KR20240017992A - 다중 변환 선택에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 영상 디코딩 방법은 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출하는 단계, 상기 양자화된 변환 계수들을 기반으로 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하는 단계, 상기 변환 계수들을 기반으로 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 역변환은, 상기 비트스트림으로부터 MTS(Multiple Transform Selection)에 관한 정보를 획득하고, 상기 MTS에 관한 정보를 기반으로 도출된 변환 커널 세트를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 다중 변환 선택에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 변환 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 다중 변환 선택(Multiple Transform Selection)에 기반한 영상 코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 코딩 효율을 증가시킬 수 있는 다중 변환 선택에 관한 정보를 코딩하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출하는 단계, 상기 양자화된 변환 계수들을 기반으로 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하는 단계, 상기 변환 계수들을 기반으로 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 역변환은, 상기 비트스트림으로부터 MTS(Multiple Transform Selection)에 관한 정보를 획득하고, 상기 MTS에 관한 정보를 기반으로 도출된 변환 커널 세트를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계, 상기 변환 계수들을 기반으로 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하는 단계, 상기 양자화된 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하는 단계, 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하며, 상기 변환은, 상기 현재 블록에 적용되는 변환 커널 세트를 이용하여 수행하되, 상기 변환 커널 세트를 나타내는 MTS(Multiple Transform Selection)에 관한 정보가 생성되고, 상기 MTS에 관한 정보는, 상기 영상 정보에 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 효율적인 변환을 통하여 레지듀얼 처리를 위해 전송되어야 하는 데이터량을 줄일 수 있고, 레지듀얼 코딩 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 다중 변환 선택을 적용함에 있어서 변환 효율에 따라 수평 및 수직 방향에 서로 다른 변환 커널들을 적용할 수 있으므로, 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 변환 선택(MTS 또는 EMT)의 적용 여부에 따라 변환 조합을 결정하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비분리 2차 변환(NSST)을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 HEVC 표준에서 적용되고 있는 4x4 변환 계수 또는 변환 계수 블록(4x4 블록, Coefficient Group (CG))에 적용될 수 있는 세 가지 순방향 스캔 순서를 나타내고 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 대각선 스캔 순서에 따른 변환 계수들의 매핑을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치에 의한 비디오/영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치에 의한 비디오/영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 문서에서 개시된 발명이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 변환 선택(MTS 또는 EMT)의 적용 여부에 따라 변환 조합을 결정하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비분리 2차 변환(NSST)을 설명하기 위한 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 HEVC 표준에서 적용되고 있는 4x4 변환 계수 또는 변환 계수 블록(4x4 블록, Coefficient Group (CG))에 적용될 수 있는 세 가지 순방향 스캔 순서를 나타내고 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 대각선 스캔 순서에 따른 변환 계수들의 매핑을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치에 의한 비디오/영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치에 의한 비디오/영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 15는 본 문서에서 개시된 발명이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 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 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 제1 장치(소스 디바이스) 및 제2 장치(수신 디바이스)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
이 문서는 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 or H.268 등)에 개시되는 방법에 적용될 수 있다.
이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
이 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다. 브릭은 픽처 내 타일 이내의 CTU 행들의 사각 영역을 나타낼 수 있다(a brick may represent a rectangular region of CTU rows within a tile in a picture). 타일은 다수의 브릭들로 파티셔닝될 수 있고, 각 브릭은 상기 타일 내 하나 이상의 CTU 행들로 구성될 수 있다(A tile may be partitioned into multiple bricks, each of which consisting of one or more CTU rows within the tile). 다수의 브릭들로 파티셔닝되지 않은 타일은 또한 브릭으로 불릴 수 있다(A tile that is not partitioned into multiple bricks may be also referred to as a brick). 브릭 스캔은 픽처를 파티셔닝하는 CTU들의 특정한 순차적 오더링을 나타낼 수 있으며, 상기 CTU들은 브릭 내에서 CTU 래스터 스캔으로 정렬될 수 있고, 타일 내 브릭들은 상기 타일의 상기 브릭들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있고, 그리고 픽처 내 타일들은 상기 픽처의 상기 타일들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있다(A brick scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a brick, bricks within a tile are ordered consecutively in a raster scan of the bricks of the tile, and tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture). 타일은 특정 타일 열 및 특정 타일 열 이내의 CTU들의 사각 영역이다(A tile is a rectangular region of CTUs within a particular tile column and a particular tile row in a picture). 상기 타일 열은 CTU들의 사각 영역이고, 상기 사각 영역은 상기 픽처의 높이와 동일한 높이를 갖고, 너비는 픽처 파라미터 세트 내의 신택스 요소들에 의하여 명시될 수 있다(The tile column is a rectangular region of CTUs having a height equal to the height of the picture and a width specified by syntax elements in the picture parameter set). 상기 타일 행은 CTU들의 사각 영역이고, 상기 사각 영역은 픽처 파라미터 세트 내의 신택스 요소들에 의하여 명시되는 너비를 갖고, 높이는 상기 픽처의 높이와 동일할 수 있다(The tile row is a rectangular region of CTUs having a height specified by syntax elements in the picture parameter set and a width equal to the width of the picture). 타일 스캔은 픽처를 파티셔닝하는 CTU들의 특정 순차적 오더링을 나타낼 수 있고, 상기 CTU들은 타일 내 CTU 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있고, 픽처 내 타일들은 상기 픽처의 상기 타일들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있다(A tile scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a tile whereas tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture). 슬라이스는 픽처의 정수개의 브릭들을 포함할 수 있고, 상기 정수개의 브릭들은 하나의 NAL 유닛에 포함될 수 있다(A slice includes an integer number of bricks of a picture that may be exclusively contained in a single NAL unit). 슬라이스는 다수의 완전한 타일들로 구성될 수 있고, 또는 하나의 타일의 완전한 브릭들의 연속적인 시퀀스일 수도 있다(A slice may consists of either a number of complete tiles or only a consecutive sequence of complete bricks of one tile). 이 문서에서 타일 그룹과 슬라이스는 혼용될 수 있다. 예를 들어 본 문서에서 tile group/tile group header는 slice/slice header로 불리 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 또는 샘플은 공간 도메인에서의 픽셀값을 의미할 수도 있고, 이러한 픽셀값이 주파수 도메인으로 변환되면 주파수 도메인에서의 변환 계수를 의미할 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
이 문서에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"로 해석되고, "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석된다. 추가적으로, "A/B/C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. 또한, "A, B, C"도 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. (In this document, the term "/" and "," should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A/B" may mean "A and/or B." Further, "A, B" may mean "A and/or B." Further, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C." Also, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C.")
추가적으로, 본 문서에서 "또는"는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A 또는 B"은, 1) "A" 만을 의미하고, 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다. (Further, in the document, the term "or" should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A or B" may comprise 1) only A, 2) only B, and/or 3) both A and B. In other words, the term "or" in this document should be interpreted to indicate "additionally or alternatively.")
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)은 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
인코딩 장치(200)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(200) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(231)라고 불릴 수 있다. 예측부는 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. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(222)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(221)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보를 기반으로 픽처 내 샘플 값을 시그널링할 수 있다.
상기 예측부 (인터 예측부(221) 및/또는 상기 인트라 예측부(222) 포함)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(233)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 전달/시그널링되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 비디오/영상 정보에 포함될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.
양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(250)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(221)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270) DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memoery, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(331) 및 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 레지듀얼 처리부(320)로 입력될 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들, 레지듀얼 샘플 어레이)를 도출할 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 가산부(340), 필터링부(350), 메모리(360), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부(320)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보가 상기 비디오/영상 정보에 포함되어 시그널링될 수 있다.
인트라 예측부(331)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(331)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(332)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(332)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(332) 및/또는 인트라 예측부(331) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(360), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(332)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(332)에 전달할 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(331)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(200)의 필터링부(260), 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치(300)의 필터링부(350), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면 변환을 수행함에 있어서 수직 성분과 수평 성분을 구분하여 분리 변환할 수 있으며, 이 경우 수직 방향에 대한 변환 커널과 수평 방향에 대한 변환 커널을 구분하여 선택할 수 있다. 이는 다중 변환 선택(multiple transform selection, MTS)이라고 불릴 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 변환부는 상술한 도 2의 인코딩 장치 내의 변환부에 대응될 수 있고, 역변환부는 상술한 도 2의 인코딩 장치 내의 역변환부 또는 도 3의 디코딩 장치 내의 역변환부에 대응될 수 있다.
변환부는 레지듀얼 블록 내의 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)을 기반으로 1차 변환을 수행하여 (1차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S410). 여기서, 1차 변환(primary transform)은 핵심 변환(core transform)으로 지칭될 수 있다. 1차 변환은 다중 변환 선택(multiple transform selection; MTS)에 기반할 수 있으며, 1차 변환으로 다중 변환이 적용될 경우 다중 핵심 변환으로 지칭될 수 있다.
변환부는 (1차) 변환 계수들을 기반으로 2차 변환을 수행하여 (2차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S420). (2차) 변환 계수들은 수정된(modified) 변환 계수들이라고 불릴 수 있다.
1차 변환은 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이고, 2차 변환은 (1차) 변환 계수들 사이에 존재하는 상관 관계(correlation)을 이용하여 보다 압축적인 표현으로 변환하는 것을 의미한다. 여기서, 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 RST(reduced secondary transform)이라고 불릴 수 있다.
2차 변환은 변환 성능을 더 높이기 위하여 수행되는 것이므로, 변환부는 2차 변환을 선택적으로 수행할 수 있다. 도 4의 실시예에서는 2차 (역)변환이 수행되는 것을 기반으로 설명하였으나, 2차 변환은 생략될 수 있다.
변환부는 2차 변환을 수행하여 도출된 (2차) 변환 계수들을 양자화부로 전달할 수 있다. 양자화부는 (2차) 변환 계수들에 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 그리고, 양자화된 변환 계수들은 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링되고 또한 인코딩 장치 내의 역양자화/역변환부로 전달될 수 있다.
2차 변환이 생략되는 경우, 1차 변환의 출력인 (1차) 변환 계수들이 양자화부를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 그리고 양자화된 변환 계수들은 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링되고 또한 인코딩 장치 내의 역양자화/역변환부로 전달될 수 있다.
역변환부는 상술한 변환부에서 수행된 절차의 역순으로 일련의 절차를 수행할 수 있다. 역변환부는 (역양자화된) 변환 계수들을 수신하여, 2차 (역)변환을 수행하여 (1차) 변환 계수들을 도출하고(S450), (1차) 변환 계수들에 대하여 1차 (역)변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다(S460).
여기서, 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.
2차 (역)변환이 생략되는 경우, 역변환부는 (역양자화된) 변환 계수들을 수신하여 1차 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다. 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 블록과 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 상술한 바와 같이 1차 변환의 경우 다중 변환 선택이 적용될 수 있다. 이 경우, 1차 변환(다중 핵심 변환)은 DCT(Discrete Cosine Transform) 및/또는 DST(Discrete Sine Transform) 변환 타입을 사용하여 변환하는 방식을 나타낼 수 있다. 일 실시예로, 다중 핵심 변환은 DCT 타입 2를 적용하거나, 특정 경우에 한정하여 DST 타입 7을 적용할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드에서 4X4 블록과 같은 특정 경우에 한하여 DST 타입 7을 적용할 수 있다. 다른 실시예로, 다중 핵심 변환은 명시적 다중 변환(Explicit Multiple Transform; EMT)이 적용될 수 있으며, 이 경우 여러 변환들의 조합을 적용할 수 있다. 예를 들어, 명시적 다중 변환에서는 DST 타입 7(DST7), DCT 타입 8(DCT8), DST 타입 1(DST1), DCT 타입 5(DCT5), DCT 타입 2(DCT2) 등의 변환 타입들의 조합을 사용할 수 있다.
아래 표 1 및 표 2는 다중 핵심 변환(명시적 다중 변환)에서 사용되는 변환들의 조합을 예시적으로 나타낸 것이다. 표 1은 인트라 예측 모드 시에 적용되는 다중 핵심 변환의 조합들을 나타낸 것이고, 표 2는 인터 예측 모드 시에 적용되는 다중 핵심 변환의 조합들을 나타낸 것이다.
[표 1]
[표 2]
상기 표 1을 참조하면, 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 인트라 예측 모드에 따라 변환 세트가 구성될 수 있고, 각 변환 세트에는 복수의 변환 조합 후보들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 변환 세트는 인트라 예측 모드에 따라 5개의 세트(Set0 ~ Set4)로 구성될 수 있고, 각 변환 세트(Set0 ~ Set4)에는 0 ~ 3의 인덱스 값이 설정된 변환 조합 후보들을 포함할 수 있다. 각 변환 조합 후보들은 행(row)에 적용되는 수평 변환(horizontal transform)과 열(column)에 적용되는 수직 변환(vertical transform)으로 이루어질 수 있으며, DST7, DCT8, DST1, DCT5의 조합을 기반으로 수평 변환 및 수직 변환의 타입이 결정될 수 있다.
상기 표 2를 참조하면, 인터 예측 모드가 적용되는 경우, 해당 블록에 대해 다중 변환 선택을 적용할지 여부(예: EMT_CU_Flag)에 따라 변환 조합을 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 해당 블록에 대해 다중 변환 선택을 적용하지 않는 경우(예: EMT_CU_Flag가 0인 경우), 수평 변환 및 수직 변환에 DCT2를 적용하는 변환 조합 세트를 사용할 수 있다. 또는, 해당 블록에 대해 다중 변환 선택을 적용하는 경우(예: EMT_CU_Flag가 1인 경우), 4개의 변환 조합 후보들을 포함하는 변환 조합 세트를 사용할 수 있다. 이 경우, 변환 조합 세트는 0 ~ 3의 인덱스 값이 설정된 변환 조합 후보들을 포함할 수 있으며, 각 변환 조합 후보들은 DST7, DCT8의 조합을 기반으로 수평 변환 및 수직 변환의 타입이 결정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 변환 선택(MTS 또는 EMT)의 적용 여부에 따라 변환 조합을 결정하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 블록에 대해 다중 변환 선택을 적용할지 여부를 나타내는 신택스 요소(syntax element)를 사용하여, 블록 단위(예컨대, HEVC의 경우 CU 단위)로 다중 변환 선택의 적용을 결정할 수 있다. 일례로, 상기 신택스 요소는 EMT_CU_flag를 사용할 수 있다.
인트라 예측 모드에서 EMT_CU_flag가 0이면 현재 블록에 대해 다중 변환 선택을 적용하지 않는 것으로 결정할 수 있다. 이때, 단일 변환을 사용하는 경우(예컨대, HEVC 경우)에서와 같이 DCT2 또는 4x4 DST7를 적용할 수 있다. 인트라 예측 모드에서 EMT_CU_flag가 1이면 현재 블록에 대해 다중 변환 선택을 적용하는 것으로 결정할 수 있다. 이때, 상기 표 1에서 제시하는 다중 변환 조합을 적용할 수 있다. 가능한 다중 변환 조합은 상기 표 1에서와 같이 인트라 예측 모드에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 인트라 예측 모드가 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 모드인 경우에는 수평 방향으로 DST7과 DCT5, 수직 방향으로 DST7과 DCT8을 적용하여, 총 4개의 가능한 조합을 허용할 수 있다. 따라서, 4개의 조합 중 어떠한 조합을 적용할지를 별도로 시그널링해주는 것이 필요하다. 이를 위해서 2 비트의 인덱스 정보를 사용할 수 있으며, 예컨대 2 비트의 EMT_TU_index 신택스 요소를 통해 4개의 변환 조합 중 하나를 선택하여 시그널링할 수 있다.
인터 예측 모드에서 EMT_CU_flag가 0이면 상기 표 2에서 제시된 것처럼 DCT2를 적용할 수 있고, EMT_CU_flag가 1이면 상기 표 2에서 제시하는 다중 변환 조합을 적용할 수 있다. 예를 들어, 가능한 다중 변환 조합은 상기 표 2에서와 같이 DST7과 DCT8을 적용하여 총 4개의 가능한 조합을 사용할 수 있다.
보다 구체적으로 도 5를 참조하면, 디코딩 장치는 EMT_CU_flag 신택스 요소를 획득하여 파싱(엔트로피 디코딩)할 수 있다(S500). 그리고, 디코딩 장치는 파싱한 EMT_CU_flag의 결과 값에 따라 다중 변환 선택의 적용 여부를 결정할 수 있다(S510).
EMT_CU_flag가 0인 경우, 디코딩 장치는 다중 변환 선택을 적용하지 않는 것으로 결정하여, 현재 블록에 대해 DCT2를 적용하여 변환을 수행할 수 있다(S515).
EMT_CU_flag가 1인 경우, 디코딩 장치는 다중 변환 선택을 적용하는 것으로 결정하여, 현재 블록 내의 변환 계수들에 대해 0이 아닌 변환 계수의 개수가 특정 임계(threshold) 값(예컨대, 2) 이하가 되는지 여부를 판단할 수 있다(S520).
0이 아닌 변환 계수의 개수가 특정 임계값 이하가 되는 경우, 디코딩 장치는 EMT_TU_index에 대한 파싱을 생략하고 EMT_TU_index 값을 0으로 설정하고, 상기 표 1에 제시된 것처럼 현재 블록에 대해 DST7을 적용하여 변환을 수행할 수 있다(S525).
0이 아닌 변환 계수의 개수가 특정 임계값 이하가 아닌 경우, 디코딩 장치는 EMT_TU_index 신택스 요소를 획득하여 파싱(엔트로피 디코딩)할 수 있다(S530).
디코딩 장치는 파싱한 EMT_TU_index 값에 따라 현재 블록에 대해 수평 방향 및 수직 방향 변환 조합을 결정하여 변환을 수행할 수 있다(S535). 이때, 상기 표 1 및 표 2에 제시된 변환 조합들을 기초로 EMT_TU_index 값에 대응하는 수평 변환 및 수직 변환을 선택하여 다중 변환을 수행할 수 있다.
한편, 다중 변환 선택을 적용함에 있어서, 다중 변환 선택을 적용하는 블록 크기를 제한할 수 있다. 예컨대 64x64 블록 크기까지 제한할 수 있으며, 64x64 크기보다 큰 경우에는 다중 변환을 적용하지 않을 수 있다.
상기 도 4에서 설명한 바와 같이, 변환을 수행함에 있어 1차 변환을 적용한 이후에 2차 변환을 추가적으로 적용할 수 있다. 여기서, 2차 변환은 비분리 2차 변환(non-separable secondary transform, NSST) 또는 RST(reduced secondary transform)를 사용할 수 있다.
NSST는 인트라 예측 모드일 경우에만 적용되며, 인트라 예측 모드마다 적용 가능한 변환 세트를 가지고 있다. 아래 표 3은 NSST에서 인트라 예측 모드별 변환 세트를 할당한 일례를 나타낸 것이다.
[표 3]
일 실시예로, NSST에서의 변환 세트는 예측 방향에 대한 대칭성을 이용하여 설정될 수 있다. 예를 들어 인트라 예측 모드 52와 16은 인트라 예측 모드 34(대각 방향)을 기준으로 대칭이므로, 상기 표 3에서와 같이 동일한 변환 세트를 적용할 수 있다. 이와 같이 예측 방향의 대칭성을 이용하여 서로 대칭이 되는 인트라 예측 모드들은 하나의 그룹으로 형성하여 동일한 변환 세트를 할당할 수 있다. 단, 대각 방향을 기준으로 서로 대칭이 되는 인트라 예측 모드들(예: 모드 52와 16)에 변환을 적용함에 있어서, 어느 하나의 모드(예: 모드 52와 같은 수직 방향 모드)에 대해서는 입력 데이터를 트랜스포즈(transpose)한 후 적용할 수 있다.
인트라 예측 모드는 2개의 비방향성(non-directinoal, 또는 비각도성(non-angular)) 인트라 예측 모드들과 65개의 방향성(directional, 또는 각도성(angular)) 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 경우에 따라 67번 인트라 예측 모드가 더 사용될 수 있으며, 상기 67번 인트라 예측 모드는 LM(linear model) 모드를 나타낼 수 있다. 이와 같은 인트라 예측 모드들이 사용되는 경우, 상기 표 3에서와 같이 총 35개의 변환 세트를 구성할 수 있다. 여기서, 비방향성 모드인 플래너(planar) 모드(0번) 및 DC 모드(1번)의 경우에는 대칭성이 존재하지 않으므로, 각자의 변환 세트를 갖게 되며, 각 변환 세트에는 2개의 변환을 포함하여 구성될 수 있다. 나머지 방향성 모드들에 대해서는 변환 세트당 3개의 변환을 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 총 가능한 변환의 개수는 (2x2+33x3)=103개가 될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 비분리 2차 변환(NSST)을 설명하기 위한 도면이다.
NSST는 1차 변환이 적용된 블록(예컨대, HEVC의 경우 TU) 전체에 대해 적용되는 것이 아니라, 블록의 좌상단(top-left) 8x8 영역에 대해서만 적용될 수 있다. 물론, 8x8 이하 크기의 블록에 대해서는 전체 영역에 대해 적용될 수 있다.
즉, 블록의 크기가 8x8 이상인 경우는 8x8 NSST가 적용되며, 8x8 미만인 경우는 4x4 NSST가 적용되는데 이 경우 4x4 블록들로 나눈 후 각기 4x4 NSST가 적용될 수 있다. 8x8 NSST와 4x4 NSST 모두 상술한 표 3의 변환 세트 구성을 따르며, 비분리 변환인만큼 8x8 NSST는 64개의 데이터를 입력 받아 64개의 데이터를 출력하며 4x4 NSST는 16개의 입력과 16개의 출력을 갖는다.
8x8 NSST와 4x4 NSST는 모두 Givens rotation들의 계층적 조합으로 구성될 수 있다. 하나의 Givens rotation에 해당하는 행렬은 수학식 1과 같을 수 있다.
[수학식 1]
상기 수학식 1에 기반한 Givens rotation에 대한 계산은 도 6과 같이 도시될 수 있다. 도 6은 상기 수학식 1의 행렬 곱을 다이어그램을 표현한 것이다. 도 6에서와 같이 하나의 Givens rotation은 2개의 데이터를 회전시키는 것이기 때문에, 64개 (8x8 NSST의 경우) 또는 16개의 (4x4 NSST의 경우) 데이터를 처리하기 위해서는 각기 총 32개 또는 8개의 Givens rotation이 필요하다. 따라서, 32개 또는 8개를 묶음으로 하여 Givens rotation layer를 이룬다.
도 7은 4x4 NSST의 경우에 대해 4개의 Givens rotation layer가 순차적으로 처리되는 과정을 도시한 것이다. 도 7에서와 같이 한 Givens rotation layer에 대한 출력 데이터가 정해진 permutation을 (shuffling을) 거쳐 다음 Givens rotation layer에 대한 입력 데이터로 전달된다. 도 7에서와 같이 permutation되는 패턴은 규칙적으로 정해져 있으며, 4x4 NSST의 경우는 4개의 Givens rotation layer와 해당 permutation들을 합쳐 하나의 round를 이룬다. 8x8 NSST의 경우는 6개의 Givens rotation layer와 해당 permutation들이 하나의 round를 형성한다. 4x4 NSST는 2번의 round를 거치게 되며, 8x8 NSST는 4번의 round를 거치게 된다. 서로 다른 round들끼리는 동일한 permutation 패턴을 사용하지만 적용되는 Givens rotation 각도들은 각기 다르다. 따라서, 각 변환을 구성하는 모든 Givens rotation에 대한 각도 데이터를 저장해 놓아야 한다.
맨 마지막 단계로 Givens rotation layer들을 거쳐 출력된 데이터에 대해 최종적으로 한 번의 permutation을 더 수행하게 되며, 해당 permutation 정보는 변환마다 별도로 저장되어 있다. 순방향(Forward) NSST에서는 맨 마지막에 해당 permutation이 수행되며, 역방향(inverse) NSST에서는 반대로 맨 처음에 해당 역 permutation이 적용된다. 역방향 NSST의 경우는 순방향 NSST에서 적용되었던 Givens rotation layer들과 permutation들을 역순으로 수행하면 되며, 각 Givens rotation의 각도에 대해서도 - 값을 취해 회전시킨다.
상술한 바와 같이 2차 변환을 수행함에 있어, 상기 NSST 또는 후술할 RST(reduced secondary transform)를 사용할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
하나의 변환을 나타내는 직교(orthogonal) 행렬이 NxN 형태를 갖는다고 했을 때, RT(Reduced Transform)는 N개의 변환 기저 벡터들 중에 R개만을 남기는 것이다(여기서, R < N). 변환 계수를 생성하는 순방향(forward) RT에 대한 행렬은 수학식 2와 같이 주어진다.
[수학식 2]
역방향(Inverse) RT에 대한 행렬은 순방향 RT 행렬의 transpose 행렬이 되므로, 순방향 RT와 역방향 RT의 적용을 도식화하면 도 8과 같다.
일 실시예로, RT는 1차 변환을 거친 변환 계수들로 구성된 블록(이하, 변환 계수 블록)의 좌상단 8x8 블록에 대해 적용할 수 있다. 이 경우 RT를 8x8 RST로 명명할 수 있다. 상기 수학식 2에서의 R 값을 16으로 두었을 때, 8x8 RST는 순방향 8x8 RST의 경우는 16x64 행렬 형태를 가지며 역방향 8x8 RST의 경우는 64x16 행렬 형태를 가진다. 또한, 8x8 RST에 대해서도, 상기 표 3에서와 동일한 변환 세트 구성을 적용할 수 있다. 즉, 상기 표 3에서의 변환 세트에 따라 해당 8x8 RST가 적용될 수 있다. 하나의 변환 세트는 인트라 예측 모드에 따라 2개 또는 3개의 변환들로 구성되어 있으므로, 2차 변환을 적용하지 않는 경우까지 포함하여 최대 4개의 변환 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다(하나의 변환은 항등 행렬이라고 볼 수 있다). 4개의 변환에 대해 각기 0, 1, 2, 3의 인덱스를 부여한다고 했을 때 (예를 들어, 0번 인덱스를 항등 행렬, 즉 2차 변환을 적용하지 않는 경우로 할당할 수 있다), NSST 인덱스라는 신택스 요소(syntax element)를 변환 계수 블록마다 시그널링하여 적용되는 변환을 지정할 수 있다. 즉, NSST 인덱스를 통해 8x8 좌상단 블록에 대해서, NSST의 경우는 8x8 NSST를 지정할 수 있고, RST 구성에서는 8x8 RST를 지정할 수 있다.
상기 수학식 2와 같은 순방향 8x8 RST를 적용하게 되면 16개의 유효한 변환 계수가 생성되므로, 8x8 영역을 구성하는 64개의 입력 데이터가 16개의 출력 데이터로 축소된다고 볼 수 있다. 이는 2차원 영역 관점에서 보면 1/4만큼의 영역에만 유효한 변환 계수가 채워지게 된다. 따라서, 순방향 8x8 RST를 적용하여 얻은 16개의 출력 데이터를 변환 계수 블록의 좌상단 영역에 채울 수 있다.
도 9는 변환 계수 스캔 순서를 도시한 도면으로, 순방향 스캔 순서가 1부터 매겨진다고 했을 때 (순방향 스캔 순서 상에서) 17번째 계수에서 64번째 계수에 대한 스캐닝을 도시하고 있다. 도 9에서는 역방향 스캔을 보이고 있으므로, 64번째부터 17번째까지 역방향 스캔을 수행하고 있는 것으로 볼 수 있다(화살표 방향 참조).
도 9를 참조하면, 변환 계수 블록의 좌상단 4x4 영역이 유효한 변환 계수가 채워지는 ROI(Region Of Interest) 영역이고 나머지 영역은 비워지게 된다. 비워지는 영역에는 0 값이 디폴트로 채워질 수 있다. 만약, 도 9의 ROI 영역 이외에 0이 아닌 유효한 변환 계수가 발견되었다고 하면 8x8 RST가 적용되지 않은 것이 확실하므로 해당 NSST 인덱스 코딩을 생략할 수 있다. 반대로 도 9의 ROI 영역 이외에서 0이 아닌 변환 계수가 발견되지 않았다면 (8x8 RST가 적용되는 경우, ROI 이외의 영역에 대해서는 0으로 채웠다고 했을 때) 8x8 RST가 적용되었을 가능성이 있으므로 NSST 인덱스를 코딩할 수 있다. 이와 같은 조건적 NSST 인덱스 코딩은 0이 아닌 변환 계수의 존재 유무를 체크해야 하므로 레지듀얼 코딩 과정 이후에 수행될 수 있다.
이하에서는 상기 RST 구조로부터 4x4 블록에 적용될 수 있는 RST의 설계 및 연관 최적화 방법들에 대하여 기술한다. 당연히 일부 개념들에 대해서는 4x4 RST 뿐만 아니라 8x8 RST 또는 다른 형태의 변환에도 적용될 수 있다.
RST를 적용함에 있어서, 본 발명에서는 4x4 블록에 적용될 수 있는 RST를 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 하나의 4x4 블록, 즉 변환 대상이 되는 4x4 변환 블록에 적용될 수 있는 비분리 변환(non-separable transform) 또는 RST은 16x16 변환이다. 즉, 해당 4x4 블록을 구성하는 데이터 요소들을 행 우선(row-first) 또는 열 우선(column-first) 순서로 일렬로 늘어 놓게 되면 16x1 벡터가 되어 해당 블록에 비분리 변환 또는 RST를 적용할 수 있다. 순방향 16x16 변환은 16개의 행 방향 변환 기저 벡터(transform basis vector)들로 구성되며, 상기 16x1 벡터와 각 변환 기저 벡터에 대해 내적(inner product)을 취하게 되면 해당 변환 기저 벡터에 대한 변환 계수를 얻게 된다. 16개의 변환 기저 벡터들에 대한 해당 변환 계수를 얻는 과정은, 16x16 비분리 변환 또는 RST 행렬과 상기 입력 16x1 벡터를 곱하는 것과 같다. 행렬 곱으로 얻어지는 변환 계수들은 16x1 벡터 형태를 가지는데, 변환 계수 별로 통계적 특성이 다를 수 있다. 예를 들어, 16x1 변환 계수 벡터가 0번째 요소부터 15번째 요소로 이루어졌다고 했을 때, 0번째 요소의 분산은 15번째 요소의 분산보다 클 수 있다. 즉, 앞에 위치한 요소일수록 해당 분산 값이 커서 큰 에너지 값을 가질 수 있다.
16x1 변환 계수로부터 역방향 16x16 비분리 변환 또는 역방향 RST을 적용하게 되면 (양자화나 정수화 계산 등의 효과를 무시했을 때) 변환 전 원래의 4x4 블록 신호를 복원할 수 있다. 순방향 16x16 비분리 변환이 직교 변환(orthonormal transform)이라면 해당 역방향 16x16 변환은, 순방향 16x16 변환에 대한 행렬의 트랜스포즈(transpose)를 취해 구할 수 있다. 단순하게는 역방향 16x16 비분리 변환 행렬을 16x1 변환 계수 벡터에 곱해주게 되면 16x1 벡터 형태의 데이터를 얻게 되고, 처음 적용했었던 행 우선 또는 열 우선 순서로 배열해 주면 4x4 블록 신호를 복원할 수 있다.
상술하였듯이 16x1 변환 계수 벡터를 이루는 요소들은 각기 통계적 특성이 다를 수 있다. 앞선 예시에서와 같이 앞쪽에 배치된 (0번째 요소와 가까운) 변환 계수들이 보다 큰 에너지를 가진다면, 모든 변환 계수들을 사용하지 않고 먼저 등장하는 일부의 변환 계수들에 역방향 변환(역변환)을 적용하여도 원래의 신호와 상당히 가까운 신호를 복원할 수 있다. 예를 들어, 역방향 16x16 비분리 변환이 16개의 열 기저 벡터(column basis vector)들로 구성된다고 했을 때, L개의 열 기저 벡터만 남겨 16xL 행렬을 구성하고, 변환 계수들 중에서도 보다 중요한 L개의 변환 계수들만을 남긴 후 (Lx1 벡터, 앞선 예시에서와 같이 먼저 등장할 수 있다), 16xL 행렬과 Lx1 벡터를 곱하게 되면 원래의 입력 16x1 벡터 데이터와 오차가 크지 않은 16x1 벡터를 복원할 수 있다. 결과적으로 L개의 계수들만이 데이터 복원에 개입하기 때문에, 변환 계수를 얻을 때도 16x1 변환 계수 벡터가 아니라 Lx1 변환 계수 벡터를 구하면 된다. 즉, 순방향 16x16 비분리 변환 행렬에서 L개의 해당 행 방향 변환 벡터들을 골라서 Lx16 변환을 구성한 후 16x1 입력 벡터와 곱하게 되면 L개의 중요 변환 계수들을 얻을 수 있다.
여기서, L 값은 1<=L<16의 범위를 갖게 되며 일반적으로는 16개의 변환 기저 벡터들 중에 임의의 방법으로 L개를 선택할 수 있으나, 부호화와 복호화 관점에서는 앞서 제시한 예시에서와 같이 신호의 에너지 측면에서 중요도가 높은 변환 기저 벡터들을 선택하는 것이 부호화 효율 관점에서 유리할 수 있다.
또한 RST를 적용함에 있어서, 본 발명에서는 4x4 RST의 적용 영역을 설정하고 변환 계수를 배치하는 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 4x4 RST는 2차 변환으로 적용될 수 있으며, 이때 DCT-타입 2 등의 1차 변환이 적용된 블록에 대해 2차적으로 적용될 수 있다. 1차 변환이 적용된 블록의 크기를 NxN으로 가정할 때, 통상적으로 NxN이 4x4보다 같거나 클 때 4x4 RST를 적용할 수 있다. 따라서, 4x4 RST를 NxN 블록에 적용하는 예는 다음과 같다.
1) NxN 의 모든 영역이 아닌 일부 영역에만 4x4 RST를 적용할 수 있다. 예를 들어, 좌상단(top-left) MxM 영역에 대해만 적용할 수 있다 (M = N).
2) 2차 변환이 적용될 영역을 4x4 블록들로 분할한 후 각 분할된 블록에 대해 4x4 RST를 적용할 수 있다.
3) 상기 1)과 2)를 혼합하여 적용할 수 있다. 예를 들어, 좌상단 MxM 영역을 4x4 블록들로 분할한 후 분할된 영역에 4x4 RST를 적용할 수 있다.
구체적인 실시 예로, 좌상단 8x8 영역에 대해서만 2차 변환을 적용하고, NxN 블록이 8x8보다 같거나 큰 경우에는 8x8 RST를 적용하며, NxN 블록이 8x8보다 작은 경우에는 (4x4, 8x4, 4x8) 상기 2)와 같이 4x4 블록들로 나눈 후 각기 4x4 RST를 적용할 수 있다.
4x4 RST를 적용하고 나서 L개의 변환 계수가 (1=L<16) 생성되었다고 했을 때, L개의 변환 계수를 어떻게 배치할지(즉, 변환 계수를 대상 블록 내 매핑하는 방법)에 대한 자유도가 생긴다. 하지만, 레지듀얼 코딩 파트에서 변환 계수를 읽어서 처리할 때 정해진 순서가 존재할 것이므로, 상기 L개의 변환 계수를 2차원 블록에 어떻게 배치하는가에 따라 코딩 성능이 달라질 수 있다. HEVC에서의 레지듀얼 코딩은 DC 위치에서 가장 멀리 떨어진 위치에서부터 코딩을 시작한다. 이는 DC 위치에서 멀리 떨어질수록 양자화를 거친 계수 값이 0이거나 0에 가깝다는 사실을 이용하여 코딩 성능을 높이기 위해서이다. 따라서, 상기 L개의 변환 계수들에 대해서도 높은 에너지를 가진 보다 중요한 계수를 레지듀얼 코딩의 순서상 나중에 코딩되도록 배치하는 것이 코딩 성능 면에서 유리할 수 있다.
도 10은 HEVC 표준에서 적용되고 있는 4x4 변환 계수 또는 변환 계수 블록(4x4 블록, Coefficient Group (CG))에 적용될 수 있는 세 가지 순방향 스캔 순서를 나타내고 있다. (a)는 대각선 스캔(diagonal scan), (b)는 수평 스캔(horizontal scan), (c)는 수직 스캔(vertical scan)을 나타낸다.
레지듀얼 코딩에서는 도 10의 스캔 순서의 역순을 따르게 된다, 즉, 16부터 1의 순서로 코딩된다. 도 10에 도시되어 있는 세 가지 스캔 순서는 인트라 예측 모드에 따라 선택되므로, 상기 L개의 변환 계수들에 대해서도 동일하게 인트라 예측 모드에 따라 스캔 순서를 결정하도록 구성할 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 대각선 스캔 순서에 따른 변환 계수들의 매핑을 도시한 도면이다. 도 11 및 도 12의 실시예에서는 4x8 블록에 대해 4x4 RST를 적용하였을 때 대각선 스캔 순서에 따라 유효한 변환 계수들을 위치시키는 예시를 나타낸다.
일 실시예로, 대각선 스캔 순서를 따르고 좌상단 4x8 블록을 4x4 블록들로 분할하여 각기 4x4 RST를 적용한다고 했을 때, L 값이 8이라면 (즉, 16개 중에 8개의 변환 계수만을 남긴다면) 도 11과 같이 변환 계수들이 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 11에 도시된 것처럼 각 4x4 블록의 절반 영역에 변환 계수가 매핑될 수 있으며, X가 표시된 위치들에 대해서는 디폴트로 0 값이 채워질 수 있다.
따라서, 도 10에서 제시한 스캔 순서를 따라 L개의 변환 계수를 각 4x4 블록에 대해 배치시키고, 각 4x4 블록의 남은 (16 - L)개의 위치들에 대해서는 0으로 채워진다는 것을 가정하고 해당 레지듀얼 코딩을 (예컨대, 기존 HEVC에서의 레지듀얼 코딩) 적용할 수 있다.
다른 일 실시예로, 도 12의 (a)에 도시된 것처럼 두개의 4x4 블록에 각각 배치시켰던 L개의 변환 계수들을 도 12의 (b)에 도시된 것처럼 하나의 4x4 블록에 합쳐서 배치시킬 수 있다. 특히 L 값이 8인 경우 두 4x4 블록의 변환 계수들이 하나의 4x4 블록에 배치되어 하나의 4x4 블록에 완전히 채워지므로, 다른 하나의 4x4 블록에는 어떠한 변환 계수도 남아 있지 않는다. 따라서, 이렇게 비워진 4x4 블록에 대해서는 대부분의 레지듀얼 코딩이 불필요해 지므로, HEVC의 경우 해당 coded_sub_block_flag를 0으로 코딩할 수 있다. 여기서, HEVC(또는 VVC)에 적용되는 coded_sub_block_flag은 현재 변환 블록 내에 16 변환 계수 레벨에 대한 4x4 어레이인 서브 블록의 위치를 명시하기 위한 플래그 정보로써, 레지듀얼이 남아 있지 않은 4x4 블록에 대하여 "0"으로 시그널링될 수 있다.
또한, 두 4x4 블록의 변환 계수들을 어떻게 섞을지에 대해서도 다양한 방식이 가능하다. 일반적으로 임의의 순서를 따라 합칠 수 있지만, 실질적인 예들로 다음과 같은 방법들을 들 수 있다.
(1) 두 4x4 블록의 변환 계수를 스캔 순서대로 번갈아 가면서 섞는다. 즉, 도 11에서의 상위 블록에 대한 변환 계수를 이라 하고 하위 블록의 변환 계수를 이라고 할 때, 와 같이 하나씩 번갈아 가며 섞을 수 있다. 물론 이 먼저 배치되도록 와 의 순서를 바꿀 수 있다.
(2) 첫 번째 4x4 블록에 대한 변환 계수들을 먼저 배치시키고 뒤이어 두 번째 4x4 블록에 대한 변환 계수들을 배치시킬 수 있다. 즉, 과 같이 연결하여 배치할 수 있다. 당연히, 와 같이 순서를 바꿀 수도 있다.
이하에서는 4x4 RST에 대한 NSST 인덱스를 코딩하는 방법에 대하여 기술한다. 첫 번째 방법은 NSST 인덱스를 레지듀얼 코딩 이후에 코딩하는 경우이고, 두 번째 방법은 NSST 인덱스를 레지듀얼 코딩 이전에 코딩하는 경우이다.
NSST 인덱스를 코딩함에 있어서, 본 발명에서는 레지듀얼 코딩 이후에 NSST 인덱스를 코딩할 수 있다.
도 11에서 설명한 바와 같이 4x4 RST가 적용되면 각 4x4 블록에 대해 변환 계수 스캔 순서에 따라 L+1번째부터 16번째까지는 0 값이 채워질 수 있다. 따라서, 만약 두 4x4 블록 중 하나라도 L+1번째부터 16번째 위치 중에 0이 아닌 값이 발생한다면, 4x4 RST가 적용되지 않는 경우에 해당한다.
4x4 RST도 NSST와 같이 준비된 변환 세트 중에서 하나를 선택해서 적용하는 구조를 갖는다면, 어떤 변환을 적용할지에 대한 인덱스(변환 인덱스, RST 인덱스 또는 NSST 인덱스로 명명될 수 있음)를 시그널링할 수 있다.
만약, 디코딩 장치에서 NSST 인덱스를 비트스트림 파싱을 통해 알 수 있다고 하고 이러한 파싱 과정을 레지듀얼 코딩 이후에 수행한다고 하자. 이 경우, 레지듀얼 코딩이 수행되어 L+1번째부터 16번째 사이에 0이 아닌 변환 계수가 하나라도 존재하는 것이 밝혀졌다면, 상술한 바와 같이 4x4 RST가 적용되지 않는 것이 확실하므로 NSST 인덱스를 파싱하지 않도록 설정할 수 있다. 따라서, 이러한 방식에서는 필요한 경우에 대해서만 NSST 인덱스를 선택적으로 파싱하게 되어 시그널링 비용을 줄일 수 있다.
예를 들어, 도 11에서와 같이 특정 영역 내에서 여러 개의 4x4 블록에 대해 4x4 RST가 적용된다고 한다면 (모두 동일한 4x4 RST가 적용될 수도 있고 각기 다른 4x4 RST가 적용될 수도 있다), 하나의 NSST 인덱스를 통해 상기 모든 4x4 블록들에 적용되는 (동일한 혹은 각자의) 4x4 RST가 지정될 수 있다. 하나의 NSST 인덱스에 의해 상기 모든 4x4 블록들에 대한 4x4 RST 및 적용 여부가 결정되므로, 상기 모든 4x4 블록들에 대해 L+1번째부터 16번째까지의 위치에서 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지를 레지듀얼 코딩 과정 중에 조사하여, 하나의 4x4 블록에서라도 허용되지 않는 위치에 (L+1번째부터 16번째까지의 위치) 0이 아닌 변환 계수가 존재하게 되면 NSST 인덱스를 코딩하지 않도록 구성할 수 있다.
이러한 NSST 인덱스는 루마(Luminance) 블록과 크로마(Chrominance) 블록에 대해 각기 따로 시그널링할 수도 있고, 크로마 블록의 경우 Cb와 Cr에 대해 각기 별도의 NSST 인덱스를 시그널링할 수도 있으며, NSST 인덱스를 한번만 시그널링하여 하나의 NSST 인덱스를 공유할 수도 있다.
Cb와 Cr에 대해 하나의 NSST 인덱스를 공유하는 경우, 동일한 NSST 인덱스가 지시하는 4x4 RST가 적용될 수 있다 (Cb와 Cr에 대한 4x4 RST 자체가 동일할 수도 있고, NSST 인덱스는 같으나 개별적인 4x4 RST를 가질 수도 있다). 이때, 공유 NSST 인덱스에 대해 상술한 조건적 시그널링을 적용하려면 Cb와 Cr에 대한 모든 4x4 블록들에 대해 L+1번째부터 16번째까지 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지를 체크하여, 만약 하나라도 0이 아닌 변환 계수가 발견되면 NSST 인덱스에 대한 시그널링을 생략하도록 구성할 수 있다.
다른 예로, 도 12에서와 같이 두 4x4 블록에 대한 변환 계수들을 합치는 경우에 대해서도, 4x4 RST가 적용되었을 때 유효한 변환 계수가 존재하지 않는 위치에 0이 아닌 변환 계수가 등장하는지 체크한 후 NSST 인덱스에 대한 시그널링 여부를 결정할 수 있다. 특히, 도 12에서와 같이 L 값이 8이어서 4x4 RST 적용 시 하나의 4x4 블록에 대해서는 유효한 변환 계수들이 없는 경우(도 12의 (b)에서 X로 표시된 블록), 유효한 변환 계수들이 없는 블록의 coded_sub_block_flag를 체크하여 그 값이 1이면 NSST 인덱스를 시그널링하지 않도록 설정할 수 있다.
또한 NSST 인덱스를 코딩함에 있어서, 본 발명에서는 레지듀얼 코딩 이전에 NSST 인덱스를 코딩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 NSST 인덱스에 대한 코딩이 레지듀얼 코딩 이전에 수행되는 경우, 4x4 RST의 적용 여부가 미리 결정되므로 변환 계수가 0으로 채워지는 것이 확실한 위치들에 대해서는 레지듀얼 코딩을 생략할 수 있다.
여기서 4x4 RST 적용 여부는 NSST 인덱스 값을 통해 알 수 있도록 (예를 들어, NSST 인덱스가 0이면 4x4 RST 적용하지 않음) 구성될 수도 있고, 아니면 별도의 신택스 요소(syntax element)를 통해 시그널링 될 수도 있다. 예를 들어, 별도의 신택스 요소가 NSST flag라고 하면 NSST flag를 먼저 파싱하여 4x4 RST 적용 여부를 파악한 후, 만약 NSST flag 값이 1이라면 유효한 변환 계수가 존재할 수 없는 위치들에 대해서는 레지듀얼 코딩을 생략할 수 있다.
HEVC의 경우 레지듀얼 코딩 수행 시 가장 첫 번째로 TU 상에서의 마지막 0이 아닌 변환 계수(last non-zero coefficient) 위치를 코딩하게 된다. 만약, NSST 인덱스에 대한 코딩을 마지막 0이 아닌 변환 계수 위치 코딩 이후에 수행하고 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치가 4x4 RST의 적용을 가정했을 때 0이 아닌 변환 계수가 발생할 수 없는 위치로 파악된다면, NSST 인덱스를 코딩하지 않고 4x4 RST를 적용하지 않도록 할 수 있다. 예를 들어, 도 11에서 X로 표시된 위치들의 경우 4x4 RST가 적용되었을 때 유효한 변환 계수들이 위치하지 않으므로 (예를 들어, 0 값 등이 채워질 수 있다), X로 표시된 영역에 마지막 0이 아닌 변환 계수가 위치하게 되면 NSST 인덱스에 대한 코딩을 생략할 수 있다. 만약 X로 표시된 영역에 마지막 0이 아닌 변환 계수가 위치하지 않는다면, NSST 인덱스에 대한 코딩을 수행할 수 있다.
마지막 0이 아닌 변환 계수 위치에 대한 코딩 이후에 조건적으로 NSST 인덱스를 코딩하여(상술하였듯이 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치가 4x4 RST의 적용을 가정했을 때 허용되지 않는 위치라면 NSST 인덱스에 대한 코딩 생략 가능) 4x4 RST의 적용 여부를 알게 된 경우, 이하 남은 레지듀얼 코딩 부분에 대해서는 다음과 같은 두 가지 방식으로 처리될 수 있다.
(1) 4x4 RST를 적용하지 않는 경우에 대해서는 일반적인 레지듀얼 코딩을 그대로 유지할 수 있다. 즉, 마지막 0이 아닌 변환 계수 위치부터 DC 위치까지 어떤 위치도 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있다는 가정 하에서 코딩을 수행한다.
(2) 4x4 RST를 적용하는 경우 특정 위치 또는 특정 4x4 블록에 대해서는 (예를 들어, 도 11의 X 위치) 해당 변환 계수가 존재하지 않을 수 밖에 없으므로 (디폴트로 0으로 채워질 수 있다), 해당 위치 또는 블록에 대해서는 레지듀얼 코딩을 생략할 수 있다. 예를 들어, 도 11에서 X로 표시된 위치에 도달하는 경우는 sig_coeff_flag에 (HEVC 및 VVC에 적용되는 해당 위치에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부에 대한 flag) 대한 코딩을 생략할 수 있다. 또한, 도 12에서와 같이 두 블록의 변환 계수를 합치는 경우 0으로 비워진 4x4 블록에 대해서는 coded_sub_block_flag에 (HEVC에 존재) 대한 코딩을 생략하고 해당 값을 0으로 유도할 수 있으며, 해당 4x4 블록에 대해서는 별도 코딩 없이 모두 0 값으로 채울 수 있다.
한편, 마지막 0이 아닌 변환 계수 위치에 대한 코딩 이후에 NSST 인덱스를 코딩하는 경우, 마지막 0이 아닌 변환 계수의 x 위치(Px)와 y 위치(Py)가 각각 Tx, Ty(특정 임계값)보다 작은 경우에는 NSST 인덱스 코딩을 생략하고 4x4 RST를 적용하지 않도록 구성할 수 있다. 예를 들어, Tx = 1, Ty = 1인 경우, 마지막 0이 아닌 변환 계수가 DC 위치에 존재하는 경우에 대하여 NSST 인덱스 코딩을 생략한다는 것을 의미한다. 이와 같은 임계값과의 비교를 통해 NSST 인덱스 코딩 여부를 결정하는 방식은 루마와 크로마에 각기 달리 적용될 수 있다. 예를 들어 루마와 크로마에 대해 각기 다른 Tx, Ty를 적용할 수도 있고, 루마에는 (또는 크로마에는) 임계값을 적용하고 크로마에는 (또는 루마에는) 적용하지 않을 수도 있다.
물론, NSST 인덱스 코딩을 생략하는 두 가지 방법을 (마지막 0이 아닌 변환 계수가 유효한 변환 계수가 존재하지 않는 영역에 위치하는 경우 NSST 인덱스 코딩을 생략하는 방법, 마지막 0이 아닌 변환 계수에 대한 X 좌표와 Y 좌표가 각기 어떤 임계값(threshold)보다 작을 때 NSST 인덱스 코딩을 생략하는 방법) 모두 적용할 수도 있다. 예를 들어, 마지막 0이 아닌 변환 계수 위치 좌표에 대한 임계값 체크를 먼저 수행한 후, 마지막 0이 아닌 변환 계수가 유효한 변환 계수가 존재하지 않는 영역에 위치하는지 여부를 체크할 수 있고, 그 반대 순도 가능하다.
상술한 레지듀얼 코딩 이전에 NSST 인덱스를 코딩하는 방법은 8x8 RST에 대해서도 적용될 수 있다. 즉, 마지막 0이 아닌 변환 계수가 좌상단 8x8 영역 내에서 좌상단 4x4가 아닌 영역에 위치하게 된다면 NSST 인덱스에 대한 코딩을 생략할 수 있으며, 그렇지 않으면 NSST 인덱스에 코딩을 수행할 수 있다. 또한, 마지막 0이 아닌 변환 계수 위치에 대한 X, Y 좌표 값이 모두 어떤 임계값 미만이라고 한다면 NSST 인덱스에 대한 코딩을 생략할 수 있다. 당연히 두 가지 방법을 함께 적용할 수도 있다.
또한 NSST 인덱스를 코딩함에 있어서, 본 발명에서는 RST 적용 시 루마와 크로마에 대해 각각 다른 NSST 인덱스 코딩 및 레지듀얼 코딩 방식을 적용할 수 있다.
상술한 바와 같은 NSST 인덱스 코딩이 레지듀얼 코딩 이후에 이루어지는 첫 번째 방법(방법 1)과 NSST 인덱스 코딩이 및 레지듀얼 코딩 이전에 이루어지는 방법(방법 2)을 루마와 크로마에 각각 다르게 적용할 수 있다.
예를 들어, 루마는 방법 2에 기술된 방식을 따르고, 크로마에는 방법 1을 적용할 수 있다. 또는 루마에는 방법 1 또는 방법 2에 따라 조건적으로 NSST 인덱스 코딩을 적용하고, 크로마에는 조건적 NSST 인덱스 코딩을 적용하지 않을 수 있으며, 반대도 가능하다. 즉, 크로마에는 방법 1 또는 방법 2에 따라 조건적으로 NSST 인덱스 코딩을 적용하고, 루마에는 조건적 NSST 인덱스 코딩을 적용하지 않을 수 있다.
이하에서는 1차 변환으로 다중 변환을 적용하는 경우에 대한 최적화 방법에 관하여 기술한다.
다중 변환을 적용함에 있어서, 본 발명에서는 RT(Reduced transform)의 방법을 기반으로 다중 변환을 적용할 수 있다. 이는 REMT(Reduced Explicit Multiple Transform) 또는 RAMT(Reduced Adaptive Multiple Transform) 등의 용어로 지칭될 수도 있다.
상술한 바와 같이 다중 변환 선택(혹은 Explicit Multiple Transform; Adaptive Multiple Transform)에서와 같이 여러 변환들(DCT2, DST7, DCT8, DST1, DCT5 등)의 조합들이 선택적으로 1차 변환에 사용되는 경우, 복잡도 감소를 위해 모든 경우에 대하여 변환을 수행하는것이 아니라, 미리 정의된 영역에 대해서만 변환을 적용함으로써 worst case 복잡도를 현저하게 감소시킬 수 있다.
예를 들면, 앞에서 설명한 RT(Reduced transform)의 방법을 기반으로 MxM 크기의 화소블록에 대해서 1차 변환을 적용했을 경우, MxM 크기의 변환 블록을 얻는 대신, RxR의 (M>=R) 변환 블록에 대한 계산만을 수행할 수 있다. 결과적으로, RxR 영역에 대해서만 유효한 0이 아닌 변환 계수(non-zero coefficients)들이 존재하게 되며, 그 외의 영역에 존재할 변환 계수에 대해서는 계산을 수행하지 않고 0 값으로 간주할 수 있다. 다음 표 4는 1차 변환 크기별로 미리 정의된 R값을 사용하는 RAMT(reduced adaptive multiple transform)의 3가지 예를 나타낸다.
[표 4]
상술한 RAMT(또는 REMT)를 적용함에 있어, 본 발명에서는 RT 팩터(reduced transform factor) (R)가 해당 1차 변환에 따라서 의존적으로 결정될 수 있다.
예를 들면, 1차 변환이 DCT2인 경우, 다른 1차 변환들에 비해서 계산량이 비교적 간단하므로 작은 블록에 대해서는 RT을 사용하지 않거나, 상대적으로 큰 R값을 사용함으로써 부호화 성능의 감소를 최소화할 수 있다. 예를 들면, DCT2의 경우와 그 이외의 변환인 경우, 다음 표 5와 같이 다른 RT 팩터를 사용할 수 있다. 표 5는 변환 크기별로 다른 RT 팩터를 사용하는 RAMT의 예시를 나타낸다.
[표 5]
또한 다중 변환을 적용함에 있어서, 본 발명에서는 인트라 예측 모드에 따라 EMT(혹은 AMT) 핵심 변환을 선택할 수 있다. 상기 표 1 및 표 2에 제시된 바와 같이 EMT_CU_Flag = 1 (또는 AMT_CU_Flag=1)인 경우, 2 비트의 EMT_TU_index 를 통해 4개 조합의 EMT 인덱스(0,1,2,3) 중 하나를 선택할 수 있으며, 주어진 EMT 인덱스를 기반으로 해당 1차 변환에 적용될 변환 타입을 선택할 수 있다. 다음 표 6은 EMT_index 값을 기준으로 수평 및 수직 방향에 대해 해당 1차 변환에 적용되는 변환 타입을 선택하는 매핑(mapping) 테이블의 일예이다.
[표 6]
본 발명에서는 인트라 예측 모드에 따라서 발생하는 1차 변환들의 통계를 분석하였고, 이를 기반으로 보다 효율적인 EMT 핵심 변환 매핑(core transform mapping) 방법을 제안한다. 먼저 다음 표 7은 인트라 예측 모드별로 EMT_TU_index의 분포를 백분율(%)로 나타내었다.
[표 7]
67 모드를 사용하는 인트라 예측 모드를 기반으로 했을때, 상기 표 7에서 수평 방향(Hor) 모드는 모드 2번부터 33번 모드까지를 나타내고 수직 방향(Ver) 모드는 34번부터 66번까지의 방향 모드를 나타낸다.
상기 표 7에서 알 수 있듯이, 수직 방향(Hor) 모드(2<=모드<=33)의 경우 EMT_TU_index = 2가 EMT_TU_index = 1보다 매우 높은 확률을 보이고 있다. 따라서 본 발명에서는 다음 표 8과 같은 매핑 테이블을 제안한다.
[표 8]
상기 표 8에서는 수평 방향(Hor) 모드 그룹들에 대해서는 다른 매핑을 사용한 예를 나타내었다. 위와 같이 EMT_TU_index를 기반으로 1차 변환을 유도하는 방법에서는 인트라 예측 방향을 기반으로 다른 매핑 테이블을 사용할 수도 있다.
또한 본 발명에서는, 인트라 예측 모드별로 이용가능한 (available) EMT_TU_index가 동일하지 않고 서로 다르게 정의될 수 있다. 예를 들면, 상기 표 7에 나타난 바와 같이 플래너(Planar) 모드의 경우 EMT_TU_index = 3의 경우(방향성(anglular) 모드의 경우 EMT_TU_index >1인 경우)가 발생 확률이 상대적으로 낮기 때문에, 이러한 발생 확률이 낮은 인덱스 부분을 배제함으로써 보다 효율적인 부호화가 가능하다. 다음 표 9는 이용가능한 EMT_TU_index 값이 인트라 예측 모드별로 의존적인 경우를 예시적으로 나타내었다.
[표 9]
본 발명에서는 상술한 인트라 예측 모드별로 다르게 분포하는 EMT_TU_index의 값을 보다 효율적으로 부호화하기 위하여 다음과 같은 두가지의 부호화 방법을 제안한다.
1) EMT(AMT) TU 인덱스 값을 이진화(binarization)할 때, 고정된 길이(fixed length) 이진화 방법보다는 Truncated unary 방법을 사용하여 부호화할 수 있다. 다음 표 10은 고정된 길이(fixed length)와 truncated unary 이진화의 예를 나타내었다.
[표 10]
2) EMT TU 인덱스 값을 컨텍스트 모델링(context modeling)을 통하여 부호화할 때, 인트라 예측 모드의 정보를 이용하여 컨텍스트 모델(context model)을 결정할 수 있다. 다음 표 11은 컨텍스트에 따라 인트라 예측 모드를 매핑한 실시예 3개(방법1, 방법2, 방법3)를 나타낸다. 특히, 본 발명에서 명시한 인트라 예측 모드별 컨텍스트 모델링 방법은 블록 크기와 같은 다른 요소들과 함께 고려될 수도 있다.
[표 11]
이하에서는 본 발명에 따라 AMT(또는 EMT) 방식에서 다중 변환 선택(MTS)을 적용하여 변환을 수행하는 과정을 제안하되, 다중 변환 선택의 적용을 위한 신택스 요소를 제안하고 다중 변환에 사용되는 변환 커널(변환 타입)을 결정하는 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시예로, 변환을 수행함에 있어 다중 변환 선택이 가용한지 여부를 나타내는 신택스 요소를 사용할 수 있다. 이러한 신택스 요소를 사용함으로써, 현재 코딩 대상 블록에 대해 다중 변환 선택을 사용하여 변환을 수행할 수 있는지 여부를 명시적으로 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 다음 표 12는 다중 변환 선택의 가용 여부를 나타내기 위한 정보를 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set)에서 시그널링하는 신택스 테이블의 예를 나타낸다. 표 13은 표 12의 신택스 요소들이 나타내는 정보를 정의하는 시멘틱스(Semantics) 테이블의 예를 나타낸다.
[표 12]
[표 13]
상기 표 12 및 표 13을 참조하면, 변환을 수행함에 있어 다중 변환 선택이 가용한지 여부를 나타내는 정보로서, sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag 신택스 요소를 사용할 수 있다. 예를 들어, sps_mts_intra_enabled_flag는 인트라 코딩 블록에 대해 다중 변환 선택을 기반으로 한 변환이 가용한지 여부를 나타내는 정보이고, sps_mts_inter_enabled_flag는 인터 코딩 블록에 대해 다중 변환 선택을 기반으로 한 변환이 가용한지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 여기서, 인트라 코딩 블록은 인트라 예측 모드로 코딩된 블록을 말하며, 인터 코딩 블록은 인터 예측 모드로 코딩된 블록을 말한다.
일 실시예로, 인코딩 장치에서 sps_mts_intra_enabled_flag를 통해서 인트라 코딩 블록에 대해 다중 변환 선택을 기반으로 한 변환이 가용한지 여부를 설정하여 시그널링하고, 디코딩 장치에서는 시그널링된 sps_mts_intra_enabled_flag를 디코딩하여 해당 인트라 코딩 블록에 대해 다중 변환 선택이 가용한지 여부를 판단할 수 있다. 또는, 인코딩 장치에서 sps_mts_inter_enabled_flag를 통해서 인터 코딩 블록에 대해 다중 변환 선택을 기반으로 한 변환이 가용한지 여부를 설정하여 시그널링하고, 디코딩 장치에서는 시그널링된 sps_mts_inter_enabled_flag를 디코딩하여 해당 인터 코딩 블록에 대해 다중 변환 선택이 가용한지 여부를 판단할 수 있다. 이와 같이, sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag를 기반으로 해당 인트라 코딩 블록 또는 해당 인터 코딩 블록이 다중 변환 선택이 가용한 것으로 판단된 경우, 후술할 다중 변환 선택의 적용 여부를 나타내는 정보(예: cu_mts_flag) 또는 다중 변환 선택 시에 사용되는 변환 커널을 지시하는 정보(예: mts_idx)를 추가적으로 시그널링할 수 있다.
여기서, sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag 신택스 요소는 시퀀스 레벨(즉, 시퀀스 파라미터 세트)에서 시그널링되는 것으로 표 12에 나타내었으나, 슬라이스 레벨(즉, 슬라이스 헤더) 또는 픽처 레벨(즉, 픽처 파라미터 세트) 등을 통해서 시그널링될 수도 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 표 12에서와 같이 상위 레벨(예: 시퀀스 파라미터 세트 등)을 통해서 시그널링된 sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag가 다중 변환 선택을 기반으로 한 변환이 가용한 것으로 나타난 경우, 하위 레벨(예: 레지듀얼 코딩 신택스, 변환 유닛 신택스 등)에서 해당 블록에 다중 변환 선택이 적용되는지 여부를 지시하는 정보를 추가적으로 시그널링할 수도 있다. 다음 표 14는 상위 레벨에서 명시적으로 시그널링된 신택스 요소(예: sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag)를 기반으로 하위 레벨(예: 변환 유닛 신텍스)에서 추가적으로 다중 변환 선택의 적용 여부를 나타내는 정보(예: cu_mts_flag)를 시그널링하는 신택스 테이블의 예를 나타낸다. 표 15는 표 14의 신택스 요소가 나타내는 정보를 정의하는 시멘틱스 테이블의 예를 나타낸다.
[표 14]
[표 15]
또한 본 발명의 일 실시예에서, 상기 표 12 및 표 14에서와 같이 다중 변환 선택의 가용 여부를 나타내는 정보(예: sps_mts_intra_enabled_flag, sps_mts_inter_enabled_flag) 또는 다중 변환 선택의 적용 여부를 나타내는 정보(예: cu_mts_flag)를 기반으로 다중 변환 선택 시에 사용되는 변환 커널을 지시하는 정보를 시그널링할 수 있다. 다음 표 16은 다중 변환 선택 시에 적용되는 변환 커널을 지시하는 정보를 시그널링하는 신택스 테이블의 예를 나타낸다. 표 17은 표 16의 신택스 요소가 나타내는 정보를 정의하는 시멘틱스 테이블의 예를 나타낸다.
[표 16]
[표 17]
상기 표 16 및 표 17을 참조하면, 다중 변환 선택 시에 사용되는 변환 커널을 지시하는 정보로서, mts_idx 신택스 요소를 사용할 수 있다. mts_idx 신택스 요소는 상술한 변환 세트와 같이 다중 변환 시에 사용되는 수평 방향 변환 및 수직 방향 변환을 위해 구성되어 있는 특정 조합들 중에서 현재 블록에 적용되는 하나의 조합을 지시하는 인덱스 값으로 설정될 수 있다.
예를 들어, sps_mts_intra_enabled_flag, sps_mts_inter_enabled_flag, cu_mts_flag 등의 신택스 요소를 통해 현재 블록에 대해 다중 변환 선택을 적용하는 것으로 명시적으로 지시하는 경우, mts_idx 신택스 요소는 현재 블록의 변환을 수행하기 위해 필요한 정보를 시그널링하는 레벨인 레지듀얼 코딩 신택스 또는 변환 유닛 신택스 등을 통해 전달될 수 있다. 디코딩 장치는 인코딩 장치로부터 mts_idx 신택스 요소를 획득하여, mts_idx가 지시하는 인덱스 값을 기반으로 현재 블록에 적용되는 변환 커널들(수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널)을 도출하여 다중 변환을 수행할 수 있다.
이때, 다중 변환 선택을 위해 사용되는 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널의 조합들을 미리 설정해 둘 수 있으며, 각 조합들은 mts_idx의 인덱스 값에 각각 대응될 수 있다. 따라서, 디코딩 장치는 미리 설정되어 있는 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널의 조합들 중에서 mts_idx의 인덱스 값에 대응되는 조합을 선택하고, 선택된 조합의 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널을 현재 블록에 적용할 변환 커널 세트로 도출할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면 다중 변환 선택을 위해 사용되는 변환 커널들의 조합들을 다양한 방식으로 구성할 수 있다. 여기서, 변환 커널들의 조합들은 다중 변환 선택 후보(이하, MTS 후보)들이란 용어로 지칭될 수도 있다. 또한 변환 커널들의 조합들(즉, MTS 후보들)은 다중 변환 커널 세트들을 나타내는 것으로, 다중 변환 커널 세트들은 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 조합하여 도출될 수 있다. 이때, 다중 변환 선택에 사용될 수 있는 변환 커널 타입은 복수 개일 수 있으며, 이 경우 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 상기 복수 개의 변환 커널 타입들 중 하나이고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 상기 복수 개의 변환 커널 타입들 중 하나일 수 있다. 다시 말해서, 다중 변환 커널 세트들(즉, MTS 후보들)은 복수 개의 변환 커널 타입들을 조합하여 구성될 수 있다. 예컨대, 다중 변환 선택에 사용될 수 있는 변환 커널 타입으로는, DST7, DCT8, DCT2, DST1, DCT5 등을 사용할 수 있으며, 이들 중 복수 개를 선택하고 선택된 복수 개의 타입들을 조합하여 다중 변환 커널 세트들(즉, MTS 후보들)로 구성할 수 있다. 이러한 다중 변환 커널 세트들(즉, MTS 후보들)은 변환 효율을 고려하여 다양하게 구성될 수 있다.
MTS 후보들을 구성함에 있어서, 본 발명의 일 실시예에서는 변환 커널 타입으로 DST7 및 DCT8을 사용하여 이들을 조합함으로써 복수의 MTS 후보들을 구성하고, 복수의 MTS 후보들 각각에 대응하여 MTS 인덱스 값(예: mts_idx)을 할당할 수 있다.
일 실시예로, MTS 인덱스의 제1 인덱스 값(예: 인덱스 값 0)에는, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 모두 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제2 인덱스 값(예: 인덱스 값 1)에는, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DST7로 선택하고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DCT8로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제3 인덱스 값(예: 인덱스 값 2)에는, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DCT8로 선택하고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제4 인덱스 값(예: 인덱스 값 3)에는, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 모두 DCT8로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. 이와 같이 조합된 MTS 후보들은 다음 표 18과 같이 MTS 인덱스 값에 따라 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입으로 나타낼 수 있다.
[표 18]
다른 실시예로, MTS 인덱스의 제1 인덱스 값(예: 인덱스 값 0)에는, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 모두 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제2 인덱스 값(예: 인덱스 값 1)에는, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DCT8로 선택하고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. 이와 같이 조합된 MTS 후보들은 다음 표 19와 같이 MTS 인덱스 값에 따라 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입으로 나타낼 수 있다.
[표 19]
또 다른 실시예로, MTS 인덱스의 제1 인덱스 값(예: 인덱스 값 0)에는, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 모두 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제2 인덱스 값(예: 인덱스 값 1)에는, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DST7로 선택하고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DCT8로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. 이와 같이 조합된 MTS 후보들은 다음 표 20과 같이 MTS 인덱스 값에 따라 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입으로 나타낼 수 있다.
[표 20]
상기 표 18 내지 표 20을 참조하면, MTS 인덱스의 인덱스 값에 따라 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입이 매핑되어 있다. 여기서, 변환 커널 타입 값이 1인 경우에 DST7을 나타내고, 변환 커널 타입 값이 2인 경우에 DCT8을 나타낸 것이다. 경우에 따라, MTS 인덱스 신택스 요소가 시그널링되지 않는 경우가 있다. 즉, MTS 기반의 변환이 가용하지 않는 것으로 결정된 경우(예: sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag가 0인 경우)나 MTS 기반의 변환을 적용하지 않는 겻으로 결정된 경우(예: cu_mts_flag가 0인 경우)에 MTS 인덱스 정보가 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치에서는 상기 표 18 내지 표 20에서 나타난 바와 같이 MTS 인덱스의 값을 -1로 유추하고, 이에 대응하는 변환 커널 타입 0을 현재 블록의 변환 커널 타입(즉, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널)으로 사용할 수 있다. 이때, 변환 커널 타입 0은 DCT2를 나타낼 수 있다.
또한, 실시예에 따라서 본 발명은 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하여 MTS 후보들을 구성할 수도 있다.
일 실시예로, 67개의 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 2개의 비방향성 모드(예: DC 모드, 플래너 모드)에 대해서는 상기 표 18에 나타난 4개의 MTS 후보들을 사용할 수 있고, 수평 방향성을 가진 모드들을 포함하는 수평 그룹 모드(예: 2번 모드부터 34번 모드)에 대해서는 상기 표 19에 나타난 2개의 MTS 후보들을 사용할 수 있고, 수직 방향성을 가진 모드들을 포함하는 수직 그룹 모드(예: 35번 모드부터 66번 모드)에 대해서는 상기 표 20에 나타난 2개의 MTS 후보들을 사용할 수 있다.
다른 실시예로, 67개의 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 2개의 비방향성 모드(예: DC 모드, 플래너 모드)에 대해서는 다음 표 21에 나타난 바와 같이 3개의 MTS 후보들을 사용할 수 있고, 수평 방향성을 가진 모드들을 포함하는 수평 그룹 모드(예: 2번 모드부터 34번 모드)에 대해서는 다음 표 22에 나타난 바와 같이 2개의 MTS 후보들을 사용할 수 있고, 수직 방향성을 가진 모드들을 포함하는 수직 그룹 모드(예: 35번 모드부터 66번 모드)에 대해서는 상기 표 23에 나타난 바와 같이 2개의 MTS 후보들을 사용할 수 있다.
다음 표 21은 2개의 비방향성 모드(예: DC 모드, 플래너 모드)에 대해 사용되는 MTS 후보들로서, MTS 인덱스 값에 따른 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입의 예시를 나타낸 것이다.
[표 21]
상기 표 21을 참조하면, MTS 인덱스의 제1 인덱스 값(예: 인덱스 값 0)에는, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 모두 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제2 인덱스 값(예: 인덱스 값 1)에는, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DST7로 선택하고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DCT8로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제3 인덱스 값(예: 인덱스 값 2)에는, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DCT8로 선택하고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다.
다음 표 22는 수평 방향성을 가진 모드들을 포함하는 수평 그룹 모드(예: 2번 모드부터 34번 모드)에 대해 사용되는 MTS 후보들로서, MTS 인덱스 값에 따른 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입의 예시를 나타낸 것이다.
[표 22]
상기 표 22를 참조하면, MTS 인덱스의 제1 인덱스 값(예: 인덱스 값 0)에는, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 모두 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제2 인덱스 값(예: 인덱스 값 1)에는, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DCT8로 선택하고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다.
다음 표 23은 수직 방향성을 가진 모드들을 포함하는 수직 그룹 모드(예: 35번 모드부터 66번 모드)에 대해 사용되는 MTS 후보들로서, MTS 인덱스 값에 따른 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입의 예시를 나타낸 것이다.
[표 23]
상기 표 23을 참조하면, MTS 인덱스의 제1 인덱스 값(예: 인덱스 값 0)에는, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 모두 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제2 인덱스 값(예: 인덱스 값 1)에는, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DST7로 선택하고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DCT8로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다.
상기 표 21 내지 표 23에서, 변환 커널 타입 값이 1인 경우에 DST7을 나타내고, 변환 커널 타입 값이 2인 경우에 DCT8을 나타낸 것이다. 경우에 따라, MTS 인덱스 신택스 요소가 시그널링되지 않는 경우가 있다. 즉, MTS 기반의 변환이 가용하지 않는 것으로 결정된 경우(예: sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag가 0인 경우)나 MTS 기반의 변환을 적용하지 않는 겻으로 결정된 경우(예: cu_mts_flag가 0인 경우)에 MTS 인덱스 정보가 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치에서는 상기 표 21 내지 표 23에 나타난 바와 같이 MTS 인덱스의 값을 -1로 유추하고, 이에 대응하는 변환 커널 타입 0을 현재 블록의 변환 커널 타입(즉, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널)으로 사용할 수 있다. 이때, 변환 커널 타입 0은 DCT2를 나타낼 수 있다.
물론, 본 발명은 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하지 않고 모든 인트라 예측 모드들에 대해 MTS 후보들을 구성할 수 있다. 일 실시예로, 모든 인트라 예측 모드들에 대해 3개의 MTS 후보들을 구성하고, 3개의 MTS 후보들 각각에 대응하여 MTS 인덱스 값(예: mts_idx)을 할당할 수 있다.
예를 들어, MTS 인덱스의 제1 인덱스 값(예: 인덱스 값 0)에는, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 모두 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제2 인덱스 값(예: 인덱스 값 1)에는, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DST7로 선택하고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DCT8로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. MTS 인덱스의 제3 인덱스 값(예: 인덱스 값 2)에는, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DCT8로 선택하고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 DST7로 선택하여 조합한 MTS 후보(즉, 변환 커널 세트)를 매핑시킬 수 있다. 이와 같이 조합된 MTS 후보들은 다음 표 24와 같이 MTS 인덱스 값에 따라 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입으로 나타낼 수 있다.
[표 24]
상기 표 24를 참조하면, MTS 인덱스의 인덱스 값에 따라 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입이 매핑되어 있다. 여기서, 변환 커널 타입 값이 1인 경우에 DST7을 나타내고, 변환 커널 타입 값이 2인 경우에 DCT8을 나타낸 것이다. 경우에 따라, MTS 인덱스 신택스 요소가 시그널링되지 않는 경우가 있다. 즉, MTS 기반의 변환이 가용하지 않는 것으로 결정된 경우(예: sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag가 0인 경우)나 MTS 기반의 변환을 적용하지 않는 겻으로 결정된 경우(예: cu_mts_flag가 0인 경우)에 MTS 인덱스 정보가 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치에서는 상기 표 24에서 나타난 바와 같이 MTS 인덱스의 값을 -1로 유추하고, 이에 대응하는 변환 커널 타입 0을 현재 블록의 변환 커널 타입(즉, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널)으로 사용할 수 있다. 이때, 변환 커널 타입 0은 DCT2를 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은 모든 예측 모드(즉, 인트라 예측 모드 및 인터 예측 모드)에 대해서 적용되는 MTS 후보(들)을 구성할 수 있다. 일 실시예로, 인트라 예측 모드 및 인터 예측 모드에 대해서 1개의 MTS 후보를 구성하고, MTS 인덱스 값(예: mts_idx)을 할당할 수 있다. 이 경우, 1개의 MTS 후보를 사용하는 것이기 때문에, 비트 수의 감소를 위해서 MTS 인덱스 대신에 플래그 정보를 사용할 수 있다.
예를 들어, 플래그 정보(예: cu_mts_flag)가 1인 경우, 1개의 MTS 후보가 지시하는 변환 커널 타입을 매핑시킬 수 있다. 즉, 플래그 정보(예: cu_mts_flag)가 1인 경우, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 모두 DST7로 매핑시킬 수 있다.
다음 표 25는 플래그 정보(예: cu_mts_flag)를 기초로 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 매핑시킨 예시를 나타낸 것이다.
[표 25]
상기 표 25를 참조하면, 플래그 정보(예: cu_mts_flag)가 1인 경우, 예측 모드(즉, 인트라 예측 모드인지 인터 예측 모드인지)에 상관없이 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입으로 모두 1 값을 도출할 수 있다. 또는 플래그 정보(예: cu_mts_flag)가 0인 경우, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입으로 모두 0 값을 도출할 수 있다. 여기서, 변환 커널 타입이 1인 경우 DST7을 이용하는 것을 의미할 수 있고, 변환 커널 타입이 0인 경우 DCT2를 이용하는 것을 의미할 수 있다. 상술한 바와 같이 경우에 따라, 플래그 정보(예: cu_mts_flag)가 시그널링되지 않을 수 있다. 예컨대, MTS 기반의 변환이 가용하지 않는 것으로 결정된 경우(예: sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag가 0인 경우)에 플래그 정보(예: cu_mts_flag)가 시그널링되지 않을 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치에서는 상기 표 25에 나타난 바와 같이 플래그 정보(예: cu_mts_flag)를 0으로 유추하고, 이에 대응하는 변환 커널 타입 0을 현재 블록의 변환 커널 타입(즉, 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널)으로 사용할 수 있다.
상술한 실시예들에서는 변환 커널 타입으로 DST7 및 DCT8을 사용하는 것으로 설명하였으나, 이는 하나의 예시일 뿐이다. 본 발명에서는 다양한 변환 커널 타입(예: DCT2, DCT4, DCT5, DCT7, DCT8, DST1, DST4, DST7 등)을 사용하여 다중 변환 선택을 위한 변환 커널 세트를 구성하여 다중 변환을 수행할 수 있다.
한편, 상기 DCT2, DCT4, DCT5, DCT7, DCT8, DST1, DST4, DST7 등과 같은 DCT/DST 변환 커널 타입들은 기저 함수들을 기반으로 정의될 수 있으며, 기저 함수들은 다음 표 26과 같이 나타내어질 수 있다. 본 명세서에서 기재된 변환 커널 타입은 변환 타입으로 지칭될 수도 있다.
[표 26]
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치에 의한 비디오/영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 13에서 개시된 방법은 도 2에서 개시된 인코딩 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 도 13의 단계 S1300은 도 2에 개시된 예측부(220) 및 감산부(231)에 의하여 수행될 수 있고, 도 13의 단계 S1310은 도 2에서 개시된 변환부(232)에 의하여 수행될 수 있고, 도 13의 단계 S1320 및 S1330은 도 2에 개시된 양자화부(233)에 의하여 수행될 수 있고, 도 13의 단계 S1340은 도 2에 개시된 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 도 13에서 개시된 방법은 본 명세서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다. 따라서, 도 13에서는 상술한 실시예들과 중복되는 내용에 관해서 구체적인 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 13을 참조하면, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1300).
일 실시예로, 인코딩 장치는 현재 블록에 대해 적용되는 예측 모드(예컨대, 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드)에 기초하여 예측을 수행하고, 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 그리고, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 원본 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 레지듀얼 샘플들은 원본 샘플들 및 예측 샘플들의 차이를 기반으로 도출될 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 기반으로 변환을 수행하여 현재 블록에 대한 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1310). 이때, 인코딩 장치는 다중 변환 선택(이하, MTS)을 적용하여 변환을 수행할 수 있다.
일 실시예로, 인코딩 장치는 MTS을 기반으로 변환을 수행함에 있어 현재 블록에 적용되는 변환 커널 세트를 이용하여 변환을 수행할 수 있다. 그리고, 인코딩 장치는 현재 블록에 적용된 변환 커널 세트를 나타내는 MTS에 관한 정보를 생성할 수 있고, 이를 인코딩하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다. 여기서, MTS에 관한 정보는 현재 블록에 적용되는 변환 커널 세트를 나타내는 MTS 인덱스 정보를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 인코딩 장치는 현재 블록의 레지듀얼 샘플들에 대해 MTS를 기반으로 변환을 수행하기로 결정한 경우, 복수의 MTS 후보들에 대해 변환을 수행하고, RD(Rate Distortion) 비용을 기반으로 복수의 MTS 후보들 중에서 최적의 MTS 후보를 선택할 수 있다. 그리고, 인코딩 장치는 선택된 최적의 MTS 후보에 대응하는 MTS 인덱스 정보를 생성하고, 상기 MTS 인덱스 정보를 포함하는 MTS에 관한 정보를 인코딩할 수 있다.
여기서, 복수의 MTS 후보들이라 함은 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널의 조합들을 포함하여 구성된 것으로, 예컨대 상기 표 18 내지 표 25에서 개시된 내용을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 복수의 MTS 후보들은 다중 변환 커널 세트들을 나타내고, 다중 변환 커널 세트들은 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 조합하여 도출될 수 있다. 또한, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 복수의 변환 커널 타입들 중 하나이고, 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입 역시 상기 복수의 변환 커널 타입들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, MTS에서 사용될 수 있는 변환 커널 타입들은 DCT2, DCT4, DCT5, DCT7, DCT8, DST1, DST4, DST7 등을 포함할 수 있다. 이러한 변환 커널 타입들 중 복수 개(예: DST7, DCT8)의 변환 커널 타입을 조합하여 다중 변환 커널 세트(수직 변환 커널 및 수평 변환 커널)를 도출할 수 있다.
일 실시예로, 복수의 변환 커널 타입들은 제1 변환 커널 타입 및 제2 변환 커널 타입을 포함할 수 있다. 이 경우, 복수의 MTS 후보들은, 제1 변환 커널 타입에 대응하는 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 포함하는 MTS 후보, 제1 변환 커널 타입에 대응하는 수직 변환 커널 및 제2 변환 커널 타입에 대응하는 수평 변환 커널을 포함하는 MTS 후보, 제2 변환 커널 타입에 대응하는 수직 변환 커널 및 제1 변환 커널 타입에 대응하는 수평 변환 커널을 포함하는 MTS 후보, 및 제2 변환 커널 타입에 대응하는 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 포함하는 MTS 후보를 포함할 수 있다. 이때, 제1 변환 커널 타입 및 제2 변환 커널 타입은 미리 설정된 변환 매트릭스에 대응하는 변환 커널 타입일 수 있다. 예를 들어, 제1 변환 커널 타입은 DST 타입 7, 제2 변환 커널 타입은 DCT 타입 8로 미리 설정되어 있을 수 있다.
또한, 복수의 MTS 후보들은 MTS 인덱스 정보에 매핑될 수 있다. 예를 들어, MTS 인덱스 정보가 제1 인덱스 값(예: 인덱스 값 0)을 나타내는 경우, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DST 타입 7이고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DST 타입 7일 수 있다. MTS 인덱스 정보가 제2 인덱스 값(예: 인덱스 값 1)을 나타내는 경우, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DST 타입 7이고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DCT 타입 8일 수 있다. MTS 인덱스 정보가 제3 인덱스 값(예: 인덱스 값 2)을 나타내는 경우, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DCT 타입 8이고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DST 타입 7일 수 있다. MTS 인덱스 정보가 제4 인덱스 값(예: 인덱스 값 3)을 나타내는 경우, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DCT 타입 8이고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DCT 타입 8일 수 있다. 실시예에 따라서 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하여 복수의 MTS 후보들을 구성하고 MTS 인덱스 정보에 매핑시킬 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 비방향성 모드(예: DC 모드 또는 플래너 모드)인 경우, 상기 예시에서와 같이 제1 내지 제4 인덱스 값에 수직 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 서로 상이하게 매핑시켜서 MTS 후보들을 구성해 둘 수 있다. 다시 말해서, 현재 블록의 예측 모드가 비방향성 모드(예: DC 모드 또는 플래너 모드)라면, 상기 제1 내지 제4 인덱스 값 중 어느 하나에 의해 지시되는 수직 및 수평 변환 커널을 이용하여 변환을 수행할 수 있다. 이러한 MTS 후보 구성 방식은 상기 표 18 내지 표 20을 통해서 상세히 설명한 바 있다.
즉, MTS 기반의 변환을 수행함에 있어서, 인코딩 장치는 MTS 인덱스 정보에 의해서 지시되는 MTS 후보가 나타내는 변환 커널 세트에 포함된 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 이용하여 현재 블록에 대해 변환을 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 인코딩 장치는 현재 블록에 대해 MTS 기반의 변환을 수행할지 여부를 결정하고, 상기 결정된 정보를 MTS 플래그 정보로 생성할 수 있다. 예를 들어, MTS 플래그 정보는 상기 표 14 및 표 15에서 개시된 cu_mts_flag 신택스 요소일 수 있다. MTS 플래그 정보(예: cu_mts_flag)가 1인 경우, 현재 블록에 대해 MTS 기반의 변환이 수행됨을 나타낼 수 있다. 인코딩 장치는 MTS 플래그 정보를 포함하는 MTS에 관한 정보를 인코딩하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다. 이때, MTS 플래그 정보(예: cu_mts_flag)가 1로 설정된 경우, 인코딩 장치는 현재 블록에 적용된 변환 커널 세트를 나타내는 MTS 인덱스 정보를 추가적으로 MTS에 관한 정보에 포함하여 인코딩하고 시그널링할 수 있다.
또한 실시예에 따라, 인코딩 장치는 현재 블록에 대해 다중 변환 선택의 가용 여부를 결정하고, 상기 결정된 정보를 MTS 가용 플래그 정보로 생성할 수 있다. 이때, MTS 가용 플래그 정보는 현재 블록의 예측 모드에 따라 MTS 인트라 가용 플래그 정보 및 MTS 인터 가용 플래그 정보로서 정의될 수 있다. MTS 인트라 가용 플래그 정보는 상기 표 12 및 표 13에서 개시된 sps_mts_intra_enabled_flag 신택스 요소일 수 있고, 인트라 코딩 블록에 대해 MTS 기반 변환이 가용한지 여부를 나타낸다. MTS 인터 가용 플래그 정보는 상기 표 12 및 표 13에서 개시된 sps_mts_inter_enabled_flag 신택스 요소일 수 있고, 인터 코딩 블록에 대해 MTS 기반 변환이 가용한지 여부를 나타낸다.
즉, 인코딩 장치는 현재 블록이 인트라 예측 모드로 코딩된 블록이고 다중 변환 선택이 가용한 것으로 판단한 경우, MTS 인트라 가용 플래그 정보(예: sps_mts_intra_enabled_flag)를 1 값으로 설정하고 이를 인코딩할 수 있다. 또는 인코딩 장치는 현재 블록이 인터 예측 모드로 코딩된 블록이고 다중 변환 선택이 가용한 것으로 판단한 경우, MTS 인터 가용 플래그 정보(예: sps_mts_inter_enabled_flag)를 1 값으로 설정하고 이를 인코딩할 수 있다. 이때, MTS 인트라 가용 플래그 정보(예: sps_mts_intra_enabled_flag) 및 MTS 인터 가용 플래그 정보(예: sps_mts_inter_enabled_flag)는 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set; SPS) 레벨에서 시그널링될 수 있다.
또한, 현재 블록에 대해서 다중 변환 선택이 가용한 것으로 결정한 경우(즉, MTS 인트라 가용 플래그 정보 또는 MTS 인터 가용 플래그 정보가 1 값인 경우), 인코딩 장치는 현재 블록에 적용된 변환 커널 세트를 나타내는 MTS 인덱스 정보를 인코딩하고 시그널링할 수 있다. MTS 인덱스 정보는 레지듀얼 코딩 신택스 또는 변환 유닛 신택스를 통해 시그널링될 수 있다.
상술한 바와 같이 MTS에 관한 정보는 MTS 인덱스 정보를 포함할 뿐만 아니라 MTS 플래그 정보, MTS 인트라 가용 플래그 정보, MTS 인터 가용 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다시 말해, 인코딩 장치는 현재 블록에 대해 다중 변환 선택의 가용 여부 및 다중 변환 선택의 적용 여부에 따라 명시적으로 MTS 플래그 정보, MTS 인트라 가용 플래그 정보, MTS 인터 가용 플래그 정보를 시그널링할 수 있고, 또한 상기 MTS 플래그 정보, MTS 인트라 가용 플래그 정보, MTS 인터 가용 플래그 정보에 따라 추가적으로 MTS 인덱스 정보를 시그널링할 수 있다. 이는 상기 표 12 내지 표 17에서 개시된 내용을 포함할 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록의 변환 계수들을 기반으로 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하고(S1320), 양자화된 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성할 수 있다(S1330).
인코딩 장치는 MTS에 관한 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S1340).
여기서, 레지듀얼 정보는 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. MTS에 관한 정보는 상술한 MTS 인덱스 정보, MTS 플래그 정보, MTS 인트라 가용 플래그 정보, MTS 인터 가용 플래그 정보를 포함할 수 있다.
인코딩된 영상 정보는 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치에 의한 비디오/영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 14에서 개시된 방법은 도 3에서 개시된 디코딩 장치(300)에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 도 14의 단계 S1400은 도 3에 개시된 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 수행될 수 있고, 도 14의 단계 S1410은 도 3에 개시된 역양자화부(321)에 의하여 수행될 수 있고, 도 14의 단계 S1420은 도 3에 개시된 역변환부(322)에 의하여 수행될 수 있고, 도 14의 단계 S1430은 도 3에 개시된 예측부(330) 및 가산부(340)에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 도 14에 개시된 방법은 본 명세서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다. 따라서, 도 14에서는 상술한 실시예들과 중복되는 내용에 관해서 구체적인 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 14를 참조하면, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1400).
일 실시예로, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보를 획득하여 디코딩하고, 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 여기서, 레지듀얼 정보는 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등을 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 현재 블록의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 역양자화를 수행하여 현재 블록에 대한 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1410).
디코딩 장치는 현재 블록의 변환 계수들을 기반으로 역변환을 수행하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1420). 이때, 디코딩 장치는 다중 변환 선택(이하, MTS)을 적용하여 역변환을 수행할 수 있다.
일 실시예로, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 MTS에 관한 정보를 획득하여 디코딩하고, 상기 MTS에 관한 정보를 기반으로 도출된 변환 커널 세트를 이용하여 역변환을 수행할 수 있다. 여기서, MTS에 관한 정보는 현재 블록에 적용되는 변환 커널 세트를 나타내는 MTS 인덱스 정보를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 디코딩 장치는 MTS에 관한 정보에 포함된 MTS 인덱스 정보를 획득하고, 상기 MTS 인덱스 정보에 의해 지시되는 MTS 후보가 나타내는 변환 커널 세트에 포함된 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 이용하여 역변환을 수행할 수 있다. 상술한 바와 같이, MTS 인덱스 정보는 복수의 MTS 후보들 중에서 현재 블록에 적용되는 하나의 MTS 후보를 지시하는 정보로서, 인코딩 장치로부터 시그널링된다.
여기서, 복수의 MTS 후보들이라 함은 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널의 조합들을 포함하여 구성된 것으로, 예컨대 상기 표 18 내지 표 25에서 개시된 내용을 포함할 수 있다. 다시 말해서, 복수의 MTS 후보들은 다중 변환 커널 세트들을 나타내고, 다중 변환 커널 세트들은 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 조합하여 도출될 수 있다. 또한, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 복수의 변환 커널 타입들 중 하나이고, 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입 역시 상기 복수의 변환 커널 타입들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, MTS에서 사용될 수 있는 변환 커널 타입들은 DCT2, DCT4, DCT5, DCT7, DCT8, DST1, DST4, DST7 등을 포함할 수 있다. 이러한 변환 커널 타입들 중 복수 개(예: DST7, DCT8)의 변환 커널 타입을 조합하여 다중 변환 커널 세트(수직 변환 커널 및 수평 변환 커널)를 도출할 수 있다.
일 실시예로, 복수의 변환 커널 타입들은 제1 변환 커널 타입 및 제2 변환 커널 타입을 포함할 수 있다. 이 경우, 복수의 MTS 후보들은, 제1 변환 커널 타입에 대응하는 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 포함하는 MTS 후보, 제1 변환 커널 타입에 대응하는 수직 변환 커널 및 제2 변환 커널 타입에 대응하는 수평 변환 커널을 포함하는 MTS 후보, 제2 변환 커널 타입에 대응하는 수직 변환 커널 및 제1 변환 커널 타입에 대응하는 수평 변환 커널을 포함하는 MTS 후보, 및 제2 변환 커널 타입에 대응하는 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 포함하는 MTS 후보를 포함할 수 있다. 이때, 제1 변환 커널 타입 및 제2 변환 커널 타입은 미리 설정된 변환 매트릭스에 대응하는 변환 커널 타입일 수 있다. 예를 들어, 제1 변환 커널 타입은 DST 타입 7, 제2 변환 커널 타입은 DCT 타입 8로 미리 설정되어 있을 수 있다.
또한, 복수의 MTS 후보들은 MTS 인덱스 정보에 매핑될 수 있다. 예를 들어, MTS 인덱스 정보가 제1 인덱스 값(예: 인덱스 값 0)을 나타내는 경우, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DST 타입 7이고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DST 타입 7일 수 있다. MTS 인덱스 정보가 제2 인덱스 값(예: 인덱스 값 1)을 나타내는 경우, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DST 타입 7이고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DCT 타입 8일 수 있다. MTS 인덱스 정보가 제3 인덱스 값(예: 인덱스 값 2)을 나타내는 경우, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DCT 타입 8이고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DST 타입 7일 수 있다. MTS 인덱스 정보가 제4 인덱스 값(예: 인덱스 값 3)을 나타내는 경우, 수직 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DCT 타입 8이고 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입은 DCT 타입 8일 수 있다. 실시예에 따라서 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하여 복수의 MTS 후보들을 구성하고 MTS 인덱스 정보에 매핑시킬 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 비방향성 모드(예: DC 모드 또는 플래너 모드)인 경우, 상기 예시에서와 같이 제1 내지 제4 인덱스 값에 수직 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입을 서로 상이하게 매핑시켜서 MTS 후보들을 구성해 둘 수 있다. 다시 말해서, 현재 블록의 예측 모드가 비방향성 모드(예: DC 모드 또는 플래너 모드)라면, 상기 제1 내지 제4 인덱스 값 중 어느 하나에 의해 지시되는 수직 및 수평 변환 커널을 이용하여 역변환을 수행할 수 있다. 이러한 MTS 후보 구성 방식은 상기 표 18 내지 표 20을 통해서 상세히 설명한 바 있다.
즉, MTS 기반의 역변환을 수행함에 있어서, 디코딩 장치는 MTS 인덱스 정보에 의해서 지시되는 MTS 후보가 나타내는 변환 커널 세트에 포함된 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 이용하여 현재 블록에 대해 역변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 비방향성 모드(예: DC 모드 또는 플래너 모드)이고 MTS 인덱스 정보가 제1 인덱스 값을 나타내는 경우, 디코딩 장치는 제1 인덱스 값에 매핑되어 있는 수직 및 수평 변환 커널에 대응하는 변환 커널 타입으로 DST 타입 7을 도출할 수 있으며, 이를 적용하여 현재 블록에 대한 역변환을 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록에 대해 MTS 기반의 역변환을 수행할지 여부를 나타내는 정보(즉, MTS 플래그 정보)를 획득할 수 있다. 예를 들어, MTS 플래그 정보는 상기 표 14 및 표 15에서 개시된 cu_mts_flag 신택스 요소일 수 있다. MTS 플래그 정보(예: cu_mts_flag)가 1인 경우, 현재 블록에 대해 MTS 기반의 역변환이 수행됨을 나타낼 수 있다. 따라서, 디코딩 장치는 MTS 플래그 정보(예: cu_mts_flag)가 1인 경우에 현재 블록에 대해 MTS 기반의 역변환이 수행되는 것으로 판단할 수 있고, 비트스트림으로부터 MTS 인덱스 정보를 더 획득할 수 있다.
또한 실시예에 따라, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록에 대해 다중 변환 선택의 가용 여부를 나타내는 정보(즉, MTS 가용 플래그 정보)를 획득할 수 있다. 이때, MTS 가용 플래그 정보는 현재 블록의 예측 모드에 따라 MTS 인트라 가용 플래그 정보 및 MTS 인터 가용 플래그 정보로서 정의될 수 있다. MTS 인트라 가용 플래그 정보는 상기 표 12 및 표 13에서 개시된 sps_mts_intra_enabled_flag 신택스 요소일 수 있고, 인트라 코딩 블록에 대해 MTS 기반 역변환이 가용한지 여부를 나타낸다. MTS 인터 가용 플래그 정보는 상기 표 12 및 표 13에서 개시된 sps_mts_inter_enabled_flag 신택스 요소일 수 있고, 인터 코딩 블록에 대해 MTS 기반 역변환이 가용한지 여부를 나타낸다.
예를 들어, MTS 인트라 가용 플래그 정보(예: sps_mts_intra_enabled_flag)가 1이고 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 디코딩 장치는 현재 블록에 대해 다중 변환 선택이 가용한 것으로 판단할 수 있고, 비트스트림으로부터 MTS 인덱스 정보를 더 획득할 수 있다. 또는 MTS 인터 가용 플래그 정보(예: sps_mts_inter_enabled_flag)가 1이고 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우, 디코딩 장치는 현재 블록에 대해 다중 변환 선택이 가용한 것으로 판단할 수 있고, 비트스트림으로부터 MTS 인덱스 정보를 더 획득할 수 있다. 이와 같은 경우, 디코딩 장치는 획득된 MTS 인덱스 정보가 지시하는 변환 커널 세트(수직 및 수평 변환 커널)를 도출하여 역변환을 수행할 수 있다.
만일, MTS 인트라 가용 플래그 정보(예: sps_mts_intra_enabled_flag)가 0이고 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우이거나, 또는 MTS 인터 가용 플래그 정보(예: sps_mts_inter_enabled_flag)가 0이고 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우, MTS 인덱스 정보가 인코딩 장치로부터 명시적으로 시그널링 되지 않는다. 이 경우, 디코딩 장치는 미리 정의된 변환 커널 세트(수직 및 수평 변환 커널)를 적용할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 수평 변환 커널에 대한 변환 커널 타입 및 수직 변환 커널에 대한 변환 커널 타입을 둘 다 DCT 타입 2로 유추하여 역변환을 수행할 수 있다.
상기 MTS 인트라 가용 플래그 정보(예: sps_mts_intra_enabled_flag) 및 MTS 인터 가용 플래그 정보(예: sps_mts_inter_enabled_flag)는 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set; SPS) 레벨에서 시그널링될 수 있다. 상기 MTS 인트라 가용 플래그 정보 또는 MTS 인터 가용 플래그 정보가 1 값인 경우에 획득되는 MTS 인덱스 정보는 레지듀얼 코딩 신택스 레벨 또는 변환 유닛 신택스 레벨을 통해 시그널링될 수 있다.
상술한 바와 같이 MTS에 관한 정보는 MTS 인덱스 정보를 포함할 뿐만 아니라 MTS 플래그 정보, MTS 인트라 가용 플래그 정보, MTS 인터 가용 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다시 말해, 디코딩 장치는 현재 블록에 대해 다중 변환 선택의 가용 여부 및 다중 변환 선택의 적용 여부에 따라 명시적으로 MTS 플래그 정보, MTS 인트라 가용 플래그 정보, MTS 인터 가용 플래그 정보를 해당 레벨 신택스를 통해 획득할 수 있다. 또한 상기 MTS 플래그 정보, MTS 인트라 가용 플래그 정보, MTS 인터 가용 플래그 정보에 따라 추가적으로 MTS 인덱스 정보를 명시적으로 해당 레벨 신택스를 통해 획득할 수 있다. 이는 상기 표 12 내지 표 17에서 개시된 내용을 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S1430).
일 실시예로, 디코딩 장치는 현재 블록의 예측 모드를 기반으로 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행하여 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 그리고, 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 예측 샘플들과 레지듀얼 샘플들을 결합하여 복원 샘플들을 획득할 수 있다. 이러한 복원 샘플들을 기반으로 현재 픽처를 복원할 수 있다. 이후, 디코딩 장치는 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 디블록킹 필터링, SAO 및/또는 ALF 절차와 같은 인루프 필터링 절차를 상기 복원 픽처에 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 본 명세서에서 전술된 MTS 기반의 (역)변환을 수행하는 방법은, 아래 표 27과 같은 스펙(spec)에 따라 구현될 수 있다.
[표 27]
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. 이 경우 구현을 위한 정보(ex. information on instructions) 또는 알고리즘이 디지털 저장 매체에 저장될 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, VR(virtual reality) 장치, AR(argumente reality) 장치, 화상 전화 비디오 장치, 운송 수단 단말 (ex. 차량(자율주행차량 포함) 단말, 비행기 단말, 선박 단말 등) 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 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
도 15는 본 문서에서 개시된 발명이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
도 15를 참조하면, 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 (4)
- 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 예측 모드 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 획득하는 단계;
상기 예측 모드 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계;
상기 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출하는 단계;
상기 양자화된 변환 계수들을 기반으로 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하는 단계;
상기 현재 블록에 적용되는 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 포함하는 변환 커널 세트에 대한 MTS(Multiple Transform Selection) 인덱스 정보를 기반으로 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 및
상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하며,
상기 영상 정보는 제1 플래그 정보, 제2 플래그 정보 및 상기 MTS 인덱스 정보를 포함하되,
상기 제1 플래그 정보의 값이 1인 경우는 인트라 코딩 블록에 대해 MTS 기반 변환이 가용하고 상기 MTS 인덱스 정보가 존재하는 것을 나타내고, 상기 제2 플래그 정보의 값이 1인 경우는 인터 코딩 블록에 대해 MTS 기반 변환이 가용하고 상기 MTS 인덱스 정보가 존재하는 것을 나타내고,
상기 제1 플래그 정보의 값이 1이고 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우를 기반으로, 상기 MTS 인덱스 정보가 상기 영상 정보에 포함되고, 또는 상기 제2 플래그 정보의 값이 1이고 상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우를 기반으로, 상기 MTS 인덱스 정보가 상기 영상 정보에 포함되며,
상기 현재 블록에 적용되는 상기 수직 변환 커널 및 상기 수평 변환 커널을 포함하는 상기 변환 커널 세트를 지시하는 상기 MTS 인덱스 정보의 값은 TU (truncated unary) 이진화에 기반하여 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법. - 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
현재 블록의 예측 모드를 기반으로 예측 샘플들을 도출하는 단계;
상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계;
상기 변환 계수들을 기반으로 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하는 단계;
상기 양자화된 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하는 단계; 및
상기 예측 모드에 대한 정보 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하며,
상기 변환은 상기 현재 블록에 적용되는 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 포함하는 변환 커널 세트를 기반으로 수행되고,
상기 영상 정보는 제1 플래그 정보, 제2 플래그 정보 및 상기 현재 블록에 적용되는 상기 수직 변환 커널 및 상기 수평 변환 커널을 포함하는 상기 변환 커널 세트에 대한 MTS(Multiple Transform Selection) 인덱스 정보를 포함하되,
상기 제1 플래그 정보의 값이 1인 경우는 인트라 코딩 블록에 대해 MTS 기반 변환이 가용하고 상기 MTS 인덱스 정보가 존재하는 것을 나타내고, 상기 제2 플래그 정보의 값이 1인 경우는 인터 코딩 블록에 대해 MTS 기반 변환이 가용하고 상기 MTS 인덱스 정보가 존재하는 것을 나타내고,
상기 제1 플래그 정보의 값이 1이고 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우를 기반으로, 상기 MTS 인덱스 정보가 상기 영상 정보에 포함되고, 또는 상기 제2 플래그 정보의 값이 1이고 상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우를 기반으로, 상기 MTS 인덱스 정보가 상기 영상 정보에 포함되며,
상기 현재 블록에 적용되는 상기 수직 변환 커널 및 상기 수평 변환 커널을 포함하는 상기 변환 커널 세트를 지시하는 상기 MTS 인덱스 정보는 TU (truncated unary) 이진화에 기반하여 인코딩되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법. - 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체로서, 상기 디지털 저장 매체는 특정 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하고, 상기 특정 방법은,
현재 블록의 예측 모드를 기반으로 예측 샘플들을 도출하는 단계;
상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계;
상기 변환 계수들을 기반으로 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하는 단계;
상기 양자화된 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하는 단계;
상기 예측 모드에 대한 정보 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계; 및
상기 인코딩된 영상 정보를 포함하는 상기 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하며,
상기 변환은 상기 현재 블록에 적용되는 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 포함하는 변환 커널 세트를 기반으로 수행되고,
상기 영상 정보는 제1 플래그 정보, 제2 플래그 정보 및 상기 현재 블록에 적용되는 상기 수직 변환 커널 및 상기 수평 변환 커널을 포함하는 상기 변환 커널 세트에 대한 MTS(Multiple Transform Selection) 인덱스 정보를 포함하되,
상기 제1 플래그 정보의 값이 1인 경우는 인트라 코딩 블록에 대해 MTS 기반 변환이 가용하고 상기 MTS 인덱스 정보가 존재하는 것을 나타내고, 상기 제2 플래그 정보의 값이 1인 경우는 인터 코딩 블록에 대해 MTS 기반 변환이 가용하고 상기 MTS 인덱스 정보가 존재하는 것을 나타내고,
상기 제1 플래그 정보의 값이 1이고 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우를 기반으로, 상기 MTS 인덱스 정보가 상기 영상 정보에 포함되고, 또는 상기 제2 플래그 정보의 값이 1이고 상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우를 기반으로, 상기 MTS 인덱스 정보가 상기 영상 정보에 포함되며,
상기 현재 블록에 적용되는 상기 수직 변환 커널 및 상기 수평 변환 커널을 포함하는 상기 변환 커널 세트를 지시하는 상기 MTS 인덱스 정보는 TU (truncated unary) 이진화에 기반하여 인코딩되는 것을 특징으로 하는 디지털 저장 매체. - 영상 정보에 대한 데이터 전송 방법에 있어서,
영상 정보의 비트스트림을 획득하되, 상기 비트스트림은 현재 블록의 예측 모드를 기반으로 예측 샘플들을 도출하는 단계; 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 변환 계수들을 도출하는 단계; 상기 변환 계수들을 기반으로 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하는 단계; 상기 양자화된 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하는 단계; 상기 예측 모드에 대한 정보 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 기반으로 생성되는, 단계; 및
상기 비트스트림을 포함하는 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하며,
상기 변환은 상기 현재 블록에 적용되는 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널을 포함하는 변환 커널 세트를 기반으로 수행되고,
상기 영상 정보는 제1 플래그 정보, 제2 플래그 정보 및 상기 현재 블록에 적용되는 상기 수직 변환 커널 및 상기 수평 변환 커널을 포함하는 상기 변환 커널 세트에 대한 MTS(Multiple Transform Selection) 인덱스 정보를 포함하되,
상기 제1 플래그 정보의 값이 1인 경우는 인트라 코딩 블록에 대해 MTS 기반 변환이 가용하고 상기 MTS 인덱스 정보가 존재하는 것을 나타내고, 상기 제2 플래그 정보의 값이 1인 경우는 인터 코딩 블록에 대해 MTS 기반 변환이 가용하고 상기 MTS 인덱스 정보가 존재하는 것을 나타내고,
상기 제1 플래그 정보의 값이 1이고 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우를 기반으로, 상기 MTS 인덱스 정보가 상기 영상 정보에 포함되고, 또는 상기 제2 플래그 정보의 값이 1이고 상기 현재 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우를 기반으로, 상기 MTS 인덱스 정보가 상기 영상 정보에 포함되며,
상기 현재 블록에 적용되는 상기 수직 변환 커널 및 상기 수평 변환 커널을 포함하는 상기 변환 커널 세트를 지시하는 상기 MTS 인덱스 정보는 TU (truncated unary) 이진화에 기반하여 인코딩되는 것을 특징으로 하는 전송 방법.
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