KR20230162148A - 교차성분 선형 모델을 이용한 비디오 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
비디오 신호를 인코딩하거나 디코딩하는 비디오 신호 처리 방법 및 장치가 개시된다. 비디오 신호 처리 방법은 현재 블록에 인접한 미리 복원된 블록의 루마 성분을 다운샘플링 하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중, 최대 루마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최대 루마값을 획득하는 단계, 최대 루마값과 차순위 최대 루마값의 평균값에 기초하여 최대 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최소 루마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 최소 루마값을 획득하는 단계, 차순위 최소 루마값 및 최소 루마값에 기초하여 최소 루마 평균값을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 비디오 신호의 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비디오 신호를 인코딩하거나 디코딩하는 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 압축 부호화의 대상에는 음성, 영상, 문자 등의 대상이 존재하며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다. 비디오 신호에 대한 압축 부호화는 공간적인 상관관계, 시간적인 상관관계, 확률적인 상관관계 등을 고려하여 잉여 정보를 제거함으로써 이루어진다. 그러나 최근의 다양한 미디어 및 데이터 전송 매체의 발전으로 인해, 더욱 고효율의 비디오 신호 처리 방법 및 장치가 요구되고 있다.
본 발명의 목적은 비디오 신호의 코딩 효율을 높이고자 함에 있다. 구체적으로, 본 발명은 미리 복원된 현재 블록의 루마 성분에 기초하여 크로성분을 예측하여 부호화 또는 복호화 효율을 높이기 위한 목적을 가지고 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 비디오 신호 처리 장치 및 비디오 신호 처리 방법을 제공한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 방법은 현재 블록에 인접한 미리 복원된 블록의 루마 성분을 다운샘플링 하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중, 최대 루마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최대 루마값을 획득하는 단계, 최대 루마값과 차순위 최대 루마값의 평균값에 기초하여 최대 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최소 루마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 최소 루마값을 획득하는 단계, 차순위 최소 루마값 및 최소 루마값에 기초하여 최소 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분에 대응되는 크로마 성분 중 제 1 크로마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 2 크로마값을 획득하는 단계, 제 1 크로마값과 제 2 크로마값의 평균값에 기초하여 최대 크로마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 3 크로마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 4 크로마값을 획득하는 단계, 제 3 크로마값 및 제 4 크로마값의 평균값에 기초하여 최소 크로마 평균값을 획득하는 단계, 최대 루마 평균값, 최소 루마 평균값, 최대 크로마 평균값 및 최소 크로마 평균값에 기초하여 루마와 크로마 간의 대응관계를 나타내는 함수의 요소들을 획득하는 단계 및 함수에 현재 블록의 복원된 루마값을 적용하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 방법의 루마와 크로마 간의 대응관계를 나타내는 함수의 요소들을 획득하는 단계는, 최대 루마 평균값 및 최소 루마 평균값의 차를 제 1 차분값으로 획득하는 단계, 최대 크로마 평균값 및 최소 크로마 평균값의 차를 제 2 차분값으로 획득하는 단계, 제 1 차분값에 대한 제 2 차분값의 비율과 관련된 제 1 요소(α)를 획득하는 단계 및 제 1 요소, 최소 루마 평균값 및 최소 크로마 평균값에 기초하여 제 2 요소(β)를 획득하는 단계를 포함하고, 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계는 현재 블록의 복원된 루마값, 제 1 요소(α) 및 제 2 요소(β)에 기초하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 방법은 현재 블록의 복원된 루마 성분을 다운 샘플링하는 단계를 더 포함하고, 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계는 아래 식에 기초하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계, (현재 블록의 크로마값) = (((현재 블록의 다운 샘플링된 루마 성분에 포함된 루마값) * α ) >> S ) + β 를 포함하고, S는 상수인 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 방법은 현재 블록에 인접한 좌측 블록이 사용가능한지 여부에 대한 제 1 정보 및 현재 블록에 인접한 상측 블록이 사용가능한지 여부에 대한 제 2 정보를 획득하는 단계; 제 1 정보가 좌측 블록의 사용가능함을 나타내는 경우, 다운샘플링된 루마 성분을 좌측 블록에 기초하여 획득하는 단계 및 제 2 정보가 상측 블록의 사용가능함을 나타내는 경우, 다운샘플링된 루마 성분을 상측 블록에 기초하여 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 방법의 다운샘플링된 루마 성분은 현재 블록에 인접한 좌측 블록 또는 상측 블록 중 적어도 하나에 포함된 샘플들에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 방법의 다운샘플링된 루마 성분은 좌측 블록의 최우측 샘플들 또는 상측 블록의 최하측 샘플들 중 적어도 하나에 포함된 샘플들에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 방법의 다운샘플링된 루마 성분은 좌측 블록의 최우측 샘플들 또는 상측 블록의 최하측 샘플들 중 일정 간격으로 선택된 샘플들에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 장치는 프로세서 및 메모리를 포함하고, 프로세서는 메모리에 저장된 명령어에 기초하여 현재 블록에 인접한 미리 복원된 블록의 루마 성분을 다운샘플링 하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중, 최대 루마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최대 루마값을 획득하는 단계, 최대 루마값과 차순위 최대 루마값의 평균값에 기초하여 최대 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최소 루마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 최소 루마값을 획득하는 단계, 차순위 최소 루마값 및 최소 루마값에 기초하여 최소 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분에 대응되는 크로마 성분 중 제 1 크로마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 2 크로마값을 획득하는 단계, 제 1 크로마값과 제 2 크로마값의 평균값에 기초하여 최대 크로마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 3 크로마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 4 크로마값을 획득하는 단계, 제 3 크로마값 및 제 4 크로마값의 평균값에 기초하여 최소 크로마 평균값을 획득하는 단계, 최대 루마 평균값, 최소 루마 평균값, 최대 크로마 평균값 및 최소 크로마 평균값에 기초하여 루마와 크로마 간의 대응관계를 나타내는 함수의 요소들을 획득하는 단계 및 함수에 현재 블록의 복원된 루마값을 적용하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 장치의 프로세서는 메모리에 저장된 명령어에 기초하여, 최대 루마 평균값 및 최소 루마 평균값의 차를 제 1 차분값으로 획득하는 단계, 최대 크로마 평균값 및 최소 크로마 평균값의 차를 제 2 차분값으로 획득하는 단계, 제 1 차분값에 대한 제 2 차분값의 비율과 관련된 제 1 요소(α)를 획득하는 단계, 제 1 요소, 최소 루마 평균값 및 최소 크로마 평균값에 기초하여 제 2 요소(β)를 획득하는 단계 및 현재 블록의 복원된 루마값, 제 1 요소(α) 및 제 2 요소(β)에 기초하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 장치의 프로세서는 메모리에 저장된 명령어에 기초하여, 현재 블록의 복원된 루마 성분을 다운 샘플링하는 단계, 아래 식에 기초하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계, (현재 블록의 크로마값) = (((현재 블록의 다운 샘플링된 루마 성분에 포함된 루마값) * α ) >> S ) + β, 를 수행하고, S는 상수인 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 장치의 프로세서는 메모리에 저장된 명령어에 기초하여, 현재 블록에 인접한 좌측 블록이 사용가능한지 여부에 대한 제 1 정보 및 현재 블록에 인접한 상측 블록이 사용가능한지 여부에 대한 제 2 정보를 획득하는 단계, 제 1 정보가 좌측 블록의 사용가능함을 나타내는 경우, 다운샘플링된 루마 성분을 좌측 블록에 기초하여 획득하는 단계 및 제 2 정보가 상측 블록의 사용가능함을 나타내는 경우 다운샘플링된 루마 성분을 상측 블록에 기초하여 획득하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 장치의 다운샘플링된 루마 성분은 현재 블록에 인접한 좌측 블록 또는 상측 블록 중 적어도 하나에 포함된 샘플들에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 장치의 다운샘플링된 루마 성분은 좌측 블록의 최우측 샘플들 또는 상측 블록의 최하측 샘플들 중 적어도 하나에 포함된 샘플들에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 처리하는 장치의 다운샘플링된 루마 성분은 좌측 블록의 최우측 샘플들 또는 상측 블록의 최하측 샘플들 중 일정 간격으로 선택된 샘플들에 기초하여 획득되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 인코딩하는 방법은 현재 블록에 인접한 미리 복원된 블록의 루마 성분을 다운샘플링 하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중, 최대 루마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최대 루마값을 획득하는 단계, 최대 루마값과 차순위 최대 루마값의 평균값에 기초하여 최대 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최소 루마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 최소 루마값을 획득하는 단계, 차순위 최소 루마값 및 최소 루마값에 기초하여 최소 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분에 대응되는 크로마 성분 중 제 1 크로마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 2 크로마값을 획득하는 단계, 제 1 크로마값과 제 2 크로마값의 평균값에 기초하여 최대 크로마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 3 크로마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 4 크로마값을 획득하는 단계, 제 3 크로마값 및 제 4 크로마값의 평균값에 기초하여 최소 크로마 평균값을 획득하는 단계, 최대 루마 평균값, 최소 루마 평균값, 최대 크로마 평균값 및 최소 크로마 평균값에 기초하여 루마와 크로마 간의 대응관계를 나타내는 함수의 요소들을 획득하는 단계 및 함수에 현재 블록의 복원된 루마값을 적용하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 비디오 신호를 인코딩하는 장치는 프로세서 및 메모리를 포함하고, 프로세서는 메모리에 포함된 명령어에 기초하여, 현재 블록에 인접한 미리 복원된 블록의 루마 성분을 다운샘플링 하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중, 최대 루마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최대 루마값을 획득하는 단계, 최대 루마값과 차순위 최대 루마값의 평균값에 기초하여 최대 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최소 루마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 최소 루마값을 획득하는 단계, 차순위 최소 루마값 및 최소 루마값에 기초하여 최소 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분에 대응되는 크로마 성분 중 제 1 크로마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 2 크로마값을 획득하는 단계, 제 1 크로마값과 제 2 크로마값의 평균값에 기초하여 최대 크로마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 3 크로마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 4 크로마값을 획득하는 단계, 제 3 크로마값 및 제 4 크로마값의 평균값에 기초하여 최소 크로마 평균값을 획득하는 단계, 최대 루마 평균값, 최소 루마 평균값, 최대 크로마 평균값 및 최소 크로마 평균값에 기초하여 루마와 크로마 간의 대응관계를 나타내는 함수의 요소들을 획득하는 단계 및 함수에 현재 블록의 복원된 루마값을 적용하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 비디오 신호의 코딩 효율이 높아질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록을 보다 정확하게 예측할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 비디오 신호 인코딩 장치(100)의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 비디오 신호 디코딩 장치의 개략적인 블록도이다.
도 3은 픽쳐 내에서 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)이 코딩 유닛들(Coding Units, CUs)로 분할되는 실시예를 도시한다.
도 4는 쿼드 트리 및 멀티-타입 트리의 분할을 시그널링하는 방법의 일 실시예를 도시한다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 더욱 구체적으로 도시한다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 더욱 구체적으로 도시한다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법을 도시한다.
도 8은 인코더가 레지듀얼 신호를 변환하는 방법을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 인코더 및 디코더가 변환 계수를 역변환하여 레지듀얼 신호를 획득하는 방법을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 Cross component linear model(CCLM) 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM의 선형 모델을 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM의 선형 모델을 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 Cross-component Linear Model(CCLM)을 적용하여 chroma intra prediction을 할 때 필요한 루마 샘플에 대한 down sampling 필터에 관한 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 MRL 사용시 CCLM filter를 적용하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 15는 MRL 사용시 CCLM filter를 적용하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 Cross component linear model(CCLM) 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM방법에서 참조 샘플의 수를 결정하는 방법들을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따라 화면내 크로마 예측을 위한 예측 모드 시그널링을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 비디오 신호 디코딩 장치의 개략적인 블록도이다.
도 3은 픽쳐 내에서 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)이 코딩 유닛들(Coding Units, CUs)로 분할되는 실시예를 도시한다.
도 4는 쿼드 트리 및 멀티-타입 트리의 분할을 시그널링하는 방법의 일 실시예를 도시한다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 더욱 구체적으로 도시한다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 더욱 구체적으로 도시한다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법을 도시한다.
도 8은 인코더가 레지듀얼 신호를 변환하는 방법을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 9는 인코더 및 디코더가 변환 계수를 역변환하여 레지듀얼 신호를 획득하는 방법을 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 Cross component linear model(CCLM) 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM의 선형 모델을 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM의 선형 모델을 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 Cross-component Linear Model(CCLM)을 적용하여 chroma intra prediction을 할 때 필요한 루마 샘플에 대한 down sampling 필터에 관한 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 MRL 사용시 CCLM filter를 적용하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 15는 MRL 사용시 CCLM filter를 적용하는 실시예를 나타낸 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 Cross component linear model(CCLM) 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM방법에서 참조 샘플의 수를 결정하는 방법들을 나타낸 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따라 화면내 크로마 예측을 위한 예측 모드 시그널링을 나타낸 도면이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
본 명세서에서 일부 용어들은 다음과 같이 해석될 수 있다. 코딩은 경우에 따라 인코딩 또는 디코딩으로 해석될 수 있다. 본 명세서에서 비디오 신호의 인코딩(부호화)을 수행하여 비디오 신호 비트스트림을 생성하는 장치는 인코딩 장치 혹은 인코더로 지칭되며, 비디오 신호 비트스트림의 디코딩(복호화)을 수행하여 비디오 신호를 복원하는 장치는 디코딩 장치 혹은 디코더로 지칭된다. 또한, 본 명세서에서 비디오 신호 처리 장치는 인코더 및 디코더를 모두 포함하는 개념의 용어로 사용된다. 정보(information)는 값(values), 파라미터(parameter), 계수(coefficients), 성분(elements) 등을 모두 포함하는 용어로서, 경우에 따라 의미는 달리 해석될 수 있으므로 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. '유닛'은 영상 처리의 기본 단위 또는 픽쳐의 특정 위치를 지칭하는 의미로 사용되며, 루마(luma) 성분 및 크로마(chroma) 성분 중 적어도 하나를 포함하는 이미지 영역을 가리킨다. 또한, ‘블록’은 루마 성분 및 크로마 성분들(즉, Cb 및 Cr) 중 특정 성분을 포함하는 이미지 영역을 가리킨다. 다만, 실시예에 따라서 ‘유닛’, '블록', '파티션' 및 '영역' 등의 용어는 서로 혼용하여 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 유닛은 코딩 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛을 모두 포함하는 개념으로 사용될 수 있다. 픽쳐는 필드 혹은 프레임을 가리키며, 실시예에 따라 상기 용어들은 서로 혼용하여 사용될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 비디오 신호 인코딩 장치(100)의 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 인코딩 장치(100)는 변환부(110), 양자화부(115), 역양자화부(120), 역변환부(125), 필터링부(130), 예측부(150) 및 엔트로피 코딩부(160)를 포함한다.
변환부(110)는 입력 받은 비디오 신호와 예측부(150)에서 생성된 예측 신호의 차이인 레지듀얼 신호를 변환하여 변환 계수 값을 획득한다. 예를 들어, 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT), 이산 사인 변환(Discrete Sine Transform, DST) 또는 웨이블릿 변환(Wavelet Transform) 등이 사용될 수 있다. 이산 코사인 변환 및 이산 사인 변환은 입력된 픽쳐 신호를 블록 형태로 나누어 변환을 수행하게 된다. 변환에 있어서 변환 영역 내의 값들의 분포와 특성에 따라서 코딩 효율이 달라질 수 있다. 양자화부(115)는 변환부(110)에서 출력된 변환 계수 값을 양자화한다.
코딩 효율을 높이기 위하여 픽쳐 신호를 그대로 코딩하는 것이 아니라, 예측부(150)를 통해 이미 코딩된 영역을 이용하여 픽쳐를 예측하고, 예측된 픽쳐에 원본 픽쳐와 예측 픽쳐 간의 레지듀얼 값을 더하여 복원 픽쳐를 획득하는 방법이 사용된다. 인코더와 디코더에서 미스매치가 발생되지 않도록 하기 위해, 인코더에서 예측을 수행할 때에는 디코더에서도 사용 가능한 정보를 사용해야 한다. 이를 위해, 인코더에서는 부호화한 현재 블록을 다시 복원하는 과정을 수행한다. 역양자화부(120)에서는 변환 계수 값을 역양자화하고, 역변환부(125)에서는 역양자화된 변환 계수값을 이용하여 레지듀얼 값을 복원한다. 한편, 필터링부(130)는 복원된 픽쳐의 품질 개선 및 부호화 효율 향상을 위한 필터링 연산을 수행한다. 예를 들어, 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset, SAO) 및 적응적 루프 필터 등이 포함될 수 있다. 필터링을 거친 픽쳐는 출력되거나 참조 픽쳐로 이용하기 위하여 복호 픽쳐 버퍼(Decoded Picture Buffer, DPB, 156)에 저장된다.
코딩 효율을 높이기 위하여 픽쳐 신호를 그대로 코딩하는 것이 아니라, 예측부(150)를 통해 이미 코딩된 영역을 이용하여 픽쳐를 예측하고, 예측된 픽쳐에 원 픽쳐와 예측 픽쳐 간의 레지듀얼 값을 더하여 복원 픽쳐를 획득하는 방법이 사용된다. 인트라 예측부(152)에서는 현재 픽쳐 내에서 화면내 예측을 수행하며, 인터 예측부(154)에서는 복호 픽쳐 버퍼(156)에 저장된 참조 픽쳐를 이용하여 현재 픽쳐를 예측한다. 인트라 예측부(152)는 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들로부터 화면내 예측을 수행하여, 화면내 부호화 정보를 엔트로피 코딩부(160)에 전달한다. 인터 예측부(154)는 다시 모션 추정부(154a) 및 모션 보상부(154b)를 포함하여 구성될 수 있다. 모션 추정부(154a)에서는 복원된 특정 영역을 참조하여 현재 영역의 모션 벡터값을 획득한다. 모션 추정부(154a)에서는 참조 영역의 위치 정보(참조 프레임, 모션 벡터 등) 등을 엔트로피 코딩부(160)로 전달하여 비트스트림에 포함될 수 있도록 한다. 모션 추정부(154a)에서 전달된 모션 벡터값을 이용하여 모션 보상부(154b)에서는 화면간 모션 보상을 수행한다.
예측부(150)는 인트라 예측부(152)와 인터 예측부(154)를 포함한다. 인트라 예측부(152)는 현재 픽쳐 내에서 인트라(intra) 예측을 수행하며, 인터 예측부(154)는 복호 픽쳐 버퍼(156)에 저장된 참조 픽쳐를 이용하여 현재 픽쳐를 예측하는 인터(inter) 예측을 수행한다. 인트라 예측부(152)는 현재 픽쳐 내의 복원된 샘플들로부터 인트라 예측을 수행하여, 인트라 부호화 정보를 엔트로피 코딩부(160)에 전달한다. 인트라 부호화 정보는 인트라 예측 모드, MPM(Most Probable Mode) 플래그, MPM 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 인트라 부호화 정보는 참조 샘플에 관한 정보를 포함할 수 있다. 인터 예측부(154)는 모션 추정부(154a) 및 모션 보상부(154b)를 포함하여 구성될 수 있다. 모션 추정부(154a)는 복원된 참조 픽쳐의 특정 영역을 참조하여 현재 영역의 모션 벡터값을 획득한다. 모션 추정부(154a)는 참조 영역에 대한 모션 정보 세트(참조 픽쳐 인덱스, 모션 벡터 정보 등)를 엔트로피 코딩부(160)로 전달한다. 모션 보상부(154b)는 모션 추정부(154a)에서 전달된 모션 벡터값을 이용하여 모션 보상을 수행한다. 인터 예측부(154)는 참조 영역에 대한 모션 정보를 포함하는 인터 부호화 정보를 엔트로피 코딩부(160)에 전달한다.
추가적인 실시예에 따라, 예측부(150)는 인트라 블록 카피(block copy, BC) 예측부(미도시)를 포함할 수 있다. 인트라 BC 예측부는 현재 픽쳐 내의 복원된 샘플들로부터 인트라 BC 예측을 수행하여, 인트라 BC 부호화 정보를 엔트로피 코딩부(160)에 전달한다. 인트라 BC 예측부는 현재 픽쳐 내의 특정 영역을 참조하여 현재 영역의 예측에 이용되는 참조 영역을 나타내는 블록 벡터값을 획득한다. 인트라 BC 예측부는 획득된 블록 벡터값을 이용하여 인트라 BC 예측을 수행할 수 있다. 인트라 BC 예측부는 인트라 BC 부호화 정보를 엔트로피 코딩부(160)로 전달한다. 인트라 BC 부호화 정보는 블록 벡터 정보를 포함할 수 있다.
위와 같은 픽쳐 예측이 수행될 경우, 변환부(110)는 원본 픽쳐와 예측 픽쳐 간의 레지듀얼 값을 변환하여 변환 계수 값을 획득한다. 이때, 변환은 픽쳐 내에서 특정 블록 단위로 수행될 수 있으며, 특정 블록의 크기는 기 설정된 범위 내에서 가변할 수 있다. 양자화부(115)는 변환부(110)에서 생성된 변환 계수 값을 양자화하여 엔트로피 코딩부(160)로 전달한다.
엔트로피 코딩부(160)는 양자화된 변환 계수를 나타내는 정보, 인트라 부호화 정보, 및 인터 부호화 정보 등을 엔트로피 코딩하여 비디오 신호 비트스트림을 생성한다. 엔트로피 코딩부(160)에서는 가변 길이 코딩(Variable Length Coding, VLC) 방식과 산술 코딩(arithmetic coding) 방식 등이 사용될 수 있다. 가변 길이 코딩(VLC) 방식은 입력되는 심볼들을 연속적인 코드워드로 변환하는데, 코드워드의 길이는 가변적일 수 있다. 예를 들어, 자주 발생하는 심볼들을 짧은 코드워드로, 자주 발생하지 않은 심볼들은 긴 코드워드로 표현하는 것이다. 가변 길이 코딩 방식으로서 컨텍스트 기반 적응형 가변 길이 코딩(Context-based Adaptive Variable Length Coding, CAVLC) 방식이 사용될 수 있다. 산술 코딩은 연속적인 데이터 심볼들을 하나의 소수로 변환하는데, 산술 코딩은 각 심볼을 표현하기 위하여 필요한 최적의 소수 비트를 얻을 수 있다. 산술 코딩으로서 컨텍스트 기반 적응형 산술 부호화(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code, CABAC)가 이용될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 코딩부(160)는 양자화된 변환 계수를 나타내는 정보를 이진화할 수 있다. 또한, 엔트로피 코딩부(160)는 이진화된 정보를 산술 코딩하여 비트스트림을 생성할 수 있다.
상기 생성된 비트스트림은 NAL(Network Abstraction Layer) 유닛을 기본 단위로 캡슐화 된다. NAL 유닛은 부호화된 정수 개의 코딩 트리 유닛(coding tree unit)을 포함한다. 비디오 디코더에서 비트스트림을 복호화하기 위해서는 먼저 비트스트림을 NAL 유닛 단위로 분리한 후, 분리된 각각의 NAL 유닛을 복호화해야 한다. 한편, 비디오 신호 비트스트림의 복호화를 위해 필요한 정보들은 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS), 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS), 비디오 파라미터 세트(Video Parameter Set, VPS) 등과 같은 상위 레벨 세트의 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)를 통해 전송될 수 있다.
한편, 도 1의 블록도는 본 발명의 일 실시예에 따른 인코딩 장치(100)를 나타낸 것으로서, 분리하여 표시된 블록들은 인코딩 장치(100)의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 전술한 인코딩 장치(100)의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전술한 인코딩 장치(100)의 각 엘리먼트의 동작은 프로세서(미도시)에 의해 수행될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 비디오 신호 디코딩 장치(200)의 개략적인 블록도이다. 도 2를 참조하면 본 발명의 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(225), 필터링부(230) 및 예측부(250)를 포함한다.
엔트로피 디코딩부(210)는 비디오 신호 비트스트림을 엔트로피 디코딩하여, 각 영역에 대한 변환 계수 정보, 인트라 부호화 정보, 인터 부호화 정보 등을 추출한다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 비디오 신호 비트스트림으로부터 특정 영역의 변환 계수 정보에 대한 이진화 코드를 획득할 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)는 이진화 코드를 역 이진화하여 양자화된 변환 계수를 획득한다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수를 역양자화하고, 역변환부(225)는 역양자화된 변환 계수를 이용하여 레지듀얼 값을 복원한다. 비디오 신호 처리 장치(200)는 역변환부(225)에서 획득된 레지듀얼 값을 예측부(250)에서 획득된 예측값과 합산하여 원래의 화소값을 복원한다.
한편, 필터링부(230)는 픽쳐에 대한 필터링을 수행하여 화질을 향상시킨다. 여기에는 블록 왜곡 현상을 감소시키기 위한 디블록킹 필터 및/또는 픽쳐 전체의 왜곡 제거를 위한 적응적 루프 필터 등이 포함될 수 있다. 필터링을 거친 픽쳐는 출력되거나 다음 픽쳐에 대한 참조 픽쳐로 이용하기 위하여 복호 픽쳐 버퍼(DPB, 256)에 저장된다.
예측부(250)는 인트라 예측부(252) 및 인터 예측부(254)를 포함한다. 예측부(250)는 전술한 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 복호화된 부호화 타입, 각 영역에 대한 변환 계수, 인트라/인터 부호화 정보 등을 활용하여 예측 픽쳐를 생성한다. 복호화가 수행되는 현재 블록을 복원하기 위해서, 현재 블록이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 복호화된 영역이 이용될 수 있다. 복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 인트라 예측 또는 인트라 BC 예측을 수행하는 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(또는, 타일/슬라이스), 인트라 예측, 인터 예측 및 인트라 BC 예측을 모두 수행할 수 있는 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)를 인터 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)라고 한다. 인터 픽쳐(또는, 타일/슬라이스) 중 각 블록의 샘플값들을 예측하기 위하여 최대 하나의 모션 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스를 이용하는 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)라고 하며, 최대 두 개의 모션 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스를 이용하는 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(또는, 타일/슬라이스) 라고 한다. 다시 말해서, P 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)는 각 블록을 예측하기 위해 최대 하나의 모션 정보 세트를 이용하고, B 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)는 각 블록을 예측하기 위해 최대 두 개의 모션 정보 세트를 이용한다. 여기서, 모션 정보 세트는 하나 이상의 모션 벡터와 하나의 참조 픽쳐 인덱스를 포함한다.
인트라 예측부(252)는 인트라 부호화 정보 및 현재 픽쳐 내의 복원된 샘플들을 이용하여 예측 블록을 생성한다. 전술한 바와 같이, 인트라 부호화 정보는 인트라 예측 모드, MPM(Most Probable Mode) 플래그, MPM 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(252)는 현재 블록의 좌측 및/또는 상측에 위치한 복원된 샘플들을 참조 샘플들로 이용하여 현재 블록의 샘플 값들을 예측한다. 본 개시에서, 복원된 샘플들, 참조 샘플들 및 현재 블록의 샘플들은 픽셀들을 나타낼 수 있다. 또한, 샘플 값(sample value)들은 픽셀 값들을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따르면, 참조 샘플들은 현재 블록의 주변 블록에 포함된 샘플들일 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플들은 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 샘플들 및/또는 상측 경계에 인접한 샘플들일 수 있다. 또한, 참조 샘플들은 현재 블록의 주변 블록의 샘플들 중 현재 블록의 좌측 경계로부터 기 설정된 거리 이내의 라인 상에 위치하는 샘플들 및/또는 현재 블록의 상측 경계로부터 기 설정된 거리 이내의 라인 상에 위치하는 샘플들일 수 있다. 이때, 현재 블록의 주변 블록은 현재 블록에 인접한 좌측(L) 블록, 상측(A) 블록, 하좌측(Below Left, BL) 블록, 상우측(Above Right, AR) 블록 또는 상좌측(Above Left, AL) 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
인터 예측부(254)는 복호 픽쳐 버퍼(256)에 저장된 참조 픽쳐 및 인터 부호화 정보를 이용하여 예측 블록을 생성한다. 인터 부호화 정보는 참조 블록에 대한 현재 블록의 모션 정보 세트(참조 픽쳐 인덱스, 모션 벡터 정보 등)를 포함할 수 있다. 인터 예측에는 L0 예측, L1 예측 및 쌍예측(Bi-prediction)이 있을 수 있다. L0 예측은 L0 픽쳐 리스트에 포함된 1개의 참조 픽쳐를 이용한 예측이고, L1 예측은 L1 픽쳐 리스트에 포함된 1개의 참조 픽쳐를 이용한 예측을 의미한다. 이를 위해서는 1세트의 모션 정보(예를 들어, 모션 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스)가 필요할 수 있다. 쌍예측 방식에서는 최대 2개의 참조 영역을 이용할 수 있는데, 이 2개의 참조 영역은 동일한 참조 픽쳐에 존재할 수도 있고, 서로 다른 픽쳐에 각각 존재할 수도 있다. 즉, 쌍예측 방식에서는 최대 2세트의 모션 정보(예를 들어, 모션 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스)가 이용될 수 있는데, 2개의 모션 벡터가 동일한 참조 픽쳐 인덱스에 대응될 수도 있고 서로 다른 참조 픽쳐 인덱스에 대응될 수도 있다. 이때, 참조 픽쳐들은 시간적으로 현재 픽쳐 이전이나 이후 모두에 표시(또는 출력)될 수 있다. 일 실시예에 따라, 쌍예측 방식에서는 사용되는 2개의 참조 영역은 L0 픽쳐 리스트 및 L1 픽쳐 리스트 각각에서 선택된 영역일 수 있다.
인터 예측부(254)는 모션 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스를 이용하여 현재 블록의 참조 블록을 획득할 수 있다. 상기 참조 블록은 참조 픽쳐 인덱스에 대응하는 참조 픽쳐 내에 존재한다. 또한, 모션 벡터에 의해서 특정된 블록의 샘플 값 또는 이의 보간(interpolation)된 값이 현재 블록의 예측자(predictor)로 이용될 수 있다. 서브펠(sub-pel) 단위의 픽셀 정확도를 갖는 모션 예측을 위하여 이를 테면, 루마 신호에 대하여 8-탭 보간 필터가, 크로마 신호에 대하여 4-탭 보간 필터가 사용될 수 있다. 다만, 서브펠 단위의 모션 예측을 위한 보간 필터는 이에 한정되지 않는다. 이와 같이 인터 예측부(254)는 이전에 복원된 픽쳐로부터 현재 유닛의 텍스쳐를 예측하는 모션 보상(motion compensation)을 수행한다. 이때, 인터 예측부는 모션 정보 세트를 이용할 수 있다.
추가적인 실시예에 따라, 예측부(250)는 인트라 BC 예측부(미도시)를 포함할 수 있다. 인트라 BC 예측부는 현재 픽쳐 내의 복원된 샘플들을 포함하는 특정 영역을 참조하여 현재 영역을 복원할 수 있다. 인트라 BC 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 현재 영역에 대한 인트라 BC 부호화 정보를 획득한다. 인트라 BC 예측부는 현재 픽쳐 내의 특정 영역을 지시하는 현재 영역의 블록 벡터값을 획득한다. 인트라 BC 예측부는 획득된 블록 벡터값을 이용하여 인트라 BC 예측을 수행할 수 있다. 인트라 BC 부호화 정보는 블록 벡터 정보를 포함할 수 있다.
상기 인트라 예측부(252) 또는 인터 예측부(254)로부터 출력된 예측값, 및 역변환부(225)로부터 출력된 레지듀얼 값이 더해져서 복원된 비디오 픽쳐가 생성된다. 즉, 비디오 신호 디코딩 장치(200)는 예측부(250)에서 생성된 예측 블록과 역변환부(225)로부터 획득된 레지듀얼을 이용하여 현재 블록을 복원한다.
한편, 도 2의 블록도는 본 발명의 일 실시예에 따른 디코딩 장치(200)를 나타낸 것으로서, 분리하여 표시된 블록들은 디코딩 장치(200)의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 전술한 디코딩 장치(200)의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전술한 디코딩 장치(200)의 각 엘리먼트의 동작은 프로세서(미도시)에 의해 수행될 수 있다.
도 3은 픽쳐 내에서 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)이 코딩 유닛들(Coding Units, CUs)로 분할되는 실시예를 도시한다.
비디오 신호의 코딩 과정에서, 픽쳐는 코딩 트리 유닛(CTU)들의 시퀀스로 분할될 수 있다. 코딩 트리 유닛은 루마(luma) 샘플들의 NXN 블록과, 이에 대응하는 크로마(chroma) 샘플들의 2개의 블록들로 구성된다. 코딩 트리 유닛은 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 트리 유닛은 분할되지 않고 리프 노드가 될 수도 있다. 이 경우, 코딩 트리 유닛 자체가 코딩 유닛이 될 수 있다. 코딩 유닛은 상기에서 설명한 비디오 신호의 처리 과정, 즉 인트라/인터 예측, 변환, 양자화 및/또는 엔트로피 코딩 등의 과정에서 픽쳐를 처리하기 위한 기본 단위를 가리킨다. 하나의 픽쳐 내에서 코딩 유닛의 크기 및 모양은 일정하지 않을 수 있다. 코딩 유닛은 정사각형 혹은 직사각형의 모양을 가질 수 있다. 직사각형 코딩 유닛(혹은, 직사각형 블록)은 수직 코딩 유닛(혹은, 수직 블록)과 수평 코딩 유닛(혹은, 수평 블록)을 포함한다. 본 명세서에서, 수직 블록은 높이가 너비보다 큰 블록이며, 수평 블록은 너비가 높이보다 큰 블록이다. 또한, 본 명세서에서 정사각형이 아닌(non-square) 블록은 직사각형 블록을 가리킬 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 3을 참조하면, 코딩 트리 유닛은 먼저 쿼드 트리(Quad Tree, QT) 구조로 분할된다. 즉, 쿼드 트리 구조에서 2NX2N 크기를 가지는 하나의 노드는 NXN 크기를 가지는 네 개의 노드들로 분할될 수 있다. 본 명세서에서 쿼드 트리는 4진(quaternary) 트리로도 지칭될 수 있다. 쿼드 트리 분할은 재귀적으로 수행될 수 있으며, 모든 노드들이 동일한 깊이로 분할될 필요는 없다.
한편, 전술한 쿼드 트리의 리프 노드(leaf node)는 멀티-타입 트리(Multi-Type Tree, MTT) 구조로 더욱 분할될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 멀티 타입 트리 구조에서는 하나의 노드가 수평 혹은 수직 분할의 2진(binary, 바이너리) 혹은 3진(ternary, 터너리) 트리 구조로 분할될 수 있다. 즉, 멀티-타입 트리 구조에는 수직 바이너리 분할, 수평 바이너리 분할, 수직 터너리 분할 및 수평 터너리 분할의 4가지 분할 구조가 존재한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 각 트리 구조에서 노드의 너비 및 높이는 모두 2의 거듭제곱 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 바이너리 트리(Binary Tree, BT) 구조에서, 2NX2N 크기의 노드는 수직 바이너리 분할에 의해 2개의 NX2N 노드들로 분할되고, 수평 바이너리 분할에 의해 2개의 2NXN 노드들로 분할될 수 있다. 또한, 터너리 트리(Ternary Tree, TT) 구조에서, 2NX2N 크기의 노드는 수직 터너리 분할에 의해 (N/2)X2N, NX2N 및 (N/2)X2N의 노드들로 분할되고, 수평 바이너리 분할에 의해 2NX(N/2), 2NXN 및 2NX(N/2)의 노드들로 분할될 수 있다. 이러한 멀티-타입 트리 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다.
멀티-타입 트리의 리프 노드는 코딩 유닛이 될 수 있다. 코딩 유닛에 대한 분할이 지시되지 않거나 코딩 유닛이 최대 변환 길이에 비해 크지 않은 경우, 해당 코딩 유닛은 더 이상의 분할 없이 예측 및 변환의 단위로 사용된다. 한편, 전술한 쿼드 트리 및 멀티-타입 트리에서 다음의 파라메터들 중 적어도 하나가 사전에 정의되거나 PPS, SPS, VPS 등과 같은 상위 레벨 세트의 RBSP를 통해 전송될 수 있다. 1) CTU 크기: 쿼드 트리의 루트 노드(root node) 크기, 2) 최소 QT 크기(MinQtSize): 허용된 최소 QT 리프 노드 크기, 3) 최대 BT 크기(MaxBtSize): 허용된 최대 BT 루트 노드 크기, 4) 최대 TT 크기(MaxTtSize): 허용된 최대 TT 루트 노드 크기, 5) 최대 MTT 깊이(MaxMttDepth): QT의 리프 노드로부터의 MTT 분할의 최대 허용 깊이, 6) 최소 BT 크기(MinBtSize): 허용된 최소 BT 리프 노드 크기, 7) 최소 TT 크기(MinTtSize): 허용된 최소 TT 리프 노드 크기.
도 4는 쿼드 트리 및 멀티-타입 트리의 분할을 시그널링하는 방법의 일 실시예를 도시한다. 전술한 쿼드 트리 및 멀티-타입 트리의 분할을 시그널링하기 위해 기 설정된 플래그들이 사용될 수 있다. 도 4를 참조하면, 쿼드 트리 노드의 분할 여부를 지시하는 플래그 'qt_split_flag', 멀티-타입 트리 노드의 분할 여부를 지시하는 플래그 'mtt_split_flag', 멀티-타입 트리 노드의 분할 방향을 지시하는 플래그 'mtt_split_vertical_flag' 또는 멀티-타입 트리 노드의 분할 모양을 지시하는 플래그 'mtt_split_binary_flag' 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 코딩 트리 유닛은 쿼드 트리의 루트 노드이며, 쿼드 트리 구조로 우선 분할될 수 있다. 쿼드 트리 구조에서는 각각의 노드 'QT_node' 별로 'qt_split_flag'가 시그널링된다. 'qt_split_flag'의 값이 1일 경우 해당 노드는 4개의 정사각형 노드들로 분할되며, 'qt_split_flag'의 값이 0일 경우 해당 노드는 쿼드 트리의 리프 노드 'QT_leaf_node'가 된다.
각각의 쿼드 트리 리프 노드 'QT_leaf_node'는 멀티-타입 트리 구조로 더 분할될 수 있다. 멀티-타입 트리 구조에서는 각각의 노드 'MTT_node' 별로 'mtt_split_flag'가 시그널링된다. 'mtt_split_flag'의 값이 1일 경우 해당 노드는 복수의 직사각형 노드들로 분할되며, 'mtt_split_flag'의 값이 0일 경우 해당 노드는 멀티-타입 트리의 리프 노드 'MTT_leaf_node'가 된다. 멀티-타입 트리 노드 'MTT_node'가 복수의 직사각형 노드들로 분할될 경우(즉, 'mtt_split_flag'의 값이 1일 경우), 노드 'MTT_node'를 위한 'mtt_split_vertical_flag' 및 'mtt_split_binary_flag'가 추가로 시그널링될 수 있다. 'mtt_split_vertical_flag'의 값이 1일 경우 노드 'MTT_node'의 수직 분할이 지시되며, 'mtt_split_vertical_flag'의 값이 0일 경우 노드 'MTT_node'의 수평 분할이 지시된다. 또한, 'mtt_split_binary_flag'의 값이 1일 경우 노드 'MTT_node'는 2개의 직사각형 노드들로 분할되며, 'mtt_split_binary_flag'의 값이 0일 경우 노드 'MTT_node'는 3개의 직사각형 노드들로 분할된다.
코딩을 위한 픽쳐 예측(모션 보상)은 더 이상 나누어지지 않는 코딩 유닛(즉 코딩 유닛 트리의 리프 노드)을 대상으로 이루어진다. 이러한 예측을 수행하는 기본 단위를 이하에서는 예측 유닛(prediction unit) 또는 예측 블록(prediction block)이라고 한다.
이하, 본 명세서에서 사용되는 유닛이라는 용어는 예측을 수행하는 기본 단위인 상기 예측 유닛을 대체하는 용어로 사용될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 더욱 광의적으로는 상기 코딩 유닛을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 더욱 구체적으로 도시한다. 또한, 도 6은 본 개시의 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 더욱 구체적으로 도시한다.
전술한 바와 같이, 인트라 예측부는 현재 블록의 좌측 및/또는 상측에 위치한 복원된 샘플들을 참조 샘플들로 이용하여 현재 블록의 샘플 값들을 예측한다.
먼저, 도 5는 인트라 예측 모드에서 현재 블록의 예측을 위해 사용되는 참조 샘플들의 일 실시예를 도시한다. 일 실시예에 따르면, 참조 샘플들은 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 샘플들 및/또는 상측 경계에 인접한 샘플들일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 크기가 WXH이고 현재 블록에 인접한 단일 참조 라인(line)의 샘플들이 인트라 예측에 사용될 경우, 현재 블록의 좌측 및/또는 상측에 위치한 최대 2W+2H+1개의 주변 샘플들을 사용하여 참조 샘플들이 설정될 수 있다.
또한, 참조 샘플로 사용될 적어도 일부의 샘플이 아직 복원되지 않은 경우, 인트라 예측부는 참조 샘플 패딩 과정을 수행하여 참조 샘플을 획득할 수 있다. 또한, 인트라 예측부는 인트라 예측의 오차를 줄이기 위해 참조 샘플 필터링 과정을 수행할 수 있다. 즉, 주변 샘플들 및/또는 참조 샘플 패딩 과정에 의해 획득된 참조 샘플들에 필터링을 수행하여 필터링된 참조 샘플들을 획득할 수 있다. 인트라 예측부는 이와 같이 획득된 참조 샘플들을 이용하여 현재 블록의 샘플들을 예측한다. 인트라 예측부는 필터링되지 않은 참조 샘플들 또는 필터링된 참조 샘플들을 이용하여 현재 블록의 샘플들을 예측한다. 본 개시에서, 주변 샘플들은 적어도 하나의 참조 라인 상의 샘플들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주변 샘플들은 현재 블록의 경계에 인접한 라인 상의 인접 샘플들을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 6은 인트라 예측에 사용되는 예측 모드들의 일 실시예를 도시한다. 인트라 예측을 위해, 인트라 예측 방향을 지시하는 인트라 예측 모드 정보가 시그널링될 수 있다. 인트라 예측 모드 정보는 인트라 예측 모드 세트를 구성하는 복수의 인트라 예측 모드들 중 어느 하나를 지시한다. 현재 블록이 인트라 예측 블록일 경우, 디코더는 비트스트림으로부터 현재 블록의 인트라 예측 모드 정보를 수신한다. 디코더의 인트라 예측부는 추출된 인트라 예측 모드 정보에 기초하여 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인트라 예측 모드 세트는 인트라 예측에 사용되는 모든 인트라 예측 모드들(예, 총 67개의 인트라 예측 모드들)을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 인트라 예측 모드 세트는 평면 모드, DC 모드 및 복수의(예, 65개의) 각도 모드들(즉, 방향 모드들)을 포함할 수 있다. 각각의 인트라 예측 모드는 기 설정된 인덱스(즉, 인트라 예측 모드 인덱스)를 통해 지시될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 인트라 예측 모드 인덱스 0은 평면 모드를 지시하고, 인트라 예측 모드 인덱스 1은 DC 모드를 지시한다. 또한, 인트라 예측 모드 인덱스 2 내지 66은 서로 다른 각도 모드들을 각각 지시할 수 있다. 각도 모드들은 기 설정된 각도 범위 이내의 서로 다른 각도들을 각각 지시한다. 예를 들어, 각도 모드는 시계 방향으로 45도에서 -135도 사이의 각도 범위(즉, 제1 각도 범위) 이내의 각도를 지시할 수 있다. 상기 각도 모드는 12시 방향을 기준으로 정의될 수 있다. 이때, 인트라 예측 모드 인덱스 2는 수평 대각(Horizontal Diagonal, HDIA) 모드를 지시하고, 인트라 예측 모드 인덱스 18은 수평(Horizontal, HOR) 모드를 지시하고, 인트라 예측 모드 인덱스 34는 대각(Diagonal, DIA) 모드를 지시하고, 인트라 예측 모드 인덱스 50은 수직(Vertical, VER) 모드를 지시하며, 인트라 예측 모드 인덱스 66은 수직 대각(Vertical Diagonal, VDIA) 모드를 지시한다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법에 대해 설명하도록 한다. 본 개시에서, 인터 예측 방법은 병진 운동(translation motion)에 최적화된 일반 인터 예측 방법 및 어파인(affine) 모델 기반의 인터 예측 방법을 포함할 수 있다. 또한, 모션 벡터는 일반 인터 예측 방법에 따른 모션 보상을 위한 일반 모션 벡터 및 어파인 모션 보상을 위한 컨트롤 포인트 모션 벡터(control point motion vector) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법을 도시한다. 전술한 바와 같이, 디코더는 복호화된 다른 픽쳐의 복원된 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 도 7을 참조하면, 디코더는 현재 블록(701)의 모션 정보 세트에 기초하여 참조 픽쳐(720) 내의 참조 블록(702)을 획득한다. 이때, 모션 정보 세트는 참조 픽쳐 인덱스 및 모션 벡터(703)를 포함할 수 있다. 참조 픽쳐 인덱스는 참조 픽쳐 리스트에서 현재 블록의 인터 예측을 위한 참조 블록이 포함된 참조 픽쳐(720)를 지시한다. 일 실시예에 따라, 참조 픽쳐 리스트는 전술한 L0 픽쳐 리스트 또는 L1 픽쳐 리스트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 모션 벡터(703)는 현재 픽쳐(710) 내에서 현재 블록(701)의 좌표 값과 참조 픽쳐(720) 내에서 참조 블록(702)의 좌표 값 간의 오프셋을 나타낸다. 디코더는 참조 블록(702)의 샘플 값들에 기초하여 현재 블록(701)의 예측자를 획득하고, 상기 예측자를 이용하여 현재 블록(701)을 복원한다.
구체적으로, 인코더는 복원 순서가 앞선 픽쳐들에서 현재 블록과 유사한 블록을 탐색하여 전술한 참조 블록을 획득할 수 있다. 예를 들어, 인코더는 기 설정된 탐색 영역 내에서 현재 블록과 샘플 값 차이의 합이 최소가 되는 참조 블록을 탐색할 수 있다. 이때, 현재 블록과 참조 블록의 샘플들 간의 유사도를 측정하기 위해, SAD (Sum Of Absolute Difference) 또는 SATD (Sum of Hadamard Transformed Difference) 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 여기에서, SAD는 두 블록에 포함된 샘플 값들의 차이 각각의 절대값을 모두 더한 값일 수 있다. 또한, SATD는 두 블록에 포함된 샘플 값들의 차이를 하다마드 변환(Hadamard Transform)하여 획득된 하다마드 변환 계수의 절대값을 모두 더한 값일 수 있다.
한편, 현재 블록은 하나 이상의 참조 영역을 이용하여 예측될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 현재 블록은 2개 이상의 참조 영역을 이용하는 쌍예측 방식을 통해 인터 예측될 수 있다. 일 실시예에 따라, 디코더는 현재 블록의 2개의 모션 정보 세트에 기초하여 2개의 참조 블록을 획득할 수 있다. 또한, 디코더는 획득된 2개의 참조 블록 각각의 샘플 값들에 기초하여 현재 블록의 제1 예측자 및 제2 예측자를 획득할 수 있다. 또한, 디코더는 제1 예측자 및 제2 예측자를 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 제1 예측자 및 제2 예측자의 샘플 별 평균에 기초하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
전술한 바와 같이, 현재 블록의 모션 보상을 위해, 하나 이상의 모션 정보 세트가 시그널링될 수 있다. 이때, 복수의 블록 각각의 모션 보상을 위한 모션 정보 세트 간의 유사성이 이용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 예측에 사용되는 모션 정보 세트는 기 복원된 다른 샘플들 중 어느 하나의 예측에 사용된 모션 정보 세트로부터 유도될 수 있다. 이를 통해, 인코더 및 디코더는 시그널링 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 모션 정보 세트와 동일 또는 유사한 모션 정보 세트에 기초하여 예측되었을 가능성이 있는 복수의 후보 블록들이 존재할 수 있다. 디코더는 해당 복수의 후보 블록들을 기초로 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 생성할 수 있다. 여기에서, 머지 후보 리스트는 현재 블록보다 먼저 복원된 샘플들 중에서, 현재 블록의 모션 정보 세트와 관련된 모션 정보 세트에 기초하여 예측되었을 가능성이 있는 샘플에 대응하는 후보들을 포함할 수 있다. 인코더와 디코더는 미리 정의된 규칙에 따라 현재 블록의 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 이때, 인코더와 디코더가 각각 구성한 머지 후보 리스트는 서로 동일할 수 있다. 예를 들어, 인코더 및 디코더는 현재 픽쳐 내에서 현재 블록의 위치에 기초하여 현재 블록의 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 인코더 및 디코더가 현재 블록의 머지 후보 리스트를 구성하는 방법에 대해서는 도 9를 통해 후술하도록 한다. 본 개시에서, 특정 블록의 위치는 특정 블록을 포함하는 픽쳐 내에서 특정 블록의 좌상단(top-left) 샘플의 상대적인 위치를 나타낸다.
한편, 코딩 효율을 높이기 위하여 전술한 레지듀얼 신호를 그대로 코딩하는 것이 아니라, 레지듀얼 신호를 변환하여 획득된 변환 계수 값을 양자화하고, 양자화된 변환 계수를 코딩하는 방법이 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 변환부는 레지듀얼 신호를 변환하여 변환 계수 값을 획득할 수 있다. 이때, 특정 블록의 레지듀얼 신호는 현재 블록의 전 영역에 분산되어 있을 수 있다. 이에 따라, 레지듀얼 신호에 대한 주파수 영역 변환을 통해 저주파 영역에 에너지를 집중시켜 코딩 효율을 향상시킬 수 있다. 이하에서는, 레지듀얼 신호가 변환 또는 역변환되는 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
도 8은 인코더가 레지듀얼 신호를 변환하는 방법을 구체적으로 나타내는 도면이다. 전술한 바와 같이, 공간 영역의 레지듀얼 신호는 주파수 영역으로 변환될 수 있다. 인코더는 획득된 레지듀얼 신호를 변환하여 변환 계수를 획득할 수 있다. 먼저, 인코더는 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호를 포함하는 적어도 하나의 레지듀얼 블록을 획득할 수 있다. 레지듀얼 블록은 현재 블록 또는 현재 블록으로부터 분할된 블록들 중 어느 하나일 수 있다. 본 개시에서, 레지듀얼 블록은 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 어레이(array) 또는 레지듀얼 매트릭스(matrix)로 지칭될 수 있다. 또한, 본 개시에서 레지듀얼 블록은 변환 유닛 또는 변환 블록의 크기와 동일한 크기의 블록을 나타낼 수 있다.
다음으로, 인코더는 변환 커널을 사용하여 레지듀얼 블록을 변환할 수 있다. 레지듀얼 블록에 대한 변환에 사용되는 변환 커널은 수직 변환 및 수평 변환의 분리 가능한 특성을 가지는 변환 커널일 수 있다. 이 경우, 레지듀얼 블록에 대한 변환은 수직 변환 및 수평 변환으로 분리되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 인코더는 레지듀얼 블록의 수직 방향으로 변환 커널을 적용하여 수직 변환을 수행할 수 있다. 또한, 인코더는 레지듀얼 블록의 수평 방향으로 변환 커널을 적용하여 수평 변환을 수행할 수 있다. 본 개시에서, 변환 커널은 변환 매트릭스, 변환 어레이, 변환 함수, 변환과 같이 레지듀얼 신호의 변환에 사용되는 파라미터 세트를 지칭하는 용어로 사용될 수 있다. 일 실시예에 따라, 변환 커널은 복수의 사용 가능한 커널들 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 수직 변환 및 수평 변환 각각에 대해 서로 다른 변환 타입에 기반한 변환 커널이 사용될 수도 있다.
인코더는 레지듀얼 블록으로부터 변환된 변환 블록을 양자화부로 전달하여 양자화할 수 있다. 이때, 변환 블록은 복수의 변환 계수들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 변환 블록은 2차원 배열된 복수의 변환 계수들로 구성될 수 있다. 변환 블록의 크기는 레지듀얼 블록과 마찬가지로 현재 블록 또는 현재 블록으로부터 분할된 블록 중 어느 하나와 동일할 수 있다. 양자화부로 전달된 변환 계수들은 양자화된 값으로 표현될 수 있다.
또한, 인코더는 변환 계수가 양자화되기 전에 추가적인 변환을 수행할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전술한 변환 방법은 1차 변환(primary transform)으로 지칭되고, 추가적인 변환은 2차 변환(secondary transform)으로 지칭될 수 있다. 2차 변환은 레지듀얼 블록 별로 선택적일 수 있다. 일 실시예에 따라, 인코더는 1차 변환만으로 저주파 영역에 에너지를 집중시키기 어려운 영역에 대해 2차 변환을 수행하여 코딩 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 레지듀얼 값들이 레지듀얼 블록의 수평 또는 수직 방향 이외의 방향에서 크게 나타나는 블록에 대해 2차 변환이 추가될 수 있다. 인트라 예측된 블록의 레지듀얼 값들은 인터 예측된 블록의 레지듀얼 값들에 비해 수평 또는 수직 방향 이외의 방향으로 변화할 확률이 높을 수 있다. 이에 따라, 인코더는 인트라 예측된 블록의 레지듀얼 신호에 대해 2차 변환을 추가적으로 수행할 수 있다. 또한, 인코더는 인터 예측된 블록의 레지듀얼 신호에 대해 2차 변환을 생략할 수 있다.
다른 예로, 현재 블록 또는 레지듀얼 블록의 크기에 따라, 2차 변환 수행 여부가 결정될 수 있다. 또한, 현재 블록 또는 레지듀얼 블록의 크기에 따라 크기가 서로 다른 변환 커널이 사용될 수 있다. 예를 들어, 너비 또는 높이 중 짧은 변의 길이가 제1 기 설정된 길이 보다 짧은 블록에 대해서는 8X8 2차 변환이 적용될 수 있다. 또한, 너비 또는 높이 중 짧은 변의 길이가 제2 기 설정된 길이 보다 긴 블록에 대해서는 4X4 2차 변환이 적용될 수 있다. 이때, 제1 기 설정된 길이는 제2 기 설정된 길이 보다 큰 값일 수 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 2차 변환은 1차 변환과 달리 수직 변환 및 수평 변환으로 분리되어 수행되지 않을 수 있다. 이러한 2차 변환은 저대역 비-분리 변환(Low Frequency Non-Separable Transform, LFNST)으로 지칭될 수 있다.
또한, 특정 영역의 비디오 신호의 경우, 급격한 밝기 변화로 인해 주파수 변환을 수행하여도 고주파 대역 에너지가 줄어들지 않을 수 있다. 이에 따라, 양자화에 의한 압축 성능이 저하될 수 있다. 또한, 레지듀얼 값이 드물게 존재하는 영역에 대해 변환을 수행하는 경우, 인코딩 시간 및 디코딩 시간이 불필요하게 증가할 수 있다. 이에 따라, 특정 영역의 레지듀얼 신호에 대한 변환은 생략될 수 있다. 특정 영역의 레지듀얼 신호에 대한 변환 수행 여부는 특정 영역의 변환과 관련된 신택스 요소에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 신택스 요소는 변환 스킵 정보(transform skip information)를 포함할 수 있다. 변환 스킵 정보는 변환 스킵 플래그(transform skip flag)일 수 있다. 레지듀얼 블록에 대한 변환 스킵 정보가 변환 스킵을 나타내는 경우, 해당 레지듀얼 블록에 대한 변환이 수행되지 않는다. 이 경우, 인코더는 해당 영역의 변환이 수행되지 않은 레지듀얼 신호를 곧바로 양자화할 수 있다. 도 8을 참조하여 설명된 인코더의 동작들은 도 1의 변환부를 통해 수행될 수 있다.
전술한 변환 관련 신택스 요소들은 비디오 신호 비트스트림으로부터 파싱된 정보일 수 있다. 디코더는 비디오 신호 비트스트림을 엔트로피 디코딩하여 변환 관련 신택스 요소들을 획득할 수 있다. 또한, 인코더는 변환 관련 신택스 요소들을 엔트로피 코딩하여 비디오 신호 비트스트림을 생성할 수 있다.
도 9은 인코더 및 디코더가 변환 계수를 역변환하여 레지듀얼 신호를 획득하는 방법을 구체적으로 나타내는 도면이다. 이하 설명의 편의를 위해, 인코더 및 디코더 각각의 역변환부를 통해 역변환 동작이 수행되는 것으로 설명한다. 역변환부는 역양자화된 변환 계수를 역변환하여 레지듀얼 신호를 획득할 수 있다. 먼저, 역변환부는 특정 영역의 변환 관련 신택스 요소로부터 해당 영역에 대한 역변환이 수행되는지 검출할 수 있다. 일 실시예에 따라, 특정 변환 블록에 대한 변환 관련 신택스 요소가 변환 스킵을 나타내는 경우, 해당 변환 블록에 대한 변환이 생략될 수 있다. 이 경우, 변환 블록에 대해 전술한 1차 역변환 및 2차 역변환이 모두 생략될 수 있다. 또한, 역양자화된 변환 계수는 레지듀얼 신호로 사용될 수 있다. 예를 들어, 디코더는 역양자화된 변환 계수를 레지듀얼 신호로 사용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
다른 일 실시예에 따라, 특정 변환 블록에 대한 변환 관련 신택스 요소가 변환 스킵을 나타내지 않을 수 있다. 이 경우, 역변환부는 2차 변환에 대한 2차 역변환 수행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 변환 블록이 인트라 예측된 블록의 변환 블록인 경우, 변환 블록에 대한 2차 역변환이 수행될 수 있다. 또한, 변환 블록에 대응하는 인트라 예측 모드에 기초하여 해당 변환 블록에 사용되는 2차 변환 커널이 결정될 수 있다. 다른 예로, 변환 블록의 크기에 기초하여 2차 역변환 수행 여부가 결정될 수도 있다. 2차 역변환은 역양자화 과정 이후 1차 역변환이 수행되기 전에 수행될 수 있다.
역변환부는 역양자화된 변환 계수 또는 2차 역변환된 변환 계수에 대한 1차 역변환을 수행할 수 있다. 1차 역변환의 경우, 1차 변환과 마찬가지로 수직 변환 및 수평 변환으로 분리되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 역변환부는 변환 블록에 대한 수직 역변환 및 수평 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록을 획득할 수 있다. 역변환부는 변환 블록의 변환에 사용된 변환 커널에 기초하여 변환 블록을 역변환할 수 있다. 예를 들어, 인코더는 복수의 사용 가능한 변환 커널들 중 현재 변환 블록에 적용된 변환 커널을 지시하는 정보를 명시적 또는 묵시적으로 시그널링할 수 있다. 디코더는 시그널링된 변환 커널을 나타내는 정보를 이용하여 복수의 사용 가능한 변환 커널들 중 변환 블록의 역변환에 사용될 변환 커널을 선택할 수 있다. 역변환부는 변환 계수에 대한 역변환을 통해 획득된 레지듀얼 신호를 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 Cross component linear model(CCLM) 방법을 나타낸 도면이다.
현재 블록의 주변의 복원된 루마와 크로마를 이용해 루마의 최소값과 최대값을 찾고, 이 두 값으로 식2, 식3의 방법으로 식1을 유도한다. 최종적으로는 식4를 이용해 현재 블록의 복원된 루마 값을 활용해 크로마를 예측한다. 영상 포맷이 4:2:0인 경우 루마 샘플은 다운 샘플링 필터를 적용해 크로마 샘플 수에 맞춘다.
보다 구체적으로 인코더 또는 디코더는 현재 블록에 인접한 미리 복원된 블록의 루마 성분을 다운샘플링 하는 단계를 수행할 수 있다. 현재 블록에 인접한 미리 복원된 블록은 현재 블록의 상측 블록 또는 좌측 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
YCbCr 영상 시스템에서 서브샘플링의 종류는 8:4:4, 4:4:4, 4:2:2, 4:1:1 또는 4:2:0 등을 포함할 수 있다. 4:4:4의 경우 루마 성분 및 두 개의 크로마 성분은 모두 동일한 개수의 샘플을 가질 수 있다. 하지만 4:2:2 또는 4:2:0인 경우, 루마 성분의 샘플의 개수는 크로마 성분의 샘플의 개수보다 많을 수 있다. 따라서 인코더 또는 디코더는 루마 성분을 다운 샘플링하여 루마 성분의 샘플의 개수를 크로마 성분의 샘플의 개수에 맞출 수 있다. 즉, 인코더 또는 디코더는 루마 성분과 크로마 성분을 일대일 대응되게 하여, 루마 성분과 크로마 성분의 선형 식을 도출할 수 있다. 예를 들어 선형 식은 도 10의 식1과 같을 수 있다.
인코더 또는 디코더는 현재 블록의 상측 블록 또는 현재 블록의 좌측 블록 중 적어도 하나를 현재 블록보다 먼저 복원할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 미리 복원된 상측 블록 또는 좌측 블록의 샘플값들을 이용하여 현재 블록의 크로마 샘플의 값을 예측할 수 있다.
도 10의 세로축은 현재 블록의 상측 블록 또는 현재 블록의 좌측 블록에 포함된 픽셀의 크로마값을 나타낸다. 또한 가로축은 현재 블록의 상측 블록 또는 현재 블록의 좌측 블록에 포함된 픽셀의 루마값을 나타낸다.
본 개시의 크로마값은 블록에 포함된 픽셀의 크로마 성분의 샘플값을 나타낼 수 있다. 본 개시에서 루마값은 블록에 포함된 픽셀의 루마 성분의 샘플값을 나타낼 수 있다.
인코더 또는 디코더는 식2 또는 식2를 획득하기 위하여, 상측 블록 또는 좌측 블록 중 적어도 하나로부터 2개의 픽셀을 획득할 수 있다. 예를 들어 인코더 또는 디코더는 픽셀 A 및 픽셀 B를 획득할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 점 픽셀 A의 루마 성분을 xA로 획득하고, 픽셀 A의 크로마 성분을 yA로 획득할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 점 픽셀 B의 루마 성분을 xB로 획득하고, 픽셀 B의 크로마 성분을 yB로 획득할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 픽셀 A 및 픽셀 B의 루마 성분 및 크로마 성분을 이용하여 식1 내지 식4를 도출할 수 있다. 또한 인코더 또는 디코더는 식4를 현재 블록의 미리 복원된 루마 성분에 적용하여 현재 블록의 크로마 성분을 예측할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM의 선형 모델을 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도10의 방법과 달리 도11에서는 루마의 최대값(도11의C)과 차순위 최대값(도11의D)의 평균을 취한 도11의 F 와 루마의 최소값(도11의A)과 차순위 최소값(도11의B)의 평균을 취한 도11의 E를 이용해 도 10에서 사용된 식2와 식3을 이용해 식1을 유도한다. 이는 최대/최소 값이 가질 수 있는 왜곡을 완화시킬 수 있다. 도11에서는 최대/최소값과 차순위 최대/최소값 2개의 샘플값의 평균을 구하는 예를 들었지만 미리 정해진 수의 최대값 그룹과 최소값 그룹내의 평균값을 이용할 수 있고 특정 값의 범위내에의 값들을 평균을 구할 수도 있다.
보다 구체적으로 인코더 또는 디코더는 현재 블록에 인접한 미리 복원된 블록의 루마 성분을 다운샘플링 하는 단계를 수행할 수 있다. 인접한 미리 복원된 블록은 현재 블록의 상측 블록 또는 좌측 블록일 수 있다. 인코더 또는 디코더는 인접 블록의 루마 성분을 다운 샘플링하여 루마 성분의 샘플의 개수를 크로마 성분의 샘플의 개수에 맞출 수 있다. 즉, 인코더 또는 디코더는 루마 성분과 크로마 성분을 일대일 대응되게 하여, 루마 성분과 크로마 성분의 선형 식을 도출할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중, 최대 루마값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 아래 식과 같다.
최대 루마값= 다운샘플링된 루마 성분[제 1 인덱스]
본 개시에서 루마값은 블록에 포함된 픽셀의 루마 성분의 샘플값을 나타낼 수 있다. 제 1 인덱스는 도 11의 C에 대응될 수 있다. 인코더 또는 디코더는 제 1 인덱스를 소정의 절차에 기초하여 획득할 수 있다. 제 1 인덱스는 다운샘플링된 루마 성분 중 최대 루마값을 지시하는 인덱스일 수 있다. 예를 들어 도 11을 참조하면, 인코더 또는 디코더는 다운샘플링된 루마 성분 중 제 1 인덱스에 기초하여 Cx를 획득할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 미리 복원된 상측 블록 또는 좌측 블록으로부터 다운샘플링된 루마 성분을 획득할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 다운샘플링된 루마 성분 중 일부만을 사용할 수 있다. 예를 들어 다운샘플링된 루마 성분은 좌측 블록의 최우측 샘플들 또는 상측 블록의 최하측 샘플들 중 적어도 하나에 포함된 샘플들에 기초하여 획득될 수 있다. 또한, 다운샘플링된 루마 성분은 좌측 블록의 최우측 샘플들 또는 상측 블록의 최하측 샘플들 중 일정 간격으로 선택된 샘플들을에 기초하여 획득될 수 있다.
인코더 또는 디코더는 제 2 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최대 루마값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 아래 식과 같다.
차순위 최대 루마값= 다운샘플링된 루마 성분[제 2 인덱스]
제 2 인덱스는 도 11의 D에 대응될 수 있다. 인코더 또는 디코더는 제 2 인덱스를 소정의 절차에 기초하여 획득할 수 있다. 제 2 인덱스는 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최대 루마값을 지시하는 인덱스일 수 있다. 예를 들어 도 11을 참조하면, 인코더 또는 디코더는 다운샘플링된 루마 성분 중 제 2 인덱스에 기초하여 Dx를 획득할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 최대 루마값과 차순위 최대 루마값의 평균값에 기초하여 최대 루마 평균값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 최대 루마 평균값은 도 11의 F의 루마값에 대응될 수 있다.
인코더 또는 디코더는 "(최대 루마값 + 차순위 최대 루마값)>>1" 또는 "(최대 루마값 + 차순위 최대 루마값+1)>>1"와 같은 식을 이용하여 최대 루마 평균값을 획득할 수 있다. 평균값은 정수(integer)일 수 있다. 인코더 또는 디코더는 "(최대 루마값 + 차순위 최대 루마값)>>1"을 이용하여 소수점을 반올림 하지 않는 평균값을 획득할 수 있다. 또한, 인코더 또는 디코더는 "(최대 루마값 + 차순위 최대 루마값 + 1)>>1"을이용하여 소수점을 반올림한 평균값을 획측할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 제 3 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최소 루마값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 아래 식과 같다.
차순위 최소 루마값= 다운샘플링된 루마 성분[제 3 인덱스]
제 3 인덱스는 도 11의 B에 대응될 수 있다. 인코더 또는 디코더는 제 3 인덱스를 소정의 절차에 기초하여 획득할 수 있다. 제 3 인덱스는 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최소 루마값을 지시하는 인덱스일 수 있다. 예를 들어 도 11을 참조하면, 인코더 또는 디코더는 다운샘플링된 루마 성분 중 제 3 인덱스에 기초하여 Bx를 획득할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 제 4 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 최소 루마값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 아래 식과 같다.
최소 루마값= 다운샘플링된 루마 성분[제 4 인덱스]
제 4 인덱스는 도 11의 A에 대응될 수 있다. 인코더 또는 디코더는 제 4 인덱스를 소정의 절차에 기초하여 획득할 수 있다. 제 4 인덱스는 다운샘플링된 루마 성분 중 최소 루마값을 지시하는 인덱스일 수 있다. 예를 들어 도 11을 참조하면, 인코더 또는 디코더는 다운샘플링된 루마 성분 중 제 4 인덱스에 기초하여 Ax를 획득할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 차순위 최소 루마값 및 최소 루마값에 기초하여 최소 루마 평균값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 차순위 최소 루마값과 최소 루마값의 평균값에 기초하여 최소 루마 평균값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 최소 루마 평균값은 도 11의 E의 루마값에 대응될 수 있다. 인코더 또는 디코더는 "(차순위 최소 루마값 + 최소 루마값)>>1" 또는 "(차순위 최소 루마값 + 최소 루마값+1)>>1"와 같은 식을 이용하여 최소 루마 평균값을 획득할 수 있다. 평균값을 획득하는 방법에 대해서는 이미 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
이하에서는 제 1 인덱스 내지 제 4 인덱스를 획득하는 방법을 설명한다. 인코더 또는 디코더는 제 1 인덱스 내지 제 4 인덱스를 획득하기 위하여 제 1 인덱스 내지 제 4 인덱스를 초기값으로 설정할 수 있다. 제 3 인덱스 내지 제 4 인덱스는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 인코더 또는 디코더는 제 3 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중에 제 3 값을 획득하고 제 4 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중에서 제 4 값을 획득할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 제 4 값이 제 3 값보다 큰 경우 제 3 인덱스와 제 4 인덱스의 값을 스왑(swap)할 수 있다. 즉, 인코더 또는 디코더는 변경 후 제 3 인덱스의 값을 변경 전 제 4 인덱스의 값으로 하고, 변경 후 제 4 인덱스의 값을 변경 전 제 3 인덱스의 값으로 결정할 수 있다.
또한 위와 같은 과정 이후, 인코더 또는 디코더는 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중에 제 1 값을 획득하고 제 2 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중에서 제 2 값을 획득할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 제 2 값이 제 1 값보다 큰 경우 제 1 인덱스와 제 2 인덱스의 값을 스왑할 수 있다. 즉, 인코더 또는 디코더는 변경 후 제 1 인덱스의 값을 변경 전 제 2 인덱스의 값으로 하고, 변경 후 제 2 인덱스의 값을 변경 전 제 1 인덱스의 값으로 결정할 수 있다.
또한 위와 같은 과정 이후, 인코더 또는 디코더는 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중에 제 1 값을 획득하고 제 4 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중에서 제 4 값을 획득할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 제 4 값이 제 1 값보다 큰 경우 제 1 인덱스와 제 3 인덱스의 값을 스왑하고, 제 2 인덱스와 제 4 인덱스를 스왑할 수 있다. 즉, 인코더 또는 디코더는 변경 후 제 1 인덱스의 값을 변경 전 제 3 인덱스의 값으로 하고, 변경 후 제 3 인덱스의 값을 변경 전 제 1 인덱스의 값으로 하고, 변경 후 제 2 인덱스의 값을 변경 전 제 4 인덱스의 값으로 하고, 변경 후 제 4 인덱스의 값을 변경 전 제 2 인덱스의 값으로 결정할 수 있다.
또한 위와 같은 과정 이후, 인코더 또는 디코더는 제 2 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중에 제 2 값을 획득하고 제 3 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중에서 제 3 값을 획득할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 제 3 값이 제 2 값보다 큰 경우 제 2 인덱스와 제 3 인덱스의 값을 스왑할 수 있다. 즉, 인코더 또는 디코더는 변경 후 제 2 인덱스의 값을 변경 전 제 3 인덱스의 값으로 하고, 변경 후 제 3 인덱스의 값을 변경 전 제 2 인덱스의 값으로 결정할 수 있다.
이제까지 제 1 인덱스 내지 제 4 인덱스를 결정하는 절차를 설명하였다. 하지만 인코더 또는 디코더는 위와 같은 절차에 한정되는 것은 아니다. 인코더 또는 디코더는 제 1 인덱스 내지 제 4 인덱스가 차례대로 다운샘플링된 루마 성분 중에서 최대 루마값, 차순위 최대 루마값, 차순위 최소 루마값 및 최소 루마값을 지시하도록 정렬하는 다양한 방법을 사용할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분에 대응되는 크로마 성분 중 제 1 크로마값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 아래 식과 같다.
제 1 크로마값= 크로마 성분[제 1 인덱스]
이미 설명한 바와 같이 본 개시에서 크로마값은 블록에 포함된 픽셀의 크로마 성분의 샘플값을 나타낼 수 있다. 또한, 제 1 인덱스는 도 11의 A에 대응될 수 있다. 도 11을 참조하면, 인코더 또는 디코더는 크로마 성분 중 제 1 인덱스에 기초하여 Cy를 획득할 수 있다.
제 1 인덱스는 다운샘플링된 루마 성분 중 최대 루마값을 지시하는 인덱스일 수 있다. 하지만 다운샘플링된 루마 성분에 대응되는 크로마 성분 중 제 1 인덱스에 기초하여 획득된 제 1 크로마값은, 크로마 성분 중 최대값일 수도 있고 아닐 수도 있다. 즉, 제 1 인덱스는, 제 1 크로마값이 크로마 성분 중 최대값임을 나타내는 것은 아니다.
인코더 또는 디코더는 제 2 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 2 크로마값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 아래 식과 같다.
제 2 크로마값= 크로마 성분[제 2 인덱스]
이미 설명한 바와 같이, 제 2 인덱스는 도 11의 D에 대응될 수 있다. 도 11을 참조하면, 인코더 또는 디코더는 크로마 성분 중 제 2 인덱스에 기초하여 Dy를 획득할 수 있다.
제 2 인덱스는 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최대 루마값을 지시하는 인덱스일 수 있다. 하지만 다운샘플링된 루마 성분에 대응되는 크로마 성분 중 제 2 인덱스에 기초하여 획득된 제 2 크로마값은, 크로마 성분 중 차순위 최대값일 수도 있고 아닐 수도 있다. 즉, 제 2 인덱스는, 제 2 크로마값이 크로마 성분 중 차순위 최대값임을 나타내는 것은 아니다. 예를 들어 제 2 크로마값은 제 1 크로마값보다 크거나 같거나 작을 수 있다.
인코더 또는 디코더는 제 1 크로마값과 제 2 크로마값의 평균값에 기초하여 최대 크로마 평균값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 인코더 또는 디코더 는 제 1 크로마값과 제 2 크로마값의 평균값에 기초하여 최대 크로마 평균값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 최소 크로마 평균값은 도 11의 F의 크로마값에 대응될 수 있다.
인코더 또는 디코더는 "(제 1 크로마값+ 제 2 크로마값)>>1" 또는 "(제 1 크로마값 + 제 2 크로마값+1)>>1"와 같은 식을 이용하여 최대 크로마 평균값을 획득할 수 있다. 평균값을 획득하는 방법에 대해서는 이미 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
인코더 또는 디코더는 제 3 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 3 크로마값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 아래 식과 같다.
제 3 크로마값= 크로마 성분[제 3 인덱스]
이미 설명한 바와 같이 제 3 인덱스는 도 11의 B에 대응될 수 있다. 도 11을 참조하면, 인코더 또는 디코더는 크로마 성분 중 제 3 인덱스에 기초하여 By를 획득할 수 있다.
제 3 인덱스는 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최소 루마값을 지시하는 인덱스일 수 있다. 하지만 다운샘플링된 루마 성분에 대응되는 크로마 성분 중 제 3 인덱스에 기초하여 획득된 제 3 크로마값은, 크로마 성분 중 차순위 최소값일 수도 있고 아닐 수도 있다. 즉, 제 3 인덱스는, 제 3 크로마값이 크로마 성분 중 차순위 최소값임을 나타내는 것은 아니다.
인코더 또는 디코더는 제 4 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 4 크로마값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어, 아래 식과 같다.
제 4 크로마값= 크로마 성분[제 4 인덱스]
이미 설명한 바와 같이 제 4 인덱스는 도 11의 A에 대응될 수 있다. 도 11을 참조하면, 인코더 또는 디코더는 크로마 성분 중 제 4 인덱스에 기초하여 Ay를 획득할 수 있다.
제 4 인덱스는 다운샘플링된 루마 성분 중 최소 루마값을 지시하는 인덱스일 수 있다. 하지만 다운샘플링된 루마 성분에 대응되는 크로마 성분 중 제 4 인덱스에 기초하여 획득된 제 4 크로마값은, 크로마 성분 중 최소값일 수도 있고 아닐 수도 있다. 즉, 제 4 인덱스는, 제 4 크로마값이 크로마 성분 중 최소값임을 나타내는 것은 아니다. 예를 들어 제 4 크로마값은 제 3 크로마값보다 크거나 같거나 작을 수 있다.
인코더 또는 디코더는 제 3 크로마값 및 제 4 크로마값의 평균값에 기초하여 최소 크로마 평균값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 제 3 크로마값과 제 3 크로마값의 평균값에 기초하여 최소 크로마 평균값을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 최소 크로마 평균값은 도 11의 E의 크로마값에 대응될 수 있다.
인코더 또는 디코더는 "(제 3 크로마값+ 제 4 크로마값)>>1" 또는 "(제 3 크로마값 + 제 4 크로마값+1)>>1"와 같은 식을 이용하여 최소 크로마 평균값을 획득할 수 있다. 평균값을 획득하는 방법에 대해서는 이미 설명한 바 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
인코더 또는 디코더는 최대 루마 평균값, 최소 루마 평균값, 최대 크로마 평균값 및 최소 크로마 평균값에 기초하여 루마와 크로마 간의 대응관계를 나타내는 함수의 요소들을 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 루마와 크로마 간의 대응관계를 나타내는 함수는 도 10의 식1 또는 식4를 의미할 수 있다.
식1에서 x는 현재 블록의 미리 복원된 루마 성분에 기초하여 획득될 수 있다. 인코더 또는 디코더는, 현재 블록에 포함된 루마 성분의 샘플의 개수를 현재 블록에 포함된 크로마 성분의 샘플의 개수와 맞추기 위하여, 미리 복원된 현재 블록의 루마 성분을 다운샘플링할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 다운샘플링된 현재 블록의 루마 성분(x)을 식 1에 적용하여 크로마 성분(Y)을 예측할 수 있다.
또한 식4에서 recL은 다운샘플링된 현재 블록의 루마 성분을 의미할 수 있다. 또한 S는 미리 결정된 상수이거나, 최대 루마 평균값, 최소 루마 평균값, 최대 크로마 평균값 및 최소 크로마 평균값에 기초하여 획득된 값일 수 있다. predC는 예측된 크로마 성분을 의미할 수 있다. 식4에서 α 및 β는 각각 식2 및 식3에 의하여 도출될 수 있다.
식2 및 식3에서 yB는 최대 크로마 평균값을 의미할 수 있다. yA는 최소 크로마 평균값을 의미할 수 있다. 또한 xB는 최대 루마 평균값을 의미할 수 있다. xA는 최소 루마 평균값을 의미할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 루마와 크로마 간의 대응관계를 나타내는 함수의 요소들을 획득하기 위하여, 최대 루마 평균값 및 최소 루마 평균값의 차를 제 1 차분값으로 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 또한 인코더 또는 디코더는 최대 크로마 평균값 및 최소 크로마 평균값의 차를 제 2 차분값으로 획득하는 단계를 수행할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 제 1 차분값에 대한 제 2 차분값의 비율과 관련된 제 1 요소(α)를 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어 인코더 또는 디코더는 제 1 요소(α)를 식2에 기초하여 획득할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 제 1 요소, 최소 루마 평균값 및 최소 크로마 평균값에 기초하여 제 2 요소(β)를 획득하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어 인코더 또는 디코더는 제 2 요소(β)를 식3에 기초하여 획득할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 현재 블록의 복원된 루마값, 제 1 요소(α) 및 제 2 요소(β)에 기초하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계를 수행할 수 있다. 예를 들어 인코더 또는 디코더는 식1 또는 식4에 기초하여 현재 블록의 크로마값을 예측할 수 있다. 여기서 루마값은 현재 블록의 루마 성분에 포함된 샘플값을 의미할 수 있으며, 크로마값은 현재 블록의 예측된 크로마 성분에 포함된 샘플값을 의미할 수 있다.
인코더 또는 디코더는 함수에 현재 블록의 복원된 루마값을 적용하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계를 수행할 수 있다. 이미 설명한 바와 같이 인코더 또는 디코더는 현재 블록의 루마 성분을 미리 복원할 수 있다. 또한 인코더 또는 디코더는 현재 블록에 포함된 루마 성분의 샘플의 개수를 크로마 성분의 샘플의 개수와 맞출 수 있다. 즉, 인코더 또는 디코더는 현재 블록의 복원된 루마 성분을 다운 샘플링하는 단계를 수행할 수 있다. 또한 인코더 또는 디코더는 다운 샘플링된 루마 성분을 식1 또는 식4에 적용하여 크로마 성분을 예측할 수 있다. 보다 구체적으로 인코더 또는 디코더는 아래 식에 기초하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계를 수행할 수 있다. 아래의 식은 식4를 자세히 설명한다.
(현재 블록의 크로마값) = (((현재 블록의 다운 샘플링된 루마 성분에 포함된 루마값) * α ) >> S ) + β;
이미 설명한 바와 같이 S는 미리 결정된 상수일 수 있다. 하지만 이에 한정되는 것은 아니며, S는 최대 루마 평균값, 최소 루마 평균값, 최대 크로마 평균값 또는 최소 크로마 평균값에 기초하여 획득된 값일 수 있다.
하지만 이에 한정되는 것은 아니며 인코더 또는 디코더는 식4를 변형하여 아래 식에 기초하여 크로마 값을 예측하는 단계를 수행할 수 있다.
(현재 블록의 크로마값) = Clip1C((((현재 블록의 다운 샘플링된 루마 성분에 포함된 루마값) * α ) >> S ) + β)
여기서 Clip1C는 아래와 같이 주어질 수 있다.
Clip1C( x ) = Clip3( 0, ( 1 << BitDepthC ) - 1, x )
Clip3( x, y, z ) =
x; when z<x
y; when z>y
z; otherwise
여기서 BitDepthC는 크로마 성분의 비트 심도를 의미한다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM의 선형 모델을 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
CCLM의 선형모델을 결정하는 방법을 나타낸 도면이다. 루마의 최대값(도12의 C)과 최소값(도12의 A)을 이용한 선형모델1과 차순위 최대값(도12의 D)과 차순위 최소값(도12의 B)을 이용한 선형 모델2을 만들 수 있다. 선형 모델 1대신 선형 모델2을 사용할 수 있다. 이와 같이 특성 순위의 최대/최소값을 이용하여 선형 모델을 만들어 이용할 수 있다. 도11과 도12에서 루마 샘플을 이용하는 대신 크로마 샘플을 이용하여 선형 모델을 만들 수도 있다.
추가하여, 도8의 MRL을 적용한 루마 블록에서는 CCLM적용시 해당 루마 샘플을 이용하여 선형모델에 필요한 루마샘플로 이용하고 크로마의 경우 MRL 인덱스가 3인 경우 MRL 인덱스0에 해당하는 크로마 샘플과 MRL인덱스 3에 해당한 크로마 샘플과 평균값/가중치 값이 적용된 평균값/고정된 MRL index에 해당한 크로마 샘플을 이용할 수 있다. 크로마 예측의 방법 중 루마의 예측을 그대로 사용하는 경우 특정 위치에서 루마의 예측 모드 정보를 획득할 수 있다. 이 경우 MRL index도 루마 모드와 같이 저장하도록 한다. 또한 크로마도 복수개의 참조샘플을 이용하여 루마의 MRL이용한 예측과 같이 동작할 수 있다. 크로마에 대한 MRL index를 별도로 시그널링 할 수 있다. 혹은 루마의 MRL index를 사용하는 것도 가능하다.
도 10~12에서와 같이 복원된 루마와 크로마를 이용하여, 크로마 예측을 위한 루마-크로마 간의 매핑관계를 식1~4 및 다양한 선형 회귀 방식을 통해 설정할 수 있다. 이 때, 기존에는 복원된 바로 인접한 주변 루마-크로마 샘플 간의 매핑관계를 이용했다면, MRL 적용에 따라 추가적인 인접의 루마-크로마 샘플을 고려하여 예측을 위한 루마-크로마 매핑 관계를 도출할 수 있다. 이 때, MRL로 추가된 인접 샘플을 바로 인접한 복원된 루마-크로마 샘플 간의 매핑에 추가하여, 샘플 개수를 증가시켜 위 방법을 적용할 수 있다. 또는, MRL로 추가된 주변 샘플과 바로 인접한 샘플 간에 별도의 매핑 식 (e.g., 식1~4과 같이)을 바로 인접 복원 루마-크로마 샘플(e.g., MRL0)과 MRL로 추가된 복원 루마-크로마 샘플(e.g., MRL3)을 별도로 적용하여, 각 선형 매핑 관계식을 각각 설정하고, 각각 도출된 alpha/beta 등 파라미터에 대해서 평균 또는 가중치 평균 등을 적용하여 통합된 파라미터를 도출하고, 이를 이용하여, 크로마 예측 식으로 활용할 수 있다.
도 13은 Cross-component Linear Model(CCLM)을 적용하여 chroma intra prediction을 할 때 필요한 루마 샘플에 대한 down sampling 필터에 관한 예를 나타낸 도면이다.
인코더 또는 디코더가 4x4 예측 블록의 Chroma component들에 대해 CCLM을 적용하여 예측하는 경우, 영상 forma이 4:2:0인 경우 루마 샘플들은 크로마의 2x2 블록 형태로 다운샘플링(down sampling)되어야 한다. 현재 블록의 이웃 블록의 루마와 크로마의 관계성을 파악하기 위해, 인코더 및 디코더는 이웃블록의 루마 성분에 다운 샘플링(down sampling)을 수행할 수 있으며 그 과정은 다음과 같다.
인코더 또는 디코더는 현재 블록에 인접한 좌측 블록이 사용가능한지 여부에 대한 제 1 정보(availL) 및 현재 블록에 인접한 상측 블록이 사용가능한지 여부에 대한 제 2 정보(availT)를 획득하는 단계를 수행할 수 있다.
현재 블록에 인접한 좌측 블록의 사용가능 여부를 나타내는 정보(availL)가 좌측 블록의 사용 가능을 나타낼 때, 다운샘플링된 인접한 좌측 루마 성분 pLeftDsY[ y ](with y = 0..nTbH - 1)는 이하와 같이 도출된다:
수학식1. pLeftDsY[ y ] = ( pY[ -1 ][ 2 * y ] + pY[ -1 ][ 2 * y + 1 ] + 2* pY[ -2 ][ 2 * y ] + 2*pY[ -2 ][ 2 * y + 1 ] + pY[ -3 ][ 2 * y ] + pY[ -3 ][ 2 * y + 1 ] + 4 ) >> 3
즉, 인코더 또는 디코더는 제 1 정보가 좌측 블록의 사용가능함을 나타내는 경우, 다운샘플링된 루마 성분을 좌측 블록에 기초하여 획득하는 단계를 수행할 수 있다.
현재 블록에 인접한 상측 블록의 사용가능 여부를 나타내는 정보(availT) 가 상측 블록의 사용 가능을 나타낼 때, 다운샘플링된 인접한 상측 루마 성분 pTopDsY[ x ](with x = 0..nTbH - 1)은 이하와 같이 도출된다:
수학식2. pTopDsY[ x ] = ( pY[ 2 * x - 1 ][ -2 ] + pY[ 2 * x - 1 ][ -1 ] + 2* pY[ 2 * x ][ -2 ] + 2*pY[ 2 * x ][ -1 ] + pY[ 2 * x + 1 ][ -2 ] + pY[ 2 * x + 1 ][ -1 ] + 4 ) >> 3
즉, 인코더 또는 디코더는 제 2 정보가 상측 블록의 사용가능함을 나타내는 경우, 다운샘플링된 루마 성분을 상측 블록에 기초하여 획득하는 단계를 수행할 수 있다.
If availTL is equal to TRUE, pTopDsY[ 0 ] is derived as follows:
수학식3. pTopDsY[ 0 ] = ( pY[ - 1 ][ -2 ] + pY[ - 1 ][ -1 ] + 2* pY[ 0 ][ -2 ] + 2*pY[ 0 ][ -1 ] + pY[ 1 ][ -2 ] + pY[ 1 ][ -1 ] + 4 ) >> 3
또한, 인코더 또는 디코더는 제 1 정보가 좌측 블록의 사용가능함을 나타내고, 제 2 정보가 상측 블록의 사용가능함을 나타내는 경우, 다운샘플링된 루마 성분을 좌측 블록 및 상측 블록 모두에 기초하여 획득할 수 있다.
Otherwise, pTopDsY[ 0 ] is derived as follows:
수학식4. pTopDsY[ 0 ] = ( pY[ 0 ][ -2 ] + pY[ 0 ][ -1 ] + 1 ) >> 1
도13의 b는 MRL 적용시, CCLM의 down sampling filter도 MRL index별로 다르게 적용되어야 하는 것을 나타낸 도면이다. MRL index가 3인 경우, 수학식1에서 x축으로 -1만큼 이동하여 적용하면 수학식5와 같다.
수학식 5. pLeftDsY[ y ] = ( pY[ -2 ][ 2 * y ] + pY[ -2 ][ 2 * y + 1 ] + 2* pY[ -3 ][ 2 * y ] + 2*pY[ -3 ][ 2 * y + 1 ] + pY[ -4 ][ 2 * y ] + pY[ -4 ][ 2 * y + 1 ] + 4 ) >> 3
수학식2는 y축으로 -1만큼 이동하여 적용하면 수학식 6과 같다.
수학식 6. pTopDsY[ x ] = ( pY[ 2 * x - 1 ][ -4 ] + pY[ 2 * x - 1 ][ -3 ] + 2* pY[ 2 * x ][ -4 ] + 2*pY[ 2 * x ][ -3] + pY[ 2 * x + 1 ][ -4 ] + pY[ 2 * x + 1 ][ -3 ] + 4 ) >> 3
수학식 3과 4도 같은 방법을 적용하면 수학식 7, 8과 같다.
수학식7. pTopDsY[ 0 ] = ( pY[ - 1 ][ -4 ] + pY[ - 1 ][ -3 ] + 2* pY[ 0 ][ -4 ] + 2*pY[ 0 ][ -3 ] + pY[ 1 ][ -4 ] + pY[ 1 ][ -3 ] + 4 ) >> 3
수학식8. pTopDsY[ 0 ] = ( pY[ 0 ][ -4 ] + pY[ 0 ][ -3 ] + 1 ) >> 1
도 14는 MRL 사용시 CCLM filter를 적용하는 실시예를 나타낸 도면이다.
인코더 및 디코더는 도14의 a와 같이 CCLM 필터를 적용하기 위해 인코더 또는 디코더는 수학식 1,2,3,4을 수학식 9,10,11,12와 같이 변경하여 down sampling filter로 사용할 수 있다.
수학식9. pLeftDsY[ y ] = ( pY[ -1 ][ 2 * y ] + pY[ -1 ][ 2 * y + 1 ] + 2* pY[ -3 ][ 2 * y ] + 2*pY[ -3 ][ 2 * y + 1 ] + pY[ -4 ][ 2 * y ] + pY[ -4 ][ 2 * y + 1 ] + 4 ) >> 3
수학식10. pTopDsY[ x ] = ( pY[ 2 * x - 1 ][ -4 ] + pY[ 2 * x - 1 ][ -1 ] + 2* pY[ 2 * x ][ -4 ] + 2*pY[ 2 * x ][ -1 ] + pY[ 2 * x + 1 ][ -4 ] + pY[ 2 * x + 1 ][ -1 ] + 4 ) >> 3
수학식11. pTopDsY[ 0 ] = ( pY[ - 1 ][ -4 ] + pY[ - 1 ][ -1 ] + 2* pY[ 0 ][ -4 ] + 2*pY[ 0 ][ -1 ] + pY[ 1 ][ -4] + pY[ 1 ][ -1 ] + 4 ) >> 3
수학식12. pTopDsY[ 0 ] = ( pY[ 0 ][ -4 ] + pY[ 0 ][ -1 ] + 1 ) >> 1
인코더 및 디코더는 도14의 b와 같이 CCLM 필터를 적용하기 위해 수학식 1,2,3,4를 수학식 13,14,15,16와 같이 변경하여 down sampling filter로 사용할 수 있다.
수학식13. pLeftDsY[ y ] = ( pY[ -1 ][ 2 * y ] + pY[ -1 ][ 2 * y + 1 ] + 2* pY[ -2 ][ 2 * y ] + 2*pY[ -2 ][ 2 * y + 1 ] + pY[ -4 ][ 2 * y ] + pY[ -4 ][ 2 * y + 1 ] + 4 ) >> 3
수학식14. 상기 수학식 10과 같음
수학식15. 상기 수학식 11과 같음
수학식16. 상기 수학식12와 같음
도 15는 MRL 사용시 CCLM filter를 적용하는 실시예를 나타낸 도면이다.
인코더 및 디코더는 도15의 a와 같이 CCLM 필터를 적용하기 위해 수학식 1,2,3,4를 수학식 17~20과 같이 변경하여 down sampling filter로 사용할 수 있다.
수학식17. pLeftDsY[ y ] = ( pY[ -1 ][ 2 * y ] + pY[ -1 ][ 2 * y + 1 ] + pY[ -3 ][ 2 * y ] + pY[ -3 ][ 2 * y + 1 ] +2* pY[ -4 ][ 2 * y ] + 2*pY[ -4 ][ 2 * y + 1 ] + 4 ) >> 3
수학식18. 상기 수학식 10과 같음
수학식19. 상기 수학식 11과 같음
수학식20. 상기 수학식 12와 같음
인코더 및 디코더는 도15의 b와 같이 CCLM필터를 적용하기 위해 수학식 1,2,3,4를 수학식 21~24와 같이 변경하여 down sampling filter로 사용할 수 있다.
수학식21. pLeftDsY[ y ] = ( pY[ -1 ][ 2 * y ] + pY[ -1 ][ 2 * y + 1 ] + pY[ -2 ][ 2 * y ] + pY[ -2 ][ 2 * y + 1 ] +2* pY[ -4 ][ 2 * y ] + 2*pY[ -4 ][ 2 * y + 1 ] + 4 ) >> 3
수학식22. 상기 수학식 10과 같음
수학식23. 상기 수학식 11과 같음
수학식24. 상기 수학식 12와 같음
상기 방법들은 MRL을 0, 1, 3 중에서 하나를 사용하는 경우 MRL index=3인 경우로 예를 든 경우로 다른 MRL index를 사용하는 경우로 0과 1인 경우는 종래의 필터를 그대로 적용할 수 있다. MRL index가 2인 경우는 종래 방법에서 상측에 적용된 수학식에서 y축 방향으로 (-1, x 축샘플들)과 (-3,x 축 샘플들)을 이용하여 종래의 필터 계수를 사용하여 적용할 수 있다. 또한 좌측은 x 축 -1, -2, -3에 해당하는 가중치 1, 2, 1을 1, 1, 2로 변경 적용 가능하다.
다시 도10을 참조하면, 인코더 또는 디코더는 현재 예측 블록의 주변의 복원된 루마와 크로마를 이용해 루마의 최소값과 최대값을 찾고, 이 두 값으로 식2, 식3의 방법으로 식1을 유도한다. 최종적으로는 식4를 이용해 현재 블록의 복원된 루마값을 활용해 크로마를 예측한다.
영상 포맷이 4:2:0인 경우 루마 샘플은 다운 샘플링 필터를 적용해 크로마 샘플 수에 맞춘다. 도10의 식1을 적용하기 위해 도13의 a의 도면에서 상측과 좌측의 참조 샘플들이 모두 유효하면 최소 루마값(MinLuma), 최대 루마값(MaxLuma), 최소 루마에 대한 크로마값(ChromaForMinLuma) 및 최대 루마에 대한 크로마값(ChromaForMaxLuma)을 유도하여야 한다. 또한 도 11에서 이미 설명한 바와 같이 인코더 또는 디코더는 최대 루마 평균값, 최소 루마 평균값, 최대 크로마 평균값, 최소 크로마 평균값을 유도하여 식1을 적용할 수 있다. 여기서 최소 루마값(MinLuma)은 최소 루마 평균값에 대응되고, 최대 루마값(MaxLuma)은 최대 루마 평균값에 대응되고, 최소 루마에 대한 크로마값(ChromaForMinLuma)은 최소 크로마 평균값에 대응되고, 최대 루마에 대한 크로마값(ChromaForMaxLuma)은 최대 크로마 평균값에 대응될 수 있다.
이때 상측에서 먼저 찾은 값은 좌측 샘플들을 확인할 때의 기준 값이 되고, 상측에서 먼저 찾은 값은 좌측의 샘플들 값과 비교 된다. 상측과 좌측으로부터 모두 확인 후 MinLuma, MaxLuma, ChromaForMinLuma 및 ChromaForMaxLuma 값은 결정된다. MinLuma, MaxLuma, ChromaForMinLuma 및 ChromaForMaxLuma를 도출하는 수도 코드는 이하와 같다.
1.The variables MinLuma, MaxLuma, ChromaForMinLuma and ChromaForMaxLuma are derived as follows:
-The variable MinLuma is set equal to 1 << (BitDepthY) +1 and the variable MaxLuma is set equal to -1 에서 1 << (BitDepthY) +1 은 다음과 같이 (1 << BitDepthY) +1 변경한다.
-If availT is equal to TRUE, the variables MinLuma, MaxLuma, ChromaForMinLuma and ChromaForMaxLuma with x = 0..nS - 1 are derived as follows:
-If ( MinLuma> pTopDsY[ x * xS ] ), the following applies:
MinLuma = pTopDsY[ x * xS ]
ChromaForMinLuma = p[ x * xS ][ -1 ]
-If ( MaxC < pTopDsY[ x * xS ] ), the following applies:
MaxLuma = pTopDsY[ x * xS ]
ChromaForMaxLuma = p[ x * xS ][ -1 ]
-If availL is equal to TRUE, the variables MinLuma, MaxLuma, ChromaForMinLuma and ChromaForMaxLuma with y = 0..nS - 1 are derived as follows:
-If ( MinLuma > pTopDsY[ y * yS ] ), the following applies: 상기에서
( MinLuma > pTopDsY[ y * yS ]는 다음과 같이 ( MinLuma > pLeftDsY[ y * yS ]이 변경한다.
MinLuma = pTopDsY[ y * yS ] : 상기에서 MinLuma = pTopDsY[ y * yS ] 는 다음과 같이 MinLuma = pLeftDsY[ y * yS ] 로 변경한다.
ChromaForMinLuma = p[ -1 ] [ y * yS ]
-If ( MaxLuma < pTopDsY[ y * yS ] ), the following applies: 상기에서
( MaxLuma < pTopDsY[ y * yS ]는 다음과 같이 ( MaxLuma < pLeftDsY[ y * yS ]이 변경한다.
MaxLuma = pTopDsY[ y * yS ] : 상기에서 MaxLuma = pTopDsY[ y * yS ]는 다음과 같이 MaxLuma = pLeftDsY[ y * yS ]이 변경한다.
ChromaForMaxLuma = p[ -1 ][ y * yS ]
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 Cross component linear model(CCLM) 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10에서 설명한 바와 같이 인코더 또는 디코더는 현재 예측 블록의 주변의 복원된 루마와 크로마를 이용해 루마의 최소값과 최대값을 찾고, 이 두 값으로 식2, 식3의 방법으로 식1을 유도한다. 최종적으로는 식4를 이용해 현재 블록의 복원된 루마값을 활용해 크로마를 예측한다.
도 16을 참조하면, 영상 포맷이 4:2:0인 경우 루마 샘플의 개수는 크로마 샘플의 개수보다 많을 수 있다. 따라서 인코더 또는 디코더는 루마 샘플에 다운 샘플링 필터를 적용해 루마 샘플 수를 크로마 샘플 수에 맞출 수 있다. 도 10을 참조하면 상측과 좌측의 참조 샘플들이 모두 유효하면 최소 루마값(MinLuma), 최대 루마값(MaxLuma), 최소 루마에 대한 크로마값(ChromaForMinLuma) 및 최대 루마에 대한 크로마값(ChromaForMaxLuma)을 유도하여야 한다. 또한 도 11에서 이미 설명한 바와 같이 인코더 또는 디코더는 최대 루마 평균값, 최소 루마 평균값, 최대 크로마 평균값, 최소 크로마 평균값을 유도하여 식1을 적용할 수 있다. 여기서 최소 루마값(MinLuma)은 최소 루마 평균값에 대응되고, 최대 루마값(MaxLuma)은 최대 루마 평균값에 대응되고, 최소 루마에 대한 크로마값(ChromaForMinLuma)은 최소 크로마 평균값에 대응되고, 최대 루마에 대한 크로마값(ChromaForMaxLuma)은 최대 크로마 평균값에 대응될 수 있다.
이때 상측에서 먼저 찾은 값은 좌측 샘플들을 확인할 때의 기준 값이 되고 이 값이 좌측의 샘플들 값과 비교 된다. 상측과 좌측으로부터 모두 확인 후 MinLuma, MaxLuma, ChromaForMinLuma and ChromaForMaxLuma 값은 결정된다.
인코더 또는 디코더는 MinLuma, MaxLuma, ChromaForMinLuma and ChromaForMaxLuma 는 이하와 같은 수도 코드에 의하여 획득될 수 있다.
The variables MinLuma, MaxLuma, ChromaForMinLuma and ChromaForMaxLuma are derived as follows:
The variable MinLuma is set equal to 1 << (BitDepthY) +1 and the variable MaxLuma is set equal to -1 에서 1 << (BitDepthY) +1 은 다음과 같이 (1 << BitDepthY) +1 변경한다.
If availT is equal to TRUE, the variables MinLuma, MaxLuma, ChromaForMinLuma and ChromaForMaxLuma with x = 0..nS - 1 are derived as follows:
If ( MinLuma> pTopDsY[ x * xS ] ), the following applies:
MinLuma = pTopDsY[ x * xS ]
ChromaForMinLuma = p[ x * xS ][ -1 ]
If ( MaxC < pTopDsY[ x * xS ] ), the following applies:
MaxLuma = pTopDsY[ x * xS ]
ChromaForMaxLuma = p[ x * xS ][ -1 ]
If availL is equal to TRUE, the variables MinLuma, MaxLuma, ChromaForMinLuma and ChromaForMaxLuma with y = 0..nS - 1 are derived as follows:
If ( MinLuma > pTopDsY[ y * yS ] ), the following applies:
MinLuma = pLeftDsY[ y * yS ]
ChromaForMinLuma = p[ -1 ] [ y * yS ]
If ( MaxLuma < pTopDsY[ y * yS ] ), the following applies:
MaxLuma = pLeftDsY[ y * yS ]
ChromaForMaxLuma = p[ -1 ][ y * yS ]
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM방법에서 참조 샘플의 수를 결정하는 방법들을 나타낸 도면이다.
도 17의 A를 참조하면, 종래의 CCLM에서 정사각형 블록이 아닌 경우 인코더 또는 디코더는 긴 변에서 짧은 변의 개수만큼을 참조 샘플로 사용한다. 이러한 방법 대신 인코더 또는 디코더는 긴 변에서 긴 변의 샘플 모두를 참조 샘플로 사용할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 다운 샘플링된 모든 참조 샘플을 이용하여 도 17의 방법을 적용할 수 있다.
도17의 B를 참조하면, 크로마 블록 크기가 WxH인 경우, 인코더 또는 디코더는 2W(왼쪽그림), 2H(오른쪽그림) 개를 CCLM 참조 샘플로 사용하는 대신 일부분의 샘플만 사용할 수 있다.
예를 들어, 인코더 또는 디코더는 현재 블록에 인접한 좌측 블록 또는 상측 블록 중 적어도 하나에 포함된 픽셀(샘플)들에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분을 획득할 수 있다.
또한, 도 17를 참조하면, 인코더 또는 디코더는 좌측 블록의 최우측 샘플들(1120) 또는 상측 블록의 최하측 샘플들(1110) 중 적어도 하나에 포함된 샘플들에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분을 획득할 수 있다. 인코더 또는 디코더는 좌측 블록의 최우측 샘플들(1120) 또는 상측 블록의 최하측 샘플들(1110) 중 일부 샘플을 사용하여 다운샘플링된 루마 성분을 획득할 수 있다.
일부의 샘플 개수는 전체(1110, 1120) 개수의 ½, ¼일 수 있다. 이때, 절반의 샘플을 구성할 때 샘플 위치는 일정 간격 단위의 샘플들을 사용할 수 있다. 혹은 일정 블록 크기 이상에서만 적용할 수 있다. 즉, 인코더 또는 디코더는 좌측 블록의 최우측 샘플들 또는 상측 블록의 최하측 샘플들 중 일정 간격으로 선택된 샘플들에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분을 획득할 수 있다.
CCLM을 적용하고자 하는 현재 블록의 변의 길이는 16, 32, 62, 128중 하나일수 있다. 예를 들면, 상측 블록에 포함된 샘플을 사용하는 경우 현재 블록의 너비의 길이가 32샘플 이상인 경우 CCLM을 적용할 수 있다. 좌측 블록에 포함된 샘플을 사용하는 경우 현재 블록의 높이의 길이가 32 이상인 경우 CCLM을 적용할 수 있다.
도 17의 C에서, 크로마 블록 크기 WxH인 경우 인코더 또는 디코더는 CCLM 참조 샘플인 2W+H개를 모두 사용하여 CCLM에 정의된 α, β 값을 구할 수 있다. 혹은 인코더 또는 디코더는 짧은 변은 모든 샘플을 사용하고 긴 변에서는 짧은 변의 개수만큼만 사용하여 α, β 값을 구할 수 있다.
이때, 인코더 또는 디코더는 일정 등 간격 단위의 샘플들만 사용할 수 있다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따라 화면내 크로마 예측을 위한 예측 모드 시그널링을 나타낸 도면이다.
변수 sps_cclm_enabled_flag가 1과 같으면 CCLM에 관련된 모드들이 동작할 수 있다. 모드는 3개일 수 있다. 도18의 표1 및 표2는 화면내 크로마 예측 모드를 지시하는 intra_chroma_pred_mode에 대한 내용이다.
표1은 0부터 7까지 인덱스 정보로 크로마 모드를 알려 줄 수 있다. 표1은 정보는 표2의 정보처럼 부호화 입력전에 이진화로 그 값을 알려 줄 수 있고 이때 사용 모드별로 그 정보량이 달라 질 수 있다. 예를 들어 자주 사용하는 모드인 경우는 우선 순위가 높고 정보량도 작게 설정할 수 있다.
표2에서 그 값이 4인 경우는 CCLM일수 있고, 5인경우 MDLM_L 모드 일수 있고 6인 경우 MDLM_T 일수 있다. intra_chroma_pred_mode값이 5와 6인 경우 인코더 또는 디코더가 context modeling을 사용하면 그 순위에 따라 부호화 효율이 좋아 질 수 있다. 따라서, 인코더 또는 디코더는 표2에서 MDLM_T가 MDLM_L보다 우선 순위를 높게 할 수 있다. 혹은 현재 예측 블록의 크로마의 크기에 기반하여 그 우선순위를 결정할 수 있다. W(width) > H(Height) 이면 MDLM_T가 MDLM_L보다 우선순위가 높고, W<H 으면 MDLM_L이 MDLM_T보다 우선순위를 높게 설정할 수 있다. 상기 MDLM_T는 도17의 B에서 왼쪽 도면처럼 상측 샘플만 사용하는 CCLM모드 일수 있고 MDLM_L은 도 17의 B에서 오른쪽 도면처럼 좌측 샘플만 사용하여 동작하는 CCLM모드중 하나일 수 있다.
본 개시의 일부는 디코더 관점에서 기술되었으나 인코더에서도 동일하게 동작될 수 있다. 예를 들어, 프로세서 및 메모리를 포함하는 인코딩 장치는 현재 블록에 인접한 미리 복원된 블록의 루마 성분을 다운샘플링 하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중, 최대 루마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최대 루마값을 획득하는 단계, 최대 루마값과 차순위 최대 루마값의 평균값에 기초하여 최대 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 차순위 최소 루마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분 중 최소 루마값을 획득하는 단계, 차순위 최소 루마값 및 최소 루마값에 기초하여 최소 루마 평균값을 획득하는 단계, 제 1 인덱스에 기초하여 다운샘플링된 루마 성분에 대응되는 크로마 성분 중 제 1 크로마값을 획득하는 단계, 제 2 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 2 크로마값을 획득하는 단계, 제 1 크로마값과 제 2 크로마값의 평균값에 기초하여 최대 크로마 평균값을 획득하는 단계, 제 3 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 3 크로마값을 획득하는 단계, 제 4 인덱스에 기초하여 크로마 성분 중 제 4 크로마값을 획득하는 단계, 제 3 크로마값 및 제 4 크로마값의 평균값에 기초하여 최소 크로마 평균값을 획득하는 단계, 최대 루마 평균값, 최소 루마 평균값, 최대 크로마 평균값 및 최소 크로마 평균값에 기초하여 루마와 크로마 간의 대응관계를 나타내는 함수의 요소들을 획득하는 단계 및 함수에 현재 블록의 복원된 루마값을 적용하여 현재 블록의 크로마값을 예측하는 단계를 수행할 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서와 데이터를 주고받을 수 있다.
일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조 또는 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아는 것으로 해석해야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (5)
- 장치가 비디오 신호를 처리하는 방법에 있어서,
현재 루마 블록과 현재 크로마 블록을 위한 영상 포맷을 식별하는 단계;
상기 식별된 영상 포맷에 기초하여, 상기 현재 루마 블록에 인접한 루마 블록의 루마 샘플들을 다운샘플링하는 단계;
상기 다운샘플링된 루마 샘플들의 최대 루마 값과 차순위 최대 루마 값에 기초하여, 최대 루마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 최대 루마 값은 제1 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 차순위 최대 루마 값은 제2 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 다운샘플링된 루마 샘플들의 차순위 최소 루마 값과 최소 루마 값에 기초하여, 최소 루마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 차순위 최소 루마 값은 제3 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 최소 루마 값은 제4 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 다운샘플링된 루마 샘플들에 대응되는 크로마 샘플들의 제1 크로마 값과 제2 크로마 값에 기초하여, 최대 크로마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 제1 크로마 값은 상기 제1 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 제2 크로마 값은 상기 제2 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 크로마 샘플들의 제3 크로마 값과 제4 크로마 값에 기초하여, 최소 크로마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 제3 크로마 값은 상기 제3 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 제4 크로마 값은 상기 제4 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 최대 루마 평균 값, 상기 최소 루마 평균 값, 상기 최대 크로마 평균 값, 및 상기 최소 크로마 평균 값에 기초하여, 루마 샘플에 기초하여 예측된 크로마 샘플을 획득하기 위한 수식의 하나 이상의 요소들을 획득하는 단계; 및
상기 현재 루마 블록의 다운샘플링된 루마 샘플과 상기 하나 이상의 요소들을 상기 수식에 적용하여 상기 현재 크로마 블록의 예측된 크로마 샘플을 획득하는 단계를 포함하는, 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 수식의 하나 이상의 요소들을 획득하는 단계는,
상기 최대 루마 평균 값과 상기 최소 루마 평균 값 간의 차에 기초하여 제1 차분 값을 획득하는 단계;
상기 최대 크로마 평균 값과 상기 최소 크로마 평균 값 간의 차에 기초하여 제2 차분 값을 획득하는 단계;
상기 제1 차분 값과 상기 제2 차분 값의 비율과 관련된 제1 요소(α)를 획득하는 단계; 및
상기 제1 요소, 상기 최소 루마 평균 값, 및 상기 최소 크로마 평균 값에 기초하여, 제2 요소(β)를 획득하는 단계를 포함하고,
상기 현재 크로마 블록의 예측된 크로마 샘플을 획득하는 단계는 상기 현재 루마 블록의 다운샘플링된 루마 샘플, 상기 제1 요소(α), 및 상기 제2 요소(β)에 기초하여, 상기 현재 크로마 블록의 예측된 크로마 샘플을 획득하는 단계를 포함하는, 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 현재 루마 블록의 루마 샘플들을 다운샘플링하는 단계를 더 포함하고,
상기 현재 크로마 블록의 예측된 크로마 샘플을 획득하는 단계는,
(상기 현재 크로마 블록의 예측된 크로마 샘플) = (((상기 현재 루마 블록의 다운샘플링된 루마 샘플) * α ) >> S ) + β, S는 상수의 수식에 기초하여, 상기 현재 크로마 블록의 예측된 크로마 샘플을 획득하는 단계를 포함하는, 방법. - 장치가 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서,
현재 루마 블록과 현재 크로마 블록을 위한 영상 포맷을 식별하는 단계;
상기 식별된 영상 포맷에 기초하여, 상기 현재 루마 블록에 인접한 루마 블록의 루마 샘플들을 다운샘플링하는 단계;
상기 다운샘플링된 루마 샘플들의 최대 루마 값과 차순위 최대 루마 값에 기초하여, 최대 루마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 최대 루마 값은 제1 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 차순위 최대 루마 값은 제2 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 다운샘플링된 루마 샘플들의 차순위 최소 루마 값과 최소 루마 값에 기초하여, 최소 루마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 차순위 최소 루마 값은 제3 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 최소 루마 값은 제4 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 다운샘플링된 루마 샘플들에 대응되는 크로마 샘플들의 제1 크로마 값과 제2 크로마 값에 기초하여, 최대 크로마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 제1 크로마 값은 상기 제1 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 제2 크로마 값은 상기 제2 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 크로마 샘플들의 제3 크로마 값과 제4 크로마 값에 기초하여, 최소 크로마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 제3 크로마 값은 상기 제3 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 제4 크로마 값은 상기 제4 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 최대 루마 평균 값, 상기 최소 루마 평균 값, 상기 최대 크로마 평균 값, 및 상기 최소 크로마 평균 값에 기초하여, 루마 샘플에 기초하여 예측된 크로마 샘플을 획득하기 위한 수식의 하나 이상의 요소들을 획득하는 단계; 및
상기 현재 루마 블록의 다운샘플링된 루마 샘플과 상기 하나 이상의 요소들을 상기 수식에 적용하여 상기 현재 크로마 블록의 예측된 크로마 샘플을 획득하는 단계를 포함하는, 방법. - 디코딩 방법에 의해 디코딩되는 비트스트림을 저장하는 비 휘발성 컴퓨터 판독가능한 매체에 있어서,
상기 디코딩 방법은,
현재 루마 블록과 현재 크로마 블록을 위한 영상 포맷을 식별하는 단계;
상기 식별된 영상 포맷에 기초하여, 상기 현재 루마 블록에 인접한 루마 블록의 루마 샘플들을 다운샘플링하는 단계;
상기 다운샘플링된 루마 샘플들의 최대 루마 값과 차순위 최대 루마 값에 기초하여, 최대 루마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 최대 루마 값은 제1 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 차순위 최대 루마 값은 제2 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 다운샘플링된 루마 샘플들의 차순위 최소 루마 값과 최소 루마 값에 기초하여, 최소 루마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 차순위 최소 루마 값은 제3 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 최소 루마 값은 제4 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 다운샘플링된 루마 샘플들에 대응되는 크로마 샘플들의 제1 크로마 값과 제2 크로마 값에 기초하여, 최대 크로마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 제1 크로마 값은 상기 제1 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 제2 크로마 값은 상기 제2 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 크로마 샘플들의 제3 크로마 값과 제4 크로마 값에 기초하여, 최소 크로마 평균 값을 획득하는 단계, 상기 제3 크로마 값은 상기 제3 인덱스에 기초하여 획득되고 상기 제4 크로마 값은 상기 제4 인덱스에 기초하여 획득되며;
상기 최대 루마 평균 값, 상기 최소 루마 평균 값, 상기 최대 크로마 평균 값, 및 상기 최소 크로마 평균 값에 기초하여, 루마 샘플에 기초하여 예측된 크로마 샘플을 획득하기 위한 수식의 하나 이상의 요소들을 획득하는 단계; 및
상기 현재 루마 블록의 다운샘플링된 루마 샘플과 상기 하나 이상의 요소들을 상기 수식에 적용하여 상기 현재 크로마 블록의 예측된 크로마 샘플을 획득하는 단계를 포함하는, 비 휘발성 컴퓨터 판독가능한 매체.
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