KR20230012534A

KR20230012534A - 영상 코딩 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20230012534A
Application number: KR1020227043577A
Authority: KR
Inventors: 구문모; 자오지에; 장형문; 김승환; 임재현
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2023-01-26
Also published as: CN115777198A; US11943445B2; US20230078305A1; WO2021230618A1

Abstract

본 문서에 따른 영상 디코딩 방법은 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 수신하는 단계와; 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 변환 계수를 도출하는 단계와; 상기 LFNST 인덱스를 기반으로 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와; 상기 플래그 변수 및 상기 변환 계수를 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출될 수 있다.

Description

영상 코딩 방법 및 그 장치

본 문서는 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 인트라 예측에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치에 관한 것이다

최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.

또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.

이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.

본 문서의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 문서의 다른 기술적 과제는 LFNST 기반으로 하는 효율적인 영상 코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 문서의 또 다른 기술적 과제는 트리 타입에 따라 적절하게 LFNST을 수행하기 위한 영상 코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 수신하는 단계와; 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 변환 계수를 도출하는 단계와; 상기 LFNST 인덱스를 기반으로 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와; 상기 플래그 변수 및 상기 변환 계수를 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출될 수 있다.

상기 플래그 변수는 루마 성분에 대한 제1 플래그 변수, Cb 성분에 대한 제2 플래그 변수 및 Cr 성분에 대한 제3 플래그 변수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 0으로 설정될 수 있다.

상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 루마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로 설정될 수 있다.

상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 1으로 설정될 수 있다.

상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고, 상기 현재 블록의 컬러 포맷이 4:4:4인 것에 기초하여, 상기 현재 블록의 크로마 성분에 대하여 상기 LFNS가 수행될 수 있다.

본 문서의 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계; 상기 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 상기 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와; 상기 플래그 변수 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출될 수 있다.

본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행된 영상 인코딩 방법에 따라 생성된 인코딩된 영상 정보 및/또는 비트스트림이 포함된 영상 데이터가 저장된 디지털 저장 매체가 제공될 수 있다.

본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 상기 영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 인코딩된 영상 정보 및/또는 비트스트림이 포함된 영상 데이터가 저장된 디지털 저장 매체가 제공될 수 있다.

본 문서에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.

본 문서에 따르면 LFNST 기반으로 하는 영상 코딩 방법 및 장치의 효율을 높일 수 있다.

본 문서에 따르면 트리 타입에 따라 적절하게 LFNST을 수행할 수 있는 영상 코딩 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

본 명세서의 구체적인 일례를 통해 얻을 수 있는 효과는 이상에서 나열된 효과로 제한되지 않는다. 예를 들어, 관련된 기술분야의 통상의 지식을 자긴 자(a person having ordinary skill in the related art)가 본 명세서로부터 이해하거나 유도할 수 있는 다양한 기술적 효과가 존재할 수 있다. 이에 따라 본 명세서의 구체적인 효과는 본 명세서에 명시적으로 기재된 것에 제한되지 않고, 본 명세서의 기술적 특징으로부터 이해되거나 유도될 수 있는 다양한 효과를 포함할 수 있다.

도 1은 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 문서의 일 실시예에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 문서의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 문서의 일 실시예에 따른 크로마 포맷에 따른 샘플의 구성을 나타낸 것이다.
도 7은 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 본 문서가 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 나타낸다.

본 문서는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 문서를 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 문서의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 문서에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 문서의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 문서의 권리범위에 포함된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 문서의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (Versatile Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.266), VVC 이후의 차세대 비디오/이미지 코딩 표준, 또는 그 이외의 비디오 코딩 관련 표준들(예를 들어, HEVC (High Efficiency Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.265), EVC(essential video coding) 표준, AVS2 표준 등)과 관련될 수 있다.

이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.

이 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다.

픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 또는 샘플은 공간 도메인에서의 픽셀값을 의미할 수도 있고, 이러한 픽셀값이 주파수 도메인으로 변환되면 주파수 도메인에서의 변환 계수를 의미할 수도 있다.

유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.

이 문서에서 “/”와 ","는 “및/또는”으로 해석된다. 예를 들어, “A/B”는 “A 및/또는 B”로 해석되고, “A, B”는 “A 및/또는 B”로 해석된다. 추가적으로, “A/B/C”는 “A, B 및/또는 C 중 적어도 하나”를 의미한다. 또한, “A, B, C”도 “A, B 및/또는 C 중 적어도 하나”를 의미한다.

추가적으로, 본 문서에서 “또는”는 “및/또는”으로 해석된다. 예를 들어, “A 또는 B”은, 1) “A” 만을 의미하고, 2) “B” 만을 의미하거나, 3) “A 및 B”를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 “또는”은 “추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)”를 의미할 수 있다.

본 명세서에서 “적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)”는, “오직 A”, “오직 B” 또는 “A와 B 모두”를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 “적어도 하나의 A 또는 B(at least one of A or B)”나 “적어도 하나의 A 및/또는 B(at least one of A and/or B)”라는 표현은 “적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)”와 동일하게 해석될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 “적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)”는, “오직 A”, “오직 B”, “오직 C”, 또는 “A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)”를 의미할 수 있다. 또한, “적어도 하나의 A, B 또는 C(at least one of A, B or C)”나 “적어도 하나의 A, B 및/또는 C(at least one of A, B and/or C)”는 “적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)”를 의미할 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 괄호는 “예를 들어(for example)”를 의미할 수 있다. 구체적으로, “예측(인트라 예측)”로 표시된 경우, “예측”의 일례로 “인트라 예측”이 제안된 것일 수 있다. 달리 표현하면 본 명세서의 “예측”은 “인트라 예측”으로 제한(limit)되지 않고, “인트라 예측”이 “예측”의 일례로 제안될 것일 수 있다. 또한, “예측(즉, 인트라 예측)”으로 표시된 경우에도, “예측”의 일례로 “인트라 예측”이 제안된 것일 수 있다.

본 명세서에서 하나의 도면 내에서 개별적으로 설명되는 기술적 특징은, 개별적으로 구현될 수도 있고, 동시에 구현될 수도 있다.

도 1은 본 문서를 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.

도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 소스 디바이스 및 수신 디바이스를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.

상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.

비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.

인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.

전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포맷을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.

디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.

렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.

도 2는 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)를 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.

영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 문서에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.

유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.

감산부(231)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플들 또는 원본 샘플 어레이)에서 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플들 또는 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들 또는 레지듀얼 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 예측부(220)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(220)는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.

인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(222)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.

인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(221)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.

예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.

인터 예측부(221) 및/또는 인트라 예측부(222)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 등을 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.

양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(233)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.

양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(250)는 복원된 레지듀얼 신호를 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플들 또는 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.

한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.

필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset, SAO), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(290)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(290)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.

메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(280)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(200)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.

메모리(270)의 DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.

도 3은 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memory, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(331) 및 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.

비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.

디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(330)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼에 대한 정보, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(321)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 예측부(330), 가산부(340), 필터링부(350) 및 메모리(360) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.

역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.

예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.

예측부는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.

인트라 예측부(332)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(332)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.

인터 예측부(331)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(331)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.

가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(330)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.

가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.

한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.

필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(60), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.

메모리(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(331)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(331)에 전달할 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(332)에 전달할 수 있다.

본 명세서에서, 디코딩 장치(300)의 예측부(330), 역양자화부(321), 역변환부(322) 및 필터링부(350) 등에서 설명된 실시예들은 각각 인코딩 장치(200)의 예측부(220), 역양자화부(234), 역변환부(235) 및 필터링부(260) 등에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.

상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.

도 4는 본 문서에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.

도 4를 참조하면, 변환부는 상술한 도 2의 인코딩 장치 내의 변환부에 대응될 수 있고, 역변환부는 상술한 도 2의 인코딩 장치 내의 역변환부 또는 도 3의 디코딩 장치 내의 역변환부에 대응될 수 있다.

변환부는 레지듀얼 블록 내의 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)를 기반으로 1차 변환을 수행하여 (1차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S410). 이러한 1차 변환(primary transform)은 핵심 변환(core transform)으로 지칭될 수 있다. 여기서 상기 1차 변환은 다중 변환 선택(Multiple Transform Selection, MTS)에 기반할 수 있으며, 1차 변환으로 다중 변환이 적용될 경우 다중 핵심 변환으로 지칭될 수 있다.

다중 핵심 변환은 DCT(Discrete Cosine Transform) 타입 2과 DST(Discrete Sine Transform) 타입 7, DCT 타입 8, 및/또는 DST 타입 1을 추가적으로 사용하여 변환하는 방식을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 다중 핵심 변환은 상기 DCT 타입 2, 상기 DST 타입 7, 상기 DCT 타입 8 및 상기 DST 타입 1 중 선택된 복수의 변환 커널들을 기반으로 공간 도메인의 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)를 주파수 도메인의 변환 계수들(또는 1차 변환 계수들)로 변환하는 변환 방법을 나타낼 수 있다. 여기서 상기 1차 변환 계수들은 변환부 입장에서 임시 변환 계수들로 불릴 수 있다.

다시 말하면, 기존의 변환 방법이 적용되는 경우, DCT 타입 2를 기반으로 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)에 대한 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이 적용되어 변환 계수들이 생성될 수 있었다. 이와 달리, 상기 다중 핵심 변환이 적용되는 경우, DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8, 및/또는 DST 타입 1 등을 기반으로 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)에 대한 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이 적용되어 변환 계수들(또는 1차 변환 계수들)이 생성될 수 있다. 여기서, DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8, 및 DST 타입 1 등은 변환 타입, 변환 커널(kernel) 또는 변환 코어(core)라고 불릴 수 있다. 이러한 DCT/DST 변환 타입들은 기저 함수들을 기반으로 정의될 수 있다.

상기 다중 핵심 변환이 수행되는 경우, 상기 변환 커널들 중 대상 블록에 대한 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널이 선택될 수 있고, 상기 수직 변환 커널을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 수직 변환이 수행되고, 상기 수평 변환 커널을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 수평 변환이 수행될 수 있다. 여기서, 상기 수평 변환은 상기 대상 블록의 수평 성분들에 대한 변환을 나타낼 수 있고, 상기 수직 변환은 상기 대상 블록의 수직 성분들에 대한 변환을 나타낼 수 있다. 상기 수직 변환 커널/수평 변환 커널은 레지듀얼 블록을 포함하는 대상 블록(CU 또는 서브블록)의 예측 모드 및/또는 변환 인덱스를 기반으로 적응적으로 결정될 수 있다.

또한, 일 예에 따르면, MTS을 적용하여 1차 변환을 수행하는 경우, 특정 기저 함수들을 소정 값으로 설정하고, 수직 변환 또는 수평 변환일 때 어떠한 기저 함수들이 적용되는지 여부를 조합하여 변환 커널에 대한 매핑 관계를 설정할 수 있다. 예를 들어, 수평 방향 변환 커널을 trTypeHor로 나타내고, 수직 방향 변환 커널을 trTypeVer로 나타내는 경우, trTypeHor 또는 trTypeVer 값 0은 DCT2로 설정되고, trTypeHor 또는 trTypeVer 값 1은 DST7 로 설정되고, trTypeHor 또는 trTypeVer 값 2는 DCT8로 설정될 수 있다.

이 경우, 다수의 변환 커널 세트들 중 어느 하나를 지시하기 위하여 MTS 인덱스 정보가 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, MTS 인덱스가 0이면 trTypeHor 및 trTypeVer 값이 모두 0인 것을 지시하고, MTS 인덱스가 1이면 trTypeHor 및 trTypeVer 값이 모두 1 인 것을 지시하고, MTS 인덱스가 2이면 trTypeHor 값은 2이고 trTypeVer 값은 1 인 것을 지시하고, MTS 인덱스가 3이면 trTypeHor 값은 1이고 trTypeVer 값은 2 인 것을 지시하고, MTS 인덱스가 4이면 trTypeHor 및 trTypeVer 값이 모두 2 인 것을 지시할 수 있다.

일 예에 따라, MTS 인덱스 정보에 따른 변환 커널 세트를 표로 나타내면 다음과 같다.

변환부는 상기 (1차) 변환 계수들을 기반으로 2차 변환을 수행하여 수정된(2차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S420). 상기 1차 변환은 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이고, 상기 2차 변환은 (1차) 변환 계수들 사이에 존재하는 상관 관계(correlation)를 이용하여 보다 압축적인 표현으로 변환하는 것을 의미한다. 상기 2차 변환은 비분리 변환(non- separable transform)을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 2차 변환은 비분리 2차 변환(non-separable secondary transform, NSST) 또는 MDNSST(mode-dependent non-separable secondary transform)이라고 불릴 수 있다. 상기 비분리 2차 변환은 상기 1차 변환을 통하여 도출된 (1차) 변환 계수들을 비분리 변환 매트릭스(non-separable transform matrix)를 기반으로 2차 변환하여 레지듀얼 신호에 대한 수정된 변환 계수들(또는 2차 변환 계수들)을 생성하는 변환을 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 비분리 변환 매트릭스를 기반으로 상기 (1차) 변환 계수들에 대하여 수직 변환 및 수평 변환을 분리하여(또는 수평 수직 변환을 독립적으로) 적용하지 않고 한번에 변환을 적용할 수 있다. 다시 말해, 상기 비분리 2차 변환은 상기 (1차) 변환 계수들에 대해 수직 방향과 수평 방향에 따로 적용되지 않고, 예를 들어 2차원 신호(변환 계수)들을 특정 정해진 방향(예컨대, 행 우선(row-first) 방향 또는 열 우선(column-first) 방향)을 통하여 1차원 신호로 재정렬한 후, 상기 비분리 변환 매트릭스를 기반으로 수정된 변환 계수들(또는 2차 변환 계수들)을 생성하는 변환 방법을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 행 우선 순서는 MxN 블록에 대해 1번째 행, 2번째 행, ... , N번째 행의 순서로 일렬로 배치하는 것이고, 열 우선 순서는 MxN 블록에 대해 1번째 열, 2번째 열, ... , M번째 열의 순서로 일렬로 배치하는 것이다. 상기 비분리 2차 변환은 (1차) 변환 계수들로 구성된 블록(이하, 변환 계수 블록이라고 불릴 수 있다)의 좌상단(top-left) 영역에 대하여 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 변환 계수 블록의 폭(W) 및 높이(H)가 둘 다 8 이상인 경우, 8×8 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 8×8 영역에 대하여 적용될 수 있다. 또한, 상기 변환 계수 블록의 폭(W) 및 높이(H)가 둘 다 4 이상이면서, 상기 변환 계수 블록의 폭(W) 또는 높이(H)가 8보다 작은 경우, 4×4 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 min(8,W)×min(8,H) 영역에 대하여 적용될 수 있다. 다만 실시예는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 상기 변환 계수 블록의 폭(W) 또는 높이(H)가 모두 4 이상인 조건만 만족하더라도, 4×4 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 min(8,W)×min(8,H) 영역에 대하여 적용될 수도 있다.

이때, 변환 커널 선택을 위하여, 8×8 변환 및 4×4 변환 둘 다에 대하여 비분리 2차 변환을 위한 변환 세트당 2개씩의 비분리 2차 변환 커널들이 구성될 수 있고, 변환 세트는 4개일 수 있다. 즉, 8×8 변환에 대하여 4개의 변환 세트가 구성되고, 4×4 변환에 대하여 4개의 변환 세트가 구성될 수 있다. 이 경우 8×8 변환에 대한 4개의 변환 세트에는 각각 2개씩의 8×8 변환 커널들이 포함될 수 있고, 이 경우 4×4 변환에 대한 4개의 변환 세트에는 각각 2개씩의 4×4 변환 커널들이 포함될 수 있다.

다만, 상기 변환의 사이즈, 즉 변환이 적용되는 영역의 사이즈는 예시로서 8×8 또는 4×4 이외의 사이즈가 사용될 수 있고, 상기 세트의 수는 n개, 각 세트 내 변환 커널들의 수는 k개일 수도 있다.

상기 변환 세트는 NSST 세트 또는 LFNST 세트라고 불릴 수 있다. 상기 변환 세트들 중 특정 세트의 선택은 예를 들어, 현재 블록(CU 또는 서브블록)의 인트라 예측 모드에 기반하여 수행될 수 있다. LFNST(Low-Frequency Non-Separable Transform)는 후술될 감소된 비분리 변환의 일 예일 수 있으며, 저주파 성분에 대한 비분리 변환을 나타낸다.

일 예에 따라, 인트라 예측 모드에 따라 4개의 변환 세트들이 매핑(mapping)은 예를 들어 다음 표와 같이 나타내어질 수 있다

표 2와 같이, 인트라 예측 모드에 따라 4개의 변환 세트 중 어느 하나, 즉 lfnstTrSetIdx가 0 부터 3, 즉 4개 중 어느 하나에 매핑될 수 있다.

한편, 비분리 변환에 특정 세트가 사용되는 것으로 결정되면, 비분리 2차 변환 인덱스를 통하여 상기 특정 세트 내 k개의 변환 커널들 중 하나가 선택될 수 있다. 인코딩 장치는 RD(rate-distortion) 체크 기반으로 특정 변환 커널을 가리키는 비분리 2차 변환 인덱스를 도출할 수 있으며, 상기 비분리 2차 변환 인덱스를 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 비분리 2차 변환 인덱스를 기반으로 특정 세트 내 k개의 변환 커널들 중 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, lfnst 인덱스 값 0은 첫번째 비분리 2차 변환 커널을 가리킬 수 있고, lfnst 인덱스 값 1은 두번째 비분리 2차 변환 커널을 가리킬 수 있으며, lfnst 인덱스 값 2는 세번째 비분리 2차 변환 커널을 가리킬 수 있다. 또는 lfnst 인덱스 값 0은 대상 블록에 대하여 첫번째 비분리 2차 변환이 적용되지 않음을 가리킬 수 있고, lfnst 인덱스 값 1 내지 3은 상기 3개의 변환 커널들을 가리킬 수 있다.

변환부는 선택된 변환 커널들을 기반으로 상기 비분리 2차 변환을 수행하고 수정된(2차) 변환 계수들을 획득할 수 있다. 상기 수정된 변환 계수들은 상술한 바와 같이 양자화부를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있고, 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링 및 인코딩 장치 내의 역양자화/역변환부로 전달될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 2차 변환이 생략되는 경우 상기 1차 (분리) 변환의 출력인 (1차) 변환 계수들이 상술한 바와 같이 양자화부를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있고, 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링 및 인코딩 장치 내의 역양자화/역변환부로 전달될 수 있다.

역변환부는 상술한 변환부에서 수행된 절차의 역순으로 일련의 절차를 수행할 수 있다. 역변환부는 (역양자화된) 변환 계수들을 수신하여, 2차 (역)변환을 수행하여 (1차) 변환 계수들을 도출하고(S450), 상기 (1차) 변환 계수들에 대하여 1차 (역)변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다(S460). 여기서 상기 1차 변환 계수들은 역변환부 입장에서 수정된(modified) 변환 계수들로 불릴 수 있다. 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 블록과 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.

한편, 디코딩 장치는 2차 역변환 적용 여부 결정부(또는 이차 역변환의 적용 여부를 결정하는 요소)와, 2차 역변환 결정부(또는 이차 역변환을 결정하는 요소)를 더 포함할 수 있다. 2차 역변환 적용 여부 결정부는 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 2차 역변환은 NSST, RST 또는 LFNST 일 수 있고, 2차 역변환 적용 여부 결정부는 비트스트림으로부터 파싱한 이차 변환 플래그에 기초하여 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 다른 일 예로, 2차 역변환 적용 여부 결정부는 레지듀얼 블록의 변환 계수에 기초하여 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수도 있다.

이차 역변환 결정부는 2차 역변환을 결정할 수 있다. 이때, 2차 역변환 결정부는 인트라 예측 모드에 따라 지정된 LFNST(NSST 또는 RST) 변환 세트에 기초하여 현재 블록에 적용되는 이차 역변환을 결정할 수 있다. 또한, 일 실시예로서, 1차 변환 결정 방법에 의존적으로(depend on) 이차 변환 결정 방법이 결정될 수 있다. 인트라 예측 모드에 따라 일차 변환과 이차 변환의 다양한 여러 조합이 결정될 수 있다. 또한, 일 예로, 이차 역변환 결정부는 현재 블록의 크기에 기초하여 이차 역변환이 적용되는 영역을 결정할 수도 있다.

한편, 상술한 바와 같이 2차 (역)변환이 생략되는 경우 (역양자화된) 변환 계수들을 수신하여 상기 1차 (분리) 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다. 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 블록과 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.

한편, 본 문서에서는 비분리 2차 변환에 수반되는 계산량과 메모리 요구량의 저감을 위하여 NSST의 개념에서 변환 매트릭스(커널)의 크기가 감소된 RST(reduced secondary transform)을 적용할 수 있다. 또한, RST는 주로 변환 블록에서 0이 아닌 계수를 포함하는 저주파 영역에서 이루어지므로 LFNST(Low-Frequency Non-Separable Transform)로 지칭될 수도 있다. 상기 변환 인덱스는 LFNST 인덱스로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 LFNST는 크기가 감소된 변환 매트릭스(transform matrix)를 기반으로 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 수행되는 변환을 의미할 수 있다. 간소화 변환을 수행하는 경우, 변환 매트릭스의 크기 감소로 인해 변환 시 요구되는 연산량이 감소될 수 있다. 즉, LFNST은 크기가 큰 블록의 변환 또는 비분리 변환 시 발생하는 연산 복잡도(complexity) 이슈를 해소하기 위해 이용될 수 있다.

한편, 2차 역변환이 LFNST를 기반으로 이루어지는 경우, 인코딩 장치(200)의 역변환부(235)와 디코딩 장치(300)의 역변환부(322)는 변환 계수들에 대한 역 RST을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 역 RST부와, 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 역 1차변환부를 포함할 수 있다. 역 1차변환은 레지듀얼에 적용되었던 1차 변환의 역변환을 의미한다. 본 문서에서 변환을 기반으로 변환 계수를 도출하는 것은 해당 변환을 적용하여 변환 계수를 도출하는 것을 의미할 수 있다.

도 5는 본 문서의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.

본 명세서에서 “대상 블록”은 코딩이 수행되는 현재 블록 또는 레지듀얼 블록 또는 변환 블록을 의미할 수 있다.

일 실시예에 따른 RST에서, N차원 벡터(N dimensional vector)가 다른 공간에 위치한 R차원 벡터(R dimensional vector)에 매핑되어 감소된 변환 매트릭스가 결정될 수 있으며, 여기서 R은 N보다 작다. N은 변환이 적용되는 블록의 한 변의 길이(length)의 제곱 또는 변환이 적용되는 블록과 대응되는 변환 계수들의 총 개수를 의미할 수 있고, 간소화 팩터는 R/N값을 의미할 수 있다. 간소화 팩터는 감소된 팩터, 감소 팩터, reduced factor, reduction factor, simplified factor, simple factor 등 다양한 용어로 지칭될 수 있다. 한편, R은 간소화 계수(reduced coefficient)로 지칭될 수 있으나, 경우에 따라서는 간소화 팩터가 R을 의미할 수도 있다. 또한, 경우에 따라서 간소화 팩터는 N/R값을 의미할 수도 있다.

일 실시예에서, 간소화 팩터 또는 간소화 계수는 비트스트림을 통하여 시그널링될 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 간소화 팩터 또는 간소화 계수에 대한 기 정의된 값이 각 인코딩 장치(200) 및 디코딩 장치(300)에 저장되어 있을 수 있으며, 이 경우 간소화 팩터 또는 간소화 계수는 별도로 시그널링되지 않을 수 있다.

일 실시예에 따른 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 통상의 변환 매트릭스의 사이즈 NxN보다 작은 RxN이며, 아래의 수학식 1과 같이 정의될 수 있다.

[수학식 1]

도 5의 (a)에 도시된 Reduced Transform 블록 내의 매트릭스 T는 수학식 1의 매트릭스 T_RxN를 의미할 수 있다. 도 5의 (a)와 같이 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 간소화 변환 매트릭스 T_RxN가 곱해지는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들이 도출될 수 있다.

일 실시예에서, 변환이 적용되는 블록의 사이즈가 8x8이고, R=16 (즉, R/N=16/64=1/4이다)인 경우, 도 5의 (a)에 따른 RST는 아래의 수학식 2와 같은 행렬 연산으로 표현될 수 있다. 이 경우, 메모리와 곱하기 연산이 간소화 팩터에 의하여 대략 1/4로 감소할 수 있다.

본 문서에서 행렬 연산이란, 행렬을 열 벡터의 왼쪽에 두고 행렬과 열 벡터를 곱하여 열 벡터를 얻는 연산으로 이해될 수 있다.

[수학식 2]

수학식 2에서 r₁ 내지 r₆₄는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타낼 수 있고, 보다 구체적으로, 일차 변환을 적용하여 생성된 변환 계수일 수 있다. 수학식 2의 연산 결과 대상 블록에 대한 변환 계수들 c_i가 도출될 수 있으며, c_i의 도출 과정은 수학식 3과 같을 수 있다.

[수학식 3]]

수학식 3의 연산 결과, 대상 블록에 대한 변환 계수들 c₁ 내지 c_R이 도출될 수 있다. 즉, R=16인 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들 c₁ 내지 c₁₆이 도출될 수 있다. 만약 RST가 아니라 통상의(regular) 변환이 적용되어 사이즈가 64x64(NxN)인 변환 매트릭스가 사이즈가 64x1(Nx1)인 레지듀얼 샘플들에 곱해졌다면 대상 블록에 대한 변환 계수들이 64개(N개)가 도출되었겠지만, RST가 적용되었기 때문에 대상 블록에 대한 변환 계수들이 16개(R개)만 도출되는 것이다. 대상 블록에 대한 변환 계수들의 총 개수가 N개에서 R개로 감소하여 인코딩 장치(200)가 디코딩 장치(300)로 전송하는 데이터의 양이 감소하므로 인코딩 장치(200)-디코딩 장치(300) 간 전송 효율이 증가할 수 있다.

변환 매트릭스의 사이즈 관점에서 검토하면, 통상의 변환 매트릭스의 사이즈는 64x64(NxN)인데 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 16x64(RxN)로 감소하므로, 통상의 변환을 수행할 때와 비교하면 LFNST를 수행할 시 메모리 사용을 R/N 비율로 감소시킬 수 있다. 또한, 통상의 변환 매트릭스를 이용할 때의 곱셈 연산 수 NxN과 비교하면, 간소화 변환 매트릭스를 이용하면 곱셈 연산 수를 R/N 비율로 감소(RxN)시킬 수 있다.

일 실시예에서, 인코딩 장치(200)의 변환부(232)는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 1차 변환 및 RST 기반의 2차 변환을 수행함으로써 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출할 수 있다. 이러한 변환 계수들은 디코딩 장치(300)의 역변환부로 전달될 수 있으며, 디코딩 장치(300)의 역변환부(322)는 변환 계수들에 대한 역 RST(reduced secondary transform)을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하고, 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.

일 실시예에 따른 역 RST 매트릭스 T_NxR의 사이즈는 통상의 역변환 매트릭스의 사이즈 NxN보다 작은 NxR이며, 수학식 1에 도시된 간소화 변환 매트릭스 T_RxN과 트랜스포즈(transpose) 관계에 있다.

도 5의 (b)에 도시된 Reduced Inv. Transform 블록 내의 매트릭스 T^t는 역 RST 매트릭스 T_RxN ^T을 의미할 수 있다(위첨자 T는 트랜스포즈를 의미한다). 도 5의 (b)와 같이 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 T_RxN ^T가 곱해지는 경우, 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다. 역 RST 매트릭스 T_RxN ^T는 (T_RxN)^T _NxR로 표현할 수도 있다.

보다 구체적으로, 2차 역변환으로 역 RST가 적용되는 경우에는, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 T_RxN ^T가 곱해지면 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들이 도출될 수 있다. 한편, 역 1차변환으로 역 RST가 적용될 수 있고, 이 경우 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 T_RxN ^T가 곱해지면 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다.

일 실시예에서, 역변환이 적용되는 블록의 사이즈가 8x8이고, R=16(즉, R/N=16/64=1/4인 경우)인 경우, 도 5의 (b)에 따른 RST는 아래의 수학식 4와 같은 행렬 연산으로 표현될 수 있다.

[수학식 4]

수학식 4서 c₁ 내지 c₁₆은 대상 블록에 대한 변환 계수들을 나타낼 수 있다. 수학식 4의 연산 결과 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타내는 r_i가 도출될 수 있으며, r_i의 도출 과정은 수학식 5와 같을 수 있다.

[수학식 5]

수학식 5의 연산 결과, 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타내는 r₁ 내지 r_N이 도출될 수 있다. 역변환 매트릭스의 사이즈 관점에서 검토하면, 통상의 역변환 매트릭스의 사이즈는 64x64(NxN)인데 간소화 역변환 매트릭스의 사이즈는 64x16(NxR)으로 감소하므로, 통상의 역변환을 수행할 때와 비교하면 역 RST를 수행할 시 메모리 사용을 R/N 비율로 감소시킬 수 있다. 또한, 통상의 역변환 매트릭스를 이용할 때의 곱셈 연산 수 NxN과 비교하면, 간소화 역변환 매트릭스를 이용하면 곱셈 연산 수를 R/N 비율로 감소(NxR)시킬 수 있다.

한편, 본 문서의 일 실시예에 따라, 인코딩 과정의 변환에서, 8 x 8 영역을 구성하는 64개의 데이터에 대해 16 x 64 변환 커널 매트릭스가 아닌, 48개의 데이터만을 선택하여 최대 16 x 48 변환 커널 매트릭스를 적용할 수 있다. 여기서, “최대”라는 것은 m 개의 계수를 생성할 수 있는 m x 48 변환 커널 매트릭스에 대해 m의 최대 값이 16이라는 것을 의미한다. 즉, 8 x 8 영역에 m x 48 변환 커널 매트릭스(m ≤ 16)를 적용하여 RST를 수행할 경우, 48개의 데이터를 입력 받아서 m개의 계수를 생성해 낼 수 있다. m이 16인 경우, 48개의 데이터를 입력 받아서 16개의 계수를 생성한다. 즉, 48개의 데이터가 48 x 1 벡터를 이룬다고 했을 때, 16 x 48 행렬과 48 x 1 벡터를 순서대로 곱하여 16 x 1 벡터가 생성될 수 있다. 이 때, 8 x 8 영역을 이루는 48개의 데이터를 적절히 배열하여 48 x 1 벡터를 구성할 수 있다. 예를 들어, 8 x 8 영역 중 우하단 4 x 4 영역을 제외한 영역을 구성하는 48 개의 데이터에 기초하여 48 x 1 벡터를 구성할 수 있다. 이때, 최대 16 x 48 변환 커널 매트릭스를 적용하여 행렬 연산을 수행하면 16개의 수정된 변환 계수가 생성되는데, 16개의 수정된 변환 계수는 스캐닝 순서에 따라 좌상단 4 x 4 영역에 배치될 수 있고, 우상단 4 x 4 영역과 좌하단 4 x 4 영역은 0으로 채워질 수 있다.

디코딩 과정의 역변환에는 상기 서술된 변환 커널 매트릭스의 트랜스포즈된 매트릭스가 사용될 수 있다. 즉, 디코딩 장치에서 수행되는 역변환 과정으로 역 RST 또는 LFNST가 수행되는 경우, 역 RST를 적용할 입력 계수 데이터는 소정의 배열 순서에 따라 1차원 벡터로 구성되고, 1차원 벡터에 해당 역 RST 행렬을 왼쪽에서 곱하여 얻어진 수정된 계수 벡터를 소정의 배열 순서에 따라 2차원 블록에 배열될 수 있다.

정리하면, 변환 과정에서, 8x8 영역에 RST 또는 LFNST가 적용되는 경우, 8x8 영역의 변환 계수들 중 8x8 영역의 우하단 영역을 제외한 좌상단, 우상단, 좌하단 영역의 48개 변환 계수들과 16x48의 변환 커널 매트릭스와의 행렬 연산이 수행된다. 행렬 연산을 위하여 48개의 변환 계수들은 1차원 배열로 입력된다. 이러한 행렬 연산이 수행되면 16개의 수정된 변환 계수들이 도출되고, 수정된 변환 계수들은 8x8 영역의 좌상단 영역에 배열될 수 있다.

역으로, 역 변환 과정에서, 8x8 영역에 역 RST 또는 LFNST가 적용되는 경우, 8x8 영역의 변환 계수들 중 8x8 영역의 좌상단에 대응하는 16개의 변환 계수들은 스캐닝 순서에 따라 1차원 배열 형태로 입력되어 48 x 16의 변환 커널 매트릭스와 행렬 연산될 수 있다. 즉, 이러한 경우의 행렬 연산은 (48 x 16 행렬) * (16x1 변환 계수 벡터) = (48 x 1 수정된 변환계수벡터)로 나타낼 수 있다. 여기서 nx1 벡터는 nx1 행렬과 같은 의미로 해석될 수 있으므로, nx1 열 벡터로 표기될 수도 있다. 또한, *은 행렬 곱셈 연산을 의미한다. 이러한 행렬 연산이 수행되면, 48개의 수정된 변환 계수가 도출될 수 있고, 48개의 수정된 변환 계수들은 8x8 영역의 우하단 영역을 제외한 좌상단, 우상단, 좌하단 영역에 배열될 수 있다.

일 예에 따라, LFNST 인덱스는 아래 표 3과 같이 코딩 유닛 레벨에서 시그널링 될 수 있고, 이러한 신택스 요소에 대한 시멘틱스는 표 4와 같다.

표 4에서 ApplyLfnstFlag는 LFNST의 적용 여부를 나타내는 변수로서, 표 5의 “8.7.3 Scaling process for transform coefficients” 절과 표 6의 “8.7.4 Transformation process for scaled transform coefficients” 절에서 참조된다. 표 5는 비트스트림으로부터 수신된 양자화된 변환 계수의 역양자화 과정을 나타낸 스펙 텍스트이고, 표 6은 역양자화된 변환 계수에 대한 변환 과정을 설명하는 스펙 텍스트이다.

표 5에서 cIdx가 지정하는 컬러 성분에 대해 ApplyLfnstFlag 값이 1이고 sps_scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag 값이 1인 경우, 해당 컬러 성분에 대해 양자화/역양자화 시 스케일링 리스트(scaling list)를 적용하지 않는다.

여기서, sps_scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag는 시퀀스 파라미터 세트에서 정의된 신택스 요소로서, 그 값이 1이면 LFNST가 적용될 때 스케일링 리스트를 적용하지 않는다는 것을 가리킨다. m[ x ][ y ]이 16으로 설정되는 것은 스케일링 리스트를 적용하지 않는다는 것을 나타낸다.

표 6에서와 같이 ApplyLfnstFlag 값이 1이면 cIdx가 가리키는 성분에 대해 LFNST가 적용되며 0이면 해당 성분에 대해 LFNST가 적용되지 않는다. 또한 표 6에서 cIdx가 가리키는 성분에 대해 ApplyLfnstFlag 값이 1이면 LFNST 변환 계수가 존재할 수 있는 영역을 나타내는 nonZeroW 변수와 nonZeroH 변수 값이 설정된다. nonZeroW와 nonZeroH는 해당 변환 블록 내의 좌상단 영역에 대한 가로 길이와 세로 길이를 각각 나타낸다.

보다 구체적으로 현재 VVC 표준에서는 현재 코딩되는 코딩 유닛(CU)이 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우, 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용할 수 있다. 루마 분리 트리와 크로마 분리 트리인 경우, 즉 듀얼 트리 구조에서는 각각 루마 성분과 크로마 성분에 대해 LFNST를 적용할 수 있다. 따라서, 표 4에서와 같이 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우(SINGLE_TREE)에 대해서는 “lfnst_idx > 0 && cIdx = = 0” 조건을 만족하는 경우, 즉 루마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다.

cIdx 값이 0이면 루마 성분인 것을 나타내며, cIdx 값이 1 또는 2이면 크로마 성분(각각 Cb, Cr)인 것을 가리킨다. lfnst_idx 값이 0이면 LFNST가 적용되지 않는 것을 가리키고, lfnst_idx 값이 0보다 크면 LFNST가 적용되는 것을 가리킨다.

하지만, 표 3에서와 같이 코딩 유닛 신택스 테이블에서 cIdx 값이 정의되어 있지 않기 때문에, lfnst_idx를 시그널링할 때는 cIdx 값을 참조할 수 없다. 또한, 표 3 내의 lfnst_idx는 코딩 유닛마다 한 번씩 시그널링되므로 해당 코딩 유닛을 구성하는 모든 성분들에 대해 동일한 lfnst_idx 값이 적용된다.

따라서, 표 4에서 ApplyLfnstFlag 변수 값을 결정하는 시점에서는 기본적으로 cIdx 값을 참조할 수 없다. 하지만, 표 5과 표 6에서 기술된 내용 대로 영상 코딩 과정이 수행되기 위해서는 cIdx 값의 변화에 따라 ApplyLfnstFlag 값도 함께 변해야 한다. 예를 들어, 현재 코딩 유닛이 싱글 트리 구조로 코딩되고 LFNST가 적용되는 경우 (lfnst_idx > 0), cIdx 값이 0, 1, 2로 변하면서 ApplyLfnstFlag 값이 각각 1, 0, 0으로 설정되어야 한다.

하지만, 표 4에 따르면, ApplyLfnstFlag 변수 값을 결정하는 시점에서 cIdx 값 자체도 참조할 수 없을 뿐만 아니라, cIdx 값에 따라 ApplyLfnstFlag 값이 함께 변한지 않는다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 표 7과 같이, ApplyLfnstFlag를 컬러 성분마다 각 컬러 성분에 대응하는 값을 갖는 1차원 어레이(ApplyLfnstFlag[ cIdx ])로 정의한 후, ApplyLfnstFlag[ cIdx ]를 참조하는 방법이 제안될 수 있다.

표 7에서 코딩 유닛이 싱글 트리 또는 루마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우에는 (즉, 표 7에서 “treeType != DUAL_TREE_CHROMA” 조건에 해당하고, DUAL_TREE_CHROMA는 크로마 분리 트리를 지시함), 루마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다. 즉, ApplyLfnstFlag[ 0 ] 값만이 1이 될 수 있고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 모두 0이 된다.

만약, 코딩 유닛이 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우에는 (즉, 표 7에서 “treeType = = DUAL_TREE_CHROMA” 조건에 해당함) 크로마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다. 즉, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ] 값만이 1이 될 수 있고, ApplyLfnstFlag[ 0 ]은 0이 된다.

표 7에 나타난 바와 같이, 표 5과 표 6의 모든 ApplyLfnstFlag에 대한 참조가 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]로 변경된다.

또는, 다른 일 실시예에 따라, 듀얼 트리 또는 싱글 트리인지 여부에 따라 LFNST의 적용 여부를 제어할 수 있고, 표 7 대신에 표 8과 같은 스펙 텍스트를 적용할 수도 있다.

표 8에서와 같이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값을 설정하는데 있어, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 루마 성분에만 관계되는 플래그이므로 크로마 분리 트리 구조로 코딩되지 않는 경우에만 (즉, 싱글 트리나 루마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우) 그 값이 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 크로마 성분에만 관련된 플래그이므로 루마 분리 트리 구조로 코딩되는지 않는 경우에만 (즉, 싱글 트리나 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우) 그 값이 설정될 수 있다.

루마 분리 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 0 ]만을 참조하게 되며, 크로마 분리 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]만을 참조하게 되고, 싱글 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 0 ]와 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]를 모두 참조하게 되므로, 표 8과 같이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값을 설정하여도 표 7과 동일한 동작을 수행하게 된다.

또한, 현재 VVC 표준에서 싱글 트리일 때는 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용할 수 있기 때문에, 표 8에 의하여 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우에 대해서는 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]가 모두 0으로 설정된다.

또 다른 실시예에 따라, 듀얼 트리/싱글 트리 구조와 컬러 성분에 따라 LFNST의 적용 여부를 제어할 수 있고, 표 7 대신에 표 9과 같은 스펙 텍스트를 적용할 수 있다.

표 9를 표 7와 비교했을 때 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] (cIdx = 0, 1, 2)에 대한 정의 부분만 상이하고 나머지는 동일하다.

표 9를 참조하여, 코딩 유닛이 어떤 트리 구조로 코딩되었는지와 cIdx 값에 따라 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] (cIdx = 0, 1, 2) 값이 어떻게 결정되는지 정리하면 다음과 같다.

1. 루마 분리 트리일 때

ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0

2. 크로마 분리 트리일 때

3. 싱글 트리일 때

ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0

ㆍ ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = 0

lfnst_idx (LFNST index) 값이 0보다 큰 것은 LFNST가 적용되는 것을 가리킨다. 상기에서 정리한 바와 같이 표 9에서 분리 트리 구조인 경우 컬러 성분에 상관 없이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]에 모두 같은 값이 설정되며, lfnst_idx 값이 0보다 크면 1로 설정되고 그렇지 않으면 0으로 설정된다.

루마 분리 트리인 경우 크로마 성분(cIdx = 1, 2)에 대하여 동작되지 않으므로 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]에 어떤 값이 설정되는지는 전체 변환 과정에 아무런 영향도 미치지 않는다. 유사하게 크로마 분리 트리인 경우 루마 성분(cIdx = 0)에 대하여 동작되지 않으므로 ApplyLfnstFlag[ 0 ]에 어떤 값이 설정되는지는 전체 변환 과정에 아무런 영향을 미치지 않는다.

표 7를 참조하여, 코딩 유닛이 어떤 트리 구조로 코딩되었는지와 cIdx 값에 따라 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] (cIdx = 0, 1, 2) 값이 어떻게 결정되는지 정리하면 다음과 같다.

1. 루마 분리 트리일 때

ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0

ㆍ ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = 0

2. 크로마 분리 트리일 때

ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = 0

ㆍ ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0

3. 싱글 트리일 때

ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0

ㆍ ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = 0

상기에서 정리된 바와 같이 표 7의 경우는, 코딩되는 성분과 무관한 컬러 성분에 대하여 해당 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값을 0으로 설정한다.

보다 구체적으로, 루마 분리 트리의 경우 두 크로마 성분에 대한 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 모두 0으로 설정되고, 크로마 분리 트리인 경우 루마 성분에 대한 ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 0으로 설정된다. 코딩되는 성분과 무관한 컬러 성분은 어떠한 영상 처리 과정도 적용되지 않으므로 해당 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]를 0으로 설정하는 것이 개념적으로 타당할 수 있다.

한편, 일 예에 따라 4:4:4 컬러 포맷 영상에 대해 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우, LFNST 적용하는 것이 제안될 수 있다.

현재 표준에서는 여러 컬러 포맷이 지원되고 있으며 표 10과 같이 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 신택스 테이블에 포함되는 sps_chroma_format_idc와 sps_separate_colour_plane_flag에 의해 현재 코딩되는 영상에 대한 컬러 포맷이 지정될 수 있다

표 10에서 제시된 sps_chroma_format_idc와 sps_separate_colour_plane_flag에 대한 시멘틱스는 표 11과 같으며, 크로마 포맷은 표 12와 같이 sps_chroma_format_idc 및 sps_separate_colour_plane_flag 중 적어도 하나를 기반으로 시그널링될 수 있다.

도 6은 표 12의 컬러 포맷에 따른 샘플의 구성을 나타낸 것이다.

크로마 포맷 인덱스가 1, 즉 컬러 포맷이 4:2:0 샘플링은 두 개의 크로마 어레이의 높이 및 폭이 각각 루마 어레이의 높이와 폭의 절반인 것을 나타내고, 크로마 포맷 인덱스가 2, 즉 컬러 포맷이 4:2:2 샘플링은 두 개의 크로마 어레이의 높이는 루마 어레이와 높이와 같고, 폭은 루마 어레이 폭의 절반인 것을 나타낸다.

크로마 포맷 인덱스가 3, 즉 컬러 포맷이 4:4:4 샘플링은 크로마 어레이의 높이 및 폭이 루마 어레이의 높이 및 폭과 같은 것을 의미한다.

표 11에서와 같이 ChromaArrayType 변수는 sps_separate_colour_plane_flag 값이 0일 때는 sps_chroma_format_idc 값으로 설정되고, sps_separate_colour_plane_flag 값이 1일 때는 0으로 설정된다.

현재 VVC 표준에서는 하나의 코딩 유닛(CU)이 싱글 트리 구조로 코딩될 때 루마 성분에 대해서만 LFNST가 적용되도록 구성되어 있다. 하지만, 현재 코딩되는 영상에 대한 컬러 포맷이 4:4:4 포맷일 때 (즉, sps_chroma_format_idc 값이 3일 때), 코딩 유닛이 싱글 트리 구조로 코딩되더라도 크로마 성분들에 대하여 LFNST를 적용하도록 구성할 수 있다.

표 11에는 루마 성분(Y)과 크로마 성분(Cb, Cr)을 기준으로 컬러 포맷이 설명되었지만, GBR이나 RGB와 같이 다른 컬러 시스템에 적용되는 컬러 채널들에 대해서도 상기 제안이 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 싱글 트리 구조로 코딩될 때 루마 성분이 그린(green) 채널에 매핑되고 크로마 성분이 블루(blue) 채널과 레드(red) 채널에 매핑된다면, 현재 VVC 표준에서는 싱글 트리 구조로 코딩될 때 그린 채널에만 LFNST가 적용될 수 있지만, 현재 코딩되는 영상에 대한 컬러 포맷이 4:4:4인 경우에 대해 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우 그린 채널, 블루 채널, 레드 채널에 대해 모두 LFNST를 적용하도록 구성할 수 있다.

현재 LFNST 인덱스는 코딩 유닛마다 하나씩 전송되므로, 4:4:4 컬러 포맷인 경우 싱글 트리 구조로 코딩된다면, 모든 컬러 채널들에 대해 동일한 LFNST 인덱스가 적용될 수 있다. 따라서, 각 컬러 채널에 대해 정해진 기준(예: 인트라 예측 모드, 변환 블록 크기 등)에 따라 적용될 LFNST 세트가 정해지면, 하나의 LFNST 인덱스를 가지고 해당 LFNST 세트를 구성하는 LFNST 커널 후보들 중 하나를 선택할 수 있다.

현재 VVC 표준에서는 ApplyLfnstFlag 변수를 컬러 채널에 따라 재설정하여 싱글 트리일 때는 루마 성분에 대해서만 LFNST가 활성화(enable)되도록 구성되어 있다. 상술된 표 4는 현재 VVC 스펙 텍스트에서 LFNST 인덱스 값(lfnst_idx)에 의해 ApplyLfnstFlag 변수가 어떻게 설정되는지 나타내고 있다.

표 4에서 cIdx는 어떤 컬러 채널인지를 가리키는 인덱스이며, YUV 컬러 시스템이 적용되는 경우 cIdx 값이 0인 것은 루마 성분인 것을 나타내고 cIdx 값이 1과 2인 것은 각각 Cb와 Cr 성분인 것을 나타낸다. 표 4에서 현재 코딩 유닛이 싱글 트리 구조로 코딩될 때는 (treeType이 SINGLE_TREE일 때는) cIdx 값이 0일 경우에만 ApplyLfnstFlag 변수 값이 1이 될 수 있으므로, 루마 성분에 대해서만 (또는 0 값을 가지는 cIdx이 가리키는 성분) LFNST가 적용될 수 있다. 표 4은 표 13에서와 같이 (A) 방식과 (B) 방식의 스펙 텍스트로 표현될 수 있다.

만약 4:4:4 컬러 포맷으로 구성된 영상 내부의 한 코딩 유닛이 싱글 트리 구조로 코딩되고, 크로마 성분에 대해서도 LFNST를 적용할 수 있도록 구성한다고 했을 때, 표 4과 표 13에서의 스펙 텍스트는 표 14와 같이 변경될 수 있다. 표 4과 표 13를 통해 제시된 세 가지 방식은, 표 14에서 (1번 방식), (2번 방식), (3번 방식)에 각각 대응된다).

표 14에서 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]는 (cIdx 값으로는 0, 1, 2가 가능) cIdx가 가리키는 성분에 대한 LFNST 적용 여부를 가리킨다. 보다 구체적으로 cIdx 값이 가리키는 성분에 대해 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값이 1이면 LFNST를 적용할 수 있고 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값이 0이면 LFNST를 적용할 수 없다.

상술하였듯이, 분리 컬러 플레인(separate color plane) 모드이면 (표 10에서의 sps_separate_colour_plane_flag 값이 1이면) ChromaArrayType 값이 0이 므로, 표 14는 4:4:4 컬러 포맷이라 할지라도 기존 스펙 텍스트(예컨대, 표 4 또는 표 13)와 동일한 방식으로 동작하게 된다.

보다 상세하게, 분리 컬러 플레인 모드인 경우에는 ChromaArrayType 값이 0이기 때문에, 표 14에서는 treeType (treeType이 SINLGE_TREE, DUAL_TREE_LUMA, DUAL_TREE_CHROMA인 것은 각각 싱글 트리, 루마 분리 트리, 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 것을 나타낸다) 값과 lfnst_idx 값이 0보다 큰지 여부만으로 ApplyLfnstFlag 또는 AppyLfnstFlag[ cIdx ] 값이 결정된다.

따라서, 표 14에 제시된 스펙 텍스트를 통해 분리 컬러 플레인 모드에 대해서도 원하는 동작이 수행된다. 참고로 분리 컬러 플레인 모드에서는 각 컬러 성분이 독립적으로 코딩되므로 LFNST 인덱스는 해당 컬러 성분에 대해서만 유효하며, 해당 컬러 성분은 0 값을 가지는 cIdx로 지정된다.

이하의 도면은 본 명세서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 신호/메시지/필드의 명칭은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 명세서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.

도 7은 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.

도 7에 개시된 각 단계는 도 4 내지 도 6에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 3 내지 도 6에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 수신할 수 있다(S710).

보다 구체적으로, 디코딩 장치(300)는 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 디코딩할 수 있고, 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 기반으로 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 슬라이스 헤더(slice header)에 포함될 수 있고, 간소화 변환(RST)이 적용되는지 여부에 대한 정보, 간소화 팩터에 관한 정보, 간소화 변환을 적용하는 최소 변환 사이즈에 대한 정보, 간소화 변환을 적용하는 최대 변환 사이즈에 대한 정보, 간소화 역변환 사이즈, 변환 세트에 포함된 변환 커널 매트릭스 중 어느 하나를 지시하는 변환 인덱스(LFNST 인덱스)에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

LFNST 인덱스는 신택스 정보로 코딩 유닛 레벨에서 시그널링될 수 있고, LFNST 인덱스가 시그널링 되기 위하여 표 3과 같이 다양한 조건이 만족되어야 한다.

LFNST 인덱스에 대한 신택스 정보는 0과 1을 포함하는 이진화된 빈 스트링으로 수신될 수 있다.

본 실시예에 따른 LFNST 인덱스의 신택스 요소는 역 LFNST 또는 역 비분리 변환이 적용되는지 여부 및 변환 세트에 포함된 변환 커널 매트릭스 중 어느 하나를 지시할 수 있으며, 변환 세트가 두 개의 변환 커널 매트릭스을 포함하는 경우, 변환 인덱스의 신택스 요소의 값은 3가지일 수 있다.

즉, 일 실시예에 따라, LFNST 인덱스에 대한 신택스 요소 값은 대상 블록에 역 LFNST가 적용되지 않는 경우를 지시하는 0, 변환 커널 매트릭스 중 첫 번째 변환 커널 매트릭스를 지시하는 1, 변환 커널 매트릭스 중 두 번째 변환 커널 매트릭스를 지시하는 2 를 포함할 수 있다.

또한, 디코딩 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드에 대한 정보 및 현재 블록에 ISP가 적용되는지 여부에 대한 정보를 더 수신할 수 있다. 디코딩 장치는 ISP 코딩 또는 ISP 모드를 적용할지 여부를 지시하는 플래그 정보를 수신 및 파싱함으로써 현재 블록이 소정 개수의 서브 파티션 변환 블록들로 분할되는지 여부를 도출할 수 있다. 여기서 현재 블록은 코딩 블록일 수 있다. 또한, 디코딩 장치는 현재 블록이 어떠한 방향으로 분할될지를 지시하는 플래그 정보를 통하여 분할되는 서브 파티션 블록의 크기 및 개수를 도출할 수 있다.

디코딩 장치(300)는, 현재 블록에 대한 레지듀얼 정보, 즉 양자화된 변환 계수들에 대하여 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출할 수 있다(S720).

도출된 변환 계수들은 4 x 4 블록 단위로 역방향 대각 스캔 순서에 따라 배열될 수 있고, 4 x 4 블록 내 변환 계수들 역시 역방향 대각 스캔 순서에 따라 배열될 수 있다. 즉, 역양자화가 수행된 변환 계수들은 VVC나 HEVC에서와 같은 비디오 코덱에서 적용되고 있는 역방향 스캔 순서를 따라 배치될 수 있다.

디코딩 장치는 LFNST 또는 MTS를 기반으로 변환 계수들로부터 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 LFNST 적용 후 MTS가 아닌 기존의 역 1차 변환을 기반으로 레지듀얼 샘플을 도출할 수 있다. 또는 디코딩 장치는 LFNST의 적용 없이 MTS 또는 기존의 역 1차 변환을 기반으로 레지듀얼 샘플을 도출할 수 있다.

디코딩 장치(300)는 현재 블록에 LFNST가 적용되는 경우 LFNST 인덱스를 기반으로 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출할 수 있다(S730).

플래그 변수 ApplyLfnstFlag는 LFNST 인덱스의 수신 후 설정될 수 있고, 이 시점에서는 현재 블록을 구성하는 컬러 성분에 대한 컬러 인덱스(cIdx)를 참조할 수 없다. 따라서, 본 실시예에 따르면 플래그 변수를 컬러 성분에 대응하는 값을 갖는 1차원 어레이(ApplyLfnstFlag[ cIdx ])로 정의할 수 있다. 즉, 플래그 변수 값은 현재 블록에 대한 각 컬러 성분 별도 도출될 수 있다. 여기서, 현재 블록은 코딩 유닛일 수 있다.

일 예에 따라, 표 7과 같이, 코딩 유닛이 싱글 트리 또는 루마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우에는 (즉, 표 7에서 “treeType != DUAL_TREE_CHROMA” 조건에 해당하고, DUAL_TREE_CHROMA는 크로마 분리 트리를 지시함), 루마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다. 즉, ApplyLfnstFlag[ 0 ] 값만이 1이 될 수 있고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 모두 0이 된다.

또는, 표 8과 같이, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 루마 성분에만 관계되는 플래그이므로 크로마 분리 트리 구조로 코딩되지 않는 경우에만 (즉, 싱글 트리나 루마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우) 그 값이 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 크로마 성분에만 관련된 플래그이므로 루마 분리 트리 구조로 코딩되는지 않는 경우에만 (즉, 싱글 트리나 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우) 그 값이 설정될 수 있다.

즉, 듀얼 트리 루마인 경우, ApplyLfnstFlag[ 0 ]만 설정되고 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 설정되지 않으며, 듀얼 트리 크로마인 경우 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]만 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 설정되지 않는다.

한편, 싱글 트리일 때는 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용할 수 있기 때문에, 표 8에 의하여 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우에 대해서는 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]가 모두 0으로 설정된다.

또는 다른 방식에 따라 표 9와 같이, 분리 트리 구조인 경우 컬러 성분에 상관 없이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]에 모두 같은 값이 설정되며, lfnst_idx 값이 0보다 크면 1로 설정되고 그렇지 않으면 0으로 설정된다.

표 9의 경우에도, 싱글 트리인 경우, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 lfnst_idx 값이 0보다 크면 1로 설정되고 그렇지 않으면 0으로 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]은 0으로 설정된다.

디코딩 장치(300)는, 플래그 변수 및 변환 계수를 기반으로 현재 블록에 LFNST를 수행할 수 있고, 이를 통해 변환 계수로부터 수정된 변환 계수들이 도출될수 있다(S740).

LFNST는 변환 대상이 되는 계수들을 수직 또는 수평 방향으로 분리하여 변환하는 1차 변환과 달리 계수들을 특정 방향으로 분리하지 않고 변환을 적용하는 비분리 변환이다. 이런 비분리 변환은 블록 전체 영역이 아닌 저주파 영역에만 순방향 변환을 적용하는 저주파 비분리 변환일 수 있다.

디코딩 장치는 인트라 예측 모드 정보로부터 도출된 인트라 예측 모드에 기초하여 LFNST 매트릭스를 포함하는 LFNST 세트를 결정하고, LFNST 세트 및 LFNST 인덱스를 기반으로 복수의 LFNST 매트릭스 중 어느 하나를 선택할 수 있다.

이 때, 현재 블록에서 분할된 서브 파티션 변환 블록에는 동일한 LFNST 세트 및 동일한 LFNST 인덱스가 적용될 수 있다. 즉, 서브 파티션 변환 블록에는 동일한 인트라 예측 모드가 적용되므로, 인트라 예측 모드를 기반으로 결정되는 LFNST 세트 역시 모든 서브 파티션 변환 블록에 동일하게 적용될 수 있다. 또한, LFNST 인덱스는 코딩 유닛 레벨에서 시그널링 되므로, 현재 블록에서 분할된 서브 파티션 변환 블록에는 동일한 LFNST 매트릭스가 적용될 수 있다.

한편, 상술된 바와 같이, 변환의 대상이 되는 변환 블록의 인트라 예측 모드에 따라 변환 세트가 결정될 수 있고, 역 LFNST는 LFNST 인덱스에 의하여 지시되는 변환 세트에 포함되어 있는 변환 커널 매트릭스, 즉 LFNST 행렬 중 어느 하나에 기초하여 수행될 수 있다. 역 LFNST에 적용되는 행렬은 역 LFNST 행렬 또는 LFNST 행렬로 명명될 수 있으며, 이러한 행렬은 순방향 LFNST에 사용되는 행렬과 트랜스포스 관계에 있으면 그 명칭은 무엇이든 무관하다.

일 예시에서, 역 LFNST 행렬은 열의 개수가 행의 개수보다 적은 비정방형 매트릭스일 수 있다.

디코딩 장치(300)는, 역 1차 변환을 기반으로 역양자화된 변환 계수로부터 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S750).

이때 역 1차 변환은 통상적인 분리 변환이 사용될 수 있고, 상술된 MTS가 사용될 수도 있다.

도 8은 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.

도 8에 개시된 각 단계는 도 4 내지 도 6에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 2, 도 5 및 도 6에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치(200)는, 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 도출할 수 있다(S810).

인코딩 장치(200)는, 예측 샘플들에 기초하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S820).

인코딩 장치(200)는, 1차 변환을 수행하여 변환 계수들을 도출할 수 있다(S830).

1차 변환은 MTS와 같이 복수의 변환 커널들을 통하여 수행될 수 있고, 이 경우, 인트라 예측 모드를 기반으로 변환 커널이 선택될 수 있다.

현재 블록에 MTS가 적용되는 경우, 인코딩 장치는 MTS 매트릭스와 관련된 MTS 인덱스를 인코딩 할 수 있다.

인코딩 장치(200)는 현재 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 2차 변환, 또는 비분리 변환, 구체적으로 LFNST를 수행할지 여부를 결정하고, 변환 계수에 LFNST를 적용하여 수정된 변환 계수들을 도출할 수 있다.

LFNST는 변환 대상이 되는 계수들을 수직 또는 수평 방향으로 분리하여 변환하는 1차 변환과 달리 계수들을 특정 방향으로 분리하지 않고 변환을 적용하는 비분리 변환이다. 이러한 비분리 변환은 변환 대상이 되는 대상 블록 전체가 아닌 저주파 영역에만 변환을 적용하는 저주파 비분리 변환일 수 있다.

인코딩 장치(200)는, 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출할 수 있다(S840).

인코딩 장치는 현재 블록을 구성하는 컬러 성분에 대한 컬러 인덱스(cIdx)에 참조하지 않고 플래그 변수 ApplyLfnstFlag를 도출할 수 있다. 본 실시예에 따르면 플래그 변수를 컬러 성분에 대응하는 값을 갖는 1차원 어레이(ApplyLfnstFlag[ cIdx ])로 정의할 수 있다. 즉, 플래그 변수 값은 현재 블록에 대한 각 컬러 성분 별도 도출될 수 있다. 여기서, 현재 블록은 코딩 유닛일 수 있다.

인코딩 장치(200)는, 플래그 변수 및 변환 계수들을 기반으로 LFNST 를 수행할 수 있다(S850).

인코딩 장치는 복수의 LFNST 후보, 즉 LFNST 매트릭스를 적용하여 변수 LfnstDcOnly 값이 0이고 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag가 1인 LFNST 매트릭스들끼리만 RD 값을 비교할 수 있다.

인코딩 장치는 가장 최적의 LFNST 매트릭스를 선택하고, 선택된 LFNST 매트릭스에 기초하여 수정된 변환 계수를 도출할 수 있다.

변환의 대상이 되는 변환 블록의 인트라 예측 모드에 따라 변환 세트가 결정될 수 있고, LFNST에 적용되는 행렬은 역방향 LFNST에 사용되는 행렬과 트랜스포스 관계에 있다.

일 예시에서, LFNST 행렬은 행의 개수가 열의 개수보다 적은 비정방형 매트릭스일 수 있다.

인코딩 장치는 플래그 변수를 기반으로 생성된 LFNST 인덱스 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩 하여 출력할 수 있다(S860).

인코딩 장치는 현재 블록에 대한 수정된 변환 계수들을 기반으로 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하고, LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 인코딩하여 출력할 수 있다.

인코딩 장치는 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 생성할 수 있다. 레지듀얼 정보는 상술한 변환 관련 정보/신택스 요소를 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 레지듀얼 정보를 포함하는 영상/비디오 정보를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다.

보다 구체적으로, 인코딩 장치(200)는 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성하고, 생성된 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 인코딩할 수 있다.

본 문서에서 양자화/역양자화 및/또는 변환/역변환 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. 상기 양자화/역양자화가 생략되는 경우, 상기 양자화된 변환 계수는 변환 계수라고 불릴 수 있다. 상기 변환/역변환이 생략되는 경우, 상기 변환 계수는 계수 또는 레지듀얼 계수 라고 불릴 수도 있고, 또는 표현의 통일성을 위하여 변환 계수라고 여전히 불릴 수도 있다.

또한, 본 문서에서 양자화된 변환 계수 및 변환 계수는 각각 변환 계수 및 스케일링된(scaled) 변환 계수라고 지칭될 수 있다. 이 경우 레지듀얼 정보는 변환 계수(들)에 관한 정보를 포함할 수 있고, 상기 변환 계수(들)에 관한 정보는 레지듀얼 코딩 신택스를 통하여 시그널링될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보(또는 상기 변환 계수(들)에 관한 정보)를 기반으로 변환 계수들이 도출될 수 있고, 상기 변환 계수들에 대한 역변환(스케일링)을 통하여 스케일링된 변환 계수들이 도출될 수 있다. 상기 스케일링된 변환 계수들에 대한 역변환(변환)을 기반으로 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다. 이는 본 문서의 다른 부분에서도 마찬가지로 적용/표현될 수 있다.

상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 문서는 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 문서의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 본 문서에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 문서에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.

본 문서에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 본 문서에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.

또한, 본 문서가 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 문서가 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 문서에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 또한, 본 문서의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 문서의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독 가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.

본 명세서에 기재된 청구항들은 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다.

도 9는 본 문서가 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 나타낸다.

또한, 본 문서가 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.

상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다. 상기 비트스트림은 본 문서가 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.

상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.

상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.

상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다. 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.

Claims

디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 수신하는 단계와;
상기 레지듀얼 정보를 기반으로 변환 계수들을 도출하는 단계와;
상기 LFNST 인덱스를 기반으로 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와;
상기 플래그 변수 및 상기 변환 계수를 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 플래그 변수는 루마 성분에 대한 제1 플래그 변수, Cb 성분에 대한 제2 플래그 변수 및 Cr 성분에 대한 제3 플래그 변수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제2항에 있어서,
상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제2항에 있어서,
상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 루마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제2항에 있어서,
상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 1으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고, 상기 현재 블록의 컬러 포맷이 4:4:4인 것에 기초하여,
상기 현재 블록의 크로마 성분에 대하여 상기 LFNS가 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
영상 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계;
상기 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
상기 레지듀얼 샘플들에 1차 변환을 수행하여 변환 계수들을 도출하는 단계;
상기 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와;
상기 플래그 변수 및 상기 변환 계수들을 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계와;
상기 플래그 변수를 기반으로 생성된 LFNST 인덱스 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩 하여 출력하는 단계를 포함하고,
상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
제7항에 있어서,
상기 플래그 변수는 루마 성분에 대한 제1 플래그 변수, Cb 성분에 대한 제2 플래그 변수 및 Cr 성분에 대한 제3 플래그 변수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
제8항에 있어서,
상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법
제9항에 있어서,
상기 제1 대상 제8항에 있어서,
상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 루마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
제8항에 있어서,
상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 1으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고, 상기 현재 블록의 컬러 포맷이 4:4:4인 것에 기초하여,
상기 현재 블록의 크로마 성분에 대하여 상기 LFNS가 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 지시 정보가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체로서, 상기 영상 디코딩 방법은,
비트스트림으로부터 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 수신하는 단계와;
상기 레지듀얼 정보를 기반으로 변환 계수를 도출하는 단계와;
상기 LFNST 인덱스를 기반으로 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와;
상기 플래그 변수 및 상기 변환 계수를 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출되는 것을 특징으로 하는 디지털 저장 매체.