KR20230164751A

KR20230164751A - 비분리 2차 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20230164751A
Application number: KR1020237039915A
Authority: KR
Inventors: 살레히파메흐디; 임재현; 구문모; 김승환
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2023-12-04
Also published as: JP7007485B2; MX2020006313A; US20220377336A1; US11039140B2; RU2021114893A3; KR20200078652A; EP3716625A1; CA3085844A1; CN116886933A; US20240040121A1; US20200314426A1; KR102489150B1; JP2024026805A; KR102605673B1; CN116886934A; JP7235899B2; JP2022058519A; RU2760566C2; CN116866600A; BR112020012040B1

Abstract

본 발명에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법은 비트스트림으로부터 대상 블록의 변환 계수들을 도출하는 단계, 상기 대상 블록에 대한 NSST(Non-Separable Secondary Transform) 인덱스를 도출하는 단계, 상기 NSST 인덱스를 기반으로 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들에 대한 역변환(inversed transform)을 수행하여 상기 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

비분리 2차 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치 {IMAGE CODING METHOD ON BASIS OF NON-SEPARABLE SECONDARY TRANSFORM AND DEVICE THEREFOR}

본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 비분리 2차 변환에 따른 영상 디코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.

이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.

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

본 발명의 다른 기술적 과제는 대상 블록에 대하여 NSST를 적용하는 영상 디코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 대상 블록의 특정 조건을 기반으로 NSST 인덱스의 범위를 도출하는 영상 디코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 대상 블록의 변환 계수를 기반으로 NSST 인덱스의 코딩 여부를 결정하는 영상 디코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 비트스트림으로부터 대상 블록의 변환 계수들을 도출하는 단계, 상기 대상 블록에 대한 NSST(Non-Separable Secondary Transform) 인덱스를 도출하는 단계, 상기 NSST 인덱스를 기반으로 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들에 대한 역변환(inversed transform)을 수행하여 상기 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 대상 블록의 변환 계수들을 도출하고, 상기 대상 블록에 대한 NSST(Non-Separable Secondary Transform) 인덱스를 도출하는 엔트로피 디코딩부, 상기 NSST 인덱스를 기반으로 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들에 대한 역변환(inversed transform)을 수행하여 상기 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 역변환부, 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 인코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환(transform)을 수행하여 상기 대상 블록의 변환 계수들을 도출하는 단계, 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스의 인코딩 여부를 결정하는 단계, 및 상기 변환 계수들에 대한 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되, 상기 NSST 인덱스의 인코딩 여부를 결정하는 단계는, 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들 중 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들을 스캔하는 단계, 및 상기 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함된 경우, 상기 NSST 인덱스를 인코딩하지 않는 것으로 결정하는 단계를 포함하고, 상기 N은 상기 대상 블록의 좌상단 대상 영역의 샘플수이고, 상기 R은 간소화 계수(reduced coefficient)이고, 상기 R은 상기 N 보다 작은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 비디오 인코딩 장치를 제공한다. 상기 인코딩 장치는 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 가산부, 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환(transform)을 수행하여 상기 대상 블록의 변환 계수들을 도출하는 변환부, 및 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스의 인코딩 여부를 결정하고, 상기 변환 계수들에 대한 정보를 인코딩하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되, 상기 엔트로피 인코딩부는 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들 중 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들을 스캔하고, 상기 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함된 경우, 상기 NSST 인덱스를 인코딩하지 않는 것으로 결정하고, 상기 N은 상기 대상 블록의 좌상단 대상 영역의 샘플수이고, 상기 R은 간소화 계수(reduced coefficient)이고, 상기 R은 상기 N 보다 작은 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 NSST 인덱스의 범위를 대상 블록의 특정 조건을 기반으로 도출할 수 있고, 이를 통하여, 상기 NSST 인덱스를 위한 비트량을 감소시키고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면 NSST 인덱스에 대한 신텍스 엘리먼트(Syntax element)의 전송이 대상 블록에 대한 변환 계수들을 기반으로 결정될 수 있고, 이를 통하여, NSST 인덱스를 위한 비트량을 감소시키고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 비디오 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법의 일 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법의 일 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.
도 6은 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 변환 계수의 코딩 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 대상 블록을 기반으로 변환 계수의 배열을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들을 스캔하는 일 예를 나타낸다.
도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른 NSST 인덱스의 코딩 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 NSST 인덱스가 코딩되는지 여부를 판단하는 일 예를 나타낸다.
도 12는 대상 블록의 모든 성분들에 대한 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들을 스캔하는 일 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 14는 본 발명에 따른 영상 인코딩 방법을 수행하는 인코딩 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 15는 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 16은 본 발명에 따른 영상 디코딩 방법을 수행하는 디코딩 장치를 개략적으로 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.

한편, 본 발명은 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어, 본 발명에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준 또는 차세대 비디오/이미지 코딩 표준에 개시된 방법에 적용될 수 있다.

본 명세서에서 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 하나의 픽처는 복수의 슬라이스로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서 픽처 및 슬라이스는 서로 혼용되어 사용될 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, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.

유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낸다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 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 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 비디오 인코딩 장치(100)는 픽처 분할부(105), 예측부(110), 레지듀얼 처리부(120), 엔트로피 인코딩부(130), 가산부(140), 필터부(150) 및 메모리(160)을 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(120)는 감산부(121), 변환부(122), 양자화부(123), 재정렬부(124), 역양자화부(125) 및 역변환부(126)를 포함할 수 있다.

픽처 분할부(105)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다.

일 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 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, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU) 예측 유닛(prediction unit, PU) 또는 변환 유닛(transform unit, TU)을 포함할 수도 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 하위(deeper) 뎁스의 코딩 유닛들로 분할(split)될 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. 최소 코딩 유닛(smallest coding unit, SCU)이 설정된 경우 코딩 유닛은 최소 코딩 유닛보다 더 작은 코딩 유닛으로 분할될 수 없다. 여기서 최종 코딩 유닛이라 함은 예측 유닛 또는 변환 유닛으로 파티셔닝 또는 분할되는 기반이 되는 코딩 유닛을 의미한다. 예측 유닛은 코딩 유닛으로부터 파티셔닝(partitioning)되는 유닛으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록(sub block)으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 유닛일 수 있다. 이하, 코딩 유닛은 코딩 블록(coding block, CB), 예측 유닛은 예측 블록(prediction block, PB), 변환 유닛은 변환 블록(transform block, TB) 으로 불릴 수 있다. 예측 블록 또는 예측 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 예측 샘플의 어레이(array)를 포함할 수 있다. 또한, 변환 블록 또는 변환 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 변환 계수 또는 레지듀얼 샘플의 어레이를 포함할 수 있다.

예측부(110)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(110)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.

예측부(110)는 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다. 일 예로, 예측부(110)는 CU 단위로 인트라 예측 또는 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다.

인트라 예측의 경우에, 예측부(110)는 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 현재 블록 외부의 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 예측부(110)는 (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 인트라 예측에서 예측 모드는 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비방향성 모드는 DC 예측 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 예측부(110)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.

인터 예측의 경우에, 예측부(110)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 샘플을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(110)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, 및 MVP(motion vector prediction) 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 예측부(110)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차(레지듀얼)가 전송되지 않는다. MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(Motion Vector Predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터 예측자로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.

인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처(reference picture)에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 움직임 정보(motion information)는 움직임 벡터와 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 예측 모드 정보와 움직임 정보 등의 정보는 (엔트로피) 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.

스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트(reference picture list) 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수도 있다. 참조 픽처 리스트(Picture Order Count)에 포함되는 참조 픽처들은 현재 픽처와 해당 참조 픽처 간의 POC(Picture order count) 차이 기반으로 정렬될 수 있다. POC는 픽처의 디스플레이 순서에 대응하며, 코딩 순서와 구분될 수 있다.

감산부(121)는 원본 샘플과 예측 샘플 간의 차이인 레지듀얼 샘플을 생성한다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는, 상술한 바와 같이 레지듀얼 샘플을 생성하지 않을 수 있다.

변환부(122)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 변환부(122)는 해당 변환 블록의 사이즈와, 해당 변환 블록과 공간적으로 겹치는 코딩 블록 또는 예측 블록에 적용된 예측 모드에 따라서 변환을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 변환 블록과 겹치는 상기 코딩 블록 또는 상기 예측 블록에 인트라 예측이 적용되었고, 상기 변환 블록이 4×4의 레지듀얼 어레이(array)라면, 레지듀얼 샘플은 DST(Discrete Sine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환되고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 샘플은 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환할 수 있다.

양자화부(123)는 변환 계수들을 양자화하여, 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다.

재정렬부(124)는 양자화된 변환 계수를 재정렬한다. 재정렬부(124)는 계수들 스캐닝(scanning) 방법을 통해 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있다. 여기서 재정렬부(124)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(124)는 양자화부(123)의 일부일 수 있다.

엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수들에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩은 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 인코딩 방법을 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수 외 비디오 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소(syntax element)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 엔트로피 인코딩된 정보들은 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다.

역양자화부(125)는 양자화부(123)에서 양자화된 값(양자화된 변환 계수)들을 역양자화하고, 역변환부(126)는 역양자화부(125)에서 역양자화된 값들을 역변환하여 레지듀얼 샘플을 생성한다.

가산부(140)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 합쳐서 픽처를 복원한다. 레지듀얼 샘플과 예측 샘플은 블록 단위로 더해져서 복원 블록이 생성될 수 있다. 여기서 가산부(140)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(140)는 예측부(110)의 일부일 수 있다. 한편, 가산부(140)는 복원부 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.

복원된 픽처(reconstructed picture)에 대하여 필터부(150)는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset)을 적용할 수 있다. 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋을 통해, 복원 픽처 내 블록 경계의 아티팩트나 양자화 과정에서의 왜곡이 보정될 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링의 과정이 완료된 후 적용될 수 있다. 필터부(150)는 ALF(Adaptive Loop Filter)를 복원된 픽처에 적용할 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋이 적용된 후의 복원된 픽처에 대하여 적용될 수 있다.

메모리(160)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 인코딩/디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(150)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 상기 저장된 복원 픽처는 다른 픽처의 (인터) 예측을 위한 참조 픽처로 활용될 수 있다. 예컨대, 메모리(160)는 인터 예측에 사용되는 (참조) 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트(reference picture set) 혹은 참조 픽처 리스트(reference picture list)에 의해 지정될 수 있다.

도 2는 비디오 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법의 일 예를 나타낸다. 도 2를 참조하면 상기 영상 인코딩 방법은 인트라/인터 예측, 변환(transform), 양자화(quantization) 및 엔트로피 인코딩(entropy encoding) 과정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인트라/인터 예측을 통하여 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수 있고, 상기 현재 블록의 입력 블록과 상기 예측 블록과의 감산을 통하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록이 생성될 수 있다. 이 후, 상기 레지듀얼 블록에 대한 변환을 통하여 계수(coefficent) 블록, 즉, 상기 현재 블록의 변환 계수들이 생성될 수 있다. 상기 변환 계수들은 양자화 및 엔트로피 인코딩되어 비트스트림에 저장될 수 있다.

도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 비디오 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340), 필터부(350) 및 메모리(360)을 포함할 수 있다. 여기서 레지듀얼 처리부(320)는 재정렬부(321), 역양자화부(322), 역변환부(323)을 포함할 수 있다.

비디오 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 비디오 디코딩 장치(300)는 비디오 인코딩 장치에서 비디오 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 비디오를 복원할 수 있다.

예컨대, 비디오 디코딩 장치(300)는 비디오 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 비디오 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 비디오 디코딩의 처리 유닛 블록은 일 예로 코딩 유닛일 수 있고, 다른 예로 코딩 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다.

예측 유닛 및 변환 유닛이 경우에 따라 더 사용될 수 있으며, 이 경우 예측 블록은 코딩 유닛으로부터 도출 또는 파티셔닝되는 블록으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호를 유도하는 유닛일 수 있다.

엔트로피 디코딩부(310)는 비트스트림을 파싱하여 비디오 복원 또는 픽처 복원에 필요한 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 비디오 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 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(321)로 입력될 수 있다.

재정렬부(321)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(321)는 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캐닝에 대응하여 재정렬을 수행할 수 있다. 여기서 재정렬부(321)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(321)는 역양자화부(322)의 일부일 수 있다.

역양자화부(322)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 (역)양자화 파라미터를 기반으로 역양자화하여 변환 계수를 출력할 수 있다. 이 때, 양자화 파라미터를 유도하기 위한 정보는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다.

역변환부(323)는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 샘플들을 유도할 수 있다.

예측부(330)는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(330)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수도 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.

예측부(330)는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 인트라 예측을 적용할 것인지 인터 예측을 적용할 것인지를 결정할 수 있다. 이 때, 인트라 예측과 인터 예측 중 어느 것을 적용할 것인지를 결정하는 단위와 예측 샘플을 생성하는 단위는 상이할 수 있다. 아울러, 인터 예측과 인트라 예측에 있어서 예측 샘플을 생성하는 단위 또한 상이할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측과 인트라 예측 중 어느 것을 적용할 것인지는 CU 단위로 결정할 수 있다. 또한 예를 들어, 인터 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 예측 샘플을 생성할 수 있고, 인트라 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 TU 단위로 예측 샘플을 생성할 수도 있다.

인트라 예측의 경우에, 예측부(330)는 현재 픽처 내의 주변 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(330)는 현재 블록의 주변 참조 샘플을 기반으로 방향성 모드 또는 비방향성 모드를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용할 예측 모드가 결정될 수도 있다.

인터 예측의 경우에, 예측부(330)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 참조 픽처 상에서 특정되는 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(330)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드 및 MVP 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이때, 비디오 인코딩 장치에서 제공된 현재 블록의 인터 예측에 필요한 움직임 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 등에 관한 정보는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 획득 또는 유도될 수 있다

스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 주변 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.

예측부(330)는 가용한 주변 블록의 움직임 정보로 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 인덱스가 머지 후보 리스트 상에서 지시하는 정보를 현재 블록의 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 머지 인덱스는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터와 참조 픽처를 포함할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수 있다.

스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차이(레지듀얼)이 전송되지 않는다.

MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터가 유도될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.

일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트가 생성될 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(330)는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.

다른 예로, MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(330)는 상기 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다. 인코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 예측부(330)는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 예측부는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다.

가산부(340)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 더하여 현재 블록 혹은 현재 픽처를 복원할 수 있다. 가산부(340)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 블록 단위로 더하여 현재 픽처를 복원할 수도 있다. 스킵 모드가 적용된 경우에는 레지듀얼이 전송되지 않으므로, 예측 샘플이 복원 샘플이 될 수 있다. 여기서는 가산부(340)를 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(340)는 예측부(330)의 일부일 수도 있다. 한편, 가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.

필터부(350)는 복원된 픽처에 디블록킹 필터링 샘플 적응적 오프셋, 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다. 이 때, 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링 이후 적용될 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋 이후 적용될 수도 있다.

메모리(360)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(350)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 예컨대, 메모리(360)는 인터 예측에 사용되는 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트 혹은 참조 픽처 리스트에 의해 지정될 수도 있다. 복원된 픽처는 다른 픽처에 대한 참조 픽처로서 이용될 수 있다. 또한, 메모리(360)는 복원된 픽처를 출력 순서에 따라서 출력할 수도 있다.

도 4는 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법의 일 예를 나타낸다. 도 4를 참조하면 상기 영상 디코딩 방법은 엔트로피 디코딩(entropy decoding), 역양자화, 역변환(inverse transform) 및 인트라/인터 예측 과정을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치에서는 상기 인코딩 방법의 역과정이 수행될 수 있다. 구체적으로, 비트스트림에 대한 엔트로피 디코딩을 통하여 양자화된 변환 계수들이 획득될 수 있고, 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화 과정을 통하여 현재 블록의 계수 블록, 즉, 변환 계수들이 획득될 수 있다. 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 통하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록이 도출될 수 있고, 인트라/인터 예측을 통하여 도출된 상기 현재 블록의 예측 블록과 상기 레지듀얼 블록과의 가산을 통하여 상기 현재 블록의 복원 블록(reconstructed block)이 도출될 수 있다.

한편, 상술한 변환을 통하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록에 대한 저주파수(lower frequency)의 변환 계수들이 도출될 수 있고, 상기 레지듀얼 블록에 끝에는 제로 테일(zero tail) 이 도출될 수 있다.

구체적으로, 상기 변환은 두가지 주요 과정들로 구성될 수 있는바, 상기 주요 과정들은 핵심 변환(core transform) 및 2차 변환(secondary transform)을 포함할 수 있다. 상기 핵심 변환(core transform) 및 상기 2차 변환을 포함하는 변환은 다중 변환 기법이라고 나타낼 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.

도 5를 참조하면, 변환부는 상술한 도 1의 인코딩 장치 내의 변환부에 대응될 수 있고, 역변환부는 상술한 도 1의 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(S510). 여기서 상기 1차 변환은 적응적 다중 핵심 변환(Adaptive Multiple core Transform, AMT)을 포함할 수 있다. 상기 적응적 다중 핵심 변환은 MTS(Multiple Transform Set)이라고 나타낼 수도 있다.

상기 적응적 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 적응적 다중 핵심 변환은 상기 DCT 타입 2, 상기 DST 타입 7, 상기 DCT 타입 8 및 상기 DST 타입 1 중 선택된 복수의 변환 커널들을 기반으로 공간 도메인의 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)를 주파수 도메인의 변환 계수들(또는 1차 변환 계수들)로 변환하는 변환 방법을 나타낼 수 있다. 여기서 상기 1차 변환 계수들은 변환부 입장에서 임시 변환 계수들로 불릴 수 있다.

다시 말하면, 기존의 변환 방법이 적용되는 경우, DCT 타입 2를 기반으로 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)에 대한 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이 적용되어 변환 계수들이 생성될 수 있었다. 이와 달리, 상기 적응적 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 함수들(basis functions)을 기반으로 정의될 수 있으며, 상기 기저 함수들은 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.

상기 적응적 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 에워싸는(encompass) 대상 블록(CU 또는 서브블록)의 예측 모드 및/또는 변환 서브셋을 가리키는 변환 인덱스를 기반으로 적응적으로 결정될 수 있다.

예를 들어, 상기 적응적 다중 핵심 변환은 대상 블록의 폭(width) 및 높이(height)가 모두 64보다 작거나 같은 경우에 적용될 수 있고, 상기 대상 블록의 상기 적응적 다중 핵심 변환이 적용되는지 여부는 CU 레벨 플래그를 기반으로 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 CU 레벨 플래그가 0 인 경우, 상술한 기존의 변환 방법이 적용될 수 있다. 즉, 상기 CU 레벨 플래그가 0 인 경우, 상기 DCT 타입 2를 기반으로 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)에 대한 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이 적용되어 변환 계수들이 생성될 수 있고, 상기 변환 계수들이 인코딩될 수 있다. 한편, 여기서 상기 대상 블록은 CU 일 수 있다. 상기 CU 레벨 플래그가 0 인 경우, 상기 적응적 다중 핵심 변환이 상기 대상 블록에 적용될 수 있다.

또한, 상기 적응적 다중 핵심 변환이 적용되는 대상 블록의 루마 블록의 경우, 두 개의 추가적인 플래그들이 시그널링될 수 있고, 상기 플래그들을 기반으로 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널이 선택될 수 있다. 상기 수직 변환 커널에 대한 플래그는 AMT 수직 플래그라고 나타낼 수 있고, AMT_TU_vertical_flag (또는 EMT_TU_vertical_flag) 는 상기 AMT 수직 플래그의 신텍스 요소(syntax element)를 나타낼 수 있다. 상기 수평 변환 커널에 대한 플래그는 AMT 수평 플래그라고 나타낼 수 있고, AMT_TU_horizontal_flag (또는 EMT_TU_horizontal_flag) 는 상기 AMT 수평 플래그의 신텍스 요소를 나타낼 수 있다. 상기 AMT 수직 플래그는 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋에 포함된 변환 커널 후보들 중 하나의 변환 커널 후보를 가리킬 수 있고, 상기 AMT 수직 플래그가 가리키는 변환 커널 후보는 상기 대상 블록에 대한 수직 변환 커널로 도출될 수 있다. 또한, 상기 AMT 수평 플래그는 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋에 포함된 변환 커널 후보들 중 하나의 변환 커널 후보를 가리킬 수 있고, 상기 AMT 수평 플래그가 가리키는 변환 커널 후보는 상기 대상 블록에 대한 수평 변환 커널로 도출될 수 있다. 한편, 상기 AMT 수직 플래그는 MTS 수직 플래그라고 나타낼 수도 있으며, 상기 AMT 수평 플래그는 MTS 수평 플래그라고 나타낼 수도 있다.

한편, 3개의 변환 서브셋들이 기설정될 수 있고, 상기 대상 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 변환 서브셋들 중 하나가 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋으로 도출될 수 있다. 또한, 상기 대상 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 변환 서브셋들 중 하나가 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 기설정된 변환 서브셋들은 다음의 표와 같이 도출될 수 있다.

표 2를 참조하면 인덱스 값이 0 인 변환 서브셋은 DST 타입 7 및 DCT 타입 8을 변환 커널 후보로 포함하는 변환 서브셋을 나타낼 수 있고, 인덱스 값이 1 인 변환 서브셋은 DST 타입 7 및 DST 타입 1을 변환 커널 후보로 포함하는 변환 서브셋을 나타낼 수 있고, 인덱스 값이 2 인 변환 서브셋은 DST 타입 7 및 DCT 타입 8을 변환 커널 후보로 포함하는 변환 서브셋을 나타낼 수 있다.

상기 대상 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋 및 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋은 다음의 표와 같이 도출될 수 있다.

여기서, V 는 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋을 나타내고, H는 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋을 나타낸다.

상기 대상 블록에 대한 AMT 플래그(또는 EMT_CU_flag)의 값이 1인 경우, 표 3에 도시된 것과 같이 상기 대상 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋 및 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋이 도출될 수 있다. 이 후, 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋에 포함된 변환 커널 후보들 중 상기 대상 블록의 AMT 수직 플래그가 가리키는 변환 커널 후보가 상기 대상 블록의 수직 변환 커널로 도출될 수 있고, 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋에 포함된 변환 커널 후보들 중 상기 대상 블록의 AMT 수평 플래그가 가리키는 변환 커널 후보가 상기 대상 블록의 수평 변환 커널로 도출될 수 있다. 한편, 상기 AMT 플래그는 MTS 플래그라고 나타낼 수도 있다.

참고로, 예를 들어, 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성(non-directional, 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 6은 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.

도 6을 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 6의 H와 V는 각각 수평 방향성과 수직 방향성을 의미하며, -32 ~ 32의 숫자는 샘플 그리드 포지션(sample grid position) 상에서 1/32 단위의 변위를 나타낸다. 2번 내지 33번 인트라 예측 모드는 수평 방향성, 34번 내지 66번 인트라 예측 모드는 수직 방향성을 갖는다. 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 좌하향 대각 인트라 예측 모드, 34번 인트라 예측 모드는 좌상향 대각 인트라 예측 모드, 66번 인트라 예측 모드는 우상향 대각 인트라 예측 모드라고 불릴 수 있다.

변환부는 상기 (1차) 변환 계수들을 기반으로 2차 변환을 수행하여 (2차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S520). 상기 1차 변환이 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이었다면, 상기 2차 변환은 주파수 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환으로 볼 수 있다. 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 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 비분리 변환 매트릭스를 기반으로 상기 (1차) 변환 계수들의 수직 성분 및 수평 성분 분리하지 않고 같이 변환하여 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 블록 또는 대상 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 영역(이하 좌상단 대상 영역)에 대하여 적용될 수 있다. 또한, 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 및 높이(H)가 둘 다 4 이상 이면서, 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.

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 Transform) 등이 비분리 2차 변환의 계산을 위하여 사용될 수도 있다.

한편, 상기 비분리 2차 변환은 모드 기반(mode dependent)하게 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. 즉, 상기 비분리 2차 변환은 8×8 서브블록 사이즈 또는 4×4 서브블록 사이즈에 기반하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 모드 기반 변환 커널 선택을 위하여, 8×8 서브블록 사이즈 및 4×4 서브블록 사이즈 둘 다에 대하여 비분리 2차 변환을 위한 3개씩 35개 세트의 비분리 2차 변환 커널들이 구성될 수 있다. 즉, 8×8 서브블록 사이즈에 대하여 35개의 변환 세트가 구성되고, 4×4 서브블록 사이즈에 대하여 35개의 변환 세트가 구성될 수 있다. 이 경우 8×8 서브블록 사이즈에 대한 35개의 변환 세트에는 각각 3개씩의 8×8 변환 커널들이 포함될 수 있고, 이 경우 4×4 서브블록 사이즈에 대한 35개의 변환 세트에는 각각 3개씩의 4×4 변환 커널들이 포함될 수 있다. 다만, 상기 변환 서브블록 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.

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 5를 참조하면, 변환부는 선택된 변환 커널들을 기반으로 상기 비분리 2차 변환을 수행하고 (2차) 변환 계수들을 획득할 수 있다. 상기 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, 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(S550), 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) 변환을 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, 상술한 비분리 2차 변환은 변환 스킵 모드로 코딩된 블록에 대해서는 적용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 대상 CU 에 대한 NSST 인덱스가 시그널링되고, 상기 NSST 인덱스의 값이 0이 아닌 경우, 상기 대상 CU 내 변환 스킵 모드로 코딩된 블록에 대하여 상기 비분리 2차 변환은 적용되지 않을 수 있다. 또한, 모든 구성 요소들(루마 성분, 크로마 성분 등)의 블록들을 포함하는 상기 대상 CU 가 상기 변환 스킵 모드로 코딩된 경우 또는 상기 대상 CU 에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수의 개수가 2 보다 작은 경우, 상기 NSST 인덱스는 시그널링되지 않을 수 있다. 구체적인 변환 계수의 코딩 과정은 다음과 같다.

도 7a 및 도 7b는 일 실시예에 따른 변환 계수의 코딩 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 7a 및 도 7b에 개시된 각 단계는 도 1 및 도 3에 개시된 인코딩 장치(100) 또는 디코딩 장치(300)에 의하여 수행될 수 있으며, 보다 구체적으로는 도 1에 개시된 엔트로피 인코딩부(130) 및 도 3에 개시된 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 수행될 수 있다. 따라서, 도 1 또는 도 3에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.

본 명세서에서는 특정 정보 또는 개념을 정의하기 위한 용어 또는 문장을 사용하고 있다. 예를 들어, 본 명세서에서는 "대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그"를 cbf로 나타내고 있다. 그러나, "cbf"는 coded_block_flag 등 다양한 용어로 대체될 수 있는 바, 본 명세서에서 특정 정보 또는 개념을 정의하기 위해 사용된 용어 또는 문장을 명세서 전반에서 해석함에 있어서 그 명칭에 국한된 해석을 하여서는 안 되고, 상기 용어가 의미하는 바에 따른 다양한 동작, 기능 및 효과에 주목하여 해석할 필요가 있다.

도 7a는 변환 계수의 인코딩 과정을 도시하고 있다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치(100)는, 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 1을 지시하는지 여부를 판단할 수 있다(S700). 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 1을 지시하는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재할 수 있다. 반대로, 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 0을 지시하는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들은 모두 0을 나타낼 수 있다.

대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그는, 예를 들어 cbf 플래그로 표현될 수 있다. cbf 플래그는 루마 블록에 대한 cbf_luma[x0][y0][trafoDepth] 및 크로마 블록에 대한 cbf_cb[x0][y0][trafoDepth] 및 cbf_cr[x0][y0][trafoDepth] 플래그를 포함할 수 있다. 여기서, 어레이 인덱스 x0 및 y0는 현재 픽처의 좌상단(top-left) 루마/크로마 샘플에 대한 대상 블록의 좌상단 루마/크로마 샘플의 위치를 의미하고, 어레이 인덱스 trafoDepth는 변환 코딩을 목적으로 하여 코딩 블록이 분할된 레벨을 의미할 수 있다. trafoDepth가 0을 지시하는 블록들을 코딩 블록과 대응되고, 코딩 블록과 변환 블록이 동일하게 정의된 경우에는 trafoDepth가 0으로 간주될 수 있다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치(100)는, S700에서 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 1을 지시하는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 관한 정보를 인코딩할 수 있다(S710).

대상 블록에 대한 변환 계수들에 관한 정보는, 예를 들어 0이 아닌 마지막 변환 계수의 위치에 대한 정보, 대상 블록의 서브 그룹에 0이 아닌 변환 계수가 포함되는지 여부를 지시하는 그룹 플래그 정보 및 간소화 계수에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 각 정보에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치(100)는, NSST를 수행할 조건에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다(S720). 보다 구체적으로, 인코딩 장치(100)는 NSST 인덱스를 인코딩할 조건에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다. 이때 NSST 인덱스는, 예를 들어 변환 인덱스(transform index)로 지칭될 수 있다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치(100)는, S720에서 NSST를 수행할 조건에 해당한다고 판단된 경우, NSST 인덱스를 인코딩할 수 있다(S730). 보다 구체적으로, 인코딩 장치(100)는, NSST 인덱스를 인코딩할 조건에 해당한다고 판단되는 경우, NSST 인덱스를 인코딩할 수 있다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치(100)는, S700에서 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 0을 지시하는 경우, S710, S720 및 S730에 따른 동작을 생략할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 인코딩 장치(100)는, S720에서 NSST를 수행할 조건에 해당하지 않는다고 판단된 경우, S730에 따른 동작을 생략할 수 있다.

도 7b는 변환 계수의 디코딩 과정을 도시하고 있다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 1을 지시하는지 여부를 판단할 수 있다(S740). 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 1을 지시하는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재할 수 있다. 반대로, 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 0을 지시하는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들은 모두 0을 나타낼 수 있다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S740에서 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 1을 지시하는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 관한 정보를 디코딩할 수 있다(S750).

일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, NSST를 수행할 조건에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다(S760). 보다 구체적으로, 디코딩 장치(300)는 NSST 인덱스를 비트스트림으로부터 디코딩할 조건에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S760에서 NSST를 수행할 조건에 해당한다고 판단된 경우, NSST 인덱스를 디코딩할 수 있다(S770).

일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S740에서 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 0을 지시하는 경우, S750, S760 및 S770에 따른 동작을 생략할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, S760에서 NSST를 수행할 조건에 해당하지 않는다고 판단된 경우, S770에 따른 동작을 생략할 수 있다.

상술한 내용과 같이 NSST 가 수행되지 않는 경우에 상기 NSST 인덱스가 시그널링되는 것은 코딩 효율을 저하시킬 수 있다. 또한, 특정 조건에 따라 상기 NSST 인덱스의 코딩 방법을 다르게 하는 방안이 전반적인 영상의 코딩 효율을 향상시킬 수 있다. 이에, 본 발명에서는 다양한 NSST 인덱스 코딩 방법을 제안한다.

일 예로, 특정 조건을 기반으로 상기 NSST 인덱스 범위가 결정될 수 있다. 다시 말해, 특정 조건을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 특정 조건을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 최대값이 결정될 수 있다.

예를 들어, 블록 사이즈를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다. 여기서, 상기 블록 사이즈는 최소 (W, H) 로 정의될 수 있다. 상기 W 는 폭(width)을 나타낼 수 있고, H 는 높이(height)를 나타낼 수 있다. 이 경우, 대상 블록의 폭과 상기 W 과의 비교, 상기 대상 블록의 높이와 상기 최소 H 와의 비교를 통하여 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다.

또는, 상기 블록 사이즈는 블록의 샘플 수인 (W*H) 로 정의될 수 있다. 이 경우, 대상 블록의 샘플 수인 W*H 과 특정값과의 비교를 통하여 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다.

또한, 예를 들어, 블록의 형태(shape), 즉, 블록 타입(type)을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다. 여기서, 상기 블록 타입은 정방형(square) 블록 또는 비정방형(non-square) 블록으로 정의될 수 있다. 이 경우, 대상 블록이 정방형 블록 또는 비정방형 블록인지 여부를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다.

또는, 상기 블록 타입은 블록의 긴 변(폭 및 높이 중 긴 변) 과 짧은 변의 비율(ratio)로 정의될 수 있다. 이 경우, 대상 블록의 긴 변과 짧은 변의 비율과 기설정된 임계값(예를 들어, 2 또는 3)과의 비교를 통하여 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다. 여기서, 상기 비율은 상기 짧은 변으로 상기 긴 변을 나눈 값을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 대상 블록의 폭이 높이보다 긴 경우, 상기 폭을 상기 높이로 나눈 값과 상기 기설정된 임계값과의 비교를 통하여 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다. 또한, 상기 대상 블록의 높이가 폭보다 긴 경우, 가 상기 높이를 상기 폭으로 나눈 값과 상기 기설정된 임계값과의 비교를 통하여 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다.

또한, 예를 들어, 블록에 적용되는 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다. 일 예로, 상기 대상 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 비방향성 인트라 예측 모드 또는 방향성 인트라 예측 모드인지 여부를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다.

또는, 다른 예로, 상기 대상 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 카테고리 A (Category A) 또는 카테고리 B (Category B) 에 포함된 인트라 예측 모드인지 여부를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다. 여기서, 일 예로, 상기 카테고리 A 는 2번 인트라 예측 모드, 10번 인트라 예측 모드, 18번 인트라 예측 모드, 26번 인트라 예측 모드, 34번 인트라 예측 모드, 42번 인트라 예측 모드, 50번 인트라 예측 모드, 58번 인트라 예측 모드 및 66번 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 카테고리 B 는 상기 카테고리 A 에 포함된 인트라 예측 모드 이외의 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 카테고리 A 에 포함된 인트라 예측 모드는 기설정될 수 있고, 상기 카테고리 A 및 상기 카테고리 B는 상술한 예와 다른 인트라 예측 모드를 포함하는 것으로 기설정될 수도 있다.

또는, 다른 예로, 블록의 AMT 팩터(factor)를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다. 상기 AMT 팩터는 MTS 팩터라고 나타낼 수도 있다.

예를 들어, 상기 AMT 팩터는 상술한 AMT 플래그로 정의될 수 있다. 이 경우, 상기 대상 블록의 AMT 플래그의 값을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다.

또는, 상기 AMT 팩터는 상술한 AMT 수직 플래그 및/또는 AMT 수평 플래그로 정의될 수 있다. 이 경우, 상기 대상 블록의 상기 AMT 수직 플래그 및/또는 상기 AMT 수평 플래그의 값을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다.

또는, 상기 AMT 팩터는 다중 핵심 변환에서 적용된 변환 커널로 정의될 수 있다. 이 경우, 상기 대상 블록의 다중 핵심 변환에서 적용된 변환 커널을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다.

또는, 다른 예로, 블록의 성분을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 대상 블록의 루마 블록에 대한 NSST 인덱스의 값의 범위와 상기 대상 블록의 크로마 블록에 대한 상기 NSST 인덱스의 값의 범위는 서로 다르게 적용될 수 있다.

한편, 상술한 특정 조건의 조합을 토하여 상기 NSST 인덱스의 값의 범위가 결정될 수도 있다.

상기 특정 조건을 기반으로 결정되는 상기 NSST 인덱스의 값의 범위, 즉, 상기 NSST 인덱스의 최대값은 다양하게 설정될 수 있다.

예를 들어, 상기 특정 조건을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 최대값은 R1, R2 또는 R3 로 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 특정 조건이 카테고리 A 에 해당하는 경우, 상기 NSST 인덱스의 최대값은 R1로 도출될 수 있고, 상기 특정 조건이 카테고리 B 에 해당하는 경우, 상기 NSST 인덱스의 최대값은 R2로 도출될 수 있고, 상기 특정 조건이 카테고리 C 에 해당하는 경우, 상기 NSST 인덱스의 최대값은 R3로 도출될 수 있다.

상기 카테고리 A 에 대한 R1, 상기 카테고리 B 에 대한 R2, 상기 카테고리 C 에 대한 R3 는 다음의 표와 같이 도출될 수 있다.

상기 R1, 상기 R2, 상기 R3 은 기설정될 수 있다. 예를 들어, 상기 R1, 상기 R2, 상기 R3 의 관계는 다음의 수학식과 같이 도출될 수 있다.

수학식 4를 참조하면 상기 R1 은 0 보다 크거나 같을 수 있고, 상기 R2 는 상기 R1 보다 클 수 있고, 상기 R3 는 상기 R2 보다 클 수 있다. 한편, 상기 R1 이 0 인 경우에 상기 대상 블록에 대한 상기 NSST 인덱스의 최대값이 상기 R1으로 결정된 경우, 상기 NSST 인덱스는 시그널링되지 않을 수 있고, 상기 NSST 인덱스의 값은 0으로 도출(inferred)될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 암시적(implicit) NSST 인덱스 코딩 방법이 제안된다.

일반적으로 NSST 가 적용되는 경우, 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수의 분포는 변경될 수 있다. 특히, 특정 조건에서 2차 변환으로 RST(reduced secondary transform) 가 사용되는 경우, NSST 인덱스는 코딩되지 않을 수 있다.

여기서, 상기 RST 는 비분리 변환 매트릭스로 간소화 변환 매트릭스를 사용하는 2차 변환을 나타낼 수 있고, 상기 간소화 변환 매트릭스는 N차원 벡터(N dimensional vector)가 다른 공간에 위치한 R차원 벡터(R dimensional vector)에 매핑되어 결정될 수 있으며, 여기서 R은 N보다 작다. 상기 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 실시예에 따른 상기 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 통상의 변환 매트릭스의 사이즈 NxN보다 작은 RxN이며, 아래의 수학식 5와 같이 정의될 수 있다.

대상 블록의 1차 변환이 적용된 변환 계수들에 대하여 간소화 변환 매트릭스 T_RxN가 곱해지는 경우, 상기 대상 블록에 대한 (2차) 변환 계수들이 도출될 수 있다.

상기 RST 가 적용되는 경우, 2차 변환에 RxN 사이즈인 간소화 변환 매트릭스가 적용되므로 R+1 에서 N 까지의 변환 계수는 암시적으로(implicitly) 0 이 될 수 있다. 다시 말해, 대상 블록의 변환 계수가 상기 RST 가 적용되어 도출된 경우, 상기 R+1 에서 N 까지의 변환 계수의 값은 0 일 수 있다. 여기서, 상기 R+1 에서 N 까지의 변환 계수는 변환 계수들 중 R+1 번째 변환 계수부터 N 번째 변환계수를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 대상 블록의 변환 계수의 배열은 다음과 같이 설명될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 대상 블록을 기반으로 변환 계수의 배열을 설명하기 위한 도면이다. 이하 도 8에서 후술되는 변환에 관한 설명들은 역변환에도 마찬가지로 적용될 수 있다. 대상 블록(또는 레지듀얼 블록, 800)에 대하여, 1차 변환 및 간소화 변환을 기반으로 하는 NSST(2차 변환의 일 예)가 수행될 수 있다. 일 예시에서, 도 8에 도시된 16x16 블록은 대상 블록(800)을 나타내고, A 내지 P로 표기된 4x4 블록들은 대상 블록(800)의 서브 그룹을 나타낼 수 있다. 1차 변환은 대상 블록(800) 전체 범위에서 수행될 수 있고, 1차 변환이 수행된 이후 NSST는 서브 그룹 A, B, E 및 F가 구성하는 8x8 블록(이하, 좌상단 대상 영역)에 대하여 적용될 수 있다. 이때, 간소화 변환을 기반으로 하는 NSST가 수행되면 R개(여기서, R은 간소화 계수를 의미하며, R은 N보다 작다)의 NSST 변환 계수들만이 도출되므로, R+1번째부터 N번째 범위의 NSST 변환 계수들은 각각 0으로 결정될 수 있다. R이 예를 들어 16인 경우, 간소화 변환을 기반으로 하는 NSST가 수행되어 도출된 16개의 변환 계수들은 대상 블록(900)의 좌상단 대상 영역에 포함되는 좌상단 4x4 블록인 서브 그룹 A에 포함된 각 블록들에 할당될 수 있고, 서브 그룹 B, E 및 F에 포함된 N-R개, 즉 64-16=48개의 각 블록들에 대해서는 변환 계수 0이 할당될 수 있다. 간소화 변환을 기반으로 하는 NSST가 수행되지 않은 1차 변환 계수들은 서브 그룹 C, D, G, H, I, J, K, L, M, N, O 및 P에 포함된 각 블록들에 할당될 수 있다.

따라서, R+1 에서 N 까지의 변환 계수들을 스캔하여 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나라도 도출되는 경우, 상기 RST 는 적용되지 않는 것으로 판단될 수 있고, 상기 NSST 인덱스의 값은 별도의 시그널링없이 암시적으로 0 이 될 수 있다. 즉, R+1 에서 N 까지의 변환 계수들을 스캔하여 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나라도 도출되는 경우, 상기 RST 는 적용되지 않고, 상기 NSST 인덱스의 값은 별도의 시그널링없이 0 으로 도출될 수 있다.

도 9는 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들을 스캔하는 일 예를 나타낸다.

도 9를 참조하면 변환이 적용되는 대상 블록의 사이즈가 64x64이고, R=16 (즉, R/N=16/64=1/4이다) 일 수 있다. 즉, 도 9는 상기 대상 블록의 좌상단 대상 영역을 나타낼 수 있다. 상기 대상 블록의 상기 좌상단 대상 영역의 64개의 샘플들에 대한 2차 변환에 16x64 사이즈의 간소화 변환 매트릭스가 적용될 수 있다. 이 경우, 상기 좌상단 대상 영역에 상기 RST 가 적용되면 17에서 64(N) 까지의 변환 계수의 값은 0 이어야 한다. 다시 말해, 상기 대상 블록의 17에서 64까지의 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나라도 도출되는 경우, 상기 RST 는 적용되지 않고, 상기 NSST 인덱스의 값은 별도의 시그널링없이 0 으로 도출될 수 있다. 따라서, 디코딩 장치는 대상 블록의 변환 계수를 디코딩하고, 디코딩된 변환 계수들 중 17에서 64까지의 변환 계수를 스캔할 수 있고, 0이 아닌 변환 계수가 도출되는 경우, 상기 NSST 인덱스에 대한 별도의 신텍스 요소의 시그널링없이 상기 NSST 인덱스의 값을 0 으로 도출할 수 있다. 한편, 상기 17에서 64까지의 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 존재하지 않는 경우, 디코딩 장치는 상기 NSST 인덱스를 수신하고 디코딩할 수 있다.

도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른 NSST 인덱스의 코딩 과정을 도시하는 흐름도이다.

도 10a는 NSST 인덱스의 인코딩 과정을 도시하고 있다.

인코딩 장치는 대상 블록에 대한 변환 계수를 인코딩할 수 있다(S1000). 인코딩 장치는 양자화된 변환 계수들에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩은 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 인코딩 방법을 포함할 수 있다.

인코딩 장치는 대상 블록에 대한 (명시적인(explicit)) NSST 인덱스가 코딩되는지 여부를 판단할 수 있다(S1010). 여기서, 상기 명시적인(explicit) NSST 인덱스는 디코딩 장치로 전달되는 NSST 인덱스를 나타낼 수 있다. 즉, 인코딩 장치는 시그널링되는 NSST 인덱스를 생성할지 여부를 판단할 수 있다. 다시 말해, 인코딩 장치는 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 위한 비트를 할당할지 여부를 판단할 수 있다. 상술한 실시예와 같이 NSST 인덱스가 시그널링되지 않아도 디코딩 장치가 상기 NSST 인덱스의 값을 도출할 수 있는 경우에는 인코딩 장치는 상기 NSST 인덱스를 코딩하지 않을 수 있다. NSST 인덱스가 코딩되는지 여부를 판단하는 구체적인 과정은 후술한다.

상기 (명시적인) NSST 인덱스가 코딩된다고 판단된 경우, 인코딩 장치는 상기 NSST 인덱스를 인코딩할 수 있다(S1020).

도 10b는 NSST 인덱스의 디코딩 과정을 도시하고 있다.

디코딩 장치는 대상 블록에 대한 변환 계수들을 디코딩할 수 있다(S1030).

디코딩 장치는 대상 블록에 대한 (명시적인(explicit)) NSST 인덱스가 코딩되는지 여부를 판단할 수 있다(S1040). 여기서, 상기 명시적인(explicit) NSST 인덱스는 인코딩 장치로부터 시그널링되는 NSST 인덱스를 나타낼 수 있다. 상술한 실시예와 같이 NSST 인덱스가 시그널링되지 않아도 디코딩 장치가 상기 NSST 인덱스의 값을 도출할 수 있는 경우에는 인코딩 장치로부터 상기 NSST 인덱스가 시그널링되지 않을 수 있다. NSST 인덱스가 코딩되는지 여부를 판단하는 구체적인 과정은 후술한다.

상기 (명시적인) NSST 인덱스가 코딩된다고 판단된 경우, 인코딩 장치는 NSST 인덱스를 디코딩할 수 있다(S1040).

도 11은 NSST 인덱스가 코딩되는지 여부를 판단하는 일 예를 나타낸다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 코딩할 조건에 해당하는지 여부를 판단할 수 있다(S1100). 예를 들어, 상기 대상 블록에 대한 cbf 플래그가 0을 지시하는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 코딩하지 않는다고 판단할 수 있다. 또는, 상기 대상 블록이 변환 스킵 모드로 코딩된 경우 또는 상기 대상 블록에 대한 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수의 개수가 기설정된 임계값보다 작은 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 코딩하지 않는다고 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 기설정된 임계값은 2일 수 있다.

상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 코딩할 조건에 해당하는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들을 스캔할 수 있다(S1110). 상기 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들은 상기 변환 계수들 중 스캔 오더(scan order) 상 R+1 번째에서 N 번째까지의 변환 계수들을 나타낼 수 있다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 도출되는지 판단할 수 있다(S1120). 상기 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 도출된 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 코딩하지 않는다고 판단할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스의 값을 0으로 도출할 수 있다. 다시 말해, 예를 들어, 값이 0인 NSST 인덱스가 NSST 가 적용되지 않음을 가리키는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 대상 블록의 좌상단 대상 영역에 대한 NSST를 수행하지 않을 수 있다.

한편, 상기 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 도출되지 않은 경우, 인코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 인코딩할 수 있고, 디코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 디코딩할 수 있다.

한편, 상기 대상 블록의 성분들(루마 성분, 크로마 Cb 성분, 크로마 Cr 성분)이 공통적인 상기 NSST 인덱스를 사용하는 방안이 제안될 수 있다.

예를 들어, 상기 대상 블록의 크로마 Cb 블록과 상기 대상 블록의 크로마 Cr 블록에 대하여 동일한 NSST 인덱스가 사용될 수 있다. 또한, 다른 예로, 상기 대상 블록의 루마 블록, 상기 대상 블록의 크로마 Cb 블록 및 상기 대상 블록의 크로마 Cr 블록에 대하여 동일한 NSST 인덱스가 사용될 수 있다.

상기 대상 블록의 2개 또는 3개의 성분들이 동일한 NSST 인덱스를 사용하는 경우, 인코딩 장치는 모든 성분(대상 블록의 루마 블록, 크로마 Cb 블록, 크로마 Cr 블록)의 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들을 스캔할 수 있고, 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 이상 도출되는 경우, 상기 NSST 인덱스를 인코딩하지 않고, 상기 NSST 인덱스의 값을 0으로 도출할 수 있다. 또한, 디코딩 장치는 모든 성분(대상 블록의 루마 블록, 크로마 Cb 블록, 크로마 Cr 블록)의 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들을 스캔할 수 있고, 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 이상 도출되는 경우, 상기 NSST 인덱스를 디코딩하지 않고, 상기 NSST 인덱스의 값을 0으로 도출할 수 있다.

도 12는 대상 블록의 모든 성분들에 대한 R+1 에서 N 까지의 변환 계수들을 스캔하는 일 예를 나타낸다.

도 12를 참조하면 변환이 적용되는 대상 블록의 루마 블록, 크로마 Cb 블록 및 크로마 Cr 블록의 사이즈가 64x64이고, R=16 (즉, R/N=16/64=1/4이다) 일 수 있다. 즉, 도 12는 상기 루마 블록의 좌상단 대상 영역, 상기 크로마 Cb 블록의 좌상단 대상 영역 및 상기 크로마 Cr 블록의 좌상단 대상 영역을 도시한다. 따라서, 상기 루마 블록의 좌상단 대상 영역, 상기 크로마 Cb 블록의 좌상단 대상 영역 및 상기 크로마 Cr 블록의 좌상단 대상 영역 각각의 64개의 샘플들에 대한 2차 변환에 16x64 사이즈의 간소화 변환 매트릭스가 적용될 수 있다. 이 경우, 상기 루마 블록의 좌상단 대상 영역, 상기 크로마 Cb 블록의 좌상단 대상 영역 및 상기 크로마 Cr 블록의 좌상단 대상 영역에 상기 RST 가 적용되면 각 블록의 17에서 64(N) 까지의 변환 계수의 값은 0 이어야 한다. 다시 말해, 각 블록의 17에서 64까지의 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나라도 도출되는 경우, 상기 RST 는 적용되지 않고, 상기 NSST 인덱스의 값은 별도의 시그널링없이 0 으로 도출될 수 있다. 따라서, 디코딩 장치는 대상 블록의 모든 성분에 대한 변환 계수를 디코딩하고, 디코딩된 변환 계수들 중 상기 루마 블록, 상기 크로마 Cb 블록 및 상기 크로마 Cr 블록의 17에서 64까지의 변환 계수를 스캔할 수 있고, 0이 아닌 변환 계수가 도출되는 경우, 상기 NSST 인덱스에 대한 별도의 신텍스 요소의 시그널링없이 상기 NSST 인덱스의 값을 0 으로 도출할 수 있다. 한편, 상기 17에서 64까지의 변환 계수들 중 0이 아닌 변환 계수가 존재하지 않는 경우, 디코딩 장치는 상기 NSST 인덱스를 수신하고 디코딩할 수 있다. 상기 NSST 인덱스는 상기 루마 블록, 상기 크로마 Cb 블록 및 상기 크로마 Cr 블록에 대한 인덱스로 사용될 수 있다.

또한, 본 발명에서는 상위 레벨에서 NSST 인덱스 인디케이터를 시그널링하는 방안이 제안될 수 있다. NSST_Idx_indicator 는 상기 NSST 인덱스 인디케이터에 대한 신텍스 요소를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 CTU(Coding Tree Unit) 레벨로 코딩될 수 있고, 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 대상 CTU에 NSST 가 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다. 즉, 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 대상 CTU에 NSST 가 가용한지 여부를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 대상 CTU에 대한 상기 NSST 인덱스 인디케이터가 활성화된(enabled) 경우(상기 대상 CTU에 NSST 가 가용한 경우), 즉, 상기 NSST 인덱스 인디케이터의 값이 1인 경우, 대상 CTU에 포함된 CU 또는 TU 에 대한 NSST 인덱스가 코딩될 수 있다. 상기 대상 CTU에 대한 상기 NSST 인덱스 인디케이터가 활성화되지 않은 경우(상기 대상 CTU에 NSST 가 가용하지 않은 경우), 즉, 상기 NSST 인덱스 인디케이터의 값이 0인 경우, 대상 CTU에 포함된 CU 또는 TU 에 대한 NSST 인덱스가 코딩되지 않을 수 있다. 한편, 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 상술한 내용과 같이 CTU 레벨로 코딩될 수 있고, 또는 다른 임의의 크기의 샘플 그룹 레벨로 코딩될 수도 있다. 예를 들어, 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 CU(Coding Unit) 레벨로 코딩될 수도 있다.

도 13은 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 13에서 개시된 방법은 도 1에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 13의 S1300은 상기 인코딩 장치의 감산부, S1310은 상기 인코딩 장치의 변환부, S1320 내지 S1330은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 예측 샘플을 도출하는 과정은 상기 인코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있다.

인코딩 장치는 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출한다(S1300). 예를 들어, 인코딩 장치는 대상 블록에 인터 예측을 수행할지 또는 인트라 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있고, 구체적인 인터 예측 모드 또는 구체적인 인트라 예측 모드를 RD 코스트 기반으로 결정할 수 있다. 결정된 모드에 따라 인코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 대상 블록에 대한 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 가산을 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.

인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환을 수행하여 상기 대상 블록의 변환 계수들을 도출한다(S1310). 인코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 적용 여부를 결정할 수 있다.

상기 대상 블록에 대하여 상기 NSST 가 적용되는 경우, 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 핵심 변환을 수행하여 수정된 변환 계수들을 도출할 수 있고, 간소화 변환 매트릭스를 기반으로 상기 대상 블록의 좌상단 대상 영역에 위치하는 수정된 변환 계수들에 대한 NSST 를 수행하여 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 대상 블록의 상기 좌상단 영역에 위치하는 상기 수정된 변환 계수들 이외의 수정된 변환 계수들은 그대로 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 RxN 일 수 있고, 상기 N은 상기 좌상단 대상 영역의 샘플수일 수 있고, 상기 R은 간소화 계수(reduced coefficient)일 수 있고, 상기 R은 상기 N 보다 작을 수 있다.

구체적으로, 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 핵심 변환은 다음과 같이 수행될 수 있다. 인코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 적응적 다중 핵심 변환(Adaptive Multiple core Transform, AMT) 적용 여부를 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 대상 블록의 적응적 다중 핵심 변환이 적용되는지 여부를 나타내는 AMT 플래그가 생성될 수 있다. 상기 대상 블록에 상기 AMT 가 적용되지 않는 경우, 인코딩 장치는 DCT 타입 2를 상기 대상 블록에 대한 변환 커널로 도출할 수 있고, 상기 DCT 타입 2를 기반으로 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환을 수행하여 상기 수정된 변환 계수들을 도출할 수 있다.

상기 대상 블록에 상기 AMT 가 적용되는 경우, 인코딩 장치는 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋 및 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋을 구성할 수 있고, 상기 변환 서브셋들을 기반으로 수평 변환 커널 및 수직 변환 커널을 도출할 수 있고, 상기 수평 변환 커널 및 상기 수직 변환 커널을 기반으로 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환을 수행하여 수정된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 여기서, 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋 및 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋은 DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8, 및/또는 DST 타입 1을 후보로 포함할 수 있다. 또한, 변환 인덱스 정보가 생성될 수 있고, 상기 변환 인덱스 정보는 상기 수평 변환 커널을 가리키는 AMT 수평 플래그 및 상기 수직 변환 커널을 가리키는 AMT 수직 플래그를 포함할 수 있다. 한편, 상기 변환 커널은 변환 타입 또는 변환 코어(core)라고 불릴 수 있다.

한편, 상기 대상 블록에 대하여 상기 NSST 가 적용되지 않는 경우, 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 핵심 변환을 수행하여 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들을 도출할 수 있다.

구체적으로, 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 핵심 변환은 다음과 같이 수행될 수 있다. 인코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 적응적 다중 핵심 변환(Adaptive Multiple core Transform, AMT) 적용 여부를 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 대상 블록의 적응적 다중 핵심 변환이 적용되는지 여부를 나타내는 AMT 플래그가 생성될 수 있다. 상기 대상 블록에 상기 AMT 가 적용되지 않는 경우, 인코딩 장치는 DCT 타입 2를 상기 대상 블록에 대한 변환 커널로 도출할 수 있고, 상기 DCT 타입 2를 기반으로 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환을 수행하여 상기 변환 계수들을 도출할 수 있다.

상기 대상 블록에 상기 AMT 가 적용되는 경우, 인코딩 장치는 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋 및 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋을 구성할 수 있고, 상기 변환 서브셋들을 기반으로 수평 변환 커널 및 수직 변환 커널을 도출할 수 있고, 상기 수평 변환 커널 및 상기 수직 변환 커널을 기반으로 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환을 수행하여 변환 계수들을 도출할 수 있다. 여기서, 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋 및 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋은 DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8, 및/또는 DST 타입 1을 후보로 포함할 수 있다. 또한, 변환 인덱스 정보가 생성될 수 있고, 상기 변환 인덱스 정보는 상기 수평 변환 커널을 가리키는 AMT 수평 플래그 및 상기 수직 변환 커널을 가리키는 AMT 수직 플래그를 포함할 수 있다. 한편, 상기 변환 커널은 변환 타입 또는 변환 코어(core)라고 불릴 수 있다.

인코딩 장치는 상기 NSST 인덱스의 인코딩 여부를 결정한다(S1320).

일 예로, 인코딩 장치는 상기 대상 블록의 변환 계수들 중 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들을 스캔할 수 있고, 상기 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함된 경우, 상기 NSST 인덱스를 인코딩하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 여기서, 상기 N은 상기 좌상단 대상 영역의 샘플수이고, 상기 R은 간소화 계수(reduced coefficient)이고, 상기 R은 상기 N 보다 작을 수 있다. 상기 N 은 상기 좌상단 대상 영역의 폭(width) 과 높이(height)의 곱으로 도출될 수 있다.

또한, 상기 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함되지 않은 경우, 인코딩 장치는 상기 NSST 인덱스를 인코딩하는 것으로 결정할 수 있다. 이 경우, 변환 계수들에 대한 정보는 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소(syntax element)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소는 인코딩될 수 있다. 다시 말해, 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 위한 비트가 할당될 수 있다.

한편, 인코딩 장치는 상기 NSST 가 수행될 수 있는 조건에 해당하는지 판단할 수 있고, 상기 NSST 가 수행될 수 있는 경우, 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 인코딩하는 것으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 비트스트림으로부터 상기 대상 블록을 포함하는 대상 CTU 에 대한 NSST 인덱스 인디케이터(indicator)가 생성될 수 있고, 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 상기 대상 CTU 에 NSST 가 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다. 상기 NSST 인덱스 인디케이터의 값이 1인 경우, 인코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 인코딩하는 것으로 결정할 수 있고, 상기 NSST 인덱스 인디케이터의 값이 0인 경우, 디코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 인코딩하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 상술한 예와 같이 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 CTU 레벨로 시그널링될 수 있고, 또는 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 CU 레벨 또는 다른 상위 레벨로 시그널링될 수 있다.

또한, 상기 NSST 인덱스는 상기 대상 블록의 복수의 성분들에 대하여 사용될 수 있다.

예를 들어, 상기 NSST 인덱스가 상기 대상 블록의 루마 블록의 변환 계수들, 크로마 Cb 블록의 변환 계수들 및 크로마 Cr 블록의 변환 계수들에 대한 역변환에 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 루마 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들, 상기 크로마 Cb 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들 및 상기 크로마 Cr 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들이 스캔될 수 있고, 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함된 경우, 상기 NSST 인덱스는 인코딩되지 않는 것으로 결정될 수 있다. 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함되지 않은 경우, 상기 NSST 인덱스는 인코딩하는 것으로 결정될 수 있다. 이 경우, 변환 계수들에 대한 정보는 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소(syntax element)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소는 인코딩될 수 있다. 다시 말해, 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 위한 비트가 할당될 수 있다.

다른 예로, 상기 NSST 인덱스가 상기 대상 블록의 루마 블록의 변환 계수들 및 크로마 Cb 블록의 변환 계수들에 대한 역변환에 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 루마 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들 및 상기 크로마 Cb 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들이 스캔될 수 있고, 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함된 경우, 상기 NSST 인덱스는 인코딩되지 않는 것으로 결정될 수 있다. 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함되지 않은 경우, 상기 NSST 인덱스는 인코딩하는 것으로 결정될 수 있다. 이 경우, 변환 계수들에 대한 정보는 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소(syntax element)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소는 인코딩될 수 있다. 다시 말해, 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 위한 비트가 할당될 수 있다.

다른 예로, 상기 NSST 인덱스가 상기 대상 블록의 루마 블록의 변환 계수들 및 크로마 Cr 블록의 변환 계수들에 대한 역변환에 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 루마 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들 및 상기 크로마 Cr 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들이 스캔될 수 있고, 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함된 경우, 상기 NSST 인덱스는 인코딩되지 않는 것으로 결정될 수 있다. 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함되지 않은 경우, 상기 NSST 인덱스는 인코딩하는 것으로 결정될 수 있다. 이 경우, 변환 계수들에 대한 정보는 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소(syntax element)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소는 인코딩될 수 있다. 다시 말해, 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 위한 비트가 할당될 수 있다.

한편, 특정 조건을 기반으로 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 조건을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 최대값이 도출될 수 있고, 상기 범위는 0 내지 상기 도출된 최대값으로 도출될 수 있다. 상기 도출된 NSST 인덱스의 값은 상기 범위에 포함될 수 있다.

예를 들어, 상기 대상 블록의 사이즈를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 구체적으로, 최소 폭 및 최소 높이가 기설정될 수 있고, 상기 대상 블록의 폭 및 상기 최소 폭, 상기 대상 블록의 높이 및 상기 최소 높이를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 또한, 상기 대상 블록의 샘플수 및 특정값을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 상기 샘플수는 상기 대상 블록의 폭과 높이를 곱한 값일 수 있고, 상기 특정값은 기설정될 수 있다.

또한, 다른 예로, 상기 대상 블록의 타입을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 구체적으로, 상기 대상 블록이 비정방형 블록인지 여부를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 또한, 상기 대상 블록의 폭과 높이 간의 비율 및 특정값을 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 상기 대상 블록의 폭과 높이 간의 비율은 상기 대상 블록의 폭과 높이 중 긴 변을 짧은 변으로 나눈 값일 수 있고, 상기 특정값은 기설정될 수 있다.

또한, 다른 예로, 상기 대상 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 구체적으로, 상기 대상 블록의 인트라 예측 모드가 비방향성 인트라 예측 모드인지 또는 방향성 인트라 예측 모드인지 여부를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 또한, 상기 대상 블록의 인트라 예측 모드가 카테고리 A (Category A) 또는 카테고리 B (Category B) 에 포함된 인트라 예측 모드인지 여부를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 여기서, 상기 카테고리 A 에 포함된 인트라 예측 모드와 상기 카테고리 B에 포함된 인트라 예측 모드는 기설정될 수 있다. 일 예로, 상기 카테고리 A 는 2번 인트라 예측 모드, 10번 인트라 예측 모드, 18번 인트라 예측 모드, 26번 인트라 예측 모드, 34번 인트라 예측 모드, 42번 인트라 예측 모드, 50번 인트라 예측 모드, 58번 인트라 예측 모드 및 66번 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 카테고리 B 는 상기 카테고리 A 에 포함된 인트라 예측 모드 이외의 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.

또한, 다른 예로, 상기 대상 블록의 핵심 변환(core transform)에 대한 정보를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 예를 들어, 적응적 다중 핵심 변환(Adaptive Multiple core Transform, AMT)이 적용되는지 여부를 나타내는 AMT 플래그를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다. 또한, 수평 변환 커널을 가리키는 AMT 수평 플래그 및 수직 변환 커널을 가리키는 AMT 수직 플래그를 기반으로 상기 NSST 인덱스의 범위가 도출될 수 있다.

한편, 상기 NSST 인덱스의 값이 0인 경우, 상기 NSST 인덱스는 상기 대상 블록에 NSST 가 적용되지 않음을 가리킬 수 있다.

인코딩 장치는 변환 계수들에 대한 정보를 인코딩한다(S1330). 상기 변환 계수들에 대한 정보는 상기 변환 계수들의 크기, 위치 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 상기 변환 계수들에 대한 정보는 상기 NSST 인덱스, 상기 변환 인덱스 정보 및/또는 상기 AMT 플래그를 더 포함할 수 있다. 상기 변환 계수들에 대한 정보를 포함하는 영상 정보는 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 또한, 상기 영상 정보는 상기 NSST 인덱스 인디케이터 및/또는 예측 정보를 더 포함할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보 및 움직임 정보에 관한 정보(ex. 인터 예측이 적용되는 경우) 등을 포함할 수 있다.

출력된 비트스트림은 저장매체 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수 있다.

도 14는 본 발명에 따른 영상 인코딩 방법을 수행하는 인코딩 장치를 개략적으로 나타낸다. 도 13에서 개시된 방법은 도 14에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 14의 상기 인코딩 장치의 가산부는 도 13의 S1300을 수행할 수 있고, 상기 인코딩 장치의 변환부는 S1310을 수행할 수 있고, 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부는 도 13의 S1320 내지 S1330을 수행할 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 예측 샘플을 도출하는 과정은 상기 인코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있다.

도 15는 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 15에서 개시된 방법은 도 3에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 15의 S15400 내지 S1510은 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부, S1520은 상기 디코딩 장치의 역변환부, S1530은 상기 디코딩 장치의 가산부에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 예측 샘플을 도출하는 과정은 상기 디코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있다.

디코딩 장치는 상기 비트스트림으로부터 상기 대상 블록의 변환 계수들을 도출한다(S1500). 디코딩 장치는 상기 비트스트림을 통하여 수신된 상기 대상 블록의 변환 계수들에 대한 정보를 디코딩하여 상기 대상 블록의 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 수신된 상기 대상 블록의 변환 계수들에 대한 정보는 레지듀얼(residual) 정보라고 나타낼 수 있다.

한편, 상기 대상 블록의 변환 계수들은 상기 대상 블록의 루마 블록의 변환 계수들, 상기 대상 블록의 크로마 Cb 블록의 변환 계수들 및 상기 대상 블록의 크로마 Cr 블록의 변환 계수들을 포함할 수 있다.

디코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST(Non-Separable Secondary Transform) 인덱스를 도출한다(S1510).

일 예로, 디코딩 장치는 상기 대상 블록의 변환 계수들 중 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들을 스캔할 수 있고, 상기 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함된 경우, 상기 NSST 인덱스의 값을 0으로 도출할 수 있다. 여기서, 상기 N은 상기 대상 블록의 좌상단 대상 영역의 샘플수이고, 상기 R은 간소화 계수(reduced coefficient)이고, 상기 R은 상기 N 보다 작을 수 있다. 상기 N 은 상기 좌상단 대상 영역의 폭(width) 과 높이(height)의 곱으로 도출될 수 있다.

또한, 상기 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함되지 않은 경우, 디코딩 장치는 상기 비트스트림에 포함된 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소(syntax element)를 파싱(parsing)하여 상기 NSST 인덱스의 값을 도출할 수 있다. 즉, 상기 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함되지 않은 경우, 상기 비트스트림은 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 포함할 수 있고, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 수신된 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 파싱하여 상기 NSST 인덱스의 값을 도출할 수 있다.

한편, 디코딩 장치는 상기 NSST 가 수행될 수 있는 조건에 해당하는지 판단할 수 있고, 상기 NSST 가 수행될 수 있는 경우, 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 도출할 수 있다. 예를 들어, 비트스트림으로부터 상기 대상 블록을 포함하는 대상 CTU 에 대한 NSST 인덱스 인디케이터(indicator)가 시그널링될 수 있고, 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 상기 대상 CTU 에 NSST 가 가용한지(enabled) 여부를 나타낼 수 있다. 상기 NSST 인덱스 인디케이터의 값이 1인 경우, 디코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 도출할 수 있고, 상기 NSST 인덱스 인디케이터의 값이 0인 경우, 디코딩 장치는 상기 대상 블록에 대한 NSST 인덱스를 도출하지 않을 수 있다. 상술한 예와 같이 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 CTU 레벨로 시그널링될 수 있고, 또는 상기 NSST 인덱스 인디케이터는 CU 레벨 또는 다른 상위 레벨로 시그널링될 수 있다.

예를 들어, 상기 NSST 인덱스가 상기 대상 블록의 루마 블록의 변환 계수들, 크로마 Cb 블록의 변환 계수들 및 크로마 Cr 블록의 변환 계수들에 대한 역변환에 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 루마 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들, 상기 크로마 Cb 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들 및 상기 크로마 Cr 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들이 스캔될 수 있고, 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함된 경우, 상기 NSST 인덱스의 값은 0으로 도출될 수 있다. 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함되지 않은 경우, 상기 비트스트림은 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 포함할 수 있고, 상기 NSST 인덱스의 값은 비트스트림을 통하여 수신된 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 파싱하여 도출될 수 있다.

다른 예로, 상기 NSST 인덱스가 상기 대상 블록의 루마 블록의 변환 계수들 및 크로마 Cb 블록의 변환 계수들에 대한 역변환에 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 루마 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들 및 상기 크로마 Cb 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들이 스캔될 수 있고, 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함된 경우, 상기 NSST 인덱스의 값은 0으로 도출될 수 있다. 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함되지 않은 경우, 상기 비트스트림은 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 포함할 수 있고, 상기 NSST 인덱스의 값은 비트스트림을 통하여 수신된 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 파싱하여 도출될 수 있다.

다른 예로, 상기 NSST 인덱스가 상기 대상 블록의 루마 블록의 변환 계수들 및 크로마 Cr 블록의 변환 계수들에 대한 역변환에 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 루마 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들 및 상기 크로마 Cr 블록의 R+1번째부터 N번째의 변환 계수들이 스캔될 수 있고, 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함된 경우, 상기 NSST 인덱스의 값은 0으로 도출될 수 있다. 상기 스캔된 변환 계수들에 0이 아닌 변환 계수가 포함되지 않은 경우, 상기 비트스트림은 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 포함할 수 있고, 상기 NSST 인덱스의 값은 비트스트림을 통하여 수신된 상기 NSST 인덱스에 대한 신텍스 요소를 파싱하여 도출될 수 있다.

디코딩 장치는 상기 NSST 인덱스를 기반으로 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들에 대한 역변환(inversed transform)을 수행하여 상기 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출한다(S1520).

예를 들어, 상기 NSST 인덱스의 값이 0인 경우, 디코딩 장치는 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들에 대한 핵심 변환(core transform)을 수행하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.

구체적으로, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 적응적 다중 핵심 변환(Adaptive Multiple core Transform, AMT)이 적용되는지 여부를 나타내는 AMT 플래그를 획득할 수 있다.

상기 AMT 플래그의 값이 0 인 경우, 디코딩 장치는 DCT 타입 2를 상기 대상 블록에 대한 변환 커널로 도출할 수 있고, 상기 DCT 타입 2를 기반으로 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.

상기 AMT 플래그의 값이 1 인 경우, 디코딩 장치는 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋 및 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋을 구성할 수 있고, 상기 비트스트림으로부터 획득된 변환 인덱스 정보, 상기 변환 서브셋들을 기반으로 수평 변환 커널 및 수직 변환 커널을 도출할 수 있고, 상기 수평 변환 커널 및 상기 수직 변환 커널을 기반으로 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 여기서, 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋 및 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋은 DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8, 및/또는 DST 타입 1을 후보로 포함할 수 있다. 또한, 상기 변환 인덱스 정보는 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋에 포함된 후보들 중 하나를 가리키는 AMT 수평 플래그 및 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋에 포함된 후보들 중 하나를 가리키는 AMT 수직 플래그를 포함할 수 있다. 한편, 상기 변환 커널은 변환 타입 또는 변환 코어(core)라고 불릴 수 있다.

다른 예로, 상기 NSST 인덱스의 값이 0이 아닌 경우, 디코딩 장치는 상기 NSST 인덱스가 가리키는 간소화 변환 매트릭스(reduced transform matrix)를 기반으로 상기 대상 블록의 좌상단 대상 영역에 위치하는 변환 계수들에 대한 NSST 를 수행하여 수정된 변환 계수들을 도출할 수 있고, 상기 수정된 변환 계수들을 포함하는 상기 대상 블록에 대한 핵심 변환을 수행하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 상기 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 RxN 일 수 있고, 상기 N은 상기 좌상단 대상 영역의 샘플수일 수 있고, 상기 R은 간소화 계수(reduced coefficient)일 수 있고, 상기 R은 상기 N 보다 작을 수 있다.

상기 대상 블록에 대한 핵심 변환은 다음과 같이 수행될 수 있다. 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 적응적 다중 핵심 변환(Adaptive Multiple core Transform, AMT)이 적용되는지 여부를 나타내는 AMT 플래그를 획득할 수 있고, 상기 AMT 플래그의 값이 0 인 경우, 디코딩 장치는 DCT 타입 2를 상기 대상 블록에 대한 변환 커널로 도출할 수 있고, 상기 DCT 타입 2를 기반으로 상기 수정된 변환 계수들을 포함하는 상기 대상 블록에 대한 역변환을 수행하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.

상기 AMT 플래그의 값이 1 인 경우, 디코딩 장치는 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋 및 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋을 구성할 수 있고, 상기 비트스트림으로부터 획득된 변환 인덱스 정보, 상기 변환 서브셋들을 기반으로 수평 변환 커널 및 수직 변환 커널을 도출할 수 있고, 상기 수평 변환 커널 및 상기 수직 변환 커널을 기반으로 상기 수정된 변환 계수들을 포함하는 상기 대상 블록에 대한 역변환을 수행하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 여기서, 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋 및 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋은 DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8, 및/또는 DST 타입 1을 후보로 포함할 수 있다. 또한, 상기 변환 인덱스 정보는 상기 수평 변환 커널에 대한 변환 서브셋에 포함된 후보들 중 하나를 가리키는 AMT 수평 플래그 및 상기 수직 변환 커널에 대한 변환 서브셋에 포함된 후보들 중 하나를 가리키는 AMT 수직 플래그를 포함할 수 있다. 한편, 상기 변환 커널은 변환 타입 또는 변환 코어(core)라고 불릴 수 있다.

디코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성한다(S1530). 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 수신된 예측 정보를 기반으로 대상 블록에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 예측 샘플들과 상기 레지듀얼 샘플들의 가산을 통하여 상기 복원 픽처를 생성할 수 있다. 이후 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 디블록킹 필터링, SAO 및/또는 ALF 절차와 같은 인루프 필터링 절차가 상기 복원 픽처에 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.

도 16은 본 발명에 따른 영상 디코딩 방법을 수행하는 디코딩 장치를 개략적으로 나타낸다. 도 15에서 개시된 방법은 도 16에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 16의 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부는 도 15의 S1500 내지 S1510을 수행할 수 있고, 도 16의 상기 디코딩 장치의 역변환부는 도 15의 S1520을 수행할 수 있고, 도 16의 상기 디코딩 장치의 가산부는 도 15의 S1530을 수행할 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 예측 샘플을 도출하는 과정은 도 16의 상기 디코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있다.

상술한 본 발명에 따르면 NSST 인덱스의 범위를 대상 블록의 특정 조건을 기반으로 도출할 수 있고, 이를 통하여, 상기 NSST 인덱스를 위한 비트량을 감소시키고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 NSST 인덱스에 대한 신텍스 엘리먼트의 전송이 대상 블록에 대한 변환 계수들을 기반으로 결정될 수 있고, 이를 통하여, NSST 인덱스를 위한 비트량을 감소시키고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 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.

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.

Claims

디코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 디코딩 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 예측 모드 정보 및 레지듀얼 정보를 획득하는 단계;
상기 예측 모드 정보를 기반으로 대상 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계;
상기 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 대상 블록의 변환 계수들을 도출하는 단계;
0이 아닌 변환 계수가 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들 중 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는지를 결정하는 단계;
상기 0이 아닌 변환 계수가 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는지 여부를 기반으로 상기 대상 블록에 대한 비분리 변환 인덱스를 도출하는 단계;
상기 대상 블록의 상기 변환 계수들을 기반으로 역변환을 수행함으로써 상기 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하되, 상기 역변환은 상기 비분리 변환 인덱스를 기반으로 하는 단계; 및
상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하되,
상기 0이 아닌 변환 계수가 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는 경우를 기반으로, 상기 비분리 변환 인덱스의 값은 0으로 도출되고,
상기 비분리 변환 인덱스의 값이 0이 아닌 경우, 비분리 변환 기반의 상기 역변환은 상기 비분리 변환 인덱스와 관련된 변환 매트릭스를 기반으로 상기 역변환의 입력 계수들에 대해 수행되고,
상기 R은 상기 역변환의 상기 입력 계수들의 개수이고, 상기 N은 상기 대상 블록 내 상기 변환 계수들의 개수인 것을 특징으로 하는 비디오 디코딩 방법.
인코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 인코딩 방법에 있어서,
대상 블록의 예측 모드를 도출하는 단계;
상기 예측 모드를 기반으로 상기 대상 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계;
상기 예측 모드를 기반으로 예측 모드 정보를 생성하는 단계;
상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 변환을 수행함으로써 상기 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계;
0이 아닌 변환 계수가 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들 중 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는지를 결정하는 단계;
상기 0이 아닌 변환 계수가 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는지 여부를 기반으로, 상기 대상 블록에 대한 비분리 변환 인덱스의 인코딩 여부를 결정하는 단계; 및
상기 예측 모드 정보 및 상기 변환 계수들과 관련된 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되,
비분리 변환 기반의 상기 변환이 상기 비분리 변환 인덱스와 관련된 변환 매트릭스를 기반으로 상기 변환 계수들에 대해 수행되는 경우를 기반으로, 상기 0이 아닌 변환 계수는 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하지 않고,
상기 0이 아닌 변환 계수가 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는 경우를 기반으로, 상기 비분리 변환 인덱스는 인코딩하지 않는 것으로 결정되고,
상기 R은 상기 변환의 출력 계수들의 개수이고, 상기 N은 상기 대상 블록 내 상기 변환 계수들의 개수인 것을 특징으로 하는 비디오 인코딩 방법.
컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 상기 저장 매체는 특정 단계들에 의하여 생성된 비트스트림을 저장하고, 상기 단계들은,
대상 블록의 예측 모드를 도출하는 단계;
상기 예측 모드를 기반으로 상기 대상 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계;
상기 예측 모드를 기반으로 예측 모드 정보를 생성하는 단계;
상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 변환을 수행함으로써 상기 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계;
0이 아닌 변환 계수가 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들 중 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는지를 결정하는 단계;
상기 0이 아닌 변환 계수가 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는지 여부를 기반으로, 상기 대상 블록에 대한 비분리 변환 인덱스의 인코딩 여부를 결정하는 단계; 및
상기 예측 모드 정보 및 상기 변환 계수들과 관련된 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계를 포함하고,
비분리 변환 기반의 상기 변환이 상기 비분리 변환 인덱스와 관련된 변환 매트릭스를 기반으로 상기 변환 계수들에 대해 수행되는 경우를 기반으로, 상기 0이 아닌 변환 계수는 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하지 않고,
상기 0이 아닌 변환 계수가 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는 경우를 기반으로, 상기 비분리 변환 인덱스는 인코딩하지 않는 것으로 결정되고,
상기 R은 상기 변환의 출력 계수들의 개수이고, 상기 N은 상기 대상 블록 내 상기 변환 계수들의 개수인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
비디오에 대한 데이터의 전송 방법에 있어서,
상기 비디오에 대한 비트스트림을 획득하되, 상기 비트스트림은 대상 블록의 예측 모드를 도출하는 단계, 상기 예측 모드를 기반으로 상기 대상 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계, 상기 예측 모드를 기반으로 예측 모드 정보를 생성하는 단계, 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 대상 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 변환을 수행함으로써 상기 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계, 0이 아닌 변환 계수가 상기 대상 블록의 상기 변환 계수들 중 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는지를 결정하는 단계, 상기 0이 아닌 변환 계수가 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는지 여부를 기반으로, 상기 대상 블록에 대한 비분리 변환 인덱스의 인코딩 여부를 결정하는 단계, 및 상기 예측 모드 정보 및 상기 변환 계수들과 관련된 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계를 기반으로 생성되는 단계; 및
상기 비트스트림을 포함하는 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
비분리 변환 기반의 상기 변환이 상기 비분리 변환 인덱스와 관련된 변환 매트릭스를 기반으로 상기 변환 계수들에 대해 수행되는 경우를 기반으로, 상기 0이 아닌 변환 계수는 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하지 않고,
상기 0이 아닌 변환 계수가 상기 (R+1)번째부터 N번째 변환 계수들에 존재하는 경우를 기반으로, 상기 비분리 변환 인덱스는 인코딩하지 않는 것으로 결정되고,
상기 R은 상기 변환의 출력 계수들의 개수이고, 상기 N은 상기 대상 블록 내 상기 변환 계수들의 개수인 것을 특징으로 하는 전송 방법.