KR20230037707A - 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents
영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230037707A KR20230037707A KR1020237008274A KR20237008274A KR20230037707A KR 20230037707 A KR20230037707 A KR 20230037707A KR 1020237008274 A KR1020237008274 A KR 1020237008274A KR 20237008274 A KR20237008274 A KR 20237008274A KR 20230037707 A KR20230037707 A KR 20230037707A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- transform
- type
- mts
- horizontal
- block
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 140
- 238000013139 quantization Methods 0.000 claims abstract description 51
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 154
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 96
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 77
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 40
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 32
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 26
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 25
- 230000006870 function Effects 0.000 description 19
- 241000023320 Luma <angiosperm> Species 0.000 description 15
- OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N methyl salicylate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1O OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000013461 design Methods 0.000 description 14
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 11
- 238000003775 Density Functional Theory Methods 0.000 description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 10
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 10
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 7
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 6
- 101150089388 dct-5 gene Proteins 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- 208000037170 Delayed Emergence from Anesthesia Diseases 0.000 description 4
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 241000282596 Hylobatidae Species 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 101150020569 B3R gene Proteins 0.000 description 2
- 101100540425 Vaccinia virus (strain Copenhagen) VGF gene Proteins 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- JQMFQLVAJGZSQS-UHFFFAOYSA-N 2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-N-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)acetamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)NC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 JQMFQLVAJGZSQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 6-[(5S)-5-[[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]methyl]-2-oxo-1,3-oxazolidin-3-yl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C[C@H]1CN(C(O1)=O)C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 CONKBQPVFMXDOV-QHCPKHFHSA-N 0.000 description 1
- DFGKGUXTPFWHIX-UHFFFAOYSA-N 6-[2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]acetyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)CC(=O)C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1 DFGKGUXTPFWHIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100233979 Ectromelia virus (strain Moscow) KBTB2 gene Proteins 0.000 description 1
- 102220562875 Lymphotoxin-alpha_C13R_mutation Human genes 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000012804 iterative process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/44—Decoders specially adapted therefor, e.g. video decoders which are asymmetric with respect to the encoder
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/12—Selection from among a plurality of transforms or standards, e.g. selection between discrete cosine transform [DCT] and sub-band transform or selection between H.263 and H.264
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/124—Quantisation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/132—Sampling, masking or truncation of coding units, e.g. adaptive resampling, frame skipping, frame interpolation or high-frequency transform coefficient masking
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
- H04N19/157—Assigned coding mode, i.e. the coding mode being predefined or preselected to be further used for selection of another element or parameter
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
- H04N19/157—Assigned coding mode, i.e. the coding mode being predefined or preselected to be further used for selection of another element or parameter
- H04N19/159—Prediction type, e.g. intra-frame, inter-frame or bidirectional frame prediction
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
- H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
- H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
- H04N19/18—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a set of transform coefficients
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
- H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding
- H04N19/625—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding using discrete cosine transform [DCT]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/70—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Discrete Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
본 발명은, MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 복호화하는 방법에 있어서, 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용되는지 여부를 나타내는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱하는 단계, 여기서, 상기 MTS는 상기 현재 블록에 미리 정의된 기본 변환 타입(default transform type) 이외의 다른 변환 타입을 사용하는 변환 모드를 나타냄; 상기 현재 블록에 대하여 역양자화를 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height)를 갖는(with) 역양자화된 변환 계수 배열을 유도하는 단계; 상기 제1 신택스 요소에 기초하여 상기 현재 블록의 수직 방향에 적용되는 수직 변환 타입 및 수평 방향에 적용되는 수평 변환 타입을 결정하는 단계; 및 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입을 이용하여, 상기 역양자화된 변환 계수 배열에 대하여 역변환을 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비 및 높이를 갖는 레지듀얼 샘플 배열을 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 영상의 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 변환/역변환을 수행하는 기술에 관한 것이다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 새로운 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다. 특히, 변환(transform)을 적용할 때 부호화 효율과 복잡도 측면에서 훨씬 효율적인 변환을 설계할 필요가 있다.
본 발명은 비디오 압축을 위한 변환 커널에 대한 저복잡도의 연산 알고리즘을 제안하고자 한다.
본 발명은 저복잡도 DST7(Discrete Sine Transform-7) 을 설계하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 순방향 DST7 및 역방향 DST7을 DFT(Discrete Fourier Transform) 로 설계하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 DST7을 1차원 DFT 또는 2차원 DFT를 통해 구현하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 다양한 스케일링 방법을 적용하여 DST7을 정수 연산만으로 구현하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 DFT를 이용한 DST7 구현 방법과 정수 연산만으로 DST7을 구현하는 방법을 통해, 길이 8, 16, 32의 DST7을 설계하는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 새로운 변환 디자인을 반영하기 위한 인코더/디코더 구조를 제안하고자 한다.
본 발명은 본 명세서에서 제안하는 실시예에 따른 변환 프로세스 전반을 제안하고자 한다.
본 발명의 일 양상은, MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 복호화하는 방법에 있어서, 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용되는지 여부를 나타내는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱하는 단계, 여기서, 상기 MTS는 상기 현재 블록에 미리 정의 모드를 나타냄; 상기 현재 블록에 대하여 역양자화를 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height)를 갖는(with) 역양자화된 변환 계수 배열을 유도하는 단계; 상기 제1 신택스 요소에 기초하여 상기 현재 블록의 수직 방향에 적용되는 수직 변환 타입 및 수평 방향에 적용되는 수평 변환 타입을 결정하는 단계; 및 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입을 이용하여, 상기 역양자화된 변환 계수 배열에 대하여 역변환을 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비 및 높이를 갖는 레지듀얼 샘플 배열을 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 기본 변환 타입은 DCT2로 설정되고, 상기 기본 변환 타입 이외의 나머지 변환 타입은 DST7 및 DCT8로 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 신택스 요소가 상기 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용되지 않음을 나타내는 경우, 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입은 상기 DCT2로 결정되고, 상기 제1 신택스 요소가 상기 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용됨을 나타내는 경우, 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입은 각각 상기 DST7 및 상기 DCT8 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
바람직하게, 인트라 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 제2 신택스 요소 및 인터 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 3 신택스 요소를 파싱하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 신택스 요소가 1인 경우 상기 인트라 코딩 블록에 대한 변환 유닛 신택스에 상기 제1 신택스 요소가 존재하고, 상기 제3 신택스 요소가 1인 경우 상기 인터 코딩 블록에 대한 변환 유닛 신택스에 상기 제1 신택스 요소가 존재할 수 있다.
바람직하게, 상기 레지듀얼 샘플 배열을 유도하는 단계는, 상기 수직 변환 타입을 이용하여 상기 역양자화된 변환 계수 배열의 각각의 열에 대한 수직 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계; 및 상기 수평 변환 타입을 이용하여 상기 각각의 열에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 출력된 중간 샘플 배열(intermediate sample array)의 각각의 행에 대한 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계는, 상기 각각의 열에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 출력된 중간 샘플 값을 미리 정의된 계수의 최소값 및 최대값에 기초하여 클리핑하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 복호화하는 장치에 있어서, 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용되는지 여부를 나타내는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱하는 신택스 요소 파싱부, 여기서, 상기 MTS는 상기 현재 블록에 미리 정의된 기본 변환 타입(default transform type) 이외의 다른 변환 타입을 사용하는 변환 모드를 나타냄; 상기 현재 블록에 대하여 역양자화를 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height)를 갖는(with) 역양자화된 변환 계수 배열을 유도하는 역양자화된 변환 계수 유도부; 상기 제1 신택스 요소에 기초하여 상기 현재 블록의 수직 방향에 적용되는 수직 변환 타입 및 수평 방향에 적용되는 수평 변환 타입을 결정하는 변환 타입 결정부; 및 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입을 이용하여, 상기 역양자화된 변환 계수 배열에 대하여 역변환을 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비 및 높이를 갖는 레지듀얼 샘플 배열을 유도하는 레지듀얼 샘플 유도부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 기본 변환 타입은 DCT2로 설정되고, 상기 기본 변환 타입 이외의 나머지 변환 타입은 DST7 및 DCT8로 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 신택스 요소가 상기 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용되지 않음을 나타내는 경우, 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입은 상기 DCT2로 결정되고, 상기 제1 신택스 요소가 상기 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용됨을 나타내는 경우, 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입은 각각 상기 DST7 및 상기 DCT8 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 신택스 요소 파싱부는 인트라 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 제2 신택스 요소 및 인터 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 3 신택스 요소를 파싱하고, 상기 제2 신택스 요소가 1인 경우 상기 인트라 코딩 블록에 대한 변환 유닛 신택스에 상기 제1 신택스 요소가 존재하고, 상기 제3 신택스 요소가 1인 경우 상기 인터 코딩 블록에 대한 변환 유닛 신택스에 상기 제1 신택스 요소가 존재할 수 있다.
바람직하게, 상기 레지듀얼 샘플 유도부는, 상기 수직 변환 타입을 이용하여 상기 역양자화된 변환 계수 배열의 각각의 열에 대한 수직 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하고, 상기 수평 변환 타입을 이용하여 상기 각각의 열에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 출력된 중간 샘플 배열(intermediate sample array)의 각각의 행에 대한 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행할 수 있다.
바람직하게, 상기 레지듀얼 샘플 유도부는, 상기 각각의 열에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 출력된 중간 샘플 값을 미리 정의된 계수의 최소값 및 최대값에 기초하여 클리핑할 수 있다.
본 발명은, 저복잡도 DST7(Discrete Sine Transform-7) 을 설계하는 방법을 제공함으로써, 메모리 사용 및 연산 복잡도를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 정지 영상 또는 동영상을 부호화할 때 순방향 DST7과 역방향 DST7을 DFT로 설계함으로써 FFT 알고리즘을 통해 DST7의 복잡도를 줄일 수 있다.
이와 같이, 새로운 저복잡도 연산 알고리즘을 통해 연산 복잡도를 감소시키고 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예들로서, 도 3A는 QT(QuadTree, 이하 'QT'라 함), 도 3B는 BT(Binary Tree, 이하 'BT'라 함), 도 3C는 TT(Ternary Tree, 이하 'TT'라 함) 도 3D는 AT(Asymmetric Tree, 이하 'AT'라 함)에 의한 블록 분할 구조들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인코더 내의 변환 및 양자화부 (120/130), 역양자화 및 역변환부 (140/150)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 디코더 내의 역양자화 및 역변환부 (220/230)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 변환 설정 그룹(transform configuration group)을 나타내는 표이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 인코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 디코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS 플래그 및 MTS 인덱스를 인코딩하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS 플래그 및 MTS 인덱스에 기초하여 수평 변환 또는 수직 변환을 행 또는 열에 적용하는 디코딩 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 관련 파라미터에 기초하여 역변환을 수행하는 흐름도를 나타낸다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, NSST에서 인트라 예측 모드마다 변환 세트(transform set)를 할당하는 것을 보여주는 테이블이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 기븐스 회전(Givens rotation)에 대한 계산 플로우 다이어그램을 나타낸다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 기븐스 회전 레이어(Givens rotation layer)와 치환(permutation)들로 구성된 4x4 NSST에서의 한 라운드 구성을 보여준다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 16의 forward DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 16의 inverse DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 17 내지 도 19는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 상기 도 15 및 도 16의 xDST7_FFT_B16 함수를 적용하는 흐름도를 나타낸다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 32의 forward DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 32의 inverse DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 22 내지 도 24는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 상기 도 15 및 도 16의 xDST7_FFT_B16 함수를 적용하는 흐름도를 나타낸다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 8의 forward DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 26은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 8의 inverse DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 27은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 33-point DFT를 적용한 16x16 DST7 의 블록도를 나타낸다.
도 28은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 65-point DFT를 적용한 32x32 DST7 의 블록도를 나타낸다.
도 29는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 순방향 DST7(Discrete Sine Transform-7) 및 순방향 DCT8(Discrete Cosine Transform-8)을 DFT(Discrete Fourier Transform)로 수행하는 인코딩 흐름도를 나타낸다.
도 30은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 역방향 DST7(Discrete Sine Transform-7) 및 역방향 DCT8 (Discrete Cosine Transform-8)을 DFT(Discrete Fourier Transform)로 수행하는 디코딩 흐름도를 나타낸다.
도 31은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 복호화하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 32은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 복호화하는 장치를 예시하는 도면이다.
도 33는 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
도 34는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예들로서, 도 3A는 QT(QuadTree, 이하 'QT'라 함), 도 3B는 BT(Binary Tree, 이하 'BT'라 함), 도 3C는 TT(Ternary Tree, 이하 'TT'라 함) 도 3D는 AT(Asymmetric Tree, 이하 'AT'라 함)에 의한 블록 분할 구조들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인코더 내의 변환 및 양자화부 (120/130), 역양자화 및 역변환부 (140/150)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 디코더 내의 역양자화 및 역변환부 (220/230)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 변환 설정 그룹(transform configuration group)을 나타내는 표이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 인코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 디코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS 플래그 및 MTS 인덱스를 인코딩하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS 플래그 및 MTS 인덱스에 기초하여 수평 변환 또는 수직 변환을 행 또는 열에 적용하는 디코딩 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 관련 파라미터에 기초하여 역변환을 수행하는 흐름도를 나타낸다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, NSST에서 인트라 예측 모드마다 변환 세트(transform set)를 할당하는 것을 보여주는 테이블이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 기븐스 회전(Givens rotation)에 대한 계산 플로우 다이어그램을 나타낸다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 기븐스 회전 레이어(Givens rotation layer)와 치환(permutation)들로 구성된 4x4 NSST에서의 한 라운드 구성을 보여준다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 16의 forward DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 16의 inverse DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 17 내지 도 19는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 상기 도 15 및 도 16의 xDST7_FFT_B16 함수를 적용하는 흐름도를 나타낸다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 32의 forward DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 32의 inverse DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 22 내지 도 24는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 상기 도 15 및 도 16의 xDST7_FFT_B16 함수를 적용하는 흐름도를 나타낸다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 8의 forward DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 26은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 8의 inverse DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
도 27은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 33-point DFT를 적용한 16x16 DST7 의 블록도를 나타낸다.
도 28은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 65-point DFT를 적용한 32x32 DST7 의 블록도를 나타낸다.
도 29는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 순방향 DST7(Discrete Sine Transform-7) 및 순방향 DCT8(Discrete Cosine Transform-8)을 DFT(Discrete Fourier Transform)로 수행하는 인코딩 흐름도를 나타낸다.
도 30은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 역방향 DST7(Discrete Sine Transform-7) 및 역방향 DCT8 (Discrete Cosine Transform-8)을 DFT(Discrete Fourier Transform)로 수행하는 디코딩 흐름도를 나타낸다.
도 31은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 복호화하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 32은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 복호화하는 장치를 예시하는 도면이다.
도 33는 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
도 34는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어들은 발명을 설명하기 위해 선택된 일반적인 용어들이나, 유사한 의미를 갖는 다른 용어가 있는 경우 보다 적절한 해석을 위해 대체 가능할 것이다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다. 또한, 파티셔닝(partitioning), 분해(decomposition), 스플리팅 (splitting) 및 분할(division) 등의 경우에도 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
본 문서에서 MTS(Multiple Transform Selection, 이하 'MTS'라 함)라 함은 적어도 2개 이상의 변환 타입을 이용하여 변환을 수행하는 방법을 의미할 수 있다. 이는 AMT(Adaptive Multiple Transform) 또는 EMT (Explicit Multiple Transform)로도 표현될 수 있으며, 마찬가지로, mts_idx 도 AMT_idx, EMT_idx, tu_mts_idx, AMT_TU_idx, EMT_TU_idx, 변환 인덱스 또는 변환 조합 인덱스 등과 같이 표현될 수 있으며, 본 발명은 이러한 표현에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상(Input image)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다.
다만, 상기 용어들은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 사용할 뿐이며, 본 발명은 해당 용어의 정의에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 비디오 신호를 인코딩 또는 디코딩하는 과정에서 이용되는 단위로써 코딩 유닛이라는 용어를 사용하지만, 본 발명은 그에 한정되지 않으며 발명 내용에 따라 적절하게 해석 가능할 것이다.
인코더(100)는 입력 영상 신호에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)를 감산하여 잔여 신호(residual signal)를 생성할 수 있고, 생성된 잔여 신호는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 잔여 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있다. 변환 과정은 쿼드트리(quadtree) 구조의 정사각형 블록, 바이너리트리(binarytree) 구조, 삼진트리(ternary) 구조 또는 비대칭 트리(asymmetric) 구조에 의해 분할된 블록(정사각형 또는 직사각형)에 적용될 수 있다.
상기 변환부(120)는 복수개의 변환(또는 변환 조합들)에 기초하여 변환을 수행할 수 있으며, 이러한 변환 방식을 MTS(Multiple Transform Selection) 라 부를 수 있다. 상기 MTS는 AMT(Adaptive Multiple Transform) 또는 EMT(Enhanced Multiple Transform)로 부를 수도 있다.
상기 MTS(또는 AMT, EMT)는 복수개의 변환(또는 변환 조합들)로부터 적응적으로 선택되는 변환(또는 변환 조합들)에 기초하여 수행되는 변환 방식을 의미할 수 있다.
상기 복수개의 변환(또는 변환 조합들)은 본 명세서의 도 6 에서 설명하는 변환(또는 변환 조합들)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 상기 변환 또는 변환 타입은, 예를 들어 DCT-Type 2, DCT-II, DCT-2, DCT2 와 같이 표기할 수 있다.
상기 변환부(120)는 다음의 실시예들을 수행할 수 있다.
본 발명은 순방향 DST7 및 역방향 DST7을 DFT(Discrete Fourier Transform) 로 설계하는 방법을 제공한다.
상기 변환부(120)는 DST7을 1차원 DFT 또는 2차원 DFT를 통해 구현할 수 있다.
또한, 상기 변환부(120)는 다양한 스케일링 방법을 적용하여 DST7을 정수 연산만으로 구현할 수 있다.
또한, 상기 변환부(120)는 DFT를 이용한 DST7 구현 방법과 정수 연산만으로 DST7을 구현하는 방법을 통해, 길이 8, 16, 32의 DST7을 설계할 수 있다.
이에 대한 구체적인 실시예들은 본 명세서에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다.
상기 변환부(120)와 상기 양자화부(130)는 별개의 기능 유닛으로 설명되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나의 기능 유닛으로 결합될 수 있다. 상기 역양자화부(140)와 상기 역변환부(150)의 경우에도, 마찬가지로 하나의 기능 유닛으로 결합될 수 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 잔여 신호를 복원할 수 있다. 복원된 잔여 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 발생한 양자화 에러에 의해 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(180)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽쳐로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(180)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(180)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
한편, 인트라 예측부(185)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 인트라 예측부(185)는 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 잔여 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 파싱부(미도시), 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호을 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩될 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 변환 계수를 역변환하여 잔여 신호(residual signal)를 획득하게 된다.
여기서, 본 발명은 예측 모드, 블록 크기 또는 블록 모양(block shape) 중 적어도 하나에 의해 구분되는 변환 설정 그룹(transform configuration group) 별로 변환 조합(transform combination)을 구성하는 방법을 제공하며, 상기 역변환부(230)는 본 발명에 의해 구성된 변환 조합에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명한 실시예들이 적용될 수 있다.
상기 역변환부(230)는 다음의 실시예들을 수행할 수 있다.
본 발명은 순방향 DST7 및 역방향 DST7을 DFT(Discrete Fourier Transform) 로 설계하는 방법을 제공한다.
상기 역변환부(230)는 DST7을 1차원 DFT 또는 2차원 DFT를 통해 구현할 수 있다.
또한, 상기 역변환부(230)는 다양한 스케일링 방법을 적용하여 DST7을 정수 연산만으로 구현할 수 있다.
또한, 상기 역변환부(230)는 DFT를 이용한 DST7 구현 방법과 정수 연산만으로 DST7을 구현하는 방법을 통해, 길이 8, 16, 32의 DST7을 설계할 수 있다.
일실시예로, 상기 역변환부(230)는 변환 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도하고, DST7 또는 DCT8 을 이용하여 현재 블록에 대해 수직 또는 수평 방향으로 역방향 변환을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고, 상기 수평 변환 및 상기 수직 변환은 상기 DST7 또는 상기 DCT8 중 어느 하나에 대응될 수 있다.
일실시예로, 상기 DST7 에 33-point DFT(Discrete Fourier Transform)가 적용될 때, 상기 DST7의 한 행 또는 한 열에 대해 2개의 부분 벡터 신호들로 구분하는 단계; 및 상기 2개의 부분 벡터 신호들에 대해 11-point DFT type 1 또는 11-point DFT type 2를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예로, 상기 DST7의 한 행 또는 한 열이 src[0...15]로 표현될 때, 상기 2개의 부분 벡터 신호들은 src[0...4] 및 src[5...15] 로 구분될 수 있다.
일실시예로, 상기 DST7 에 65-point DFT(Discrete Fourier Transform)가 적용될 때, 상기 DST7의 한 행 또는 한 열에 대해 3개의 부분 벡터 신호들로 구분하는 단계; 및 상기 3개의 부분 벡터 신호들에 대해 13-point DFT type 1 또는 13-point DFT type 2를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예로, 상기 DST7의 한 행 또는 한 열이 src[0...31]로 표현될 때, 상기 3개의 부분 벡터 신호들은 src[0...5], src[6...18] 및 src[19...31] 로 구분될 수 있다.
일실시예로, 상기 3개의 부분 벡터 신호들 중, src[0...5] 에는 13-point DFT type 1이 적용되고, 상기 src[6...18] 및 src[19...31] 에는 13-point DFT type 2 가 적용될 수 있다.
한편, 상기 역변환부(230)는 변환 계수 블록에 대해 수직 1차 변환을 이용하여 수직 방향으로 역방향 1차 변환을 수행하고, 수평 1차 변환을 이용하여 수평 방향으로 역방향 1차 변환을 수행할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 수직 변환을 적용한 후 수평 변환을 적용하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 수평 변환을 먼저 적용한 후 수직 변환을 적용할 수 있다.
일실시예로, 상기 수평 변환과 상기 수직 변환의 조합는 도 6의 실시예들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 역양자화부(220)와 상기 역변환부(230)는 별개의 기능 유닛으로 설명되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나의 기능 유닛으로 결합될 수 있다.
획득된 잔여 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 변환부(120) 및 각 기능 유닛들에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 역변환부(230) 및 대응되는 기능 유닛들에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예들로서, 도 3A는 QT(QuadTree, 이하 'QT'라 함), 도 3B는 BT(Binary Tree, 이하 'BT'라 함), 도 3C는 TT(Ternary Tree, 이하 'TT'라 함) 도 3D는 AT(Asymmetric Tree, 이하 'AT'라 함)에 의한 블록 분할 구조들을 설명하기 위한 도면이다.
비디오 코딩에서 하나의 블록은 QT(QuadTree) 기반으로 분할될 수 있다. 또한, QT에 의해서 분할된 하나의 서브 블록 (sub block)은 QT를 사용하여 재귀적으로 더 분할될 수 있다. 더 이상 QT 분할되지 않는 리프 블록 (leaf block)은 BT(Binary Tree), TT(Ternary Tree) 또는 AT(Asymmetric Tree) 중 적어도 하나의 방식에 의해서 분할될 수 있다. BT는 horizontal BT (2NxN, 2NxN)과 vertical BT (Nx2N, Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. TT는 horizontal TT (2Nx1/2N, 2NxN, 2Nx1/2N)와 vertical TT (1/2Nx2N, Nx2N, 1/2Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. AT는 horizontal-up AT (2Nx1/2N, 2Nx3/2N), horizontal-down AT (2Nx3/2N, 2Nx1/2N), vertical-left AT (1/2Nx2N, 3/2Nx2N), vertical-right AT (3/2Nx2N, 1/2Nx2N) 의 네 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. 각각의 BT, TT, AT는 BT, TT, AT를 사용하여 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
상기 도 3A는 QT 분할의 예를 보여준다. 블록 A는 QT에 의해서 4개의 서브 블록 (A0, A1, A2, A3)으로 분할될 수 있다. 서브 블록 A1은 다시 QT에 의해서 4개의 서브 블록 (B0, B1, B2, B3)로 분할될 수 있다.
상기 도 3B는 BT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical BT (C0, C1) 또는 horizontal BT (D0, D1)으로 분할될 수 있다. 블록 C0와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal BT (E0, E1) 또는 vertical BT (F0, F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
상기 3C는 TT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical TT (C0, C1, C2) 또는 horizontal TT (D0, D1, D2)으로 분할될 수 있다. 블록 C1와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal TT (E0, E1, E2) 또는 vertical TT (F0, F1, F2)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
상기 3D는 AT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical AT (C0, C1) 또는 horizontal AT (D0, D1)으로 분할 될 수 있다. 블록 C1와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal AT (E0, E1) 또는 vertical TT (F0, F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할 될 수 있다.
한편, BT, TT, AT 분할은 함께 사용하여 분할이 가능하다. 예를 들어, BT에 의해 분할된 서브 블록은 TT 또는 AT에 의한 분할이 가능하다. 또한, TT에 의해 분할된 서브 블록은 BT 또는 AT에 의한 분할이 가능하다. AT에 의해 분할된 서브 블록은 BT 또는 TT에 의한 분할이 가능하다. 예를 들어, horizontal BT 분할 이후, 각각의 서브 블록이 vertical BT로 분할될 수 있고, 또는 vertical BT 분할 이후, 각각의 서브 블록이 horizontal BT로 분할될 수도 있다. 상기 두 종류의 분할 방법은 분할 순서는 다르지만 최종적으로 분할되는 모양은 동일하다.
또한, 블록이 분할되면 블록을 탐색하는 순서를 다양하게 정의할 수 있다. 일반적으로, 좌측에서 우측으로, 상단에서 하단으로 탐색을 수행하며, 블록을 탐색한다는 것은 각 분할된 서브 블록의 추가적인 블록 분할 여부를 결정하는 순서를 의미하거나, 블록이 더 이상 분할되지 않을 경우 각 서브 블록의 부호화 순서를 의미하거나, 또는 서브 블록에서 다른 이웃 블록의 정보를 참조할 때의 탐색 순서를 의미할 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 4는 인코더 내의 변환 및 양자화부 (120/130), 역양자화 및 역변환부 (140/150)의 개략적인 블록도를 나타내고, 도 5는 디코더 내의 역양자화 및 역변환부 (220/230)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
상기 도 4를 살펴보면, 변환 및 양자화부 (120/130)는 1차 변환부(primary transform unit)(121), 2차 변환부(secondary transform unit)(122) 및 양자화부(130)을 포함할 수 있다. 역양자화 및 역변환부 (140/150)는 역양자화부(140), 역 2차 변환부(inverse secondary transform unit)(151) 및 역 1차 변환부(inverse primary transform unit)(152)를 포함할 수 있다.
상기 도 5를 살펴보면, 역양자화 및 역변환부 (220/230)는 역양자화부(220), 역 2차 변환부(inverse secondary transform unit)(231) 및 역 1차 변환부(inverse primary transform unit)(232)를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 변환을 수행할 때 복수의 단계를 통해 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 4에서와 같이 1차 변환(primary transform), 2차 변환(secondary transform)의 2단계를 적용할 수 있고, 또는 알고리즘에 따라 그 이상의 변환 단계가 이용될 수도 있다. 여기서, 상기 1차 변환(primary transform)은 주요 변환(core transform)이라고 부를 수도 있다.
상기 1차 변환부(primary transform unit)(121)는 잔여 신호에 대해 1차 변환(primary transform)을 적용할 수 있으며, 여기서 상기 1차 변환(primary transform)은 인코더 및/또는 디코더에서 테이블로 기정의될 수 있다.
상기 1차 변환(primary transform)의 경우, Discrete Cosine Transform type 2(이하, 'DCT2'라 함)가 적용될 수 있다.
또는, 특정한 경우에 한정하여 Discrete Sine Transform-type 7(이하, 'DST7' 이라 함)이 적용될 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드에서 4x4 블록에 대해 DST7이 적용될 수 있다.
또한, 상기 1차 변환(primary transform)의 경우, MTS(Multiple Transform Selection)의 여러 변환들(DST 7, DCT 8, DST 1, DCT 5) 의 조합들이 적용될 수도 있다. 예를 들어, 도 6이 적용될 수 있다.
상기 2차 변환부(secondary transform unit)(122)는 1차 변환된 신호에 대해 2차 변환(secondary transform)을 적용할 수 있으며, 여기서 상기 2차 변환(secondary transform)은 인코더 및/또는 디코더에서 테이블로 기정의될 수 있다.
일실시예로, 상기 2차 변환(secondary transform)은 Non-Separable Secondary Transform(이하, 'NSST'라 함)이 조건적으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 NSST는 인트라 예측 블록일 경우에만 적용되며, 예측 모드 그룹마다 적용 가능한 변환 셋을 가질 수 있다.
여기서, 상기 예측 모드 그룹은 예측 방향에 대한 대칭성에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 예측 모드 52와 예측 모드 16은 예측 모드 34 (대각 방향)를 기준으로 대칭이므로, 하나의 그룹을 형성하여 동일한 변환 셋(transform set)이 적용될 수 있다. 이때, 상기 예측 모드 52에 대한 변환을 적용할 때 입력 데이터를 트랜스포즈(transpose)한 후 적용하며, 이는 예측 모드 16과 변환 셋이 동일하기 때문이다.
한편, 플래너 모드(Planar mode)와 DC 모드(DC mode)의 경우 방향에 대한 대칭성이 존재하지 않으므로 각자의 변환 셋을 가지며, 해당 변환 셋은 2개의 변환들로 구성될 수 있다. 나머지 방향성 모드에 대해서는 변환 셋마다 3개의 변환들로 구성될 수 있다.
다른 실시예로, 상기 2차 변환(secondary transform)의 경우, MTS(Multiple Transform Selection)의 여러 변환들(DST 7, DCT 8, DST 1, DCT 5) 의 조합들이 적용될 수도 있다. 예를 들어, 도 6이 적용될 수 있다.
다른 실시예로, DST7 이 1차 변환(primary transform)으로 적용될 수도 있다.
다른 실시예로, DCT8 이 1차 변환(primary transform)으로 적용될 수도 있다.
다른 실시예로, 상기 NSST는 1차 변환된 블록 전체에 대해 적용되는 것이 아니라 좌상측(top-left) 8x8 영역에 대해서만 적용될 수 있다. 예를 들어, 블록의 크기가 8x8 이상인 경우는 8x8 NSST가 적용되며, 8x8 미만인 경우는 4x4 NSST가 적용되는데, 이때 4x4 블록들로 나눈 후 각기 4x4 NSST가 적용된다.
다른 실시예로, 4xN/Nx4 (N >= 16)인 경우에도 4x4 NSST가 적용될 수 있다.
상기 NSST, 4x4 NSST 및 8x8 NSST 에 대해서는 이하 도 12 내지 15 및 명세서 내 다른 실시예를 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.
상기 양자화부(130)는 2차 변환된 신호에 대해 양자화를 수행할 수 있다.
상기 역양자화 및 역변환부 (140/150)는 앞서 설명된 과정을 역으로 수행하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 5는 디코더 내의 역양자화 및 역변환부 (220/230)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
상기 도 5를 살펴보면, 역양자화 및 역변환부 (220/230)는 역양자화부(220), 역 2차 변환부(inverse secondary transform unit)(231) 및 역 1차 변환부(inverse primary transform unit)(232)를 포함할 수 있다.
상기 역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
상기 역 2차 변환부(inverse secondary transform unit)(231)에서는 상기 변환 계수에 대해 역 2차 변환을 수행한다. 여기서, 상기 역 2차 변환은 상기 도 4에서 설명한 상기 2차 변환(secondary transform)의 역변환을 나타낸다.
다른 실시예로, 상기 2차 변환의 경우, MTS(Multiple Transform Selection)의 여러 변환들(DST 7, DCT 8, DST 1, DCT 5) 의 조합들이 적용될 수도 있다. 예를 들어, 도 6이 적용될 수 있다.
상기 역 1차 변환부(inverse primary transform unit)(232)는 역 2차 변환된 신호(또는 블록)에 대해 역 1차 변환을 수행하고, 잔여 신호(residual signal)를 획득하게 된다. 여기서, 상기 역 1차 변환은 상기 도 4에서 설명한 상기 1차 변환(primary transform)의 역변환을 나타낸다.
일실시예로, 상기 1차 변환(primary transform)의 경우, MTS(Multiple Transform Selection)의 여러 변환들(DST 7, DCT 8, DST 1, DCT 5) 의 조합들이 적용될 수도 있다. 예를 들어, 도 6이 적용될 수 있다.
본 발명의 일실시예로, DST7 이 1차 변환(primary transform)으로 적용될 수도 있다.
본 발명의 일실시예로, DCT8 이 1차 변환(primary transform)으로 적용될 수도 있다.
본 발명은 예측 모드, 블록 크기 또는 블록 모양(block shape) 중 적어도 하나에 의해 구분되는 변환 설정 그룹(transform configuration group) 별로 변환 조합(transform combination)을 구성하는 방법을 제공하며, 상기 역 1차 변환부(inverse primary transform unit)(232)는 본 발명에 의해 구성된 변환 조합에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명한 실시예들이 적용될 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 변환 설정 그룹(transform configuration group)을 나타내는 표이다.
MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 변환 설정 그룹
본 명세서에서는, 변환 설정 그룹 Gi에 대한 j번째 변환 조합 후보를 다음 수학식 1과 같은 쌍으로 표시한다.
여기서, H(Gi, j)는 j번째 후보에 대한 수평 변환(horizontal transform)을 가리키며, V(Gi, j)는 j번째 후보에 대한 수직 변환(vertical transform)을 가리킨다. 예를 들어, 도 6에서 H(G3, 2) = DST7, V(G3, 2) = DCT8 과 같이 표기할 수 있다. 문맥에 따라 H(Gi, j) 또는 V(Gi, j)에 할당되는 값은 상기 예시에서와 같이 변환을 구분하기 위한 표시상의 값(nominal value)일 수도 있고 해당 변환을 가리키는 인덱스 값일 수도 있으며 해당 변환에 대한 2D 행렬(2 Dimensional matrix)일 수도 있다.
또한, 본 명세서에서, DCT와 DST에 대한 2D 행렬 값을 다음 수학식 2 내지 3과 같이 표기할 수 있다.
여기서, DST 또는 DCT인지 여부는 S 또는 C로 나타내고, type 숫자는 로마숫자의 형태로 위첨자로 표기하며, 하부첨자의 N는 NxN 변환임을 가리킨다. 또한, 상기 
와 
와 같은 2D 행렬은 열 벡터(column vector)들이 변환 기저(transform basis)를 이루는 것을 가정한다.
상기 도 6을 살펴보면, 변환 설정 그룹(transform configuration group)들은 예측 모드에 기초하여 결정되고 그룹의 개수는 총 6개(G0 ~ G5)일 수 있다. 그리고, G0 ~ G4는 인트라 예측이 적용되는 경우에 해당되고 G5는 인터 예측에 의해 생성된 잔차(residual) 블록에 적용되는 변환 조합들(또는 변환 셋, 변환 조합 셋)을 나타낸다.
하나의 변환 조합은 해당 2D 블록의 행(row)들에 적용되는 수평 변환(horizontal transform)(또는 행 변환(row transform)) 과 열(column)들에 적용되는 수직 변환(vertical transform) (또는 열 변환(column transform)) 으로 이루어질 수 있다.
여기서, 모든 변환 설정 그룹들은 각 4개의 변환 조합 후보들을 가질 수 있다. 상기 4개의 변환 조합 후보들은 0~3의 변환 조합 인덱스를 통해 선택 또는 결정될 수 있으며, 인코더에서 디코더로 상기 변환 조합 인덱스를 인코딩하여 전송할 수 있다.
일실시예로, 인트라 예측을 통해 획득된 잔차 데이터(또는 잔차 신호)는 인트라 예측 모드에 따라 그 통계적 특성이 각기 다를 수 있다. 따라서, 상기 도 6에서와 같이 인트라 예측 모드 별로 일반적인 코사인 변환(예를 들어, DCT2 등)이 아닌 다른 변환들을 적용할 수 있다.
상기 도 6을 살펴보면, 35개의 인트라 예측 모드를 사용하는 경우와 67개의 인트라 예측 모드를 사용하는 경우를 나타낸다. 각 인트라 예측 모드 열에서 구분된 변환 설정 그룹 별로 복수개의 변환 조합들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수개의 변환 조합들은 4개의 (행 방향 변환, 열 방향 변환) 조합으로 구성될 수 있다. 구체적 예로, 그룹 0에서는 행(수평) 방향과 열(수직) 방향 모두 DST-7과 DCT-5가 적용될 수 있어 총 4개의 조합이 가능하다.
각 인트라 예측 모드에 대해 총 4개의 변환 커널 조합이 적용될 수 있으므로, 그 중 하나를 선택하기 위한 변환 조합 인덱스가 변환 단위(transform unit)마다 전송될 수 있다. 본 명세서에서, 상기 변환 조합 인덱스는 MTS 인덱스(MTS index)라 부를 수 있으며, mts_idx로 표현될 수 있다.
또한, 상기 도 6에서 제시한 변환 커널들 이외에도, 잔차 신호(residual signal)의 특성상 행 방향과 열 방향 모두에 대해 DCT2가 최적인 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 코딩 유닛(Coding Unit)마다 MTS 플래그를 정의함으로써 적응적으로 변환을 수행할 수 있다. 여기서, MTS 플래그가 0이면 행 방향과 열 방향 모두에 대해 DCT2를 적용하고, MTS 플래그가 1이면 MTS 인덱스를 통해 4개의 조합 중 하나를 선택 또는 결정할 수 있다.
일실시예로, MTS 플래그가 1인 경우 하나의 변환 단위에 대해 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크지 않으면 상기 도 6의 변환 커널들을 적용하지 않고 행 방향과 열 방향에 대해 모두 DST-7을 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 임계값은 2로 설정될 수 있으며, 이는 블록 크기 또는 변환 유닛의 크기에 기초하여 다르게 설정될 수 있다. 이는 명세서 다른 실시예에서도 적용 가능하다.
일실시예로, 변환 계수 값들을 먼저 파싱하여 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크지 않으면, MTS 인덱스를 파싱하지 않고 DST-7을 적용함으로써 부가 정보 전송량을 줄일 수 있다.
일실시예로, MTS 플래그가 1인 경우 하나의 변환 단위에 대해 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크면 MTS 인덱스를 파싱하고, MTS 인덱스에 기초하여 수평 변환과 수직 변환을 결정할 수 있다.
일실시예로, MTS는 변환 단위의 너비와 높이가 모두 32 이하일 경우에만 적용될 수 있다.
일실시예로, 상기 도 6은 오프라인 트레이닝(off-line training)을 통해 기설정될 수 있다.
일실시예로, 상기 MTS 인덱스는 수평 변환과 수직 변환의 조합을 동시에 가리킬 수 있는 하나의 인덱스로 정의될 수 있다. 또는, 상기 MTS 인덱스는 수평 변환 인덱스와 수직 변환 인덱스를 별도로 정의할 수도 있다.
일실시예로, 상기 MTS 플래그 또는 상기 MTS 인덱스는 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 블록, 코딩 유닛, 변환 유닛, 또는 예측 유닛 중 적어도 하나의 레벨에서 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 MTS 플래그 또는 상기 MTS 인덱스는 코딩 유닛 또는 변환 유닛 중 적어도 하나의 레벨에서 정의될 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 인코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
본 명세서에서는 기본적으로 수평 방향과 수직 방향에 대해 분리해서 변환을 적용하는 실시예를 설명하고 있으나, 변환 조합은 비분리 변환(non-separable transform)들로도 구성이 가능하다.
또는, 분리가능한 변환(separable transform)들과 비분리 변환(non-separable transform)들의 혼합으로도 구성될 수 있다. 이 경우, 비분리 변환(non-separable transform)이 이용되면 행/열(row/column)별 변환 선택이나 수평/수직(horizontal/vertical) 방향별 선택은 불필요해지며, 분리가능한 변환(separable transform)이 선택되는 경우에만 상기 도 6의 변환 조합들이 이용될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 제안하는 방식들은 1차 변환(primary transform)이나 2차 변환(secondary transform)에 관계 없이 적용할 수 있다. 즉, 둘 중 어느 한쪽에만 적용되어야 한다는 제약이 없으며, 둘다 적용될 수 있다. 여기서, 상기 1차 변환(primary transform)은 잔차(residual) 블록을 맨 처음에 변환하기 위한 변환을 의미할 수 있고, 상기 2차 변환(secondary transform)은 상기 1차 변환의 결과로 생성된 블록에 대해 변환을 적용하기 위한 변환을 의미할 수 있다.
먼저, 인코더는 현재 블록에 대응되는 변환 설정 그룹을 결정할 수 있다(S710). 여기서, 상기 변환 설정 그룹은 상기 도 6의 변환 설정 그룹을 의미할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다른 변환 조합들로 구성될 수도 있다.
상기 인코더는 상기 변환 설정 그룹 내 이용가능한 후보 변환 조합들에 대해 변환을 수행할 수 있다(S720).
상기 변환 수행 결과, 상기 인코더는 RD(Rate Distortion) 비용이 가장 작은 변환 조합을 결정 또는 선택할 수 있다(S730).
상기 인코더는 상기 선택된 변환 조합에 대응되는 변환 조합 인덱스를 인코딩할 수 있다(S740).
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 디코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 디코더는 현재 블록을 위한 변환 설정 그룹을 결정할 수 있다(S810).
상기 디코더는 비디오 신호로부터 변환 조합 인덱스를 파싱(또는 획득)할 수 있으며, 여기서 상기 변환 조합 인덱스는 상기 변환 설정 그룹 내 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나에 대응될 수 있다(S820). 예를 들어, 상기 변환 설정 그룹은 DST7(Discrete Sine Transform type 7) 및 DCT8(Discrete Cosine Transform type 8)을 포함할 수 있다. 상기 변환 조합 인덱스는 MTS 인덱스로 부를 수 있다.
일실시예로, 상기 변환 설정 그룹은 현재 블록의 예측 모드, 블록 크기 또는 블록 모양 중 적어도 하나에 기초하여 설정될 수 있다.
상기 디코더는 상기 변환 조합 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도할 수 있다(S830). 여기서, 상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고, 상기 DST-7 또는 DCT-8 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 변환 조합은 상기 도 6에서 설명한 변환 조합을 의미할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 명세서 내 다른 실시예에 따른 다른 변환 조합에 의한 구성도 가능하다.
상기 디코더는 상기 변환 조합에 기초하여 상기 현재 블록에 대해 역변환을 수행할 수 있다(S840). 상기 변환 조합이 행(수평) 변환과 열(수직) 변환으로 구성된 경우, 행(수평) 변환을 먼저 적용한 후 열(수직) 변환을 적용할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 반대로 적용되거나, 또는 비분리 변환들로 구성된 경우에는 바로 비분리 변환이 적용될 수 있다.
일실시예로, 상기 수직 변환 또는 상기 수평 변환이 상기 DST-7 또는 DCT-8인 경우, 상기 DST-7의 역변환 또는 DCT-8의 역변환을 열마다 적용하고 난 이후 행마다 적용할 수 있다.
일실시예로, 상기 수직 변환 또는 상기 수평 변환은, 각 행마다 및/또는 각 열마다 다른 변환이 적용될 수 있다.
일실시예로, 상기 변환 조합 인덱스는 MTS가 수행되는지 여부를 나타내는 MTS 플래그에 기초하여 획득될 수 있다. 즉, 상기 변환 조합 인덱스는 상기 MTS 플래그에 따라 MTS가 수행되는 경우에 획득될 수 있다.
일실시예로, 상기 디코더는 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 큰지 여부를 확인할 수 있다. 이때, 상기 변환 조합 인덱스는 상기 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 큰 경우에 획득될 수 있다.
일실시예로, 상기 MTS 플래그 또는 상기 MTS 인덱스는 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 블록, 코딩 유닛, 변환 유닛, 또는 예측 유닛 중 적어도 하나의 레벨에서 정의될 수 있다.
일실시예로, 상기 역변환은 변환 단위의 너비와 높이가 모두 32 이하일 경우에만 적용될 수 있다.
한편, 다른 일실시예로, 변환 설정 그룹을 결정하는 과정과 변환 조합 인덱스를 파싱하는 과정은 동시에 수행될 수 있다. 또는 상기 S810 단계는 인코더 및/또는 디코더에서 기설정되어 생략될 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS 플래그 및 MTS 인덱스를 인코딩하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
인코더는 현재 블록에 대해 MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는지 여부를 결정할 수 있다(S910).
만약, MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 경우, 상기 인코더는 MTS 플래그 = 1 로 인코딩할 수 있다(S920).
그리고, 상기 인코더는 상기 현재 블록의 예측 모드, 수평 변환, 수직 변환 중 적어도 하나에 기초하여 MTS 인덱스를 결정할 수 있다(S930). 여기서, MTS 인덱스는 각 인트라 예측 모드에 대해 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나를 가리키는 인덱스를 의미하며, 상기 MTS 인덱스는 변환 단위(transform unit)마다 전송될 수 있다.
상기 MTS 인덱스가 결정되면, 상기 인코더는 상기 MTS 인덱스를 인코딩할 수 있다(S940).
한편, 상기 MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되지 않는 경우, 상기 인코더는 MTS 플래그 = 0 으로 인코딩할 수 있다(S950).
*도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS 플래그 및 MTS 인덱스에 기초하여 수평 변환 또는 수직 변환을 행 또는 열에 적용하는 디코딩 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
디코더는 비트스트림으로부터 MTS 플래그를 파싱할 수 있다(S1010). 여기서, MTS 플래그는 현재 블록에 대해 MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다.
상기 디코더는 상기 MTS 플래그에 기초하여 현재 블록에 대해 MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는지 여부를 확인할 수 있다(S1020). 예를 들어, 상기 MTS 플래그가 1인지 여부를 확인할 수 있다.
만약, 상기 MTS 플래그가 1인 경우, 상기 디코더는 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 큰지(또는 이상인지) 여부를 확인할 수 있다(S1030). 예를 들어, 상기 임계값은 2 로 설정될 수 있으며, 이는 블록 크기 또는 변환 유닛의 크기에 기초하여 다르게 설정될 수 있다.
상기 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 큰 경우, 상기 디코더는 MTS 인덱스를 파싱할 수 있다(S1040). 여기서, 상기 MTS 인덱스는 각 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드에 대해 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나를 가리키는 인덱스를 의미하며, 상기 MTS 인덱스는 변환 단위(transform unit)마다 전송될 수 있다. 또는, 상기 MTS 인덱스는 기설정된 변환 조합 테이블에 정의된 어느 하나의 변환 조합을 가리키는 인덱스를 의미할 수 있으며, 여기서 상기 기설정된 변환 조합 테이블은 상기 도 6을 의미할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
상기 디코더는 상기 MTS 인덱스 또는 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 수평 변환 및 수직 변환을 유도 또는 결정할 수 있다(S1050).
또는, 상기 디코더는 상기 MTS 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 디코더는 상기 MTS 인덱스에 대응되는 수평 변환 및 수직 변환을 유도 또는 결정할 수 있다.
한편, 상기 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크지 않은 경우, 상기 디코더는 기설정된 수직 역변환을 열마다 적용할 수 있다(S1060). 예를 들어, 상기 수직 역변환은 DST7의 역변환일 수 있다.
그리고, 상기 디코더는 기설정된 수평 역변환을 행마다 적용할 수 있다(S1070). 예를 들어, 상기 수평 역변환은 DST7의 역변환일 수 있다. 즉, 상기 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크지 않은 경우에는 인코더 또는 디코더에서 기설정된 변환 커널이 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 6과 같은 변환 조합 테이블에서 정의된 것이 아니라, 많이 이용되는 변환 커널(예를 들어, DCT-2 등)이 이용될 수 있다.
한편, 상기 MTS 플래그가 0인 경우, 상기 디코더는 기설정된 수직 역변환을 열마다 적용할 수 있다(S1080). 예를 들어, 상기 수직 역변환은 DCT2의 역변환일 수 있다.
그리고, 상기 디코더는 기설정된 수평 역변환을 행마다 적용할 수 있다(S1090). 예를 들어, 상기 수평 역변환은 DCT2의 역변환일 수 있다. 즉, MTS 플래그가 0인 경우에는 인코더 또는 디코더에서 기설정된 변환 커널이 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 6과 같은 변환 조합 테이블에서 정의된 것이 아니라, 많이 이용되는 변환 커널이 이용될 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 관련 파라미터에 기초하여 역변환을 수행하는 흐름도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 디코더는, sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag 를 획득할 수 있다(S1110). 여기서, sps_mts_intra_enabled_flag 는 tu_mts_flag 가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, sps_mts_intra_enabled_flag = 0 이면, tu_mts_flag 가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하지 않고, sps_mts_intra_enabled_flag = 0 이면, tu_mts_flag 가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재한다. 그리고, sps_mts_inter_enabled_flag 는 tu_mts_flag 가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, sps_mts_inter_enabled_flag = 0 이면, tu_mts_flag 가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하지 않고, sps_mts_inter_enabled_flag = 0 이면, tu_mts_flag 가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재한다.
상기 디코더는 sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag에 기초하여 tu_mts_flag 를 획득할 수 있다(S1120). 예를 들어, sps_mts_intra_enabled_flag = 1 또는 sps_mts_inter_enabled_flag = 1 일때, 상기 디코더는 tu_mts_flag 를 획득할 수 있다. 여기서, tu_mts_flag 는 다변환 선택(multiple transform selection, 이하 'MTS'라 함)이 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, tu_mts_flag = 0 이면 MTS가 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용되지 않고, tu_mts_flag = 1 이면 MTS가 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용된다.
다른 예로, 상기 tu_mts_flag 에 대해 본 문서의 실시예들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
상기 디코더는 tu_mts_flag 에 기초하여 mts_idx 를 획득할 수 있다(S1130). 예를 들어, tu_mts_flag = 1 일때, 상기 디코더는 mts_idx 를 획득할 수 있다. 여기서, mts_idx 는 어떤 변환 커널이 현재 변환 블록의 수평 및/또는 수직 방향에 따른 루마 레지듀얼 샘플들에 적용되는지를 나타낸다.
예를 들어, mts_idx 에 대해, 본 문서 실시예들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 구체적 예로, 상기 도 6의 실시예들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
상기 디코더는 mts_idx 에 대응되는 변환 커널을 유도할 수 있다(S1140). 예를 들어, 상기 mts_idx에 대응되는 변환 커널은 수평 변환 및 수직 변환으로 구분되어 정의될 수 있다.
다른 예로, 상기 수평 변환 및 수직 변환은 서로 다른 변환 커널이 적용될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 수평 변환 및 수직 변환은 동일한 변환 커널이 적용될 수도 있다.
일실시예로, mts_idx 는 아래 표 1과 같이 정의될 수 있다.
그리고, 상기 디코더는 상기 변환 커널에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다(S1150).
상기 도 11에서는, MTS의 적용 여부를 결정하기 위해 tu_mts_flag를 획득하고, 이후 획득된 tu_mts_flag 값에 따라 mts_idx를 획득하여 변환 커널을 결정하는 실시예를 위주로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 디코더는 tu_mts_flag 파싱 없이 mts_idx를 곧바로 파싱하여 변환 커널을 결정할 수 있다. 이 경우, 상술한 표 1이 이용될 수 있다. 즉, mts_idx 값이 0을 지시하는 경우 수평/수직 방향으로 DCT-2를 적용하고, mts_idx 값이 0 이외의 값을 지시하는 경우, mts_idx 값에 따라 DST-7 및/또는 DCT-8을 적용할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로, 변환 과정을 수행하는 디코딩 과정을 설명한다.
디코더는, 변환 크기(nTbS)를 확인할 수 있다(S10). 여기서, 상기 변환 크기(nTbS)는 스케일된 변환 계수들의 수평 샘플 크기를 나타내는 변수일 수 있다.
상기 디코더는, 변환 커널 타입(trType)을 확인할 수 있다(S20). 여기서, 상기 변환 커널 타입(trType)은 변환 커널의 타입을 나타내는 변수일 수 있으며, 본 문서의 다양한 실시예들이 적용될 수 있다. 상기 변환 커널 타입(trType)은 수평 변환 커널 타입(trTypeHor)과 수직 변환 커널 타입(trTypeVer)을 포함할 수 있다.
상기 표 1을 참고하면, 상기 변환 커널 타입(trType)이 0이면 DCT2를 나타내고, 1이면 DST7 을 나타내고, 2이면 DCT8을 나타낼 수 있다.
상기 디코더는, 변환 크기(nTbS) 또는 변환 커널 타입 중 적어도 하나에 기초하여 변환 행렬 곱셈을 수행할 수 있다(S30).
다른 예로, 변환 커널 타입이 1이고 변환 크기가 4이면, 변환 행렬 곱셈 수행시 기결정된 변환 행렬(1)이 적용될 수 있다.
다른 예로, 변환 커널 타입이 1이고 변환 크기가 8이면, 변환 행렬 곱셈 수행시 기결정된 변환 행렬(2)가 적용될 수 있다.
다른 예로, 변환 커널 타입이 1이고 변환 크기가 16이면, 변환 행렬 곱셈 수행시 기결정된 변환 행렬(3)이 적용될 수 있다.
다른 예로, 변환 커널 타입이 1이고 변환 크기가 32이면, 기정의된 변환 행렬(4)가 적용될 수 있다.
마찬가지로, 변환 커널 타입이 2이고 변환 크기가 4, 8, 16, 또는 32이면, 각각 기정의된 변환 행렬(5),(6),(7),(8)이 적용될 수 있다.
여기서, 상기 기정의된 변환 행렬들 (1)~(8)은 각각 다양한 타입의 변환 행렬들 중 어느 하나에 대응될 수 있다. 일예로, 상기 도 6에서 예시된 타입의 변환 행렬이 적용될 수 있다.
상기 디코더는, 변환 행렬 곱셈에 기초하여 변환 샘플을 유도할 수 있다(S40).
상기 실시예는 각각 이용될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 위 실시예 및 본 명세서의 다른 실시예와 결합하여 이용될 수 있다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, NSST에서 인트라 예측 모드마다 변환 세트(transform set)를 할당하는 것을 보여주는 테이블이다.
Non-Separable Secondary Transform (NSST)
2차 변환부(secondary transform unit는 1차 변환된 신호에 대해 2차 변환(secondary transform)을 적용할 수 있으며, 여기서 상기 2차 변환(secondary transform)은 인코더 및/또는 디코더에서 테이블로 기정의될 수 있다.
일실시예로, 상기 2차 변환(secondary transform)은 Non-Separable Secondary Transform(이하, 'NSST'라 함)이 조건적으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 NSST는 인트라 예측 블록일 경우에만 적용되며, 예측 모드 그룹마다 적용 가능한 변환 셋을 가질 수 있다.
여기서, 상기 예측 모드 그룹은 예측 방향에 대한 대칭성에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 예측 모드 52와 예측 모드 16은 예측 모드 34 (대각 방향)를 기준으로 대칭이므로, 하나의 그룹을 형성하여 동일한 변환 셋(transform set)이 적용될 수 있다. 이때, 상기 예측 모드 52에 대한 변환을 적용할 때 입력 데이터를 트랜스포즈(transpose)한 후 적용하며, 이는 예측 모드 16과 변환 셋이 동일하기 때문이다.
한편, 플래너 모드(Planar mode)와 DC 모드(DC mode)의 경우 방향에 대한 대칭성이 존재하지 않으므로 각자의 변환 셋을 가지며, 해당 변환 셋은 2개의 변환들로 구성될 수 있다. 나머지 방향성 모드에 대해서는 변환 셋마다 3개의 변환들로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 각 변환 셋은 복수개의 변환들로 구성될 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 기븐스 회전(Givens rotation)에 대한 계산 플로우 다이어그램을 나타낸다.
다른 실시예로, 상기 NSST는 1차 변환된 블록 전체에 대해 적용되는 것이 아니라 좌상측(top-left) 8x8 영역에 대해서만 적용될 수 있다. 예를 들어, 블록의 크기가 8x8 이상인 경우는 8x8 NSST가 적용되며, 8x8 미만인 경우는 4x4 NSST가 적용되는데, 이때 4x4 블록들로 나눈 후 각기 4x4 NSST가 적용된다.
다른 실시예로, 4xN/Nx4 (N >= 16)인 경우에도 4x4 NSST가 적용될 수 있다.
8x8 NSST와 4x4 NSST 모두 본 문서에서 설명하는 변환 조합 구성을 따르며, 비분리 변환(non-separable transform)이므로 8x8 NSST는 64개의 데이터를 입력 받아 64개의 데이터를 출력하며 4x4 NSST는 16개의 입력과 16개의 출력을 갖는다.
8x8 NSST와 4x4 NSST 모두 기븐스 회전(Givens rotation)들의 계층적 조합으로 구성된다. 하나의 기븐스 회전(Givens rotation)에 해당하는 행렬은 다음 수학식 4와 같으며, 행렬 곱은 다음 수학식 5와 같다.
상기 도 13과 같이, 하나의 기븐스 회전(Givens rotation)은 2개의 데이터를 회전시키는 것이기 때문에 64개 (8x8 NSST의 경우) 또는 16개의 (4x4 NSST의 경우) 데이터를 처리하기 위해서는 각기 총 32개 또는 8개의 기븐스 회전(Givens rotation)이 필요하다.
따라서, 32개 또는 8개를 묶음으로 하여 기븐스 회전 레이어(Givens rotation layer)를 이룬다. 한 기븐스 회전 레이어에 대한 출력 데이터가 정해진 치환(permutation)을 다음 기븐스 회전 레이어에 대한 입력 데이터로 전달된다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 기븐스 회전 레이어(Givens rotation layer)와 치환(permutation)들로 구성된 4x4 NSST에서의 한 라운드 구성을 보여준다.
상기 도 14를 살펴보면, 4x4 NSST의 경우에 대해 4개의 기븐스 회전 레이어가 순차적으로 처리되는 모습을 보이고 있다. 상기 도 14에서와 같이 한 기븐스 회전 레이어에 대한 출력 데이터가 정해진 치환(i.e. shuffling)을 거쳐 다음 기븐스 회전 레이어에 대한 입력 데이터로 전달된다.
상기 도 14에서와 같이 치환되는 패턴은 규칙적으로 정해져 있으며 4x4 NSST의 경우는 4개의 기븐스 회전 레이어와 해당 치환들을 합쳐 하나의 라운드(round)를 이룬다.
*8x8 NSST의 경우는 6개의 기븐스 회전 레이어와 해당 치환들이 하나의 라운드를 형성한다. 4x4 NSST는 2번의 라운드를 거치게 되며, 8x8 NSST는 4번의 라운드를 거치게 된다. 서로 다른 라운드들끼리는 동일한 치환 패턴을 사용하지만 적용되는 기븐스 회전 각도들은 각기 다르다. 따라서, 각 변환을 구성하는 모든 기븐스 회전에 대한 각도 데이터를 저장하여야 한다.
맨 마지막 단계로 기븐스 회전 레이어들을 거쳐 출력된 데이터에 대해 최종적으로 한 번의 치환을 더 수행하게 되며, 해당 치환 정보는 변환마다 별도로 저장되어 있다. 순방향 NSST에서는 맨 마지막에 해당 치환이 수행되며, 역방향 NSST에서는 반대로 맨 처음에 해당 역 치환이 적용된다.
역방향 NSST의 경우는 순방향 NSST에서 적용되었던 기븐스 회전 레이어들과 치환들을 역순으로 수행하면 되며, 각 기븐스 회전의 각도에 대해서도 (-) 값을 취해 회전시킨다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 16의 forward DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
실시예 1 : 길이 16의 DST7 설계 및 구현
본 발명은 DFT를 이용하여 DST7을 설계하는 구체적인 실시예들을 제공한다. 본 발명의 실시예들을 통해 DCT8 설계에도 활용할 수 있으며, MTS 구성에도 적용할 수 있다.
도 15의 플로우 차트에서 보여지는 블록들 간에 전달되는 신호(정보)는 스칼라 값일 수도 있고 벡터 형태를 가질 수도 있다. 예를 들어, 벡터는 x[0 ... N-1]과 같이 표기할 수 있고, 이는 x[0 ... N-1] = [ x[0] x[1] ... x[N-2] x[N-1] ]과 같이 N개의 요소들로 이루어진 신호(정보)를 나타낸다. 벡터 x[0 ... N-1]의 부분 신호를 x[i ... j]와 같이 나타낼 수도 있는데, 예를 들어 x[0 ... 15]의 한 부분 신호로서 x[5 ... 10] = [ x[5] x[6] x[7] x[8] x[9] x[10] ]과 같이 나타낼 수도 있다.
상기 도 15를 살펴보면, 길이 16의 한 행(row) 또는 열(column)에 대해 DST7을 구현하는 흐름도를 나타낸다. 여기서, 길이 16의 DST7은 DST7_B16으로 표기하고, forward DST7은 Forward DST7_B16으로 표기하며, inverse DST7은 Inverse DST7_B16으로 표기한다.
또한, 입력 데이터는 x[0 ... 15]이며, 최종 출력 데이터는 y[0 ... 15]라고 표기할 수 있다.
인코더는, 입력 데이터 x[0 ... 15]가 입력되면, 길이 16의 forward DST7에 대한 전처리(pre-processing)를 수행한다(S1510).
상기 인코더는 상기 S1510 단계의 출력(w[0 ... 15])에 대해 DFT를 적용할 수 있다(S1520). 여기서, DFT를 적용하는 상기 S1520 단계는 이후 도 17 내지 도 19에서 상세히 설명하도록 한다.
상기 인코더는 상기 S1520 단계의 출력(z[0 ... 15])에 대해 후처리(post-processing)를 수행하고, 최종 출력 데이터 y[0 ... 15] 를 출력할 수 있다(S1530).
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 16의 inverse DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
상기 도 16을 살펴보면, 길이 16의 한 행(row) 또는 열(column)에 대해 inverse DST7을 구현하는 흐름도를 나타낸다. 여기서, 입력 데이터는 x[0 ... 15]이며, 최종 출력 데이터는 y[0 ... 15]라고 표기할 수 있다.
디코더는, 입력 데이터 x[0 ... 15]가 입력되면, 길이 16의 inverse DST7에 대한 전처리(pre-processing)를 수행한다(S1610).
상기 디코더는 상기 S1610 단계의 출력에 대해 DFT를 적용할 수 있다(S1620). 여기서, DFT를 적용하는 상기 S1620 단계는 이후 도 17 내지 도 19에서 상세히 설명하도록 한다.
상기 디코더는 상기 S1620 단계의 출력에 대해 후처리(post-processing)를 수행하고, 최종 출력 데이터 y[0 ... 15] 를 출력할 수 있다(S1630).
도 17 내지 도 19는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 상기 도 15 및 도 16의 xDST7_FFT_B16 함수를 적용하는 흐름도를 나타낸다.
상기 도 17을 살펴보면, xDST7_FFT3 블록에 src[0 ... 15]가 입력되고 src_FFT11[0 ... 15]가 출력된다(S1710). 출력된 src_FFT11[0 ... 15]는, 2개의 부분 신호들로 구분되어 전달될 수 있다.
예를 들어, src_FFT11[0 ... 4] 는 xDST7_FFT11_type1 블록으로 전달되고, src_FFT11[5 ... 15] 는 xDST7_FFT11_type2 블록으로 전달될 수 있다.
상기 xDST7_FFT11_type1 블록은 src_FFT11[0 ... 4] 를 입력받고, dst[0 ... 4]를 출력한다(S1720).
상기 xDST7_FFT11_type2 블록은 src_FFT11[5 ... 15] 를 입력받고, dst[5 ... 15]를 출력한다(S1730).
여기서, 상기 xDST7_FFT11_type1 블록의 구현은 도 18에서, 상기 xDST7_FFT11_type2 블록의 구현은 도 19에서, 상세히 설명된다.
상기 도 18을 살펴보면, xDST7_FFT11_half1 블록에 src[0 ... 4]가 입력되고 dst_half1[0 ... 4]가 출력된다(S1810).
출력된 dst_half1[0 ... 4]는, xDST7_FFT11_type1 블록에 입력되어 dst[0 ... 4]를 출력한다(S1820).
상기 도 19를 살펴보면, src[0 ... 10]은 2개의 부분 신호들로 구분되어 전달될 수 있다. 예를 들어, src[0 ... 4] 는 xDST7_FFT11_half1 블록으로 전달되고, src[5 ... 10] 은 xDST7_FFT11_half2 블록으로 전달될 수 있다.
상기 xDST7_FFT11_half1 블록은 src [0 ... 4] 를 입력받고, dst_half1[0 ... 4]를 출력한다(S1910).
상기 xDST7_FFT11_half2 블록은 src[5 ... 10] 를 입력받고, dst_half2 [0 ... 5]를 출력한다(S1920).
인코더/디코더는, xDST7_FFT11_type2_Post_Processing 블록을 통해, 상기 S1920 단계의 출력에 대해 후처리(post-processing)를 수행하고, 최종 출력 데이터 dst[0 ... 10] 을 출력할 수 있다(S1930).
상기 도 17의 src_FFT11[5 ... 15] 는 상기 도 19의 src[0 ... 10]에 대응된다. 즉, src[0] = src_FFT11[5], src[1] = src_FFT11[6], ... , src[10] = src_FFT11[15]와 같이 할당된다.
또한, 상기 도 19의 상기 xDST7_FFT11_type2_Post_Processing 블록에서, dst_half1[0 ... 4]와 dst_half2[0 ... 5]가 왼쪽부터 순서대로 입력되는데, 이는 입력 파라미터 src_half1[0 ... 4], src_half2[0 ... 5]에 각각 대응된다. 이는 이하 각 블록의 동작을 나타내는 표에서 상세히 설명될 것이다.
이와 같이, 상기 도 15, 16의 블록도는 상기 도 17 내지 19의 블록도와 연결되어 해석될 수 있다.
상기 도 15 내지 19의 함수들의 상세 동작은 다음 표 2 내지 표 10에 의해 설명될 수 있다.
상기 표 3에서 rnd_factor = 1 << (final_shift - 1) 값을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 도 15, 16에서 한 블록의 모든 행(row) 또는 열(column)에 대해 DST7을 적용하는 함수가 이용될 때, 파라미터를 통해 shift라는 값이 전달되었다면 final_shift = shift- 1 값을 사용할 수 있다.
상기 표 5에서 rnd_factor = 1 << (final_shift - 1) 값을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 도 15, 16에서 한 블록의 모든 행(row) 또는 열(column)에 대해 DST7을 적용하는 함수가 이용될 때, 파라미터를 통해 shift라는 값이 전달되었다면 final_shift = shift - 1 값을 사용할 수 있다.
상기 표 5에서 outputMinimum와 outputMaximum은 각기 출력 값이 가질 수 있는 최소 값과 최대 값을 가리키며, Clip3 함수는 Clip3(A, B, C) = (C < A) ? A : (C > B) ? B : C의 동작을 수행한다. 즉, Clip3 함수는 C 값이 반드시 A부터 B까지 범위에 존재하도록 클리핑(cliping)한다.
상기 표 6에서, C3 값은 
값을 의미하며 
만큼 곱셈 계수를 스케일한 것을 나타낸다. 상기 표 6에서 shift = 10, rnd_factor = 1 << (shift - 1) = 
이 적용되므로, dst[i]와 dst[5 + i]는 다음 수학식 6과 같이 계산될 수도 있다.
상기 표 7에서, 배열 C11R은 
, 
을 통해 계산된 값을 나타낸다.
상기 표 8에서, 배열 C11R은 
, 
을 통해 계산된 값을 나타낸다.
16x16 2차원 블록에 대해 수평 방향(또는 수직 방향)으로 DST7을 적용하는 경우, 16개의 행(row) (또는 열)에 대해 상기 도 15 내지 16의 흐름도가 이용될 수 있다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 32의 forward DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
실시예 2 : 길이 32의 DST7 설계 및 구현
본 발명은 DFT를 이용하여 DST7을 설계하는 구체적인 실시예들을 제공한다. 본 발명의 실시예들을 통해 DCT8 설계에도 활용할 수 있으며, MTS 구성에도 적용할 수 있다.
상기 도 20을 살펴보면, 길이 32의 한 행(row) 또는 열(column)에 대해 DST7을 구현하는 흐름도를 나타낸다. 여기서, 길이 32의 DST7은 DST7_B32로 표기하고, forward DST7은 Forward DST7_B32로 표기하며, inverse DST7은 Inverse DST7_B32로 표기한다.
또한, 입력 데이터는 x[0 ... 31]이며, 최종 출력 데이터는 y[0 ... 31] 이라고 표기할 수 있다.
인코더는, 입력 데이터 x[0 ... 31]이 입력되면, 길이 32의 forward DST7에 대한 전처리(pre-processing)를 수행한다(S2010).
상기 인코더는 상기 S2010 단계의 출력(w[0 ... 31])에 대해 DFT를 적용할 수 있다(S2020). 여기서, DFT를 적용하는 상기 S2020 단계는 이후 도 22 내지 도 24에서 상세히 설명하도록 한다.
상기 인코더는 상기 S2020 단계의 출력(z[0 ... 31])에 대해 후처리(post-processing)를 수행하고, 최종 출력 데이터 y[0 ... 31] 을 출력할 수 있다(S2030).
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 32의 inverse DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
상기 도 21을 살펴보면, 길이 32의 한 행(row) 또는 열(column)에 대해 inverse DST7을 구현하는 흐름도를 나타낸다. 여기서, 입력 데이터는 x[0 ... 31]이며, 최종 출력 데이터는 y[0 ... 31]라고 표기할 수 있다.
디코더는, 입력 데이터 x[0 ... 31]이 입력되면, 길이 32의 inverse DST7에 대한 전처리(pre-processing)를 수행한다(S2110).
상기 디코더는 상기 S2110 단계의 출력(w[0 ... 31])에 대해 DFT를 적용할 수 있다(S2120). 여기서, DFT를 적용하는 상기 S2120 단계는 이후 도 22 내지 도 24에서 상세히 설명하도록 한다.
상기 디코더는 상기 S2120 단계의 출력(z[0 ... 31])에 대해 후처리(post-processing)를 수행하고, 최종 출력 데이터 y[0 ... 31] 를 출력할 수 있다(S2130).
도 22 내지 도 24는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 상기 도 15 및 도 16의 xDST7_FFT_B16 함수를 적용하는 흐름도를 나타낸다.
상기 도 22를 살펴보면, xDST7_FFT5 블록에 src[0 ... 31]이 입력되고 src_FFT13[0 ... 31]이 출력된다(S2210). 출력된 src_FFT13[0 ... 31]은, 3개의 부분 신호들로 구분되어 전달될 수 있다.
예를 들어, src_FFT13[0 ... 5] 는 xDST7_FFT13_type1 블록으로 전달되고, src_FFT13[6 ... 18] 은 xDST7_FFT13_type2 블록으로 전달되고, src_FFT13[19 ... 31] 은 또다른 xDST7_FFT13_type2 블록으로 전달될 수 있다.
상기 xDST7_FFT13_type1 블록은 src_FFT13[0 ... 5] 를 입력받고, dst[0 ... 5]를 출력한다(S2220).
상기 xDST7_FFT13_type2 블록은 src_FFT13[6 ... 18] 을 입력받고, dst[6 ... 18]을 출력한다(S2230).
상기 xDST7_FFT13_type2 블록은 src_FFT13[19 ... 31] 을 입력받고, dst[19 ... 31]을 출력한다(S2240).
여기서, 상기 xDST7_FFT13_type1 블록의 구현은 도 23에서, 상기 xDST7_FFT13_type2 블록의 구현은 도 24에서 상세히 설명된다.
상기 도 23을 살펴보면, xDST7_FFT13_half1 블록에 src[0 ... 5]가 입력되고 dst_half1[0 ... 5]가 출력된다(S2310).
출력된 dst_half1[0 ... 5]는, xDST7_FFT13_type1_Post_Processing 블록에 입력되어 dst[0 ... 5]를 출력한다(S2320).
상기 도 24를 살펴보면, src[0 ... 12]는 2개의 부분 신호들로 구분되어 전달될 수 있다. 예를 들어, src[0 ... 5] 는 xDST7_FFT13_half1 블록으로 전달되고, src[6... 12] 는 xDST7_FFT13_half2 블록으로 전달될 수 있다.
상기 xDST7_FFT13_half1 블록은 src [0 ... 5] 를 입력받고, dst_half1[0 ... 5]를 출력한다(S2410).
상기 xDST7_FFT13_half2 블록은 src[6 ... 12] 를 입력받고, dst_half2 [0 ... 6] 을 출력한다(S2420).
인코더/디코더는, xDST7_FFT13_type2_Post_Processing 블록을 통해, 상기 S2410, S2420 단계의 출력에 대해 후처리(post-processing)를 수행하고, 최종 출력 데이터 dst[0 ... 12] 를 출력할 수 있다(S1930).
상기 도 22의 src_FFT13[0... 5] 는 상기 도 23의 src[0 ... 5]에 대응된다. 즉, src[0] = src_FFT13[0], src[1] = src_FFT13[1], ... , src[5] = src_FFT13[5]와 같이 할당된다.
그리고, 상기 도 22의 src_FFT13[6... 18] 또는 src_FFT13[19... 31] 은 상기 도 24의 src[0 ... 12]에 대응된다. 예를 들어, src[0] = src_FFT13[6], src[1] = src_FFT13[7], ... , src[12] = src_FFT13[18]와 같이 할당된다.
또한, 상기 도 24의 상기 xDST7_FFT13_type2_Post_Processing 블록에서, dst_half1[0 ... 5]와 dst_half2[0 ... 6] 이 왼쪽부터 순서대로 입력되는데, 이는 입력 파라미터 src_half1[0 ... 5], src_half2[0 ... 6]에 각각 대응된다. 이는 이하 각 블록의 동작을 나타내는 표에서 상세히 설명될 것이다.
이와 같이, 상기 도 20, 21의 블록도는 상기 도 22 내지 24의 블록도와 연결되어 해석될 수 있다.
상기 도 20 내지 24의 함수들의 상세 동작은 다음 표 11 내지 표 18에 의해 설명될 수 있다.
상기 표 12에서 rnd_factor = 1 << (final_shift - 1) 값을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 도 20, 21에서 한 블록의 모든 행(row) 또는 열(column)에 대해 DST7을 적용하는 함수가 이용될 때, 파라미터를 통해 shift라는 값이 전달되었다면 final_shift = shift - 1 값을 사용할 수 있다.
상기 표 14에서 rnd_factor = 1 << (final_shift - 1) 값을 사용할 수 있다. 그리고, 상기 도 20, 21에서 한 블록의 모든 행(row) 또는 열(column)에 대해 DST7을 적용하는 함수가 이용될 때, 파라미터를 통해 shift라는 값이 전달되었다면 final_shift = shift - 1 값을 사용할 수 있다.
상기 표 14에서 outputMinimum와 outputMaximum은 각기 출력 값이 가질 수 있는 최소 값과 최대 값을 가리키며, Clip3 함수는 Clip3(A, B, C) = (C < A) ? A : (C > B) ? B : C의 동작을 수행한다. 즉, Clip3 함수는 C 값이 반드시 A부터 B까지 범위에 존재하도록 클리핑(cliping)한다.
상기 표 15에서, 배열 C13R은 
, 
을 통해 계산된 값을 나타낸다.
상기 표 16에서, 배열 C13I은 
, 
을 통해 계산된 값을 나타낸다.
한 32x32 2차원 블록에 대해 수평 방향(또는 수직 방향)으로 DST7을 적용하는 경우, 32개의 행(row) (또는 열)에 대해 상기 도 20 내지 21의 흐름도가 이용될 수 있다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 8의 forward DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
실시예 3 : 길이 8의 DST7 설계 및 구현
본 발명은 DFT를 이용하여 DST7을 설계하는 구체적인 실시예들을 제공한다. 본 발명의 실시예들을 통해 DCT8 설계에도 활용할 수 있으며, MTS 구성에도 적용할 수 있다.
상기 도 25를 살펴보면, 길이 8의 한 행(row) 또는 열(column)에 대해 DST7을 구현하는 흐름도를 나타낸다. 여기서, 길이 8의 DST7은 DST7_B8로 표기하고, forward DST7은 Forward DST7_B8로 표기하며, inverse DST7은 Inverse DST7_B8로 표기한다.
또한, 입력 데이터는 x[0 ... 7]이며, 최종 출력 데이터는 y[0 ... 7] 이라고 표기할 수 있다.
인코더는, 입력 데이터 x[0 ... 7]이 입력되면, 길이 8의 forward DST7에 대한 전처리(pre-processing)를 수행한다(S2510).
상기 인코더는 상기 S2510 단계의 출력(w[0 ... 7])에 대해 DFT를 적용할 수 있다(S2520). 여기서, DFT를 적용하는 상기 S2520 단계는 이후 도 27 내지 도 28에서 상세히 설명하도록 한다.
상기 인코더는 상기 S2520 단계의 출력(z[0 ... 7])에 대해 후처리(post-processing)를 수행하고, 최종 출력 데이터 y[0 ... 7] 을 출력할 수 있다(S2530).
도 26은 본 발명이 적용되는 실시예로서, Discrete Fourier Transform(DFT)를 이용하여 길이 8의 inverse DST7을 설계하는 흐름도를 나타낸다.
상기 도 26을 살펴보면, 길이 8의 한 행(row) 또는 열(column)에 대해 inverse DST7을 구현하는 흐름도를 나타낸다. 여기서, 입력 데이터는 x[0 ... 7]이며, 최종 출력 데이터는 y[0 ... 7] 이라고 표기할 수 있다.
디코더는, 입력 데이터 x[0 ... 7]이 입력되면, 길이 8의 inverse DST7에 대한 전처리(pre-processing)를 수행한다(S2610).
상기 디코더는 상기 S2610 단계의 출력(w[0 ... 7])에 대해 DFT를 적용할 수 있다(S2620). 여기서, DFT를 적용하는 상기 S2620 단계는 이후 도 27 내지 도 28에서 상세히 설명하도록 한다.
상기 디코더는 상기 S2620 단계의 출력(z[0 ... 7])에 대해 후처리(post-processing)를 수행하고, 최종 출력 데이터 y[0 ... 7] 를 출력할 수 있다(S2630).
상기 도 25 내지 26의 함수들의 상세 동작은 다음 표 19 내지 표 23에 의해 설명될 수 있다.
상기 표 20에서 rnd_factor = 1 << (shift - 1) 값을 사용할 수 있다. 여기서 shift 값은, 한 블록의 모든 행(row) 또는 열(column)에 대해 DST7을 적용하는 함수가 이용될 때, 파라미터를 통해 전달되는 값이다.
상기 표 22에서 rnd_factor = 1 << (shift - 1) 값을 사용할 수 있다. 여기서 shift 값은, 한 블록의 모든 행(row) 또는 열(column)에 대해 DST7을 적용하는 함수가 이용될 때, 파라미터를 통해 전달되는 값이다.
상기 표 5에서 outputMinimum와 outputMaximum은 각기 출력값이 가질 수 있는 최소값과 최대값을 가리키며, Clip3 함수는 Clip3(A, B, C) = (C < A) ? A : (C > B) ? B : C의 동작을 수행한다. 즉, Clip3 함수는 C 값이 반드시 A부터 B까지 범위에 존재하도록 클리핑(cliping)한다.
상기 표 23에서, 배열 C8은 
, 
을 통해 계산된 값을 나타낸다.
8x8 2차원 블록에 대해 수평 방향(또는 수직 방향)으로 DST7을 적용하는 경우, 8개의 행(row) (또는 열)에 대해 상기 도 25 내지 26의 흐름도가 이용될 수 있다.
실시예 4 : 실시예 1 내지 3에서 제안된 DST7 구현을 부분적으로 적용하는
방법
길이 16에 대한 DST7과 길이 32에 대한 DST7에 대해서는 상기 실시예 1과 실시예 2에서 제시한 DST7 구현을 적용하고, 길이 8에 대한 DST7에 대해서는 실시예 3에서 제시한 DST7 구현을 적용할 수도 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다르게 적용될 수도 있다. 예를 들어, 상기 실시예 3에서 제시한 DST7 구현을 적용하지 않는 경우, 일반적인 행렬 곱셈 형태의 DST7 구현을 적용할 수 있다.
실시예 5 : Discrete Fourier Transform(DFT)를 활용한 DST7의 구현
NxN DST7의 행렬 형태는 다음 수학식 7과 같이 표현될 수 있다.
여기서, n 이 0에서 N-1까지의 행 인덱스이고 k 가 0에서 N-1까지의 열 인덱스이면, 상기 수학식 7의 행렬은 원 입력들(original inputs)을 복원하기 위해 변환 계수들이 곱해지는 역방향 DST7 행렬에 매칭된다.
따라서, 상기 수학식 7의 전치 행렬(transpose matrix)은 순방향 DST7 행렬이다. 또한, 순방향 DST7 및 역방향 DST7 행렬들은 직교하며(orthogonal), 그들의 각 기본 벡터는 norm 1을 갖는다.
상기 수학식 7에 기초하여, DST7과 DFT 사이의 관계는 다음 수학식 8과 같이 표현될 수 있다.
상기 수학식 8에서, R은 Nx(2N+1) 행렬(행의 수x열의 수)이고, Q는 (2N+1)xN 행렬이며, P는 NxN 행렬이다. 
은 NxN 항등 행렬을 나타내며, 
은 
을 나타낸다.
상기 수학식 8에서, 
는 길이 (2N+1)의 DFT를 수행한 후, DFT 결과의 허수부만이 취해진다(be taken)는 것을 의미한다. 상기 수학식 8은 N이 짝수일 때만 유지(hold)한다. 상세히 설명하면, 상기 
은 순방향 DST7로 입력되는 
가 N x 1 벡터일 때 
를 계산하게 되면 (2N+1) x 1 벡터(
)가 출력되고, 이 벡터(
)를 입력으로 하여 2N+1 길이의 DFT를 수행한 다음 허수 부분만을 취하는 것을 의미한다.
상기 수학식 8과 같이, 행렬들 P, Q, 및 R은 순방향 DST7에서 주요 계산 파트가 2N+1 length DFT가 되도록 단지 N개의 입력들의 재배열(rearranging)과 그들의 부호 (+/-)의 할당(assigning)을 수행한다.
본 발명은 2nx2n (N = 2n) 사이즈의 DST7 을 이용한다. 따라서, 9-point DFT, 17-point DFT, 33-point DFT, 및 65-point DFT들은 각각 N=4, 8, 16, 32 의 경우 적용될 수 있다.
본 명세서에서는, 주로 N=8, 16, 32 인 경우를 중심으로 설명하며, 대응되는 DFT들의 설계를 동등한 다차원 DFT의 형태로 소개하고 저복잡도 DST7을 얻기 위해 그들을 통합하는 방법을 제공한다.
순방향 DST6와 일치하는 역방향 NxN DST7 은 다음 수학식 9와 같이 2N+1 length DFT로 표현될 수 있다:
여기서, R은 Nx(2N+1) 행렬(행의 수x열의 수)이고, Q는 (2N+1)xN 행렬이며, 
은 NxN 항등 행렬을 나타낸다. 
의 정의는 상기 수학식 8에서와 같다.
상기 수학식 9에서, N은 짝수이다. 또한, 역방향 DST7에 대해서도 순방향 DST7에서와 동일한 2N+1 length DFT 를 재사용할 수 있다.
본 발명이 적용되는 코덱 시스템에 길이가 짝수인 삼각 변환(trigonometric transform)이 적용될 수 있다. 예를 들어, 길이 8, 16, 32, 64의 DST7에 대해서는 상기 수학식 8로부터 각기 길이 17, 33, 65, 129의 DFT가 필요하게 된다. 길이 8과 16에 대한 DST7에 적용될 수 있는 33-point DFT와 65-point DFT는 각각 수학식 10과 수학식 11에서와 같이 1차원 DFT로 표현될 수 있다. 수학식 12는 일반적인 길이 N에 대한 DFT 수식을 나타낸다.
NxN DST7 구현을 위해 길이 2N+1의 DFT이 적용되는 과정을 설명하였으나, 상기 수학식 10과 11을 포함하는 내용에서는 표기의 편의를 위해 길이 2N+1 대신에 길이 N을 사용할 수 있다. 따라서, 상기 수학식 8, 9를 통해 DFT를 적용할 경우에는 적절한 표기 상의 변환이 필요하다.
또한, 상기 1차원 33-point DFT와 1차원 65-point DFT는 간단한 입출력 데이터 변환을 통해 각기 동등한(equivalent) 2차원 DFT로도 표현되며, 그에 대응되는 수학식은 다음 수학식 13, 14와 같다.
여기서, n은 입력 데이터에 대한 인덱스를 나타내고, k는 변환 계수에 대한 인덱스를 나타낸다.
이하에서, 수의 나머지 값(residue)에 대해 
와 같이 표기하도록 한다. 또한, 4개의 인덱스 변수들 n 1, n 2, k 1, 및 k 2 을 소개하고, 33-point DFT 및 65-point DFT에 대해 그들 간의 관계를 다음 수학식 15, 16과 같이 나타낼 수 있다.
여기서, n은 입력 데이터에 대한 인덱스를 나타내고, k는 변환 계수에 대한 인덱스를 나타낸다. 상기 수학식 15는 33-point DFT 에 매핑되는 인덱스를 나타내고, 수학식 16은 65-point DFT 에 매핑되는 인덱스를 나타낸다.
상기 수학식 15, 16에 의해 1차원 DFT와 2차원 DFT 사이의 입출력 데이터 매핑은 각각 다음 수학식 17, 18과 같이 주어진다. 상기 수학식 15, 16으로부터, 본 발명은 2개의 인덱스 아규먼트들(index arguments) 
및 
로, 새로운 입력/출력 변수들을 다음 수학식 17, 18과 같이 정의할 수 있다.
여기서, 
를 의미한다.
실시예 5-1 : DST7을 구성하는 2차원 DFT에 대한 indexing 방법
상기 수학식 15, 17 에 의해 2차원 DFT 를 가능하게 하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 다음 수학식 19를 만족할 경우, 상기 수학식 13, 14와 같은 2차원 DFT가 형성될 수 있다.
여기서, 
및 
는 서로 소(mutually prime factors)를 나타낸다. 그리고, 
을 의미한다.
33-point 1차원 DFT 는 (N1, N2) = (3, 11) 에 대응되고, 65-point 1차원 DFT는 (N1, N2) = (5, 13)에 대응된다. 두 경우 모두 N1, N2가 서로 소(mutually prime factors)이므로 상기 수학식 19를 적용할 수 있다. 만약, K1, K2, K3, K4가 다음 수학식 20을 만족하면, 상기 수학식 19에서 
조건을 만족하게 된다.
그리고, 상기 수학식 19의 다른 조건들은 만족하려면, 다음 수학식 21에서의 관계식을 만족하여야 한다.
따라서, 상기 수학식 21을 만족하는 모든 
는 상기 수학식 20으로부터 상기 수학식 19를 만족하는 K1, K2, K3, K4를 도출할 수 있게 되어 동등한 2차원 DFT를 구성할 수 있게 된다. 가능한 
의 실시예들을 들어 보면 다음과 같다.
1) 
상기 수학식 15에 대응되며, (N1, N2) = (3, 11)인 경우이다.
2) 
상기 수학식 16에 해당하며, (N1, N2) = (5, 13)인 경우이다.
3) 
(N1, N2) = (3, 11)인 경우이다.
4) 
(N1, N2) = (5, 13)인 경우이다.
상기 수학식 21을 만족하는 
로부터 도출된 K1, K2, K3, K4에 의해 해당 2차원 DFT가 구성되면, 2차원 DFT를 계산하는 과정에서 상기 수학식들에서와 같은 입출력 데이터 및 중간 결과 값에 대한 대칭성(symmetry)이 발생할 수 있다.
따라서, 상기 실시예들과 다른 인덱스를 가진 (즉, 다른 
값을 가진) 2차원 DFT라고 할지라도, 상기 실시예들에서 제시된 방법 및 구조를 적용하여, 결과적으로 DST7을 수행하는데 필요한 복잡도를 대폭 감소시킬 수 있다.
요약하면, 길이 N(
, 
과 
은 서로 소)에 대한 DFT는 상기 수학식 19 내지 21을 만족하는 인덱스 변환(즉, 1차원 인덱스와 2차원 인덱스 사이의 변환)에 의해 다음 수학식 22와 같은 2차원 DFT로 계산될 수 있다.
상기 수학식 22와 같은 2차원 DFT 형태를 이용하면, 짧은 길이의 DFT들로 분해하여 연산하는 것이 가능하므로 동등한 1차원 DFT에 비해 계산량을 대폭 줄일 수 있다.
실시예 5-2 : 저복잡도 DST7 설계를 위한 최적화
상기 수학식 13, 14에 따르면, 주어진 n2에 대해, 본 발명은 
의 3-point DFT 및 
, and 
의 5-point DFT 를 수행한다.
상기 수학식 13, 14의 내부 DFT 루프가 수행된 후에 생성된 
에 대해, 본 발명은 
의 실수부와 허수부를 다음 수학식 23과 같이 정의할 수 있다.
여기서, 
은 실수부를 나타내고, 
는 허수부를 나타낸다.
유사하게, 입력 
및 출력 
도 각각 실수부와 허수부로 분해될 수 있다.
여기서, 입력 
은 지정된 변환이 적용될 것으로 예측되는 픽셀들 또는 레지듀얼 데이터일 수 있다. 따라서, 실제 
은 모두 0값을 갖는다고 가정할 수 있다.
이러한 가정 하에, 본 발명은 제1단계 DFT (즉, 33-point DFT의 경우 3-point DFT, 65-point DFT의 경우 5-point DFT)에 부여된(imposed) 입력 대칭성(input symmetries)에 의해 출력된 최초 변환 데이터(first transformed data) 
간의 관계들을 확인할 수 있다. 이러한 대칭성은 상기 수학식 8 또는 9의 P 및 Q 행렬들에 의해 제공되고, 이는 다음 수학식 25, 26에서 기술된다.
또한, 
에서 제1단계 출력 관계들은 다음 수학식 27, 28과 같다.
상기 수학식 25 및 27는 33-point DFT에 속한 3-point FFT에서의 관계를 나타내고, 상기 수학식 26 및 28은 65-point DFT에 속한 5-point FFT에서의 관계를 나타낸다.
예를 들어, 상기 수학식 25 및 26에서, Case 1은 n2 = 0 일 때 발생하고, Case 2는 
일때 발생한다. Case 1 입력들에 대해서, 3-point FFT (5-point FFT)로부터의 모든 출력들의 실수부들은 0이 되고, 본 발명은 상기 수학식 27, 28에 따라 남은 하나의 출력 (두 개의 출력)을 복원할 수 있기 때문에 하나 (두 개) 허수부 출력을 유지할 필요가 있다.
상기 수학식 25, 26에서 Case 2의 입력 패턴들로 인해서, 본 발명은 다음 수학식 29과 같이 
및 
사이의 관계를 갖는다.
상기 수학식 29의 경우, 11-point FFT (13-point FFT)의 인덱스들 
간의 관계도 동일하게 적용된다.
따라서, 본 발명은 상기 수학식 29로 인해, n2가 [0, 5] ([0, 6])의 범위에 있을 때에만 3-point FFT (5-point FFT) 를 수행하고, 그에 따라 연관된 계산량을 줄일 수 있다.
또한, [1, 5] ([1, 6])의 범위에 걸친 각 3-point FFT (5-point FFT) 계산에서, 출력들의 다른 부분들은 상기 수학식 21에 따라 복원(recover)될 수 있기 때문에, 2개(3개) 실수부 출력들과 1개(2개) 허수부 출력인, 일부 출력들만이 계산된다.
제1단계 출력들 (상기 수학식 29)에 존재하는 대칭성으로 인해, 상기 수학식 13, 14에서 외부 루프(제2단계 FFT)로부터 계산된 출력들은 대칭적으로 배열되며, 이는 계산량을 감소시킬 수 있다. 상기 외부 루프(제2단계 FFT)의 입력 패턴은 다음 수학식 30 내지 33과 같다.
상기 수학식 30, 32는 33-point FFT에 속한 11-point FFT에서 발생되는 (encountered) 입력 대칭들(input symmetries)을 나타낸다.
상기 수학식 31, 33은 65-point FFT에 속한 13-point FFT에서 발생되는(encountered) 입력 대칭성(input symmetries)을 나타낸다. 외부 루프 반복에 따라, 11-point FFT (13-point FFT)의 입력 세트들 중에서 다른 대칭성도 발생되며, 이는 이전 반복들 중의 하나로부터 반복에 대한 출력 복원을 가능하게 한다.
본 발명에서, 
의 벡터를 
로 표현하면, 반복 과정에 존재하는 입력 대칭성들은 다음 수학식 34와 같이 표현될 수 있다:
33-point FFT (65-point FFT)와 같은 2차원 DFT에서, k1 은 [0, 2] ([0, 4])의 범위를 갖는다.
상기 수학식 34에서, Case 1은 k1 = 0일 때에만 발생한다. 상기 수학식 34에서, Case 2는 
일 때에 발생한다.
상기 수학식 34에서의 대칭성들로부터, 스킵된 반복(skipped iteration)의 출력이 그것의 이전 반복들 중의 하나로부터 유도될 수 있기 때문에, 33-point FFT (65-point FFT)에서 11-point FFT (15-point FFT)의 유효한 반복 개수는 3(5)에서 2(3)로 감소될 수 있다.
또한, 상기 수학식 8, 9에 따라, 본 발명은 33-point FFT (65-point FFT) 로부터의 출력들 중의 허수부들만을 취할 수 있으며, 따라서 상기 수학식 34에서 각 Case의 출력 패턴은 다음 수학식 35 내지 38과 같이 나타날 수 있다.
상기 수학식 35, 37은 33-point FFT에 속한 11-point FFT에 있는 출력 대칭성을 나타내고, 상기 수학식 36, 38은 65-point FFT에 속한 13-point FFT에 있는 출력 대칭성을 나타낸다.
상기 수학식 35 내지 38과 같은 대칭성들로 인해, 2차원 DFT에서 외부 루프의 이후 반복들은 불필요하게 된다. 상기 수학식 8에서 순방향 DST7과 DFT 사이의 관계로부터, 최종 출력되는 k 인덱스들은 k = 2m+1 이다. 여기서 m의 범위는 16x16 DST7 (32 x 32 DST7)에 대해 [0, 15] ([0, 31]) 이다.
도 27 내지 도 28은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 27은 33-point DFT를 적용한 16x16 DST7 의 블록도를 나타내고, 도 28은 65-point DFT를 적용한 32x32 DST7 의 블록도를 나타낸다.
실시예 5-3 : Wingrad FFT 블록을 단순화된 DFT 블록으로 대체하는 구성
본 실시예에서는 Winograd FFT 대신 일반 DFT 를 사용하는 구성을 제안한다.
일반적인 1차원 DFT에 대한 수식은 33-point DFT와 65-point DFT에 대해 각기 상기 수학식 7, 8과 같이 주어진다. 또한, 33-point 1차원 DFT와 65-point 1차원 DFT에 대응되는 일반적인 2차원 DFT에 대한 수학식은 각기 상기 수학식 13, 14로 주어진다.
상기 도 27 내지 도 28에서 제1단계 DFT는 3-point DFT 또는 5-point DFT이다. 제1단계 DFT 에 대한 일반적인 DFT 수식은 다음과 같다.
상기 수학식 39에서 N1 = 3이면 3-point DFT가 되고 N1 = 5이면 5-point DFT가 된다. 상기 수학식 21에서 제시한 대칭성에 의해 상기 수학식 34에서의 n2가 0 ~ (N2-1)/2인 범위에 대해서만 해당 DFT를 계산해 주면 된다. 즉, N1 = 3이면 N2 = 11이고, N1 = 5이면 N2 = 13이다.
상기 수학식 25, 26에서의 Case 1이 각기 상기 도 27의 단순화된 3-point DFT Type 1과 상기 도 28의 단순화된 5-point DFT Type 1에 대응되며, 이는 n2 = 0인 경우에 해당한다.
단순화된 3-point DFT Type 1은 다음 수학식 40과 같이 주어진다.
상기 수학식 40에서 k1 = 1인 경우에 대해서만 계산이 필요하므로, 한 번의 곱셈만이 필요하게 된다. 동일한 방법으로 단순화된 5-point DFT Type 1에 대한 수학식을 구해보면 다음 수학식 41과 같다.
상기 수학식 41에서 k1 = 1, 2인 경우에 대해서만 계산이 필요하므로, 두 번의 곱셈만이 필요하게 된다. 또한, 상기 수학식 40, 41에서 나오는 곱하기 2는 좌측 쉬프트(left shift) 연산으로 처리가 가능하기 때문에 곱셈으로 카운트되지 않는다.
상기 수학식 25, 26에서의 Case 2는 각기 상기 도 27의 단순화된 3-point DFT Type 2와 상기 도 28의 단순화된 5-point DFT Type 2에 대응되며, 각기 n2 = 1 ~ 5, n2 = 1 ~ 6인 경우에 해당한다.
단순화된 3-point DFT Type 2는 상기 수학식 39를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 상기 수학식 27의 대칭성을 활용하면, 
은 k1 = 0, 1인 경우에 대해서만 구하면 되며, 
은 k1 = 1인 경우에 대해서만 구하면 된다.
마찬가지로, 단순화된 5-point DFT Type 2의 경우, 상기 수학식 39를 통해 구현될 수 있다. 마찬가지로 상기 수학식 28의 대칭성을 활용하게 되면, 
은 k1 = 0, 1, 2인 경우에 대해서만 구하면 되며, 
은 k1 = 1, 2인 경우에 대해서만 구하면 된다.
상기 도 27 내지 28 에서 제2단계 DFT는 11-point DFT 또는 13-point DFT이다. 상기 제2단계 DFT 에 대한 일반적인 DFT 수학식은 다음 수학식 42와 같다.
상기 수학식 42에서, N2 = 11이면 11-point DFT가 되고 N2 = 13이면 13-point DFT가 된다. 상기 수학식 36 내지 38에서 제시된 대칭성으로 인해, 상기 수학식 42에서의 k1이 0 ~ (N1-1)/2인 범위에 대해서만 해당 DFT를 계산해 주면 된다. N2 = 11이면 N1 = 3이고, N2 = 13 이면 N1 = 5이다.
상기 수학식 34의 Case 1과 상기 수학식 35는, 상기 도 27의 단순화된 11-point DFT Type 1에 대응된다. 또한, 상기 수학식 34의 Case 1과 상기 수학식 36은, 상기 도 28의 단순화된 13-point DFT Type 1에 대응된다.
상기 수학식 30 내지 33에서 제시하고 있는 대칭성을 활용하면 단순화된 11-point DFT Type 1과 단순화된 13-point DFT Type 1은 다음 수학식 43과 같이 구해진다. 즉, k1 = 0인 경우에 해당한다.
상기 수학식 43에 따르면 단순화된 11-point DFT Type 1의 경우는 5번의 곱셈이 필요하게 되며, 단순화된 13-point DFT Type 1의 경우는 6번의 곱셈이 필요하게 된다.
마찬가지로 상기 수학식 30 내지 33에서 제시하는 대칭성을 활용하면 단순화된 11-point DFT Type 2와 단순화된 13-point DFT Type 2를 다음 수학식 44와 같이 획득할 수 있다. 여기서, 단순화된 11-point DFT Type 2는 k1 = 1일 때 수행되고, 단순화된 13-point DFT Type 2는 k1 = 1, 2일 때 수행된다.
상기 수학식 44에 따르면 단순화된 11-point DFT Type 2에 대해서는 10번의 곱셈이 요구되며, 단순화된 13-point DFT Type 2에 대해서는 12번의 곱셈이 요구된다.
상기 수학식 40 내지 44에서 등장하는 곱셈들에서는, DFT 커널 계수들로서 코사인 값들과 사인 값들이 곱해지게 된다. 가능한 N1과 N2 값이 3, 5, 11, 13이므로 다음 수학식 45와 같은 계수 값들이 해당 곱셈들에 등장하게 된다. 단, i = 0인 경우에 대해서는 해당 코사인 또는 사인 값이 0 또는 1을 갖기 때문에 제외한다.
상기 수학식 43, 44에서는 n2 인덱스가 (N2-1)/2 까지만 증가하므로, 상기 수학식 45에서의 마지막 두 경우에 대해서는 i 값을 (N2-1)/2까지로 제한하였다.
상기 수학식 45에서 등장하는 모든 계수들의 수는 2 x ( 2 + 4 + 5 + 6 ) = 34개가 되며, 33-point DFT에 대해서는 2 x ( 2 + 5 ) = 14개, 65-point DFT에 대해서는 2 x ( 4 + 6 ) = 20개의 계수가 필요하게 된다. 각 계수는 스케일링(scaling)과 라운딩(rounding)을 통해 정수 형태로 근사화될 수 있으며, DST7의 입력 데이터는 정수 형태의 레지듀얼 데이터이므로, 연관되는 모든 계산들은 정수 연산으로 수행될 수 있다. 물론 중간 결과 값들 역시 스케일링된 값일 것이므로, 각 계산 단계 또는 출력 단계에서 적절히 다운 스케일링(down scaling)을 적용해 주는 것이 필요하다.
그리고, 코사인 값과 사인 값이 참조되는 형태는 
, 
, 
, 
이므로, k1과 k2 값에 따라 계수 값들의 참조 순서가 달라질 수 있다.
따라서, k1과 k2 값을 어드레스로 갖는 순서 테이블을 만들어서, n1과 n2에 따른 참조 순서를 테이블 룩업(table look-up) 형태로 획득할 수 있다. 예를 들어, N2 = 11, k2 = 3이라면 
이 해당 테이블 엔트리(table entry)가 될 수 있으며, 가능한 모든 k2 값에 대해 대응되는 테이블 엔트리를 설정할 수 있다.
상기 도 27 및 도 28에서 각기 16과 32로 표시된 길쭉한 모양의 사각형은, 데이터의 치환(permutation)과 부호 변환을 수행하게 된다. 상기 수학식 15, 16에서 제시한 인덱스 변환과 상기 수학식 25, 26에서 제시한 입력 데이터의 대칭성을 통해, 상기 도 27 및 도 28에서의 Simplified 3-point DFT Type 1, Simplified 3-point DFT Type 2, Simplified 5-point DFT Type 1, Simplified 5-point DFT Type 2 블록들은 각기 해당 데이터를 입력 받을 수 있고, 상기 수학식 25, 26의 대칭성으로 인해 일부 데이터는 부호가 변환된 후 입력된다.
실시예 6 : 여러 스케일링 방법들을 통한 DST7 구현
상기 도 27의 Simplified 3-point DFT Type 2과 상기 도 28의 Simplified 5-point DFT Type 2는 상기 수학식 39를 통해 계산된다. 보다 구체적으로 상기 수학식 39에서 n2 ≠ 0인 경우에 해당되고, 
과 
는 n1 값의 변화에 따라 절대값이 같은 경우가 많이 발생한다. 따라서, 상기 수학식 39에서처럼 n1 값이 0부터 N1-1까지 증가한다고 해서, N1 번만큼의 곱셈이 필요하지는 않게 된다. 상기 수학식 39에서 n2 ≠ 0인 경우(즉, 상기 도 27의 Simplified 3-point DFT Type 2과 상기 도 28의 Simplified 5-point DFT Type 2인 경우)에 대해서 다음 수학식 46과 같이 A/B 값을 스케일링한다고 가정하자.
상기 46에서와 같이 
또는 
값은 절대값이 1보다 같거나 작은 floating-point 수이므로 A 값을 적절히 곱하면 충분한 정확도를 가진 정수값 또는 부동 소수점 수를 만들 수 있다. 상기 수학식 46에서 맨 마지막에 곱해지는 1/B는 B 값에 따라 쉬프트(shift) 연산만으로 계산될 수 있다. 관련하여 보다 구체적인 내용은 실시예 7에서 설명하도록 한다.
상기 수학식 40, 41에 A/B 대신에 A/2B를 곱하게 되면 각기 수학식 47, 48과 같다.
상기 수학식 47, 48에서도 A 값을 
또는 
에 곱해서 충분한 정확도를 가진 정수값 또는 부동 소수점 수를 만들 수 있으며, 맨 마지막에 곱해지는 1/B도 B 값에 따라 쉬프트(shift) 연산만으로 계산될 수 있다. 관련하여 보다 구체적인 내용은 실시예 7에서 설명하도록 한다.
Simplified 11-point DFT Type 1과 Simplified 13-point DFT Type 1은 상기 수학식 43에서 기술된 연산(k1 = 0인 경우에 해당)을 수행하는데, 스케일링 값으로 C/2D 값을 곱하게 되면 다음 수학식 49를 얻을 수 있다.
상기 수학식 49에서와 같이 
에 C 값이 곱해질 수 있으므로, 정수 또는 고정 소수점 연산을 적용할 수 있게 된다. 상기 수학식 46에서 곱한 스케일링 값인 A/B를 고려하게 되면, 상기 수학식 49에서와 같이 최종 결과 데이터 중 하나인 
에 곱해지게 되는 총 스케일링 값은 
이 된다. 또한, 상기 수학식 46으로부터 계산된 
값을 상기 수학식 49에서와 같이 곧바로 입력으로 적용할 수 있다.
Simplified 11-point DFT Type 2와 Simplified 13-point DFT Type 2는 상기 수학식 44를 통해 계산되는데 (Simplified 11-point DFT Type 2는 k1 = 1일 때 수행, Simplified 13-point DFT Type 2는 k1 = 1, 2일 때 수행), 상기 수학식 49에서와 마찬가지로 스케일링 값으로 C/2D를 곱하게 되면 다음 수학식 50을 얻게 된다.
상기 수학식 50에서도 상기 수학식 49에서와 같이 
과 
에 C 값이 곱해진 것을 확인할 수 있다. 따라서, 코사인 값과 사인 값을 곱하는데 정수 또는 부동 소수점 연산을 사용할 수 있다. 수학식 49에서와 마찬가지로 상기 수학식 46에서 곱한 A/B 값과, 상기 수학식 47과 수학식 48에서 곱한 A/2B를 함께 고려하면, 상기 수학식 50에서의 두 번째 식과 같이 된다. 
를 상기 수학식 50에서와 같이 정의하면, 상기 수학식 46 내지 48을 통해 구한 값을 상기 수학식 50의 입력 데이터로 사용할 수 있다.
상기 수학식 50에서 가능한 k2 값은 Simplified 11-point DFT Type 2의 경우 0부터 10까지이고 Simplified 13-point DFT Type 2의 경우 0부터 12까지이다. 코사인 값과 사인 값에 근원적으로 존재하는 대칭성으로 인해 다음 수학식 51과 같은 관계식이 성립하게 된다.
상기 수학식 51에서 Simplified 11-point DFT Type 2에 대한 N2 값은 11이고 Simplified 13-point DFT Type 2에 대한 N2 값은 13이다. 상기 수학식 51에 등장하는 모든 식별자(identifer)들에 대한 정의는 상기 수학식 50에서와 같다.
따라서, 상기 수학식 51에서와 같이 
에 대해서는 
의 범위에 대해서만 계산하면 되며, 
에 대해서는 
의 범위에 대해서만 계산하면 된다. 동일한 원리로 상기 수학식 49에서도 k2에 대한 대칭성에 의해 
의 범위에 대해서만 계산하면 된다.
실시예 7 : 스케일링 값의 조절을 통해 정수 또는 부동 소수점 연산만으로 DST7을 구현
상기 실시예 6에서 등장한 스케일링 값은 모두 A/B 형태를 가지고 있으며, A를 
또는 
에 먼저 곱해서 정수 연산이 가능하도록 하고 1/B를 나중에 곱하게 된다. 또한, 상기 수학식 45에서와 같이 전체 수학식에서 등장하는 코사인 값들과 사인 값들의 수는 제한적이므로, 해당 코사인 값들과 사인 값들에 A 값을 미리 곱하여 어레이(array) 또는 ROM에 저장해 놓고 테이블 룩업(table look-up) 방식으로 사용할 수도 있다. 상기 수학식 46을 다음 수학식 52와 같이 표현될 수 있다.
여기서, 
는 
에서 A 값으로 충분히 큰 값을 곱해준 다음 반올림해 주면 코사인 또는 사인 값을 스케일링된 정수 값으로 변형하면서도 값의 정확도 역시 충분히 유지할 수 있다. A 값으로는 보통 2의 거듭제곱승 형태의 값을 (2n) 사용할 수 있는데, 예를 들어 다음 수학식 53과 같은 방식으로 
또는 
을 근사할 수 있다.
상기 수학식 53에서 round는 rounding operator를 가리키는데, 정수화를 위한 어떠한 방식의 rounding도 가능하나 0.5를 기준으로 반올림하는 통상적인 반올림 방법을 사용할 수 있다.
상기 수학식 52에서 1/B을 곱하는 것(즉, B로 나누는 것)은 B가 2의 거듭제곱승 형태일 경우 우측 쉬프트(right shift) 연산으로 구현할 수 있다. B = 2m이라고 할 때 다음 수학식 54와 같이 1/B에 대한 곱셈을 근사할 수 있다. 이 때 상기 수학식 54에서와 같이 rounding을 고려할 수 있으나, 본 발명은 그에 한정되지 않는다.
한편, 상기 수학식 53에서와 같이 곱해지는 A 값이 반드시 2의 거듭제곱승 형태일 필요는 없다. 특히, 
형태의 스케일링 팩터(scaling factor)를 추가로 곱해 주어야 하는 경우 A 값에 이를 반영해 줄 수 있다.
예를 들어, 상기 수학식 49 내지 51에서 분자로 곱해지는 값이 A와 C이므로 
를 A 또는 C 중 한 쪽에서 곱해줄 수도 있고 
라고 할 때 
를 A 쪽에서 곱해주고 
를 C 쪽에서 곱해줄 수도 있다. A가 거듭제곱 형태가 아닌 다른 예로서 
등의 값이 추가로 곱해질 수 있는데, 본 발명이 적용되는 코덱 시스템에서 모든 크기의 변환들에 대해 커널 계수 값의 범위를 동일하게 유지하기 위해 
이 추가로 곱해지는 경우가 발생하기 때문이다.
유사한 방식으로, 상기 수학식들 40, 41, 43, 44 은 각각 다음 수학식 55 내지 58의 단순한 연산만으로 적절히 근사화될 수 있다.
여기서, 
및 
는 대칭성으로 인해 부분적인 범위(각각
, 
)에서만 계산될 수 있으므로, 실질적으로 복잡도를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 A를 곱하는 것에 대한 근사 방식과 1/B를 곱하는 것에 대한 근사 방식은 상기 수학식 47 내지 51에도 적용할 수 있다.
길이 8, 16, 32에 대한 DST7에서 스케일링 팩터 곱에 대한 근사 구현 예시는 표 24에서와 같다. 표 24에서 등장하는 A, B, C, D는 상기 수학식 46 내지 51에서 등장하는 A, B, C, D와 같으며, 쉬프트는 DST7 함수에 인자로 유입되는 값으로서 변환 이후(또는 역변환 이전)에 수행되는 양자화(또는 역양자화)의 수행 방식에 따라 정해지는 값일 수 있다.
표 25는 상기 표 24와 다른 스케일링 값을 적용한 예시이다. 즉, 표 24에서의 스케일링에 1/4를 곱한 스케일링 값을 사용하였다.
도 29는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 순방향 DST7(Discrete Sine Transform-7) 및 순방향 DCT8(Discrete Cosine Transform-8)을 DFT(Discrete Fourier Transform)로 수행하는 인코딩 흐름도를 나타낸다.
인코더는 현재 블록의 예측 모드, 블록 모양 및/또는 블록 크기 중 적어도 하나에 기초하여 수평 변환 및/또는 수직 변환을 결정(또는 선택)할 수 있다(S2910). 이때, 수평 변환 및/또는 수직 변환의 후보는 상기 도 6의 실시예들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 인코더는 RD 최적화(Rate Distortion optimization)를 통해 최적의 수평 변환 및/또는 최적의 수직 변환을 결정할 수 있다. 상기 최적의 수평 변환 및/또는 상기 최적의 수직 변환은 복수개의 변환 조합 중 하나에 대응될 수 있고, 상기 복수개의 변환 조합은 변환 인덱스에 의해 정의될 수 있다.
상기 인코더는 상기 최적의 수평 변환 및/또는 상기 최적의 수직 변환에 대응되는 변환 인덱스를 시그널링할 수 있다(S2920). 여기서, 상기 변환 인덱스는 본 명세서에서 설명한 다른 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 6의 실시예들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 예로, 상기 최적의 수평 변환에 대한 수평 변환 인덱스와 상기 최적의 수직 변환에 대한 수직 변환 인덱스를 독립적으로 시그널링할 수도 있다.
상기 인코더는, 상기 최적의 수평 변환을 이용하여 상기 현재 블록에 대해 수평 방향으로 순방향 변환을 수행할 수 있다(S2930). 여기서, 상기 현재 블록은 변환 블록을 의미할 수 있고, 상기 최적의 수평 변환은 순방향 DCT8 일 수 있다.
그리고, 상기 인코더는, 상기 최적의 수직 변환을 이용하여 상기 현재 블록에 대해 수직 방향으로 순방향 변환을 수행할 수 있다 (S2940). 여기서, 상기 최적의 수직 변환은 순방향 DST7 일 수 있으며, 상기 순방향 DST7은 DFT로 디자인될 수 있다.
본 실시예에서는, 수평 변환을 수행한 후 수직 변환을 수행하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 수직 변환을 먼저 수행한 후 수평 변환을 수행할 수 있다.
일실시예로, 상기 수평 변환과 상기 수직 변환의 조합는 상기 도 6의 실시예들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 상기 인코더는, 상기 현재 블록에 대해 양자화를 수행함으로써, 변환 계수 블록을 생성할 수 있다(S2950).
상기 인코더는, 상기 변환 계수 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하여, 비트스트림을 생성할 수 있다.
도 30은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 역방향 DST7(Discrete Sine Transform-7) 및 역방향 DCT8 (Discrete Cosine Transform-8)을 DFT(Discrete Fourier Transform)로 수행하는 디코딩 흐름도를 나타낸다.
디코더는 비트스트림으로부터 변환 인덱스를 획득할 수 있다(S3010). 여기서, 상기 변환 인덱스는 본 명세서에서 설명한 다른 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 6의 실시예들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 디코더는 상기 변환 인덱스에 대응되는 수평 변환 및 수직 변환을 유도할 수 있다(S3020). 이때, 상기 수평 변환 및/또는 상기 수직 변환의 후보는 상기 도 6의 실시예들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다만, 상기 S3010 및 S3020 단계는 일실시예이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 디코더는 현재 블록의 예측 모드, 블록 모양 및/또는 블록 크기 중 적어도 하나에 기초하여 수평 변환 및 수직 변환을 유도할 수 있다. 다른 예로, 상기 변환 인덱스는 수평 변환에 대응되는 수평 변환 인덱스 및 수직 변환에 대응되는 수직 변환 인덱스를 포함할 수 있다.
한편, 상기 디코더는 상기 비트스트림을 엔트로피 디코딩하여 변환 계수 블록을 획득하고, 상기 변환 계수 블록에 대해 역양자화를 수행할 수 있다(S3030).
상기 디코더는 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대해 상기 수직 변환을 이용하여 수직 방향으로 역방향 변환을 수행할 수 있다(S3040). 여기서, 상기 수직 변환은 DST7 에 대응될 수 있다. 즉, 상기 디코더는 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대해 역방향 DST7 을 적용할 수 있다.
본 발명은 순방향 DST7 및/또는 역방향 DST7을 DFT(Discrete Fourier Transform) 로 설계하는 방법을 제공한다.
상기 디코더는 DST7을 1차원 DFT 또는 2차원 DFT를 통해 구현할 수 있다.
또한, 상기 디코더는 다양한 스케일링 방법을 적용하여 DST7을 정수 연산만으로 구현할 수 있다.
또한, 상기 디코더는 DFT를 이용한 DST7 구현 방법과 정수 연산만으로 DST7을 구현하는 방법을 통해, 길이 8, 16, 32의 DST7을 설계할 수 있다.
일실시예로, 상기 디코더는 변환 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도하고, DST7 또는 DCT8 을 이용하여 현재 블록에 대해 수직 또는 수평 방향으로 역방향 변환을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고, 상기 수평 변환 및 상기 수직 변환은 상기 DST7 또는 상기 DCT8 중 어느 하나에 대응될 수 있다.
일실시예로, 상기 DST7 에 33-point DFT(Discrete Fourier Transform)가 적용될 때, 상기 DST7의 한 행 또는 한 열에 대해 2개의 부분 벡터 신호들로 구분하는 단계; 및 상기 2개의 부분 벡터 신호들에 대해 11-point DFT type 1 또는 11-point DFT type 2를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예로, 상기 DST7의 한 행 또는 한 열이 src[0...15]로 표현될 때, 상기 2개의 부분 벡터 신호들은 src[0...4] 및 src[5...15] 로 구분될 수 있다.
일실시예로, 상기 DST7 에 65-point DFT(Discrete Fourier Transform)가 적용될 때, 상기 DST7의 한 행 또는 한 열에 대해 3개의 부분 벡터 신호들로 구분하는 단계; 및 상기 3개의 부분 벡터 신호들에 대해 13-point DFT type 1 또는 13-point DFT type 2를 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예로, 상기 DST7의 한 행 또는 한 열이 src[0...31]로 표현될 때, 상기 3개의 부분 벡터 신호들은 src[0...5], src[6...18] 및 src[19...31] 로 구분될 수 있다.
일실시예로, 상기 3개의 부분 벡터 신호들 중, src[0...5] 에는 13-point DFT type 1이 적용되고, 상기 src[6...18] 및 src[19...31] 에는 13-point DFT type 2 가 적용될 수 있다.
일실시예로, 16x16 DST7 에서 필요한 1차원 33-point DFT 및 32x32 DST7 에서 필요한 1차원 65-point DFT 는 더 짧은 DFT 를 갖는 동등한 2차원 DFTs로 분해될 수 있다. 이와 같이, DST7을 DFT 에 의해 실행함으로써 중복 계산을 제거하고 저복잡도 DST7을 디자인할 수 있다.
그리고, 상기 디코더는 상기 수평 변환을 이용하여 수평 방향으로 역방향 변환을 수행할 수 있다(S3050). 여기서, 상기 수평 변환은 DCT8 에 대응될 수 있다. 즉, 상기 디코더는 상기 역양자화된 변환 계수 블록에 대해 역방향 DCT8 을 적용할 수 있다.
본 실시예에서는, 수직 변환을 적용한 후 수평 변환을 적용하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 수평 변환을 먼저 적용한 후 수직 변환을 적용할 수 있다.
일실시예로, 상기 수평 변환과 상기 수직 변환의 조합는 상기 도 6의 실시예들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 디코더는 S3050 단계를 통해 레지듀얼 블록을 생성하고, 상기 레지듀얼 블록과 예측 블록을 더하여 복원 블록을 생성한다.
이하에서는, 본 명세서에서 제안하는 실시예에 따른 변환 프로세스 전반을 설명한다. 즉, 이하에서 설명하는 변환 프로세스는 앞서 도 1 내지 도 30에서 설명한 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 디코더는 변환 프로세스를 수행함으로써 현재 변환 블록의 잔차 샘플(또는 잔차 샘플 배열)을 유도할 수 있다. 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따른 변환 프로세스는 인코더에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 변환 프로세스는 다음의 변수(또는 표기, 파라미터)들 중 적어도 하나 이상을 입력으로 할 수 있다.
- 현재 픽쳐의 좌상단 루마 샘플(top left luma sample)을 기준으로 하는 현재 루마 변환 블록의 좌상단 루마 샘플(또는 좌상단 루마 샘플의 좌표, 위치)을 나타내는 루마 위치 ( xTbY, yTbY ),
여기서, xTbY는 현재 루마 변환 블록의 좌상단 루마 샘플의 수평 방향 좌표를 나타내고, yTbY는 현재 루마 변환 블록의 좌상단 루마 샘플의 수직 방향 좌표를 나타낸다.
- 현재 변환 블록의 수평 크기(horizontal size)(또는 너비(width))를 나타내는 변수 hTbS
- 현재 변환 블록의 수직 크기(vertical size)(또는 높이(height))를 나타내는 변수 vTbS
- 현재 블록의 색차 성분(colour component)을 나타내는 변수 cIdx
- 요소 d[ x ][ y ]를 가지는 (hTbS)x(vTbS) 역양자화된 변환 계수 배열
그리고, 상기 변환 프로세스는 요소 r[ x ][ y ]를 가지는 (hTbS)x(vTbS) 잔차 샘플 배열을 출력으로 할 수 있다.
만약, cIdx 값이 0인 경우, 변환 계수의 최소값(coeffMin)은 루마 성분 계수의 최소값(CoeffMinY)으로 설정되고, 변환 계수의 최대값(coeffMax)은 루마 성분 계수의 최대값(CoeffMaxY)으로 설정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 변환 계수의 최소값은 색차 성분 계수의 최소값(CoeffMinC)으로 설정되고, 변환 계수의 최대값은 색차 성분 계수의 최대값(CoeffMaxC)으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 인코더/디코더는 현재 변환 블록에 MTS가 적용되는지 여부를 지시하는 MTS 신택스(또는 신택스 요소)를 기반으로 현재 변환 블록의 일차 변환(또는 코어 변환)에 이용되는 수평 방향 및/또는 수직 방향의 변환 타입(또는 변환 커널)을 유도할 수 있다. 일 예로, 상기 유도되는 변환 타입은 현재 변환 블록의 예측 모드, 상기 현재 변환 블록의 너비/높이, 상기 MTS 신택스 또는 cIdx 중 적어도 하나를 이용하여 유도될 수 있다.
본 발명에서, MTS가 적용되는 경우와 그렇지 않은 경우를 구분하여 설명하나, 본 발명이 이러한 표현에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, MTS의 적용 여부는 미리 정의된 특정 변환 타입(기본 변환 타입, 디폴트 변환 타입 등으로 지칭될 수 있다) 이외의 다른 변환 타입을 사용하는지 여부와 동일한 의미일 수 있다. 만약 MTS가 적용되는 경우, 기본 변환 타입 이외의 다른 변환 타입(예컨대, 복수의 변환 타입들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합된 변환 타입)이 변환에 이용되고, MTS가 적용되지 않는 경우, 기본 변환 타입이 변환에 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 기본 변환 타입은 DCT2로 설정(또는 정의)될 수 있다.
일 예로서, 현재 변환 블록에 MTS가 적용되는지 여부를 지시하는 MTS 플래그 신택스와 MTS가 적용되는 경우 상기 현재 블록에 적용되는 변환 타입을 지시하는 MTS 인덱스 신택스가 개별적으로 인코더로부터 디코더로 전송될 수도 있고, 다른 일 예로서, 현재 변환 블록에 MTS가 적용되는지 여부 및 MTS가 적용되는 경우 상기 현재 블록에 적용되는 변환 타입을 모두 포함하는 신택스(예를 들어, MTS 인덱스)가 인코더로부터 디코더로 전송될 수도 있다. 즉, 후자의 실시예에서, 상술한 기본 변환 타입을 포함하는 전체 변환 타입 그룹(또는 변환 타입 셋) 내에서 현재 변환 블록(또는 유닛)에 적용되는 변환 타입을 지시하는 신택스(또는 신택스 요소)가 인코더로부터 디코더로 전송될 수 있다. 따라서, 그 표현에도 불구하고 현재 변환 블록에 적용되는 변환 타입을 지시하는 신택스(MTS 인덱스)는 MTS 적용 여부에 관한 정보를 포함할 수 있다. 다시 말해, 후자의 실시예에서 MTS 플래그 없이 MTS 인덱스만 시그널링될 수 있어, 이 경우는 MTS에 DCT2가 포함되는 것으로 해석할 수 있으나, 이하 명세서에서는 DCT2를 적용하는 경우를 MTS를 적용하지 않는 것으로 기술하며, 그럼에도 불구하고 MTS에 관한 기술적 범위는 해당 정의 내용에 한정되지 않는다.
또한, 전술한 바와 같이, MTS는 적어도 2개 이상의 변환 타입을 이용할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, DCT2, DST7, DCT8 총 3개의 변환 타입이 이용되는 경우를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 실시예로서, 상기 변환 타입을 지시하기 위하여 0(DCT2), 1(DST7), 2(DCT8)의 인덱스가 할당될 수 있다.
일 실시예에서, 현재 변환 블록에 MTS가 적용되는지 여부를 지시하는 MTS 신택스 값이 0인 경우, 상기 변환 타입은 0으로 설정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 변환 타입은 다음의 표 26에 따라 유도될 수 있다. 다시 말해, 상기 MTS 신택스 값이 0인 경우, 상기 변환 타입은 0으로 설정되고, 그렇지 않은 경우, 상기 변환 타입은 수평/수직 방향 각각에 대하여 1 또는 2로 설정될 수 있다.
표 26을 참조하면, 일 실시예에서, MTS 적용 여부를 지시하는 신택스(즉, MTS 플래그)가 먼저 파싱될 수 있다. 만약, MTS가 적용되지 않는 경우, 현재 변환 블록의 변환 타입은 0으로 결정될 수 있다. MTS가 적용되는 경우, 수평/수직 방향에 대하여 변환 타입(TrType)을 지시하는 신택스(또는 신택스 요소)가 파싱될 수 있다. MTS가 적용되는 경우, 수평/수직 방향에 적용되는 변환 타입은 1 또는 2로 결정될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 전술한 바와 같이 기본 변환 타입을 포함하는 전체 변환 타입 그룹 내에서 현재 변환 블록에 적용되는 변환 타입을 지시하는 신택스(즉, MTS 인덱스)가 전송될 수도 있다. 이러한 경우, 상기 표 26과 다르게, MTS 플래그 파싱없이 MTS 인덱스에 기초하여, MTS가 적용되는 경우 및 그렇지 않은 경우의 변환 타입이 다음의 표 27과 같이 결정될 수 있다.
표 27을 참조하면, MTS 인덱스가 0인 경우, MTS는 적용되지 않을 수 있다. 이 경우, 수평/수직 방향에 적용되는 변환 타입은 0으로 결정(또는 설정)될 수 있다. 한편, MTS 인덱스가 0이 아닌 경우, MTS가 적용될 수 있다. 이 경우, 표 27과 같이 MTS 인덱스 값에 따라, 수평/수직 방향에 적용되는 변환 타입은 1 또는 2로 결정(또는 설정)될 수 있다.
상술한 방법에 따라 수평/수직 방향의 변환 타입이 결정되면, 잔차 샘플의 (hTbS)x(vTbS) 배열은 다음의 방법으로 유도될 수 있다.
첫 번째로, 역양자화된 변환 계수 d[ x ][ y ] (이때, x = 0..hTbS - 1, y = 0..vTbS - 1)의 각각의 열(즉, 수직 방향)은 각각의 열에 대한 일차원의 변환 프로세스를 호출함으로써, e[ x ][ y ] (이때, x = 0..hTbS - 1, y = 0..vTbS - 1)으로 (역)변환될 수 있다. 상기 e[ x ][ y ] 은 수직 방향으로 역변환된 계수(또는 리스트)를 나타낸다. 상기 일차원의 변환 프로세스는 현재 변환 블록의 높이, 역양자화된 변환 계수의 열(또는 리스트) d[ x ][ y ], 수직 방향 변환 타입을 입력으로 하고, 상기 e[ x ][ y ] (y = 0..vTbS - 1)을 출력으로 할 수 있다.
두 번째로, 중간 샘플 값(intermediate sample value) g[ x ][ y ] (이때, x = 0..hTbS - 1, y = 0..vTbS - 1)은 다음의 수학식 59를 이용하여 유도될 수 있다.
수학식 59를 참조하면, 수직 방향으로 역변환이 수행된 이후의 중간 샘플 값(또는 중간 변환 계수 값)은 스케일링된 e[ x ][ y ] 값이 미리 정의된 계수의 최소값(coeffMin)과 계수의 최대값(coeffMax) 사이에서 클리핑된 값으로 결정될 수 있다.
세 번째로, 결과 배열(즉, 중간 샘플) g[ x ][ y ] (이때, x = 0..hTbS - 1, y = 0..vTbS - 1)의 각각의 행(즉, 수평 방향)은 각각의 행에 대한 일차원의 변환 프로세스를 호출함으로써, r[ x ][ y ] (이때, x = 0..hTbS - 1, y = 0..vTbS - 1)으로 (역)변환될 수 있다. 상기 r[ x ][ y ] 은 수평 방향으로 역변환된 계수(또는 리스트)를 나타낸다. 상기 일차원의 변환 프로세스는 현재 변환 블록의 너비, 중간 샘플 배열의 행(또는 리스트) g[ x ][ y ], 수평 방향 변환 타입을 입력으로 하고, 상기 r[ x ][ y ] (x = 0..hTbS - 1)을 출력으로 할 수 있다.
이하에서는, 수평 또는 수직 방향으로 적용되는 일차원의 변환 프로세스를 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 일차원의 변환 프로세스는 수평 또는 수직 방향으로 적용될 수 있다.
만약, 열(즉, 수직 방향)에 대한 일차원의 프로세스가 호출된 경우, 일차원의 변환 프로세스는 다음의 변수(또는 표기, 파라미터)들을 입력으로 할 수 있다.
- 스케일링된(또는 역양자화된) 변환 계수(또는 변환 블록)의 수직 크기(vertical size)(또는 높이(height))를 나타내는 변수 vTbS
- 요소 x[j] (j = 0..nTbs - 1)를 가지는 스케일링된 변환 계수 x의 리스트
- 변환 타입 변수 trType
그리고, 상기 열에 대한 일차원의 변환 프로세스는 요소 y[i] (i = 0..nTbs - 1)를 가지는 역변환된 샘플의 리스트를 출력으로 할 수 있다.
반면에, 행(즉, 수평 방향)에 대한 일차원의 프로세스가 호출된 경우, 일차원의 변환 프로세스는 다음의 변수(또는 표기, 파라미터)들을 입력으로 할 수 있다.
- 스케일링된(또는 역양자화된) 변환 계수(또는 변환 블록)의 수평 크기(horizontal size)(또는 너비(width))를 나타내는 변수 hTbS
- 요소 x[j] (j = 0..nTbs - 1)를 가지는 스케일링된 변환 계수 x의 리스트
- 변환 타입 변수 trType
그리고, 상기 행에 대한 일차원의 변환 프로세스는 요소 y[i] (i = 0..nTbs - 1)를 가지는 역변환된 샘플의 리스트를 출력으로 할 수 있다.
실시예로서, 변환 타입의 값에 따라 다음과 같이 변환 매트릭스가 적용될 수 있다.
만약, 변환 타입이 0인 경우, 스케일링된 변환 계수 리스트에 대하여 다음의 수학식 60이 적용될 수 있다.
수학식 60을 참조하면, 현재 변환 블록에 적용되는 변환 타입이 0인 경우, 미리 정의된 변환 매트릭스가 적용될 수 있다. 일 예로서, 변환 타입이 0인 경우, 변환 매트릭스는 다음의 표 28과 같이 정의될 수 있다.
만약, 변환 타입이 0이 아닌 경우, 스케일링된 변환 계수 리스트에 대하여 다음의 수학식 61이 적용될 수 있다.
수학식 61을 참조하면, 현재 변환 블록에 적용되는 변환 타입이 0이 아닌 경우(즉, 1 또는 2인 경우), 미리 정의된 변환 매트릭스가 적용될 수 있다.
일 예로서, 상기 변환 타입이 1인 경우, 4x4 변환 매트릭스는 다음의 표 29와 같이 정의될 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 변환 타입이 1인 경우, 8x8 변환 매트릭스는 다음의 표 30과 같이 정의될 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 변환 타입이 1인 경우, 16x16 변환 매트릭스는 다음의 표 31과 같이 정의될 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 변환 타입이 1인 경우, 32x32 변환 매트릭스는 다음의 표 32과 같이 정의될 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 변환 타입이 2인 경우, 4x4 변환 매트릭스는 다음의 표 33과 같이 정의될 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 변환 타입이 2인 경우, 8x8 변환 매트릭스는 다음의 표 34과 같이 정의될 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 변환 타입이 2인 경우, 16x16 변환 매트릭스는 다음의 표 35과 같이 정의될 수 있다.
또한, 일 예로서, 상기 변환 타입이 2인 경우, 32x32 변환 매트릭스는 다음의 표 36과 같이 정의될 수 있다.
이하에서는, 이상에서 제안하는 방법들이 적용될 수 있는 신택스 구조를 예로 들어 설명한다. 일 실시예에서, 다음의 표 37과 같은 상위 레벨 신택스 구조가 정의될 수 있다.
표 37을 참조하면, 시퀀스 파라미터 셋 신택스를 예시한다. 인코더는 상기 신택스 파라미터 셋을 통해 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 신택스 요소를 시그널링 할 수 있다. 시퀀스 파라미터 셋은 일 예로서, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상술한 신택스 요소는 비디오 파라미터 셋, 픽쳐 파라미터 셋, 슬라이스 헤더 등을 통해 시그널링될 수도 있다.
구체적으로, mts_intra_enabled_flag가 1인 경우, MTS의 적용 여부를 지시하는 신택스 요소(예를 들어, mts_cu_flag, mts_tu_idx, mts_cu_idx)가 인트라 블록에 대한 레지듀얼 코딩 신택스 또는 변환 코딩 신택스에 존재할 수 있음을 나타낸다. mts_intra_enabled_flag가 0인 경우, MTS의 적용 여부를 지시하는 신택스 요소가 인트라 블록에 대한 레지듀얼 코딩 신택스 또는 변환 코딩 신택스에 존재하지 않음을 나타낸다.
또한, mts_inter_enabled_flag가 1 인 경우, MTS의 적용 여부를 지시하는 신택스 요소가 인터 블록에 대한 레지듀얼 코딩 신택스 또는 변환 코딩 신택스에 존재할 수 있음을 나타낸다. mts_inter_enabled_flag가 0인 경우, MTS의 적용 여부를 지시하는 신택스 요소가 인터 블록에 대한 레지듀얼 코딩 신택스 또는 변환 코딩 신택스에 존재하지 않음을 나타낸다.
일 실시예에서, 다음의 표 38과 같은 변환 유닛 신택스 구조가 정의될 수 있다.
표 38을 참조하면, 현재 변환 블록에 대하여 MTS가 이용 가능하고, 현재 변환 블록의 너비 및 높이가 미리 정의된 최대 크기 보다 작거나 같은 경우, mts_cu_flag 신택스 요소를 파싱한다. mts_cu_flag는 연관된 변환 블록에 MTS를 적용할지 여부를 나타낸다. mts_cu_flag가 1인 경우, 현재 변환 유닛의 레지듀얼 샘플에 MTS가 적용됨을 나타낸다. mts_cu_flag가 0인 경우, 현재 변환 유닛의 레지듀얼 샘플에 MTS가 적용되지 않음을 나타낸다. maxSizeMts 변수는 MTS가 적용되는 변환 블록의 최대 크기를 나타낸다.
일 실시예에서, 다음의 표 39과 같은 레지듀얼 코딩 신택스 구조가 정의될 수 있다.
표 39를 참조하면, mts_hor_mode는 현재 변환 유닛의 수평 방향을 따라 레지듀얼 샘플에 적용되는 변환 타입(또는 변환 커널)을 나타낸다. mts_hor_mode가 0인 경우, DST7 변환 커널이 현재 변환 유닛의 수평 방향을 따라 레지듀얼 샘플에 적용됨을 나타낸다. mts_hor_mode가 1인 경우, DCT8 변환 커널이 현재 변환 유닛의 수평 방향을 따라 레지듀얼 샘플에 적용됨을 나타낸다.
mts_ver_mode는 현재 변환 유닛의 수직 방향을 따라 레지듀얼 샘플에 적용되는 변환 타입(또는 변환 커널)을 나타낸다. mts_ver_mode가 0인 경우, DST7 변환 커널이 현재 변환 유닛의 수직 방향을 따라 레지듀얼 샘플에 적용됨을 나타낸다. mts_ver_mode가 1인 경우, DCT8 변환 커널이 현재 변환 유닛의 수직 방향을 따라 레지듀얼 샘플에 적용됨을 나타낸다.
수평 및 수직 방향에 대한 변환 타입(또는 변환 커널)을 나타내는 변수 MtsMode [x] [y]는 x = x0..x0 + cbWidth-1 및 y = y0..y0 + cbHeight - 1에 대해 다음의 표 40에 정의된 mts_hor_mode 및 mts_ver_mode으로부터 유도될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 설명의 편의상 일부 실시예들을 구분하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 앞서 설명한 실시예들은 각각 독립적으로 수행될 수도 있고, 하나 이상의 여러 실시예가 조합되어 수행될 수도 있다.
도 31은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 복호화하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 31을 참조하면, 디코더는 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용되는지 여부를 나타내는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱한다(S3101). 여기서, 상기 MTS는 상기 현재 블록에 미리 정의된 기본 변환 타입(default transform type) 이외의 다른 변환 타입을 사용하는 변환 모드를 나타낸다.
디코더는 상기 현재 블록에 대하여 역양자화를 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height)를 갖는(with) 역양자화된 변환 계수 배열을 유도한다(S3102).
디코더는 상기 제1 신택스 요소에 기초하여 상기 현재 블록의 수직 방향에 적용되는 수직 변환 타입 및 수평 방향에 적용되는 수평 변환 타입을 결정한다(S3103).
디코더는 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입을 이용하여, 상기 역양자화된 변환 계수 배열에 대하여 역변환을 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비 및 높이를 갖는 레지듀얼 샘플 배열을 유도한다(S3104).
실시예로서, 상기 기본 변환 타입은 DCT2로 설정되고, 상기 기본 변환 타입 이외의 나머지 변환 타입은 DST7 및 DCT8로 설정될 수 있다.
실시예로서, 상기 제1 신택스 요소가 상기 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용되지 않음을 나타내는 경우, 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입은 상기 DCT2로 결정되고, 상기 제1 신택스 요소가 상기 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용됨을 나타내는 경우, 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입은 각각 상기 DST7 및 상기 DCT8 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
실시예로서, 인트라 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 제2 신택스 요소 및 인터 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 3 신택스 요소를 파싱하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 신택스 요소가 1인 경우 상기 인트라 코딩 블록에 대한 변환 유닛 신택스에 상기 제1 신택스 요소가 존재하고, 상기 제3 신택스 요소가 1인 경우 상기 인터 코딩 블록에 대한 변환 유닛 신택스에 상기 제1 신택스 요소가 존재할 수 있다.
실시예로서, 상기 레지듀얼 샘플 배열을 유도하는 단계는, 상기 수직 변환 타입을 이용하여 상기 역양자화된 변환 계수 배열의 각각의 열에 대한 수직 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계; 및 상기 수평 변환 타입을 이용하여 상기 각각의 열에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 출력된 중간 샘플 배열(intermediate sample array)의 각각의 행에 대한 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예로서, 상기 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계는, 상기 각각의 열에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 출력된 중간 샘플 값을 미리 정의된 계수의 최소값 및 최대값에 기초하여 클리핑하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 32은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 복호화하는 장치를 예시하는 도면이다.
도 32를 참조하면, 비디오 신호 복호화 장치는 앞서 도 4내지 도 31에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 상기 장치는 신택스 요소 파싱부(3201), 역양자화된 변환 계수 유도부(3202), 변환 타입 결정부(3203), 레지듀얼 샘플 유도부(3204)를 포함하여 구성될 수 있다.
신택스 요소 파싱부(3201)는 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용되는지 여부를 나타내는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱한다. 여기서, 상기 MTS는 상기 현재 블록에 미리 정의된 기본 변환 타입(default transform type) 이외의 다른 변환 타입을 사용하는 변환 모드를 나타낸다.
역양자화된 변환 계수 유도부(3202)는 상기 현재 블록에 대하여 역양자화를 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비(width) 및 높이(height)를 갖는(with) 역양자화된 변환 계수 배열을 유도한다.
변환 타입 결정부(3203)는 상기 제1 신택스 요소에 기초하여 상기 현재 블록의 수직 방향에 적용되는 수직 변환 타입 및 수평 방향에 적용되는 수평 변환 타입을 결정한다.
레지듀얼 샘플 유도부(3204)는 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입을 이용하여, 상기 역양자화된 변환 계수 배열에 대하여 역변환을 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비 및 높이를 갖는 레지듀얼 샘플 배열을 유도한다.
실시예로서, 상기 기본 변환 타입은 DCT2로 설정되고, 상기 기본 변환 타입 이외의 나머지 변환 타입은 DST7 및 DCT8로 설정될 수 있다.
실시예로서, 상기 제1 신택스 요소가 상기 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용되지 않음을 나타내는 경우, 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입은 상기 DCT2로 결정되고, 상기 제1 신택스 요소가 상기 현재 블록의 역변환에 상기 MTS가 적용됨을 나타내는 경우, 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입은 각각 상기 DST7 및 상기 DCT8 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
실시예로서, 상기 신택스 요소 파싱부는 인트라 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 제2 신택스 요소 및 인터 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 3 신택스 요소를 파싱하고, 상기 제2 신택스 요소가 1인 경우 상기 인트라 코딩 블록에 대한 변환 유닛 신택스에 상기 제1 신택스 요소가 존재하고, 상기 제3 신택스 요소가 1인 경우 상기 인터 코딩 블록에 대한 변환 유닛 신택스에 상기 제1 신택스 요소가 존재할 수 있다.
실시예로서, 상기 레지듀얼 샘플 유도부(3204)는, 상기 수직 변환 타입을 이용하여 상기 역양자화된 변환 계수 배열의 각각의 열에 대한 수직 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하고, 상기 수평 변환 타입을 이용하여 상기 각각의 열에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 출력된 중간 샘플 배열(intermediate sample array)의 각각의 행에 대한 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행할 수 있다.
실시예로서, 상기 레지듀얼 샘플 유도부(3204)는, 상기 각각의 열에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 출력된 중간 샘플 값을 미리 정의된 계수의 최소값 및 최대값에 기초하여 클리핑할 수 있다.
도 33은 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
비디오 코딩 시스템은 소스 디바이스(source device) 및 수신 디바이스(receiving device)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스(video source), 인코딩 장치(encoding apparatus), 전송부(transmitter)를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부(receiver), 디코딩 장치(decoding apparatus) 및 렌더러(renderer)를 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 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘레멘트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 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 34는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
도 34를 참조하면, 본 발명이 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 발명이 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.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 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 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 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 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 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 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
Claims (4)
- MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 복호화하는 방법에 있어서,
상기 비디오 신호로부터 SPS(sequence parameter set) 및 제1 신택스 요소(syntax element)를 획득하는 단계, 여기서, 상기 제1 신택스 요소는 변환 설정 그룹 내 복수개의 변환 조합들 중 하나에 대응되는 MTS 인덱스를 포함하고, 상기 MTS는 복수개의 변환 조합들로부터 선택되는 변환 조합에 기초하여 수행되는 변환 방식을 나타냄;
현재 블록에 대하여 역양자화를 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비 및 높이를 갖는 역양자화된 변환 계수 배열을 유도하는 단계;
상기 제1 신택스 요소에 기초하여 상기 현재 블록의 수직 방향에 적용되는 수직 변환 타입 및 수평 방향에 적용되는 수평 변환 타입을 결정하는 단계; 및
상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입에 기초하여, 상기 역양자화된 변환 계수 배열에 대하여 역변환을 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비 및 높이를 갖는 레지듀얼 샘플 배열을 유도하는 단계를 포함하되,
상기 SPS는 인트라 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 제2 신택스 요소 및 인터 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 제3 신택스 요소를 포함하고,
상기 레지듀얼 샘플 배열을 유도하는 단계는,
상기 수직 변환 타입에 기초하여 상기 역양자화된 변환 계수 배열의 각각의 열에 대한 수직 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계; 및
상기 수평 변환 타입에 기초하여 상기 각각의 열에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 출력된 중간 샘플 배열(intermediate sample array)의 각각의 행에 대한 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계를 더 포함하고,
상기 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계는,
미리 정의된 계수의 최소값 및 최대값에 기초하여 상기 각각의 열에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 출력된 중간 샘플 값을 클리핑하는 단계를 더 포함하고,
상기 복수개의 변환 조합들은 제1 타입, 제2 타입 또는 제3 타입 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제1 타입, 상기 제2 타입 및 상기 제3 타입은 서로 다른 것을 특징으로 하는 비디오 신호 복호화 방법. - MTS(Multiple Transform Selection)를 기반으로 비디오 신호를 부호화하는 방법에 있어서,
레지듀얼 샘플 배열을 생성하는 단계;
현재 블록의 수직 방향에 적용되는 수직 변환 타입 및 수평 방향에 적용되는 수평 변환 타입을 결정하는 단계;
상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입에 기초하여 상기 현재 블록에 대해 변환을 수행하는 단계;
제1 신택스 요소를 생성하는 단계, 여기서 상기 제1 신택스 요소는 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입을 포함하는 변환 조합에 대응되는 MTS 인덱스를 포함하고, 상기 MTS는 복수개의 변환 조합들로부터 선택되는 변환 조합에 기초하여 수행되는 변환 방식을 나타냄;
상기 현재 블록에 대하여 양자화를 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비 및 높이를 갖는 양자화된 변환 계수 배열을 유도하는 단계; 및
상기 현재 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계를 포함하되,
상기 비디오 신호는 SPS(sequence parameter set)를 포함하고,
상기 SPS는 인트라 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 제2 신택스 요소 및 인터 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 제3 신택스 요소를 포함하고
상기 레지듀얼 샘플 배열을 생성하는 단계는,
상기 수평 변환 타입에 기초하여 중간 샘플 배열(intermediate sample array)의 각각의 행에 대한 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계; 및
상기 수직 변환 타입에 기초하여 상기 양자화된 변환 계수 배열의 각각의 열에 대한 수직 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계는,
미리 정의된 계수의 최소값 및 최대값에 기초하여 중간 샘플 값을 클리핑하는 단계를 포함하고,
상기 복수개의 변환 조합들은 제1 타입, 제2 타입 또는 제3 타입 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제1 타입, 상기 제2 타입 및 상기 제3 타입은 서로 다른 것을 특징으로 하는 비디오 신호 부호화 방법. - 제2항의 비디오 신호 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
- 영상에 대한 데이터의 전송 방법에 있어서, 상기 영상에 대한 비트스트림을 획득하되, 상기 비트스트림은 레지듀얼 샘플 배열을 생성하는 단계, 현재 블록의 수직 방향에 적용되는 수직 변환 타입 및 수평 방향에 적용되는 수평 변환 타입을 결정하는 단계, 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입에 기초하여 상기 현재 블록에 대해 변환을 수행하는 단계, 제1 신택스 요소를 생성하는 단계, 여기서 상기 제1 신택스 요소는 상기 수직 변환 타입 및 상기 수평 변환 타입을 포함하는 변환 조합에 대응되는 MTS 인덱스를 포함하고, 상기 MTS는 복수개의 변환 조합들로부터 선택되는 변환 조합에 기초하여 수행되는 변환 방식을 나타냄, 상기 현재 블록에 대하여 양자화를 수행함으로써 상기 현재 블록의 너비 및 높이를 갖는 양자화된 변환 계수 배열을 유도하는 단계 및 상기 현재 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계를 기반으로 생성되는 단계; 및
상기 비트스트림을 포함하는 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 비디오 신호는 SPS(sequence parameter set)를 포함하고,
상기 SPS는 인트라 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 제2 신택스 요소 및 인터 코딩 블록에 대하여 상기 MTS가 이용 가능한지 여부를 나타내는 제3 신택스 요소를 포함하고,
상기 레지듀얼 샘플 배열을 생성하는 단계는,
상기 수평 변환 타입에 기초하여 중간 샘플 배열(intermediate sample array)의 각각의 행에 대한 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계; 및
상기 수직 변환 타입에 기초하여 상기 양자화된 변환 계수 배열의 각각의 열에 대한 수직 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계를 포함하고,
상기 수평 방향의 일차원 변환 프로세스를 수행하는 단계는,
미리 정의된 계수의 최소값 및 최대값에 기초하여 중간 샘플 값을 클리핑하는 단계를 포함하고,
상기 복수개의 변환 조합들은 제1 타입, 제2 타입 또는 제3 타입 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 제1 타입, 상기 제2 타입 및 상기 제3 타입은 서로 다른 것을 특징으로 하는 전송 방법
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201862716355P | 2018-08-08 | 2018-08-08 | |
| US62/716,355 | 2018-08-08 | ||
| PCT/KR2019/009990 WO2020032632A1 (ko) | 2018-08-08 | 2019-08-08 | 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 |
| KR1020217007048A KR102509578B1 (ko) | 2018-08-08 | 2019-08-08 | 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020217007048A Division KR102509578B1 (ko) | 2018-08-08 | 2019-08-08 | 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230037707A true KR20230037707A (ko) | 2023-03-16 |
Family
ID=69415016
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237008274A KR20230037707A (ko) | 2018-08-08 | 2019-08-08 | 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 |
| KR1020217007048A KR102509578B1 (ko) | 2018-08-08 | 2019-08-08 | 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020217007048A KR102509578B1 (ko) | 2018-08-08 | 2019-08-08 | 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US11412242B2 (ko) |
| EP (1) | EP3836551A4 (ko) |
| KR (2) | KR20230037707A (ko) |
| CN (5) | CN116866578A (ko) |
| WO (1) | WO2020032632A1 (ko) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023191404A1 (ko) * | 2022-03-27 | 2023-10-05 | 엘지전자 주식회사 | 적응적 mts에 기반한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장하는 기록 매체 |
| WO2023191332A1 (ko) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 현대자동차주식회사 | 적응적 다중변환선택을 이용하는 비디오 코딩을 위한 방법 및 장치 |
| CN114900703A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-08-12 | 中南大学 | 一种通用视频编码系统及数据处理方法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8526489B2 (en) * | 2007-09-14 | 2013-09-03 | General Instrument Corporation | Personal video recorder |
| KR101549913B1 (ko) | 2011-10-17 | 2015-09-03 | 주식회사 케이티 | 화면 내 예측 모드에 기초한 적응적인 변환 방법 및 이러한 방법을 사용하는 장치 |
| US20140301450A1 (en) | 2011-11-07 | 2014-10-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Inverse transformation method for clipping data of inverse quantization, inverse transformation during video decoding step, and device therefor |
| WO2014115613A1 (ja) * | 2013-01-23 | 2014-07-31 | 学校法人 早稲田大学 | 並列性の抽出方法及びプログラムの作成方法 |
| CN107231566B (zh) * | 2016-03-25 | 2020-12-18 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 一种视频转码方法、装置和系统 |
| CN113873243B (zh) * | 2016-08-31 | 2024-02-20 | 株式会社Kt | 用于对视频进行解码的方法和用于对视频进行编码的方法 |
| US10880564B2 (en) | 2016-10-01 | 2020-12-29 | Qualcomm Incorporated | Transform selection for video coding |
| KR20180085526A (ko) * | 2017-01-19 | 2018-07-27 | 가온미디어 주식회사 | 효율적 변환을 처리하는 영상 복호화 및 부호화 방법 |
| US11533508B2 (en) * | 2018-06-08 | 2022-12-20 | Kt Corporation | Method and apparatus for encoding/decoding residual data based on a plurality of transformations |
| WO2020050702A1 (ko) * | 2018-09-07 | 2020-03-12 | 주식회사 윌러스표준기술연구소 | 다중 변환 커널을 사용하는 비디오 신호 처리 방법 및 장치 |
-
2019
- 2019-08-08 KR KR1020237008274A patent/KR20230037707A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-08-08 US US17/266,407 patent/US11412242B2/en active Active
- 2019-08-08 CN CN202311022061.3A patent/CN116866578A/zh active Pending
- 2019-08-08 CN CN202311020292.0A patent/CN116866576A/zh active Pending
- 2019-08-08 CN CN202311021721.6A patent/CN116866577A/zh active Pending
- 2019-08-08 CN CN202311026212.2A patent/CN116866579A/zh active Pending
- 2019-08-08 CN CN201980066113.2A patent/CN112823524B/zh active Active
- 2019-08-08 KR KR1020217007048A patent/KR102509578B1/ko active IP Right Grant
- 2019-08-08 EP EP19846415.8A patent/EP3836551A4/en not_active Withdrawn
- 2019-08-08 WO PCT/KR2019/009990 patent/WO2020032632A1/ko unknown
-
2022
- 2022-04-08 US US17/716,772 patent/US11863778B2/en active Active
-
2023
- 2023-11-01 US US18/386,135 patent/US20240114159A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US11412242B2 (en) | 2022-08-09 |
| US11863778B2 (en) | 2024-01-02 |
| CN116866577A (zh) | 2023-10-10 |
| KR20210036397A (ko) | 2021-04-02 |
| CN116866579A (zh) | 2023-10-10 |
| CN116866578A (zh) | 2023-10-10 |
| KR102509578B1 (ko) | 2023-03-14 |
| EP3836551A1 (en) | 2021-06-16 |
| WO2020032632A1 (ko) | 2020-02-13 |
| CN112823524B (zh) | 2023-09-01 |
| US20210329281A1 (en) | 2021-10-21 |
| CN116866576A (zh) | 2023-10-10 |
| US20220295085A1 (en) | 2022-09-15 |
| US20240114159A1 (en) | 2024-04-04 |
| CN112823524A (zh) | 2021-05-18 |
| EP3836551A4 (en) | 2022-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102504694B1 (ko) | 축소된 변환을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치 | |
| KR102599446B1 (ko) | 인트라 예측 모드에 기초하여 변환 인덱스 코딩을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치 | |
| KR102631119B1 (ko) | 축소된 2차 변환을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치 | |
| AU2021258067B2 (en) | Method and apparatus for configuring transform for video compression | |
| KR102526578B1 (ko) | 이차 변환을 기반으로 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치 | |
| KR102555966B1 (ko) | 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치 | |
| KR20230145220A (ko) | 영상 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치 | |
| KR102509578B1 (ko) | 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 | |
| KR20180136974A (ko) | 임의 파티션 변환에 기초하여 비디오 신호를 처리하는 방법 | |
| KR102664785B1 (ko) | 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치 | |
| KR20240075908A (ko) | 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치 | |
| WO2019231292A1 (ko) | 저복잡도 dst7을 설계하는 방법 및 장치 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A107 | Divisional application of patent | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |