KR20230058166A - 개선된 인트라 예측을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

현재 블록과 연관된 플래그 정보는 코딩된 정보에서 획득되며, 이는 현재 블록이 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측되는지를 지시한다. 플래그 정보가 참인 것에 응답하여, 현재 블록의 이웃 샘플에 기반하여 복수의 후보 인트라 모드가 결정된다. 코딩된 정보에 포함된 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 현재 블록의 제1 인트라 모드가 결정된다. 제1 신택스 엘리먼트는 MPM(most probable mode) 리스트 및 MPM 나머지 중에서 현재 블록의 제1 인트라 모드를 지시한다. 제1 인트라 모드 및 복수의 후보 인트라 모드에 기반하여 현재 블록의 제2 인트라 모드가 결정된다. 현재 블록이 제1 인트라 모드와 제2 인트라 모드에 기반하여 재구성된다.

Description

개선된 인트라 예측을 위한 방법 및 장치
본 출원은 2021년 8월 11일에 출원되고 명칭이 "인트라 예측에 대한 개선"인 미국 가출원 번호 제63/231,998호 및 2021년 8월 2일에 출원되고 명칭이 "인트라 예측에 대한 개선"인 미국 가출원 번호 제63/228,369호에 대한 우선권을 주장하는, 2022년 7월 29일에 출원되고 명칭이 "개선된 인트라 예측을 위한 방법 및 장치"인 미국 출원 번호 제17/877,802호에 대한 우선권을 주장한다. 선행 출원의 전체 개시된 내용은 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
본 개시는 일반적으로 비디오 코딩에 관련된 실시예를 설명한다.
여기에서 제공된 배경 설명은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 것이다. 현재 명명된 발명가의 작업은 이 배경 섹션에 설명된 한도 내에서 그리고 본 출원의 당시 선행 기술로 자격이 없는 설명의 측면은 명시적으로나 묵시적으로 본 개시의 선행 기술로 인정되지 않는다.
비디오 코딩 및 디코딩은 모션 보상과 함께 인터 픽처 예측(inter-picture prediction)을 사용하여 수행될 수 있다. 압축되지 않은 디지털 비디오는 일련의 픽처를 포함할 수 있으며, 각 픽처는 예를 들어 1920×1080 휘도 샘플 및 관련 색차 샘플의 공간 차원을 갖는다. 일련의 픽처는 예를 들어 초당 60개의 픽처 또는 60Hz의 가변 픽처 레이트(rate)(비공식적으로 프레임 레이트라고도 알려짐)를 가질 수 있다. 압축되지 않은 비디오에는 특정 비트레이트 요건이 있다. 예를 들어, 샘플당 8비트의 1080p60 4:2:0 비디오(60Hz 프레임 레이트의 1920×1080의 휘도 샘플)는 1.5Gbit/s에 가까운 대역폭이 필요하다. 이러한 비디오 1시간에는 600GB 이상의 저장 공간이 필요하다.
비디오 코딩 및 디코딩의 한 가지 목적은 압축을 통해, 입력 비디오 신호의 중복성을 감소시키는 것일 수 있다. 압축은 앞서 언급한 대역폭 및/또는 저장 공간 요건을 경우에 따라 2배 이상으로 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 무손실 및 손실 압축, 그리고 이들의 조합이 활용될 수 있다. 무손실 압축은 압축된 원본 신호로부터 원본 신호의 정확한 사본(copy)을 재구성할 수 있는 기술을 의미한다. 손실 압축을 사용할 때, 재구성된 신호는 원본 신호와 동일하지 않을 수 있지만, 원본 신호와 재구성된 신호 간의 왜곡이 재구성된 신호가 의도된 애플리케이션에 유용할 만큼 충분히 작다. 비디오의 경우, 손실 압축이 널리 사용된다. 허용되는 왜곡의 양은 애플리케이션에 따라 다르며, 예를 들어, 특정 소비자 스트리밍 애플리케이션의 사용자는 텔레비전 배포 애플리케이션의 사용자보다 더 높은 왜곡을 허용할 수 있다. 달성 가능한 압축 비율은: 더 높은 허가/허용 왜곡이 더 높은 압축 비율을 산출하는 것을 반영할 수 있다.
비디오 인코더 및 디코더는 예를 들어 모션 보상, 변환, 양자화, 및 엔트로피 코딩을 포함하는 여러 광범위한 범주로부터의 기술을 이용할 수 있다.
비디오 코덱 기술은 인트라 코딩으로 알려진 기술을 포함할 수 있다. 인트라 코딩에서, 샘플 값은 이전에 재구성된 참조 픽처로부터의 샘플 또는 다른 데이터에 대한 참조 없이 표현된다. 일부 비디오 코덱에서, 픽처는 공간적으로 샘플 블록으로 세분화된다. 샘플의 모든 블록이 인트라 모드로 코딩될 때, 그 픽처는 인트라 픽처일 수 있다. 인트라 픽처 및 독립 디코더 리프레시 픽처와 같은 도출물은 디코더 상태를 재설정하는 데 사용될 수 있으므로, 코딩된 비디오 비트스트림 및 비디오 세션의 제1 픽처로 또는 정지 이미지로 사용될 수 있다. 인트라 블록의 샘플은 변환에 노출될 수 있으며, 변환 계수는 엔트로피 코딩 전에 양자화될 수 있다. 인트라 예측은 변환 전 도메인에서 샘플 값을 최소화하는 기술일 수 있다. 일부 경우에, 변환 후 DC 값이 더 작고 AC 계수가 더 작을수록, 엔트로피 코딩 후 블록을 나타내기 위해 주어진 양자화 단계 크기에서 필요한 비트가 더 적다.
예를 들어, MPEG-2 생성 코딩 기술로부터 알려진 것과 같은 전통적인 인트라 코딩은 인트라 예측을 사용하지 않는다. 그러나, 일부 신규 비디오 압축 기술은, 예를 들어, 공간적으로 이웃하고 디코딩 순서에서 선행하는 데이터 블록의 인코딩 및/또는 디코딩 동안 획득되는 주변 샘플 데이터 및/또는 메타데이터로부터 시도하는 기술을 포함한다. 이러한 기술은 이후 "인트라 예측(intra prediction)" 기술이라고 한다. 적어도 일부 경우에, 인트라 예측은 참조 픽처로부터의 것이 아니라 재구성 중인 현재 픽처로부터의 참조 데이터만 사용하는 것이라는 점에 유의한다.
다양한 형태의 인트라 예측이 있을 수 있다. 이러한 기술 중 하나 이상이 주어진 비디오 코딩 기술에서 사용될 수 있을 때, 사용 중인 기술은 인트라 예측 모드에서 코딩될 수 있다. 특정 경우에, 모드는 서브모드 및/또는 파라미터를 가질 수 있으며, 이들은 개별적으로 코딩되거나 모드 코드워드에 포함될 수 있다. 주어진 모드, 서브모드, 및/또는 파라미터 조합에 사용할 코드워드는 인트라 예측을 통해 코딩 효율 이득에 영향을 미칠 수 있으므로, 코드워드를 비트스트림으로 변환하는 데 사용되는 엔트로피 코딩 기술에도 마찬가지이다.
인트라 예측의 특정 모드는 H.264에 도입되었고 H.265에서 개선되었으며 JEM(Joint Explosion Model), VVC(versatile video coding) 및 BMS(benchmark set)와 같은 신규 코딩 기술에서 더욱 개선되었다. 예측기 블록이 이미 이용 가능한 샘플에 속하는 이웃 샘플 값을 사용하여 형성될 수 있다. 방향에 따라 이웃 샘플의 샘플 값이 예측기 블록에 카피된다. 사용시 방향에 대한 참조는 비트스트림에서 코딩되거나 자체적으로 예측될 수 있다.
도 1을 참조하면, 우측 하부에 도시된(depicted) 것은 H.265의 33가지 가능한 예측기 방향(predictor direction)(35개의 인트라 모드 중 33개의 각도 모드에 대응함)으로부터 알려진 9개의 예측기 방향의 서브세트이다. 화살표가 수렴하는 포인트(101)는 예측되는 샘플을 나타낸다. 화살표는 샘플이 예측되는 방향을 나타낸다. 예를 들어, 화살표(102)는 샘플(101)이 수평으로부터 45도 각도로 우측 상부에 있는 샘플 또는 샘플들로부터 예측된다는 것을 지시한다. 유사하게, 화살표(103)는 샘플(101)이 수평으로부터 22.5도 각도로 샘플(101)의 좌측 하부에 있는 샘플 또는 샘플들로부터 예측된다는 것을 지시한다.
여전히 도 1을 참조하면, 좌측 상단(top)에는 4×4 샘플의 정사각형 블록(104)(파선의 굵은 선으로 지시됨)이 도시되어 있다. 정사각형 블록(104)은 각각 Y 차원에서의 포지션(예: 행 인덱스) 및 X 차원에서의 포지션(예: 열 인덱스)인 "S"로 라벨링된 16개의 샘플을 포함한다. 예를 들어, 샘플 S21은 (상단으로부터) Y 차원의 두 번째 샘플 및 (좌측으로부터) X 차원의 첫 번째 샘플이다. 이와 유사하게, 샘플 S44는 Y 차원 및 X 차원 모두에서 블록(104)의 네 번째 샘플이다. 블록 크기가 4×4 샘플이므로 S44는 우측 하단(bottom)에 있다. 유사한 번호 매기기 체계를 따르는 참조 샘플이 추가로 도시된다(show). 참조 샘플은 블록(104)에 대한 R, 그의 Y 포지션(예: 행 인덱스) 및 X 포지션(열 인덱스)으로 라벨링된다. H.264 및 H.265 모두에서, 예측 샘플이 재구성 시 블록에 이웃하며; 따라서 음의 값이 사용될 필요가 없다.
인트라 픽처 예측은 시그널링된 예측 방향에 의해 적절하게 이웃 샘플로부터 참조 샘플 값을 카피함으로써 동작할 수 있다. 예를 들어, 코딩된 비디오 비트스트림이 이 블록에 대해 화살표(102)와 일치하는 예측 방향을 지시하는 시그널링을 포함한다고 가정하자 - 즉, 샘플이 수평으로부터 45도 각도로 우측 상부에 있는 샘플들 또는 예측 샘플로부터 예측된다. 이 경우, 샘플 S41, S32, S23, S14는 동일한 참조 샘플 R05로부터 예측된다. 그런 다음, 샘플 S44는 참조 샘플 R08로부터 예측된다.
특정 경우에, 특히 방향이 45도로 균등하게 나눠지지 않을 때; 참조 샘플을 계산하기 위해, 예를 들어 보간을 통해 다수의(multiple) 참조 샘플의 값이 조합될 수 있다.
비디오 코딩 기술이 발달함에 따라 가능한 방향의 수는 증가하고 있다. H.264(3003년)에서는 9개의 상이한 방향이 표현될 수 있다. H.265(3013년)에서는 33개로 증가했고, 공개 당시 JEM/VVC/BMS는 최대 65개의 방향을 지원할 수 있다. 가장 가능성이 높은 방향을 식별하기 위해 실험이 수행되었으며, 엔트로피 코딩의 특정 기술은 가능성이 적은 방향에 대한 특정 비트 패널티를 수용하는, 적은 수의 비트로 이러한 가장 가능성이 높은 방향을 나타내는 데 사용된다. 또한, 방향 자체는 이미 디코딩된 이웃 블록에 사용되는 이웃 방향으로부터 때때로 예측될 수 있다.
도 2는 시간이 지남에 따라 증가하는 예측 방향의 수를 예시하기 위해 JEM에 따른 65개의 인트라 예측 방향을 묘사하는 개략도(201)를 도시한다.
방향을 나타내는 코딩된 비디오 비트스트림에서 인트라 예측 방향 비트의 매핑은 비디오 코딩 기술에서 비디오 코딩 기술까지 상이할 수 있고; 예를 들어, 예측 방향을 인트라 예측 모드로의 단순한 직접 매핑부터, 코드워드, 가장 가능성 있는 모드를 포함하는 복잡한 적응 방식 그리고 유사한 기술에 이르기까지 다양할 수 있다. 그러나 모든 경우에, 통계적으로 다른 특정 방향보다 비디오 콘텐츠에서 발생할 가능성이 적은 특정 방향이 있을 수 있다. 비디오 압축의 목표는 중복성을 줄이는 것이므로, 잘 동작하는 비디오 코딩 기술에서 가능성이 적은 방향은 가능성이 더 높은 방향보다 더 많은 비트 수로 표현될 수 있다.
본 개시의 측면은 비디오 인코딩/디코딩을 위한 방법 및 장치를 제공한다. 일부 예에서, 비디오 디코딩을 위한 장치는 수신 회로 및 처리 회로를 포함한다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 비디오 디코더에서 수행되는 비디오 디코딩 방법이 제공된다. 이 방법에서, 현재 블록의 코딩된 정보 및 현재 블록의 이웃 샘플을 코딩된 비디오 비트스트림으로부터 수신할 수 있다. 현재 블록과 연관된 플래그 정보는 코딩된 정보에서 획득될 수 있다. 플래그 정보는 복수의 후보 인트라 모드가 이웃 샘플에 기반하여 도출되는 인트라 모드 도출(intra mode derivation)에 적어도 부분적으로 기반하여 현재 블록이 인트라 예측되는지를 지시할 수 있다. 플래그 정보가 현재 블록이 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측되었음을 지시하는 것에 응답하여, 복수의 후보 인트라 모드는 이웃 샘플에 기반하여 결정될 수 있다. 코딩된 정보에 포함된 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 현재 블록의 제1 인트라 모드가 결정될 수 있다. 제1 신택스 엘리먼트는 MPM(most probable mode) 리스트 및 MPM 나머지(remainder)로부터, 현재 블록의 제1 인트라 모드를 지시할 수 있다. 제1 인트라 모드 및 복수의 후보 인트라 모드에 기반하여 현재 블록의 제2 인트라 모드가 결정될 수 있다. 현재 블록은 제1 인트라 모드와 제2 인트라 모드에 기반하여 재구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 플래그 정보가 현재 블록이 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측됨을 지시하는 것에 응답하여, 제1 인트라 모드가 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 결정될 수 있다.
이 방법에서, 인트라 모드 도출에 기반하여 현재 블록이 인트라 예측되지 않았음을 지시하는 플래그 정보에 응답하여, 제3 인트라 모드가 코딩된 정보에 포함된 제2 신택스 엘리먼트에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 인트라 모드 도출은 복수의 후보 인트라 모드가 이웃 샘플과 연관된 그레이디언트의 히스토그램(Histogram of Gradient, HoG)에 기반하여 결정되는 디코더 측 인트라 모드 도출(decoder-side intra mode derivation, DIMD)을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 인트라 모드 도출은 복수의 후보 인트라 모드가 이웃 샘플의 비용 값에 기반하여 결정되는 템플릿 기반 인트라 모드 도출(template based intra mode derivation, TIMD)을 포함할 수 있다.
현재 블록의 제2 인트라 모드를 결정하기 위해, 제1 인트라 모드에 기반하여 현재 블록의 샘플의 제1 예측값을 결정할 수 있다. 제1 예측값에 기반하여 현재 블록의 샘플들의 재구성된 값이 결정될 수 있다. 복수의 후보 인트라 모드 각각에 기반하여 현재 블록에서의 샘플의 각각의 후보 예측값이 결정될 수 있다. 복수의 템플릿 매칭 값이 추가로 결정될 수 있다. 복수의 템플릿 매칭 값 각각은 재구성된 값의 두 배에서, (i) 제1 예측값 및 (ii) 복수의 후보 인트라 모드 중 대응하는 하나에 기반한 각각의 후보 예측값을 뺀 값과 같을 수 있다. 현재 블록의 제2 인트라 모드가 후속적으로 결정될 수 있으며, 제2 인트라 모드는 복수의 템플릿 매칭 값 중 최소 템플릿 매칭 값과 연관된 복수의 후보 인트라 모드의 후보 인트라 모드일 수 있다.
현재 블록을 재구성하기 위해, 현재 블록에서의 샘플의 제2 예측값은 제2 인트라 모드에 기반하여 결정될 수 있다. 현재 블록은 추가로, 최종 예측값에 기반하여 재구성될 수 있다. 최종 예측값은 제1 예측값과 제2 예측값의 가중 조합(weighted combination)일 수 있다.
일부 실시예에서, 가중 조합은 동일하게 가중될 수 있다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 장치가 제공된다. 이 장치는 처리 회로를 포함한다. 처리 회로는 비디오 코딩을 위한 임의의 방법을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 측면은 또한 비디오 디코딩을 위해 컴퓨터에 의해 실행될 때 컴퓨터로 하여금 임의의 비디오 코딩 방법을 수행하게 하는 명령어를 저장하는, 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 매체를 제공한다.
개시된 주제의 추가 특징, 특성 및 다양한 장점은 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 더욱 명백해질 것이다:
도 1은 인트라 예측 모드의 예시적인 서브세트의 개략도이다.
도 2는 예시적인 인트라 예측 방향의 예시이다.
도 3은 실시예에 따른 통신 시스템(300)의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 4는 실시예에 따른 통신 시스템(400)의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 5는 실시예에 따른 디코더의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 6은 실시예에 따른 인코더의 단순화된 블록도의 개략도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 인코더의 블록도를 도시한다.
도 8은 다른 실시예에 따른 디코더의 블록도를 도시한다.
도 9는 실시예에 따른 템플릿 기반 인트라 모드 도출(template based intra mode derivation, TIMD)의 개략도이다.
도 10은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 디코딩 프로세스를 개략적으로 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 11은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 인코딩 프로세스를 개략적으로 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 12는 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 개시의 실시예에 따른 통신 시스템(300)의 간략화된 블록도를 예시한다. 통신 시스템(300)은 예를 들어 네트워크(350)를 통해 서로 통신할 수 있는 복수의 단말 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템(300)은 네트워크(350)를 통해 상호 연결된 제1 쌍의 단말 디바이스(310, 320)를 포함한다. 도 3의 예에서, 제1 쌍의 단말 디바이스(310, 320)는 데이터의 단방향 전송을 수행한다. 예를 들어, 단말 디바이스(310)는 네트워크(350)를 통해 다른 단말 디바이스(320)로 전송하기 위해 비디오 데이터(예: 단말 디바이스(310)에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 하나 이상의 코딩된 비디오 비트스트림의 형태로 전송될 수 있다. 단말 디바이스(320)는 네트워크(350)로부터 코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처를 복원하고(recover), 복원된 비디오 데이터에 따라 비디오 픽처를 디스플레이할 수 있다. 단방향 데이터 전송은 미디어 서빙 애플리케이션 등에서 일반적일 수 있다.
다른 예에서, 통신 시스템(300)은 예를 들어 비디오 회의 동안에 발생할 수 있는 코딩된 비디오 데이터의 양방향 전송을 수행하는 제2 쌍의 단말 디바이스(330, 340)를 포함한다. 데이터의 양방향 전송을 위해, 일 예에서, 단말 디바이스(330, 340) 중 각 단말 디바이스는 네트워크(350)를 통해 단말 디바이스(330, 340) 중 다른 단말 디바이스로의 전송을 위해 비디오 데이터(예: 단말 디바이스에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 단말 디바이스(330, 340) 중 각 단말 디바이스는 또한 단말 디바이스(330, 340) 중 다른 단말 디바이스로부터 전송된 코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오를 복원하며, 복원된 비디오 데이터에 따라 액세스 가능한 디스플레이 디바이스에서 비디오 픽처를 디스플레이할 수 있다.
도 3의 예에서, 단말 디바이스(310, 320, 330, 340)는 서버, 퍼스널 컴퓨터 및 스마트 폰으로 예시될 수 있지만, 본 개시의 원리는 이에 제한되지 않을 수 있다. 본 개시의 실시예는 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 미디어 플레이어, 및/또는 전용 비디오 회의 장비를 갖는 애플리케이션을 찾는다. 네트워크(350)는 예를 들어 유선(wired) 및/또는 무선 통신 네트워크를 포함하는, 단말 디바이스(310, 320, 330, 340) 사이에서 코딩된 비디오 데이터를 전달하는 임의의 수의 네트워크를 나타낸다. 통신 네트워크(350)는 회선 교환 및/또는 패킷 교환 채널에서 데이터를 교환할 수 있다. 대표적인 네트워크는 텔레통신(telecommunication) 네트워크, 근거리 통신망, 광역 네트워크 및/또는 인터넷을 포함한다. 본 논의의 목적을 위해, 네트워크(350)의 아키텍처 및 토폴로지는 이하에서 설명되지 않는 한 본 개시의 작동(operation)에 중요하지 않을 수 있다.
도 4는 개시된 주제를 위한 애플리케이션에 대한 예로서, 스트리밍 환경에서 비디오 인코더 및 비디오 디코더의 배치를 예시한다. 개시된 주제는 예를 들어 비디오 회의, 디지털 TV, CD, DVD, 메모리 스틱 등등을 포함하는 디지털 미디어에 압축된 비디오를 저장하는 것을 포함하는, 다른 비디오 가능 애플리케이션에 동일하게 적용될 수 있다.
스트리밍 시스템은 예를 들어 압축되지 않은 비디오 픽처의 스트림(402)을 생성하는 비디오 소스(401) 예를 들어 디지털 카메라를 포함할 수 있는 캡처 서브시스템(413)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 비디오 픽처의 스트림(402)은 디지털 카메라에 의해 촬영된 샘플을 포함한다. 인코딩된 비디오 데이터(404)(또는 코딩된 비디오 비트스트림)와 비교할 때 높은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 굵은 선으로 도시된 비디오 픽처의 스트림(402)은, 비디오 소스(401)에 결합된(coupled) 비디오 인코더(403)를 포함하는 전자 디바이스(420)에 의해 처리될 수 있다. 비디오 인코더(403)는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함하여, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 개시된 주제의 측면을 가능하게 하거나 구현할 수 있다. 비디오 픽처의 스트림(402)과 비교할 때 더 낮은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 가는 선으로 도시된 인코딩된 비디오 데이터(404)(또는 인코딩된 비디오 비트스트림(404))는 향후 사용을 위해 스트리밍 서버(405)에 저장될 수 있다. 도 4의 클라이언트 서브시스템(406, 408)과 같은 하나 이상의 스트리밍 클라이언트 서브시스템은 스트리밍 서버(405)에 액세스하여 인코딩된 비디오 데이터(404)의 사본(407, 409)을 검색할 수 있다. 클라이언트 서브시스템(406)은 예를 들어 전자 디바이스(430)에서의 비디오 디코더(410)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(410)는 인코딩된 비디오 데이터의 들어오는(incoming) 사본(407)을 디코딩하고, 디스플레이(412)(예: 디스플레이 스크린) 또는 다른 렌더링 디바이스(도시되지 않음) 상에서 렌더링될 수 있는 비디오 픽처의 나가는(outgoing) 스트림(411)을 생성한다. 일부 스트리밍 시스템에서, 인코딩된 비디오 데이터(404, 407 및 409)(예: 비디오 비트스트림)은 특정 비디오 코딩/압축 표준에 따라 인코딩될 수 있다. 이러한 표준의 예로는 ITU-T 권장 사항 H.265가 있다. 일 예에서, 개발 중인 비디오 코딩 표준은 비공식적으로 VVC(Versatile Video Coding)로 알려져 있다. 개시된 주제는 VVC의 콘텍스트에서 사용될 수 있다.
전자 디바이스(420, 430)는 다른 컴포넌트(도시되지 않음)를 포함할 수 있음을 유의한다. 예를 들어, 전자 디바이스(420)는 비디오 디코더(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 전자 디바이스(430)는 비디오 인코더(도시되지 않음)도 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 비디오 디코더(510)의 블록도를 도시한다. 비디오 디코더(510)는 전자 디바이스(530)에 포함될 수 있다. 전자 디바이스(530)는 수신기(531)(예: 수신 회로)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(510)는 도 4의 예의 비디오 디코더(410) 대신에 사용될 수 있다.
수신기(531)는 비디오 디코더(510)에 의해 디코딩될 하나 이상의 코딩된 비디오 시퀀스를 수신할 수 있으며; 동일 또는 다른 실시예에서, 한 번에 하나의 코딩된 비디오 시퀀스이며, 각각의 코딩된 비디오 시퀀스의 디코딩은 다른 코딩된 비디오 시퀀스와 독립적이다. 코딩된 비디오 시퀀스는 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는 저장 디바이스에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는 채널(501)로부터 수신될 수 있다. 수신기(531)는 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림과 같은 다른 데이터와 함께 인코딩된 비디오 데이터를 수신할 수 있으며, 이는 그들의 각각의 사용하는 엔트리(도시되지 않음)로 전달될 수 있다. 수신기(531)는 다른 데이터로부터 코딩된 비디오 시퀀스를 분리할 수 있다. 네트워크 지터(jitter)를 방지하기 위해, 버퍼 메모리(515)는 수신기(531)와 엔트로피 디코더/파서(parser)(520)(이하 "파서(520)") 사이에 결합될 수 있다. 특정 애플리케이션에서, 버퍼 메모리(515)는 비디오 디코더(510)의 일부이다. 그 외에서, 비디오 디코더(510)(도시되지 않음) 외부에 있을 수 있다. 또 그 외에서, 예를 들어 네트워크 지터를 방지하기 위해 비디오 디코더(510) 외부에 버퍼 메모리(도시되지 않음)가 있을 수 있고, 예를 들어 재생 타이밍(playout timing)을 처리하기 위해 비디오 디코더(510) 내부에 다른 버퍼 메모리(515)가 있을 수 있다. 수신기(531)가 충분한 대역폭과 제어 가능성(controllability)의 저장/포워딩(forward) 디바이스로부터 또는 등시성 네트워크(isosynchronous network)로부터 데이터를 수신할 때, 버퍼 메모리(515)는 필요하지 않거나 작을 수 있다. 인터넷과 같은 최선형 패킷 네트워크에서 사용하기 위해, 버퍼 메모리(515)가 필요할 수 있고, 그 크기는 비교적 클 수 있으며 적응적 크기로 구현될 수 있고, 운영 체제 또는 비디오 디코더(510) 외부의 유사한 엘리먼트(도시되지 않음)에서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.
비디오 디코더(510)는 코딩된 비디오 시퀀스로부터 심볼(521)을 재구성하기 위해 파서(520)를 포함할 수 있다. 이러한 심볼의 범주는 비디오 디코더(510)의 작동을 관리하는 데 사용되는 정보 그리고 전자 디바이스(530)의 필수 부분이 아니지만 도 5에 도시된 바와 같이 전자 디바이스(530)에 결합될 수 있는 렌더 디바이스(512)(예: 디스플레이 스크린)와 같은 렌더링 디바이스를 제어하기 위한 잠재적 정보를 포함한다. 렌더링 디바이스(들)에 대한 제어 정보는 SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지 또는 VUI(Video Usability Information) 파라미터 세트 프래그먼트(fragment)(도시되지 않음)의 형태일 수 있다. 파서(520)는 수신되는 코딩된 비디오 시퀀스를 파싱/엔트로피 디코딩할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스의 코딩은 비디오 코딩 기술 또는 표준을 따를 수 있고, 가변 길이 코딩, 허프만 코딩, 콘텍스트 감도(context sensitivity)가 있거나 없는 산술 코딩 등을 포함하는 다양한 원리를 따를 수 있다. 파서(520)는 그룹에 대응하는 적어도 하나의 파라미터에 기반하여, 비디오 디코더에서 픽셀들의 서브그룹 중 적어도 하나에 대한 서브그룹 파라미터들의 세트를 코딩된 비디오 시퀀스로부터 추출할 수 있다. 서브그룹은 GOP(Groups of Picture), 픽처, 타일(tile), 슬라이스(slice), 매크로블록, CU(Coding Unit), 블록, TU(Transform Unit), PU(Prediction Unit) 등을 포함할 수 있다. 파서(520)는 또한 코딩된 비디오 시퀀스로부터 변환 계수, 양자화기 파라미터 값, 모션 벡터 등과 같은 정보를 추출할 수도 있다.
파서(520)는 버퍼 메모리(515)로부터 수신된 비디오 시퀀스에 대해 엔트로피 디코딩/파싱 작동을 수행하여 심볼(521)을 생성할 수 있다.
심볼(521)의 재구성은 코딩된 비디오 픽처 또는 그 일부의 유형(예: 인터 및 인트라 픽처, 인터 및 인트라 블록), 및 기타 팩터에 따라 다수의 상이한 유닛을 포함할 수 있다. 관련된 유닛 및 방법은 파서(520)가 코딩된 비디오 시퀀스로부터 파싱한 서브그룹 제어 정보에 의해 제어될 수 있다. 파서(520)와 아래의 다수의 유닛 사이의 이러한 서브그룹 제어 정보의 흐름은 명확성을 위해 도시되지 않는다.
이미 언급된 기능 블록을 넘어서, 비디오 디코더(510)는 개념적으로 아래에서 설명되는 바와 같이 여러 기능 유닛으로 세분화될 수 있다. 상업적 제약 하에서 작동하는 실제 구현에서, 이러한 유닛 중 많은 부분이 서로 밀접하게 상호 작용하고 적어도 부분적으로 서로 통합될 수 있다. 그러나, 개시된 주제를 설명하기 위한 목적으로, 아래의 기능 유닛으로의 개념적 세분화가 적절하다.
제1 유닛은 스케일러/역 변환 유닛(551)이다. 스케일러/역 변환 유닛(551)은 양자화된 변환 계수뿐만 아니라 사용할 변환, 블록 크기, 양자화 팩터, 양자화 스케일링 행렬 등을 지시하는 정보를 포함하는 제어 정보를 심볼(들)(521)로서 파서(520)로부터 수신한다. 스케일러/역 변환 유닛(551)은 집성기(aggregator)(555)에 입력될 수 있는 샘플 값을 포함하는 블록을 출력할 수 있다.
일부 경우에, 스케일러/역 변환(551)의 출력 샘플은 인트라 코딩된 블록, 즉, 이전에 재구성된 픽처로부터 예측 정보를 사용하지 않지만 현재 픽처의 이전에 재구성된 부분으로부터의 예측 정보를 사용할 수 있는 블록과 관련된다. 이러한 예측 정보는 인트라 픽처 예측 유닛(552)에 의해 제공될 수 있다. 일부 경우에, 인트라 픽처 예측 유닛(552)은 현재 픽처 버퍼(558)로부터 페치된 이미 재구성된 주변 정보를 사용하여, 재구성 중인 블록과 동일한 크기 및 형상을 가진 블록을 생성한다. 현재 픽처 버퍼(558)는 예를 들어 부분적으로 재구성된 현재 픽처 및/또는 완전히 재구성된 현재 픽처를 버퍼링한다. 집성기(555)는 일부 구현에서, 샘플 단위로, 인트라 예측 유닛(552)이 생성한 예측 정보를 스케일러/역 변환 유닛(551)에 의해 제공되는 출력 샘플 정보에 추가한다.
다른 경우에, 스케일러/역 변환 유닛(551)의 출력 샘플은 인터 코딩되고 잠재적으로 모션 보상된 블록에 관련될 수 있다. 그러한 경우에, 모션 보상 예측 유닛(553)은 예측에 사용되는 샘플들을 페치하기 위해 참조 픽처 메모리(557)에 액세스할 수 있다. 블록에 관련되는 심볼(521)에 따라 페치된 샘플을 모션 보상한 후, 이러한 샘플은 출력 샘플 정보를 생성하기 위해 집성기(555)에 의해 스케일러/역 변환 유닛(551)의 출력(이 경우 잔차 샘플 또는 잔차 신호라고 명명됨)에 추가될 수 있다. 모션 보상 예측 유닛(553)이 예측 샘플을 페치하는 참조 픽처 메모리(557) 내의 주소는, 예를 들어 X, Y 및 참조 픽처 컴포넌트를 가질 수 있는 심볼(521)의 형태로 모션 보상 예측 유닛(553)에 대해 이용 가능한 모션 벡터에 의해 제어될 수 있다. 모션 보상은 또한 서브-샘플 정확한(sub-sample exact) 모션 벡터가 사용 중일 때 참조 픽처 메모리(557)로부터 페치된 샘플 값의 보간, 모션 벡터 예측 메커니즘 등을 포함할 수 있다.
집성기(555)의 출력 샘플은 루프 필터 유닛(556)에서 다양한 루프 필터링 기술의 대상이 될 수 있다. 비디오 압축 기술은 코딩된 비디오 시퀀스(코딩된 비디오 비트스트림이라고도 함)에 포함되고 파서(520)로부터의 심볼(521)로서 루프 필터 유닛(556)에 대해 이용 가능하게 되는 파라미터에 의해 제어되는 인루프(in-loop) 필터 기술을 포함할 수 있지만, 또한 코딩된 픽처 또는 코딩된 비디오 시퀀스의 이전(디코딩 순서에서) 부분의 디코딩 동안 획득된 메타 정보에 응답할 뿐만 아니라 이전에 재구성되고 루프 필터링된 샘플 값에 응답할 수도 있다.
루프 필터 유닛(556)의 출력은 렌더 디바이스(512)에 출력될 뿐만 아니라 향후 인터 픽처 예측에 사용하기 위해 참조 픽처 메모리(557)에 저장될 수 있는 샘플 스트림일 수 있다.
완전히 재구성된 특정 코딩된 픽처는 향후 예측을 위한 참조 픽처로 사용될 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처에 대응하는 코딩된 픽처가 완전히 재구성되고 코딩된 픽처가 (예를 들어, 파서(520)에 의해) 참조 픽처로 식별되면, 현재 픽처 버퍼(558)는 참조 픽처 메모리(557)의 일부가 될 수 있으며, 프레시(fresh) 현재 픽처 버퍼가 다음의 코딩된 픽처의 재구성을 시작하기 전에 재할당될 수 있다.
비디오 디코더(510)는 ITU-T Rec. H.265와 같은 표준에서 미리 결정된 비디오 압축 기술에 따라 디코딩 작동을 수행할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스가 비디오 압축 기술 또는 표준의 신택스와 비디오 압축 기술 또는 표준에 문서화된 프로필 모두를 준수한다는 의미에서, 코딩된 비디오 시퀀스는 사용 중인 비디오 압축 기술 또는 표준에 의해 명시된 신택스를 따를 수 있다. 구체적으로, 프로필은 비디오 압축 기술 또는 표준에서 이용 가능한 모든 도구로부터, 대응하는 프로필에서 사용할 수 있는 유일한 도구로서 특정 도구를 선택할 수 있다. 또한, 준수를 위해 필요한 것은 코딩된 비디오 시퀀스의 복잡성이 비디오 압축 기술 또는 표준의 레벨에 의해 정의된 범위 내에 있다는 것일 수 있다. 일부 경우에, 레벨이 최대 픽처 크기, 최대 프레임 레이트, 최대 재구성 샘플 레이트(예를 들어, 초당 메가샘플로 측정됨), 최대 참조 픽처 크기 등을 제한한다. 레벨에 의해 설정된 제한은 일부 경우에, 코딩된 비디오 시퀀스에서 시그널링되는 HRD(Hypothetical Reference Decoder) 사양 및 HRD 버퍼 관리를 위한 메타데이터를 통해 추가로 제한될 수 있다.
일 실시예에서, 수신기(531)는 인코딩된 비디오와 함께 추가(중복) 데이터를 수신할 수 있다. 추가 데이터는 코딩된 비디오 시퀀스(들)의 일부로 포함될 수 있다. 추가 데이터는 데이터를 적절하게 디코딩하거나 및/또는 원래의 비디오 데이터를 보다 정확하게 재구성하기 위해, 비디오 디코더(510)에 의해 사용될 수 있다. 추가 데이터는 예를 들어 시간, 공간 또는 신호 잡음비(signal noise ratio, SNR) 향상 계층, 중복 슬라이스, 중복 픽처, 순방향 에러 정정 코드 등의 형태일 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 비디오 인코더(603)의 블록도를 도시한다. 비디오 인코더(603)는 전자 디바이스(620)에 포함된다. 전자 디바이스(620)는 송신기(640)(예: 송신 회로)를 포함한다. 비디오 인코더(603)는 도 4의 예에서 비디오 인코더(403) 대신에 사용될 수 있다.
비디오 인코더(603)는 비디오 인코더(603)에 의해 코딩될 비디오 이미지(들)를 캡처할 수 있는 비디오 소스(601)(도 6의 예에서 전자 디바이스(620)의 일부가 아님)로부터 비디오 샘플을 수신할 수 있다. 다른 예에서, 비디오 소스(601)는 전자 디바이스(620)의 일부이다.
비디오 소스(601)는 임의의 적절한 비트 심도(bit depth)(예를 들어, 8비트, 10비트, 12비트, …), 임의의 색상 공간(예를 들어, BT.601 Y CrCB, RGB, …) 및 적절한 샘플링 구조(예를 들어, Y CrCb 4:2:0, Y CrCb 4:4:4)일 수 있는 디지털 비디오 샘플 스트림의 형태로, 비디오 인코더(603)에 의해 코딩될 소스 비디오 시퀀스를 제공할 수 있다. 미디어 서빙 시스템에서, 비디오 소스(601)는 미리 준비된 비디오를 저장하는 저장 디바이스일 수 있다. 비디오 회의 시스템에서, 비디오 소스(601)는 로컬 이미지 정보를 비디오 시퀀스로서 캡처하는 카메라일 수 있다. 비디오 데이터는 순서대로 볼 때 모션을 부여하는 복수의 개별 픽처로 제공될 수 있다. 픽처 자체는 픽셀의 공간 어레이로 구성될 수 있으며, 여기서 각 픽셀은 사용 중인 샘플링 구조, 색 공간 등에 따라 하나 이상의 샘플을 포함할 수 있다. 당업자는 픽셀과 샘플 간의 관계를 쉽게 이해할 수 있다. 아래 설명은 샘플에 중점을 둔다.
일 실시예에 따르면, 비디오 인코더(603)는 실시간으로 또는 애플리케이션에 의해 요구되는 임의의 다른 시간 제약 하에서 소스 비디오 시퀀스의 픽처를 코딩된 비디오 시퀀스(643)로 코딩 및 압축할 수 있다. 적절한 코딩 속도(speed)를 적용하는 것은 컨트롤러(650)의 기능 중 하나이다. 일부 실시예에서, 컨트롤러(650)는 후술되는 바와 같이 다른 기능 유닛을 제어하고 다른 기능 유닛에 기능적으로 결합된다. 결합(coupling)은 명확성을 위해 도시되지 않는다. 컨트롤러(650)에 의해 설정되는 파라미터는 레이트 제어 관련 파라미터(픽처 스킵(skip), 양자화기, 레이트-왜곡 최적화 기술의 람다(lambda) 값, …), 픽처 크기, GOP(group of picture) 레이아웃, 최대 모션 벡터 검색 범위 등을 포함할 수 있다. 컨트롤러(650)는 특정 시스템 설계에 최적화된 비디오 인코더(603)에 속하는 다른 적절한 기능을 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 비디오 인코더(603)는 코딩 루프에서 작동하도록 구성된다. 과도하게 단순화된 설명으로서, 일 예에서, 코딩 루프는 소스 코더(630)(예: 코딩될 입력 픽처 및 참조 픽처(들)에 기반하여 심볼 스트림과 같은 심볼을 생성하는 역할을 함), 및 비디오 인코더(603)에 내장된 (로컬) 디코더(633)를 포함한다. 디코더(633)는 (개시된 주제에서 고려되는 비디오 압축 기술에서 심볼과 코딩된 비디오 비트스트림 간의 임의의 압축이 무손실이므로), (원격) 디코더가 생성하는 것과 유사한 방식으로 샘플 데이터를 생성하기 위해 심볼을 재구성한다. 재구성된 샘플 스트림(샘플 데이터)은 참조 픽처 메모리(634)에 입력된다. 심볼 스트림의 디코딩은 디코더 위치(로컬 또는 원격)에 관계없이 정확한 비트 결과를 가져오기 때문에 참조 픽처 메모리(634)의 콘텐츠도 로컬 인코더와 원격 인코더 사이에서 비트 정확하다(bit-exact). 다시 말해, 인코더의 예측 부분은 디코딩 동안 예측을 사용할 때 디코더가 "보는(see)" 것과 정확히 동일한 샘플 값을 참조 픽처 샘플로 "보는" 것이다. 이 참조 픽처 동시성(synchronicity)의 기본 원리(예를 들어 채널 에러로 인해 동기화가 유지될 수 없으면 드리프트(drift)가 발생)는 일부 관련 기술에서도 사용된다.
"로컬" 디코더(633)의 작동은 비디오 디코더(510)와 같은 "원격" 디코더의 작동과 동일할 수 있으며, 이는 도 5와 관련하여 위에서 이미 상세하게 설명되었다. 또한 도 5를 간략히 참조하며, 그러나, 심볼이 이용 가능하고 엔트로피 코더(645) 및 파서(520)에 의한 코딩된 비디오 시퀀스에 대한 심볼의 인코딩/디코딩이 무손실일 수 있기 때문에, 버퍼 메모리(515) 및 파서(520)를 포함하는 디코더(510)의 엔트로피 디코딩 부분이, 로컬 디코더(633)에서 완전히 구현되지 않을 수 있다.
이 시점에서 이루어질 수 있는 관찰은 디코더에 존재하는 파싱/엔트로피 디코딩을 제외한 임의의 디코더 기술이 또한 대응하는 인코더에 실질적으로 동일한 기능 형태로 존재할 필요가 있다는 것이다. 이러한 이유로, 개시된 주제는 디코더 작동에 초점을 맞춘다. 인코더 기술에 대한 설명은 따라서 포괄적으로 설명된 디코더 기술의 반대이므로 축약될 수 있다. 특정 영역에서만 더 자세한 설명이 요구되고 아래에서 제공된다.
작동 동안, 일부 예에서, 소스 코더(630)는 "참조 픽처"로서 지정된 비디오 시퀀스로부터의 하나 이상의 이전에 코딩된 픽처를 참조하여 예측적으로 입력 픽처를 코딩하는, 모션 보상된 예측 코딩을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 코딩 엔진(632)은 입력 픽처의 픽셀 블록과 입력 픽처에 대한 예측 참조(들)로서 선택될 수 있는 참조 픽처(들)의 픽셀 블록 간의 차이를 코딩한다.
로컬 비디오 디코더(633)는 소스 코더(630)에 의해 생성된 심볼에 기반하여 참조 픽처로 지정될 수 있는 픽처의 코딩된 비디오 데이터를 디코딩할 수 있다. 코딩 엔진(632)의 작동은 유리하게는 손실 프로세스일 수 있다. 코딩된 비디오 데이터가 비디오 디코더(도 6에 도시되지 않음)에서 디코딩될 수 있을 때, 재구성된 비디오 시퀀스는 일반적으로 일부 에러가 있는 소스 비디오 시퀀스의 복제본(replica)일 수 있다. 로컬 비디오 디코더(633)는 참조 픽처에 대해 비디오 디코더에 의해 수행될 수 있는 디코딩 프로세스를 복제하고, 재구성된 참조 픽처가 참조 픽처 캐시(634)에 저장되게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 비디오 인코더(603)는 (전송 에러 없이) 원단 비디오 디코더(far-end video decoder)에 의해 획득될 재구성된 참조 픽처로서 공통 콘텐츠를 갖는 재구성된 참조 픽처의 사본을 국부적으로 저장할 수도 있다.
예측기(predictor)(635)는 코딩 엔진(632)에 대한 예측 검색을 수행할 수 있다. 즉, 코딩될 신규 픽처에 대해 예측기(635)는 신규 픽처에 대한 적절한 예측 참조 역할을 할 수 있는 샘플 데이터(후보 참조 픽셀 블록으로서) 또는 참조 픽처 모션 벡터, 블록 형상 등과 같은 특정 메타데이터에 대해 참조 픽처 메모리(634)를 검색할 수 있다. 예측기(635)는 적절한 예측 참조를 찾기 위해 샘플 블록별로 작동할 수 있다. 일부 경우에, 예측기(635)에 의해 획득된 검색 결과에 의해 결정된 바와 같이, 입력 픽처는 참조 픽처 메모리(634)에 저장된 다수의 참조 픽처로부터 도출된 예측 참조를 가질 수 있다.
컨트롤러(650)는 예를 들어 비디오 데이터를 인코딩하는 데 사용되는 파라미터 및 서브그룹 파라미터의 설정을 포함하는 소스 코더(630)의 코딩 작동을 관리할 수 있다.
전술한 모든 기능 유닛의 출력은 엔트로피 코더(645)에서 엔트로피 코딩될 수 있다. 엔트로피 코더(645)는 허프만 코딩, 가변 길이 코딩, 산술 코딩 등과 같은 기술에 따라 심볼을 무손실 압축하는 것에 의해, 다양한 기능 유닛에 의해 생성된 심볼을 코딩된 비디오 시퀀스로 변환한다.
송신기(640)는 엔트로피 코더(645)에 의해 생성된 코딩된 비디오 시퀀스(들)를 버퍼링하여, 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는 저장 디바이스에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는 통신 채널(660)을 통한 전송을 준비할 수 있다. 송신기(640)는 비디오 코더(603)로부터의 코딩된 비디오 데이터를 전송될 다른 데이터, 예를 들어 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림(소스는 도시되지 않음)과 병합할 수 있다.
컨트롤러(650)는 비디오 인코더(603)의 작동을 관리할 수 있다. 코딩 동안, 컨트롤러(650)는 각각의 픽처에 적용될 수 있는 코딩 기술에 영향을 미칠 수 있는 특정 코딩된 픽처 유형을 각각의 코딩된 픽처에 할당할 수 있다. 예를 들어, 픽처는 종종 다음 픽처 유형 중 하나로 할당될 수 있다.
인트라 픽처(Intra Picture)(I 픽처)는 예측 소스로서 시퀀스의 다른 픽처를 사용하지 않고 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 일부 비디오 코덱은 예를 들어 독립 디코더 리프레시(Independent Decoder Refresh)("IDR") 픽처를 비롯한 다양한 유형의 인트라 픽처를 허용한다. 당업자는 I 픽처의 이러한 변형 및 각각의 애플리케이션 및 특징을 알고 있다.
예측 픽처(predictive picture)(P 픽처)는 각 블록의 샘플 값을 예측하기 위해 최대 하나의 모션 벡터 및 참조 인덱스를 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다.
양방향 예측 픽처(bi-directionally predictive picture)(B 픽처)는 최대 2개의 모션 벡터 및 참조 인덱스를 사용하여 각 블록의 샘플 값을 예측하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩 및 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 유사하게, 다수의 예측 픽처는 단일 블록의 재구성을 위해 2개 이상의 참조 픽처 및 관련 메타데이터를 사용할 수 있다.
소스 픽처는 일반적으로 복수의 샘플 블록(예: 각각 4×4, 8×8, 4×8 또는 16×16 샘플의 블록)으로 공간적으로 세분화되고 블록 단위로 코딩될 수 있다. 블록은 블록의 각각의 픽처에 적용된 코딩 할당에 의해 결정된 바와 같이 다른 (이미 코딩된) 블록을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다. 예를 들어, I 픽처의 블록은 비예측적으로 코딩될 수 있거나 동일한 픽처의 이미 코딩된 블록을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다(공간 예측 또는 인트라 예측). P 픽처의 픽셀 블록은 하나의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간적 예측을 통해 또는 시간적 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다. B 픽처의 블록은 하나 또는 2개의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간적 예측을 통해 또는 시간적 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다.
비디오 인코더(603)는 ITU-T Rec. H.265와 같은 미리 결정된 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따라 코딩 작동을 수행할 수 있다. 그 작동에서, 비디오 인코더(603)는 입력 비디오 시퀀스에서 시간적 및 공간적 중복성을 이용하는 예측 코딩 작동을 포함하는 다양한 압축 작동을 수행할 수 있다. 코딩된 비디오 데이터는 따라서 사용되는 비디오 코딩 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 따를 수 있다.
일 실시예에서, 송신기(640)는 인코딩된 비디오와 함께 추가 데이터를 전송할 수 있다. 소스 코더(630)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부로서 이러한 데이터를 포함할 수 있다. 추가 데이터는 시간/공간/SNR 향상 계층, 중복 픽처 및 슬라이스와 같은 다른 형태의 중복 데이터, SEI 메시지, VUI 파라미터 세트 프래그먼트 등을 포함할 수 있다.
비디오는 시간적 시퀀스에서 복수의 소스 픽처(비디오 픽처)로 캡처될 수 있다. 인트라 픽처 예측(종종 인트라 예측으로 축약됨)은 주어진 픽처에서 공간적 상관 관계를 사용하고, 인터 픽처 예측은 픽처 간의 (시간적 또는 기타) 상관 관계를 사용한다. 일 예에서, 현재 픽처라고 하는 인코딩/디코딩 중인 특정 픽처가 블록으로 파티셔닝된다. 현재 픽처의 블록이 비디오에서 이전에 코딩되고 여전히 버퍼링된 참조 픽처의 참조 블록과 유사할 때, 현재 픽처의 블록이 모션 벡터라고 하는 벡터에 의해 코딩될 수 있다. 모션 벡터는 참조 픽처 내의 참조 블록을 가리키며, 다수의 참조 픽처가 사용 중인 경우에, 참조 픽처를 식별하는 3차원을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 이중 예측(bi-prediction) 기술이 인터 픽처 예측에 사용될 수 있다. 이중 예측 기술에 따르면, 모두 비디오의 현재 픽처에 대해 디코딩 순서에서 이전인(그러나 디스플레이 순서에서 각각 과거 및 미래일 수 있음) 제1 참조 픽처 및 제2 참조 픽처와 같은 2개의 참조 픽처를 사용한다. 현재 픽처의 블록은 제1 참조 픽처의 제1 참조 블록을 가리키는 제1 모션 벡터와 제2 참조 픽처의 제2 참조 블록을 가리키는 제2 모션 벡터에 의해 코딩될 수 있다. 블록은 제1 참조 블록과 제2 참조 블록의 조합에 의해 예측될 수 있다.
또한, 코딩 효율을 향상시키기 위해 인터 픽처 예측에 병합 모드 기술이 사용될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 인터 픽처 예측 및 인트라 픽처 예측과 같은 예측이 블록 단위로 수행된다. 예를 들어, HEVC 표준에 따라, 비디오 픽처 시퀀스의 픽처는 압축을 위해 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU)로 파티셔닝되며, 픽처의 CTU는 64×64 픽셀, 32×32 픽셀 또는 16×16 픽셀과 같은 동일한 크기를 갖는다. 일반적으로 CTU는 3개의 코딩 트리 블록(coding tree block, CTB)을 포함하며, 이는 1개의 루마 CTB와 2개의 크로마 CTB이다. 각 CTU는 재귀적으로 하나 또는 다수의 코딩 유닛(coding unit, CU)으로 쿼드트리 분할될 수 있다. 예를 들어, 64×64 픽셀의 CTU는 64×64 픽셀의 하나의 CU, 또는 32×32 픽셀의 4개의 CU, 또는 16×16 픽셀의 16개의 CU로 분할될 수 있다. 일 예에서, 각각의 CU는 인터 예측 유형 또는 인트라 예측 유형과 같은 CU에 대한 예측 유형을 결정하기 위해 분석된다. CU는 시간적 및/또는 공간적 예측 가능성에 따라 하나 이상의 예측 유닛(prediction unit, PU)으로 분할된다. 일반적으로, 각 PU는 루마 예측 블록(prediction block, PB)과 2개의 크로마 PB를 포함한다. 일 실시예에서, 코딩(인코딩/디코딩)에서의 예측 작동은 예측 블록 단위로 수행된다. 루마 예측 블록을 예측 블록의 예로 사용하여, 예측 블록은 8×8 픽셀, 16×16 픽셀, 8×16 픽셀, 16×8 픽셀 등과 같은 샘플에 대한 값(예: 루마 값)의 행렬을 포함한다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 비디오 인코더(703)의 다이어그램을 도시한다. 비디오 인코더(703)는 비디오 픽처의 시퀀스에서 현재 비디오 픽처 내의 샘플 값들의 처리 블록(예: 예측 블록)을 수신하고, 처리 블록을 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처로 인코딩하도록 구성된다. 일 예에서, 비디오 인코더(703)는 도 4의 예의 비디오 인코더(403) 대신에 사용된다.
HEVC 예에서, 비디오 인코더(703)는 8×8 샘플의 예측 블록 등과 같은 처리 블록에 대한 샘플 값의 행렬을 수신한다. 비디오 인코더(703)는 처리 블록이 예를 들어 레이트 왜곡 최적화를 사용하여 인트라 모드, 인터 모드, 또는 이중 예측 모드를 사용하여 가장 잘 코딩되는지를 판정한다. 처리 블록이 인트라 모드로 코딩될 때, 비디오 인코더(703)는 처리 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 인트라 예측 기술을 사용할 수도 있고; 처리 블록이 인터 모드 또는 이중 예측 모드로 코딩될 때, 비디오 인코더(703)는 처리 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 인터 예측 또는 이중 예측 기술을 각각 사용할 수도 있다. 특정 비디오 코딩 기술에서, 병합 모드는 모션 벡터가 예측기 외부의 코딩된 모션 벡터 컴포넌트의 이점 없이 하나 이상의 모션 벡터 예측기로부터 도출되는 인터 픽처 예측 서브모드로 사용될 수 있다. 특정 다른 비디오 코딩 기술에서, 대상 블록에 적용 가능한 모션 벡터 컴포넌트가 존재할 수 있다. 일 예에서, 비디오 인코더(703)는 처리 블록의 모드를 결정하기 위해, 모드 결정 모듈(도시되지 않음)과 같이 다른 컴포넌트를 포함한다.
도 7의 예에서, 비디오 인코더(703)는 도 7에서 도시된 바와 같이 함께 결합된, 인터 인코더(730), 인트라 인코더(722), 잔차 계산기(723), 스위치(726), 잔차 인코더(724), 일반 컨트롤러(721) 및 엔트로피 인코더(725)를 포함한다.
인터 인코더(730)는 현재 블록(예: 처리 블록)의 샘플을 수신하고, 블록을 참조 픽처의 하나 이상의 참조 블록(예: 이전 픽처 및 이후 픽처의 블록들)과 비교하며, 인터 예측 정보(예: 인터 인코딩 기술에 따른 중복 정보의 설명, 모션 벡터, 병합 모드 정보)를 생성하고, 임의의 적절한 기술을 사용하여 인터 예측 정보에 기반하여 인터 예측 결과(예: 예측된 블록)를 계산하도록 구성된다. 일부 예에서, 참조 픽처는 인코딩된 비디오 정보에 기반하여 디코딩되는 디코딩된 참조 픽처이다.
인트라 인코더(722)는 현재 블록(예: 처리 블록)의 샘플을 수신하고, 일부 경우에 상기 블록을 동일한 픽처의 이미 코딩된 블록과 비교하고, 변환 후 양자화된 계수 그리고 일부 경우에 또한 인트라 예측 정보(예: 하나 이상의 인트라 인코딩 기술에 따른 인트라 예측 방향 정보)를 생성하도록 구성된다. 일 예에서, 인트라 인코더(722)는 또한 동일한 픽처의 인트라 예측 정보 및 참조 블록에 기반하여 인트라 예측 결과(예: 예측된 블록)를 계산한다.
일반 컨트롤러(721)는 일반 제어 데이터를 결정하고, 일반 제어 데이터에 기반하여 비디오 인코더(703)의 다른 컴포넌트를 제어하도록 구성된다. 일 예에서, 일반 컨트롤러(721)는 블록의 모드를 결정하고, 이 모드에 기반하여 제어 신호를 스위치(726)에 제공한다. 예를 들어, 모드가 인트라 모드일 때, 일반 컨트롤러(721)는 스위치(726)를 제어하여 잔차 계산기(723)에서 사용할 인트라 모드 결과를 선택하고, 엔트로피 인코더(725)를 제어하여 인트라 예측 정보를 선택하고 인트라 예측 정보를 비트스트림에 포함시키며; 모드가 인터 모드일 때, 일반 컨트롤러(721)는 스위치(726)를 제어하여 잔차 계산기(723)에서 사용할 인터 예측 결과를 선택하고, 엔트로피 인코더(725)를 제어하여 인터 예측 정보를 선택하고, 인터 예측 정보를 비트스트림에 포함시킨다.
잔차 계산기(723)는 수신된 블록과 인트라 인코더(722) 또는 인터 인코더(730)로부터 선택된 예측 결과와 수신된 블록 사이의 차이(잔차 데이터)를 계산하도록 구성된다. 잔차 인코더(724)는 잔차 데이터에 기반하여 작동하여 잔차 데이터를 인코딩하여 변환 계수를 생성하도록 구성된다. 일 예에서, 잔차 인코더(724)는 잔차 데이터를 공간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하고 변환 계수를 생성하도록 구성된다. 변환 계수는 그다음 양자화된 변환 계수를 획득하기 위해 양자화 처리를 거친다. 다양한 실시예에서, 비디오 인코더(703)는 또한 잔차 디코더(728)를 포함한다. 잔차 디코더(728)는 역 변환(inverse-transform)을 수행하고 디코딩된 잔차 데이터를 생성하도록 구성된다. 디코딩된 잔차 데이터는 인트라 인코더(722) 및 인터 인코더(730)에 의해 적절하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 인터 인코더(730)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인터 예측 정보에 기반하여 디코딩된 블록을 생성할 수 있고, 인트라 인코더(722)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인트라 예측 정보에 기반하여 디코딩된 블록을 생성할 수 있다. 디코딩된 블록은 디코딩된 픽처를 생성하도록 적절하게 처리되고, 디코딩된 픽처는 일부 경우에 메모리 회로(도시되지 않음)에 버퍼링되고 참조 픽처로서 사용될 수 있다.
엔트로피 인코더(725)는 인코딩된 블록을 포함하기 위해 비트스트림을 포맷하도록 구성된다. 엔트로피 인코더(725)는 HEVC 표준과 같은 적절한 표준에 따라 다양한 정보를 포함하도록 구성된다. 일 예에서, 엔트로피 인코더(725)는 일반 제어 데이터, 선택된 예측 정보(예: 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 잔차 정보, 및 기타 적절한 정보를 비트스트림에 포함시키도록 구성된다. 개시된 주제에 따라, 인터 모드 또는 이중 예측 모드의 병합 서브모드에서 블록을 코딩할 때, 잔차 정보가 없음을 유의한다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 비디오 디코더(810)의 다이어그램을 도시한다. 비디오 디코더(810)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처를 수신하고, 코딩된 픽처를 디코딩하여 재구성된 픽처를 생성하도록 구성된다. 일 예에서, 비디오 디코더(810)는 도 4의 예에서의 비디오 디코더(410) 대신에 사용된다.
도 8의 예에서, 비디오 디코더(810)는 도 8에 도시된 바와 같이 함께 결합된, 엔트로피 디코더(871), 인터 디코더(880), 잔차 디코더(873), 재구성 모듈(874) 및 인트라 디코더(872)를 포함한다.
엔트로피 디코더(871)는 코딩된 픽처를 구성하는 신택스 엘리먼트를 나타내는 특정 심볼을 코딩된 픽처로부터 재구성하도록 구성될 수 있다. 그러한 심볼은 예를 들어, 블록이 코딩되는 모드(예를 들어, 인트라 모드, 인터 모드, 이중 예측 모드, 병합 서브모드 또는 다른 서브모드에서의 후자의 2개), 인트라 디코더(872) 또는 인터 디코더(880)에 의해 각각 예측에 사용되는 특정 샘플 또는 메타데이터를 식별할 수 있는 예측 정보(예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 예를 들어, 양자화된 변환 계수 형태의 잔차 정보 등을 포함할 수 있다. 일 예에서, 예측 모드가 인터 또는 이중 예측 모드일 때, 인터 예측 정보는 인터 디코더(880)에 제공되고; 예측 유형이 인트라 예측 유형일 때, 인트라 예측 정보는 인트라 디코더(872)에 제공된다. 잔차 정보는 역양자화될 수 있고 잔차 디코더(873)에 제공된다.
인터 디코더(880)는 인터 예측 정보를 수신하고, 인터 예측 정보에 기반하여 인터 예측 결과를 생성하도록 구성된다.
인트라 디코더(872)는 인트라 예측 정보를 수신하고, 인트라 예측 정보에 기반하여 예측 결과를 생성하도록 구성된다.
잔차 디코더(873)는 역양자화를 수행하여 역양자화된(de-quantized) 변환 계수를 추출하고, 역양자화된 변환 계수를 처리하여 잔차를 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 변환하도록 구성된다. 잔차 디코더(873)는 또한 특정 제어 정보(QP(Quantizer Parameter)를 포함하도록)를 요구할 수 있으며, 이 정보는 엔트로피 디코더(871)에 의해 제공될 수 있다(데이터 경로는 낮은 볼륨 제어 정보일 수 있으므로 도시되지 않음).
재구성 모듈(874)은 잔차 디코더(873)에 의해 출력된 잔차와 예측 결과(경우에 따라 인터 또는 인트라 예측 모듈에 의해 출력됨)를 공간 도메인에서 조합하여, 재구성된 비디오의 일부일 수 있으며 또한 다시 재구성된 비디오의 일부일 수 있는 재구성된 블록을 형성하도록 구성된다. 디블록킹(deblocking) 작동 등과 같은 다른 적절한 작동이 시각적 품질을 개선하기 위해 수행될 수 있음을 유의한다.
비디오 인코더(403, 603, 및 703)와 비디오 디코더(410, 510, 및 810)는 임의의 적절한 기술을 사용하여 구현될 수 있음에 유의한다. 일 실시예에서, 비디오 인코더(403, 603 및 703)와 비디오 디코더(410, 510, 및 810)는 하나 이상의 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 비디오 인코더(403, 603 및 703)와 비디오 디코더(410, 510 및 810)는 소프트웨어 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다.
본 개시는 인트라 모드 코딩에 대한 개선(improvement)을 포함한다.
ITU-T VCEG(Q6/16) 및 ISO/IEC MPEG(JTC 1/SC 29/WG 11)은 H.265/HEVC(High Efficiency Video Coding) 표준을 2013(버전 1), 2014(버전 2), 2015(버전 3) 및 2016(버전 4)에 발표했다. 2015년에, 이 두 표준 조직은 JVET(Joint Video Exploration Team)를 공동으로 구성하여 HEVC를 넘어 차세대 비디오 코딩 표준을 개발하는 가능성을 모색했다. 2018년 4월에, JVET는 HEVC를 넘어 차세대 비디오 코딩의 표준화 프로세스를 공식적으로 시작했다. 신규 표준은 VVC(Versatile Video Coding)로 이름이 지정되었고, JVET는 공동 비디오 전문가 팀(Joint Video Expert Team)으로 이름이 변경되었다. 2020년 7월에, H.266/VVC 버전 1이 확정되었다. 2021년 1월에, VVC 능력을 넘어 향상된(enhanced) 압축을 조사하기 위해 임시 그룹이 구축되었다.
디코더 측 인트라 모드 도출(decoder-side intra mode derivation, DIMD)에서, 인트라 모드는 비트스트림에서 시그널링되는 관련 신택스 엘리먼트를 사용하여 도출될 수 있거나, 인트라 모드는 비트스트림에서 시그널링되는 관련 신택스 엘리먼트를 사용하지 않고 디코더 측에서 도출될 수 있다. 디코더 측에서 인트라 모드를 도출하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있으며, 디코더 측 인트라 모드 도출은 본 개시에서 설명된 방법에 제한되지 않는다.
DIMD에서, 현재 CU/PU에 대한 복수의 후보 인트라 모드로부터의 2개의 인트라 모드는 현재 CU/PU의 재구성된 이웃 샘플로부터 도출될 수 있다. DIMD에서, 재구성된 이웃 샘플에 기반하여 복수의 후보 인트라 모드를 생성하기 위해 인코더 측 및 디코더 측 모두에서 텍스처 그레이디언트 분석(texture gradient analysis)이 수행될 수 있다. 복수의 후보 인트라 모드 각각은 각각의 그레이디언트 이력(history of gradient)(또는 각각의 그레이디언트)과 연관될 수 있다. 가장 높은 그레이디언트 이력(또는 히스토그램 다이어그램에서 가장 높은 그레이디언트)이 있는 2개의 인트라 모드(예: intraMode1 및 intraMode2)를 선택할 수 있다. 선택된 2개의 인트라 모드(예: intraMode1 및 intraMode2)의 인트라 모드 예측자는 가중 합(weighted sum)을 사용하여 평면 모드 예측자(planar mode predictor)와 조합될 수 있다. 현재 CU/PU에 대한 최종 인트라 모드 예측자는 intraMode1, intraMode2 및 평면의 조합에 기반하여 형성될 수 있다.
표 1은 예시적인 DIMD 시그널링을 나타낸다. 표 1에서와 같이, DIMD 플래그(예: DIMD_flag)는 ISP 플래그(예: ISP_flag)보다 먼저 시그널링될 수 있다. DIMD 플래그가 1일(또는 참) 때, 현재 CU/PU가 DIMD를 사용함을 지시할 수 있으며, ISP 플래그를 추가로 파싱하여 ISP가 현재 CU/PU에 적용되는지를 검증할(verify) 수 있다. DIMD 플래그가 1이 아닐(또는 거짓) 때, 현재 CU/PU가 DIMD를 사용하지 않음을 지시할 수 있다. 따라서, 다른 인트라 코딩 도구(예: MIP, MRL, MPM 등)와 관련된 신택스 엘리먼트는 디코더에서 파싱될 수 있다.
DIMD 플래그의 콘텍스트 모델링은 인접한 CU/PU에 의존할 수 있다. 예를 들어, DIMD 플래그의 콘텍스트 모델링은 (i) 왼쪽 인접 CU/PU 또는 위쪽 인접 CU/PU의 가용성(availability) 및 (ii) 왼쪽 인접 CU/PU 또는 위쪽 인접 CU/PU도 DIMD를 사용하는 지의 여부에 따라 달라질 수 있다. 왼쪽 인접 CU/PU 또는 위쪽 인접 CU/PU가 존재하고 DIMD를 사용하면, 콘텍스트 인덱스(예: ctxIdx)는 1일 수 있다. 왼쪽 인접 CU/PU와 위쪽 인접 CU/PU가 모두 존재하고 DIMD를 사용할 때, 콘텍스트 인덱스는 2일 수 있다. 그렇지 않으면, 콘텍스트 인덱스는 0일 수 있다.
DDIMD 시그널링의 의사 코드
…
Parse DIMD_flag
If DIMD_flag is 1
Parse ISP_flag
If ISP_flag is 1
Parse ISP related syntax element
Else parse other intra related syntax element
…
템플릿 기반 인트라 모드 도출(template based intra mode derivation, TIMD)은 현재 CU의 참조 샘플을 템플릿으로 사용하고, TIMD와 연관된 후보 인트라 예측 모드 세트 중에서 인트라 모드를 선택할 수 있다. 선택된 인트라 모드는 예를 들어 비용 함수에 기반하여 최상의 인트라 모드로 결정될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 현재 CU(902)의 이웃 재구성된 샘플이 템플릿(904)으로 사용될 수 있다. 템플릿의 재구성된 샘플(904)은 템플릿의 예측 샘플(904)과 비교될 수 있다. 예측 샘플은 템플릿(904)의 참조 샘플(906)을 사용하여 생성될 수 있다. 참조 샘플(906)은 템플릿(904) 주변의 이웃 재구성된 샘플일 수 있다. 후보 인트라 예측 모드 세트의 각각의 하나에 기반하여 템플릿(904)에서 예측 샘플과 재구성된 샘플 사이의 비용(또는 왜곡)을 계산하기 위해 비용 함수가 사용될 수 있다. 최소 비용(또는 왜곡)을 갖는 인트라 예측 모드는 현재 CU(902)를 인트라 예측하기 위한 인트라 예측 모드(예: 최상의 인트라 예측 모드)로 선택될 수 있다.
표 2는 예시적인 TIMD 시그널링을 나타낸다. 표 2에 나타낸 바와 같이, DIMD 플래그(예: DIMD_flag)가 1일 아닐(또는 참이 아님) 때, TIMD 플래그(예: TIMD_flag)가 시그널링될 수 있다. DIMD 플래그가 1일 때, 현재 CU/PU는 DIMD를 사용하고, ISP 플래그(예: ISP_flag)를 파싱하여 ISP가 현재 CU/PU에 사용되는지를 판정할 수 있다. DIMD 플래그가 1이 아닐 때, TIMD 플래그가 파싱된다. TIMD 플래그가 1일 때, 다른 인트라 코딩 도구를 적용하지 않고 TIMD를 현재 CU/PU에 적용할 수 있다(예: TIMD를 사용할 때 ISP는 허용되지 않음). TIMD 플래그가 1이 아닐(또는 거짓) 때, 다른 인트라 코딩 도구(예: MIP, MRL, MPM 등)와 관련된 신택스 엘리먼트가 디코더에서 파싱될 수 있다.
TIMD 시그널링의 의사 코드
…
Parse DIMD_flag
If DIMD_flag is 1
Parse ISP_flag
If ISP_flag is 1
Parse ISP related syntax element
Else parse TIMD_flag
If TIMD_flag is 1, decoder do TIMD
Else parse other intra related syntax element
…
디코더 측 인트라 예측은 또한 디코더 측에서 인트라 예측을 수행하기 위해 명시적 시그널링된 인트라 모드 및 디코더 측 도출된 인트라 모드를 사용할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 DIMD를 사용하여 인트라 모드를 도출하고, 도출된 인트라 모드를 인트라 예측에 사용할 수 있다.
본 개시에서, 비디오의 현재 픽처에서 현재 블록을 인트라 예측하기 위해 하이브리드 인트라 예측이 제공될 수 있다. 하이브리드 인트라 예측은 현재 블록에 대한 인트라 예측을 생성하기 위해 비트스트림 시그널링된 인트라 모드와 디코더 측 도출 인트라 모드를 모두 적용할 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 인트라 예측은 비트스트림에서 MPM(most probable mode) 관련 신택스 엘리먼트를 사용하여 시그널링되는 제1 인트라 모드(예: intraMode 1) 및 디코더 측 인트라 모드 도출에 기반하여 생성되는 제2 인트라 모드(예: intraMode 2)를 적용할 수 있다. 디코더 측 인트라 모드 도출은 DIMD, TIMD 등일 수 있다. 따라서, 제1 인트라 모드(예: intraMode 1)는 비트스트림에서 시그널링되고, 제2 인트라 모드(예: intraMode 2)는 비트스트림에서의 시그널링 없이 디코더 측에서 도출된다. 디코더 측 인트라 모드 도출은 DIMD 또는 TIMD에 제한되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 디코더 측 인트라 모드 도출은 현재 블록을 인트라 예측하기 위한 인트라 모드를 도출하는 데 적용 가능한 임의의 디코더 측 인트라 모드 도출일 수 있다. 또한, 제1 인트라 모드(예: intraMode 1)와 제2 인트라 모드(예: intraMode 2)는 동일하지 않을 수 있음에 유의해야 한다.
일 실시예에서, 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)가 먼저 생성될 수 있고, 비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1)가 후속적으로 생성될 수 있다. 표 3은 먼저 디코더 도출 인트라 모드(예: intraMode 2)를 생성하고, 이어서 비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1)를 생성하는 프로세스에 대한 예시적인 의사 코드를 보여준다.
하이브리드 인트라 예측을 위한 인트라 모드 생성의 예시적인 의사 코드
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Parse decoder_side_intra_mode_derivation_method_flag
If decoder_side_intra_mode_derivation_method_flag is 1
Derive intra mode intraMode2 in decoder side
Parse MPM and MPM remainder related syntax element to get intraMode1
Else parse other intra related syntax element
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표 3에 도시된 바와 같이, 디코더 측 인트라 모드 도출 플래그(예: decoder_side_intra_mode_derivation_method_flag)는 코딩된 비트스트림으로부터 획득되고 파싱(또는 코딩)될 수 있다. 디코더 측 인트라 모드 도출 플래그가 1(또는 참)인 것에 응답하여, 현재 블록에 대해 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)가 도출될 수 있다. 예를 들어, 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)는 DIMD에 기반하여 도출될 수 있으며, 여기서 2개 이상의 후보 인트라 모드는 현재 블록의 이웃 샘플(또는 템플릿)과 연관된 그레이디언트의 히스토그램(histogram of gradient, HoG)에 기반하여 결정될 수 있다. 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)는 DIMD에 의해 도출된 2개 이상의 후보 인트라 모드 중 하나일 수 있다. 다른 예에서, 디코더 측 도출된 인트라 모드는 TIMD에 기반하여 도출될 수 있고, 2개 이상의 인트라 모드는 현재 블록의 이웃 샘플(또는 템플릿)의 비용 값(예: SAD(sum of absolute difference) 또는 SATD(sum of absolute transformed difference))에 기반하여 결정될 수 있다. 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)는 TIMD에 의해 도출된 2개 이상의 후보 인트라 모드 중 하나일 수 있다. 또한, MPM 및 MPM 나머지 관련 신택스 엘리먼트는 비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1)를 생성하기 위해 코딩(또는 파싱)될 수 있다. 비트스트림 시그널링된 인트라 모드는 MPM 리스트 또는 MPM 나머지에서 식별될 수 있다. 일 예에서, MPM 리스트는 22개의 인트라 모드를 포함할 수 있고, MPM 나머지(또는 비-MPM 리스트)는 45개의 인트라 모드를 포함할 수 있다.
여전히 표 3을 참조하면, 디코더 측 인트라 모드 도출 플래그가 0(또는 거짓)인 것에 응답하여, 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)는 도출되지 않을 수 있고, 비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1)는 결정되지 않을 수 있다. 대신, 다른 인트라 모드와 연관된 신택스 엘리먼트는 다른 인트라 모드를 생성하기 위해 코딩(또는 파싱)될 수 있다. 따라서, 현재 블록은 하이브리드 인트라 예측에 기반하여 예측되지 않을 수 있다. 현재 블록은 다른 인트라 모드에 기반하여 예측될 수 있다.
다른 실시예에서, 비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1)가 먼저 획득될 수 있고, 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)가 이후에 도출될 수 있다. 표 4는 먼저 비트스트림 시그널링된 인트라 모드를 생성하고, 이어서 디코더 측 도출된 인트라 모드를 생성하는 프로세스에 대한 예시적인 의사 코드를 보여준다.
하이브리드 인트라 예측을 위한 인트라 모드 생성의 예시적인 의사 코드
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Parse MPM and MPM remainder related syntax element to get intraMode1
Parse decoder_side_intra_mode_derivation_method_flag
If decoder_side_intra_mode_derivation_method_flag is 1
Derive intra mode intraMode2 in decoder side
Else parse other intra related syntax element
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표 4에 도시된 바와 같이, MPM 및 MPM 나머지 관련 신택스 엘리먼트는 먼저 비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1)를 생성하기 위해 코딩(또는 파싱)될 수 있다. 비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1)는 MPM 및 MPM 나머지 관련 신택스 엘리먼트에 따라, MPM 리스트 또는 MPM 나머지(또는 비-MPM 리스트)에서 식별될 수 있다. 또한, 디코더 측 인트라 모드 도출 플래그(예: decoder_side_intra_mode_derivation_method_flag)는 코딩된 비트스트림으로부터 획득되어 파싱(또는 코딩)될 수 있다. 디코더 측 인트라 모드 도출 플래그가 1(또는 참)인 것에 응답하여, 현재 블록에 대해 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)가 도출될 수 있다. 예를 들어, 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)는 DIMD 또는 TIMD에 기반하여 도출될 수 있다.
여전히 표 4를 참조하면, 디코더 측 인트라 모드 도출 플래그가 0(또는 거짓)인 것에 응답하여, 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)가 생성되지 않을 수 있다. 대신, 다른 인트라 모드와 연관된 신택스 엘리먼트는 다른 인트라 모드를 생성하기 위해 코딩(또는 파싱)될 수 있다. 비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1) 및 다른 인트라 모드 중 하나 또는 조합에 기반하여 현재 블록이 예측될 수 있다.
디코더가 인트라 예측을 수행할 때, 제1 인트라 모드(예: intraMode1)를 사용하여 제1 인트라 예측자(예: intraPredictor1)를 생성할 수 있다. 제1 인트라 예측자는 원래 샘플 값의 두 배로부터 추가로 감산될 수 있다. 디코더 측 인트라 모드 도출은 감산된 값(예: 2*원래 샘플 값에서 제1 예측자를 뺀 값)을 템플릿으로 사용할 수 있고, 템플릿 매칭 기반 방법을 적용하여, 2개 이상의 후보 인트라 모드로부터 최상의(또는 선택된) 매칭 인트라 모드(예: intraMode2)를 찾을 수 있다. 예를 들어, 디코더는 (2*원래 샘플 값 - intraPredictor 1 - intraPredictor 2)를 계산하여 최상의 intraMode2를 찾을 수 있으며, 각 intraPredictor2는 2개 이상의 후보 인트라 모드 중 각각의 하나에 의해 생성될 수 있다. 최소값을 갖는 후보 인트라 모드는 최상의(또는 선택된) 매칭 인트라 모드(예: intraMode2)로 선택될 수 있다.
예를 들어, 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)는 DIMD 또는 TIMD와 같은 디코더 측 인트라 모드 도출에 기반하여 도출되는 2개 이상의 후보 인트라 모드로부터 결정될 수 있다. 2개 이상의 후보 인트라 모드로부터 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)를 결정하기 위해, 현재 블록의 제1 인트라 예측자(예: intraPredictor 1)가 비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1)에 기반하여 획득될 수 있다. 제1 인트라 예측자는 제1 인트라 모드에 기반한 현재 블록에서의 샘플의 제1 예측값일 수 있다. 또한, 인코더 측에서 현재 블록의 원래 샘플 값 또는 디코더 측에서 현재 블록의 재구성된 값이 결정될 수 있다. 디코더 측에서 현재 블록의 재구성된 값은 현재 블록의 예측값을 통해 획득될 수 있다. 일 예에서, 현재 블록의 재구성된 값은 제1 예측자로부터 획득될 수 있다. 다른 예로, 현재 블록의 재구성된 값은 DIMD 또는 TIMD와 같은 디코더 측 인트라 모드 도출로부터 생성된 2개 이상의 후보 인트라 모드로부터 획득될 수 있다.
제1 인트라 예측자(예: intraPredictor 1)는 현재 블록의 원래 샘플 값의 두 배(또는 재구성된 값의 두 배)로부터 감산될 수 있다. 감산은 템플릿을 생성할 수 있다. 템플릿은 현재 블록의 원래 샘플 값의 두 배(또는 재구성된 값의 두 배)와 현재 블록의 제1 인트라 예측자 사이의 차이일 수 있다. 2개 이상의 후보 인트라 모드로부터 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)를 결정하기 위해 템플릿 매칭 기반 방법이 추가로 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에서의 샘플들의 각각의 후보 예측값(또는 각각의 제2 인트라 예측자 intraPredictor 2)은 2개 이상의 후보 인트라 모드 각각에 기반하여 결정될 수 있다. 복수의 템플릿 매칭 값(또는 비용 값)이 결정될 수 있으며, 여기서 복수의 템플릿 매칭 값 각각은 템플릿에서 2개 이상의 후보 인트라 모드 중 대응하는 하나에 기반한 현재 블록에서의 샘플의 각각의 후보 예측값(또는 각각의 제2 인트라 예측자 intraPredictor 2)을 뺀 값과 같을 수 있다. 템플릿 매칭 값의 예시적인 표현은 (2 * 원래 샘플 값(또는 재구성된 샘플 값) - intraPredictor 1- intraPredictor 2)일 수 있으며, 여기서 intraPredictor 1은 비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1)에 의해 생성되고, intraPredictor 2는 2개 이상의 후보 인트라 모드 중 하나에 의해 생성된 제2 인트라 예측자이다.
디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)는, 복수의 템플릿 매칭 값의 최소 템플릿 매칭 값과 연관된 복수의 후보 인트라 모드 중 선택된(또는 최상의) 후보 인트라 모드로 결정될 수 있다.
비트스트림 시그널링된 인트라 모드(예: intraMode 1)와 디코더 측 도출된 인트라 모드(예: intraMode 2)가 결정되면, 최종 인트라 예측자(또는 최종 예측값)에 기반하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 최종 인트라 예측자(또는 최종 예측값)는 제1 예측자(또는 제1 예측값)와 제2 예측자(또는 제2 예측값)의 가중 조합일 수 있다. 제1 예측자는 제1 인트라 모드(또는 비트스트림 시그널링된 인트라 모드 intraMode 1)에 기반하여 획득될 수 있고, 제2 예측자는 제2 인트라 모드(또는 디코더 측 도출된 인트라 모드 intraMode 2)에 기반하여 획득될 수 있다. 예를 들어, 가중 조합은 동일하게 가중된다. 따라서 최종 인트라 예측자는 다음과 같이 수식 1로 기술될 수 있다:
finalIntraPredictor= ((intraMode1을 사용하는 인트라 예측자)+(intraMode2를 사용하는 인트라 예측자)) >>1 수식. (1)
여기서, 최종 인트라 예측자(예: finalIntraPredictor)는 제1 인트라 예측자(또는 intraMode1을 사용하는 인트라 예측자)의 절반과 제2 인트라 예측자(또는 intraMode2를 사용하는 인트라 예측자)의 절반의 합과 같다.
도 10은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 디코딩 프로세스(1000)를 개략적으로 설명하는 흐름도를 도시한다. 도 11은 본 개시의 일부 실시예에 따른 예시적인 인코딩 프로세스(1100)를 개략적으로 설명하는 흐름도를 도시한다. 제안된 프로세스는 개별적으로 사용하거나 임의의 순서로 조합될 수 있다. 또한, 각각의 프로세스(또는 실시예), 인코더 및 디코더는, 처리 회로(예: 하나 이상의 프로세서 또는 하나 이상의 집적 회로)에 의해 구현될 수 있다. 일 예에서, 하나 이상의 프로세서는 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 매체에 저장된 프로그램을 실행한다.
일 실시예에서, 프로세스의 임의의 작동(예: (1000) 및 (1100))은 원하는 대로 임의의 양 또는 순서로 조합되거나 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 프로세스의작동 중 둘 이상(예: (1000) 및 (1100))이 병렬로 수행될 수 있다.
프로세스(예: (1000) 및 (1100))는 재구성 중인 블록에 대한 예측 블록을 생성하기 위해 블록의 재구성 및/또는 인코딩에 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 프로세스(예: (1000) 및 (1100))는 단말 디바이스(310, 320, 330, 및 340)의 처리 회로, 비디오 인코더(303)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(410)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(510)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 인코더(603)의 기능을 수행하는 처리 회로 등과 같은 처리 회로에 의해 실행된다. 일부 실시예에서, 프로세스(예: (1000) 및 (1100))는 소프트웨어 명령어로 구현되며, 따라서 처리 회로가 소프트웨어 명령어를 실행할 때 처리 회로는 프로세스(예: (1000) 및 (1100))를 수행한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 프로세스(1000)는 (S1001)에서 시작하여 (S1010)으로 진행할 수 있다. (S1010)에서, 코딩된 비디오 비트스트림으로부터 현재 블록의 코딩된 정보 및 현재 블록의 이웃 샘플을 수신할 수 있다.
(S1020)에서, 현재 블록과 연관된 플래그 정보가 코딩된 정보에서 획득될 수 있다. 플래그 정보는 복수의 후보 인트라 모드가 이웃 샘플에 기반하여 도출되는 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 현재 블록이 인트라 예측되는지를 지시할 수 있다.
(S1030)에서, 플래그 정보가 현재 블록이 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측되었음을 지시하는 것에 응답하여, 복수의 후보 인트라 모드가 이웃 샘플에 기반하여 결정될 수 있다.
(S1040)에서, 코딩된 정보에 포함된 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 현재 블록의 제1 인트라 모드를 결정할 수 있다. 제1 신택스 엘리먼트는 MPM(most probable mode) 리스트 및 MPM 나머지 중에서 현재 블록의 제1 인트라 모드를 지시할 수 있다.
(S1050)에서, 제1 인트라 모드 및 복수의 후보 인트라 모드에 기반하여 현재 블록의 제2 인트라 모드를 결정할 수 있다.
(S1060)에서, 현재 블록이 제1 인트라 모드 및 제2 인트라 모드에 기반하여 재구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 플래그 정보가 현재 블록이 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측됨을 지시하는 것에 응답하여, 제1 인트라 모드가 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 결정될 수 있다.
프로세스(1000)에서, 플래그 정보가 현재 블록이 인트라 모드 도출에 기반하여 인트라 예측되지 않았음을 지시하는 것에 응답하여, 제3 인트라 모드가 코딩된 정보에 포함된 제2 신택스 엘리먼트에 기반하여 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 인트라 모드 도출은 복수의 후보 인트라 모드가 이웃 샘플과 연관된 HoG(histogram of gradient)에 기반하여 결정되는 디코더 측 인트라 모드 도출(decoder-side intra mode derivation, DIMD)을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 인트라 모드 도출은 복수의 후보 인트라 모드가 이웃 샘플의 비용 값에 기반하여 결정되는 템플릿 기반 인트라 모드 도출(template based intra mode derivation, TIMD)을 포함할 수 있다.
현재 블록의 제2 인트라 모드를 결정하기 위해, 현재 블록의 샘플들의 제1 예측값이 제1 인트라 모드에 기반하여 결정될 수 있다. 제1 예측값에 기반하여 현재 블록의 샘플들의 재구성된 값이 결정될 수 있다. 복수의 후보 인트라 모드 각각에 기반하여 현재 블록에서의 샘플들의 후보 예측값이 결정될 수 있다. 복수의 템플릿 매칭 값이 추가로 결정될 수 있다. 복수의 템플릿 매칭 값 각각은 재구성된 값의 두 배에서 (i) 제1 예측값 및 (ii) 복수의 후보 인트라 모드 중 대응하는 하나에 기반한 각각의 후보 예측값을 뺀 값과 같을 수 있다. 현재 블록의 제2 인트라 모드는 후속적으로 결정될 수 있으며, 여기서 제2 인트라 모드는 복수의 템플릿 매칭 값 중 최소 템플릿 매칭 값과 연관된 복수의 후보 인트라 모드의 후보 인트라 모드일 수 있다.
현재 블록을 재구성하기 위해, 현재 블록에 포함된 샘플들의 제2 예측값은 제2 인트라 모드에 기반하여 결정될 수 있다. 현재 블록은 추가로, 최종 예측값에 기반하여 재구성될 수 있다. 최종 예측값은 제1 예측값과 제2 예측값의 가중 조합일 수 있다.
일부 실시예에서, 가중 조합은 동일하게 가중될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 프로세스(1100)는 (S1101)에서 시작하여 (S1110)으로 진행할 수 있다. (S1110)에서, 현재 블록의 이웃 샘플에 기반하여 현재 블록의 복수의 후보 인트라 모드가 결정될 수 있다.
(S1120)에서, MPM(most probable mode) 리스트 및 MPM 나머지로부터 현재 블록의 제1 인트라 모드를 결정할 수 있다.
(S1130)에서, 제1 인트라 모드 및 복수의 후보 인트라 모드에 기반하여 현재 블록의 제2 인트라 모드가 결정될 수 있다.
(S1140)에서, 현재 블록과 연관된 플래그 정보를 생성할 수 있다. 플래그 정보는 복수의 후보 인트라 모드가 현재 블록의 이웃 샘플에 기반하여 도출되는 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 현재 블록이 인트라 예측되는지를 지시할 수 있다.
(S1150)에서, 제1 신택스 엘리먼트를 생성할 수 있다. 제1 신택스 엘리먼트는 MPM 리스트 및 MPM 나머지 중에서 현재 블록의 제1 인트라 모드를 지시할 수 있다.
전술한 기술은 컴퓨터가 판독 가능한 명령어를 사용하여 컴퓨터 소프트웨어로 구현되고, 하나 이상의 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 물리적으로 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 12는 개시된 주제의 특정 실시예를 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템(1300)을 도시한다.
컴퓨터 소프트웨어는 임의의 적절한 머신 코드 또는 컴퓨터 언어를 사용하여 코딩될 수 있으며, 이는 컴퓨터 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 유닛(Graphics Processing Unit, GPU) 등과 같은 처리 회로에 의해, 직접 또는 해석(interpretation), 마이크로 코드 실행 등을 통해 실행될 수 있는 명령어를 포함하는 코드를 생성하도록 어셈블리, 컴파일, 링크 또는 유사한 메커니즘의 적용을 받을 수 있다.
명령어는 예를 들어 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트 폰, 게임 디바이스, 사물 인터넷 디바이스 등을 포함하는 다양한 유형의 컴퓨터 또는 그 컴포넌트에서 실행될 수 있다.
컴퓨터 시스템(1300)에 대해 도 12에 도시된 컴포넌트는 본질적으로 예시적인 것이며, 본 개시의 실시예를 구현하는 컴퓨터 소프트웨어의 사용 또는 기능의 범위에 대한 어떠한 제한도 제안하도록 의도되지 않는다. 컴포넌트의 구성은 컴퓨터 시스템(1300)의 예시적인 실시예에 예시된 컴포넌트 중 임의의 하나 또는 조합과 관련된 임의의 종속성 또는 요건을 갖는 것으로 해석되어서는 안된다.
컴퓨터 시스템(1300)은 특정한 휴먼 인터페이스 입력 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 입력 디바이스는 예를 들어, 촉각 입력(예: 키스트로크(keystroke), 스와이프, 데이터 글러브 움직임), 오디오 입력(예: 음성, 박수), 시각적 입력(예: 제스처), 후각 입력(도시되지 않음)을 통해 한 명 이상의 인간 사용자에 의한 입력에 응답할 수 있다. 휴먼 인터페이스 디바이스는 또한 오디오(예: 음성, 음악, 주변 소리), 이미지(예: 스캔된 이미지, 정지 이미지 카메라로부터 획득하는 사진 이미지), 비디오(예: 2차원 비디오, 입체 비디오를 포함한 3차원 비디오)와 같이 인간의 의식적 입력과 직접 관련이 없는 특정 미디어를 캡처하는 데 사용될 수도 있다.
입력 휴먼 인터페이스 디바이스는 키보드(1301), 마우스(1302), 트랙패드(1303), 터치 스크린(1310), 데이터 글러브(도시되지 않음), 조이스틱(1305), 마이크(1306), 스캐너(1307), 및 카메라(1308) 중 하나 이상(각 도시된 것 중 하나만)을 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(1300)은 또한 특정 휴먼 인터페이스 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 출력 디바이스는 예를 들어 촉각 출력, 소리, 빛 및 냄새/맛을 통해 한 명 이상의 인간 사용자의 감각을 자극할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 출력 디바이스는, 촉각 출력 디바이스(예를 들어, 터치 스크린(1310), 데이터 글러브(도시되지 않음), 또는 조이스틱(1305)에 의한 촉각 피드백을 포함하지만, 입력 디바이스로서 기능하지 않는 촉각 피드백 디바이스이 있을 수도 있음), 오디오 출력 디바이스(예: 스피커(1309), 헤드폰(도시되지 않음)), 시각 출력 디바이스(예: CRT 스크린, LCD 스크린, 플라즈마 스크린, OLED 스크린을 포함하는 스크린(1310)를 포함하며, 이들 각각은 터치 스크린 입력 능력을 가지고 있을 수도 없을 수도 있고, 이들 각각은 촉각 피드백 능력을 가지고 있을 수도 없을 수도 있으며, 일부는 2차원 시각 출력 또는 가상 현실 안경(도시되지 않음), 홀로그래픽 디스플레이 및 스모크 탱크(smoke tank, 도시되지 않음)와 같은 스테레오그래픽 출력 수단을 통한 3차원 출력이 가능함), 및 프린터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(1300)은 또한 사람이 액세스할 수 있는 저장 디바이스 및 이와 연관된 매체로서, CD/DVD를 가진 CD/DVD ROM/RW(1320) 또는 이와 유사한 매체(1321)를 포함하는 광학 매체, 썸 드라이브(thumb-driver)(1322), 탈착식 하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브(1323), 테이프 및 플로피 디스크(도시되지 않음)와 같은 레거시 자기 매체, 보안 동글(도시되지 않음)과 같은 특수 ROM/ASIC/PLD 기반 디바이스 등을 포함한다.
당업자는 또한 현재 개시된 주제와 관련하여 사용되는 용어 "컴퓨터가 판독 가능한 매체"가 전송 매체, 반송파, 또는 다른 일시적 신호를 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
컴퓨터 시스템(1300)은 또한 하나 이상의 통신 네트워크(1355)에 대한 네트워크 인터페이스(1354)를 포함할 수 있다. 네트워크는 예를 들어 무선, 유선, 광일 수 있다. 네트워크는 또한 로컬, 광역, 대도시, 차량 및 산업, 실시간, 지연 허용 등일 수 있다. 통신 네트워크의 예로는 이더넷과 같은 근거리 네트워크, 무선 LAN, GSM, 3G, 4G, 5G, LTE 등을 포함하는 셀룰러 네트워크, 케이블 TV, 위성 TV 및 지상파 방송 TV를 포함하는 TV 유선 또는 무선 광역 디지털 네트워크, CAN 버스를 포함하는 차량 및 산업용 등이 포함된다. 특정 네트워크는 일반적으로 특정 범용 데이터 포트 또는 주변기기 버스(1349)(예를 들어, 컴퓨터 시스템(1300)의 USB 포트)에 부착된 외부 네트워크 인터페이스 어댑터를 필요로 하며; 다른 것들은 아래에서 설명된 바와 같이, 일반적으로 시스템 버스에 부착되는 것(예를 들어, PC 컴퓨터 시스템에 대한 이더넷 인터페이스 또는 스마트 폰 컴퓨터 시스템에 대한 셀룰러 네트워크 인터페이스)에 의해 컴퓨터 시스템(1300)의 코어에 통합된다. 이러한 네트워크 중 임의의 것을 사용하여 컴퓨터 시스템(1300)은 다른 엔티티와 통신할 수 있다. 이러한 통신은 예를 들어, 로컬 또는 광역 디지털 네트워크를 사용하는 다른 컴퓨터 시스템에 대한, 단방향, 수신 전용(예를 들어, 방송 TV), 단방향 송신 전용(예를 들어, CANbus에서 특정 CANbus 디바이스로) 또는 양방향일 수 있다. 특정 프로토콜 및 프로토콜 스택이 위에서 설명한 바와 같이 네트워크 및 네트워크 인터페이스 각각에서 사용될 수 있다.
전술한 휴먼 인터페이스 디바이스, 사람이 액세스할 수 있는 저장 디바이스 및 네트워크 인터페이스는 컴퓨터 시스템(1300)의 코어(1340)에 부착될 수 있다.
코어(1340)는 하나 이상의 중앙 처리 유닛(Central Processing Unit, CPU)(1341), 그래픽 처리 유닛(Graphics Processing Unit, GPU)(1342), FPGA(Field Programmable Gate Areas) 형태의 특수 프로그래머블 처리 유닛(1343), 특정 태스크에 대한 하드웨어 가속기(1344), 그래픽 어댑터(1350) 등을 포함할 수 있다. 읽기 전용 메모리(Read-only memory, ROM)(1345), 랜덤 액세스 메모리(1346), 내부 비 사용자 액세스 가능 하드 드라이브, SSD 등과 같은 내부 대용량 스토리지(1347)와 함께 이러한 디바이스는 시스템 버스(1348)를 통해 연결될 수 있다. 일부 컴퓨터 시스템에서, 시스템 버스(1348)는 추가 CPU, GPU 등에 의한 확장을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 물리적 플러그의 형태로 액세스할 수 있다. 주변 디바이스는 코어의 시스템 버스(1348)에 직접 또는 주변기기 버스(1349)를 통해 부착될 수 있다. 일 예에서, 스크린(1310)이 그래픽 어댑터(1350)에 연결될 수 있다. 주변 버스의 아키텍처에는 PCI, USB 등이 포함된다.
CPU(1341), GPU(1342), FPGA(1343), 및 가속기(1344)는 조합하여 전술한 컴퓨터 코드를 구성할 수 있는 특정 명령어를 실행할 수 있다. 이 컴퓨터 코드는 ROM(1345) 또는 RAM(1346)에 저장될 수 있다. 과도기 데이터(Transitional data)는 RAM(1346)에 저장될 수도 있지만 영구(permanent) 데이터는 예를 들어 내부 대용량 스토리지(1347)에 저장될 수 있다. 하나 이상의 CPU(1341), GPU(1342), 대용량 스토리지(1347), ROM(1345), RAM(1346) 등과 밀접하게 연관될 수 있는 캐시 메모리의 사용을 통해 임의의 메모리 디바이스에 대한 빠른 저장 및 검색을 가능하게 할 수 있다.
컴퓨터가 판독 가능한 매체는 다양한 컴퓨터 구현 작동을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 가질 수 있다. 매체 및 컴퓨터 코드는 본 개시의 목적을 위해 특별히 설계되고 구성된 것이거나, 컴퓨터 소프트웨어 분야의 숙련자에게 잘 알려져 있고 이용 가능한 종류일 수 있다.
비제한적인 예로서, 아키텍처(1300)를 갖는 컴퓨터 시스템, 특히 코어(1340)는 하나 이상의 유형의 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 구현된 소프트웨어를 실행하는 프로세서(들)(CPU, GPU, FPGA, 가속기 등을 포함)의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 이러한 컴퓨터가 판독 가능한 매체는 위에서 소개된 사용자 액세스 가능 대용량 스토리지 또는 코어 내부 대용량 스토리지(1347) 또는 ROM(1345)과 같은 비 일시적 특성을 가진 코어(1340)의 특정 스토리지와 관련된 매체일 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예를 구현하는 소프트웨어는 이러한 디바이스에 저장되고 코어(1340)에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터가 판독 가능한 매체는 특정 필요성에 따라 하나 이상의 메모리 디바이스 또는 칩을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 코어(1340) 및 특히 그 안의 프로세서(CPU, GPU, FPGA 등을 포함)가 RAM(1346)에 저장된 데이터 구조를 정의하는 것과 소프트웨어에서 정의한 프로세스에 따라 이러한 데이터 구조를 수정하는 것을 포함하여, 여기에 설명된 특정 프로세스 또는 특정 프로세스의 일부를 실행하도록 할 수 있다. 추가로 또는 대안으로, 컴퓨터 시스템은 여기에 설명된 특정 프로세스나 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하기 위해 소프트웨어 대신 또는 소프트웨어와 함께 작동할 수 있는 회로(예를 들어, 가속기(1344))에 배선(hardwired)되거나 구현된 로직의 결과로 기능을 제공할 수 있다. 소프트웨어에 대한 참조는 로직을 포함할 수 있으며 적절한 경우에 그 반대도 마찬가지이다. 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 대한 참조는 실행을 위한 소프트웨어를 저장하는 회로(예: 집적 회로(IC)), 실행을 위한 로직을 구현하는 회로 또는 적절한 경우 둘 다를 포함할 수 있다. 본 개시는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 적절한 조합을 포괄한다.
부록 A: 약어
JEM: joint exploration model
VVC: versatile video coding
BMS: benchmark set
MV: Motion Vector
HEVC: High Efficiency Video Coding
SEI: Supplementary Enhancement Information
VUI: Video Usability Information
GOPs: Groups of Pictures
TUs: Transform Units,
PUs: Prediction Units
CTUs: Coding Tree Units
CTBs: Coding Tree Blocks
PBs: Prediction Blocks
HRD: Hypothetical Reference Decoder
SNR: Signal Noise Ratio
CPUs: Central Processing Units
GPUs: Graphics Processing Units
CRT: Cathode Ray Tube
LCD: Liquid-Crystal Display
OLED: Organic Light-Emitting Diode
CD: Compact Disc
DVD: Digital Video Disc
ROM: Read-Only Memory
RAM: Random Access Memory
ASIC: Application-Specific Integrated Circuit
PLD: Programmable Logic Device
LAN: Local Area Network
GSM: Global System for Mobile communications
LTE: Long-Term Evolution
CANBus: Controller Area Network Bus
USB: Universal Serial Bus
PCI: Peripheral Component Interconnect
FPGA: Field Programmable Gate Areas
SSD: solid-state drive
IC: Integrated Circuit
CU: Coding Unit
본 개시는 몇몇 예시적인 실시예를 설명했지만, 개시의 범위 내에 속하는 변경, 순열 및 다양한 대체 등가물이 있다. 따라서, 당업자는 여기에서 명시적으로 도시되거나 설명되지는 않았지만 본 개시의 원리를 구현하고 따라서 본 개시의 사상 및 범위 내에 있는 수많은 시스템 및 방법을 고안할 수 있음을 이해할 것이다.

Claims (20)

  1. 비디오 디코더에서 수행되는 비디오 디코딩 방법으로서,
    코딩된 비디오 비트스트림으로부터 현재 블록의 코딩된 정보 및 상기 현재 블록의 이웃 샘플을 수신하는 단계;
    상기 코딩된 정보에서 상기 현재 블록과 연관된 플래그 정보를 획득하는 단계 - 상기 플래그 정보는 복수의 후보 인트라 모드가 상기 이웃 샘플에 기반하여 도출되는 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 현재 블록이 인트라 예측되는지를 지시함 -;
    상기 플래그 정보가 상기 현재 블록이 상기 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측되었음을 지시하는 것에 응답하여, 상기 이웃 샘플에 기반하여 상기 복수의 후보 인트라 모드를 결정하는 단계;
    상기 코딩된 정보에 포함된 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 상기 현재 블록의 제1 인트라 모드를 결정하는 단계 - 상기 제1 신택스 엘리먼트는 MPM(most probable mode) 리스트 및 MPM 나머지 중에서 상기 현재 블록의 제1 인트라 모드를 지시함 -
    상기 제1 인트라 모드 및 상기 복수의 후보 인트라 모드에 기반하여 상기 현재 블록의 제2 인트라 모드를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 인트라 모드 및 상기 제2 인트라 모드에 기반하여 상기 현재 블록을 재구성하는 단계
    를 포함하는 비디오 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플래그 정보가 상기 현재 블록이 상기 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측됨을 지시하는 것에 응답하여, 상기 제1 인트라 모드가 상기 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 결정되는, 비디오 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플래그 정보가 상기 현재 블록이 상기 인트라 모드 도출에 기반하여 인트라 예측되지 않음을 지시하는 것에 응답하여,
    상기 코딩된 정보에 포함된 제2 신택스 엘리먼트에 기반하여 제3 인트라 모드를 결정하는 단계
    를 더 포함하는 비디오 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 모드 도출은 상기 이웃 샘플과 연관된 HoG(histogram of gradient)에 기반하여 상기 복수의 후보 인트라 모드를 결정하는 디코더 측 인트라 모드 도출(decoder-side intra mode derivation, DIMD)을 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 모드 도출은 상기 이웃 샘플의 비용 값에 기반하여 상기 복수의 후보 인트라 모드를 결정하는 템플릿 기반 인트라 모드 도출(template based intra mode derivation, TIMD)을 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 제2 인트라 모드를 결정하는 단계는,
    상기 제1 인트라 모드에 기반하여 상기 현재 블록의 샘플의 제1 예측값을 결정하는 단계;
    상기 제1 예측값에 기반하여 상기 현재 블록의 샘플의 재구성된 값을 결정하는 단계;
    상기 복수의 후보 인트라 모드 각각에 기반하여 상기 현재 블록의 샘플의 후보 예측값을 각각 결정하는 단계;
    복수의 템플릿 매칭 값을 결정하는 단계 - 상기 복수의 템플릿 매칭 값 각각은 상기 재구성된 값의 두 배에서 (i) 상기 제1 예측 값 및 (ii) 상기 복수의 후보 인트라 모드 중 대응하는 하나에 기반한 각각의 후보 예측 값을 감산한 값과 같음 -; 및
    상기 현재 블록의 제2 인트라 모드를 결정하는 단계 - 상기 제2 인트라 모드는 상기 복수의 템플릿 매칭 값 중 최소 템플릿 매칭 값과 연관된, 상기 복수의 후보 인트라 모드의 후보 인트라 모드임 -
    를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 현재 블록을 재구성하는 단계는,
    상기 제2 인트라 모드에 기반하여 상기 현재 블록의 샘플의 제2 예측값을 결정하는 단계; 및
    최종 예측값에 기반하여 상기 현재 블록을 재구성하는 단계 - 상기 최종 예측값은 상기 제1 예측값과 상기 제2 예측값의 가중 조합임 -
    를 포함하는, 비디오 디코딩 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가중 조합은 동일하게 가중되는, 비디오 디코딩 방법.
  9. 처리 회로를 포함하는 장치로서,
    상기 처리 회로는,
    코딩된 비디오 비트스트림으로부터 현재 블록의 코딩된 정보 및 상기 현재 블록의 이웃 샘플을 수신하고;
    상기 코딩된 정보에서 상기 현재 블록과 연관된 플래그 정보를 획득하며 - 상기 플래그 정보는 복수의 후보 인트라 모드가 상기 이웃 샘플에 기반하여 도출되는 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 현재 블록이 인트라 예측되는지를 지시함 -;
    상기 플래그 정보가 상기 현재 블록이 상기 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측되었음을 지시하는 것에 응답하여, 상기 이웃 샘플에 기반하여 상기 복수의 후보 인트라 모드를 결정하고;
    상기 코딩된 정보에 포함된 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 상기 현재 블록의 제1 인트라 모드를 결정하며 - 상기 제1 신택스 엘리먼트는 MPM(most probable mode) 리스트 및 MPM 나머지 중에서 상기 현재 블록의 제1 인트라 모드를 지시함 -
    상기 제1 인트라 모드 및 상기 복수의 후보 인트라 모드에 기반하여 상기 현재 블록의 제2 인트라 모드를 결정하고; 그리고
    상기 제1 인트라 모드 및 상기 제2 인트라 모드에 기반하여 상기 현재 블록을 재구성하도록 구성되는, 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 플래그 정보가 상기 현재 블록이 상기 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측됨을 지시하는 것에 응답하여, 상기 제1 인트라 모드가 상기 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 결정되는, 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 처리 회로는 추가로,
    상기 플래그 정보가 상기 현재 블록이 상기 인트라 모드 도출에 기반하여 인트라 예측되지 않음을 지시하는 것에 응답하여,
    상기 코딩된 정보에 포함된 제2 신택스 엘리먼트에 기반하여 제3 인트라 모드를 결정하도록 구성되는, 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 인트라 모드 도출은 상기 이웃 샘플과 연관된 HoG(histogram of gradient)에 기반하여 상기 복수의 후보 인트라 모드를 결정하는 디코더 측 인트라 모드 도출(decoder-side intra mode derivation, DIMD)을 포함하는, 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 인트라 모드 도출은 상기 이웃 샘플의 비용 값에 기반하여 상기 복수의 후보 인트라 모드를 결정하는 템플릿 기반 인트라 모드 도출(template based intra mode derivation, TIMD)을 포함하는, 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 처리 회로는,
    상기 제1 인트라 모드에 기반하여 상기 현재 블록의 샘플의 제1 예측값을 결정하고;
    상기 제1 예측값에 기반하여 상기 현재 블록의 샘플의 재구성된 값을 결정하며;
    상기 복수의 후보 인트라 모드 각각에 기반하여 상기 현재 블록의 샘플의 후보 예측값을 각각 결정하고;
    복수의 템플릿 매칭 값을 결정하며 - 상기 복수의 템플릿 매칭 값 각각은 상기 재구성된 값의 두 배에서 (i) 상기 제1 예측 값 및 (ii) 상기 복수의 후보 인트라 모드 중 대응하는 하나에 기반한 각각의 후보 예측 값을 감산한 값과 같음 -; 그리고
    상기 현재 블록의 제2 인트라 모드를 결정하도록 - 상기 제2 인트라 모드는 상기 복수의 템플릿 매칭 값 중 최소 템플릿 매칭 값과 연관된, 상기 복수의 후보 인트라 모드의 후보 인트라 모드임 - 구성되는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 처리 회로는,
    상기 제2 인트라 모드에 기반하여 상기 현재 블록의 샘플의 제2 예측값을 결정하고; 그리고
    최종 예측값에 기반하여 상기 현재 블록을 재구성하도록 - 상기 최종 예측값은 상기 제1 예측값과 상기 제2 예측값의 가중 조합임 - 구성되는, 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 가중 조합은 동일하게 가중되는, 장치.
  17. 명령어를 저장하는, 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 저장 매체로서,
    상기 명령어는 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가,
    코딩된 비디오 비트스트림으로부터 현재 블록의 코딩된 정보 및 상기 현재 블록의 이웃 샘플을 수신하는 단계;
    상기 코딩된 정보에서 상기 현재 블록과 연관된 플래그 정보를 획득하는 단계 - 상기 플래그 정보는 복수의 후보 인트라 모드가 상기 이웃 샘플에 기반하여 도출되는 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 현재 블록이 인트라 예측되는지를 지시함 -;
    상기 플래그 정보가 상기 현재 블록이 상기 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측되었음을 지시하는 것에 응답하여, 상기 이웃 샘플에 기반하여 상기 복수의 후보 인트라 모드를 결정하는 단계;
    상기 코딩된 정보에 포함된 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 상기 현재 블록의 제1 인트라 모드를 결정하는 단계 - 상기 제1 신택스 엘리먼트는 MPM(most probable mode) 리스트 및 MPM 나머지 중에서 상기 현재 블록의 제1 인트라 모드를 지시함 -
    상기 제1 인트라 모드 및 상기 복수의 후보 인트라 모드에 기반하여 상기 현재 블록의 제2 인트라 모드를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 인트라 모드 및 상기 제2 인트라 모드에 기반하여 상기 현재 블록을 재구성하는 단계
    를 수행하게 하는, 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 저장 매체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 플래그 정보가 상기 현재 블록이 상기 인트라 모드 도출에 적어도 부분적으로 기반하여 인트라 예측됨을 지시하는 것에 응답하여, 상기 제1 인트라 모드가 상기 제1 신택스 엘리먼트에 기반하여 결정되는, 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 저장 매체.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 명령어는 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서가,
    상기 플래그 정보가 상기 현재 블록이 상기 인트라 모드 도출에 기반하여 인트라 예측되지 않음을 지시하는 것에 응답하여,
    상기 코딩된 정보에 포함된 제2 신택스 엘리먼트에 기반하여 제3 인트라 모드를 결정하는 단계를 수행하게 하는, 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 저장 매체.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 인트라 모드 도출은 상기 이웃 샘플과 연관된 HoG(histogram of gradient)에 기반하여 상기 복수의 후보 인트라 모드를 결정하는 디코더 측 인트라 모드 도출(decoder-side intra mode derivation, DIMD)을 포함하는, 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 저장 매체.
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