KR20230159640A - 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents

변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230159640A
KR20230159640A KR1020237038895A KR20237038895A KR20230159640A KR 20230159640 A KR20230159640 A KR 20230159640A KR 1020237038895 A KR1020237038895 A KR 1020237038895A KR 20237038895 A KR20237038895 A KR 20237038895A KR 20230159640 A KR20230159640 A KR 20230159640A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transform
transformation
block
intra prediction
target block
Prior art date
Application number
KR1020237038895A
Other languages
English (en)
Inventor
구문모
살레히파메흐디
김승환
임재현
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Publication of KR20230159640A publication Critical patent/KR20230159640A/ko

Links

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
    • H04N19/10—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
    • H04N19/60—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
    • H04N19/10—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
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/11—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of spatial predictive coding modes
    • 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
    • H04N19/12—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
    • H04N19/122—Selection of transform size, e.g. 8x8 or 2x4x8 DCT; Selection of sub-band transforms of varying structure or type
    • 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
    • H04N19/129—Scanning of coding units, e.g. zig-zag scan of transform coefficients or flexible macroblock ordering [FMO]
    • 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
    • H04N19/169—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
    • H04N19/10—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
    • H04N19/184—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 bits, e.g. of the compressed video stream
    • 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
    • H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques
    • 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
    • H04N19/90—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using coding techniques not provided for in groups H04N19/10-H04N19/85, e.g. fractals
    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding

Abstract

본 발명에 따른 영상 디코딩 방법은 역양자화를 통하여 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계; 상기 변환 계수들에 대한 역 RST(reduced secondary transform)을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 단계; 상기 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 및 상기 레지듀얼 샘플들 및 상기 대상 블록에 대한 인트라 예측 모드에 기초하여 도출된 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 역 RST는 변환 세트를 기반으로 수행되고, 상기 변환 세트는 상기 대상 블록에 적용되는 상기 인트라 예측 모드에 따른 매핑 관계에 기반하여 결정되고, 상기 대상 블록의 인트라 예측 모드를 포함하는 복수의 인트라 예측 모드들은 하나의 변환 세트에 매핑되는 것을 특징으로 한다.

Description

변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치{Image coding method based on Transformation and apparatus}
본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 변환(transform)에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 변환 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 변환을 통하여 레지듀얼 코딩의 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 RST(reduced secondary transform)에 기반한 영상 코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 코딩 효율을 증가시킬 수 있는 변환 세트를 기반으로 하는 영상 코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 비트스트림으로부터 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출하는 단계; 상기 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 기반으로 역양자화를 통하여 변환 계수들을 도출하는 단계; 상기 변환 계수들에 대한 역 RST(reduced secondary transform)을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 단계; 상기 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 및 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들 및 상기 대상 블록에 대한 인트라 예측 모드에 기초하여 도출된 예측 샘플들을 기반으로 복원 블록를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 역 RST는 복수의 변환 커널 매트릭스를 포함하는 변환 세트 중에서 선택된 변환 커널 매트릭스를 기반으로 수행되고, 상기 변환 세트는 상기 대상 블록에 적용되는 상기 인트라 예측 모드에 따른 매핑 관계에 기반하여 결정되고, 상기 대상 블록의 인트라 예측 모드를 포함하는 복수의 인트라 예측 모드들은 하나의 변환 세트에 매핑되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들 및 예측에 대한 정보를 도출하는 엔트로피 디코딩부; 상기 예측에 대한 정보에 포함된 인트라 예측 모드를 기반으로 대상 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 예측부; 상기 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 기반으로 역양자화를 통하여 변환 계수들을 도출하는 역양자화부; 상기 변환 계수들에 대한 역 RST(reduced secondary transform)을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 역 RST부 와 상기 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 역 1차변환부를 포함하는 역변환부; 상기 레지듀얼 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 가산부를 포함하되, 상기 역 RST부는 상기 인트라 예측 모드와 매핑 관계를 갖는 변환 세트에 포함되는 변환 커널 매트릭스를 기반으로 역 RST를 수행하고, 상기 변환 세트는 상기 대상 블록에 적용되는 상기 인트라 예측 모드에 따른 매핑 관계에 기반하여 결정되고, 상기 대상 블록의 인트라 예측 모드를 포함하는 복수의 인트라 예측 모드들은 하나의 변환 세트에 매핑되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 대상 블록에 적용되는 인트라 예측 모드에 기초하여 예측 샘플들을 도출하는 단계; 상기 예측 샘플에 기초하여 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 상기 레지듀얼 샘플에 대한 1차 변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계; 상기 변환 계수에 대한 RST(reduced secondary transform)을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 단계; 상기 수정된 변환 계수들 기반으로 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하는 단계를 포함하되, 상기 RST는 복수의 변환 커널 매트릭스를 포함하는 변환 세트 중에서 선택된 변환 커널 매트릭스를 기반으로 수행되고, 상기 변환 세트는 상기 대상 블록에 적용되는 상기 인트라 예측 모드에 따른 매핑 관계에 기반하여 결정되고, 상기 대상 블록의 인트라 예측 모드를 포함하는 복수의 인트라 예측 모드들은 하나의 변환 세트에 매핑되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행된 영상 인코딩 방법에 따라 생성된 인코딩된 영상 정보가 포함된 영상 데이터가 저장된 디지털 저장 매체가 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 상기 영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 인코딩된 영상 정보가 포함된 영상 데이터가 저장된 디지털 저장 매체가 제공될 수 있다.
본 발명에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 효율적인 변환을 통하여 레지듀얼 처리를 위해 전송되어야 하는 데이터량을 줄일 수 있고, 레지듀얼 코딩 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 주파수 도메인에서의 2차 변환을 통하여 0이 아닌 변환 계수들을 저주파성분에 집중시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 변환 세트를 기반으로 영상 코딩을 수행하여 영상 코딩 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 65개 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 역 RST 과정을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 역 RST 과정을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비분리 2차 변환을 기반으로 하는 역 RST 과정을 도시한 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 RST가 적용되는 블록을 도시한 도면이다.
도 11은 4x4 변환 계수에 적용되는 스캔 순서를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 대각선 스캔 순서에 따라 변환 계수를 매핑하는 것을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 대각선 스캔 순서에 기초하여 변환 계수를 매핑하는 것을 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 특정 조건을 고려하여 변환 세트를 선택하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 17은 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (Versatile Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.266), VVC 이후의 차세대 비디오/이미지 코딩 표준, 또는 그 이외의 비디오 코딩 관련 표준들(예를 들어, HEVC (High Efficiency Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.265), EVC(essential video coding) 표준, AVS2 표준 등)과 관련될 수 있다.
이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
이 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 또는 샘플은 공간 도메인에서의 픽셀값을 의미할 수도 있고, 이러한 픽셀값이 주파수 도메인으로 변환되면 주파수 도메인에서의 변환 계수를 의미할 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
이 문서에서 “/”와 ","는 “및/또는”으로 해석된다. 예를 들어, “A/B”는 “A 및/또는 B”로 해석되고, “A, B”는 “A 및/또는 B”로 해석된다. 추가적으로, “A/B/C”는 “A, B 및/또는 C 중 적어도 하나”를 의미한다. 또한, “A, B, C”도 “A, B 및/또는 C 중 적어도 하나”를 의미한다. (In this document, the term “/” and "," should be interpreted to indicate “and/or.” For instance, the expression “A/B” may mean “A and/or B.” Further, “A, B” may mean “A and/or B.” Further, “A/B/C” may mean “at least one of A, B, and/or C.” Also, “A/B/C” may mean “at least one of A, B, and/or C.”)
추가적으로, 본 문서에서 “또는”는 “및/또는”으로 해석된다. 예를 들어, “A 또는 B”은, 1) “A” 만을 의미하고, 2) “B” 만을 의미하거나, 3) “A 및 B”를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 “또는”은 “추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)”를 의미할 수 있다. (Further, in the document, the term “or” should be interpreted to indicate “and/or.” For instance, the expression “A or B” may comprise 1) only A, 2) only B, and/or 3) both A and B. In other words, the term “or” in this document should be interpreted to indicate “additionally or alternatively.”)
도 1은 본 발명을 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 소스 디바이스 및 수신 디바이스를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)은 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
감산부(231)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플들 또는 원본 샘플 어레이)에서 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플들 또는 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들 또는 레지듀얼 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 예측부(220)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(220)는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(222)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(221)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인터 예측부(221) 및/또는 인트라 예측부(222)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 등을 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(233)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.
양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(250)는 복원된 레지듀얼 신호를 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플들 또는 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset, SAO), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(290)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(290)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(280)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(200)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270)의 DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memoery, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(331) 및 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(330)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼에 대한 정보, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(321)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 예측부(330), 가산부(340), 필터링부(350) 및 메모리(360) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인트라 예측부(332)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(332)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(331)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(331)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(330)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(60), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(331)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(331)에 전달할 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(332)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 디코딩 장치(300)의 예측부(330), 역양자화부(321), 역변환부(322) 및 필터링부(350) 등에서 설명된 실시예들은 각각 인코딩 장치(200)의 예측부(220), 역양자화부(234), 역변환부(235) 및 필터링부(260) 등에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 참조하면, 변환부는 상술한 도 2의 인코딩 장치 내의 변환부에 대응될 수 있고, 역변환부는 상술한 도 2의 인코딩 장치 내의 역변환부 또는 도 3의 디코딩 장치 내의 역변환부에 대응될 수 있다.
변환부는 레지듀얼 블록 내의 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)를 기반으로 1차 변환을 수행하여 (1차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S410). 이러한 1차 변환(primary transform)은 핵심 변환(core transform)으로 지칭될 수 있다. 여기서 상기 1차 변환은 다중 변환 선택(Multiple Transform Selection, MTS)에 기반할 수 있으며, 1차 변환으로 다중 변환이 적용될 경우 다중 핵심 변환으로 지칭될 수 있다.
다중 핵심 변환은 DCT(Discrete Cosine Transform) 타입 2과 DST(Discrete Sine Transform) 타입 7, DCT 타입 8, 및/또는 DST 타입 1을 추가적으로 사용하여 변환하는 방식을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 다중 핵심 변환 은 상기 DCT 타입 2, 상기 DST 타입 7, 상기 DCT 타입 8 및 상기 DST 타입 1 중 선택된 복수의 변환 커널들을 기반으로 공간 도메인의 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)를 주파수 도메인의 변환 계수들(또는 1차 변환 계수들)로 변환하는 변환 방법을 나타낼 수 있다. 여기서 상기 1차 변환 계수들은 변환부 입장에서 임시 변환 계수들로 불릴 수 있다.
다시 말하면, 기존의 변환 방법이 적용되는 경우, DCT 타입 2를 기반으로 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)에 대한 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이 적용되어 변환 계수들이 생성될 수 있었다. 이와 달리, 상기 다중 핵심 변환이 적용되는 경우, DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8, 및/또는 DST 타입 1 등을 기반으로 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)에 대한 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이 적용되어 변환 계수들(또는 1차 변환 계수들)이 생성될 수 있다. 여기서, DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8, 및 DST 타입 1 등은 변환 타입, 변환 커널(kernel) 또는 변환 코어(core)라고 불릴 수 있다.
참고로, 상기 DCT/DST 변환 타입들은 기저 함수들을 기반으로 정의될 수 있으며, 상기 기저 함수들은 다음 표와 같이 나타내어질 수 있다.
상기 다중 핵심 변환이 수행되는 경우, 상기 변환 커널들 중 대상 블록에 대한 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널이 선택될 수 있고, 상기 수직 변환 커널을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 수직 변환이 수행되고, 상기 수평 변환 커널을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 수평 변환이 수행될 수 있다. 여기서, 상기 수평 변환은 상기 대상 블록의 수평 성분들에 대한 변환을 나타낼 수 있고, 상기 수직 변환은 상기 대상 블록의 수직 성분들에 대한 변환을 나타낼 수 있다. 상기 수직 변환 커널/수평 변환 커널은 레지듀얼 블록을 포함하는 대상 블록(CU 또는 서브블록)의 예측 모드 및/또는 변환 인덱스를 기반으로 적응적으로 결정될 수 있다.
변환부는 상기 (1차) 변환 계수들을 기반으로 2차 변환을 수행하여 수정된(2차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S420). 상기 1차 변환은 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이고, 상기 2차 변환은 (1차) 변환 계수들 사이에 존재하는 상관 관계(correlation)을 이용하여 보다 압축적인 표현으로 변환하는 것을 의미한다. 상기 2차 변환은 비분리 변환(non- separable transform)을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 2차 변환은 비분리 2차 변환(non-separable secondary transform, NSST) 또는 MDNSST(mode-dependent non-separable secondary transform)이라고 불릴 수 있다. 상기 비분리 2차 변환은 상기 1차 변환을 통하여 도출된 (1차) 변환 계수들을 비분리 변환 매트릭스(non-separable transform matrix)를 기반으로 2차 변환하여 레지듀얼 신호에 대한 수정된 변환 계수들(또는 2차 변환 계수들)을 생성하는 변환을 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 비분리 변환 매트릭스를 기반으로 상기 (1차) 변환 계수들에 대하여 수직 변환 및 수평 변환을 분리하여(또는 수평 수직 변환을 독립적으로) 적용하지 않고 한번에 변환을 적용할 수 있다. 다시 말해, 상기 비분리 2차 변환은 상기 (1차) 변환 계수들의 수직 성분 및 수평 성분 분리하지 않고, 예를 들어 2차원 신호(변환 계수)들을 특정 정해진 방향(예컨대, 행 우선(row-first) 방향 또는 열 우선(column-first) 방향)을 통하여 1차원 신호로 재정렬한 후, 상기 비분리 변환 매트릭스를 기반으로 수정된 변환 계수들(또는 2차 변환 계수들)을 생성하는 변환 방법을 나타낼 수 있다. 상기 비분리 2차 변환은 (1차) 변환 계수들로 구성된 블록(이하, 변환 계수 블록이라고 불릴 수 있다)의 좌상단(top-left) 영역에 대하여 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 및 높이(H)가 둘 다 8 이상인 경우, 8×8 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 8×8 영역에 대하여 적용될 수 있다. 또한, 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 및 높이(H)가 둘 다 4 이상이면서, 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 또는 높이(H)가 8보다 작은 경우, 4×4 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 min(8,W)×min(8,H) 영역에 대하여 적용될 수 있다. 다만 실시예는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 또는 높이(H)가 모두 4 이상인 조건만 만족하더라도, 4×4 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 min(8,W)×min(8,H) 영역에 대하여 적용될 수도 있다.
구체적으로 예를 들어, 4×4 입력 블록이 사용되는 경우 비분리 2차 변환은 다음과 같이 수행될 수 있다.
상기 4×4 입력 블록 X는 다음과 같이 나타내어질 수 있다.
상기 X를 벡터 형태로 나타내는 경우, 벡터 는 다음과 같이 나타내어질 수 있다.
이 경우, 상기 2차 비분리 변환은 다음과 같이 계산될 수 있다.
여기서, 는 변환 계수 벡터를 나타내고, T는 16×16 (비분리) 변환 매트릭스를 나타낸다.
상기 수학식3을 통하여 통하여 16×1 변환 계수 벡터 가 도출될 수 있으며, 상기 는 스캔 순서(수평, 수직, 대각(diagonal) 등)를 통하여 4×4 블록으로 재구성(re-organized)될 수 있다. 다만, 상술한 계산은 예시로서 비분리 2차 변환의 계산 복잡도를 줄이기 위하여 HyGT(Hypercube-Givens Transsform) 등이 비분리 2차 변환의 계산을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 상기 비분리 2차 변환은 모드 기반(mode dependent)으로 변환 커널(또는 변환 코어, 변환 타입)이 선택될 수 있다. 여기서 모드는 인트라 예측 모드 및/또는 인터 예측 모드를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 비분리 2차 변환은 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 및 높이(H)를 기반으로 결정된 8×8 변환 또는 4×4 변환에 기반하여 수행될 수 있다. 이때, 모드 기반 변환 커널 선택을 위하여, 8×8 변환 및 4×4 변환 둘 다에 대하여 비분리 2차 변환을 위한 3개씩 35개 세트의 비분리 2차 변환 커널들이 구성될 수 있다. 즉, 8×8 변환 에 대하여 35개의 변환 세트가 구성되고, 4×4 변환에 대하여 35개의 변환 세트가 구성될 수 있다. 이 경우 8×8 변환에 대한 35개의 변환 세트에는 각각 3개씩의 8×8 변환 커널들이 포함될 수 있고, 이 경우 4×4 변환에 대한 35개의 변환 세트에는 각각 3개씩의 4×4 변환 커널들이 포함될 수 있다. 다만, 상기 변환의 사이즈, 상기 세트의 수 및 세트 내 변환 커널들의 수는 예시로서 8×8 또는 4×4 이외의 사이즈가 사용될 수 있고, 또는 n개의 세트들이 구성되고, 각 세트 내에 k개의 변환 커널들이 포함될 수도 있다.
상기 변환 세트는 NSST 세트라고 불릴 수 있고, 상기 NSST 세트 내의 변환 커널은 NSST 커널이라고 불릴 수 있다. 상기 변환 세트들 중 특정 세트의 선택은 예를 들어, 대상 블록(CU 또는 서브블록)의 인트라 예측 모드에 기반하여 수행될 수 있다.
참고로, 예를 들어, 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성(non-directinoal, 또는 비각도성(non-angular)) 인트라 예측 모드들과 65개의 방향성(directional, 또는 각도성(angular)) 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 0번인 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 1번인 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번의 65개의 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 본 발명은 인트라 예측 모드들의 수가 다른 경우에도 적용될 수 있다. 한편, 경우에 따라 67번 인트라 예측 모드가 더 사용될 수 있으며, 상기 67번 인트라 예측 모드는 LM(linear model) 모드를 나타낼 수 있다.
도 5는 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 5를 참조하면, 좌상향 대각 예측 방향을 갖는 34번 인트라 예측 모드를 중심으로 수평 방향성(horizontal directionality)을 갖는 인트라 예측 모드와 수직 방향성(vertical directionality)을 갖는 인트라 예측 모드를 구분할 수 있다. 도 5의 H와 V는 각각 수평 방향성과 수직 방향성을 의미하며, -32 ~ 32의 숫자는 샘플 그리드 포지션(sample grid position) 상에서 1/32 단위의 변위를 나타낸다. 이는 모드 인덱스 값에 대한 오프셋을 나타낼 수 있다. 2번 내지 33번 인트라 예측 모드는 수평 방향성, 34번 내지 66번 인트라 예측 모드는 수직 방향성을 갖는다. 한편, 34번 인트라 예측 모드는 엄밀히 말해 수평 방향성도 수직 방향성도 아니라고 볼 수 있으나, 2차 변환의 변환 세트를 결정하는 관점에서 수평 방향성에 속한다고 분류될 수 있다. 이는, 34번 인트라 예측 모드를 중심으로 대칭되는 수직 방향 모드에 대해서는 입력 데이터를 트랜스포즈(transpose)해서 사용하고 34번 인트라 예측 모드에 대해서는 수평 방향 모드에 대한 입력 데이터 정렬 방식을 사용하기 때문이다. 18번 인트라 예측 모드와 50번 인트라 예측 모드는 각각 수평 인트라 예측 모드(horizontal intra prediction mode), 수직 인트라 예측 모드(vertical intra prediction mode)를 나타내며, 2번 인트라 예측 모드는 왼쪽 참조 픽셀을 가지고 우상향 방향으로 예측하므로 우상향 대각 인트라 예측 모드라 불릴 수 있고, 동일한 맥락으로 34번 인트라 예측 모드는 우하향 대각 인트라 예측 모드, 66번 인트라 예측 모드는 좌하향 대각 인트라 예측 모드라고 불릴 수 있다.
이 경우, 상기 35개의 변환 세트들과 상기 인트라 예측 모드들 간의 매핑(mapping)은 예를 들어 다음 표와 같이 나타내어질 수 있다. 참고로, 대상 블록에 LM 모드가 적용되는 경우 상기 대상 블록에 대하여는 2차 변환이 적용되지 않을 수 있다.
한편, 특정 세트가 사용되는 것으로 결정되면, 비분리 2차 변환 인덱스를 통하여 상기 특정 세트 내 k개의 변환 커널들 중 하나가 선택될 수 있다. 인코딩 장치는 RD(rate-distortion) 체크 기반으로 특정 변환 커널을 가리키는 비분리 2차 변환 인덱스를 도출할 수 있으며, 상기 비분리 2차 변환 인덱스를 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 비분리 2차 변환 인덱스를 기반으로 특정 세트 내 k개의 변환 커널들 중 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, NSST 인덱스 값 0은 첫번째 비분리 2차 변환 커널을 가리킬 수 있고, NSST 인덱스 값 1은 두번째 비분리 2차 변환 커널을 가리킬 수 있으며, NSST 인덱스 값 2는 세번째 비분리 2차 변환 커널을 가리킬 수 있다. 또는 NSST 인덱스 값 0은 대상 블록에 대하여 첫번째 비분리 2차 변환이 적용되지 않음을 가리킬 수 있고, NSST 인덱스 값 1 내지 3은 상기 3개의 변환 커널들을 가리킬 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 변환부는 선택된 변환 커널들을 기반으로 상기 비분리 2차 변환을 수행하고 수정된(2차) 변환 계수들을 획득할 수 있다. 상기 수정된 변환 계수들은 상술한 바와 같이 양자화부를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있고, 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링 및 인코딩 장치 내의 역양자화/역변환부로 전달될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 2차 변환이 생략되는 경우 상기 1차 (분리) 변환의 출력인 (1차) 변환 계수들이 상술한 바와 같이 양자화부를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있고, 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링 및 인코딩 장치 내의 역양자화/역변환부로 전달될 수 있다.
역변환부는 상술한 변환부에서 수행된 절차의 역순으로 일련의 절차를 수행할 수 있다. 역변환부는 (역양자화된) 변환 계수들을 수신하여, 2차 (역)변환을 수행하여 (1차) 변환 계수들을 도출하고(S450), 상기 (1차) 변환 계수들에 대하여 1차 (역)변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다. 여기서 상기 1차 변환 계수들은 역변환부 입장에서 수정된(modified) 변환 계수들로 불릴 수 있다. 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 블록과 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 상술한 바와 같이 2차 (역)변환이 생략되는 경우 (역양자화된) 변환 계수들을 수신하여 상기 1차 (분리) 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다. 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 블록과 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 본 발명에서는 비분리 2차 변환에 수반되는 계산량과 메모리 요구량의 저감을 위하여 NSST의 개념에서 변환 매트릭스(커널)의 크기가 감소된 RST(reduced secondary transform)을 적용할 수 있다.
한편, 본 발명에서 설명된 변환 커널, 변환 매트릭스, 변환 커널 매트릭스를 구성하는 계수, 즉 커널 계수 또는 매트릭스 계수는 8비트로 표현될 수 있다. 이는 디코딩 장치 및 인코딩 장치에서 구현되기 위한 하나의 조건일 수 있으며, 기존의 9비트 또는 10비트와 비교하여 합리적으로 수용할 수 있는 성능 저하를 수반하면서 변환 커널을 저장하기 위한 메모리 요구량을 줄일 수 있다. 또한, 커널 매트릭스를 8비트로 표현함으로써 작은 곱셈기를 사용할 수 있고, 최적의 소프트웨어 구현을 위하여 사용되는 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 명령에 보다 적합할 수 있다.
본 명세서에서 RST는 간소화 팩터(factor)에 따라 크기가 감소된 변환 매트릭스(transform matrix)를 기반으로 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 수행되는 변환을 의미할 수 있다. 간소화 변환을 수행하는 경우, 변환 매트릭스의 크기 감소로 인해 변환 시 요구되는 연산량이 감소될 수 있다. 즉, RST은 크기가 큰 블록의 변환 또는 비분리 변환 시 발생하는 연산 복잡도(complexity) 이슈를 해소하기 위해 이용될 수 있다.
RST는 감소된 변환, 감소 변환, reduced transform, reduced secondary transform, reduction transform, simplified transform, simple transform 등 다양한 용어로 지칭될 수 있으며, RST이 지칭될 수 있는 명칭은 나열된 예시들에 한정되지 않는다. 또는 RST는 주로 변환 블록에서 0이 아닌 계수를 포함하는 저주파 영역에서 이루어지므로 LFNST(Low-Frequency Non-Separable Transform)로 지칭될 수도 있다.
한편, 2차 역변환이 RST를 기반으로 이루어지는 경우, 인코딩 장치(200)의 역변환부(235)와 디코딩 장치(300)의 역변환부(322)는 변환 계수들에 대한 역 RST을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 역 RST부와, 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 역 1차변환부를 포함할 수 있다. 역 1차변환은 레지듀얼에 적용되었던 1차 변환의 역변환을 의미한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 “대상 블록”은 코딩이 수행되는 현재 블록 또는 레지듀얼 블록을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따른 RST에서, N차원 벡터(N dimensional vector)가 다른 공간에 위치한 R차원 벡터(R dimensional vector)에 매핑되어 감소된 변환 매트릭스가 결정될 수 있으며, 여기서 R은 N보다 작다. N은 변환이 적용되는 블록의 한 변의 길이(length)의 제곱 또는 변환이 적용되는 블록과 대응되는 변환 계수들의 총 개수를 의미할 수 있고, 간소화 팩터는 R/N값을 의미할 수 있다. 간소화 팩터는 감소된 팩터, 감소 팩터, reduced factor, reduction factor, simplified factor, simple factor 등 다양한 용어로 지칭될 수 있다. 한편, R은 간소화 계수(reduced coefficient)로 지칭될 수 있으나, 경우에 따라서는 간소화 팩터가 R을 의미할 수도 있다. 또한, 경우에 따라서 간소화 팩터는 N/R값을 의미할 수도 있다.
일 실시예에서, 간소화 팩터 또는 간소화 계수는 비트스트림을 통하여 시그널링될 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 간소화 팩터 또는 간소화 계수에 대한 기 정의된 값이 각 인코딩 장치(200) 및 디코딩 장치(300)에 저장되어 있을 수 있으며, 이 경우 간소화 팩터 또는 간소화 계수는 별도로 시그널링되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따른 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 통상의 변환 매트릭스의 사이즈 NxN보다 작은 RxN이며, 아래의 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.
도 6의 (a)에 도시된 Reduced Transform 블록 내의 매트릭스 T는 수학식 4의 매트릭스 TRxN를 의미할 수 있다. 도 6의 (a)와 같이 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 간소화 변환 매트릭스 TRxN가 곱해지는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들이 도출될 수 있다.
일 실시예에서, 변환이 적용되는 블록의 사이즈가 8x8이고, R=16 (즉, R/N=16/64=1/4이다)인 경우, 도 6의 (a)에 따른 RST는 아래의 수학식 5와 같은 행렬 연산으로 표현될 수 있다. 이 경우, 메모리와 곱하기 연산이 간소화 팩터에 의하여 대략 1/4로 감소할 수 있다.
수학식 5에서 r1 내지 r64는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타낼 수 있다. 수학식 5의 연산 결과 대상 블록에 대한 변환 계수들 ci가 도출될 수 있으며, ci의 도출 과정은 수학식 6과 같을 수 있다.
수학식 6의 연산 결과, 대상 블록에 대한 변환 계수들 c1 내지 cR이 도출될 수 있다. 즉, R=16인 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들 c1 내지 c16이 도출될 수 있다. 만약 RST가 아니라 통상의(regular) 변환이 적용되어 사이즈가 64x64(NxN)인 변환 매트릭스가 사이즈가 64x1(Nx1)인 레지듀얼 샘플들에 곱해졌다면 대상 블록에 대한 변환 계수들이 64개(N개)가 도출되었겠지만, RST가 적용되었기 때문에 대상 블록에 대한 변환 계수들이 16개(R개)만 도출되는 것이다. 대상 블록에 대한 변환 계수들의 총 개수가 N개에서 R개로 감소하여 인코딩 장치(200)가 디코딩 장치(300)로 전송하는 데이터의 양이 감소하므로 인코딩 장치(200)-디코딩 장치(300) 간 전송 효율이 증가할 수 있다.
변환 매트릭스의 사이즈 관점에서 검토하면, 통상의 변환 매트릭스의 사이즈는 64x64(NxN)인데 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 16x64(RxN)로 감소하므로, 통상의 변환을 수행할 때와 비교하면 RST를 수행할 시 메모리 사용을 R/N 비율로 감소시킬 수 있다. 또한, 통상의 변환 매트릭스를 이용할 때의 곱셈 연산 수 NxN과 비교하면, 간소화 변환 매트릭스를 이용하면 곱셈 연산 수를 R/N 비율로 감소(RxN)시킬 수 있다.
일 실시예에서, 인코딩 장치(200)의 변환부(232)는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 1차 변환 및 RST 기반의 2차 변환을 수행함으로써 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출할 수 있다. 이러한 변환 계수들은 디코딩 장치(300)의 역변환부로 전달될 수 있으며, 디코딩 장치(300)의 역변환부(322)는 변환 계수들에 대한 역 RST(reduced secondary transform)을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하고, 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 역 RST 매트릭스 TNxR의 사이즈는 통상의 역변환 매트릭스의 사이즈 NxN보다 작은 NxR이며, 수학식 4에 도시된 간소화 변환 매트릭스 TRxN과 트랜스포즈(transpose) 관계에 있다.
도 6의 (b)에 도시된 Reduced Inv. Transform 블록 내의 매트릭스 Tt는 역 RST 매트릭스 TNxR T을 의미할 수 있다(위첨자 T는 트랜스포즈를 의미한다). 도 6의 (b)와 같이 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 TNxR T가 곱해지는 경우, 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다.
보다 구체적으로, 2차 역변환으로 역 RST가 적용되는 경우에는, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 TNxR T가 곱해지면 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들이 도출될 수 있다. 한편, 역 1차변환으로 역 RST가 적용될 수 있고, 이 경우 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 TNxR T가 곱해지면 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다.
일 실시예에서, 역변환이 적용되는 블록의 사이즈가 8x8이고, R=16(즉, R/N=16/64=1/4인 경우)인 경우, 도 6의 (b)에 따른 RST는 아래의 수학식 7과 같은 행렬 연산으로 표현될 수 있다.
수학식 7에서 c1 내지 c16은 대상 블록에 대한 변환 계수들을 나타낼 수 있다. 수학식 7의 연산 결과 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타내는 rj가 도출될 수 있으며, rj의 도출 과정은 수학식 8과 같을 수 있다.
수학식 8의 연산 결과, 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타내는 r1 내지 rN이 도출될 수 있다. 역변환 매트릭스의 사이즈 관점에서 검토하면, 통상의 역변환 매트릭스의 사이즈는 64x64(NxN)인데 간소화 역변환 매트릭스의 사이즈는 64x16(NxR)으로 감소하므로, 통상의 역변환을 수행할 때와 비교하면 역 RST를 수행할 시 메모리 사용을 R/N 비율로 감소시킬 수 있다. 또한, 통상의 역변환 매트릭스를 이용할 때의 곱셈 연산 수 NxN과 비교하면, 간소화 역변환 매트릭스를 이용하면 곱셈 연산 수를 R/N 비율로 감소(NxR)시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 역 RST 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 7에 개시된 각 단계는 도 3에 개시된 디코딩 장치(300)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S700은 도 3에 개시된 역양자화부(321)에 의하여 수행될 수 있고, S710 및 S720은 도 3에 개시된 역변환부(322)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 도 3에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다. 한편, 본 발명에서 RST는 순방향에 따른 변환에 적용되는 것이고, 역 RST는 인버스 방향에 적용되는 변환을 의미할 수 있다.
일 실시예에서, 역 RST에 따른 세부 동작들은 RST에 따른 세부 동작들과 순서가 정반대일 뿐이고, RST에 따른 세부 동작들과 역 RST에 따른 세부 동작들은 실질적으로 유사할 수 있다. 따라서, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는, 이하에서 설명되는 역 RST에 대한 S700 내지 S720의 설명들이 RST에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 대하여 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출할 수 있다(S700).
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 변환 커널(transform kernel)을 선택할 수 있다(S710). 보다 구체적으로, 디코딩 장치(300)는 변환 인덱스, 변환이 적용되는 영역의 폭(width) 및 높이(height), 영상 디코딩에서 이용되는 인트라 예측 모드 및 대상 블록의 색상 성분(color component)에 대한 정보 중 적어도 하나를 기반으로 변환 커널을 선택할 수 있다. 다만 실시예는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 변환 커널은 기 정의된 것으로서, 변환 커널을 선택하기 위한 별도의 정보가 시그널링되지 않을 수도 있다.
일 예시에서, 대상 블록의 색상 성분에 대한 정보는 CIdx를 통해 지시될 수 있다. 대상 블록이 루마(luma) 블록인 경우 CIdx는 0을 지시할 수 있고, 대상 블록이 크로마(chroma) 블록, 예를 들어 Cb 블록 또는 Cr 블록인 경우 CIdx는 0이 아닌 값(예를 들어 1)을 지시할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 선택된 변환 커널 및 간소화 팩터(reduced factor)를 기반으로 변환 계수들에 대하여 역 RST를 적용할 수 있다(S720).
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 역 RST를 도시하는 흐름도이다.
도 8에 개시된 각 단계는 도 3에 개시된 디코딩 장치(300)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S800은 도 3에 개시된 역양자화부(312)에 의하여 수행될 수 있고, S810 내지 S860은 도 3에 개시된 역변환부(322)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 도 3에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
일 실시예에서, 전술한 바와 같이, 역 RST에 따른 세부 동작들은 RST에 따른 세부 동작들과 순서가 정반대일 뿐이고, 역 RST에 따른 세부 동작들과 RST에 따른 세부 동작들은 실질적으로 유사할 수 있다. 따라서, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는, 이하에서 설명되는 역 RST에 대한 S800 내지 S860의 설명들이 RST에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 대상 블록에 대한 양자화된 계수들에 대하여 역양자화를 수행할 수 있다(S800). 만약 인코딩 장치(200)에서 변환이 수행되었던 경우, S800에서 디코딩 장치(300)는 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 대하여 역양자화를 수행하여 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출할 수 있다. 반대로, 만약 인코딩 장치(200)에서 변환이 수행되지 않았던 경우, S800에서 디코딩 장치(300)는 대상 블록에 대한 양자화된 레지듀얼 샘플들에 대하여 역양자화를 수행하여 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 인코딩 장치(200)에서 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 변환이 수행되었었는지 여부를 판단할 수 있고(S810), 변환이 수행되었다고 판단되는 경우 변환 인덱스(transform index)를 파싱(parsing)(또는 비트스트림으로부터 디코딩) 할 수 있다(S820). 변환 인덱스는 수평 방향의 변환을 위한 수평 변환 인덱스 및 수직 방향의 변환을 위한 수직 변환 인덱스를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 변환 인덱스는 1차 변환 인덱스, 코어 변환 인덱스, NSST 인덱스 등을 포함할 수 있다. 변환 인덱스는 예를 들어 Transform_idx로 표현될 수 있고, NSST 인덱스는 예를 들어 NSST_idx로 표현될 수 있다. 또한, 수평 변환 인덱스는 Transform_idx_h로, 수직 변환 인덱스는 Transform_idx_v로 표현될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 변환 인덱스가 모두 파싱된 후 역양자화가 수행될 수도 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S810에서 인코딩 장치(200)에서 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 변환이 수행되지 않았다고 판단된 경우, S820 내지 S860에 따른 동작들을 생략할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 변환 인덱스, 변환이 적용되는 영역의 폭(width) 및 높이(height), 영상 디코딩에서 이용되는 인트라 예측 모드 및 대상 블록의 색상 성분(color component)에 대한 정보 중 적어도 하나를 기반으로 변환 커널(transform kernel)을 선택할 수 있다(S830).
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST를 수행할 조건에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다(S840).
일 예시에서, 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이가 각각 제1 계수보다 큰 경우, 디코딩 장치(300)는 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST를 수행할 조건에 해당한다고 판단할 수 있다. 제1 계수는 4일 수 있다.
다른 일 예시에서, 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이의 곱이 제2 계수보다 크면서 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이 중 작은 것이 제3 계수보다 큰 경우, 디코딩 장치(300)는 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST를 수행할 조건에 해당한다고 판단할 수 있다. 제2 계수와 제3 계수는 기설정된 값일 수 있다.
또 다른 일 예시에서, 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이가 각각 제4 계수보다 작거나 같은 경우, 디코딩 장치(300)는 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST를 수행할 조건에 해당한다고 판단할 수 있다. 제4 계수는 8일 수 있다.
또 다른 일 예시에서, 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이의 곱이 제5 계수보다 작거나 같으면서 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이 중 작은 것이 제6 계수보다 작거나 같은 경우, 디코딩 장치(300)는 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST를 수행할 조건에 해당한다고 판단할 수 있다. 제5 계수와 제6 계수는 기설정된 값일 수 있다.
또 다른 일 예시에서, 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이가 각각 제1 계수보다 큰 조건, 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이의 곱이 제2 계수보다 크면서 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이 중 작은 것이 제3 계수보다 큰 조건, 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이가 각각 제4 계수보다 작거나 같은 조건 및 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이의 곱이 제5 계수보다 작거나 같으면서 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이 중 작은 것이 제6 계수보다 작거나 같은 조건 중 적어도 하나가 만족되는 경우, 디코딩 장치(300)는 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST를 수행할 조건에 해당한다고 판단할 수 있다.
상기된 예시들에서, 제1 계수 내지 제6 계수는 임의의 기 정의된 양의 정수일 수 있다. 예를 들어, 제1 계수 내지 제6 계수는 4, 8, 16 또는 32일 수 있다.
일 실시예에 따른 역 RST는 대상 블록에 포함된 정사각형 영역(즉, 역 RST가 이 적용되는 영역의 폭과 높이의 길이가 같은 경우)에 대하여 적용될 수 있고, 경우에 따라서 역 RST가 적용되는 영역의 폭 및 높이가 기 정의된 계수의 값(예를 들어, 4, 8, 16, 32 등)으로 고정될 수 있다. 한편, 역 RST가 적용되는 영역은 정사각형 영역에 한정되지 않으며, 직사각형(rectangular) 영역 또는 비직사각형(non-rectangular) 영역에도 적용될 수 있다. 역 RST가 적용되는 영역에 대한 보다 구체적인 설명은 도 10에서 후술하기로 한다.
일 예시에서, 역 RST를 수행할 조건에 해당하는지 여부는 변환 인덱스를 기반으로 판단될 수 있다. 다시 말해, 변환 인덱스는 대상 블록에 대하여 어떠한 변환이 수행되었는지 여부를 지시할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S840에서 역 RST를 수행할 조건에 해당하지 않는다고 판단된 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 (통상의(regular)) 역변환을 수행할 수 있다(S850). 도 4에서 전술한 바와 같이, (역)변환은 예를 들어 DCT2, DCT4, DCT5, DCT7, DCT8, DST1, DST4, DST7, NSST, JEM-NSST(HyGT) 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S840에서 역 RST를 수행할 조건에 해당한다고 판단된 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST를 수행할 수 있다(S860).
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비분리 2차 변환을 기반으로 하는 RST 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 9에 개시된 각 단계는 도 3에 개시된 디코딩 장치(300)에 의하여 수행될 수 있으며, 보다 구체적으로 S900은 도 3에 개시된 역양자화부(321)에 의하여 수행될 수 있고, S910 내지 S980은 도 3에 개시된 역변환부(322)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어, 도 9의 S900은 도 8의 S800과 대응되고, 도 9의 S940은 도 8의 S830과 대응되고, 도 9의 S950은 도 8의 S840과 대응될 수 있다. 따라서, 도 3 및 도 8에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
일 실시예에서, 전술한 바와 같이, 역 RST에 따른 세부 동작들은 RST에 따른 세부 동작들과 순서가 정반대일 뿐이고, 역 RST에 따른 세부 동작들과 RST에 따른 세부 동작들은 실질적으로 유사할 수 있다. 따라서, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는, 이하에서 설명되는 역 RST에 대한 S900 내지 S980의 설명들이 RST에도 동일 또는 유사하게 적용될 수 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 대상 블록에 대한 양자화된 계수들에 대하여 역양자화를 수행할 수 있다(S900).
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 인코딩 장치(200)에서 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 NSST가 수행되었었는지 여부를 판단할 수 있고(S910), NSST가 수행되었다고 판단된 경우 NSST 인덱스를 파싱(또는 비트스트림으로부터 디코딩) 할 수 있다(S920).
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, NSST 인덱스가 0보다 큰지 여부를 판단할 수 있고(S930), NSST 인덱스가 0보다 크다고 판단된 경우, NSST 인덱스, NSST가 적용되는 영역의 폭 및 높이, 인트라 예측 모드 및 대상 블록의 색상 성분에 대한 정보 중 적어도 하나를 기반으로 변환 커널을 선택할 수 있다(S940).
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST를 수행할 조건에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다(S950).
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S950에서 역 RST를 수행할 조건에 해당하지 않는다고 판단된 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST를 기반으로 하지 않는 (통상의) 인버스(Inverse) NSST를 수행할 수 있다(S960).
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S950에서 역 RST를 수행할 조건에 해당한다고 판단된 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST를 기반으로 하는 인버스 NSST를 수행할 수 있다(S970).
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S910에서 인코딩 장치(200)에서 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 NSST가 수행되지 않았다고 판단된 경우, S920 내지 S970에 따른 동작들을 생략할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S930에서 NSST 인덱스가 0보다 크지 않다고 판단된 경우, S940 내지 S970에 따른 동작들을 생략할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 인버스 NSST가 적용되어 도출된 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들에 대하여 역 1차변환을 수행할 수 있다(S980). 수정된 변환 계수들에 대하여 역 1차변환이 수행되면, 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 RST가 적용되는 블록을 도시하는 도면이다.
도 8에서 전술한 바와 같이, 대상 블록 내에서 RST가 적용되는 영역은 정사각형 영역에 한정되지 않으며, 직사각형 영역 또는 비직사각형 영역에도 RST가 적용될 수 있다.
도 10은 사이즈 16x16인 대상 블록(1000) 내의 비직사각형 영역에 RST가 적용되는 예시를 도시하고 있다. 도 10에 음영 표시된 10개의 블록들(1010)은 대상 블록(1000) 내에서 RST가 적용되는 영역을 나타낸다. 각 최소 단위 블록들의 사이즈가 4x4이므로, 도 10의 예시에 따르면 RST가 10개의 4x4 픽셀에 적용(즉, RST가 160개의 픽셀에 적용)된다. R=16일 때, 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 16x160이 될 수 있다.
한편, 당해 기술 분야의 통상의 기술자는, 도 10에 도시된 RST가 적용되는 영역에 포함된 최소 단위 블록들(1010)의 배열은 무수히 많은 예시들 중 하나에 불과함을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, RST가 적용되는 영역에 포함된 최소 단위 블록들은 상호 이웃하지 않을 수 있고, 상호 꼭지점 하나만을 공유하는 관계에 있을 수도 있을 것이다.
이하에서는 4x4 블록에 적용될 수 있는 RST 또는 역 RST의 설계, 4x4 RST 적용 후 생성되는 변환 계수들의 배치와 스캔 순서, 변환 블록에 적용될 4x4 RST를 지정하기 위한 인덱스 코딩 방법 등에 관하여 기술한다.
좀더 구체적으로 살펴보면, 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따라 4x4 블록에 적용될 수 있는 RST의 설계 방법, 4x4 RST를 적용할 영역의 구성, 4x4 RST 적용 후 생성된 변환 계수들의 배치 방법, 배치된 변환 계수들의 스캔 순서, 대상 블록 별로 생성된 변환 계수들을 정렬하여 합치는 방법 등을 제안한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 대상 블록에 적용하는 4x4 RST를 지정하는 인덱스를 코딩하는 방법으로, 4x4 RST를 적용하였을 때 허용되지 않은 영역에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지를 여부를 파악하여 해당 인덱스를 조건적으로 코딩하는 방법 또는 마지막 0이 아닌 변환 계수 위치를 코딩한 이후에 해당 인덱스를 조건적으로 코딩한 후 허용되지 않는 위치에 대해서는 관련 레지듀얼 코딩을 생략하는 방법을 제안한다.
또한, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 4x4 RST 적용 시 루마(Luminance)와 크로마(Chrominance)에 각기 다른 인덱스 코딩 및 레지듀얼 코딩을 적용하는 방법을 제안한다.
이를 통하여 정지 영상 또는 동영상을 부호화할 때 4x4 RST를 적용하여 다른 non-separable secondary transform을 적용했을 때에 비해 계산량을 대폭 줄일 수 있고, 4x4 RST를 적용했을 때 특정 영역에 유효한 변환 계수가 존재하지 않는다는 사실에 기초하여, 4x4 RST를 지정하는 인덱스를 조건적으로 코딩하고 관련한 레지듀얼 코딩을 최적화할 수 있고, 궁극적으로 코딩 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 하나의 4x4 변환 블록, 즉 변환 대상이 되는 4x4 대상 블록에 적용될 수 있는 비분리 변환(non-separable transform) 또는 RST는 16x16 변환이다. 즉, 해당 4x4 대상 블록을 구성하는 데이터 요소들을 행 우선(row-first) 또는 열 우선(column-first) 순서로 일렬로 늘어 놓게 되면 16x1 벡터가 되어 해당 대상 블록에 비분리 변환 또는 RST를 적용할 수 있다. 순방향(Forward) 즉, 인코딩 장치에서 이루어질 수 있는 순방향 16x16 변환은 16개의 행 방향 변환 기저 벡터(transform basis vector)들로 구성되며, 상기 16x1 벡터와 각 변환 기저 벡터에 대해 내적(inner product) 취하게 되면 해당 변환 기저 벡터에 대한 변환 계수를 얻게 된다. 16개의 변환 기저 벡터들에 대한 해당 변환 계수를 얻는 과정은, 16x16 비분리 변환 또는 RST 행렬과 상기 입력 16x1 벡터를 곱하는 것과 같다. 행렬 곱으로 얻어지는 변환 계수들은 16x1 벡터 형태를 가지는데, 변환 계수 별로 통계적 특성이 다를 수 있다. 예를 들어, 16x1 변환 계수 벡터가 0번째 요소부터 15번째 요소로 이루어졌다고 했을 때, 0번째 요소의 분산은 15번째 요소의 분산보다 클 수 있다. 즉, 앞에 위치한 요소일수록 해당 분산 값이 커서 큰 에너지 값을 가질 수 있다.
한편, 16x1 변환 계수로부터 16x16 비분리 역변환(inverse 16x16 non-separable transform) 또는 역 RST을 적용하게 되면 (양자화나 정수화 계산 등의 효과를 무시했을 때) 변환 전 원래의 4x4 대상 블록 신호를 복원할 수 있다. 순방향 16x16 비분리 변환(Forward 16x16 non-separable transform)이 직교 변환(orthonormal transform)이라면 해당 역 16x16 변환(inverse 16x16 transform)은, 순방향 16x16 변환에 대한 행렬의 트랜스포즈(transpose)를 취해 구할 수 있다. 단순하게는 16x16 비분리 역변환 행렬과 16x1 변환 계수 벡터를 곱하면 16x1 벡터 형태의 데이터를 얻게 되고 처음 적용했었던 행 우선 또는 열 우선 순서로 배열해 주면 4x4 블록 신호를 복원할 수 있다.
한편, 상술된 바와 같이, 16x1 변환 계수 벡터를 이루는 요소들은 각기 통계적 특성이 다를 수 있다. 앞선 예시에서와 같이 앞쪽에 배치된 (0번째 요소와 가까운) 변환 계수들이 보다 큰 에너지를 가진다면, 모든 변환 계수들을 사용하지 않고 먼저 등장하는 일부의 변환 계수들에 역변환을 적용하여도 원래의 신호와 상당히 가까운 신호를 복원할 수 있다. 예를 들어, 16x16 비분리 역변환이 16개의 열 기저 벡터(column basis vector)들로 구성된다고 했을 때, L개의 열 기저 벡터만 남겨 16xL 행렬을 구성하고 변환 계수들 중에서도 보다 중요한 L개의 변환 계수들만을 남긴 후 (Lx1 벡터, 앞선 예시에서와 같이 먼저 등장할 수 있다), 16xL 행렬과 Lx1 벡터를 곱하게 되면 원래의 입력 16x1 벡터 데이터와 오차가 크지 않은 16x1 벡터를 복원할 수 있다. 결과적으로 L개의 계수들만이 데이터 복원에 개입하기 때문에, 변환 계수를 얻을 때도 16x1 변환 계수 벡터가 아니라 Lx1 변환 계수 벡터를 구하면 된다. 즉, 순방향 16x16 비분리 변환 행렬에서 L개의 해당 행 방향 변환 벡터들을 골라서 Lx16 변환 매트릭스를 구성한 후 16x1 입력 벡터와 곱하게 되면 L개의 중요 변환 계수들을 얻을 수 있다.
이때, L 값은 1≤L<16의 범위를 갖게 되며 일반적으로는 16개의 변환 기저 벡터들 중에 임의의 방법으로 L개를 선택할 수 있으나, 부호화와 복호화 관점에서는 앞서 제시한 예시에서와 같이 신호의 에너지 측면에서 중요도가 높은 변환 기저 벡터들을 선택하는 것이 부호화 효율 관점에서 유리할 수 있다.
상술된 바와 같이, 4x4 RST는 2차 변환으로 적용될 수 있으며, 이때 DCT-타입 2 등의 1차 변환(primary transform)이 적용된 블록에 대해 2차적으로 적용될 수 있다. 1차 변환이 적용된 블록의 크기를 NxN으로 가정할 때 통상적으로 NxN이 4x4 보다 같거나 클 때 4x4 RST를 적용할 수 있다. 4x4 RST를 NxN 블록에 적용하는 예는 다음과 같다.
1) NxN 의 모든 영역이 아닌 일부 영역에만 4x4 RST를 적용할 수 있다. 예를 들어, 좌상단(top-left) MxM 영역에 대해만 적용할 수 있다 (M ≤ N).
2) 2차 변환이 적용될 영역을 4x4 블록들로 분할한 후 각 분할된 블록에 대해 4x4 RST를 적용할 수 있다.
3) 상기 1)과 2)를 혼합하여 적용할 수 있다. 예를 들어, 좌상단 MxM 영역을 4x4 블록들로 분할한 후 분할된 영역에 4x4 RST를 적용할 수 있다.
구체적인 실시 예로, 좌상단 8x8 영역에 대해서만 2차 변환을 적용하고, NxN 블록이 8x8보다 같거나 큰 경우에는 8x8 RST를 적용하며, NxN 블록이 8x8보다 작은 경우에는 (4x4, 8x4, 4x8) 상기 2)와 같이 4x4 블록들로 나눈 후 각기 4x4 RST를 적용할 수 있다.
4x4 RST를 적용하고 나서 L개의 변환 계수가 (1≤L<16) 생성되었다고 했을 때, L개의 변환 계수를 어떻게 배치할지(즉, 변환 계수를 대상 블록 내 매핑하는 방법)에 대한 자유도가 생긴다. 하지만, 레지듀얼 코딩 파트에서 변환 계수를 읽어서 처리할 때 정해진 순서가 존재할 것이므로, 상기 L개의 변환 계수를 2 차원 블록에 어떻게 배치하는가에 따라 코딩 성능이 달라질 수 있다. HEVC에서의 레지듀얼 코딩은 DC 위치에서 가장 멀리 떨어진 위치에서부터 시작한다. 이는 DC 위치에서 멀리 떨어질수록 양자화를 거친 계수 값이 0이거나 0에 가깝다는 사실을 이용하여 코딩 성능을 높이기 위해서이다. 따라서, 상기 L개의 변환 계수들에 대해서도 높은 에너지를 가진 보다 중요한 계수를 레지듀얼 코딩의 순서상 나중에 코딩되도록 배치하는 것이 코딩 성능 면에서 유리할 수 있다.
도 11은 HEVC 표준에서 적용되고 있는 4x4 변환 계수 또는 변환 계수 블록(4x4 블록, Coefficient Group (CG))에 적용될 수 있는 세 가지 순방향 스캔 순서를 나타내고 있다. (a)는 대각선 스캔, (b)는 수평 스캔, (c)는 수직 스캔을 나타낸다.
레지듀얼 코딩에서는 도 11의 스캔 순서의 역순을 따르게 된다, 즉, 16부터 1의 순서로 코딩된다. 도 11에 도시되어 있는 세 가지 스캔 순서는 인트라 예측 모드에 따라 선택되므로, 상기 L개의 변환 계수들에 대해서도 동일하게 인트라 예측 모드에 따라 스캔 순서를 결정하도록 구성할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 대각선 스캔 순서에 따른 변환 계수의 매핑을 도시한 도면이다.
도 11에서 대각선 스캔 순서를 따르고 좌상단 4x8 블록을 4x4 블록들로 분할하여 각기 4x4 RST를 적용한다고 했을 때, L 값이 8이라면 (즉, 16개 중에 8개의 변환 계수만을 남긴다면) 도 12와 같이 변환 계수들이 위치할 수 있으며, 각 4x4 블록의 절반 영역에 변환 계수가 매핑될 수 있으며, X가 표시된 위치들에 대해서는 디폴트로 0 값이 채워질 수 있다. 즉, RST를 기반으로 수행된 2차 변환의 결과인 2차 변환 계수들은 순방향 대각선 스캔 순서를 기반으로 4x4 대상 블록 내에 매핑된다.
전술한 바와 같이, 역 RST에 따른 세부 동작들은 RST에 따른 세부 동작들과 순서가 정반대일 뿐이고, 역 RST에 따른 세부 동작들과 RST에 따른 세부 동작들은 실질적으로 유사할 수 있다. 따라서, 역 RST을 수행할 때 대상 블록 내 매핑되어 있는 2차 변환 계수를 대각선 스캔 순서에 따라 읽어 들여 변환 커널과의 연산(수학식 8)을 수행할 수 있다.
따라서, 도 11에서 제시된 스캔 순서를 따라 L개의 변환 계수를 각 4x4 블록에 대해 배치 또는 매핑시키고, 각 4x4 블록의 남은 (16 ? L)개의 위치들에 대해서는 0을 매핑시킨 후 해당 레지듀얼 코딩을 (예컨대, 기존 HEVC에서의 레지듀얼 코딩) 적용할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따라 도 13에서와 같이 두 4x4 블록에 배치시켰던 L개의 변환 계수(a)들을 하나의 4x4 블록에 합쳐서 매핑시킬 수 있다(b). 특히 L 값이 8인 경우 두 4x4 블록의 변환 계수들이 하나의 4x4 블록에 매핑되어 하나의 4x4 대상 블록에 완전히 채워지므로 다른 하나의 4x4 블록에는 어떠한 변환 계수도 남아 있지 않는다. 따라서, 이렇게 비워진 4x4 블록에 대해서는 대부분의 레지듀얼 코딩이 불필요해 지므로, HEVC의 경우 해당 coded_sub_block_flag를 0으로 코딩할 수 있다. HEVC 및 VVC에 적용되는 coded_sub_block_flag은 현재 변환 블록 내에 16 변환 계수 레벨에 대한 4x4 어레이인 서브 블록의 위치를 명시하기 위한 플래그 정보로써, 레지듀얼이 남아 있지 않은 4x4 블록에 대하여 “0”으로 시그널링될 수 있다.
또한, 두 4x4 블록의 변환 계수들을 어떻게 섞을지에 대해서도 다양한 방식이 가능하다. 일반적으로 임의의 순서를 따라 합칠 수 있지만, 실질적인 예들로 다음과 같은 방법들을 들 수 있다.
(1) 두 4x4 블록의 변환 계수를 스캔 순서대로 번갈아 가면서 섞는다. 즉, 도 12에서의 상위 블록에 대한 변환 계수를 이라고 하고 하위 블록의 변환 계수를 이라고 할 때, 와 같이 하나씩 번갈아 가며 섞을 수 있다. 물론 이 먼저 매핑되도록 와 의 순서를 바꿀 수 있다.
(2) 첫 번째 4x4 블록에 대한 변환 계수들을 먼저 배치시키고 뒤이어 두 번째 4x4 블록에 대한 변환 계수들을 배치시킬 수 있다. 즉, 과 같이 연결하여 배치할 수 있다. 당연히, 와 같이 순서를 바꿀 수도 있다.
이하에서는 4x4 RST에 대한 NSST 인덱스를 코딩하는 방법에 대하여 기술한다. 첫 번째 방법은 NSST 인덱스를 레지듀얼 코딩 이후에 코딩하는 경우이고, 두 번째 방법은 NSST 인덱스를 레지듀얼 코딩 이전에 코딩하는 경우이다.
한편, 도 12에서와 같이 4x4 RST가 적용되면 각 4x4 블록에 대해 변환 계수 스캔 순서에 따라 L+1번째부터 16번째까지는 0 값이 채워질 수 있다. 따라서, 만약 두 4x4 블록 중 하나라도 L+1번째부터 16번째 위치 중에 0이 아닌 값이 발생한다면, 4x4 RST가 적용되지 않는 경우에 해당한다.
4x4 RST도 NSST와 같이 준비된 변환 세트 중에서 하나를 선택해서 적용하는 구조를 갖는다면, 어떤 변환을 적용할지에 대한 인덱스(변환 인덱스, RST 인덱스 또는 NSST 인덱스로 명명될 수 있음)를 시그널링할 수 있다.
만약, 디코딩 장치에서 NSST 인덱스를 비트스트림 파싱을 통해 알 수 있다고 하고 이러한 파싱 과정을 레지듀얼 코딩 이후에 수행한다고 하자. 레지듀얼 코딩이 수행되어 L+1번째부터 16번째 사이에 0이 아닌 변환 계수가 하나라도 존재하는 것이 밝혀졌다면, 상술한 바와 같이 4x4 RST가 적용되지 않는 것이 확실하므로 NSST 인덱스를 파싱하지 않도록 설정할 수 있다. 따라서, 이 경우, 필요한 경우에 대해서만 NSST 인덱스를 선택적으로 파싱하게 되어 시그널링 효율을 높일 줄일 수 있다.
예를 들어, 도 12에서와 같이 특정 영역 내에서 여러 개의 4x4 블록에 대해 4x4 RST가 적용된다고 한다면 (모두 동일한 4x4 RST가 적용될 수도 있고 각기 다른 4x4 RST가 적용될 수도 있다), 하나의 NSST 인덱스를 통해 상기 모든 4x4 블록들에 적용되는 (동일한 혹은 각자의) 4x4 RST가 지정될 수 있다. 하나의 NSST 인덱스에 의해 상기 모든 4x4 블록들에 대한 4x4 RST 및 적용 여부가 결정되므로, 상기 모든 4x4 블록들에 대해 L+1번째부터 16번째까지의 위치에서 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지를 레지듀얼 코딩 과정 중에 조사하여 하나의 4x4 블록에서라도 허용되지 않는 위치에 (L+1번째부터 16번째까지의 위치) 0이 아닌 변환 계수가 존재하게 되면 NSST 인덱스를 코딩하지 않도록 구성할 수 있다.
이러한 NSST 인덱스는 루마(Luminance) 블록과 크로마(Chrominance) 블록에 대해 각기 따로 시그널링할 수도 있고, 크로마 블록의 경우 Cb와 Cr에 대해 각기 별도의 NSST 인덱스를 시그널링할 수도 있으며, NSST 인덱스를 한번만 시그널링하여 하나의 NSST 인덱스를 공유할 수도 있다.
Cb와 Cr에 대해 하나의 NSST 인덱스를 공유하는 경우 동일한 NSST 인덱스가 지시하는 4x4 RST가 적용될 수 있는데 (Cb와 Cr에 대한 4x4 RST 자체가 동일할 수도 있고, NSST 인덱스는 같으나 개별적인 4x4 RST를 가질 수도 있다), 공유 NSST 인덱스에 대해 상술한 조건적 시그널링을 적용하려면 Cb와 Cr에 대한 모든 4x4 블록들에 대해 L+1번째부터 16번째까지 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지를 체크하여, 만약 하나라도 0이 아닌 변환 계수가 발견되면 NSST 인덱스에 대한 시그널링을 생략하도록 구성할 수 있다.
다른 예로, 도 13에서와 같이 두 4x4 블록에 대한 변환 계수들을 합치는 경우에 대해서도, 4x4 RST가 적용되었을 때 유효한 변환 계수가 존재하지 않는 위치에 0이 아닌 변환 계수가 등장하는지 체크한 후 NSST 인덱스에 대한 시그널링 여부를 결정할 수 있다. 특히, 도 13에서와 같이 L 값이 8이어서 4x4 RST 적용 시 하나의 4x4 블록에 대해서는 유효한 변환 계수들이 없는 경우(도 13의 (b)에서 X로 표시된 블록), 유효한 변환 계수들이 없는 블록의 coded_sub_block_flag를 체크하여 그 값이 1이면 NSST 인덱스를 시그널링하지 않도록 설정할 수 있다.
NSST 인덱스를 코딩에 대한 두 번째 방법에 따라 NSST 인덱스에 대한 코딩을 레지듀얼 코딩 이전에 수행하는 경우 NSST 인덱스의 시그널링에 대한 최적화 방법이 후술된다.
NSST 인덱스에 대한 코딩이 레지듀얼 코딩 이전에 수행되는 경우, 4x4 RST의 적용 여부가 미리 결정되므로 변환 계수가 0으로 채워지는 것이 확실한 위치들에 대해서는 레지듀얼 코딩을 생략할 수 있다.
여기서 4x4 RST 적용 여부는 NSST 인덱스 값을 통해 알 수 있도록 (예를 들어, NSST 인덱스가 0이면 4x4 RST 적용하지 않음) 시그널될 수도 있고, 아니면 별도의 신택스 요소(syntax element)를 통해 시그널링 될 수도 있다. 예를 들어, 별도의 신택스 요소가 NSST flag라고 하면 NSST flag를 먼저 파싱하여 4x4 RST 적용 여부를 파악한 후, 만약 NSST flag 값이 1이라면 유효한 변환 계수가 존재할 수 없는 위치들에 대해서는 레지듀얼 코딩을 생략할 수 있다.
HEVC의 경우 레지듀얼 코딩 수행 시 가장 첫 번째로 TU 상에서의 last non-zero coefficient 위치를 코딩하게 된다. 만약, NSST 인덱스에 대한 코딩을 last non-zero coefficient 위치 코딩 이후에 수행하고 last non-zero coefficient의 위치가 4x4 RST의 적용을 가정했을 때 non-zero coefficient가 발생할 수 없는 위치로 파악된다면, NSST 인덱스를 코딩하지 않고 4x4 RST를 적용하지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 12에서 X로 표시된 위치들의 경우 4x4 RST가 적용되었을 때 유효한 변환 계수들이 위치하지 않으므로 (예를 들어, 0 값 등이 채워질 수 있다), X로 표시된 영역에 last non-zero coefficient가 위치하게 되면 NSST 인덱스에 대한 코딩을 생략할 수 있다. 만약 X로 표시된 영역에 last non-zero coefficient가 위치하지 않는다면, NSST 인덱스에 대한 코딩을 수행할 수 있다.
Last non-zero coefficient 위치에 대한 코딩 이후에 조건적으로 NSST 인덱스를 코딩하여(상술하였듯이 last non-zero coefficient의 위치가 4x4 RST의 적용을 가정했을 때 허용되지 않는 위치라면 NSST 인덱스에 대한 코딩 생략 가능) 4x4 RST의 적용 여부를 알게 된 경우, 이하 남은 레지듀얼 코딩 부분에 대해서는 다음과 같은 두 가지 방식으로 처리될 수 있다.
(1) 4x4 RST를 적용하지 않는 경우에 대해서는 일반적인 레지듀얼 코딩을 그대로 유지할 수 있다. 즉, last non-zero coefficient 위치부터 DC 위치까지 어떤 위치도 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있다는 가정 하에서 코딩을 수행한다.
(2) 4x4 RST를 적용하는 경우 특정 위치 또는 특정 4x4 블록에 대해서는 (예를 들어, 도 12의 X 위치) 해당 변환 계수가 존재하지 않을 수 밖에 없으므로 (디폴트로 0으로 채워질 수 있다), 해당 위치 또는 블록에 대해서는 레지듀얼 코딩을 생략할 수 있다. 예를 들어, 도 12에서 X로 표시된 위치에 도달하는 경우는 sig_coeff_flag에 (HEVC 및 VVC에 적용되는 해당 위치에 non-zero coefficient가 존재하는지 여부에 대한 flag) 대한 코딩을 생략할 수 있으며, 도 13에서와 같이 두 블록의 변환 계수를 합치는 경우 0으로 비워진 4x4 블록에 대해서는 coded_sub_block_flag에 (HEVC에 존재) 대한 코딩을 생략하고 해당 값을 0으로 유도할 수 있으며 해당 4x4 블록에 대해서는 별도 코딩 없이 모두 0 값으로 채울 수 있다.
한편, last non-zero coefficient 위치에 대한 코딩 이후에 NSST 인덱스를 코딩 하는 경우, last non-zero coefficient의 x 위치(Px)와 y 위치(Py)가 각각 Tx, Ty(특정 임계값)보다 작은 경우에는 NSST 인덱스 코딩을 생략하고 4x4 RST를 적용하지 않도록 구성할 수 있다. 예를 들어, Tx = 1, Ty = 1인 경우는 last non-zero coefficient가 DC 위치에 존재하는 경우에 대하여 NSST 인덱스 코딩을 생략한다는 것을 의미한다. 이와 같은 임?歌ぐ珦? 비교를 통해 NSST 인덱스 코딩 여부를 결정하는 방식은 루마와 크로마에 각기 달리 적용될 수 있는데, 예를 들어 루마와 크로마에 대해 각기 다른 Tx, Ty를 적용할 수도 있고 루마에는 (또는 크로마에는) 임계값을 적용하고 크로마에는 (또는 루마에는) 적용하지 않을 수도 있다.
물론, NSST 인덱스 코딩을 생략하는 두 가지 방법을 (last non-zero coefficient가 유효한 변환 계수가 존재하지 않는 영역에 위치하는 경우 NSST 인덱스 코딩을 생략하는 방법, last non-zero coefficient에 대한 X 좌표와 Y 좌표가 각기 어떤 임계값(threshold)보다 작을 때 NSST index 코딩을 생략하는 방법) 모두 적용할 수도 있다. 예를 들어, last non-zero coefficient 위치 좌표에 대한 임계값 체크를 먼저 수행한 후, last non-zero coefficient가 유효한 변환 계수가 존재하지 않는 영역에 위치하는지 여부를 체크할 수 있고, 그 반대 순도 가능하다.
NSST 인덱스를 레지듀얼 코딩 이전에 코딩하는 방법은 8x8 RST에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, last non-zero coefficient가 좌상단 8x8 영역 내에서 좌상단 4x4가 아닌 영역에 위치하게 된다면 NSST 인덱스에 대한 코딩을 생략할 수 있으며, 그렇지 않으면 NSST 인덱스에 코딩을 수행할 수 있다. 또한, last non-zero coefficient 위치에 대한 X, Y 좌표 값이 모두 어떤 임계값 미만이라고 한다면 NSST 인덱스에 대한 코딩을 생략할 수 있다. 당연히 두 가지 방법을 함께 적용할 수도 있다.
한편, RST 적용 시 루마와 크로마에 대해 각각 다른 NSST 인덱스 코딩 및 레지듀얼 코딩 방식이 적용될 수 있다.
NSST 인덱스 코딩이 레지듀얼 코딩 이후에 이루어지는 첫 번째 방법(방법 1)과 NSST 인덱스 코딩이 및 레지듀얼 코딩 이전에 이루어지는 방법(방법 2)을 루마와 크로마에 각각 다르게 적용할 수 있다.
예를 들어, 루마는 방법 2에 기술된 방식을 따르고, 크로마에는 방법 1을 적용할 수 있다. 또는 루마에는 방법 1 또는 방법 2에 따라 조건적으로 NSST 인덱스 코딩을 적용하고, 크로마에는 조건적 NSST 인덱스 코딩을 적용하지 않을 수 있으며, 반대도 가능하다. 즉, 크로마에는 방법 1 또는 방법 2에 따라 조건적으로 NSST 인덱스 코딩을 적용하고, 루마에는 조건적 NSST 인덱스 코딩을 적용하지 않을 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예는 NSST 또는 RST를 적용하는 과정에서 다양한 NSST 조건들을 적용하기 위한 혼합된 변환 매트릭스(Mixed NSST Transform Set, MNTS)와 해당 MNTS의 구성 방법을 제안한다. 이하에서는, NSST가 적용되는 변환 블록의 크기에 따라 좌상단 4x4 영역에 적용되는 16X16 변환을 4x4 NSST로, 좌상단 8x8 영역에 적용되는 64X64 변환을 8x8 NSST로 표현할 수 있다.
상술된 바와 같이, 비분리 변환에서는 미리 선택된 하위 블록의 크기에 따라 4x4 NSST 세트의 경우 4x4 커널(4x4 NSST)만을 포함하고 8x8 NSST 세트의 경우 8x8 커널(8x8 NSST)만을 포함한다. 이에 본 실시예에서는 다음과 같이 MNTS의 구성 방법을 추가적으로 제안한다.
(1) 이용 가능한 NSST 커널의 크기가 고정되지 않고 NSST 세트에 따라서 하나 이상으로 가변적일 수있다. (예: 4x4 NSST 커널(4x4 NSST)과 8x8 NSST 커널(8x8 NSST)이 함께 사용될 수 있음)
(2) 이용 가능한 NSST 커널의 수가 고정되지 않고 NSST 세트에 따라서 가변적일 수 있다 (예: 세트 1는 3개의 커널을 지원하고, 세트 2는 4개의 커널을 지원함)
(3) NSST 커널의 순서가 고정되어 있지 않고 NSST 세트에 따라서 다르게 정의될 수 있다
(예: 세트 1에서 NSST 커널 1, 2, 3은 NSST 인덱스 1, 2, 3로 각각 매핑되고, 세트 2에서는 NSST 커널 3, 2, 1이 NSST 인덱스 1, 2, 3로 매핑됨)
조금 더 상세하게 MNTS 구성 방법에 대한 예를 살펴보면 다음과 같다.
일 예로, 주어진 세트에서 사용 가능한 NSST 커널들의 우선 순위를 결정할 때 NSST 커널의 크기 (4x4 NSST vs. 8x8 NSST)와 관계를 고려할 수 있다. 예를 들면, 변환 블록이 큰 경우 8x8 NSST 커널들이 4x4 NSST 커널보다 더 중요 할 수 있으므로 8x8 NSST 커널에 적은 NSST 인덱스를 할당할 수 있다.
또 다른 일 예로, 주어진 세트에서 사용 가능한 NSST 커널들의 우선 순위는 NSST 커널의 순서(1st, 2nd, 3rd )를 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들면, 주어진 4x4 NSST 첫 번째 커널(1st Kernel)이 4x4 NSST 두 번째 커널(2nd Kernel)보다 우선할 수 있다.
NSST_index는 부호화 되어 전송되므로 자주 발생하는 NSST 커널에 우선권 또는 우선 순위를 주는 것, 즉 작은 인덱스를 갖도록 더 적은 비트수로 부호화하는 것이 바람직하다.
상기 설명한 MNTS의 예들은 표 3 또는 표 4로 표현될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 인트라 예측 모드와 블록의 크기를 고려하여 2차 NSST 세트를 결정하는 방법을 제안한다.
일 실시예로, 상술된 MNTS와 연계하여 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 변환 블록에 대한 세트를 구성함으로써, 변환 블록에 다양한 크기의 변환 커널로 구성된 변환 세트를 적용할 수 있다.
표 5에 나타난 바와 같이, 각 인트라 예측 모드마다 0 또는 1의 Mixed Type이 매핑되어 있다. Mixed Type은 각 인트라 예측 모드마다 기존의 NSST 세트 구성 방법을 따를 것인지 아니면 다른 방법의 NSST 세트 구성 방법을 따를 것인지를 나타내는 인덱스(‘Mixed Type’)로 정의될 수 있다.
더 자세히 설명하자면 표 5에서 Mixed Type이 ‘1’로 매핑된 인트라 예측 모드의 경우에는 기존의 (JEM) NSST 세트 구성 방법을 따르지 않고 상기에서 설명된 MNTS에 따라 변환 세트가 구성될 수 있다.
또 다른 일실시예로, 표 5에서는 인트라 예측 모드와 연계된 Mixed Type 정보(flag)를 기반으로 두 종류의 변환 세트 구성 방법(1: 기존의 NSST 세트 구성, 2: MNTS를 기반으로 변환 세트 구성)을 한 예로 나타내고 있지만, 제안된 MNTS 기반 세트 구성 방법이 한 가지 이상일 수 있으며, 이때 Mixed Type 정보가 N(N >2)의 다양한 값으로 나타내어질 수 있다.
또 다른 일실시예로, 변환 세트 구성 시 인트라 예측 모드와 해당 변환 블록의 크기를 동시에 고려하여 이를 기반으로 Mixed Type으로 구성할 것인지 기존의 NSST 세트를 사용할 것인지 결정할 수있다. 예를 들어 인트라 예측 모드에 해당하는 Mode Type이 0이면 무조건 기존의 NSST 세트 설정 방법을 따르며 그렇지 않을 경우 (Mode Type ==1)에는 해당 변환 블록의 크기에 따라서 다양한 Mixed Type의 NSST 세트가 결정될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라 특정 조건을 고려하여 변환 세트를 선택하는 방법을 설명하는 도면이다.
도시된 바와 같이, 계수에 대한 역양자화가 수행된 후, 2차 역변환이 수행될 때, 변환 세트를 선택하게 된다. 이때, 변환 세트 선택 시, 블록의 크기, 인트라 예측 모드가 고려되고, 기존의 NSST 세트인지 MNTS에 따른 변환 세트(복수의 Mixed Type 1,2,3 …)인지가 고려될 수 있다.
이러한 방법으로 변환 세트가 결정되면, NSST 인덱스 정보를 통하여 해당 NSST 커널을 선택할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 아래 표 6과 같이 고정된 NSST 커널 맵이 4x4 NSST와 8x8 NSST에 동시에 사용될 수 있다.
즉, 4x4 비분리 변환(4x4 2차 변환, 4x4 RST, 4x4 역 RST)과 8x8 비분리 변환(8x8 2차 변환, 8x8 RST, 8x8 역 RST)이 서로 다른 변환 세트가 아닌 하나의 동일한 변환 세트를 사용할 수 있다.
이하에서는 인트라 예측 모드와 블록의 크기를 고려하여 변환 세트를 구성할 경우, 부호화되여 전송되는 NSST 인덱스 값의 통계적 분포의 변화를 효율적으로 부호화하기 위한 방법을 제안한다. 이를 위하여 상기에서 제안된 커널 크기를 나타내는 신텍스를 이용하여 변환 블록에 실질적으로 적용할 커널을 선택하는 방법이다.
본 실시예에서는 변환 세트마다 이용 가능한 NSST 커널의 수가 다르므로 효율적인 이진화 방법을 위해 해당 세트 별로 이용 가능한 최대 NSST 인덱스 값에 따라 표 7과 같이 Truncated Unary 이진화 방법을 제안한다.
표 7은 NSST 인덱스 값의 이진화 (Binarization)방법을 나타내며 (Truncated Unary), 각 변환 세트마다 이용 가능한 NSST 커널의 수가 다르므로 NSST 인덱스를 이진화하는 방법이 최대 NSST 인덱스 값에 따라 이진화 되었다.
표 7에서 각 이진값은 컨텍스트 부호화되며 이때 컨텍스트 모델링 값은 해당 변환 블록의 크기, 인트라 예측 모드, Mixed Type 값, 해당 변환 세트의 최대 NSST 인덱스 값과 같은 변수를 고려하여 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 표 2와 달리 5개 이상의 인트라 예측 모드가 하나의 변환 세트에 매핑될 수 있다. 상술한 바와 같이, 역 RST는 복수의 변환 커널 매트릭스를 포함하는 변환 세트 중에서 선택된 변환 커널 매트릭스를 기반으로 수행되고, 변환 세트는 대상 블록에 적용되는 인트라 예측 모드에 따른 매핑 관계에 기반하여 결정된다. 본 실시예에 따를 경우, 아래 표 8 내지 10과 같이 대상 블록의 인트라 예측 모드를 포함하는 복수의 인트라 예측 모드들은 하나의 변환 세트에 매핑될 수 있다. 즉, 인트라 예측 모드는 변환 매트릭스의 세트에 대한 변환 세트에 매핑되고, 변환 세트 개수는 인트라 예측 모드의 개수보다 작기 때문에 복수의 인트라 예측 모드가 하나의 변환 세트에 매핑될 수 있다.
이를 달리 표현하면, 대상 블록은 제1 블록 및 제2 블록을 포함하고, 제1 블록에 적용되는 제1 인트라 예측 모드와 제2 블록에 적용되는 제2 인트라 예측 모드가 서로 다를 때, 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드에 매핑되는 변환 세트는 동일할 수 있다.
하나의 변환 세트로 매핑되는 인트라 예측 모드의 수는 최소 하나일 수도 있고, 5개 이상의 인트라 예측 모드가 하나의 변환 세트에 매핑될 수도 있다.
표 8 내지 표 10에 사용된 NSST Set 인덱스는 표 2에 도시되어 있는 35개의 변환 세트 중 어느 하나를 의미할 수 있고, 표 8에 있는 변환 세트의 개수는 35개 중 19개이고, 표 9에 있는 변환 세트의 개수는 35개 중 13개이고, 표 10에 있는 변환 세트의 개수는 35개 중 6개이다.
이는 인접한 인트라 예측 모드와 같이 그 예측의 방향성에 유사성이 있는 경우, 동일한 변환 세트가 적용될 수 있는 것을 의미하여, 표 8의 경우, 인접한 2~3개의 인트라 예측 모드가 동일한 변환 세트에 매핑되고 있다. 일 예로, 표 8에서는 도 5의 인트라 예측 모드 33 내지 35가 동일한 변환 세트에 매핑되고 있다.
표 9의 경우, 인트라 예측 모드 46 내지 48이 하나의 변환 세트 20에 매핑되어 있고, 인트라 예측 모드 29 내지 39는 변환 세트 29 및 10이 번갈아 가면 매핑되고 있다.
가장 적은 개수의 변환 세트가 적용되는 표 10의 경우, 인트라 예측 모드 28 내지 40, 즉 13개의 인트라 예측 모드가 하나의 변환 세트 32에 매핑되어 있다.
이와 같은 표 8 내지 표 10의 변환 세트는 4x4 NSST에만 적용될 수 있고, 혹은 4x4 NSST 및 8x8 NSST 모두에 적용될 수도 있다. 또는, 4x4 NSST 및 8x8 NSST 각각에 상이한 변환 세트 맵이 적용될 수도 있다(즉, 표 8 내지 10가 다르게 적용). 예를 들어, 4x4 NSST에는 표 2의 변환 세트 맵이 적용되고, 8x8 NSST에는 표 8 내지 10의 변환 세트 맵이 적용될 수 있다.
표 2를 이용하여 4x4 NSST(16x16 다이렉트 매트릭스 2차 변환을 이용)를 적용한 경우를 TEST A로 지칭하고, 표 2를 이용하여 4x4 NSST를 적용한 경우와, 표 2와 16x64 다이렉트 매트릭스 2차 변환을 이용하여 8x8 NSST를 적용한 경우를 TEST B로 지칭하고, 메모리 감소를 위한 표 8 내지 표 10를 이용하여 4x4 NSST를 적용한 경우와 표 8 내지 표 10과 16x64 다이렉트 매트릭스 2차 변환을 이용하여 8x8 NSST를 적용한 경우를 TEST C로 지칭했을 경우의 메모리 요구량은 표 11과 같다.
플래너 모드 및 DC 모드에 대한 각 변환 세트가 두 개의 변환 커널로 구성된다면, 상기 표 11의 “# Type”열의 숫자는 2씩 감산되어야 한다. 예를 들어, “Test B with proposed memory reduction Kernel (6 transform sets)”의 “# Type”은 16이 된다. 표 11과 같이 변환 커널의 전체 개수는 매핑되는 변환 세트가 적어짐에 따라 현저하게 감소될 수 있다. 따라서, 성능과 복잡성 간의 합리적인 트레이드 오프를 통하여 메모리 요구량을 줄일 수 있다. 표 11에서 HyGT 4x4 (BMS), Test A (4x4 NSST), and Test B (4x4 NSST + 8x8 RST)은 표 2의 변환 세트 맵이 사용될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 15에 개시된 각 단계는 도 3에 개시된 디코딩 장치(300)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S1510은 도 3에 개시된 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 수행될 수 있고, S1520은 도 3에 개시된 역양자화부(321)에 의하여 수행될 수 있고, S1530 및 S1540은 도 3에 개시된 역변환부(322)에 의하여 수행될 수 있고, S1550은 도 3에 개시된 가산부(340)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어, S1510 내지 S1550에 따른 동작들은, 도 6 내지 도 10에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 3 및 도 6 내지 도 10에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 비트스트림으로부터 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1510). 보다 구체적으로, 디코딩 장치(300)는 비트스트림으로부터 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 디코딩할 수 있고, 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 기반으로 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 슬라이스 헤더(slice header)에 포함될 수 있고, 간소화 변환(RST)이 적용되는지 여부에 대한 정보, 간소화 팩터에 관한 정보, 간소화 변환을 적용하는 최소 변환 사이즈에 대한 정보, 간소화 변환을 적용하는 최대 변환 사이즈에 대한 정보 및 간소화 역변환 사이즈에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 간소화 변환이 적용되는지 여부에 대한 정보는 가용 플래그를 통해 나타날 수 있고, 간소화 팩터에 관한 정보는 간소화 팩터 값을 통해 나타날 수 있고, 간소화 역변환을 적용하는 최소 변환 사이즈(즉, 역변환을 수행할 때 허용되는 최소의 변환 커널 사이즈)에 대한 정보는 최소 변환 사이즈 값을 통해 나타날 수 있고, 간소화 역변환을 적용하는 최대 변환 사이즈(즉, 역변환을 수행할 때 적용되는 최대의 변환 커널 사이즈)에 대한 정보는 최대 변환 사이즈 값을 통해 나타날 수 있으며, 실질적으로 역변환에 적용되는 간소화 역변환 사이즈(즉, 변환 커널 사이즈)에 대한 정보는 간소화 역변환의 사이즈 값을 통해 나타날 수 있다. 이때 가용 플래그는 제1 신택스 요소(syntax element)를 통해 시그널링되고, 간소화 팩터 값은 제2 신택스 요소를 통해 시그널링되고, 최소 변환 사이즈 값은 제3 신택스 요소를 통해 시그널링되고, 최대 변환 사이즈 값은 제4 신택스 요소를 통해 시그널링되고, 간소화 역변환 사이즈 값은 제5 신택스 요소를 통해 시그널링될 수 있다.
일 예시에서, 제1 신택스 요소는 신택스 요소 Reduced_transform_enabled_flag로 표현될 수 있다. 간소화 변환이 적용된 경우 신택스 요소 Reduced_transform_enabled_flag가 1을 지시하고, 간소화 변환이 적용되지 않은 경우 신택스 요소 Reduced_transform_enabled_flag가 0을 지시할 수 있다. 신택스 요소 Reduced_transform_enabled_flag가 시그널링되지 않는 경우, 신택스 요소 Reduced_transform_enabled_flag의 값은 0으로 추정될 수 있다.
또한, 제2 신택스 요소는 신택스 요소 Reduced_transform_factor로 표현될 수 있다. 신택스 요소 Reduced_transform_factor는 R/N의 값을 지시할 수 있고, 여기서 N은 변환이 적용되는 블록의 한 변의 길이의 제곱 또는 변환이 적용되는 블록 내의 변환 계수들의 총 개수를 의미할 수 있다. R은 N보다 작은 간소화 계수를 의미할 수 있다. 다만 예시는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 Reduced_transform_factor는 R/N이 아니라 R을 지시할 수도 있다. 간소화 역변환 매트릭스의 관점에서 검토하면, R은 간소화 역변환 매트릭스의 열의 개수를 의미하고 N은 간소화 역변환 매트릭스의 행의 개수를 의미하며, 이때 간소화 역변환 매트릭스의 열의 개수가 행의 개수보다 적어야 한다. R은 예를 들어 8, 16, 32 등의 값일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 신택스 요소 Reduced_transform_factor가 시그널링되지 않는 경우, Reduced_transform_factor의 값은 R/N(또는 R)으로 추정될 수 있다.
또한, 제3 신택스 요소는 신택스 요소 min_reduced_transform_size로 표현될 수 있다. 신택스 요소 min_reduced_transform_size가 시그널링되지 않는 경우, min_reduced_transform_size의 값은 0으로 추정될 수 있다.
또한, 제4 신택스 요소는 신택스 요소 max_reduced_transform_size로 표현될 수 있다. 신택스 요소 max_reduced_transform_size가 시그널링되지 않는 경우, max_reduced_transform_size의 값은 0으로 추정될 수 있다.
또한, 제5 신택스 요소는 신택스 요소 reduced_transform_size로 표현될 수 있다. 신택스 요소 reduced_transform_size에 포함되어 시그널링되는 간소화 역변환의 사이즈 값은, 간소화 변환 매트릭스, 즉 변환 커널의 사이즈, 즉 수학식 4 또는 수학식 5에 도시되어 있는 간소화 변환 매트릭스의 사이즈를 나타낼 수 있고, 간소화 변환을 위하여 감소된 차원의 개수를 나타낼 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 신택스 요소 reduced_transform_size가 시그널링되지 않는 경우, reduced_transform_size의 값은 0으로 추정될 수 있다.
대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 SPS에 포함되어 시그널링되는 예시는 아래의 표 12와 같다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 대하여 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1520).
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 변환 계수들에 대한 역 RST(reduced secondary transform)을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1530).
일 예시에서, 간소화 역변환은 간소화 역변환 매트릭스를 기반으로 수행될 수 있고, 간소화 역변환 매트릭스는 열의 개수가 행의 개수보다 적은 비정방형 매트릭스일 수 있다.
일 실시예에서, S1530은 변환 인덱스를 디코딩하는 단계, 변환 인덱스를 기반으로 간소화 역변환을 적용할 조건에 해당하는지 여부를 판단하는 단계, 변환 커널을 선택하는 단계 및 간소화 역변환을 적용할 조건에 해당하는 경우, 선택된 변환 커널 및 간소화 팩터를 기반으로 변환 계수들에 대하여 간소화 역변환을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 간소화 역변환 매트릭스의 사이즈는 간소화 팩터를 기반으로 결정될 수 있다.
만약 S1530에 따른 간소화 역변환이 인버스 NSST를 기반으로 하는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 간소화 역변환을 수행하면 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들이 도출될 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 수정된 변환 계수들에 대한 역변환을 기반으로 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1540).
디코딩 장치(300)는 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들에 대하여 역 1차변환을 수행할 수 있으며, 이때 역 1차변환은 간소화 역변환이 적용될 수도 있고, 통상적인 분리 변환이 사용될 수도 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들 및 대상 블록에 대한 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성할 수 있다(S1550).
S1530을 참조하면, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대한 간소화 역변환을 기반으로 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 도출되는 것을 확인할 수 있다. 역변환 매트릭스의 사이즈 관점에서 검토하면, 통상의 역변환 매트릭스의 사이즈는 NxN인데 간소화 역변환 매트릭스의 사이즈는 NxR로 감소하므로, 통상의 변환을 수행할 때와 비교하면 간소화 변환을 수행할 시 메모리 사용을 R/N 비율로 감소시킬 수 있다. 또한, 통상의 역변환 매트릭스를 이용할 때의 곱셈 연산 수 NxN과 비교하면, 간소화 역변환 매트릭스를 이용하면 곱셈 연산 수를 R/N 비율로 감소(NxR)시킬 수 있다. 더불어, 간소화 역변환을 적용할 시 R개의 변환 계수들만을 디코딩하면 되므로, 통상의 역변환이 적용될 때 N개의 변환 계수들을 디코딩해야 하는 것과 비교할 때 대상 블록에 대한 변환 계수들의 총 개수가 N개에서 R개로 감소하여 디코딩 효율이 증가할 수 있다. 정리하면, S1530에 따르면 간소화 역변환을 통해 디코딩 장치(300)의 (역)변환 효율 및 디코딩 효율이 증가할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 16에 개시된 각 단계는 도 2에 개시된 인코딩 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S1610은 도 2에 개시된 예측부(220)에 의하여 수행될 수 있고, S1620은 도 2에 개시된 감산부(231)에 의하여 수행될 수 있고, S1630 및 S1640은 도 2에 개시된 변환부(232)에 의하여 수행될 수 있고, S1650은 도 2에 개시된 양자화부(233) 및 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어, S1610 내지 S1650에 따른 동작들은, 도 6 내지 도 10에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 2 및 도 6 내지 도 10에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치(200)는, 대상 블록에 적용되는 인트라 예측 모드에 기초하여 예측 샘플들 도출할 수 있다(S1610).
일 실시예에 따른 인코딩 장치(200)는, 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1620).
일 실시예에 따른 인코딩 장치(200)는, 레지듀얼 샘플에 대한 1차 변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 변환 계수들 도출할 수 있다(S1630). 1차 변환은 복수의 변환 커널들을 통하여 수행될 수 있고, 이 경우, 인트라 예측 모드를 기반으로 변환 커널이 선택될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 NSST를 수행할 수 있으며, 이때 NSST는 간소화 변환을 기반으로 수행되거나, 간소화 변환을 기반으로 하지 않고 수행될 수 있다. NSST가 간소화 변환을 기반으로 수행되면 S1640에 따른 동작과 대응될 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치(200)는, 변환 계수에 대한 간소화 변환(RST)을 기반으로 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1640). 일 예시에서, 간소화 변환은 간소화 변환 매트릭스를 기반으로 수행될 수 있고, 간소화 변환 매트릭스는 행의 개수가 열의 개수보다 적은 비정방형 매트릭스일 수 있다.
일 실시예에서, S1640은 간소화 변환을 적용할 조건에 해당하는지 여부를 판단하는 단계, 상기 판단을 기반으로 변환 인덱스를 생성 및 인코딩하는 단계, 변환 커널을 선택하는 단계 및 간소화 변환을 적용할 조건에 해당하는 경우, 선택된 변환 커널 및 간소화 팩터를 기반으로 레지듀얼 샘플들에 대하여 간소화 변환을 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 간소화 팩터를 기반으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치(200)는, 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들을 기반으로 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하고, 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 인코딩할 수 있다(S1660).
보다 구체적으로, 인코딩 장치(200)는 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성하고, 생성된 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 인코딩할 수 있다. 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는, 간소화 변환이 적용되는지 여부에 대한 정보, 간소화 팩터에 관한 정보, 간소화 변환을 적용하는 최소 변환 사이즈에 대한 정보 및 간소화 변환을 적용하는 최대 변환 사이즈에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
S1640을 참조하면, 레지듀얼 샘플들에 대한 간소화 변환을 기반으로 대상 블록에 대한 변환 계수들이 도출되는 것을 확인할 수 있다. 변환 매트릭스의 사이즈 관점에서 검토하면, 통상의 변환 매트릭스의 사이즈는 NxN인데 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 RxN으로 감소하므로, 통상의 변환을 수행할 때와 비교하면 간소화 변환을 수행할 시 메모리 사용을 R/N 비율로 감소시킬 수 있다. 또한, 통상의 변환 매트릭스를 이용할 때의 곱셈 연산 수 NxN과 비교하면, 간소화 변환 매트릭스를 이용하면 곱셈 연산 수를 R/N 비율로 감소(RxN)시킬 수 있다. 더불어, 간소화 변환이 적용되면 R개의 변환 계수들만이 도출되므로, 통상의 변환이 적용될 때 N개의 변환 계수들이 도출되는 것과 비교할 때 대상 블록에 대한 변환 계수들의 총 개수가 N개에서 R개로 감소하여 인코딩 장치(200)가 디코딩 장치(300)로 전송하는 데이터의 양이 감소할 수 있다. 정리하면, S1640에 따르면 간소화 변환을 통해 인코딩 장치(200)의 변환 효율 및 코딩 효율이 증가할 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 본 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 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 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 판독 가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
도 17은 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 나타낸다.
또한, 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.
200 : 영상 인코딩 장치
300 : 영상 디코딩 장치

Claims (9)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    레지듀얼 정보로부터 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계;
    상기 변환 계수들에 대한 역 비분리 2차 변환을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 단계;
    상기 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차 변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 및
    상기 대상 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플들과 상기 대상 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 예측 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 역 비분리 2차 변환은 복수의 변환 커널 매트릭스를 포함하는 변환 세트에서 선택된 변환 커널 매트릭스를 기반으로 수행되고,
    상기 변환 세트는 상기 대상 블록에 적용되는 상기 인트라 예측 모드에 기반한 매핑 관계에 따라 결정되고,
    5개 이상의 인트라 예측 모드들은 하나의 변환 세트에 매핑되고,
    상기 5개 이상의 인트라 예측 모드들은 방향성 모드들인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대상 블록은 제1 블록 및 제2 블록을 포함하고,
    상기 역 비분리 2차 변환이 적용되는 상기 제1 블록에 대한 제1 인트라 예측 모드와 상기 역 비분리 2차 변환이 적용되는 상기 제2 블록에 대한 제2 인트라 예측 모드는 서로 다르고,
    상기 제1 인트라 예측 모드에 매핑되는 변환 세트와 상기 제2 인트라 예측 모드에 매핑되는 변환 세트는 동일한 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수정된 변환 계수들은 대각선 스캔 순서를 기반으로 상기 대상 블록 내에 매핑되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 역 비분리 2차 변환이 적용되는지 여부에 대한 정보를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 정보는 비트스트림 내 SPS(Sequence Parameter Set)에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  5. 영상 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 레지듀얼 샘플들에 대한 1차 변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계;
    상기 변환 계수들에 대한 비분리 2차 변환을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 단계; 및
    상기 수정된 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 비분리 2차 변환은 복수의 변환 커널 매트릭스를 포함하는 변환 세트에서 선택된 변환 커널 매트릭스를 기반으로 수행되고,
    상기 변환 세트는 상기 대상 블록에 적용되는 인트라 예측 모드에 기반한 매핑 관계에 따라 결정되고,
    5개 이상의 인트라 예측 모드들은 하나의 변환 세트에 매핑되고,
    상기 5개 이상의 인트라 예측 모드들은 방향성 모드들인 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 대상 블록은 제1 블록 및 제2 블록을 포함하고,
    상기 비분리 2차 변환이 적용되는 상기 제1 블록에 대한 제1 인트라 예측 모드와 상기 비분리 2차 변환이 적용되는 상기 제2 블록에 대한 제2 인트라 예측 모드는 서로 다르고,
    상기 제1 인트라 예측 모드에 매핑되는 변환 세트와 상기 제2 인트라 예측 모드에 매핑되는 변환 세트는 동일한 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 비분리 2차 변환이 적용되는지 여부에 대한 정보를 인코딩하는 단계를 더 포함하고,
    상기 정보는 비트스트림 내 SPS(Sequence Parameter Set)에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  8. 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체로서, 상기 디지털 저장 매체는 영상 인코딩 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하고, 상기 영상 인코딩 방법은,
    대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 레지듀얼 샘플들에 대한 1차 변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계;
    상기 변환 계수들에 대한 비분리 2차 변환을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 단계; 및
    상기 수정된 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 비분리 2차 변환은 복수의 변환 커널 매트릭스를 포함하는 변환 세트에서 선택된 변환 커널 매트릭스를 기반으로 수행되고,
    상기 변환 세트는 상기 대상 블록에 적용되는 인트라 예측 모드에 기반한 매핑 관계에 따라 결정되고,
    5개 이상의 인트라 예측 모드들은 하나의 변환 세트에 매핑되고,
    상기 5개 이상의 인트라 예측 모드들은 방향성 모드들인 것을 특징으로 하는 디지털 저장 매체.
  9. 영상에 대한 데이터의 전송 방법에 있어서,
    상기 영상에 대한 비트스트림을 획득하는 단계; 여기서, 상기 비트스트림은 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 1차 변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계, 상기 변환 계수에 대한 비분리 2차 변환을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 단계, 및 상기 수정된 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하는 단계를 수행하여 생성됨, 및
    상기 비트스트림을 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 비분리 2차 변환은 복수의 변환 커널 매트릭스를 포함하는 변환 세트에서 선택된 변환 커널 매트릭스를 기반으로 수행되고,
    상기 변환 세트는 상기 대상 블록에 적용되는 인트라 예측 모드에 기반한 매핑 관계에 따라 결정되고,
    5개 이상의 인트라 예측 모드들은 하나의 변환 세트에 매핑되고,
    상기 5개 이상의 인트라 예측 모드들은 방향성 모드들인 것을 특징으로 하는 전송 방법.
KR1020237038895A 2018-07-06 2019-07-08 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치 KR20230159640A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862694929P 2018-07-06 2018-07-06
US62/694,929 2018-07-06
PCT/KR2019/008377 WO2020009556A1 (ko) 2018-07-06 2019-07-08 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR1020227035305A KR102602614B1 (ko) 2018-07-06 2019-07-08 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227035305A Division KR102602614B1 (ko) 2018-07-06 2019-07-08 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230159640A true KR20230159640A (ko) 2023-11-21

Family

ID=69059312

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217003031A KR102454971B1 (ko) 2018-07-06 2019-07-08 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR1020227035305A KR102602614B1 (ko) 2018-07-06 2019-07-08 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR1020237038895A KR20230159640A (ko) 2018-07-06 2019-07-08 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217003031A KR102454971B1 (ko) 2018-07-06 2019-07-08 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR1020227035305A KR102602614B1 (ko) 2018-07-06 2019-07-08 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치

Country Status (5)

Country Link
US (3) US11265557B2 (ko)
EP (1) EP3806475B1 (ko)
KR (3) KR102454971B1 (ko)
CN (4) CN117097892A (ko)
WO (1) WO2020009556A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3108454A1 (en) * 2018-08-03 2020-02-06 V-Nova International Limited Transformations for signal enhancement coding
US11595662B2 (en) * 2019-02-06 2023-02-28 Tencent America LLC Method and apparatus for neighboring block availability in video coding
CN115398888A (zh) * 2020-03-30 2022-11-25 字节跳动有限公司 对视频编解码中并置图片的约束
US11616983B2 (en) * 2020-05-05 2023-03-28 Tencent America LLC Joint component secondary transform
CN113727103B (zh) * 2020-05-25 2022-08-12 腾讯科技（深圳）有限公司 视频编码、解码方法、装置、电子设备及存储介质
WO2021238828A1 (en) * 2020-05-27 2021-12-02 Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. Indication of multiple transform matrices in coded video
US11206428B1 (en) * 2020-07-14 2021-12-21 Tencent America LLC Method and apparatus for frequency-dependent joint component secondary transform
US11871010B2 (en) * 2020-10-02 2024-01-09 Qualcomm Incorporated Extended low-frequency non-separable transform (LFNST) designs with worst-case complexity handling
KR20230150292A (ko) * 2021-02-24 2023-10-30 엘지전자 주식회사 영상 코딩 방법 및 그 장치
EP4325854A1 (en) * 2021-04-12 2024-02-21 LG Electronics Inc. Image coding method and apparatus therefor
CN113596470A (zh) * 2021-06-30 2021-11-02 深圳市朗强科技有限公司 应用中压缩算法的超高清视频无线发送、接收方法及设备
CN113592966B (zh) * 2021-08-04 2024-04-30 上海哔哩哔哩科技有限公司 图像处理方法及装置、电子设备和存储介质
CN114757164B (zh) * 2022-06-13 2022-11-15 浙江中控技术股份有限公司 工艺流程图的对比方法及装置、非易失性存储介质

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102388610B (zh) * 2009-02-09 2015-03-04 三星电子株式会社 使用低复杂度频率变换的视频编码方法和设备以及视频解码方法和设备
WO2011016246A1 (ja) * 2009-08-06 2011-02-10 パナソニック株式会社 符号化方法、復号方法、符号化装置及び復号装置
US9215470B2 (en) * 2010-07-09 2015-12-15 Qualcomm Incorporated Signaling selected directional transform for video coding
WO2012118358A2 (ko) * 2011-03-03 2012-09-07 한국전자통신연구원 변환 계수 스캔 방법 및 그 장치
US8929455B2 (en) * 2011-07-01 2015-01-06 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method for selecting transform types from mapping table for prediction modes
US10306229B2 (en) * 2015-01-26 2019-05-28 Qualcomm Incorporated Enhanced multiple transforms for prediction residual
US10491922B2 (en) * 2015-09-29 2019-11-26 Qualcomm Incorporated Non-separable secondary transform for video coding
EP4106333A1 (en) * 2016-02-12 2022-12-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Image encoding method and apparatus, and image decoding method and apparatus
US10708164B2 (en) * 2016-05-03 2020-07-07 Qualcomm Incorporated Binarizing secondary transform index
JP6868785B2 (ja) * 2016-05-13 2021-05-12 ソニーグループ株式会社 画像処理装置および方法
CN109196864B (zh) * 2016-05-24 2023-07-11 韩国电子通信研究院 图像编码/解码方法和用于所述方法的记录介质
CN116708784A (zh) * 2016-07-12 2023-09-05 韩国电子通信研究院 图像编码/解码方法以及用于该方法的记录介质
US11095893B2 (en) * 2016-10-12 2021-08-17 Qualcomm Incorporated Primary transform and secondary transform in video coding
US20190313102A1 (en) * 2016-11-28 2019-10-10 Electronics And Telecommunications Research Institute Method and apparatus for encoding/decoding image, and recording medium in which bit stream is stored
US10798164B2 (en) * 2016-12-15 2020-10-06 Bose Corporation Techniques for intelligent device collaboration
WO2018123444A1 (ja) * 2016-12-28 2018-07-05 ソニー株式会社 画像処理装置及び画像処理方法
EP3586511B1 (en) * 2017-03-16 2022-01-05 MediaTek Inc. Method and apparatus of enhanced multiple transforms and non-separable secondary transform for video coding
CA3057445A1 (en) * 2017-03-21 2018-09-27 Lg Electronics Inc. Transform method in image coding system and apparatus for same
JP2020109884A (ja) * 2017-04-28 2020-07-16 シャープ株式会社 動画像符号化装置及び動画像復号装置
GB2564151A (en) * 2017-07-05 2019-01-09 Sony Corp Image data encoding and decoding
KR102285739B1 (ko) * 2017-11-09 2021-08-04 삼성전자주식회사 움직임 벡터 해상도에 기초하여 영상을 부호화하는 장치 및 방법, 및 복호화 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210019108A (ko) 2021-02-19
US11265557B2 (en) 2022-03-01
US11575914B2 (en) 2023-02-07
EP3806475A1 (en) 2021-04-14
CN112655216A (zh) 2021-04-13
KR102454971B1 (ko) 2022-10-14
WO2020009556A1 (ko) 2020-01-09
EP3806475A4 (en) 2021-08-04
KR20220140878A (ko) 2022-10-18
US11973963B2 (en) 2024-04-30
CN117097892A (zh) 2023-11-21
CN117336470A (zh) 2024-01-02
US20230133403A1 (en) 2023-05-04
CN112655216B (zh) 2023-10-24
US20220124351A1 (en) 2022-04-21
US20210120252A1 (en) 2021-04-22
CN117097893A (zh) 2023-11-21
KR102602614B1 (ko) 2023-11-14
EP3806475B1 (en) 2023-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102602614B1 (ko) 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR102633714B1 (ko) 다중 변환 선택에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
EP3944618B1 (en) Transform for matrix-based intra-prediction in image coding
KR20210133299A (ko) Bdpcm에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR20210133301A (ko) 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR102661461B1 (ko) 팔레트 모드 기반 영상 또는 비디오 코딩
CN113853797A (zh) 使用变换索引的图像编码
KR20210089171A (ko) 이차 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
EP3952313A1 (en) Transform in intra prediction-based image coding
KR20210093892A (ko) 이차 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR102660881B1 (ko) 팔레트 이스케이프 코딩 기반 영상 또는 비디오 코딩
CN114982239A (zh) 基于变换的图像编码方法及其装置
KR102605674B1 (ko) 디블록킹 필터링을 사용하는 영상 코딩 방법 및 장치
KR20210095138A (ko) 이차 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR102482781B1 (ko) 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR102661462B1 (ko) 팔레트 코딩 기반 영상 또는 비디오 코딩
CN113597770B (zh) 基于变换的图像编译方法及其装置
KR20210093891A (ko) 이차 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
RU2803184C1 (ru) Способ кодирования изображения на основе преобразования и устройство для его осуществления
RU2799629C1 (ru) Способ кодирования изображения на основе преобразования и устройство для его осуществления
RU2811986C2 (ru) Способ кодирования изображения на основе преобразования и устройство для его осуществления
RU2812248C2 (ru) Способ кодирования изображения на основе преобразования и устройство для его осуществления
KR20230012534A (ko) 영상 코딩 방법 및 그 장치
KR20240058967A (ko) 팔레트 이스케이프 코딩 기반 영상 또는 비디오 코딩
KR20220097519A (ko) 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal