KR20240014595A

KR20240014595A - Cabac에 기반한 엔트로피 코딩 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20240014595A
Application number: KR1020247001955A
Authority: KR
Inventors: 남정학
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-06-15
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2024-02-01
Also published as: KR20230003417A; KR102480472B1; ES2945186T3; FI3809702T3; EP3809702A1; HRP20230465T1; EP3809702B1; US20230232007A1; US11665349B2; SI3809702T1; US20230254490A1; HUE061846T2; CN116527901A; WO2019240539A1; CN116527900A; KR20210003285A; EP4221208A1; EP3809702A4; US20210099709A1; US20220132128A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법은, 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 분할 플래그 신택스 요소(syntax element)에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하는 단계, 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하는 단계, 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 디코딩하는 단계, 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 기반으로 상기 현재 블록으로부터 현재 코딩 유닛을 도출하는 단계, 상기 현재 코딩 유닛에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 기반으로 예측된(predicted) 블록을 도출하는 단계 및 상기 예측된 블록을 기반으로 복원 블록(reconstructed block)을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

CABAC에 기반한 엔트로피 코딩 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CABAC-BASED ENTROPY CODING}

본 발명은 정지 영상 또는 동영상 인코딩/디코딩 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 쿼드 트리 (quad tree, QT) 구조로 영역을 분할하고 이진 트리 (binary tree, BT), 삼진 트리 (ternary tree, TT) 구조를 기반으로 CABAC 엔트로피 부호화를 수행 시, 컨텍스트 모델을 사용하는 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 CABAC에 기반한 영상 코딩의 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 영상을 압축하는 과정에서 QT(Quad Tree) 구조, BT(Binary Tree) 구조 및 TT(Ternary Tree) 구조를 기반으로 블록 구조 및 블록 분할을 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조에 기반하여 CABAC에 따른 엔트로피 부호화를 수행할 시, 컨텍스트 모델을 이용하여 영상을 보다 효율적으로 부호화 및 복호화하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 분할 플래그 신택스 요소(syntax element)에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하는 단계, 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하는 단계, 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) 기반으로 디코딩하는 단계, 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 기반으로 상기 현재 블록으로부터 현재 코딩 유닛을 도출하는 단계, 상기 현재 코딩 유닛에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 기반으로 예측된(predicted) 블록을 도출하는 단계 및 상기 예측된 블록을 기반으로 복원 블록(reconstructed block)을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그(directional split flag)를 포함하고, 상기 분할 가용성 정보는 BT(Binary Tree) 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, TT(Ternary Tree) 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함하고, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 컨텍스트 인덱스는, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 픽처 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는, 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 분할 플래그 신택스 요소에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하고, 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하고, 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 디코딩하고, 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 기반으로 상기 현재 블록으로부터 현재 코딩 유닛을 도출하는 엔트로피 디코딩부, 상기 현재 코딩 유닛에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 기반으로 예측된 블록을 도출하는 예측부 및 상기 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하는 가산부를 포함하되, 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그를 포함하고, 상기 분할 가용성 정보는 BT 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, TT 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함하고, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 컨텍스트 인덱스는, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 현재 블록의 분할 구조를 나타내는 분할 플래그 신택스 요소를 도출하는 단계, 상기 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 상기 분할 플래그 신택스 요소에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하는 단계, 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하는 단계 및 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 인코딩하는 단계를 포함하되, 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그를 포함하고, 상기 분할 가용성 정보는 BT 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, TT 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함하고, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 컨텍스트 인덱스는, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 픽처 인코딩을 수행하는 인코딩 장치가 제공된다. 상기 인코딩 장치는, 현재 블록의 분할 구조를 나타내는 분할 플래그 신택스 요소를 도출하고, 상기 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 상기 분할 플래그 신택스 요소에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하고, 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하고, 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 인코딩하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되, 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그를 포함하고, 상기 분할 가용성 정보는 BT 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, TT 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함하고, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 컨텍스트 인덱스는, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 따르면 인트라 예측에 기반한 영상 코딩의 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 따르면 CABAC에 기반한 영상 코딩의 효율을 높일 수 있다.

본 발명에 따르면 CCLM에 기반한 인트라 예측을 하드웨어에서 구현할 시 파이프 라인 딜레이(pipeline delay)를 개선할 수 있다.

본 발명에 따르면 영상을 압축하는 과정에서 QT(Quad Tree) 구조, BT(Binary Tree) 구조 및 TT(Ternary Tree) 구조를 기반으로 블록 구조 및 블록 분할을 결정할 수 있다.

본 발명에 따르면 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조에 기반하여 CABAC에 따른 엔트로피 부호화를 수행할 시, 컨텍스트 모델을 이용하여 영상을 보다 효율적으로 부호화 및 복호화 할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 QT 분할, BT 분할 및 TT 분할의 예시를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 엔트로피 인코딩부의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 엔트로피 디코딩부의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 엔트로피 인코딩부의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 엔트로피 디코딩부의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 도시하는 도면이다.

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.

이하의 설명은 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준, EVC (essential video coding) 표준, AV1 (AOMedia Video 1) 표준, AVS2 (2nd generation of audio video coding standard) 또는 차세대 비디오/영상 코딩 표준(ex. H.267, H.268 등)에 개시되는 방법에 적용될 수 있다.

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.

본 명세서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)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 인코딩 장치(video encoding apparatus)의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 인코딩/디코딩 장치는 비디오 인코딩/디코딩 장치 및/또는 영상 인코딩/디코딩 장치를 포함할 수 있고, 비디오 인코딩/디코딩 장치가 영상 인코딩/디코딩 장치를 포함하는 개념으로 사용되거나, 영상 인코딩/디코딩 장치가 비디오 인코딩/디코딩 장치를 포함하는 개념으로 사용될 수도 있다.

도 1을 참조하면, (비디오) 인코딩 장치(100)는 픽처 분할부(picture partitioning module, 105), 예측부(prediction module, 110), 레지듀얼 처리부(residual processing module, 120), 엔트로피 인코딩부(entropy encoding module, 130), 가산부(adder, 140), 필터부(filtering module, 150) 및 메모리(memory, 160)을 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(120)는 감산부(substractor, 121), 변환부(transform module, 122), 양자화부(quantization module, 123), 재정렬부(rearrangement module, 124), 역양자화부(dequantization module, 125) 및 역변환부(inverse transform module, 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, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리(ternary) 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조/터너리 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 블록 또는 레지듀얼 블록을 의미할 수도 있다)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 엔트로피 인코딩 또는 기 설정된 방법에 따라 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보들은 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다.

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(reconstruction module) 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 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치(video decoding apparatus)의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 디코딩 장치라 함은 영상 디코딩 장치를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 비디오 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoding module, 210), 레지듀얼 처리부(residual processing module, 220), 예측부(prediction module, 230), 가산부(adder, 240), 필터부(filtering module, 250) 및 메모리(memory, 260)을 포함할 수 있다. 여기서 레지듀얼 처리부(220)는 재정렬부(rearrangement module, 221), 역양자화부(dequantization module, 222), 역변환부(inverse transform module, 223)을 포함할 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나, 비디오 디코딩 장치(200)는 비디오 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하는 수신부를 포함할 수 있다. 상기 수신부는 별도의 모듈로 구성될 수도 있고 또는 엔트로피 디코딩부(210)에 포함될 수 있다.

비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 비디오 디코딩 장치는(200)는 비디오 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 비디오/영상/픽처를 복원할 수 있다.

예컨대, 비디오 디코딩 장치(200)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, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 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(210)는 비트스트림을 파싱하여 비디오 복원 또는 픽처 복원에 필요한 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)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 컨택스트(context) 모델을 결정하고, 결정된 컨택스트 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 컨택스트 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 컨택스트 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 컨택스트 모델을 업데이트할 수 있다.

엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(230)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(221)로 입력될 수 있다.

재정렬부(221)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(221)는 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캐닝에 대응하여 재정렬을 수행할 수 있다. 여기서 재정렬부(221)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(221)는 역양자화부(222)의 일부일 수 있다.

역양자화부(222)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(223)는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 샘플들을 유도할 수 있다.

예측부(230)는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(230)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수도 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.

예측부(230)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(230)는 현재 픽처 내의 주변 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)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(230)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 참조 픽처 상에서 특정되는 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)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(230)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(230)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(230)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(230)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(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 더하여 현재 블록 혹은 현재 픽처를 복원할 수 있다. 가산부(240)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(240)를 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(240)는 예측부(230)의 일부일 수도 있다. 한편, 가산부(240)는 복원부(reconstruction module) 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.

필터부(250)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(260)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(250)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 예컨대, 메모리(260)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(260)는 복원된 픽처를 출력 순서에 따라서 출력할 수도 있다.

한편, 상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.

상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 QT 분할, BT 분할 및 TT 분할의 예시를 나타내는 도면이다.

비디오 코딩에서 하나의 블록은 쿼드 트리 (quad-tree, QT) 기반으로 분할될 수 있다. 또한, QT에 의해서 분할된 하나의 서브 블록 (sub block)은 QT를 사용하여 재귀적으로 더 분할될 수 있다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 말단 블록(leaf block)은 이진 트리 (binary tree, BT), 삼진 트리 (ternary tree, TT), 스트라이프 트리 (stripe tree, ST) 등에 의해서 분할될 수 있다. BT는 horizontal (수평) BT(2NxN, 2NxN)와 vertical (수직) BT (Nx2N, Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. TT는 horizontal (수평) TT (2Nx1/2N, 2NxN, 2Nx1/2N)와 vertical (수직) TT (1/2Nx2N, Nx2N, 1/2Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. ST는 horizontal (수평) ST (2Nx1/2N, 2Nx1/2N, 2Nx1/2N, 2Nx1/2N), vertical (수직) ST (1/2Nx2N, 1/2Nx2N, 1/2Nx2N, 1/2Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. 각각의 BT, TT, ST는 BT, TT, ST를 사용하여 재귀적으로 더 분할 될 수 있다.

도 3a는 QT 분할의 예를 보여준다. 블록 A는 QT에 의해서 4개의 서브 블록 (A0, A1, A2, A3)으로 분할 될 수 있다. 서브 블록 A1은 다시 QT에 의해서 4개의 서브 블록 (B0, B1, B2, B3)로 분할 될 수 있다.

도 3b는 BT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3는 vertical BT (C0, C1) 또는 horizontal BT (D0, D1)로 분할 될 수 있다. 블록 C0와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal BT (E0, E1) 또는 vertical BT (F0, F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할 될 수 있다.

도 3c는 TT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical TT (C0, C1, C2) 또는 horizontal TT (D0, D1, D2) 로 분할 될 수 있다. 블록 C1과 같이 각각의 서브 블록은 horizontal TT (E0, E1, E2) 또는 vertical TT (F0, F1, F2)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할 될 수 있다.

아래의 표 1은 BT 및 TT를 사용하는 경우, 코딩 쿼드 트리(coding quadtree) 신택스의 예시를 나타낸다.

[표 1]

신택스 요소 split_qt_flag는 현재 (부호화) 블록이 QT로 4분할 되는지 여부를 나타낸다. split_qt_flag 값이 0 이면 현재 블록이 QT 분할되지 않음을 의미하고, split_qt_flag 값이 1 이면 현재 블록이 QT 분할됨을 의미한다. x0와 y0는 휘도 영상의 좌상단(top-left)의 위치를 나타낸다.

본 명세서에서는 특정 정보 또는 개념을 정의하기 위한 특정 용어 또는 문장을 사용하고 있다. 예를 들어, 본 명세서에서는 특정 신택스 요소(syntax element)를 정의하기 위한 특정 용어 또는 문장을 사용하고 있다. 일 예시에서, 본 명세서는 현재 (부호화) 블록이 QT로 4분할 되는지 여부를 나타내는 신택스 요소를 "split_qt_flag"라고 정의하고 있고, 현재 (부호화) 블록이 추가적으로 더 분할이 되는지 여부를 나타내는 신택스 요소를 "split_fur_flag"로 정의하고 있다. 그러나, "split_qt_flag"는 qt_split_flag, QT 스플릿 플래그 등 다양한 용어로 대체될 수 있고, "split_fur_flag"는 further_split_flag, fur_split_flag 등 다양한 용어로 대체될 수 있는 바, 본 명세서에서 특정 정보 또는 개념을 정의하기 위해 사용된 특정 용어 또는 문장을 명세서 전반에서 해석함에 있어서 그 명칭에 국한된 해석을 하여서는 안 되고, 상기 용어가 나타내고자 하는 내용에 따른 다양한 동작, 기능 및 효과에 주목하여 해석할 필요가 있다.

아래의 표 2는 코딩 트리(coding tree)에 대한 신택스의 예시를 나타낸다.

[표 2]

신택스 요소 split_fur_flag는 현재 (부호화) 블록이 추가적으로 더 분할이 되는지 여부를 나타낸다. split_fur_flag의 값이 0이면 현재 블록이 더 이상 분할되지 않음을 의미하며, split_fur_flag의 값이 1 이면 현재 블록이 분할되는 것을 의미한다. 신택스 요소 split_bt_flag는 BT 또는 TT를 기반으로 분할 되는지 여부를 나타낸다. split_bt_flag의 값이 1이면 현재 블록이 BT를 기반으로 분할되는 것을 의미하고, split_bt_flag 값이 0이면 현재 블록이 TT를 기반으로 분할되는 것을 의미한다.

현재 블록의 분할 타입(SplitType)은 신택스 요소 split_fur_flag와 신택스 요소 split_bt_flag를 기반으로 아래의 표 3과 같이 결정될 수 있다.

[표 3]

표 3을 참조하면, split_fur_flag의 값이 0이어서 현재 블록이 더 이상 분할되지 않으면, SplitType은 NO_SPLIT(분할되지 않음)으로 결정되는 것을 확인할 수 있다. 또한, split_fur_flag의 값이 1이어서 현재 블록이 분할될 때, split_bt_flag의 값이 1이면 SplitType이 BT로 결정되고, split_bt_flag의 값이 0이면 SplitType이 TT로 결정되는 것을 확인할 수 있다.

신택스 요소 split_dir은 현재 블록이 분할되는 방향을 나타낸다. split_dir의 값이 0이면 현재 블록이 수평 방향으로 분할되는 것을 의미하고, split_dir의 값이 1 이면 현재 블록이 수직 방향으로 분할되는 것을 의미한다. SplitType과 split_dir을 기반으로, 블록의 분할 모드(SplitMode)는 아래의 표 4와 같이 유도될 수 있다.

[표 4]

표 4를 참조하면, SplitType이 BT일 때, split_dir의 값이 0이면 SplitMode는 PART_BT_HOR, 즉 BT 수평 방향 분할 모드로 결정되고, split_dir의 값이 1이면 SplitMode는 PART_BT_VER, 즉 BT 수직 방향 분할 모드로 결정되는 것을 확인할 수 있다. 또한, SplitType이 TT일 때, split_dir의 값이 0이면 SplitMode는 PART_TT_HOR, 즉 TT 수평 방향 분할 모드로 결정되고, split_dir의 값이 1이면 SplitMode는 PART_TT_VER, 즉 TT 수직 방향 분할 모드로 결정되는 것을 확인할 수 있다.

각 영상에 대해서 QT 구조로 영역을 분할할 때, 인코더 및 디코더는 성능과 복잡도의 관계를 고려하여 QT의 분할 정도를 조정하는 신택스 요소를 전송할 수 있다. 예를 들어, 최대 QT 블록 크기 (MaxQTSize), 최소 QT 블록 크기 (MinQTSize), 최대 QT 블록 분할 깊이 (MaxQTDepth) 등의 신택스 요소가 전송될 수 있다. 여기서, 최대 QT 블록 크기는 처음으로 QT 분할하는 최대 블록의 크기를 의미할 수 있고, log2 스케일의 형태로 표현될 수 있다. 최소 QT 블록 크기는 QT 분할에 의한 가장 작은 블록의 크기를 의미할 수 있고, log2 스케일의 형태로 표현될 수 있다. 또한, 최대 QT 분할 깊이는 최대 QT 블록 크기로부터 몇 번의 QT 분할을 허용하는지를 의미할 수 있다.

각 영상에 대해서 QT 구조로 영역을 분할한 후 BT 구조로 블록을 분할 할 때, 인코더 및 디코더는 성능과 복잡도의 관계를 고려하여 BT의 분할 정도를 조정하는 신택스 요소를 전송할 수 있다. 예를 들어, 최대 BT 블록 크기 (MaxBTSize), 최소 BT 블록 크기 (MinBTSize), 최대 BT 블록 분할 깊이 (MaxBTDepth) 등의 신택스 요소가 전송될 수 있다. 보다 구체적으로, 최대 BT 블록 크기는 처음으로 BT 분할이 허용되는 최대 블록의 크기를 의미할 수 있고, log2 스케일의 형태로 표현될 수 있다. 최소 BT 블록 크기는 BT 분할에 의한 가장 작은 블록의 크기를 의미할 수 있고, log2 스케일의 형태로 표현될 수 있다. 또한, 최대 BT 분할 깊이는 최대 BT 블록 크기로부터 몇 번의 BT 분할을 허용하는지를 의미할 수 있다.

각 영상에 대해서 QT 구조로 영역을 분할한 후 TT 구조로 블록을 분할 할 때, 인코더 및 디코더는 성능과 복잡도의 관계를 고려하여 TT의 분할 정도를 조정하는 신택스 요소를 전송할 수 있다. 예를 들어, 최대 TT 블록 크기 (MaxTTSize), 최소 TT 블록 크기 (MinTTSize), 최대 TT 블록 분할 깊이 (MaxTTDepth) 등의 신택스 요소가 전송될 수 있다. 보다 구체적으로, 최대 TT 블록 크기는 처음으로 TT 분할이 허용되는 최대 블록의 크기를 의미할 수 있고, log2 스케일의 형태로 표현될 수 있다. 최소 TT 블록 크기는 TT 분할에 의한 가장 작은 블록의 크기를 의미할 수 있고, log2 스케일의 형태로 표현될 수 있다. 또한, 최대 TT 분할 깊이는 최대 TT 블록 크기로부터 몇 번의 TT 분할을 허용하는지를 의미할 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 엔트로피 인코딩부의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)이 적용되는 엔트로피 인코딩부의 개략적인 블록도를 나타낸다.

본 발명이 적용되는 엔트로피 인코딩부(400)는 이진화부(410), 컨텍스트 모델링부(420), 이진 산술 인코딩부(430) 및 메모리(460)를 포함하고, 상기 이진 산술 인코딩부(430)는 정규 이진 인코딩부(regular binary encoding unit)(440) 및 바이패스 이진 인코딩부(bypass binary encoding unit)(450)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 정규 이진 인코딩부(regular binary encoding unit)(440) 및 상기 바이패스 이진 인코딩부(bypass binary encoding unit)(450)는 각각 정규 코딩 엔진, 바이패스 코딩 엔진이라 불릴 수도 있다.

상기 이진화부(410)은 데이터 심볼들의 시퀀스를 수신하고 이진화를 수행함으로써 0 또는 1의 이진화된 값으로 구성된 이진 심볼(bin) 스트링을 출력할 수 있다. 상기 이진화부(410)은 신택스(syntax) 요소들을 이진 심볼들로 매핑할 수 있다. 서로 다른 여러 이진화 과정들, 예를 들어, 단항(unary: U), 끝이 잘린 단항(truncated unary: TU), k차 Exp-Golomb (EGk), 및 고정 길이(Fixed Length) 과정 등이 이진화를 위해 사용될 수 있다. 상기 이진화 과정은 신택스 요소의 유형을 기반으로 선택될 수 있다.

출력된 이진 심볼 스트링은 컨텍스트 모델링부(420)로 전송될 수 있다.

상기 컨텍스트 모델링부(420)는 메모리로부터 현재 블록을 코딩하는데 필요한 확률 정보를 선택하여 상기 이진 산술 인코딩부(430)로 전송할 수 있다. 예를 들어, 코딩할 신택스 엘리먼트에 기초하여 컨텍스트 메모리를 선택하고 빈 인덱스(binIdx)를 통해 현재 신택스 엘리먼트 코딩에 필요한 확률 정보를 선택할 수 있다. 여기서, 컨텍스트는 심볼의 발생 확률에 관한 정보를 의미하고, 컨텍스트 모델링은 이진화 결과인 빈(bin)을 입력으로 하여 이진 산술 코딩에 필요한 빈(bin)의 확률을 추정하는 과정을 의미할 수 있다.

상기 컨텍스트 모델링부(420)는 높은 코딩 효율을 성취하기 위해 필요한 (정확한) 확률 추정을 제공할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 이진 심볼들에 대해 서로 다른 컨텍스트 모델들이 사용될 수 있고 이러한 컨텍스트 모델의 확률은 이전에 코딩된 이진 심볼의 값들을 기반으로 업데이트될 수 있다. 이때, 이전에 코딩된 이진 심볼의 값들은 상기 메모리(460)에 저장되고, 상기 컨텍스트 모델링부(420)는 이로부터 이전에 코딩된 이진 심볼의 값들을 이용할 수 있다.

유사한 분포를 가지는 이진 심볼들은 동일한 컨텍스트 모델을 공유할 수 있다. 이러한 각 이진 심볼에 대한 컨텍스트 모델은 확률 추정을 위해, 빈의 신택스 정보, 빈 스트링에서의 빈의 위치를 나타내는 빈 인덱스(binIdx), 빈이 들어 있는 블록의 이웃 블록에 포함된 빈의 확률 중 적어도 하나가 이용될 수 있다.

상기 이진 산술 인코딩부(430)는 정규 이진 인코딩부(regular binary encoding unit)(440) 및 바이패스 이진 인코딩부(bypass binary encoding unit)(450)를 포함하고, 출력된 스트링에 대한 엔트로피 인코딩을 수행하고 압축된 데이터 비트들을 출력할 수 있다.

상기 정규 이진 인코딩부(regular binary encoding unit)(440)는 재귀적 구간 분할(recursive interval division)을 기반으로 산술 코딩을 수행할 수 있다.

먼저, 0 내지 1의 초기값을 가지는 구간(또는 범위)이 이진 심볼의 확률을 기반으로 두 개의 하위 구간들로 분할될 수 있다. 인코딩된 비트들은 이진 분수로 변환되는 경우 디코딩된 이진 심볼의 값을 나타내는 두 개의 하위 구간 중 하나를 선택하는 오프셋을 제공할 수 있다.

디코딩된 모드의 이진 심볼 이후에, 상기 구간은 선택된 하위 구간을 동일하게 하기 위해 업데이트될 수 있으며, 상기 구간 분할 과정 자체가 반복될 수 있다. 상기 구간 및 오프셋은 제한된 비트 정밀도를 가지며, 따라서 상기 구간이 특정한 값 아래로 떨어질 때마다 오버플로우를 방지하기 위해 재정규화(renormalization)가 필요할 수 있다. 상기 재정규화(renormalization)는 각각의 이진 심볼이 디코딩된 이후에 발생할 수 있다.

상기 바이패스 이진 인코딩부(bypass binary encoding unit)(450)는 컨텍스트 모델 없이 인코딩을 수행하며, 현재 코딩되는 빈(bin)의 확률을 0.5로 고정하여 코딩을 수행할 수 있다. 이는 신택스의 확률을 결정하기 어렵거나 고속으로 코딩하고자 할 때 이용될 수 있다.

도 5는 일 실시예에 따른 엔트로피 디코딩부의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)이 적용되는 엔트로피 디코딩부의 개략적인 블록도를 나타낸다.

일 실시예에 따른 엔트로피 디코딩부(500)는 컨텍스트 모델링부(510), 이진 산술 디코딩부(520), 메모리(550) 및 역이진화부(560)를 포함할 수 있고, 상기 이진 산술 디코딩부(520)는 정규 이진 디코딩부(regular binary decoding unit)(530) 및 바이패스 이진 디코딩부(bypass binary decoding unit)(540)를 포함할 수 있다.

상기 엔트로피 디코딩부(500)는 비트스트림을 수신하고 그로부터 바이패스 플래그(bypass flag)를 확인할 수 있다. 여기서, 바이패스 플래그(bypass flag)는 바이패스 모드(bypass mode)인지 여부를 나타내고, 상기 바이패스 모드(bypass mode)는 컨텍스트 모델을 이용하지 않고, 현재 코딩되는 빈(bin)의 확률을 0.5로 고정하여 코딩을 수행하는 것을 의미할 수 있다.

상기 바이패스 플래그(bypass flag)에 따라 바이패스 모드(bypass mode)가 아닌 경우, 상기 정규 이진 디코딩부(regular binary decoding unit)(530)는 정규 모드(regular mode)에 따라 이진 산술 디코딩을 수행할 수 있다.

이때, 상기 컨텍스트 모델링부(510)는 상기 메모리(550)로부터 현재 비트스트림을 디코딩하는데 필요한 확률 정보를 선택하여 상기 정규 이진 디코딩부(regular binary decoding unit)(530)로 전송할 수 있다.

한편, 상기 바이패스 플래그(bypass flag)에 따라 바이패스 모드(bypass mode)인 경우, 상기 바이패스 이진 디코딩부(bypass binary decoding unit)(540)는 바이패스 모드(bypass mode)에 따라 이진 산술 디코딩을 수행할 수 있다.

상기 역이진화부(560)는 상기 이진 산술 디코딩부(520)에서 디코딩된 이진수 형태의 빈(bin)을 입력받아 정수 형태의 신택스 엘리먼트 값으로 변환하여 출력할 수 있다.

도 6은 일 실시예에 따른 엔트로피 인코딩부의 동작을 도시하는 흐름도이다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부는, 신택스 엘리먼트에 대해 이진화를 수행할 수 있다(S610).

일 실시예에 따른 엔트로피 인코딩부는, 정규 모드에 따라 이진 산술 코딩을 수행할지 또는 바이패스 모드에 따라 이진 산술 코딩을 수행할지 여부를 결정할 수 있다(S620). 예를 들어, 엔트로피 인코딩부는 바이패스 플래그(bypass flag)에 기초하여 정규 모드인지 바이패스 모드인지 여부를 확인할 수 있으며, 상기 바이패스 플래그(bypass flag)가 1이면 바이패스 모드를 나타내고, 0이면 정규 모드를 나타낼 수 있다.

정규 모드에 따라 이진 산술 코딩을 수행할 것으로 결정된 경우, 상기 엔트로피 인코딩부는 확률 모델을 선택할 수 있고(S630), 상기 확률 모델에 기초하여 이진 산술 인코딩을 수행할 수 있다(S640). 또한, 엔트로피 인코딩부는 확률 모델을 업데이트할 수 있으며(S650), S630 단계에서 업데이트된 확률 모델을 기반으로 다시 적합한 확률 모델을 선택할 수 있다.

만약 바이패스 모드에 따라 이진 산술 코딩을 수행할 것으로 결정된 경우, 상기 엔트로피 인코딩부는 확률 0.5에 기초하여 이진 산술 인코딩을 수행할 수 있다(S660).

도 7은 일 실시예에 따른 엔트로피 디코딩부의 동작을 도시하는 흐름도이다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부는, 비트스트림을 수신할 수 있다(S710).

일 실시예에 따른 엔트로피 디코딩부는, 상기 비트스트림으로부터 바이패스 플래그(bypass flag)를 추출하여 정규 모드인지 또는 바이패스 모드인지 여부를 확인할 수 있다(S720). 여기서, 상기 바이패스 플래그(bypass flag)는 신택스의 종류에 따라 기 결정되어 있을 수 있다.

상기 바이패스 플래그(bypass flag)가 정규 모드를 나타내는 경우, 상기 엔트로피 디코딩부는 확률 모델을 선택할 수 있고(S730), 상기 선택된 확률 모델을 기반으로 이진 산술 디코딩을 수행할 수 있다(S740). 또한, 상기 엔트로피 디코딩부는 확률 모델을 업데이트할 수 있으며(S750), S730 단계에서 업데이트된 확률 모델을 기반으로 다시 적합한 확률 모델을 선택할 수 있다.

한편, 상기 바이패스 플래그(bypass flag)가 바이패스 모드를 나타내는 경우, 상기 엔트로피 디코딩부는 확률 0.5에 기초하여 이진 산술 디코딩을 수행할 수 있다(S760).

상기 엔트로피 디코딩부는 디코딩된 빈스트링(bin string)에 대해 역이진화를 수행할 수 있다(S770). 예를 들어, 엔트로피 디코딩부는 디코딩된 이진수 형태의 빈(bin)을 입력 받아 정수 형태의 신택스 엘리먼트 값으로 변환하여 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 CABAC 엔트로피 부호화를 위한 컨텍스트 모델을 결정하는 방법을 제안한다. 전술된 바와 같이 split_bt_flag는 현재 블록이 BT로 분할되었는지 또는 TT로 분할되었는지 여부를 나타낼 수 있다. 상기 신택스 요소 split_bt_flag는 mtt_split_cu_binary_flag 등으로 지칭될 수 있다. 상기 신택스 요소 split_bt_flag에 대한 컨텍스트 모델은 현재 블록으로부터 분할 가능한 BT 및 TT의 개수에 따라서 결정될 수 있다. 아래의 수학식 1은 블록 분할 가용성 정보에 따른 컨텍스트 인덱스(CtxIdx)의 값을 나타낸다.

[수학식 1]

CtxIdx = (availableBTHOR && availableBTVER) * 2 + (availableTTHOR && availableTTVER)

본 명세서에서 "블록 분할 가용성 정보"는 블록 분할 조건을 나타낼 수 있다. 블록 분할 가용성 정보는, BT(Binary Tree) 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, TT(Ternary Tree) 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 블록 분할 가용성 정보는 블록 사이즈 정보, 멀타 타입 트리 뎁스 정보, 최대 멀티 트리 사이즈 정보 중 적어도 하나를 기반으로 도출될 수 있다.

수학식 1의 availableBTHOR은 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보를 나타내고, availableBTVER은 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보를 나타내고, availableTTHOR은 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보를 나타내고, availableTTVER은 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 나타낼 수 있다. CtxIdx의 값의 범위는, 예를 들어 0 이상 3 이하일 수 있다.

상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보는 availableBTHOR 뿐 아니라, available_BT_HOR, allowSplitBTHor 등 다양한 명칭으로 지칭될 수 있다. 마찬가지로, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보는 available_BT_VER, allowSplitBTVer 등으로 지칭될 수 있고, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보는 available_TT_HOR, allowSplitTTHor 등으로 지칭될 수 있으며, 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보는 available_TT_VER, allowSplitTTVer 등으로 지칭될 수 있다.

아래의 표 5는 availableBTHOR, availableBTVER, availableTTHOR 및 availableTTVER 값에 따른 CtxIdx 값의 예시를 나타내고 있다.

[표 5]

availableBTHOR, availableBTVER, availableTTHOR 및 availableTTVER 각각의 값이 0이면 각 분할 구조에 따른 분할이 불가함을 나타내고, 각각의 값이 1이면 각 분할 구조에 따른 분할이 가능함을 나타낸다. Ctxidx의 값이 해당 없음(N/A)인 경우는, split_bt_flag의 시그널링이 불필요하므로 CtxIdx 값을 결정할 필요가 없는 경우를 나타낼 수 있다.

일 실시예에서는 split_bt_flag의 부호화를 위해 4개의 컨텍스트 모델(context model)을 이용할 수 있다. 아래의 표 6은 CtxIdx의 값에 따른 CABAC 초기 값(InitValue)의 예를 나타낸다.

[표 6]

또 다른 예에서는, CtxIdx의 값이 0 또는 3 일 때는 동일한 CABAC 초기 값을 사용하고, 유사한 통계적 특성을 가지는 경우에는 split_bt_flag의 부호화를 위해 3개의 컨텍스트 모델을 사용할 수 있다. 즉, CtxIdx의 값이 3 일 때는 CtxIdx의 값을 0으로 대체할 수 있다. 아래의 표 7은 3 개의 컨텍스트 모델을 사용하는 경우, CtxIdx의 값에 따른 CABAC 초기 값의 예를 나타낸다.

[표 7]

본 발명의 다른 일 실시예에서는 CABAC 엔트로피 부호화를 위한 컨텍스트 모델을 결정하는 다른 방법을 제안한다. 일 예시에서는 신택스 요소 split_bt_flag가 먼저 시그널링되어 BT 분할인지 또는 TT 분할인지 여부를 결정한 후, 신택스 요소 split_dir가 시그널링되어 수평 방향 분할인지 또는 수직 방향 분할인지 여부를 결정할 수 있다. 신택스 요소 split_dir은 경우에 따라서 mtt_split_cu_vertical_flag로 지칭될 수도 있다. 다른 일 예시에서는, 신택스 요소 split_dir가 먼저 시그널링되어 수평 방향 분할인지 또는 수직 방향 분할인지 여부를 결정한 후, 신택스 요소 split_bt_flag가 시그널링되어 BT 분할인지 또는 TT 분할인지 여부를 결정할 수 있다.

이때 상기 신택스 요소 split_dir에 대한 컨텍스트 모델은 현재 블록으로부터 분할 가능한 수평 분할 및 수직 분할의 개수에 따라서 결정될 수 있다. 아래의 수학식 2는 블록 분할 가용성 정보에 따른 컨텍스트 인덱스(CtxIdx)의 값을 나타낸다.

[수학식 2]

CtxIdx = (availableBTHOR && availableTTHOR) * 2 + (availableBTVER && availableTTVER)

아래의 표 8은 availableBTHOR, availableBTVER, availableTTHOR 및 availableTTVER 값에 따른 CtxIdx 값의 예시를 나타내고 있다.

[표 8]

표 8에서 Ctxidx의 값이 해당 없음(N/A)인 경우는, split_dir_flag의 시그널링이 불필요하므로 CtxIdx 값을 결정할 필요가 없는 경우를 나타낼 수 있다.

일 실시예에서, 표 8을 참조하면 availableBTHOR의 값 및 availableTTHOR의 값이 0이거나, availableBTVER 및 availableTTVER의 값이 0인 경우, split_dir 에 대한 CtxIdx가 도출되지 않는 것을 확인할 수 있다.

일 실시예에서, 표 8을 참조하면, (availableBTHOR || availableTTHOR ) && (availableBTVER || availableTTVER)의 값이 0이면 상기 split_dir에 대한 CtxIdx가 도출되지 않는 것을 확인할 수 있다.

일 실시예에서는 split_dir_flag의 부호화를 위해 4개의 컨텍스트 모델(context model)을 이용할 수 있다. 아래의 표 9는 CtxIdx의 값에 따른 CABAC 초기 값(InitValue)의 예를 나타낸다.

[표 9]

또 다른 예에서는, CtxIdx의 값이 0 또는 3 일 때는 동일한 CABAC 초기 값을 사용하고, 유사한 통계적 특성을 가지는 경우에는 split_bt_flag의 부호화를 위해 3개의 컨텍스트 모델을 사용할 수 있다. 즉, CtxIdx의 값이 3 일 때는 CtxIdx의 값을 0으로 대체할 수 있다. 아래의 표 10은 3 개의 컨텍스트 모델을 사용하는 경우, CtxIdx의 값에 따른 CABAC 초기 값의 예를 나타낸다.

[표 10]

일 실시예에서는 변환 크기에 따라 블록 분할을 결정할 수 있다. 현재 디코딩하는 영상 또는 픽쳐에 대해서 시퀀스 파라미터 세트 (Sequence Parameter Set, SPS), 픽쳐 파라미터 세트 (Picture Parameter Set, PPS), 슬라이스 헤더 (Slice Header, SH), 또는 네트워크 추상 계층 (Network Abstract Layer, NAL) 단위의 헤더 등의 단위에서 사용 가능한 변환 (transform) 크기를 전송할 수 있다. 사용 가능한 변환 크기는 해당 변환 크기를 하나씩 보낼 수도 있고, 미리 정의해 둔 변환 세트를 기반으로 해당 인덱스를 전송할 수도 있다. 디코더 단에서는 이를 수신하고 복호화하여 사용 가능한 변환 크기를 유도할 수 있다.

사용 가능한 변환 크기가 결정되면, 가능한 블록 분할 크기를 결정할 수 있다. 즉, 현재 디코딩하는 영상 및 픽쳐에 대해서 가능한 블록 분할의 크기를 정의한다. 가능한 블록 분할의 크기는 변환이 가능한 경우로 결정할 수 있다. 따라서 변환이 존재하지 않는 블록의 분할은 허용되지 않을 수 있다.

영상 및 픽쳐에 대해서 가능한 블록 분할의 크기를 결정한 이후, 블록 단위 즉, CU 또는 PU 단위에서 블록 분할 가능 여부를 판단할 수 있다. 현재 블록의 크기를 기준으로 가능한 블록 분할의 종류를 결정하게 된다. 즉, 수평적/수직적 방향으로 BT 또는 TT가 가능한 후보들을 구성할 수 있다. 또는 1/2의 비율 분할외에 1/4, 3/4 비율의 분할, 3/8, 5/8 비율의 분할, 1/3, 2/3 비율의 분할, 1/5, 4/5 비율의 분할 등이 가능한지 결정할 수 있다.

분할 가능한 블록 후보를 구성한 후, 디코더로 전송된 블록 분할 신택스에 의해서 최종적인 블록 분할을 결정할 수 있다. 가능한 블록 후보가 한 개 또는 존재하지 않는 경우에는 해당 신택스를 전송하지 않을 수 있다.

도 8은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이고, 도 9는 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 8 및 도 9에 따른 인코딩 장치는 후술하는 도 10 및 도 11에 따른 디코딩 장치와 대응되는 동작들을 수행할 수 있다. 따라서, 도 10 및 도 11에서 후술되는 내용들은 도 8 및 도 9에 따른 인코딩 장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다.

도 8에 개시된 각 단계는 도 1 에 개시된 인코딩 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S800 내지 S830은 도 1에 개시된 엔트로피 인코딩부(130)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어 S800 내지 S830에 따른 동작들은, 도 3 내지 도 7에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 1, 도 3 내지 도 7에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 인코딩 장치는 픽처 분할부(105) 및 엔트로피 인코딩부(130)를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 도 9에 도시된 구성 요소 모두가 인코딩 장치의 필수 구성 요소가 아닐 수 있고, 인코딩 장치는 도 9에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 구현될 수 있다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치에서 픽처 분할부(105) 및 엔트로피 인코딩부(130)는 각각 별도의 칩(chip)으로 구현되거나, 적어도 둘 이상의 구성 요소가 하나의 칩을 통해 구현될 수도 있다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 현재 픽처 내 현재 블록을 분할하여 복수의 서로 다른 코딩 유닛을 도출할 수 있다. 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 픽처 분할부(105)는 현재 픽처 내 현재 블록을 분할하여 복수의 서로 다른 코딩 유닛을 도출할 수 있다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 현재 블록의 분할 구조를 나타내는 분할 플래그 신택스 요소를 도출할 수 있다(S800). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(130)는 현재 블록의 분할 구조를 나타내는 분할 플래그 신택스 요소를 도출할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그 및 상기 분할 신택스 요소는 상기 현재 블록을 상기 BT 구조에 기반하여 분할할지 여부를 나타내는 BT 분할 플래그를 포함할 수 있다. 상기 방향성 분할 플래그는, 예를 들어 split_dir로 나타날 수 있고, 상기 BT 분할 플래그는, 예를 들어 split_bt_flag로 나타날 수 있다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 상기 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 상기 분할 플래그 신택스 요소에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출할 수 있다(S810). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(130)는 상기 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 상기 분할 플래그 신택스 요소에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 분할 가용성 정보는 BT 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, TT 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함할 수 있다.

일 예시에서, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보는 availableBTHOR로, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보는 availableTTHOR로, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보는 availableBTVER로, 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보는 availableTTVER로 나타낼 수 있다.

일 실시예에서, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 컨텍스트 인덱스는, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로 도출될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스의 도출 여부는 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로 결정될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값이 0이거나, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값이 0인 경우, 상기 수직 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스가 도출되지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.

일 실시예에서, (availableBTHOR || availableTTHOR ) && (availableBTVER || availableTTVER)의 값이 0이면 상기 수직 분할 플래그에 관한 상기 컨텍스트 인덱스가 도출되지 않을 수 있다.

일 실시예에서, 상기 BT 분할 플래그에 대한 컨텍스트 인덱스는, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로 도출될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스는 아래의 수학식 3을 기반으로 도출될 수 있다.

[수학식 3]

CtxIdx = (availableBTHOR && availableTTHOR)*2 + (availableBTVER && availableTTVER)

일 실시예에서, 상기 BT 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스는 아래의 수학식 4를 기반으로 도출될 수 있다.

[수학식 4]

CtxIdx = (availableBTHOR && availableBTVER)*2 + (availableTTHOR && availableTTVER)

일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다(S820). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(130)는 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다.

일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 인코딩할 수 있다(S830). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(130)는 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 인코딩할 수 있다.

도 8 및 도 9에 개시된 인코딩 장치 및 인코딩 장치의 동작 방법에 따르면, 인코딩 장치는 현재 블록의 분할 구조를 나타내는 분할 플래그 신택스 요소를 도출하고(S800), 상기 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 상기 분할 플래그 신택스 요소에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하고(S810), 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하고(S820), 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 인코딩(S830)할 수 있으며, 이때 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그를 포함하고, 상기 분할 가용성 정보는 BT 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, TT 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함하며, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 컨텍스트 인덱스는, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 도 8 및 도 9에 따르면 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조에 기반하여 CABAC에 따른 엔트로피 부호화를 수행할 시, 컨텍스트 모델을 이용하여 보다 효율적인 부호화 및 복호화를 수행할 수 있다.

도 10은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이고, 도 11은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 10에 개시된 각 단계는 도 2 에 개시된 디코딩 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S1000 내지 S1030은 도 2에 개시된 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 수행될 수 있고, S1040은 도 2에 개시된 예측부(230)에 의하여 수행될 수 있고, S1050은 도 2에 개시된 가산부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어 S1000 내지 S1050에 따른 동작들은, 도 3 내지 도 7에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 2 내지 도 7에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.

도 11에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 디코딩 장치는 엔트로피 디코딩부(210), 예측부(230) 및 가산부(240)를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 도 11에 도시된 구성 요소 모두가 디코딩 장치의 필수 구성 요소가 아닐 수 있고, 디코딩 장치는 도 11에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 구현될 수 있다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치에서 엔트로피 디코딩부(210), 예측부(230) 및 가산부(240)는 각각 별도의 칩(chip)으로 구현되거나, 적어도 둘 이상의 구성 요소가 하나의 칩을 통해 구현될 수도 있다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 분할 플래그 신택스 요소(syntax element)에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출할 수 있다(S1000). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 분할 플래그 신택스 요소(syntax element)에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그(directional split flag) 및 상기 분할 신택스 요소는 상기 현재 블록을 상기 BT 구조에 기반하여 분할할지 여부를 나타내는 BT 분할 플래그를 포함할 수 있다. 상기 방향성 분할 플래그는, 예를 들어 split_dir로 나타날 수 있고, 상기 BT 분할 플래그는, 예를 들어 split_bt_flag로 나타날 수 있다.

일 실시예에서, 상기 분할 가용성 정보는 BT(Binary Tree) 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, TT(Ternary Tree) 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값이 0이거나, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값이 0인 경우, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스가 도출되지 않을 수 있다.

일 실시예에서, (availableBTHOR || availableTTHOR ) && (availableBTVER || availableTTVER)의 값이 0이면 상기 방향성 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스가 도출되지 않을 수 있다.

일 실시예에서, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스는 아래의 수학식 5를 기반으로 도출될 수 있다.

[수학식 5]

일 실시예에서, 상기 BT 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스는 아래의 수학식 6을 기반으로 도출될 수 있다.

[수학식 6]

일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다(S1010). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) 기반으로 디코딩할 수 있다(S1020). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 디코딩할 수 있다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 기반으로 상기 현재 블록으로부터 현재 코딩 유닛을 도출할 수 있다(S1030). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 기반으로 상기 현재 블록으로부터 현재 코딩 유닛을 도출할 수 있다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 상기 현재 코딩 유닛에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 기반으로 예측된(predicted) 블록을 도출할 수 있다(S1040). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 상기 현재 코딩 유닛에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 기반으로 예측된 블록을 도출할 수 있다.

일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 상기 예측된 블록을 기반으로 복원 블록(reconstructed block)을 생성할 수 있다(S1050). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 가산부(240)는 상기 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성할 수 있다.

도 10 및 도 11의 디코딩 장치 및 디코딩 장치의 동작 방법에 따르면, 디코딩 장치는 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 분할 플래그 신택스 요소(syntax element)에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하고(S1000), 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하고(S1010), 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) 기반으로 디코딩하고(S1020), 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 기반으로 상기 현재 블록으로부터 현재 코딩 유닛을 도출하고(S1030), 상기 현재 코딩 유닛에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 기반으로 예측된(predicted) 블록을 도출하고(S1040), 상기 예측된 블록을 기반으로 복원 블록(reconstructed block)을 생성(S1050)할 수 있으며, 이때 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그를 포함하고, 상기 분할 가용성 정보는 BT 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, TT 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할 가능한지 여부를 나타내는 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함하며, 상기 방향성 분할 플래그에 대한 컨텍스트 인덱스는, 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 도 10 및 도 11에 따르면 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조에 기반하여 CABAC에 따른 엔트로피 부호화를 수행할 시, 컨텍스트 모델을 이용하여 보다 효율적인 부호화 및 복호화를 수행할 수 있다.

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 발명의 실시예들이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예들이 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 실시예들은 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.

도 12는 일 실시예에 따른 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 도시하는 도면이다.

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.

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.

전술한 각각의 파트, 모듈 또는 유닛은 메모리(또는 저장 유닛)에 저장된 연속된 수행과정들을 실행하는 프로세서이거나 하드웨어 파트일 수 있다. 전술한 실시예에 기술된 각 단계들은 프로세서 또는 하드웨어 파트들에 의해 수행될 수 있다. 전술한 실시예에 기술된 각 모듈/블록/유닛들은 하드웨어/프로세서로서 동작할 수 있다. 또한, 본 발명이 제시하는 방법들은 코드로서 실행될 수 있다. 이 코드는 프로세서가 읽을 수 있는 저장매체에 쓰여질 수 있고, 따라서 장치(apparatus)가 제공하는 프로세서에 의해 읽혀질 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.

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(appICation-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.

Claims

디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 분할 플래그 신택스 요소(syntax element)에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하는 단계;
상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하는 단계;
상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) 기반으로 디코딩하는 단계;
상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 기반으로 상기 현재 블록으로부터 현재 코딩 유닛을 도출하는 단계;
상기 현재 코딩 유닛에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 기반으로 예측된(predicted) 블록을 도출하는 단계; 및
상기 예측된 블록을 기반으로 복원 블록(reconstructed block)을 생성하는 단계를 포함하되,
상기 분할 가용성 정보는 상기 현재 블록이 BT(Binary Tree) 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 현재 블록이 TT(Ternary Tree) 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 현재 블록이 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 현재 블록이 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함하고,
상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로, 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그(directional split flag)를 포함하고,
상기 방향성 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스는 제1 값 및 제2 값을 기반으로 도출되고,
상기 제1 값은 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값을 기반으로 도출되고,
상기 제2 값은 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값을 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
현재 블록의 분할 구조를 나타내는 분할 플래그 신택스 요소를 도출하는 단계;
상기 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 상기 분할 플래그 신택스 요소에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하는 단계;
상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하는 단계; 및
상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 인코딩하는 단계를 포함하되,
상기 분할 가용성 정보는 상기 현재 블록이 BT 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 현재 블록이 TT 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 현재 블록이 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 현재 블록이 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함하고,
상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로, 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그를 포함하고,
상기 방향성 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스는 제1 값 및 제2 값을 기반으로 도출되고,
상기 제1 값은 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값을 기반으로 도출되고,
상기 제2 값은 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값을 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
특정 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장매체에 있어서, 상기 특정 방법은, 현재 블록의 분할 구조를 나타내는 분할 플래그 신택스 요소를 도출하는 단계, 상기 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 상기 분할 플래그 신택스 요소에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하는 단계, 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하는 단계 및 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 인코딩함으로써 상기 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하되,
상기 분할 가용성 정보는 상기 현재 블록이 BT 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 현재 블록이 TT 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 현재 블록이 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 현재 블록이 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함하고,
상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로, 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그를 포함하고,
상기 방향성 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스는 제1 값 및 제2 값을 기반으로 도출되고,
상기 제1 값은 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값을 기반으로 도출되고,
상기 제2 값은 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값을 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 디지털 저장매체.
영상에 대한 데이터의 전송 방법에 있어서, 상기 전송 방법은,
특정 방법에 의해 생성된 비트스트림을 획득하는 단계, 여기서 상기 특정 방법은 현재 블록의 분할 구조를 나타내는 분할 플래그 신택스 요소를 도출하는 단계, 상기 현재 블록의 분할 가용성 정보를 기반으로 상기 분할 플래그 신택스 요소에 대한 컨텍스트 인덱스를 도출하는 단계, 상기 도출된 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 모델을 결정하는 단계 및 상기 결정된 컨텍스트 모델을 이용하여 상기 분할 플래그 신택스 요소의 값을 CABAC 기반으로 인코딩함으로써 상기 비트스트림을 생성하는 단계를 포함함; 및
상기 비트스트림을 포함하는 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하되,
상기 분할 가용성 정보는 상기 현재 블록이 BT 구조에 기반하여 수평 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 현재 블록이 TT 구조에 기반하여 상기 수평 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 현재 블록이 상기 BT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 현재 블록이 상기 TT 구조에 기반하여 상기 수직 방향으로 분할되는 것이 허용되는지 여부와 관련된 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 포함하고,
상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보, 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보를 기반으로, 상기 분할 플래그 신택스 요소는 상기 현재 블록을 수직 방향으로 분할할지 여부를 나타내는 방향성 분할 플래그를 포함하고,
상기 방향성 분할 플래그에 대한 상기 컨텍스트 인덱스는 제1 값 및 제2 값을 기반으로 도출되고,
상기 제1 값은 상기 BT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수평 분할 가능 플래그 정보의 값을 기반으로 도출되고,
상기 제2 값은 상기 BT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값 및 상기 TT 수직 분할 가능 플래그 정보의 값을 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 전송 방법.