 픽셀이 속하는 픽셀 값 간격에 대응한다. 히스토그램 범위는 히스토그램에서 0이 아닌 빈을 갖는 최대 픽셀 값과 0이 아닌 빈을 갖는 최소 픽셀 값 사이의 범위(또는 차이)로 도출될 수 있다. 도 9 예에서, 히스토그램 범위는 Pmax-Pmin이다.

일 실시예에서, 히스토그램 기반 방법은 적응형 크로마 QP 오프셋(들)을 도출하기 위해 사용될 수 있다. 히스토그램 기반 방법에서, 루마, 크로마 Cb 및/또는 크로마 Cr 성분의 히스토그램은 먼저 생성될 수 있다. 루마 히스토그램과 크로마 히스토그램(들)의 속성(예를 들어, 히스토그램 범위) 사이의 관계는 크로마 QP 오프셋(들)을 도출하는 데 사용될 수 있다. 히스토그램의 0이 아닌 빈을 갖는 픽셀 값의 범위는 크로마 QP 오프셋 도출에 사용될 수 있다. 예를 들어, 각각의 크로마 성분의 크로마 QP 오프셋은 루마 히스토그램 범위와 각각의 크로마 성분의 히스토그램 범위의 비율에 따라 도출될 수 있다. 비율은 히스토그램 범위 비율로 지칭될 수 있다.

일 예에서, 히스토그램 범위 비율은 다음과 같이 크로마 Cb 및 Cr에 대해 개별적으로 도출될 수 있다:

Range_ratio_Luma_Cb = hist_range_luma/hist_range_Cb(방정식 4)

Range_ratio_Luma_Cr = hist_range_luma/hist_range_Cr(방정식 5)

상기 방정식에서, hist_range_luma는 루마 성분의 히스토그램 범위를 나타내고, hist_range_Cb는 크로마 Cb 성분의 히스토그램 범위를 나타내고, hist_range_Cr은 크로마 Cr 성분의 히스토그램 범위를 나타낸다. 각 성분의 히스토그램 범위는 각 성분의 히스토그램에서 0이 아닌 빈을 갖는 최대 픽셀 값과 0이 아닌 빈을 갖는 최소 픽셀 값의 차이로 도출될 수 있다.

다른 예에서, 히스토그램 범위 비율은 다음과 같이 Cb 및 Cr 성분에 대해 공동으로 도출될 수 있다:

hist_range_chroma_joint = (hist_range_Cb * w1 + hist_range_Cr * w2)/(w1 + w2) (방정식 6)

Range_ratio_Luma_Chroma_joint = hist_range_luma/hist_range_chroma_joint(방정식 7)

방정식 (6)에서, w1과 2는 가중치이다.

일부 실시예에서, 하나 이상의 임계 값은 크로마 QP 오프셋(들) 도출을 위해 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 하나의 임계치는 크로마 QP 오프셋(들) 도출을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 방정식 (4), (5) 또는 (6) 중 하나로부터 도출된 히스토그램 범위 비율이 임계치보다 클 때, 대응 크로마 성분의 크로마 QP 오프셋은 dQP1로 설정될 수 있다. 히스토그램 범위 비율이 임계치보다 크지 않은 경우, 대응 크로마 성분의 크로마 QP 오프셋은 dQP2로 설정될 수 있다. 일 예에서, dQP1은 -1과 같을 수 있고 dQP2는 0과 같을 수 있다. 다른 예에서, dQP1은 0과 같을 수 있고 dQP2는 1과 같을 수 있다. 다른 예에서, dQP1과 dQP2는 -12 내지 +12(포함)까지의 범위 내에서 다른 값일 수 있다.

일 실시예에서, 다중 임계치는 크로마 QP 오프셋(들) 도출을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 식 (4), (5), 또는 (6) 중 하나로부터 도출된 비율과 같은 히스토그램 범위 비율이 제1 임계치와 제2 임계치 사이에 있을 때, 대응 크로마 성분의 크로마 QP 오프셋은 dQP1로 설정될 수 있다. 히스토그램 범위 비율이 제2 임계치와 제3 임계치 사이에 있을 때, 대응 크로마 성분의 크로마 QP 오프셋은 dQP2로 설정될 수 있다. 2개보다 많은 오프셋(예를 들어, dQP3, dQP4 등) 및/또는 3개보다 많은 임계치가 다른 실시예에서 사용될 수 있음이 주목된다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 복잡도 기반 방법은 적응형 크로마 QP 오프셋(들)을 도출하기 위해 사용될 수 있다. 복잡도 기반 방법에서, 루마, 크로마 Cb 및/또는 크로마 Cr 성분의 복잡도는 먼저 도출될 수 있다. 일 예에서, 컬러 성분(예를 들어, 루마 또는 크로마 성분)의 픽셀의 분산은 컬러 성분의 복잡도 레벨로서 사용될 수 있다. 다른 예에서, 인트라 예측 및/또는 인터 예측에서 컬러 성분의 잔차의 SAD(Sum of Absolute Difference)는 컬러 성분의 복잡도 레벨로 사용될 수 있다. 다른 예에서, 인트라 예측 및/또는 인터 예측에서 컬러 성분의 잔차의 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)은 컬러 성분의 복잡도 레벨로 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 루마의 복잡도 레벨과 크로마 성분의 복잡도 레벨 사이의 복잡도 비율은 크로마 성분에 대한 크로마 QP 오프셋을 도출하는 데 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 복잡도 비율이 임계치보다 클 때, 크로마 QP 오프셋은 dQP1로 설정될 수 있다. 그렇지 않으면, 크로마 QP 오프셋은 dQP2로 설정될 수 있다.

일 실시예에서, 다중 임계치는 크로마 성분의 크로마 QP 오프셋을 도출하기 위해 복잡도 비율과 비교될 수 있다. 예를 들어, 복잡도 비율이 제1 임계치와 제2 임계치 사이인 경우, 크로마 QP 오프셋은 dQP1로 설정될 수 있다. 복잡도 비율이 제2 임계치와 제3 임계치 사이에 있을 때, 크로마 QP 오프셋은 dQP2로 설정될 수 있다. 2개보다 많은 오프셋(예를 들어, dQP3, dQP4 등) 및/또는 3개보다 많은 임계치가 다른 실시예에서 사용될 수 있음이 주목된다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 노이즈 정보 기반 방법은 적응형 크로마 QP 오프셋(들)을 도출하는 데 사용될 수 있다. 노이즈 정보 기반 방법에서, 루마, 크로마 Cb 및/또는 크로마 Cr 성분의 노이즈 레벨은 먼저 도출될 수 있다. 일 예에서, 도 8에 도시된 노이즈 검출 프로세스는 컬러 성분의 노이즈 레벨을 도출하는 데 사용될 수 있다. 다른 예에서, 다른 노이즈 알고리즘은 컬러 성분의 노이즈 레벨을 도출하는 데 사용될 수 있다.

일 예에서, 예를 들어 방정식 (2)에 의해 계산된 크로마 성분의 노이즈 레벨이 임계치보다 크면, 크로마 성분의 크로마 QP 오프셋은 dQP1로 설정될 수 있다. 그렇지 않으면, 크로마 QP 오프셋은 dQP2로 설정될 수 있다.

일 실시예에서, 루마 성분의 노이즈 레벨과 크로마 성분의 노이즈 레벨 사이의 노이즈 비율은 크로마 성분에 대한 크로마 QP 오프셋을 결정하는 데 사용될 수 있다. 예에서, 노이즈 비율이 임계치보다 클 때, 크로마 성분의 크로마 QP 오프셋은 dQP1로 설정될 수 있다. 그렇지 않으면, 크로마 QP 오프셋은 dQP2로 설정될 수 있다. 다른 예에서, 다중 임계치는 크로마 성분의 크로마 QP 오프셋을 도출하기 위해 노이즈 비율과 비교될 수 있다. 예를 들어, 노이즈 비율이 제1 임계치와 제2 임계치 사이인 경우, 크로마 QP 오프셋은 dQP1로 설정될 수 있다. 노이즈 비율이 제2 임계치와 제3 임계치 사이에 있을 때, 크로마 QP 오프셋은 dQP2로 설정될 수 있다. 2개보다 많은 오프셋(예를 들어, dQP3, dQP4 등) 및/또는 3개보다 많은 임계치가 다른 실시예에서 사용될 수 있음이 주목된다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 도출된 크로마 QP 오프셋(들)은 코딩된 비디오 비트스트림에서 인코딩되고 디코더로 전송될 수 있다. 예를 들어, 도출된 크로마 QP 오프셋(들)은 SPS 레벨, PPS 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨, 타일 레벨, 블록 레벨 등에서 시그널링될 수 있다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 인코더는 크로마 QP 오프셋(들)을 도출하기 위해 위의 방법(예를 들어, 히스토그램 기반 방법, 복잡도 기반 방법 및 노이즈 정보 기반 방법) 중 하나를 사용할 수 있다. 인코더는 도출된 크로마 QP 오프셋(들)을 시그널링할 수 있다. 이 경우, 디코더는 크로마 QP 오프셋(들)을 결정하기 위해 사용된 방법에 상관없이 도출된 크로마 QP 오프셋(들)을 사용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 대안적으로, 인코더는 크로마 QP 오프셋(들)을 도출하는 데 사용되는 방법을 나타내는 신택스 요소를 시그널링할 수 있어, 디코더는 시그널링된 방법에 기반하여 크로마 QP 오프셋(들)을 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코더는 신택스 요소(sps_chroma_QP_offset_noise_enabled)를 '진실(true)'로 설정하고 신택스 요소를 디코더로 전송할 수 있다. 디코더는 노이즈 정보 기반 방법을 사용하여 크로마 QP 오프셋(들)을 도출할 수 있다. 노이즈 정보 기반 방법에서, 루마 및 크로마 성분의 노이즈 레벨은 참조 픽처 또는 이전에 재구성된 코딩 블록과 같은 재구성된 코딩 구역에 기반하여 도출될 수 있다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 인코더는 상기 방법(예를 들어, 히스토그램 기반 방법, 복잡도 기반 방법 및 노이즈 정보 기반 방법) 중 적어도 2개를 비교할 수 있다. 비교 후, 인코더는 크로마 QP 오프셋을 도출하는 방법 중 하나를 결정할 수 있다. 예를 들어, 인코더는 각각의 상기 방법에 대한 각각의 크로마 QP 오프셋 후보를 도출하고 크로마 성분에 대한 크로마 QP 오프셋으로서 하나의 후보를 선택할 수 있다. 예를 들어, 다른 후보와 비교할 때, 선택된 후보는 상이한 컬러 성분 간에 코딩 효율성(및/또는 레이트 절약)의 더 나은 균형을 제공할 수 있다. 인코더는 도출된 크로마 QP 오프셋을 시그널링할 수 있다. 대안적으로, 인코더는, 디코더가 시그널링된 방법(들)에 기반하여 크로마 QP 오프셋을 도출할 수 있도록, 크로마 QP 오프셋을 도출하기 위해 사용되는 결정된 방법 또는 상기 방법 중 적어도 2개를 나타내는 신택스 요소를 시그널링할 수 있다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 디코더는 크로마 QP 오프셋(들) 또는 방법(예를 들어, 히스토그램 기반 방법, 복잡도 기반 방법 및 노이즈 정보 기반 방법 중 하나)을 나타내는 신택스 요소를 수신하여 크로마 QP 오프셋(들)을 도출할 수 있다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 디코더는 시그널링 없이 크로마 QP 오프셋(들)을 도출할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 위의 방법(예를 들어, 히스토그램 기반 방법, 복잡도 기반 방법 및 노이즈 정보 기반 방법) 중 적어도 2개를 비교할 수 있다. 비교 후, 인코더는 크로마 QP 오프셋을 도출하는 방법 중 하나를 결정할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 각각의 상기 방법에 대한 각각의 크로마 QP 오프셋 후보를 도출하고 크로마 성분에 대한 크로마 QP 오프셋으로서 하나의 후보를 선택할 수 있다. 상기 방법 중 적어도 2개는 미리 결정되거나 시그널링될 수 있다.

본 개시내용의 양태에 따르면, 디코더는 재구성된 신호(예를 들어, 재구성된 픽처, 재구성된 슬라이스, 또는 재구성된 블록)에 기반하여 현재 코딩 구역의 크로마 QP 오프셋(들)을 도출할 수 있다. 실시예에서, 재구성된 신호는 참조 픽처로부터의 신호일 수 있다.

V. 흐름도

도 10은 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 프로세스(1000)를 개략적으로 나타내는 흐름도를 도시한다. 다양한 실시예에서, 프로세스(1000)는 단말 디바이스(210, 220, 230 및 240)의 프로세싱 회로와 같은 프로세싱 회로에 의해 실행되고, 프로세싱 회로는 비디오 인코더(303)의 기능을 수행하고, 프로세싱 회로는 비디오 디코더(310)의 기능을 수행하고, 프로세싱 회로는 비디오 인코더(503)의 기능을 수행하는 등등이다. 일부 실시예에서, 프로세스(1000)는 소프트웨어 명령으로 구현되고, 따라서 프로세싱 회로가 소프트웨어 명령을 실행할 때, 프로세싱 회로는 프로세스(1000)를 수행한다.

프로세스(1000)는 일반적으로 단계(S1010)에서 시작할 수 있고, 여기서 프로세스(1000)는 (i) 크로마 성분의 픽셀 값 범위, (ii) 크로마 성분의 복잡도 레벨, 또는 (iii) 크로마 성분의 노이즈 레벨 중 하나에 기반하여 코딩 구역의 크로마 성분에 대한 양자화 파라미터의 오프셋을 결정한다. 이어서, 프로세스(1000)는 단계(S1020)로 진행한다.

단계(S1020)에서, 프로세스(1000)는 양자화 파라미터 및 결정된 오프셋에 기반하여 코딩 구역의 변환 계수에 대해 양자화 프로세스를 수행한다. 이어서, 프로세스(1000)는 단계(S1030)로 진행한다.

단계(S1030)에서, 프로세스(1000)는 양자화된 변환 계수를 포함하는 비디오 비트스트림을 생성한다.

이어서, 프로세스(1000)는 종료된다.

실시예에서, 프로세스(1000)는 양자화 파라미터의 오프셋을 포함하는 비디오 비트스트림을 생성한다.

실시예에서, 프로세스(1000)는 코딩 구역의 루마 성분의 픽셀 값 범위를 결정한다. 프로세스(1000)는 루마 성분의 픽셀 값 범위와 크로마 성분의 픽셀 값 범위 사이의 범위 비율을 결정한다. 프로세스(1000)는 범위 비율과 범위 임계치 간의 비교에 기반하여 양자화 파라미터의 오프셋을 결정한다.

실시예에서, 프로세스(1000)는 코딩 구역의 루마 성분의 복잡도 레벨을 결정한다. 프로세스(1000)는 루마 성분의 복잡도 레벨과 크로마 성분의 복잡도 레벨 사이의 복잡도 비율을 결정한다. 프로세스(1000)는 복잡도 비율과 복잡도 임계치 사이의 비교에 기반하여 양자화 파라미터의 오프셋을 결정한다.

실시예에서, 루마 성분 및 크로마 성분 각각에 대해, 각각의 성분의 복잡도 레벨은 (i) 각각의 성분의 픽셀의 픽셀 값의 분산, (ii) 각 성분의 잔차의 절대차의 합, 또는 (iii) 각 성분의 잔차의 변환된 절대차의 합 중 하나에 기반한다.

실시예에서, 프로세스(1000)는 크로마 성분의 노이즈 레벨과 노이즈 임계치 사이의 비교에 기반하여 양자화 파라미터의 오프셋을 결정한다.

실시예에서, 프로세스(1000)는 코딩 구역의 루마 성분의 노이즈 레벨을 결정한다. 프로세스(1000)는 루마 성분의 노이즈 레벨과 크로마 성분의 노이즈 레벨 사이의 노이즈 비율을 결정한다. 프로세스(1000)는 노이즈 비와 노이즈 비 임계치 사이의 비교에 기반하여 양자화 파라미터의 오프셋을 결정한다.

VI. 컴퓨터 시스템

위에서 설명된 기법은 컴퓨터-판독가능 명령을 사용하여 컴퓨터 소프트웨어로서 구현될 수 있고 하나 이상의 컴퓨터-판독가능 매체에 물리적으로 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 11는 개시된 주제의 소정 실시예를 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템(1100)을 도시한다.

컴퓨터 소프트웨어는 하나 이상의 컴퓨터 중앙 처리 유닛(CPU), 그래픽 처리 유닛(GPU) 등에 의해 어셈블리, 컴파일, 링킹될 수 있는 임의의 적합한 기계 코드 또는 컴퓨터 언어, 또는 마이크로-코드 실행이 직접 실행되거나 해석을 통해 실행될 수 있는 명령을 포함하는 코드를 생성하는 유사한 메커니즘 등을 사용하여 코딩될 수 있다.

명령은 예를 들어 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트폰, 게이밍 디바이스, 사물 인터넷 디바이스 등을 포함하는 다양한 유형의 컴퓨터 또는 그 구성요소에서 실행될 수 있다.

컴퓨터 시스템(1100)에 대한 도 11에 도시된 구성요소는 본질적으로 예시적인 것이며 본 개시내용의 실시예를 구현하는 컴퓨터 소프트웨어의 사용 또는 기능의 범위에 대한 어떠한 제한도 제시하도록 의도되지 않는다. 구성요소의 구성이 컴퓨터 시스템(1100)의 예시적인 실시예에 예시된 구성요소 중 임의의 하나 또는 조합과 관련된 임의의 종속성 또는 요건을 갖는 것으로 해석되어서도 안 된다.

컴퓨터 시스템(1100)은 특정 인간 인터페이스 입력 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 인간 인터페이스 입력 디바이스는 예를 들어 촉각 입력(이를테면: 키스트로크, 스와이프, 데이터 장갑 움직임), 오디오 입력(이를테면: 음성, 박수), 시각적 입력(이를테면: 제스처), 후각적 입력(묘사되지 않음)을 통해 한 명 이상의 인간 사용자에 의한 입력에 응답할 수 있다. 인간 인터페이스 디바이스는 또한 오디오(이를테면: 음성, 음악, 주변 사운드), 이미지(이를테면: 스캔 이미지, 스틸 이미지 카메라로부터 획득된 사진 이미지), 비디오(이를테면: 2-차원 비디오, 입체 비디오를 포함하는 3-차원 비디오) 같은 반드시 인간에 의한 의식적인 입력에 직접 관련되지 않는 소정의 매체에 사용될 수 있다.

입력 인간 인터페이스 디바이스는 키보드(1101), 마우스(1102), 트랙패드(1103), 터치 스크린(1110), 데이터-글러브(도시되지 않음), 조이스틱(1105), 마이크(1106), 스캐너(1107), 및 카메라(1108) 중 하나 이상(각각 하나만 도시됨)을 포함할 수 있다.

컴퓨터 시스템(1100)은 또한 소정 인간 인터페이스 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 인간 인터페이스 출력 디바이스는 예를 들어 촉각 출력, 사운드, 광, 및 냄새/미각을 통해 하나 이상의 인간 사용자의 감각을 자극할 수 있다. 그러한 인간 인터페이스 출력 디바이스는 촉각 출력 디바이스(예를 들어 터치 스크린(1110), 데이터-글러브(도시되지 않음), 또는 조이스틱(1105)에 의한 촉각 피드백, 그러나 또한 입력 디바이스로 역할을 하지 않는 촉각 피드백 디바이스가 있을 수 있음), 오디오 출력 디바이스(이를테면: 스피커(1109), 헤드폰(도시되지 않음)), 시각 출력 디바이스(이를테면 각각 터치-스크린 입력 능력을 갖거나 가지지 않고, 각각 촉각 피드백 능력을 갖거나 가지지 않는 CRT 스크린, LCD 스크린, 플라즈마 스크린, OLED 스크린을 포함하는 스크린(1110)-이들 중 일부는 입체 출력 같은 수단을 통해 2 차원 시각 출력 또는 3 차원 초과의 출력을 출력할 수 있음; 가상-현실 안경(묘사되지 않음), 홀로그래픽 디스플레이 및 스모크 탱크(묘사되지 않음)), 및 프린터(묘사되지 않음)를 포함할 수 있다. 이들 시각적 출력 디바이스(스크린(1110) 같은)는 그래픽 어댑터(1150)를 통해 시스템 버스(1148)에 연결될 수 있다.

컴퓨터 시스템(1100)은 또한 인간 액세스가능 저장 디바이스 및 이의 연관된 매체, 이를테면 CD/DVD를 갖는 CD/DVD ROM/RW(1120) 또는 이와 유사한 매체(1121)를 포함하는 광학 매체, 썸-드라이브(1122), 이동식 하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브(1123), 테이프 및 플로피 디스크(묘사되지 않음)와 같은 레거시 자기 매체, 보안 동글(묘사되지 않음)과 같은 특수 ROM/ASIC/PLD 기반 디바이스 등을 포함할 수 있다.

통상의 기술자는 또한 현재 개시된 주제와 관련하여 사용되는 "컴퓨터 판독가능 매체"라는 용어가 전송 매체, 반송파, 또는 다른 일시적 신호를 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.

컴퓨터 시스템(1100)은 또한 하나 이상의 통신 네트워크(1155)에 대한 네트워크 인터페이스(1154)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(1155)는 예를 들어 무선, 유선, 광학일 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(1155)는 추가로 로컬, 광역, 대도시, 차량 및 산업, 실시간, 지연-허용 등일 수 있다. 하나 이상의 통신 네트워크(1155)의 예는 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, CANBus 등을 포함하는 차량 및 산업용을 포함한다. 소정 네트워크는 일반적으로 소정 범용 데이터 포트 또는 주변 버스(1149)(이를테면, 예를 들어 컴퓨터 시스템(1100)의 USB 포트)에 부착된 외부 네트워크 인터페이스 어댑터를 요구하고; 다른 것들은 일반적으로 아래에 설명된 바와 같이 시스템 버스에 부착함으로써 컴퓨터 시스템(1100)의 코어에 통합된다(예를 들어, PC 컴퓨터 시스템에 대한 이더넷 인터페이스 또는 스마트폰 컴퓨터 시스템에 대한 셀룰러 네트워크 인터페이스). 이러한 네트워크 중 임의의 것을 사용하여, 컴퓨터 시스템(1100)은 다른 엔티티와 통신할 수 있다. 그러한 통신은 단방향, 수신 전용(예를 들어, 방송 TV), 단방향 송신 전용(예를 들어 CANbus에서 소정 CANbus 디바이스로), 또는 양방향(예를 들어 로컬 또는 광역 디지털 네트워크를 사용하여 다른 컴퓨터 시스템으로)일 수 있다. 소정 프로토콜 및 프로토콜 스택은 위에서 설명된 바와 같이 각각의 이들 네트워크 및 네트워크 인터페이스에서 사용될 수 있다.

컴퓨터 시스템(1100)의 코어(1140)에는 전술한 인간 인터페이스 디바이스, 인간-액세스가능 저장 디바이스, 및 네트워크 인터페이스가 부착될 수 있다.

코어(1140)는 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPU)(1141), 그래픽 처리 유닛(GPU)(1142), FPGA(Field Programmable Gate Areas) 형태의 특수 프로그램가능 처리 장치(1143), 소정 작업을 위한 하드웨어 가속기(1144), 그래픽 어댑터(1150) 등을 포함할 수 있다. 판독-전용 메모리(ROM)(1145), 랜덤-액세스 메모리(1146), 내부의 사용자가 액세스할 수 없는 하드 드라이브, SSD 등과 같은 내부 대용량 저장장치(1147)와 함께 이런 디바이스는 시스템 버스(1148)를 통해 연결될 수 있다. 일부 컴퓨터 시스템에서, 시스템 버스(1148)는 추가 CPU, GPU 등에 의한 확장을 가능하게 하는 하나 이상의 물리적 플러그의 형태로 액세스할 수 있다. 주변 디바이스는 코어의 시스템 버스(1148)에 직접 부착되거나 주변 버스(1149)를 통해 부착될 수 있다. 예에서, 스크린(1110)은 그래픽 어댑터(1150)에 연결될 수 있다. 주변 버스를 위한 아키텍처는 PCI, USB 등을 포함한다.

CPU(1141), GPU(1142), FPGA(1143) 및 가속기(1144)은 조합하여 전술한 컴퓨터 코드를 구성할 수 있는 소정 명령을 실행할 수 있다. 대응 컴퓨터 코드는 ROM(1145) 또는 RAM(1146)에 저장될 수 있다. 과도 데이터는 또한 RAM(1146)에 저장될 수 있는 반면, 영구 데이터는 예를 들어 내부 대용량 저장장치(1147)에 저장될 수 있다. 하나 이상의 CPU(1141), GPU(1142), 대용량 저장장치(1147), ROM(1145), RAM(1146) 등과 밀접하게 연관된 캐시 메모리의 사용을 통해 메모리 디바이스 중 임의의 것에 대한 고속 저장 및 검색이 가능해질 수 있다.

컴퓨터 판독가능 매체는 다양한 컴퓨터-구현 동작을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 가질 수 있다. 매체 및 컴퓨터 코드는 본 개시내용의 목적을 위해 특별히 설계되고 구성된 것일 수 있거나, 컴퓨터 소프트웨어 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있고 이용가능한 종류일 수 있다.

제한이 아닌 예로서, 아키텍처(1100), 특히 코어(1140)를 갖는 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 유형의 컴퓨터-판독가능 매체에 구현된 소프트웨어를 실행하는 프로세서(들)(CPU, GPU, FPGA, 가속기 등을 포함함)의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 이러한 컴퓨터-판독가능 매체는 위에서 소개된 사용자-액세스가능 대용량 저장장치와 연관된 매체일 수 있을 뿐만 아니라, 코어-내부 대용량 저장장치(1147) 또는 ROM(1145)과 같은 비-일시적 특성을 갖는 코어(1140)의 소정 저장장치일 수 있다. 본 개시내용의 다양한 실시예를 구현하는 소프트웨어는 이러한 디바이스에 저장되어 코어(1140)에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 특정 요구에 따라 하나 이상의 메모리 디바이스 또는 칩을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 코어(1140) 및 특히 내부의 프로세서(CPU, GPU, FPGA 등 포함)이 RAM(1146)에 저장된 데이터 구조의 정의 및 소프트웨어에 의해 정의된 프로세스에 따라 이러한 데이터 구조를 수정하는 것을 포함하여, 본원에 설명된 특정 프로세스 또는 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하게 할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 컴퓨터 시스템은 본원에 설명된 특정 프로세스 또는 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하기 위해 소프트웨어 대신에 또는 함께 동작할 수 있는 회로(예를 들어: 가속기(1144))에 하드와이어 되거나 달리 내장된 로직의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 소프트웨어에 대한 참조는 로직을 포함할 수 있고, 대응되는 경우 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 컴퓨터-판독가능 매체에 대한 언급은 적절한 경우 실행을 위한 소프트웨어를 저장하는 회로(이를테면 집적 회로(IC)), 실행을 위한 로직을 구현하는 회로, 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 본 개시내용은 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 적합한 조합을 포함한다.

본 개시내용이 몇몇 예시적인 실시예를 설명하였지만, 본 개시내용의 범위 내에 속하는 변경, 순열, 및 다양한 대체 등가물이 있다. 따라서, 통상의 기술자가 본원에 명시적으로 도시되거나 설명되지는 않았지만, 본 개시내용의 원리를 구현하고 따라서 본 개시내용의 사상 및 범위 내에 있는 다수의 시스템 및 방법을 고안할 수 있음이 인식될 것이다.

ALF: 적응형 루프 필터
AMVP: 고급 모션 벡터 예측
APS: 적응 파라미터 세트
ASIC: 주문형 집적 회로
ATMVP: 대안/고급 시간 모션 벡터 예측
AV1: AOMedia Video 1
AV2: AOMedia Video 2
BMS: 벤치마크 세트
BV: 블록 벡터
CANBus: 제어기 영역 네트워크 버스(Controller Area Network Bus)
CB: 코딩 블록
CC-ALF: 크로스-성분 적응형 루프 필터(Cross-Component Adaptive Loop Filter)
CD: 컴팩트 디스크
CDEF: 제한된 방향 향상 필터
CPR: 현재 픽처 참조
CPU: 중앙 처리 유닛
CRT: 음극선관
CTB: 코딩 트리 블록
CTU: 코딩 트리 유닛
CU: 코딩 유닛
DPB: 디코더 픽처 버퍼
DPCM: 차동 펄스-코드 변조
DPS: 디코딩 파라미터 세트
DVD: 디지털 비디오 디스크
FPGA: 필드 프로그램가능 게이트 영역
JCCR: 조인트 CbCr 잔차 코딩
JVET: 조인트 비디오 익스플로레이션 팀(Joint Video Exploration Team)
GOP: 픽처 그룹
GPU: 그래픽 처리 유닛
GSM: 이동통신 글로벌 시스템
HDR: 하이 다이나믹 레인지(High Dynamic Range)
HEVC: 고효율 비디오 코딩
HRD: 가상 참조 디코더(Hypothetical Reference Decoder)
IBC: 인트라 블록 카피
IC: 집적 회로
ISP: 인트라 서브-파티션
JEM: 조인트 익스플로레이션 모델(Joint Exploration Model)
LAN: 근거리 통신망
LCD: 액정 디스플레이
LR: 루프 복원 필터(Loop Restoration Filter)
LRU: 루프 복원 유닛(Loop Restoration Unit)
LTE: 롱-텀 에볼루션(Long-Term Evolution)
MPM: 모스트 포터블 모드(Most Probable Mode)
MV: 모션 벡터
OLED: 유기 발광 다이오드
PBs: 예측 블록
PCI: 주변 구성요소 상호연결(Peripheral Component Interconnect)
PDPC: 포지션 종속 예측 조합(Position Dependent Prediction Combination)
PLD: 프로그램가능 로직 디바이스
PPS: 픽처 파라미터 세트
PU: 예측 유닛
RAM: 랜덤 액세스 메모리
ROM: 판독-전용 메모리
SAO: 샘플 적응형 오프셋(Sample Adaptive Offset)
SCC: 스크린 콘텐츠 코딩(Screen Content Coding)
SDR: 표준 동적 범위(Standard Dynamic Range)
SEI: 보충 향상 정보(Supplementary Enhancement Information)
SNR: 신호 노이즈 비율
SPS: 시퀀스 파라미터 세트
SSD: 솔리드-스테이트 드라이브(Solid-state Drive)
TU: 변환 유닛
USB: 유니버설 시리얼 버스(Universal Serial Bus)
VPS: 비디오 파라미터 세트
VUI: 비디오 사용 정보
VVC: 다용도 비디오 코딩
WAIP: 광각 인트라 예측(Wide-Angle Intra Prediction)

Claims

인코더에서의 비디오 인코딩을 위한 방법으로서,
(i) 크로마 성분(chroma component)의 픽셀 값 범위, (ii) 상기 크로마 성분의 복잡도 레벨, 또는 (iii) 상기 크로마 성분의 노이즈 레벨 중 하나에 기반하여 코딩 구역의 크로마 성분에 대해 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하는 단계;
상기 양자화 파라미터 및 결정된 오프셋에 기반하여 상기 코딩 구역의 변환 계수에 대해 양자화 프로세스를 수행하는 단계; 및
양자화된 변환 계수를 포함하는 비디오 비트스트림(bitstream)을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 생성하는 단계는:
상기 양자화 파라미터의 오프셋을 포함하는 상기 비디오 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는:
상기 코딩 구역의 루마 성분(luma component)의 픽셀 값 범위를 결정하는 단계;
상기 루마 성분의 픽셀 값 범위와 상기 크로마 성분의 픽셀 값 범위 사이의 범위 비율을 결정하는 단계; 및
상기 범위 비율과 범위 임계치 간의 비교에 기반하여 상기 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제3항에 있어서,
상기 루마 성분 및 상기 크로마 성분 각각에 대해, 각각의 성분의 픽셀 값 범위는 상기 각각의 성분의 픽셀의 최대 픽셀 값과 최소 픽셀 값 사이의 차이인, 방법.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는:
상기 코딩 구역의 루마 성분의 복잡도 레벨을 결정하는 단계;
상기 루마 성분의 복잡도 레벨과 상기 크로마 성분의 복잡도 레벨 사이의 복잡도 비율을 결정하는 단계; 및
상기 복잡도 비율과 복잡도 임계치 간의 비교에 기반하여 상기 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제5항에 있어서,
상기 루마 성분 및 상기 크로마 성분 각각에 대해, 각각의 성분의 복잡도 레벨은 (i) 상기 각각의 성분의 픽셀의 픽셀 값의 분산, (ii) 상기 각각의 성분의 잔차의 절대차(absolute differences)의 합, 또는 (iii) 상기 각각의 성분의 상기 잔차의 변환된 절대차의 합 중 하나에 기반하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는:
상기 크로마 성분의 노이즈 레벨과 노이즈 임계치 사이의 비교에 기반하여 상기 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는:
상기 코딩 구역의 루마 성분의 노이즈 레벨을 결정하는 단계;
상기 루마 성분의 노이즈 레벨과 상기 크로마 성분의 노이즈 레벨 사이의 노이즈 비율을 결정하는 단계; 및
상기 노이즈 비율과 노이즈 비율 임계치 간의 비교에 기반하여 상기 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
제8항에 있어서,
상기 루마 성분 및 상기 크로마 성분 각각에 대해, 각각의 성분의 상기 노이즈 레벨은 상기 각각의 성분의 픽셀에 적용되는 에지 검출 및 상기 에지 검출의 결과에 적용되는 라플라시안 콘볼루션(Laplacian convolution)에 기반하는, 방법.
장치로서,
프로세싱 회로를 포함하고, 상기 프로세싱 회로는:
(i) 크로마 성분의 픽셀 값 범위, (ii) 상기 크로마 성분의 복잡도 레벨, 또는 (iii) 상기 크로마 성분의 노이즈 레벨 중 하나에 기반하여 코딩 구역의 상기 크로마 성분에 대해 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하고;
상기 양자화 파라미터 및 결정된 오프셋에 기반하여 상기 코딩 구역의 변환 계수에 대해 양자화 프로세스를 수행하고;
양자화된 변환 계수를 포함하는 비디오 비트스트림을 생성하도록 구성되는, 장치.
제10항에 있어서,
상기 프로세싱 회로는:
상기 양자화 파라미터의 오프셋을 포함하는 상기 비디오 비트스트림을 생성하도록 추가로 구성되는, 장치.
제10항에 있어서,
상기 프로세싱 회로는:
상기 코딩 구역의 루마 성분의 픽셀 값 범위를 결정하고;
상기 루마 성분의 픽셀 값 범위와 상기 크로마 성분의 픽셀 값 범위 사이의 범위 비율을 결정하고;
상기 범위 비율과 범위 임계치 간의 비교에 기반하여 상기 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하도록 추가로 구성되는, 장치.
제12항에 있어서,
상기 루마 성분 및 상기 크로마 성분 각각에 대해, 각각의 성분의 픽셀 값 범위는 상기 각각의 성분의 픽셀의 최대 픽셀 값과 최소 픽셀 값 사이의 차이인, 장치.
제10항에 있어서,
상기 프로세싱 회로는:
상기 코딩 구역의 루마 성분의 복잡도 레벨을 결정하고;
상기 루마 성분의 복잡도 레벨과 상기 크로마 성분의 복잡도 레벨 사이의 복잡도 비율을 결정하고;
상기 복잡도 비율과 복잡도 임계치 간의 비교에 기반하여 상기 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하도록 추가로 구성되는, 장치.
제14항에 있어서,
상기 루마 성분 및 상기 크로마 성분 각각에 대해, 각각의 성분의 상기 복잡도 레벨은 (i) 상기 각각의 성분의 픽셀의 픽셀 값의 분산, (ii) 상기 각각의 성분의 잔차의 절대차의 합, 또는 (iii) 상기 각각의 성분의 상기 잔차의 변환된 절대차의 합 중 하나에 기반하는, 장치.
제10항에 있어서,
상기 프로세싱 회로는:
상기 크로마 성분의 노이즈 레벨과 노이즈 임계치 사이의 비교에 기반하여 상기 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하도록 추가로 구성되는, 장치.
제10항에 있어서,
상기 프로세싱 회로는:
상기 코딩 구역의 루마 성분의 노이즈 레벨을 결정하고;
상기 루마 성분의 노이즈 레벨과 상기 크로마 성분의 노이즈 레벨 사이의 노이즈 비율을 결정하고;
상기 노이즈 비율과 노이즈 비율 임계치 간의 비교에 기반하여 상기 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하도록 추가로 구성되는, 장치.
제17항에 있어서,
상기 루마 성분 및 상기 크로마 성분 각각에 대해, 각각의 성분의 노이즈 레벨은 상기 각각의 성분의 픽셀에 적용되는 에지 검출 및 상기 에지 검출의 결과에 적용되는 라플라시안 콘볼루션에 기반하는, 장치.
명령을 저장하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체로서,
상기 명령은, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가:
(i) 크로마 성분의 픽셀 값 범위, (ii) 상기 크로마 성분의 복잡도 레벨, 또는 (iii) 상기 크로마 성분의 노이즈 레벨 중 하나에 기반하여 코딩 구역의 크로마 성분에 대해 양자화 파라미터의 오프셋을 결정하는 것;
상기 양자화 파라미터 및 결정된 오프셋에 기반하여 상기 코딩 구역의 변환 계수에 대해 양자화 프로세스를 수행하는 것; 및
양자화된 변환 계수를 포함하는 비디오 비트스트림을 생성하는 것을 수행하게 하는, 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.
제19항에 있어서,
저장된 명령은 상기 적어도 하나의 프로세서가:
상기 양자화 파라미터의 오프셋을 포함하는 상기 비디오 비트스트림을 생성하는 것을 수행하게 하는, 비-일시적 컴퓨터-판독가능 저장 매체.