WO2014003423A1 - 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to encoding / decoding of an image, and more particularly, to a scanning method for a residual signal.
  • HD high definition
  • UHD Ultra High Definition
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • 3D broadcasting and mobile communication networks can provide high quality video at lower frequencies than currently available.
  • the present invention provides an image encoding / decoding method and apparatus capable of improving encoding / decoding efficiency.
  • the present invention provides a method and apparatus for scanning a residual signal capable of improving encoding / decoding efficiency.
  • an image decoding method includes deriving a scan type of a residual signal for the current block according to whether the current block is a transform skip block and applying the scan direction to the residual signal for the current block;
  • the transform skip block is a block to which a transform is not applied to the current block, and is specified based on information indicating whether to apply a transform to the current block.
  • any one of a vertical scan, a horizontal scan, and an upper right scan may be scanned in the scan direction of the residual signal for the current block. Can be derived.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block may be reset.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block is a vertical scan
  • the scan direction may be reset to a horizontal scan.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block is a horizontal scan
  • the scan direction may be reset to a vertical scan.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block is not the vertical scan or the horizontal scan, the scan direction may be reset to the upper right scan.
  • a scan direction of the residual signal for the current block when the current block is a transform skip block and the size of the current block is less than or equal to a predetermined size, any one of a vertical scan, a horizontal scan, and an upper right scan is selected. It can be derived in the scan direction of the residual signal for the current block.
  • the predetermined size may be 4x4 size.
  • a scan direction derived based on an intra prediction mode of the current block can be reset.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block is a vertical scan
  • the scan direction may be reset to a horizontal scan.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block is a horizontal scan
  • the scan direction may be reset to a vertical scan.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block is not the vertical scan or the horizontal scan, the scan direction may be reset to the upper right scan.
  • the predetermined size may be 4x4 size.
  • the scan direction of the residual signal for the current block may be derived based on the intra prediction mode of the current block. Can be.
  • an image decoding apparatus may include a scan direction derivation unit for deriving a scan direction of a residual signal for the current block according to whether the current block is a transform skip block and a scan for applying the scan direction to the residual signal for the current block.
  • the transform skip block is a block to which no transform is applied to the current block, and is specified based on information indicating whether to apply a transform to the current block.
  • a video encoding method includes deriving a scan type of a residual signal for the current block according to whether the current block is a transform skip block and applying the scan direction to the residual signal for the current block;
  • the transform skip block is a block to which a transform is not applied to the current block, and is specified based on information indicating whether to apply a transform to the current block.
  • an image encoding apparatus may include a scan direction derivation unit for deriving a scan direction of a residual signal for the current block according to whether the current block is a transform skip block and a scan for applying the scan direction to the residual signal for the current block.
  • the transform skip block is a block to which no transform is applied to the current block, and is specified based on information indicating whether to apply a transform to the current block.
  • the block to which the transform skip algorithm is applied does not perform a transform process
  • the block on which the conventional transform process is performed and the transform skip block have different transform coefficient characteristics. Accordingly, by providing a method and apparatus for deriving a scanning direction suitable for a characteristic of a transform skip block instead of a transform coefficient scan method applied to a block on which a conventional transform process is performed, encoding and decoding efficiency of a residual signal can be improved. .
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a segmentation structure of an image when an image is encoded.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a form of a prediction unit PU that a coding unit CU may include.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a form of a transform unit (TU) that a coding unit CU may include.
  • TU transform unit
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an intra prediction mode.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an up-right scan method for transform coefficients.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of determining a scan direction according to an intra prediction mode.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a method of selecting a frequency conversion method for a residual signal (residual image).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or transform coefficient) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or transform coefficient) according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a scan direction to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or transform coefficient) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or transform coefficient) according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a diagram illustrating an example of a resolution difference between a luminance block and a chrominance block.
  • 16 is a diagram illustrating another example of the resolution difference between the luminance block and the chrominance block.
  • 17 is a block diagram schematically illustrating an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a block diagram schematically illustrating a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • a component when a component is connected to or connected to another component, it may mean that the component is directly connected to or connected to the other component, and another component is present in between. It may mean that.
  • the content described as including a specific configuration in this specification does not exclude a configuration other than the configuration, it means that additional configuration may be included in the scope of the technical idea of the present invention or the present invention.
  • first and second may be used to describe various configurations, but the configurations are not limited by the terms. The terms are used to distinguish one configuration from another.
  • first configuration may be referred to as the second configuration, and similarly, the second configuration may also be referred to as the first configuration.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are independently shown to represent different characteristic functions, and do not mean that each component is made of separate hardware or one software component unit.
  • each component is listed as a component for convenience of description, and at least two of the components may form one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function.
  • the integrated and separated embodiments of each component are also included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
  • the components may not be essential components for performing essential functions in the present invention, but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented including only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving performance. Also included in the scope of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding apparatus 100 may include a motion predictor 111, a motion compensator 112, an intra predictor 120, a switch 115, a subtractor 125, a transformer 130, A quantization unit 140, an entropy encoding unit 150, an inverse quantization unit 160, an inverse transform unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference image buffer 190 are included.
  • the image encoding apparatus 100 may encode an input image in an intra mode or an inter mode and output a bitstream.
  • the switch 115 may be switched to intra, and in the inter mode, the switch 115 may be switched to inter.
  • Intra prediction means intra prediction and inter prediction means inter prediction.
  • the image encoding apparatus 100 may generate a prediction block for an input block of an input image and then encode a residual between the input block and the prediction block. In this case, the input image may mean an original picture.
  • the intra predictor 120 may generate a prediction block by performing spatial prediction using pixel values of blocks that are already encoded / decoded around the current block.
  • the motion predictor 111 may obtain a motion vector by searching for a region that best matches an input block in the reference image stored in the reference picture buffer 190 during the motion prediction process.
  • the motion compensator 112 may generate a prediction block by performing motion compensation using the motion vector.
  • the motion vector is a two-dimensional vector used for inter prediction, and may indicate an offset between the current encoding / decoding target image and the reference image.
  • the subtractor 125 may generate a residual block by the difference between the input block and the generated prediction block.
  • the transform unit 130 may output a transform coefficient by performing a transform on the residual block.
  • the quantization unit 140 may quantize the input transform coefficient according to a quantization parameter or a quantization parameter, and output a quantized coefficient.
  • the entropy encoder 150 may output a bit stream by performing entropy encoding based on values calculated by the quantizer 140 or encoding parameter values calculated in the encoding process.
  • entropy encoding When entropy encoding is applied, a small number of bits are assigned to a symbol having a high probability of occurrence and a large number of bits are assigned to a symbol having a low probability of occurrence, thereby representing bits for encoding symbols. The size of the heat can be reduced. Therefore, compression performance of image encoding may be increased through entropy encoding.
  • the entropy encoder 150 may use an encoding method such as Exponential-Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), or Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) for entropy encoding.
  • an encoding method such as Exponential-Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), or Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) for entropy encoding.
  • the image encoding apparatus 100 Since the image encoding apparatus 100 according to the embodiment of FIG. 1 performs inter prediction encoding, that is, inter prediction encoding, the currently encoded image needs to be decoded and stored to be used as a reference image. Accordingly, the quantized coefficients are inversely quantized by the inverse quantizer 160 and inversely transformed by the inverse transformer 170. The inverse quantized and inverse transformed coefficients are added to the prediction block by the adder 175 and a reconstruction block is generated.
  • the reconstruction block passes through the filter unit 180, and the filter unit 180 applies at least one or more of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) to the reconstructed block or reconstructed picture. can do.
  • the filter unit 180 may be referred to as an adaptive in-loop filter.
  • the deblocking filter can remove block distortion generated at the boundary between blocks.
  • SAO can add an appropriate offset to the pixel value to compensate for coding errors.
  • the ALF may perform filtering based on a value obtained by comparing the reconstructed image with the original image.
  • the reconstructed block that has passed through the filter unit 180 may be stored in the reference picture buffer 190.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image decoding apparatus 200 may include an entropy decoder 210, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 230, an intra predictor 240, a motion compensator 250, and an adder 255. ), A filter unit 260 and a reference picture buffer 270.
  • the image decoding apparatus 200 may receive a bitstream output from the encoder and perform decoding in an intra mode or an inter mode, and output a reconstructed image, that is, a reconstructed image.
  • the switch In the intra mode, the switch may be switched to intra, and in the inter mode, the switch may be switched to inter.
  • the image decoding apparatus 200 may obtain a reconstructed residual block from the received bitstream, generate a prediction block, and then add the reconstructed residual block and the prediction block to generate a reconstructed block, that is, a reconstruction block. .
  • the entropy decoder 210 may entropy decode the input bitstream according to a probability distribution to generate symbols including symbols in the form of quantized coefficients.
  • the quantized coefficients are inversely quantized by the inverse quantizer 220 and inversely transformed by the inverse transformer 230, and as a result of the inverse quantization / inverse transformation of the quantized coefficients, a reconstructed residual block may be generated.
  • the intra predictor 240 may generate a prediction block by performing spatial prediction using pixel values of blocks that are already decoded around the current block.
  • the motion compensator 250 may generate a predictive block by performing motion compensation using the reference vector stored in the motion vector and the reference picture buffer 270.
  • the residual block and the prediction block may be added through the adder 255, and the added block may pass through the filter unit 260.
  • the filter unit 260 may apply at least one or more of the deblocking filter, SAO, and ALF to the reconstructed block or the reconstructed picture.
  • the filter unit 260 may output a reconstructed image, that is, a reconstructed image.
  • the reconstructed picture may be stored in the reference picture buffer 270 and used for inter prediction.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a segmentation structure of an image when an image is encoded.
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • coding is performed by a coding unit (CU) to efficiently segment an image.
  • CU coding unit
  • an image 300 is sequentially divided into units of a largest coding unit (LCU) (hereinafter referred to as an LCU), and then a division structure is determined by an LCU unit.
  • the partition structure refers to a distribution of coding units (hereinafter, referred to as CUs) for efficiently encoding an image in the LCU 310, which is reduced to one CU by half of its horizontal and vertical sizes. It may be determined according to whether to split into CUs.
  • the partitioned CU may be recursively divided into four CUs whose horizontal size and vertical size are reduced by half with respect to the CU partitioned in the same manner.
  • the CU may be recursively divided up to a predefined depth.
  • Depth information is information indicating the size of a CU, and is stored for each CU.
  • the depth of the LCU may be 0, and the depth of the smallest coding unit (SCU) may be a predefined maximum depth.
  • the LCU is a coding unit having a maximum coding unit size as described above, and the smallest coding unit (SCU) is a coding unit having a minimum coding unit size.
  • an LCU having a minimum depth of 0 may be 64x64 pixels, and an SCU having a maximum depth of 3 may be 8x8 pixels.
  • a 64x64 pixel CU (LCU) may be represented by depth 0, a 32x32 pixel CU by 1, a 16x16 pixel CU by 2, and an 8x8 pixel CU (SCU) by 3 by depth.
  • information on whether to partition a specific CU may be expressed through partition information of 1 bit per CU.
  • This partitioning information may be included in all CUs except the SCU. For example, when partitioning a CU, 0 may be stored in partitioning information, and when partitioning a CU, 1 may be stored in partitioning information.
  • a CU partitioned from an LCU may include a prediction unit (PU) or a prediction block (PB) that is a basic unit for prediction and a transform unit (TU) or Transform Block (TB) that is a basic unit for transformation. Can be.
  • PU prediction unit
  • PB prediction block
  • TU transform unit
  • TB Transform Block
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a form of a prediction unit PU that a coding unit CU may include.
  • the prediction unit (hereinafter, referred to as PU) is a basic unit for performing prediction, and is encoded in any one of a skip mode, an inter mode, and an intra mode, and is partitioned into various forms according to each mode. Can be.
  • the 2N ⁇ 2N mode 410 having the same size as the CU may be supported without a partition in the CU.
  • nRx2N mode 445 eight partitioned forms within a CU, such as 2Nx2N mode 410, 2NxN mode 415, Nx2N mode 420, NxN mode 425, 2NxnU mode 430, 2NxnD mode 435 nLx2N mode 440 and nRx2N mode 445 may be supported.
  • the 2Nx2N mode 410 and the NxN mode 425 may be supported in the CU.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a form of a transform unit (TU) that a coding unit CU may include.
  • TU transform unit
  • a transform unit (hereinafter, referred to as a TU) is a basic unit used for spatial transform and quantization processes in a CU.
  • the TU may have a square or rectangular shape.
  • a CU that is no longer split among CUs partitioned from the LCU may be split into one or more TUs.
  • the partition structure of the TU may be a quad-tree structure.
  • one CU 510 may be divided into one or more times according to a quadtree structure and configured as TUs of various sizes.
  • intra prediction (hereinafter, referred to as intra prediction) encoding is performed like H.264 / AVC, using neighboring blocks located around the current block according to the intra prediction mode (or prediction direction) of the current block. Predictive coding is performed.
  • H.264 / AVC has 9 directional prediction modes, while HEVC performs encoding with a total of 36 prediction modes including 33 directional prediction modes and 3 non-directional prediction modes.
  • Each intra prediction mode may be assigned a different mode number.
  • FIG. 6 there are a total of 36 prediction modes, and 33 directional modes and three types according to a direction and / or a prediction method in which reference pixels used to predict pixel values of a current block are located. It may include a non-directional mode.
  • Intra prediction may use all three of these non-directional modes, or only some of them. For example, only the planar mode and the average mode may be used, and the LM mode may not be used.
  • the encoding for the 36 intra prediction modes as shown in FIG. 6 may be applied to the luminance signal and the chrominance signal, respectively.
  • the luminance signal one of 36 intra prediction modes may be encoded except for the LM mode.
  • an intra prediction mode may be encoded in three ways as shown in Table 1 below.
  • Table 1 is an example of a method of encoding an intra prediction mode for a color difference signal.
  • the first method is a method using a derived mode (DM) which applies the intra prediction mode of the luminance signal as it is to the intra prediction mode of the chrominance signal.
  • the second method uses a coding mode (EM) that applies the actual intra prediction mode.
  • the intra prediction mode of the color difference signal encoded in EM mode is planar mode, average mode (DC), horizontal mode (Hor), vertical mode (Ver), and the eighth position in the vertical direction (Ver + 8 or 34). Mode).
  • the third method is to use the LM mode for predicting the color difference signal from the restored luminance signal. The most efficient among the above three modes of encoding methods may be selected.
  • the prediction image for the signal obtained by performing the prediction using the intra prediction mode as described above may have a difference value from the original image.
  • the difference image having the difference between the predicted image and the original image may be entropy encoded after undergoing frequency domain transformation and quantization.
  • the coefficients of the quantized image of the 2D form may be rearranged into the 1D form.
  • a zigzag scan method is used in a conventional video coding method such as H.264 / AVC, but an upper-right scan is basically used in HEVC.
  • the frequency domain transform may include an integer transform, a discrete cosine transform (DCT), an integer discrete sine transform (DST), or an intra prediction mode dependent DCT / DST.
  • DCT discrete cosine transform
  • DST integer discrete sine transform
  • intra prediction mode dependent DCT / DST intra prediction mode dependent DCT / DST.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an up-right scan method for transform coefficients.
  • a block having a random size may be divided into 4 ⁇ 4 subblocks to perform encoding.
  • a 16x16 sized block may be divided into 16 4x4 sized subblocks and encoded.
  • the flag may be significant_coeff_group_flag (sigGrpFlag). If the significant_coeff_group_flag value is 1, it means that there is at least one quantized transform coefficient in the corresponding 4x4 subblock. On the contrary, if the significant_coeff_group_flag value is 0, it may mean that there is no quantized transform coefficient in the corresponding 4x4 subblock. have.
  • the scan direction (scan type or scan order) for the 4x4 subblock and the scan direction for the significant_coeff_group_flag shown in FIG. 7 basically used the upper right scan direction.
  • the scanning method for the quantization coefficients includes the upper right direction (Horizontal) and the vertical direction (Vertical) scan.
  • the scanning method for the quantization coefficients includes the upper right direction (Horizontal) and the vertical direction (Vertical) scan.
  • an up-right scan method may be used by default, and in intra prediction, an up-right, horizontal, or vertical scan may be selectively used. Can be.
  • the scan direction in the intra prediction may be selected differently according to the intra prediction mode, which may be applied to both the luminance signal and the chrominance signal.
  • Table 2 below shows an example of a method of determining a scan direction according to an intra prediction mode.
  • IntraPredModeValue means intra prediction mode.
  • the luminance signal corresponds to the IntraPredMode value
  • the color difference signal corresponds to the IntraPredModeC value.
  • log2TrafoSize means that the size of the current transform block is expressed using the log.
  • an IntraPredModeValue of 1 means an average mode (DC; Intra_DC)
  • a value of log2TrafoSize-2 of 1 means an 8x8 block.
  • the numbers 0, 1, and 2 determined by the intra prediction mode (IntraPredModeValue) and the current transform block size (log2TrafoSize) indicate the scan direction.
  • an upper right scan direction (Up-right) may be represented by 0
  • a horizontal scan direction (Horizontal) is 1
  • a vertical scan direction (Vertical) is represented by 2.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of determining a scan direction according to an intra prediction mode.
  • the method of FIG. 8 may be performed by the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 8, for convenience of description, the method of FIG. 8 is described as being performed by an encoding apparatus, but the same may be applied to the decoding apparatus.
  • IntraPredMode means an intra prediction mode for a luminance signal
  • IntraPredModeC means an intra prediction mode for a chrominance signal
  • IntraPredMode (C) may be a luminance signal or a chrominance signal according to a signal component.
  • the encoding apparatus determines to use the upper right direction scan as a scan for the residual signal (S860).
  • the encoding apparatus determines to use the upper right direction scan as a scan for the residual signal (S860). .
  • the encoding apparatus is applied to the residual signal according to the intra prediction mode (IntraPredMode (C)) of the current block. Determine the scan direction for
  • the encoding apparatus determines to use the vertical scan as a scan for the residual signal (S840).
  • the encoding apparatus determines to use a horizontal scan as a scan for the residual signal.
  • the encoding apparatus determines to use the upper right direction scan as a scan for the residual signal (S860). .
  • the difference value (or residual signal) between the original image and the predicted image is entropy coded after undergoing frequency domain transformation and quantization.
  • the integer transform, the integer discrete cosine transform (DCT), the integer discrete sine transform (DST), or the intra prediction mode dependent DCT / DST may be selected according to the block size in order to increase the encoding efficiency due to the frequency domain transform. It is adaptively applied.
  • a transform skip algorithm may be applied to increase coding efficiency in screen contents such as a document image or a presentation image of PowerPoint.
  • the transform skip algorithm When the transform skip algorithm is applied, the difference value (or residual signal) between the original image and the predicted image is immediately quantized and entropy coded without a frequency conversion process. Therefore, the frequency skip process is skipped in the block to which the transform skip algorithm is applied.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a method of selecting a frequency conversion method for a residual signal (residual image).
  • the method of FIG. 9 may be performed by the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 9, for convenience of description, the method of FIG. 9 is described as being performed by an encoding apparatus, but the same may be applied to the decoding apparatus.
  • the encoding apparatus performs frequency conversion on the residual image of the luma signal and the chrominance signal of the current block. Integer conversion or DCT is applied in a manner (S990).
  • the encoding apparatus obtains an intra prediction mode (IntraPredMode) for the luminance signal of the current block (S910).
  • IntraPredMode intra prediction mode for the luminance signal of the current block
  • the encoding apparatus applies integer transform or DCT as a frequency transform method for the residual image of the luminance signal and the chrominance signal of the current block (S990).
  • the encoding apparatus checks the intra prediction mode of the current block.
  • the encoding apparatus applies DST in the horizontal direction and DCT in the vertical direction as a frequency conversion method for the luminance signal of the current block. (S960).
  • the frequency conversion scheme for the color difference signal of the current block may apply DCT in both horizontal and vertical directions.
  • the encoding apparatus applies the DST in both the horizontal and vertical directions as a frequency conversion method for the luminance signal of the current block. (S970).
  • the frequency conversion scheme for the color difference signal of the current block may apply DCT in both horizontal and vertical directions.
  • the encoding apparatus applies DCT in the horizontal direction and DST in the vertical direction as a frequency conversion method for the luminance signal of the current block. (S980).
  • the frequency conversion scheme for the color difference signal of the current block may apply DCT in both horizontal and vertical directions.
  • the encoding apparatus applies DCT in both the horizontal and vertical directions as a frequency conversion method for the residual image of the luminance signal and the chrominance signal of the current block (S990).
  • iWidth is an indicator indicating the size of a transform block
  • an iWidth value according to the size of each transform block can be allocated as follows.
  • iWidth is 64 if the transform block is 64x64
  • iWidth is 32 if the transform block is 32x32
  • iWidth is 16 if the transform block is 16x16
  • iWidth is 8 if the transform block is 8x8, and 8 is the transform block.
  • 4x4 iWidth may be 4
  • the size of the transform block 2x2 iWidth may be 2.
  • cIdx is '0', it means a luminance signal. If cIdx is '1' or cIdx is '2', it means a color difference signal. In addition, when cIdx is '1', it means Cb in the color difference signal, and when cIdx is '2', Cr means in the color difference signal.
  • the encoding mode (PredMode) for the current block is an intra prediction mode (Intra)
  • the Log2 (nW * nH) value is equal to '4' and the cIdx value is '0'
  • the variable according to the intra prediction mode of the luminance signal horizTrType and vertTrType are obtained through Table 3 below. If not, the variables horizTrType and vertTrType are set to '0'.
  • the remaining image of the current block is performed in the following order.
  • An inverse transform process is performed on scaled transform coefficients with the variables horizTrType and vertTrType.
  • the size of the current block (nW, nH), the scaled transform coefficient array (nWxnH array d), and the variable horizTrType are input to perform a one-dimensional inverse transformation in the horizontal direction to output the array (nWxnH array e).
  • the array (nWxnH array e) is input and the array (nWxnH array g) is derived as in Equation 1 below.
  • one-dimensional inverse transformation is performed in the vertical direction by receiving the size of the current block (nW, nH), the array (nWxnH array g), and the variable vertTrType.
  • the transform skip block does not perform a frequency conversion process. Therefore, the block in which the conventional frequency conversion process is performed and the transform skip block have different transform coefficient characteristics. That is, when the transform coefficient scanning method applied to the block on which the conventional frequency transform process is performed is applied to the transform skip block, the coding efficiency may be reduced. Accordingly, the present invention provides a coefficient scan method applicable to a transform skip block.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or transform coefficient) according to an embodiment of the present invention.
  • the method of FIG. 10 may be performed by the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 10, for convenience of description, the method of FIG. 10 is described as being performed by the encoding apparatus, but the same may be applied to the decoding apparatus.
  • the scan direction for the residual signal (or transform coefficient) of the current block may be determined according to whether the transform skip algorithm is applied to the current residual signal.
  • the encoding apparatus determines a scan direction (Horizontal) of the residual signal of the current block as a horizontal scan (S1010).
  • the encoding apparatus determines a scan direction for the residual signal of the current block based on the intra prediction mode of the current block (S1020). For example, the method of FIG. 8 described above may be derived in any one of the upper right direction, the horizontal direction, and the vertical direction, based on the intra prediction mode of the current block. This can be applied.
  • the scan direction for the residual signal of the current block is determined as a horizontal scan, but this is only an example and the present invention is limited thereto. It is not.
  • the scan direction for the residual signal of the current block may be determined as an upper right scan or a vertical scan.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or transform coefficient) according to another embodiment of the present invention.
  • the method of FIG. 11 may be performed by the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 11, for convenience of description, the method of FIG. 11 is described as being performed by the encoding apparatus, but the same may be applied to the decoding apparatus.
  • the encoding apparatus parses information indicating whether a residual signal (or transform coefficient) exists in a current block (S1100).
  • the information indicating whether a residual signal exists in the current block may be 'cbf'. If there is a residual signal in the current block, that is, the current block includes one or more transform coefficients other than zero, the 'cbf' value may be 1. Otherwise, if there is no residual signal in the current block, the 'cbf' value may be zero.
  • the next process is performed. Otherwise, when the information indicating whether the residual signal is present in the current block indicates that no residual signal exists in the current block, for example, when the cbf value is 0 (S1105), the scan direction derivation process of FIG. 11 ends. It becomes (S1110).
  • the encoding apparatus indicates a difference value of the quantization step for the current block.
  • the information is parsed (S1115).
  • the information representing the difference value of the quantization step for the current block may be a 'cu_qp_delta' variable.
  • step S1115 may be omitted and the next step S1120 may be performed.
  • the encoding apparatus sets information about the size of the current block (S1120).
  • log2TrafoSize may be a result of a right shift operation of a sum of "log2TrafoWidth" representing the width of the current block and "log2TrafoHeight" representing the height of the current block.
  • log2TrafoSize means the size of the TU block for the luminance signal.
  • the encoding apparatus sets both log2TrafoWidth and log2TrafoHeight of the current block to 2 ( S1130). That is, the width and height of the current block are set to the size of four.
  • the mode that does not perform transform and quantization ! Cu_tranquant_bypass_flag
  • the encoding mode of the current block is encoded in intra prediction mode.
  • the encoding apparatus parses information indicating whether to apply a transform to the current block, for example, transform_skip_flag (S1140).
  • the encoding apparatus may determine the scan direction for the residual signal of the current block based on the intra prediction mode of the current block as described above with reference to FIG. 8 (S1150). ⁇ S1160).
  • a value of cIdx an indicator indicating a color component of the current block
  • a value of cIdx an indicator indicating a color component of the current block
  • IntraPredMode an intra prediction mode for the luminance signal of the current block
  • the scan direction for the residual signal of the current block may be determined (S1155). Otherwise, when the value of cIdx of the current block is not 0 (S1150), that is, when the current block is a chrominance signal, a scan of the residual signal of the current block based on the intra prediction mode (IntraPredModeC) for the chrominance signal of the current block is performed.
  • the direction may be determined (S1160).
  • scanIdx may be an index value indicating a scan direction for the residual signal of the current block. For example, if the value of scanIdx is 0, the upper right direction may be indicated, if the value of scanIdx is 1, the horizontal direction may be indicated, and if the value of scanIdx is 2, the vertical direction may be indicated.
  • ScanType may be a table indicating a scan direction determined by the intra prediction mode of Table 2 and the size of the current block.
  • IntraPredMode means an intra prediction mode for the luminance signal
  • IntraPredModeC means an intra prediction mode for the chrominance signal.
  • the scan direction for the residual signal of the current block is set to the upper right direction, but this is only one example and the present invention is not limited thereto.
  • the encoding apparatus parses the coefficient for the current block by using the determined scan direction (S1170).
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a scan direction to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12 (a) illustrates an example of applying a diagonal scan (or an upper right scan) to a 4 ⁇ 4 size block.
  • the residual signals (or transform coefficients) in the 4x4 size block may be scanned in the order as shown in FIG.
  • the diagonal scan direction shown in FIG. 12A is only one example, and the present invention is not limited thereto.
  • the residual signal may be scanned by applying a diagonal scan direction when the 4x4 size block shown in FIG. 12A is rotated 180 degrees to the right.
  • FIG. 12B illustrates an example of applying a vertical scan to a 4x4 size block.
  • the residual signals (or transform coefficients) in the 4x4 size block may be scanned in the order as shown in FIG. 12B.
  • the vertical scan direction shown in FIG. 12B is only one example, and the present invention is not limited thereto.
  • the residual signal may be scanned by applying the vertical scan direction when the 4x4 size block shown in FIG. 12B is rotated 180 degrees to the right.
  • FIG. 12 (c) shows an example of applying a horizontal scan to a 4 ⁇ 4 size block.
  • the residual signals (or transform coefficients) in the 4x4 size block may be scanned in the order as shown in FIG. 12C.
  • the vertical scan direction shown in FIG. 12C is only one example, and the present invention is not limited thereto.
  • the residual signal may be scanned by applying the horizontal scan direction when the 4x4 size block shown in FIG. 12C is rotated 180 degrees to the right.
  • 10 and 11 may be represented as shown in Tables 4 and 5 when the TU (transform unit) and the coding syntax (Syntax) for the residual signal are reflected.
  • Table 4 shows TU encoding grammars according to an embodiment of the present invention.
  • transform_unit represents a bitstream of coefficients of one TU block.
  • transform_unit represents a bitstream of coefficients of one TU block.
  • Table 5 shows the residual signal encoding grammar according to an embodiment of the present invention.
  • residual_coding means a bitstream of coefficients of one TU block.
  • one TU block may be a luminance signal or a color difference signal.
  • log2TrafoWidth means the width of the current block
  • log2TrafoHeight means the height of the current block
  • log2TrafoSize means a result of right shifting the sum of the input log2TrafoWidth and log2TrafoHeight, and means the TU block size for the luminance signal.
  • PredMode means an encoding mode for the current block, and is intra for intra picture encoding and inter for inter picture encoding.
  • scanIdx may be an index indicating a scan direction for the luminance signal of the current TU block. For example, if the value of scanIdx is 0, the upper right direction may be indicated, if the value of scanIdx is 1, the horizontal direction may be indicated, and if the value of scanIdx is 2, the vertical direction may be indicated.
  • ScanType may be a table indicating a scan direction determined by the intra prediction mode of Table 2 and the size of the current block.
  • ScanType DIAG" or "Up-right” is an example.
  • IntraPredMode means an intra prediction mode for the luminance signal
  • IntraPredModeC means an intra prediction mode for the chrominance signal
  • Example 2 Method and apparatus for deriving a scan direction for a transform skip block
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or transform coefficient) according to an embodiment of the present invention.
  • the method of FIG. 13 may be performed by the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 13, for convenience of description, the method of FIG. 13 is described as being performed by an encoding apparatus, but the same may be applied to the decoding apparatus.
  • the encoding apparatus determines a scan direction for a residual signal of the current block based on the intra prediction mode of the current block (S1300).
  • the method of FIG. 8 described above may be derived in any one of the upper right direction, the horizontal direction, and the vertical direction, based on the intra prediction mode of the current block. This can be applied.
  • the encoding apparatus If the residual signal (or transform coefficient) of the current block is a transform skip block (S1310), the encoding apparatus resets the scan direction for the residual signal of the current block (S1330 to S1370). If not, the scan direction derivation process of FIG. 13 ends (S1320). In this case, the scan direction determined in operation S1300 is applied to the scan direction of the residual signal of the current block.
  • the encoding apparatus resets the scan direction of the residual signal of the current block to the horizontal direction. (S1350).
  • the encoding apparatus vertically scans the scan direction of the residual signal of the current block. Reset to the direction (S1360).
  • the encoding apparatus scans for the residual signal of the current block.
  • the direction is reset to the upper right direction (S1370).
  • the above-described method of resetting the scan direction according to the embodiment of FIG. 13 may be variously applied.
  • the scanning direction of the luminance signal induced according to the embodiment of FIG. 13 may be equally applied to the color difference signal. That is, the scanning direction of the luminance signal and the scanning direction of the color difference signal are the same.
  • the embodiment of FIG. 13 may be applied to each of a luminance signal and a color difference signal.
  • the scan direction of the current block may be determined through the scan direction of the neighboring block.
  • another type of scan direction may be used instead of the existing scan direction (eg, vertical direction, horizontal direction, upper right direction).
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or transform coefficient) according to another embodiment of the present invention.
  • the method of FIG. 14 may be performed by the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 14, for convenience of description, the method of FIG. 14 is described as being performed by the encoding apparatus. However, the same may be applied to the decoding apparatus.
  • the encoding apparatus parses information indicating whether a residual signal (or transform coefficient) exists in a current block (S1400).
  • the information indicating whether a residual signal exists in the current block may be 'cbf'. If there is a residual signal in the current block, that is, the current block includes one or more transform coefficients other than zero, the 'cbf' value may be 1. Otherwise, if there is no residual signal in the current block, the 'cbf' value may be zero.
  • the next process is performed. Otherwise, when the information indicating whether a residual signal exists in the current block indicates that no residual signal exists in the current block, for example, when the cbf value is 0 (S1405), the next process for the current block is terminated. (S1410).
  • the encoding apparatus indicates a difference value of the quantization step for the current block.
  • the information is parsed (S1415).
  • the information representing the difference value of the quantization step for the current block may be a 'cu_qp_delta' variable.
  • step S1415 may be omitted and the next step S1420 may be performed.
  • the encoding apparatus sets information about the size of the current block (S1420).
  • log2TrafoSize may be a result of a right shift operation of a sum of "log2TrafoWidth" representing the width of the current block and "log2TrafoHeight" representing the height of the current block.
  • log2TrafoSize means the size of the TU block for the luminance signal.
  • the encoding apparatus sets both log2TrafoWidth and log2TrafoHeight of the current block to 2 ( S1430). That is, the width and height of the current block are set to the size of four.
  • the mode that does not perform transform and quantization ! Cu_tranquant_bypass_flag
  • the encoding mode of the current block is encoded in intra prediction mode.
  • the encoding apparatus parses information indicating whether to apply transform to the current block, for example, transform_skip_flag (S1440).
  • the encoding apparatus may apply to the residual signal of the current block based on the intra prediction mode of the current block.
  • the scan direction may be determined (S1450 to S1460).
  • the scan direction for the residual signal of the current block may be determined (S1455). Otherwise, when the value of cIdx of the current block is not 0 (S1450), that is, when the current block is a chrominance signal, a scan of the residual signal of the current block based on the intra prediction mode (IntraPredModeC) for the chrominance signal of the current block is performed. The direction may be determined (S1460).
  • scanIdx may be an index value indicating a scan direction for the residual signal of the current block. For example, if the value of scanIdx is 0, the upper right direction may be indicated, if the value of scanIdx is 1, the horizontal direction may be indicated, and if the value of scanIdx is 2, the vertical direction may be indicated.
  • ScanType may be a table indicating a scan direction determined by the intra prediction mode of Table 2 and the size of the current block.
  • IntraPredMode means an intra prediction mode for the luminance signal
  • IntraPredModeC means an intra prediction mode for the chrominance signal.
  • the encoding apparatus determines the scan direction for the residual signal of the current block as one of an upper right direction, a horizontal direction, and a vertical direction (S1465). . For example, by setting the value of scanIdx to 0, the scan direction for the residual signal of the current block may be determined as the upper right direction.
  • the encoding apparatus resets the determined scan direction according to whether the current block is a transform skip block (S1470).
  • the determined scan direction may be reset by applying the method of FIG. 13 described above. If the current block is a transform skip block (when the parsed transform_skip_flag is 1), the encoding apparatus resets to a horizontal direction if the determined scan direction is a vertical direction, and resets to a vertical direction if the determined scan direction is a horizontal direction. can do.
  • the encoding apparatus parses the coefficient for the current block by using the reset scan direction (S1475).
  • 13 and 14 may be represented as shown in Tables 6 and 7 when the TU (transform unit) and the coding syntax (Syntax) for the residual signal are reflected.
  • Table 6 shows TU encoding grammars according to an embodiment of the present invention.
  • transform_unit represents a bitstream of coefficients of one TU block.
  • transform_unit represents a bitstream of coefficients of one TU block.
  • Table 7 shows the residual signal encoding grammar according to an embodiment of the present invention.
  • residual_coding means a bitstream of coefficients of one TU block.
  • one TU block may be a luminance signal or a color difference signal.
  • log2TrafoWidth means the width of the current block
  • log2TrafoHeight means the height of the current block
  • log2TrafoSize means a result of right shifting the sum of the input log2TrafoWidth and log2TrafoHeight, and means the TU block size for the luminance signal.
  • PredMode means an encoding mode for the current block, and is intra for intra picture encoding and inter for inter picture encoding.
  • scanIdx may be an index indicating a scan direction for the luminance signal of the current TU block. For example, if the value of scanIdx is 0, the upper right direction may be indicated, if the value of scanIdx is 1, the horizontal direction may be indicated, and if the value of scanIdx is 2, the vertical direction may be indicated.
  • ScanType may be a table indicating a scan direction determined by the intra prediction mode of Table 2 and the size of the current block.
  • ScanType DIAG" or "Up-right” is an example.
  • IntraPredMode means an intra prediction mode for the luminance signal
  • IntraPredModeC means an intra prediction mode for the chrominance signal
  • the above-described embodiments may vary the application range according to the block size or CU depth or TU depth.
  • the variable for determining the coverage (for example, the size or depth information of the block) may be set so that the encoder and the decoder use a predetermined value, or may cause the encoder to use a predetermined value according to a profile or level. If a value is described in the bitstream, the decoder may obtain this value from the bitstream and use it.
  • Method A applies only to a depth above a given depth
  • method B applies only to a given depth below
  • method C applies only to a given depth.
  • Table 8 shows an example of a method for determining a range to apply the methods of the present invention according to the CU (or TU) depth.
  • O means applying the method to the corresponding depth of the CU (or TU)
  • X means that the method is not applied to the corresponding depth of the CU (or TU).
  • Method A when the CU (or TU) depth is 2, Method A, Method B, Method C may be applied to the embodiments of the present invention.
  • the embodiments of the present invention are not applied to all depths of a CU (or TU), they may be indicated using any indicator (eg, a flag), and one greater than the maximum value of the CU depth is applied. It may be expressed by signaling with a CU depth value indicating a range.
  • any indicator eg, a flag
  • Embodiment 1 of the present invention Figs. 10 and 11
  • Embodiment 2 of the present invention It can apply to each or combination (FIG. 13 and FIG. 14).
  • the method of determining the range to which the methods of the present invention are applied according to the depth of the above-described CU (or TU) may be applied even when the resolution between the luminance signal and the color difference signal is different.
  • a method of determining an application range of a frequency conversion method (or scan direction) when the resolution between the luminance signal and the color difference signal is different will be described with reference to FIGS. 15 and 16.
  • 15 is a diagram illustrating an example of a resolution difference between a luminance block and a chrominance block.
  • the 8x8 size luminance block 1510 is 4x4 size. Corresponds to the color difference block 1520.
  • the 8x8 size luminance block 1510 may have four 4x4 size luminance blocks, and each 4x4 size luminance block may have an intra prediction mode.
  • the 4x4 sized color difference block 1520 may not be divided into a 2x2 sized color difference block.
  • the 4x4 sized chrominance block 1520 may have one intra prediction mode.
  • the intra prediction mode of the 8x8 luminance block 1510 for inducing a frequency conversion scheme (or scan direction) for the residual signal of the 4x4 sized chrominance block 1520 has four 4x4 luminance.
  • One of the intra prediction modes of the block may be used.
  • a method of deriving an intra prediction mode may be variously applied as in any one of the following 1 to 4 below.
  • the intra prediction mode of the block located at the upper left of the luminance signal block may be used.
  • the intra prediction mode of the block located at the upper right or lower left or lower right of the luminance signal block can be used.
  • the average or median of the four luminance signal blocks can be used.
  • An average value or a median value using intra prediction modes of the four luminance signal blocks of the current block and the color difference signal blocks of neighboring blocks of the current block may be used.
  • the intra prediction mode for the color difference signal may be derived in various ways.
  • 16 is a diagram illustrating another example of the resolution difference between the luminance block and the chrominance block.
  • a luminance block 1610 having a size of 16 ⁇ 16 may have one intra prediction mode.
  • the 8x8 sized chrominance block 1620 may be divided into four 4x4 sized chrominance blocks, and may have an intra prediction mode for each of the 4x4 sized chrominance blocks.
  • the intra prediction mode of the luminance block 1610 of size 16x16 may be used to derive a frequency conversion scheme (or scan direction) for the residual signal of the color difference block 1620 of size 8x8.
  • an intra prediction mode may be derived from a neighboring block (a luminance block or a chrominance block) of the current block to derive a frequency conversion method (or scan direction) for the residual signal of the 8x8 color difference block 1620.
  • the above-described frequency conversion scheme or the application range of the scan direction may be applied differently to the chrominance block according to the size of the luminance block, or may be applied differently to the luminance signal image and the chrominance signal image, or according to the horizontal direction and the vertical direction. It may be applied differently.
  • Table 9 is an example schematically showing a combination of methods for determining an application range according to a block size, a color difference signal and a luminance signal, a vertical direction and a horizontal direction.
  • Embodiment 1 when the size of the luminance block is 8 (8x8, 8x4, 2x8, etc.), and the size of the color difference block is 4 (4x4, 4x2, 2x4), Embodiment 1 (FIGS. 10 and 11) or Embodiment 2 (FIGS. 13 and 14) of the present invention can be applied to luminance signals, color difference signals, horizontal signals, and vertical signals.
  • Embodiment 1 (FIGS. 10 and 11) or Embodiment 2 (FIGS. 13 and 14) of the present invention can be applied to the luminance signal, the chrominance signal, and the horizontal signal, but not to the vertical signal.
  • 17 is a block diagram schematically illustrating an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 1700 includes a scan direction derivation unit 1710 and a scanning unit 1720.
  • the scan direction derivation unit 1710 derives a scan direction of the residual signal for the current block according to whether the current block is a transform skip block.
  • the transform skip block is a block to which a transform is not applied to the current block and may be specified based on information indicating whether to apply a transform to the current block, for example, transform_skip_flag.
  • a detailed method of deriving a scan direction for the residual signal of the current block according to whether the current block is a transform skip block is as described in detail in the embodiments of the present specification.
  • the scanning unit 1720 applies the scan direction derived by the scan direction derivation unit 1710 to the residual signal of the current block.
  • the residual signal of the current block may be scanned as shown in the scan direction shown in FIG. 12.
  • FIG. 18 is a block diagram schematically illustrating a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus 1800 may include a scan direction derivation unit 1810 and a scanning unit 1820.
  • the scan direction derivation unit 1810 derives a scan direction of the residual signal for the current block according to whether the current block is a transform skip block.
  • the transform skip block is a block to which a transform is not applied to the current block and may be specified based on information indicating whether to apply a transform to the current block, for example, transform_skip_flag.
  • a detailed method of deriving a scan direction for the residual signal of the current block according to whether the current block is a transform skip block is as described in detail in the embodiments of the present specification.
  • the scanning unit 1820 applies the scan direction derived by the scan direction derivation unit 1810 to the residual signal of the current block.
  • the residual signal of the current block may be scanned as shown in the scan direction shown in FIG. 12.
  • the methods are described based on a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of steps, and certain steps may occur in a different order or at the same time than other steps described above. Can be. Also, one of ordinary skill in the art appreciates that the steps shown in the flowcharts are not exclusive, that other steps may be included, or that one or more steps in the flowcharts may be deleted without affecting the scope of the present invention. I can understand.

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Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 개시된다. 상기 영상 복호화 방법은 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 단계 및 상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 단계를 포함하며, 상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정된다.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 장치
본 발명은 영상의 부호화/복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잔여 신호에 대한 스캔 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 해상도(1280x1024 혹은 1920x1080)를 가지는 방송 서비스가 국내뿐만 아니라 세계적으로 확대되고 있다. 이에 따라 많은 사용자들이 고해상도, 고화질의 영상에 많이 익숙해지고 있으며 그에 발맞춰서 많은 기관에서는 차세대 영상기기에 대한 개발에 박차를 가하고 있다. 또한 HDTV와 더불어 HDTV의 4배 이상의 해상도를 갖는 UHD(Ultra High Definition)에 대한 관심이 증대되면서 동영상 표준화 단체들은 보다 높은 해상도, 고화질의 영상에 대한 압축기술의 필요성을 인식하게 되었다. 또한 현재 HDTV, 휴대전화, 블루레이 플레이어에 사용되는 H.264/AVC보다 높은 압축 효율을 통해 동일한 화질을 유지하면서도 주파수 대역이나 저장 측면에서 많은 이득을 얻을 수 있는 새로운 표준이 절실한 실정이다.
현재 MPEG(Moving Picture Experts Group)과 VCEG(Video Coding Experts Group)는 공동으로 차세대 비디오 코덱인 HEVC(High Efficiency Video Coding)를 표준화하고 있으며, UHD 영상까지 포함한 영상을 H.264/AVC 대비 2배의 압축효율로 부호화를 하는 것을 목표로 하고 있다. 이는 HD, UHD 영상뿐만 아니라 3D 방송 및 이동통신망에서도 현재보다 낮은 주파수로 고화질의 영상을 제공할 수 있다.
본 발명은 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 잔여 신호의 스캔 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 영상 복호화 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 단계 및 상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 단계를 포함하며, 상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정된다.
상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는, 상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우, 수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출할 수 있다.
상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는, 상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는, 상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우, 수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출할 수 있다.
상기 소정 크기는 4x4 크기일 수 있다.
상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는, 상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 소정 크기는 4x4 크기일 수 있다.
상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는, 상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이 아닌 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 영상 복호화 장치가 제공된다. 상기 장치는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 스캔 방향 도출부 및 상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 스캐닝부를 포함하며, 상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 영상 부호화 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 단계 및 상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 단계를 포함하며, 상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 영상 부호화 장치가 제공된다. 상기 장치는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 스캔 방향 도출부 및 상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 스캐닝부를 포함하며, 상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정된다.
변환 스킵 알고리즘이 적용된 블록은 변환 과정을 수행하지 않으므로, 기존의 변환 과정을 수행한 블록과 변환 스킵 블록은 서로 다른 변환 계수 특성을 지닌다. 따라서, 기존의 변환 과정을 수행한 블록에 적용하였던 변환 계수 스캔 방법이 아닌 변환 스킵 블록의 특성에 맞는 스캐닝 방향을 유도하는 방법 및 장치를 제공함으로써, 잔여 신호에 대한 부호화 및 복호화 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화할 때 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 코딩 유닛(CU)이 포함할 수 있는 예측 유닛(PU)의 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 코딩 유닛(CU)이 포함할 수 있는 변환 유닛(TU)의 형태를 도시한 도면이다.
도 6은 인트라 예측 모드의 일예를 도시한 도면이다.
도 7은 변환 계수에 대한 상단 우측(Up-right) 스캔 방법의 일예를 나타내는 도면이다.
도 8은 인트라 예측 모드에 따른 스캔 방향을 결정하는 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 9는 잔여 신호(잔여 영상)에 대한 주파수 변환 방식을 선택하는 방법의 일예를 나타내는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 스캔 방향의 일예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 15는 휘도 블록과 색차 블록 간의 해상도 차이의 일예를 도시한 도면이다.
도 16은 휘도 블록과 색차 블록 간의 해상도 차이의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 복호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 해당 설명을 생략할 수도 있다.
본 명세서에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있는 것을 의미할 수도 있고, 중간에 다른 구성 요소가 존재하는 것을 의미할 수도 있다. 아울러, 본 명세서에서 특정 구성을 포함한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성들은 상기 용어에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성을 다른 구성으로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성은 제2 구성으로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성도 제1 구성으로 명명될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성 단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 하나의 구성부를 이루거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 영상 버퍼(190)를 포함한다.
영상 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라(intra) 모드 또는 인터(inter) 모드로 부호화를 수행하고 비트스트림을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치(115)가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치(115)가 인터로 전환될 수 있다. 인트라 예측은 화면 내 예측, 인터 예측은 화면 간 예측을 의미한다. 영상 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 입력 블록과 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다. 이때, 입력 영상은 원 영상(original picture)를 의미할 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록 주변의 이미 부호화/복호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 픽처 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 영상에서 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 찾아 움직임 벡터를 구할 수 있다. 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 움직임 벡터는 인터 예측에 사용되는 2차원 벡터이며, 현재 부호화/복호화 대상 영상과 참조 영상 사이의 오프셋을 나타낼 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록과 생성된 예측 블록의 차분에 의해 잔차 블록(residual block)을 생성할 수 있다.
변환부(130)는 잔차 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 출력할 수 있다. 그리고 양자화부(140)는 입력된 변환 계수를 양자화 파라미터(quantization parameter, 또는 양자화 매개변수)에 따라 양자화하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 출력할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터 값 등을 기초로 엔트로피 부호화를 수행하여 비트스트림(bit stream)을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 부호화를 통해서 영상 부호화의 압축 성능이 높아질 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수-골롬(Exponential-Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다.
도 1의 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 인터 예측 부호화, 즉 화면 간 예측 부호화를 수행하므로, 현재 부호화된 영상은 참조 영상으로 사용되기 위해 복호화되어 저장될 필요가 있다. 따라서 양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화되고 역변환부(170)에서 역변환된다. 역양자화, 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 더해지고 복원 블록이 생성된다.
복원 블록은 필터부(180)를 거치고, 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), SAO(Sample Adaptive Offset), ALF(Adaptive Loop Filter) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽처에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 적응적 인루프(in-loop) 필터로 불릴 수도 있다. 디블록킹 필터는 블록 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. SAO는 코딩 에러를 보상하기 위해 픽셀값에 적정 오프셋(offset) 값을 더해줄 수 있다. ALF는 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함한다.
영상 복호화 장치(200)는 부호화기에서 출력된 비트스트림을 입력 받아 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행하고 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 입력 받은 비트스트림으로부터 복원된 잔차 블록(reconstructed residual block)을 얻고 예측 블록을 생성한 후 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 더하여 재구성된 블록, 즉 복원 블록을 생성할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는, 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 복호화하여, 양자화된 계수(quantized coefficient) 형태의 심볼을 포함한 심볼들을 생성할 수 있다.
엔트로피 복호화 방법이 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 각 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다.
양자화된 계수는 역양자화부(220)에서 역양자화되고 역변환부(230)에서 역변환되며, 양자화된 계수가 역양자화/역변환 된 결과, 복원된 잔차 블록이 생성될 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(240)는 현재 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 인터 모드인 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
잔차 블록과 예측 블록은 가산기(255)를 통해 더해지고, 더해진 블록은 필터부(260)를 거칠 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽쳐에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화할 때 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
HEVC(High Efficiency Video Coding)에서는 영상을 효율적으로 분할하기 위해 코딩 유닛(Coding Unit; CU)으로 부호화를 수행한다.
도 3을 참조하면, HEVC에서는 영상(300)을 최대 코딩 유닛(Largest Coding Unit; LCU)(이하, LCU라 함) 단위로 순차적으로 분할한 후, LCU 단위로 분할 구조를 결정한다. 분할 구조는 LCU(310) 내에서 영상을 효율적으로 부호화하기 위한 코딩 유닛(이하, CU라 함)의 분포를 의미하며, 이러한 분포는 하나의 CU를 그 가로 크기 및 세로 크기의 절반으로 감소된 4개의 CU로 분할할지 여부에 따라 결정될 수 있다. 분할된 CU는 동일한 방식으로 분할된 CU에 대해서 그 가로 크기 및 세로 크기가 절반씩 감소된 4개의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다.
이때, CU의 분할은 미리 정의된 깊이까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보로써, 각 CU마다 저장되어 있다. 예컨대, LCU의 깊이는 0이고, SCU(Smallest Coding Unit)의 깊이는 미리 정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, LCU는 상술한 바와 같이 최대 코딩 유닛 크기를 가지는 코딩 유닛이며, SCU(Smallest Coding Unit)는 최소 코딩 유닛 크기를 가지는 코딩 유닛이다.
LCU(310)로부터 가로 및 세로 크기의 절반으로 분할을 수행할 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 각각의 깊이 별로, 분할을 수행하지 않는 CU의 경우에는 2Nx2N 크기를 가지며, 분할을 수행하는 CU의 경우에는 2Nx2N 크기의 CU에서 NxN 크기를 가지는 4개의 CU로 분할된다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소한다.
도 3을 참조하면, 최소 깊이가 0인 LCU의 크기는 64x64 화소이고, 최대 깊이가 3인 SCU의 크기는 8x8 화소일 수 있다. 이때, 64x64 화소의 CU(LCU)는 깊이 0으로, 32x32 화소의 CU는 깊이 1로, 16x16 화소의 CU는 깊이 2로, 8x8 화소의 CU(SCU)는 깊이 3으로 표현될 수 있다.
또한, 특정 CU를 분할할지에 대한 정보는 CU마다 1비트의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 이 분할 정보는 SCU를 제외한 모든 CU에 포함될 수 있으며, 예컨대 CU를 분할하지 않을 경우에는 분할 정보에 0을 저장할 수 있고, CU를 분할할 경우에는 분할 정보에 1을 저장할 수 있다.
한편, LCU로부터 분할된 CU는 예측을 위한 기본 단위인 예측 유닛(Prediction Unit; PU 또는 Prediction Block; PB)과 변환을 위한 기본 단위인 변환 유닛(Transform Unit; TU 또는 Transform Block; TB)으로 구성될 수 있다.
도 4는 코딩 유닛(CU)이 포함할 수 있는 예측 유닛(PU)의 형태를 도시한 도면이다.
LCU로부터 분할된 CU 중 더 이상 분할되지 않는 CU는 하나 이상의 예측 유닛으로 분할되며 이 행위 자체 역시 분할(partition)(혹은 파티션)이라고 일컫는다. 예측 유닛(이하, PU라 함)은 예측을 수행하는 기본 단위로써, 스킵(skip) 모드, 인터(inter) 모드, 인트라(intra) 모드 중 어느 하나로 부호화되며, 각 모드에 따라서 다양한 형태로 파티션될 수 있다.
도 4를 참조하면, 스킵 모드의 경우, CU 내에서 파티션 없이, CU와 동일한 크기를 갖는 2Nx2N 모드(410)를 지원할 수 있다.
인터 모드의 경우, CU 내에서 8가지의 파티션된 형태, 예컨대 2Nx2N 모드(410), 2NxN 모드(415), Nx2N 모드(420), NxN 모드(425), 2NxnU 모드(430), 2NxnD 모드(435), nLx2N 모드(440), nRx2N 모드(445)를 지원할 수 있다.
인트라 모드의 경우, CU 내에서 2Nx2N 모드(410), NxN 모드(425)를 지원할 수 있다.
도 5는 코딩 유닛(CU)이 포함할 수 있는 변환 유닛(TU)의 형태를 도시한 도면이다.
변환 유닛(이하, TU라 함)은 CU 내에서 공간 변환과 양자화 과정을 위해 사용되는 기본 단위이다. TU는 정사각형 또는 직사각형 형태를 가질 수 있다. LCU로부터 분할된 CU 중 더 이상 분할되지 않는 CU는 하나 혹은 그 이상의 TU로 분할될 수 있다.
이때, TU의 분할 구조는 쿼드트리(quad-tree) 구조일 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 CU(510)가 쿼드트리 구조에 따라서 한번 혹은 그 이상 분할되어 다양한 크기의 TU들로 구성될 수 있다.
한편, HEVC에서는 H.264/AVC와 같이 화면 내 예측(이하, 인트라 예측) 부호화를 수행하며, 이때 현재 블록의 인트라 예측 모드(혹은 예측 방향성)에 따라 현재 블록의 주변에 위치한 주변 블록을 이용하여 예측 부호화를 수행한다. H.264/AVC는 9가지 방향성을 가지는 예측 모드를 가지는 반면, HEVC는 33 가지의 방향성 예측 모드와 3가지의 비방향성 예측 모드를 포함하는 총 36가지의 예측 모드를 가지고 부호화를 수행한다.
도 6은 인트라 예측 모드의 일예를 도시한 도면이다. 각 인트라 예측 모드에는 서로 다른 모드 번호가 할당될 수 있다.
도 6을 참조하면, 인트라 예측 모드는 총 36개의 예측 모드가 존재하며, 현재 블록의 픽셀 값을 예측하는데 사용되는 참조 픽셀들이 위치한 방향 및/또는 예측 방식에 따라 33가지의 방향성 모드와 3가지의 비방향성 모드를 포함할 수 있다.
3가지의 비방향성 모드에는 평면(Planar; Intra_Planar) 모드, 평균(DC; Intra_DC) 모드, 그리고 복원된 휘도 신호로부터 색차 신호를 예측하는 LM 모드(Intra_FromLuma)가 존재한다. 인트라 예측에서는 이 3가지의 비방향성 모드를 모두 사용할 수도 있고, 이중 일부만 사용할 수도 있다. 예컨대, 평면 모드와 평균 모드만 사용하고 LM 모드를 사용하지 않을 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같은 36가지의 인트라 예측 모드에 대한 부호화는 휘도 신호 및 색차 신호에 각각 적용될 수 있다. 예를 들어, 휘도 신호의 경우, 36가지의 인트라 예측 모드 중 LM 모드는 제외하고 부호화될 수 있다. 색차 신호의 경우, 아래 표 1과 같이 3가지 방법으로 인트라 예측 모드를 부호화할 수 있다.
표 1은 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드의 부호화 방법을 나타내는 일예이다.
표 1
Figure PCTKR2013005616-appb-T000001
표 1을 참조하여 3가지 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드의 부호화 방법을 설명한다. 첫 번째 방법은, 휘도 신호의 인트라 예측 모드를 색차 신호의 인트라 예측 모드로 그대로 적용하는 유도된 모드(DM; Derived Mode)를 이용하는 방법이다. 두 번째 방법은, 실제 인트라 예측 모드를 적용하는 부호화 모드(EM; Explict Mode)를 이용하는 방법이다. EM 모드로 부호화되는 색차 신호의 인트라 예측 모드는 평면 모드(Planar), 평균 모드(DC), 수평모드(Hor), 수직 모드(Ver), 수직 방향에서 8번째 위치한 모드(Ver+8 혹은 34 번 모드)를 포함한다. 세 번째 방법은, 복원된 휘도 신호로부터 색차 신호를 예측하는 LM 모드를 이용하는 방법이다. 상술한 세 가지 모드의 부호화 방법 중에서 가장 효율이 좋은 것이 선택될 수 있다.
상술한 바와 같은 인트라 예측 모드를 이용하여 예측이 수행됨으로써 취득된 신호에 대한 예측 영상은 원본 영상과의 차이 값을 가질 수 있다. 이러한 예측 영상과 원본 영상 간의 차이 값을 가지는 차분 영상은 주파수 영역 변환과 양자화를 거친 후 엔트로피 부호화될 수 있다.
이때, 엔트로피 부호화의 효율을 높이고자 2차원 형태의 양자화된 영상의 계수를 1차원 형태로 재정렬할 수 있다. 이러한 양자화 계수의 재정렬 시, 기존의 H.264/AVC 와 같은 비디오 부호화 방법에서는 지그재그 스캔 방법을 사용하였으나, HEVC에서는 상단 우측 방향(Up-right) 스캔을 기본적으로 사용한다.
아울러, 주파수 영역 변환에는 정수 변환, 정수 이산 여현 변환(Discrete Cosine Transform; DCT), 정수 이산 정현 변환(Discrete Sine Transform; DST), 또는 인트라 예측 모드 종속적인 DCT/DST 등이 있을 수 있다.
도 7은 변환 계수에 대한 상단 우측(Up-right) 스캔 방법의 일예를 나타내는 도면이다.
임의의 크기를 가지는 블록에 대한 양자화 계수의 부호화 시, 임의의 크기를 가지는 블록은 4x4 크기의 서브 블록으로 나누어져 부호화를 수행할 수 있다.
도 7을 참조하면, 16x16 크기의 블록은 16개의 4x4 크기의 서브 블록으로 분할되어 부호화될 수 있다. 복호화 과정에서, 각 서브 블록에 변환 계수가 존재하는지 여부는 비트스트림으로부터 파싱된 플래그 정보를 통해 확인할 수 있다. 예컨대, 상기 플래그는 significant_coeff_group_flag(sigGrpFlag)일 수 있다. 만일, significant_coeff_group_flag 값이 1이면, 해당 4x4 서브 블록에 양자화된 변환 계수가 하나라도 존재하는 것을 의미하며, 반대로 significant_coeff_group_flag 값이 0이면, 해당 4x4 서브 블록에 양자화된 변환 계수가 존재하지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 도 7에 도시된 4x4 서브 블록에 대한 스캔 방향(scan type 혹은 scan order) 및 significant_coeff_group_flag에 대한 스캔 방향은 모두 기본적으로 상단 우측 스캔 방향을 사용하였다.
도 7에서는 상단 우측 방향의 스캔 방법이 적용되는 것을 설명하였으나, 양자화 계수에 대한 스캔 방법에는 상단 우측 방향(Up-right), 수평 방향(Horizontal), 수직 방향(Vertical) 스캔이 있다. 예컨대, 인터 예측에서는 상단 우측 방향(Up-right) 스캔 방법을 기본적으로 사용할 수 있으며, 인트라 예측에서는 상단 우측 방향(Up-right), 수평 방향(Horizontal), 수직 방향(Vertical) 스캔을 선택적으로 사용할 수 있다.
인트라 예측에서의 스캔 방향은 인트라 예측 모드에 따라 다르게 선택될 수 있으며, 이는 휘도 신호 및 색차 신호에 모두 적용될 수 있다. 아래 표 2는 인트라 예측 모드에 따른 스캔 방향을 결정하는 방법의 일예를 나타낸다.
표 2
Figure PCTKR2013005616-appb-T000002
표 2에서, IntraPredModeValue는 인트라 예측 모드를 의미한다. 이때, 휘도 신호의 경우는 IntraPredMode 값에 해당하고, 색차 신호의 경우는 IntraPredModeC 값에 해당한다. log2TrafoSize는 현재 변환 블록의 크기를 log를 이용하여 나타낸 것을 의미한다. 예를 들어, IntraPredModeValue 값이 1이라는 것은 평균 모드(DC; Intra_DC)를 뜻하며, log2TrafoSize-2의 값이 1이라는 것은 8x8 크기의 블록을 의미한다.
또한, 표 2에서, 인트라 예측 모드(IntraPredModeValue)와 현재 변환 블록 크기(log2TrafoSize)에 의해 결정되는 숫자 0, 1, 2는 스캔 방향을 나타낸다. 예컨대, 상단 우측 스캔 방향(Up-right)은 0, 수평 스캔 방향(Horizontal)은 1, 수직 스캔 방향(Vertical)은 2로 나타낼 수 있다.
도 8은 인트라 예측 모드에 따른 스캔 방향을 결정하는 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 8의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 8의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 8의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 8에서, IntraPredMode는 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미하며, IntraPredModeC는 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미한다. IntraPredMode(C)는 신호의 성분에 따라 휘도 신호도 될 수 있으며 색차 신호도 될 수 있다.
도 8을 참조하면, 현재 블록이 인트라 예측 모드(intra)가 아니면(S800), 부호화 장치는 잔차 신호에 대한 스캔으로 상단 우측 방향 스캔을 사용하도록 결정한다(S860).
현재 블록이 인트라 예측 모드(intra)이고, 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeC)가 LM 모드이면(S810), 부호화 장치는 잔차 신호에 대한 스캔으로 상단 우측 방향 스캔을 사용하도록 결정한다(S860).
현재 블록이 인트라 예측 모드(intra)이고, 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeC)가 LM 모드가 아니면(S810), 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드(IntraPredMode(C))에 따라 잔차 신호에 대한 스캔 방향을 결정한다.
만일, 현재 블록의 인트라 예측 모드(IntraPredMode(C))의 모드 값이 6 이상이고 14 이하이면(S820), 부호화 장치는 잔차 신호에 대한 스캔으로 수직 방향 스캔을 사용하도록 결정한다(S840).
그렇지 않고(인트라 예측 모드(IntraPredMode(C))의 모드 값이 6 이상이고 14 이하가 아닌 경우), 현재 블록의 인트라 예측 모드(IntraPredMode(C))의 모드 값이 22 이상이고 30 이하이면(S830), 부호화 장치는 잔차 신호에 대한 스캔으로 수평 방향 스캔을 사용하도록 결정한다(S850).
그렇지 않으면, 즉 IntraPredMode(C))의 모드 값이 6 이상이고 14 이하, 그리고 22 이상이고 30 이하가 아닌 경우, 부호화 장치는 잔차 신호에 대한 스캔으로 상단 우측 방향 스캔을 사용하도록 결정한다(S860).
한편, 상술한 바와 같이, 원본 영상과 예측 영상 간의 차분 값(혹은 잔여 신호, residual)은 주파수 영역 변환과 양자화를 거친 후 엔트로피 부호화된다. 이때, 주파수 영역 변환으로 인한 부호화의 효율을 높이고자 정수 변환, 정수 이산 여현 변환(DCT), 정수 이산 정현 변환(DST), 또는 인트라 예측 모드 종속적인 DCT/DST 등을 블록의 크기에 따라 선택적, 적응적으로 적용하고 있다.
또한, 문서 영상이나 혹은 파워포인트의 프리젠테이션 영상과 같은 스크린 컨텐츠(screen contents)에서 부호화 효율을 높이기 위해서 변환 스킵(Transform SKIP) 알고리즘을 적용할 수 있다. 변환 스킵 알고리즘을 적용할 경우, 원본 영상과 예측 영상 간의 차분 값(혹은 잔여 신호, residual)은 주파수 변환 과정 없이 바로 양자화된 다음 엔트로피 부호화된다. 따라서, 이러한 변환 스킵 알고리즘이 적용된 블록에는 주파수 변환 과정을 건너뛰게 된다.
도 9는 잔여 신호(잔여 영상)에 대한 주파수 변환 방식을 선택하는 방법의 일예를 나타내는 순서도이다.
도 9의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 9의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 9의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 9를 참조하면, 현재 블록이 인트라 예측 모드(intra)로 부호화되었고 그리고 휘도 신호(luma)의 블록이 아니라면(S900), 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호 및 색차 신호의 잔여 영상에 대한 주파수 변환 방식으로 정수 변환 혹은 DCT를 적용한다(S990).
그렇지 않다면(현재 블록이 인트라 예측 모드로 부호화되었고 그리고 휘도 신호의 블록이라면)(S900), 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredMode)를 획득한다(S910).
부호화 장치는 현재 블록이 4x4 크기(iWidth == 4)의 블록인지를 확인한다(S920).
만일, 현재 블록이 4x4 크기(iWidth == 4)의 블록이 아니라면, 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호 및 색차 신호의 잔여 영상에 대한 주파수 변환 방식으로 정수 변환 혹은 DCT을 적용한다(S990).
그렇지 않고 현재 블록이 4x4 크기(iWidth == 4)의 블록이라면, 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 검사한다.
만일, 현재 블록의 인트라 예측 모드의 모드 값이 2 이상이고 10 이하이면(S930), 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호에 대한 주파수 변환 방식으로 수평방향은 DST을 적용하고 수직방향은 DCT을 적용한다(S960). 현재 블록의 색차 신호에 대한 주파수 변환 방식은 수평 및 수직 방향 모두에 DCT를 적용할 수 있다.
그렇지 않고 만일 현재 블록의 인트라 예측 모드의 모드 값이 0이거나 혹은 11 이상이고 25 이하이면(S940), 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호에 대한 주파수 변환 방식으로 수평 및 수직 방향 모두에 DST을 적용한다(S970). 현재 블록의 색차 신호에 대한 주파수 변환 방식은 수평 및 수직 방향 모두에 DCT를 적용할 수 있다.
그렇지 않고 만일 현재 블록의 인트라 예측 모드의 모드 값이 26 이상이고 34 이하이면(S950), 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호에 대한 주파수 변환 방식으로 수평 방향은 DCT을 적용하고 수직 방향은 DST을 적용한다(S980). 현재 블록의 색차 신호에 대한 주파수 변환 방식은 수평 및 수직 방향 모두에 DCT를 적용할 수 있다.
그렇지 않다면, 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호 및 색차 신호의 잔여 영상에 대한 주파수 변환 방식으로 수평 및 수직 방향 모두에 DCT을 적용한다(S990).
상술한 도 9에서, iWidth는 변환 블록의 크기를 나타내는 지시자이며, 각 변환 블록의 크기에 따른 iWidth 값은 다음과 같이 할당될 수 있다.
예를 들어, 변환 블록의 크기가 64x64이면 iWidth는 64, 변환 블록의 크기가 32x32이면 iWidth는 32, 변환 블록의 크기가 16x16이면 iWidth는 16, 변환 블록의 크기가 8x8이면 iWidth는 8, 변환 블록의 크기가 4x4이면 iWidth는 4, 변환 블록의 크기가 2x2이면 iWidth는 2일 수 있다.
상술한 도 9의 내용과 관련하여, 스케일된 변환 계수를 위한 변환 과정(Transformation process for scaled transform coefficients)은 다음과 같다.
여기서, 입력은 다음과 같다.
- 현재 변환 블록의 너비 Width; nW
- 현재 변환 블록의 높이 Height; nH
- 요소(element) dij를 가진 스케일된 변환 계수의 배열; (nWxnH) array d
- 현재 블록에 대한 변환 스킵 적용 여부 정보
- 현재 블록의 휘도 신호 및 색차 신호에 대한 인덱스; cIdx
만일 cIdx 가 ‘0’ 이면 휘도 신호를 의미하고, cIdx가 ‘1’ 이거나 혹은 cIdx가 ‘2’이면 색차 신호를 의미한다. 또한 cIdx 가 ‘1’이면 색차 신호에서 Cb를 의미하고, cIdx 가 ‘2’이면 색차 신호에서 Cr을 의미한다.
여기서, 출력은 다음과 같다.
- 스케일된 변환 계수를 역변환하여 구해진 잔여 신호에 대한 배열; (nWxnH) array r
현재 블록에 대한 부호화 모드(PredMode)가 화면 내 예측 모드(Intra)이고, Log2(nW*nH) 값이 ‘4’와 같고 cIdx 값이 ‘0’이면, 휘도 신호의 화면 내 예측 모드에 따라 변수 horizTrType과 vertTrType은 아래 표 3를 통해 구해진다. 만일 그렇지 않다면, 변수 horizTrType과 vertTrType은 ‘0’으로 설정한다.
표 3
Figure PCTKR2013005616-appb-T000003
현재 블록의 잔여 영상은 아래와 같은 순서로 수행된다.
먼저, 만일 현재 블록에 대한 변환 스킵이 적용되었을 경우에는 다음을 적용한다.
1. 만일 cIdx가 ‘0’이라면 shift = 13 - BitDepthY 이고, 그렇지 않다면 shift = 13 - BitDepthC 이다.
2. 잔여 신호에 대한 배열 rij (i=0..(nW)-1, j=0..(nH)-1)는 다음과 같이 설정한다. 만일 shift가 ‘0’보다 크다면, rij = ( dij + (1 << ( shift - 1) ) ) >> shift 이고, 그렇지 않다면, rij = ( dij << ( -shift ) 이다.
만일 현재 블록에 대한 변환 스킵이 적용되지 않았을 경우에는 다음을 적용한다.
변수 horizTrType과 vertTrType 값을 가지고 스케일된 변환 계수에 대한 역변환 과정을 수행한다. 먼저 현재 블록의 크기(nW, nH)와 스케일된 변환 계수 배열(nWxnH array d), 변수 horizTrType을 입력 받아 수평 방향으로 1차원 역변환을 수행하여 배열(nWxnH array e)를 출력한다.
다음으로 배열(nWxnH array e)을 입력 받아 배열(nWxnH array g)를 다음 수학식 1과 같이 유도한다.
수학식 1
Figure PCTKR2013005616-appb-M000001
다음으로 현재 블록의 크기(nW, nH)와 배열(nWxnH array g), 변수 vertTrType을 입력 받아 수직 방향으로 1차원 역변환을 수행한다.
다음으로 cIdx에 따라 잔여 신호에 대한 배열 (nWxnH) array r을 다음 수학식 2와 같이 설정한다.
수학식 2
Figure PCTKR2013005616-appb-M000002
여기서, shift는 cIdx가 ‘0’일때는 shift = 20 - BitDepthY 이고 그렇지 않으며 shift = 20 - BitDepthC 값을 가지며, BitDepth는 현재 영상에 대한 샘플의 비트수(예를 들어, 8 비트)를 의미한다.
한편, 상술한 바와 같이, 변환 스킵 알고리즘이 적용된 블록(이하, 변환 스킵 블록)은 주파수 변환 과정을 수행하지 않는다. 따라서, 기존의 주파수 변환 과정을 수행한 블록과 변환 스킵 블록은 서로 다른 변환 계수 특성을 가지게 된다. 즉, 기존의 주파수 변환 과정을 수행한 블록에 적용하였던 변환 계수 스캔 방법을 변환 스킵 블록에 적용할 경우 부호화 효율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 변환 스킵 블록에 적용 가능한 계수 스캔 방법을 제공한다.
[실시예1] 모든 변환 스킵 블록에 대하여 스캔 방향을 통일하는 방법 및 장치
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 10의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 10의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 현재 블록의 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향은 현재 잔여 신호가 변환 스킵 알고리즘이 적용된 것인지 여부에 따라 결정될 수 있다.
현재 블록의 잔여 신호(혹은 변환 계수)가 변환 스킵 블록일 경우(S1000), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향(Scan Type)을 수평 방향(Horizontal) 스캔으로 결정한다(S1010).
그렇지 않다면, 즉 현재 블록의 잔여 신호가 변환 스킵 블록이 아닐 경우(S1000), 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정한다(S1020). 예컨대, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상단 우측 방향(Up-right), 수평 방향(Horizontal), 및 수직 방향(Vertical) 중 어느 하나로 유도될 수 있으며, 하나의 예시로 상술한 도 8의 방법이 적용될 수 있다.
상술한 도 10의 실시예에서는, 현재 블록이 변환 스킵 블록일 경우, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 수평 방향 스캔으로 결정되는 것으로 설명하였으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 현재 블록이 변환 스킵일 경우, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향 스캔 혹은 수직 방향 스캔으로 결정할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 11의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 11의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 11을 참조하면, 부호화 장치는 현재 블록에 잔여 신호(혹은 변환 계수)가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 파싱한다(S1100).
예를 들어, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보는 ‘cbf’일 수 있다. 만일 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 경우, 즉 현재 블록에 0이 아닌 하나 혹은 그 이상의 변환 계수를 포함하고 있을 경우 ‘cbf’값은 1일 수 있다. 그렇지 않은 경우(현재 블록에 잔여 신호가 존재하지 않는 경우), ‘cbf’값은 0일 수 있다.
만일, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 것으로 지시하는 경우, 예컨대 cbf 값이 1인 경우(S1105), 다음 과정이 진행된다. 그렇지 않고, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하지 않는 것으로 지시하는 경우, 예컨대 cbf 값이 0인 경우(S1105), 도 11의 스캔 방향 유도 과정은 종료된다(S1110).
만일, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 것으로 지시하는 경우(예컨대, cbf == 1), 부호화 장치는 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보를 파싱한다(S1115). 예를 들어, 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보는 ‘cu_qp_delta’ 변수일 수 있다.
여기서, 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보(예컨대, cu_qp_delta)는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 유도하는 것과는 큰 상관성은 없다. 따라서, 단계 S1115는 생략하고 다음 단계 S1120을 수행할 수도 있다.
부호화 장치는 현재 블록의 크기에 대한 정보를 설정한다(S1120).
예를 들어, 현재 블록의 크기에 대한 정보는 ‘log2TrafoSize’변수를 이용하여 설정할 수 있다. log2TrafoSize는 현재 블록의 너비를 나타내는 ‘log2TrafoWidth’와 현재 블록의 높이를 나타내는 ‘log2TrafoHeight’의 합을 오른쪽 쉬프트(shift) 연산한 결과 값일 수 있다. 여기서, log2TrafoSize는 휘도 신호에 대한 TU 블록의 크기를 의미한다.
현재 블록의 크기를 나타내는 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight 중 하나라도 ‘1’이면(즉, 현재 블록의 너비와 높이가 2의 크기)(S1125), 부호화 장치는 현재 블록의 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight를 모두 2로 설정한다(S1130). 즉, 현재 블록의 너비와 높이가 4의 크기로 설정된다.
현재 블록을 포함하는 현재 픽처에 전체적으로 변환 스킵 알고리즘이 적용되었고(transform_skip_enabled_flag == 1), 그리고 변환 및 양자화를 수행하지 않는 모드가 아니고(!cu_tranquant_bypass_flag), 그리고 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화되었고(PredMode == MODE_INTRA), 그리고 현재 블록의 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight가 모두 2일 경우(S1135), 부호화 장치는 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보, 예컨대 transform_skip_flag를 파싱한다(S1140).
만일, 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화되었고(PredMode == MODE_INTRA), 그리고 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않음을 나타내는 경우, 예컨대 transform_skip_flag가 0일 경우(현재 블록이 변환 스킵 블록이 아닌 경우), 부호화 장치는 도 8에서 상술한 바와 같이 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1150~S1160).
예를 들어, 만일 현재 블록의 색 성분(colour component)을 지시하는 지시자인 cIdx의 값이 0일 경우(S1150), 즉 현재 블록이 휘도 신호일 경우, 현재 블록의 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredMode)를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1155). 그렇지 않고, 현재 블록의 cIdx의 값이 0이 아닐 경우(S1150), 즉 현재 블록이 색차 신호일 경우, 현재 블록의 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeC)를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1160).
여기서, scanIdx는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 지시하는 인덱스 값일 수 있다. 예컨대, scanIdx의 값이 0이면 상단 우측 방향, scanIdx의 값이 1이면 수평 방향, scanIdx의 값이 2이면 수직 방향을 지시할 수 있다. ScanType은 상술한 표 2의 인트라 예측 모드와 현재 블록의 크기에 의해 결정되는 스캔 방향을 나타내는 테이블일 수 있다. IntraPredMode는 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미하고, IntraPredModeC는 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미한다.
단계 S1145에서, 만일 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화되었고(PredMode == MODE_INTRA), 그리고 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 대해 변환을 적용하는 것으로 나타내는 경우, 예컨대 transform_skip_flag가 1일 경우(현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향, 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 하나로 결정한다(S1165). 예컨대, scanIdx의 값을 0으로 설정하여, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향으로 결정할 수 있다.
본 실시예에서는, 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향으로 설정하였으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 현재 블록이 변환 스킵일 경우, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 수평 방향 스캔(scanIdx = 1) 혹은 수직 방향 스캔(scanIdx = 2)으로 설정할 수도 있다.
부호화 장치는 상기 결정된 스캔 방향을 이용하여 현재 블록에 대한 계수를 파싱한다(S1170).
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 스캔 방향의 일예를 나타내는 도면이다.
도 12의 (a)는 4x4 크기 블록에 대해 대각 스캔(혹은 상단 우측 방향 스캔)을 적용하는 일예를 도시하였다. 도 12의 (a)와 같은 순서로 4x4 크기 블록 내 잔여 신호(혹은 변환 계수)를 스캔할 수 있다.
물론, 도 12의 (a)에 도시된 대각 스캔 방향은 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 12의 (a)에 도시된 4x4 크기 블록을 오른쪽으로 180도 회전한 경우의 대각 스캔 방향을 적용하여 잔여 신호를 스캔할 수도 있다.
도 12의 (b)는 4x4 크기 블록에 대해 수직 스캔을 적용하는 일예를 도시하였다. 도 12의 (b)와 같은 순서로 4x4 크기 블록 내 잔여 신호(혹은 변환 계수)를 스캔할 수 있다.
물론, 도 12의 (b)에 도시된 수직 스캔 방향은 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 12의 (b)에 도시된 4x4 크기 블록을 오른쪽으로 180도 회전한 경우의 수직 스캔 방향을 적용하여 잔여 신호를 스캔할 수도 있다.
도 12의 (c)는 4x4 크기 블록에 대해 수평 스캔을 적용하는 일예를 도시하였다. 도 12의 (c)와 같은 순서로 4x4 크기 블록 내 잔여 신호(혹은 변환 계수)를 스캔할 수 있다.
물론, 도 12의 (c)에 도시된 수직 스캔 방향은 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 12의 (c)에 도시된 4x4 크기 블록을 오른쪽으로 180도 회전한 경우의 수평 스캔 방향을 적용하여 잔여 신호를 스캔할 수도 있다.
상술한 도 10 및 도 11의 예를 TU(변환 유닛) 및 잔여 신호에 대한 부호화 문법(Syntax)에 반영하면 표 4 및 표 5와 같이 나타낼 수 있다.
표 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 TU 부호화 문법을 나타낸 것이다.
표 4
Figure PCTKR2013005616-appb-T000004
표 4를 참조하면, transform_unit은 하나의 TU 블록의 계수에 대한 비트스트림을 나타낸다. 여기서 휘도 신호에 잔여 신호가 있는지 여부에 대한 정보(cbf_luma)와 색차 신호에 잔여 신호가 있는지 여부에 대한 정보(cbf_cb, cbf_cr)에 따라 TU 블록에 대한 잔여 신호의 부호화 정보(residual coding) 파싱 여부를 결정한다.
표 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호 부호화 문법을 나타낸 것이다.
표 5
Figure PCTKR2013005616-appb-T000005
표 5를 참조하면, residual_coding은 하나의 TU 블록의 계수에 대한 비트스트림을 의미한다. 여기서, 하나의 TU 블록은 휘도 신호 혹은 색차 신호일 수 있다.
log2TrafoWidth는 현재 블록의 너비를 의미하고, log2TrafoHeight는 현재 블록의 높이를 의미한다. log2TrafoSize는 입력된 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight의 합을 오른쪽 쉬프트 연산한 결과를 의미하며, 휘도 신호에 대한 TU 블록 크기를 의미한다.
PredMode는 현재 블록에 대한 부호화 모드를 의미하며, 화면 내 부호화의 경우 인트라(intra)이며, 화면 간 부호화의 경우 인터(inter)이다.
scanIdx는 현재 TU 블록의 휘도 신호에 대한 스캔 방향을 지시하는 인덱스일 수 있다. 예컨대, scanIdx의 값이 0이면 상단 우측 방향, scanIdx의 값이 1이면 수평 방향, scanIdx의 값이 2이면 수직 방향을 지시할 수 있다.
ScanType은 상술한 표 2의 인트라 예측 모드와 현재 블록의 크기에 의해 결정되는 스캔 방향을 나타내는 테이블일 수 있다. 여기서 “ScanType=DIAG” 또는 “Up-right”로 되어 있는 것은 하나의 일 예이다.
IntraPredMode는 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미하고, IntraPredModeC는 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미한다.
상술한 도 10 및 도 11의 실시예에서는 모든 변환 스킵 블록에 대하여 스캔 방향을 통일하는 방법에 대하여 설명하였다. 다시 말해, 변환 스킵 블록일 경우에는 동일한 스캔 방향을 적용하도록 하였다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 변환 스킵 블록일 경우 스캔 방향을 재설정하는 방법에 대하여 설명한다.
[실시예2] 변환 스킵 블록에 대하여 스캔 방향을 유도하는 방법 및 장치
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 13의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 13의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 13의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 13을 참조하면, 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향(scan type)을 결정한다(S1300).
예컨대, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상단 우측 방향(Up-right), 수평 방향(Horizontal), 및 수직 방향(Vertical) 중 어느 하나로 유도될 수 있으며, 하나의 예시로 상술한 도 8의 방법이 적용될 수 있다.
현재 블록의 잔여 신호(혹은 변환 계수)가 변환 스킵 블록일 경우(S1310), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 재설정한다(S1330~S1370). 그렇지 않다면 도 13의 스캔 방향 유도 과정을 종료한다(S1320). 이때, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향은 단계 S1300에서 결정된 스캔 방향이 적용된다.
만일 현재 블록의 잔여 신호가 변환 스킵 블록이고, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 결정된 스캔 방향이 수직 방향일 경우(S1330), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 수평 방향으로 재설정한다(S1350).
그렇지 않고, 만일 현재 블록의 잔여 신호가 변환 스킵 블록이고, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 결정된 스캔 방향이 수평 방향일 경우(S1340), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 수직 방향으로 재설정한다(S1360).
그렇지 않다면, 즉 현재 블록의 잔여 신호가 변환 스킵 블록이고, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 결정된 스캔 방향이 수직 및 수평 방향이 아닌 경우(S1340), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향으로 재설정한다(S1370).
상술한 도 13의 실시예에 따른 변환 스킵 블록인지에 따라 스캔 방향을 재설정하는 방법은 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 13의 실시예에 따라 유도된 휘도 신호의 스캔 방향을 색차 신호에 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 휘도 신호의 스캔 방향과 색차 신호의 스캔 방향이 동일하게 된다. 반대로 도 13의 실시예를 휘도 신호 및 색차 신호 각각에 대해 적용할 수 있다. 또는, 주변 블록의 스캔 방향을 통해 현재 블록의 스캔 방향을 결정할 수도 있다. 또는, 변환 스킵 블록일 경우에는 기존의 스캔 방향(예컨대, 수직 방향, 수평 방향, 상단 우측 방향)이 아닌 또 다른 종류의 스캔 방향을 사용할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 14의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 14의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 14를 참조하면, 부호화 장치는 현재 블록에 잔여 신호(혹은 변환 계수)가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 파싱한다(S1400).
예를 들어, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보는 ‘cbf’일 수 있다. 만일 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 경우, 즉 현재 블록에 0이 아닌 하나 혹은 그 이상의 변환 계수를 포함하고 있을 경우 ‘cbf’값은 1일 수 있다. 그렇지 않은 경우(현재 블록에 잔여 신호가 존재하지 않는 경우), ‘cbf’값은 0일 수 있다.
만일, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 것으로 지시하는 경우, 예컨대 cbf 값이 1인 경우(S1405), 다음 과정이 진행된다. 그렇지 않고, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하지 않는 것으로 지시하는 경우, 예컨대 cbf 값이 0인 경우(S1405), 현재 블록에 대한 다음 과정은 종료된다(S1410).
만일, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 것으로 지시하는 경우, 예컨대 cbf 값이 1인 경우, 부호화 장치는 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보를 파싱한다(S1415). 예를 들어, 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보는 ‘cu_qp_delta’ 변수일 수 있다.
여기서, 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보(예컨대, cu_qp_delta)는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 유도하는 것과는 큰 상관성은 없다. 따라서, 단계 S1415는 생략하고 다음 단계 S1420을 수행할 수도 있다.
부호화 장치는 현재 블록의 크기에 대한 정보를 설정한다(S1420).
예를 들어, 현재 블록의 크기에 대한 정보는 ‘log2TrafoSize’변수를 이용하여 설정할 수 있다. log2TrafoSize는 현재 블록의 너비를 나타내는 ‘log2TrafoWidth’와 현재 블록의 높이를 나타내는 ‘log2TrafoHeight’의 합을 오른쪽 쉬프트(shift) 연산한 결과 값일 수 있다. 여기서, log2TrafoSize는 휘도 신호에 대한 TU 블록의 크기를 의미한다.
현재 블록의 크기를 나타내는 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight 중 하나라도 ‘1’이면(즉, 현재 블록의 너비와 높이가 2의 크기)(S1425), 부호화 장치는 현재 블록의 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight를 모두 2로 설정한다(S1430). 즉, 현재 블록의 너비와 높이가 4의 크기로 설정된다.
현재 블록을 포함하는 현재 픽처에 전체적으로 변환 스킵 알고리즘이 적용되었고(transform_skip_enabled_flag == 1), 그리고 변환 및 양자화를 수행하지 않는 모드가 아니고(!cu_tranquant_bypass_flag), 그리고 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화되었고(PredMode == MODE_INTRA), 그리고 현재 블록의 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight가 모두 2일 경우(S1435), 부호화 장치는 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보, 예컨대 transform_skip_flag를 파싱한다(S1440).
만일, 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화된 경우(PredMode == MODE_INTRA)(S1445), 부호화 장치는 도 8에서 상술한 바와 같이 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1450~S1460).
예를 들어, 만일 현재 블록의 색 성분(colour component)을 지시하는 지시자인 cIdx의 값이 0일 경우(S1450), 즉 현재 블록이 휘도 신호일 경우, 현재 블록의 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredMode)를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1455). 그렇지 않고, 현재 블록의 cIdx의 값이 0이 아닐 경우(S1450), 즉 현재 블록이 색차 신호일 경우, 현재 블록의 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeC)를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1460).
여기서, scanIdx는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 지시하는 인덱스 값일 수 있다. 예컨대, scanIdx의 값이 0이면 상단 우측 방향, scanIdx의 값이 1이면 수평 방향, scanIdx의 값이 2이면 수직 방향을 지시할 수 있다. ScanType은 상술한 표 2의 인트라 예측 모드와 현재 블록의 크기에 의해 결정되는 스캔 방향을 나타내는 테이블일 수 있다. IntraPredMode는 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미하고, IntraPredModeC는 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미한다.
단계 S1445에서, 만일 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화되지 않은 경우, 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향, 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 하나로 결정한다(S1465). 예컨대, scanIdx의 값을 0으로 설정하여, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향으로 결정할 수 있다.
부호화 장치는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 결정된 스캔 방향을 재설정한다(S1470).
예컨대, 상술한 도 13의 방법을 적용하여 상기 결정된 스캔 방향을 재설정할 수 있다. 만일, 현재 블록이 변환 스킵 블록일 경우(상기 파싱된 transform_skip_flag가 1일 경우), 부호화 장치는 상기 결정된 스캔 방향이 수직 방향이면 수평 방향으로 재설정하고, 상기 결정된 스캔 방향이 수평 방향이면 수직 방향으로 재설정할 수 있다.
부호화 장치는 상기 재설정된 스캔 방향을 이용하여 현재 블록에 대한 계수를 파싱한다(S1475).
상술한 도 13 및 도 14의 예를 TU(변환 유닛) 및 잔여 신호에 대한 부호화 문법(Syntax)에 반영하면 표 6 및 표 7과 같이 나타낼 수 있다.
표 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 TU 부호화 문법을 나타낸 것이다.
표 6
Figure PCTKR2013005616-appb-T000006
표 6을 참조하면, transform_unit은 하나의 TU 블록의 계수에 대한 비트스트림을 나타낸다. 여기서 휘도 신호에 잔여 신호가 있는지 여부에 대한 정보(cbf_luma)와 색차 신호에 잔여 신호가 있는지 여부에 대한 정보(cbf_cb, cbf_cr)에 따라 TU 블록에 대한 잔여 신호의 부호화 정보(residual coding) 파싱 여부를 결정한다.
표 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호 부호화 문법을 나타낸 것이다.
표 7
Figure PCTKR2013005616-appb-T000007
표 7을 참조하면, residual_coding은 하나의 TU 블록의 계수에 대한 비트스트림을 의미한다. 여기서, 하나의 TU 블록은 휘도 신호 혹은 색차 신호일 수 있다.
log2TrafoWidth는 현재 블록의 너비를 의미하고, log2TrafoHeight는 현재 블록의 높이를 의미한다. log2TrafoSize는 입력된 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight의 합을 오른쪽 쉬프트 연산한 결과를 의미하며, 휘도 신호에 대한 TU 블록 크기를 의미한다.
PredMode는 현재 블록에 대한 부호화 모드를 의미하며, 화면 내 부호화의 경우 인트라(intra)이며, 화면 간 부호화의 경우 인터(inter)이다.
scanIdx는 현재 TU 블록의 휘도 신호에 대한 스캔 방향을 지시하는 인덱스일 수 있다. 예컨대, scanIdx의 값이 0이면 상단 우측 방향, scanIdx의 값이 1이면 수평 방향, scanIdx의 값이 2이면 수직 방향을 지시할 수 있다.
ScanType은 상술한 표 2의 인트라 예측 모드와 현재 블록의 크기에 의해 결정되는 스캔 방향을 나타내는 테이블일 수 있다. 여기서 “ScanType=DIAG” 또는 “Up-right”로 되어 있는 것은 하나의 일 예이다.
IntraPredMode는 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미하고, IntraPredModeC는 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미한다.
한편, 상술한 실시예들은 블록 크기 혹은 CU 깊이 혹은 TU 깊이 등에 따라 적용 범위를 달리할 수 있다. 이렇게 적용 범위를 결정하는 변수(예컨대, 블록의 크기 혹은 깊이 정보)는, 부호화기 및 복호화기가 미리 정해진 값을 사용하도록 설정할 수도 있고, 프로파일 또는 레벨에 따라 정해진 값을 사용하도록 할 수도 있고, 부호화기가 변수 값을 비트스트림에 기재하면 복호화기가 비트스트림으로부터 이 값을 구하여 사용할 수도 있다.
CU 깊이에 따라 적용 범위를 달리할 때는 표 8에 예시한 바와 같이, 다음 세가지 방법이 적용될 수 있다. 방법 A는 주어진 깊이 이상의 깊이에만 적용하는 방식, 방법 B는 주어진 깊이 이하에만 적용하는 방식, 방법 C는 주어진 깊이에만 적용하는 방식이다.
표 8은 CU(혹은 TU) 깊이에 따라 본 발명의 방법들을 적용하는 범위를 결정하는 방법의 일예를 나타낸 것이다. 표 8에서 O는 CU(혹은 TU)의 해당 깊이에 해당 방법을 적용하는 것을 의미하며, X는 CU(혹은 TU)의 해당 깊이에 해당 방법을 적용하지 않는 것을 의미한다.
표 8
Figure PCTKR2013005616-appb-T000008
표 8을 참조하면, CU(혹은 TU) 깊이가 2인 경우, 본 발명의 실시예들에 대해 방법 A, 방법 B, 방법 C를 모두 적용할 수 있다.
CU(혹은 TU)의 모든 깊이에 대하여 본 발명의 실시예들을 적용하지 않는 경우, 임의의 지시자(예를 들어, flag)를 사용하여 나타낼 수도 있고, CU 깊이의 최대값보다 하나 더 큰 값을 적용 범위를 나타내는 CU 깊이 값으로 시그널링 함으로써 표현할 수도 있다.
또한, 상술한 CU(혹은 TU) 깊이에 따라 본 발명의 방법들을 적용하는 범위를 결정하는 방법은, 상술한 본 발명의 실시예1(도 10 및 도 11), 상술한 본 발명의 실시예2(도 13 및 도 14)에 각각 혹은 조합하여 적용할 수 있다.
또한, 상술한 CU(혹은 TU) 깊이에 따라 본 발명의 방법들을 적용하는 범위를 결정하는 방법은, 휘도 신호와 색차 신호 간의 해상도가 다른 경우에도 적용할 수 있다. 이하, 도 15 및 도 16을 참조하여 휘도 신호와 색차 신호 간의 해상도가 다른 경우 주파수 변환 방식(혹은 스캔 방향)의 적용 범위를 결정하는 방법에 대해 설명한다.
도 15는 휘도 블록과 색차 블록 간의 해상도 차이의 일예를 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 색차 신호가 휘도 신호의 1/4 크기라고 가정했을 때(예를 들어, 휘도 신호가 416x240 크기, 색차 신호가 208x120 크기), 8x8 크기의 휘도 블록(1510)은 4x4 크기의 색차 블록(1520)에 해당한다.
이 경우, 8x8 크기의 휘도 블록(1510)은 4개의 4x4 크기 휘도 블록이 있을 수 있으며, 4x4 크기 휘도 블록마다 각각 인트라 예측 모드를 가질 수 있다. 반면, 4x4 크기의 색차 블록(1520)은 2x2 크기의 색차 블록으로 나누어지지 않을 수 있다. 4x4 크기의 색차 블록(1520)은 하나의 인트라 예측 모드를 가질 수 있다.
이때, 4x4 크기의 색차 블록(1520)이 LM 모드(Intra_FromLuma)로 부호화 되었을 경우 혹은 4x4 크기의 색차 블록(1520)이 DM 모드(휘도 신호의 인트라 예측 모드를 색차 신호의 인트라 예측 모드로 그대로 사용하는 모드)로 부호화 되었을 경우, 4x4 크기의 색차 블록(1520)의 잔여 신호에 대한 주파수 변환 방식(혹은 스캔 방향)을 유도하기 위한 8x8 크기의 휘도 블록(1510)의 인트라 예측 모드는 4개의 4x4 크기 휘도 블록의 인트라 예측 모드 중 하나가 사용될 수 있다.
색차 신호의 잔여 신호에 대하여 선택적으로 주파수 변환 방식(혹은 스캔 방향)을 적용하기 위해서, 인트라 예측 모드를 유도하는 방법은 아래 1 내지 4 중 어느 하나와 같이 다양하게 적용될 수 있다.
1. 휘도 신호 블록 좌상단에 위치한 블록의 인트라 예측 모드를 사용할 수 있다.
2. 휘도 신호 블록 우상단 혹은 좌하단 혹은 우하단에 위치한 블록의 인트라 예측 모드를 사용할 수 있다.
3. 4가지 휘도 신호 블록들의 평균 값 혹은 중간 값을 사용할 수 있다.
4. 현재 블록의 4가지 휘도 신호 블록들과 현재 블록의 주변 블록들의 색차 신호 블록들의 인트라 예측 모드들을 이용한 평균 값 혹은 중간 값 등을 사용할 수 있다.
상술한 1 내지 4 방법 이외에도 다양한 방법으로 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 유도할 수 있다.
도 16은 휘도 블록과 색차 블록 간의 해상도 차이의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 16x16 크기의 휘도 블록(1610)은 1개의 인트라 예측 모드를 가질 수 있다. 반면, 8x8 크기의 색차 블록(1620)은 4개의 4x4 크기 색차 블록으로 나누어질 수 있으며, 4x4 크기 색차 블록 각각에 대하여 인트라 예측 모드를 가질 수 있다.
이때, 8x8 크기의 색차 블록(1620)이 LM 모드(Intra_FromLuma)로 부호화 되었을 경우 혹은 8x8 크기의 색차 블록(1620)이 DM 모드(휘도 신호의 인트라 예측 모드를 색차 신호의 인트라 예측 모드로 그대로 사용하는 모드)로 부호화 되었을 경우, 16x16 크기의 휘도 블록(1610)의 인트라 예측 모드가 8x8 크기의 색차 블록(1620)의 잔여 신호에 대한 주파수 변환 방식(혹은 스캔 방향)을 유도하기 위해 사용될 수 있다. 혹은 8x8 크기의 색차 블록(1620)의 잔여 신호에 대한 주파수 변환 방식(혹은 스캔 방향)을 유도하기 위해 현재 블록의 주변 블록들(휘도 블록 혹은 색차 블록)로부터 인트라 예측 모드를 유도하여 사용할 수 있다.
상술한 주파수 변환 방식 혹은 스캔 방향의 적용 범위는 휘도 블록의 크기에 따라 색차 블록에 다르게 적용할 수 있으며, 또는 휘도 신호 영상 및 색차 신호 영상에 다르게 적용할 수도 있으며, 또는 수평 방향 및 수직 방향에 따라 다르게 적용할 수도 있다.
표 9는 블록 크기, 색차 신호 및 휘도 신호, 수직 방향 및 수평 방향 등에 따라 적용 범위를 결정하는 방법들의 조합을 개략적으로 나타낸 일예이다.
표 9
Figure PCTKR2013005616-appb-T000009
표 9의 방법들 중 방법 사 1을 살펴보면, 휘도 블록의 크기가 8(8x8, 8x4, 2x8 등)인 경우이고, 그리고 색차 블록의 크기가 4(4x4, 4x2, 2x4)인 경우, 본 발명의 실시예1(도 10 및 도 11) 혹은 본 발명의 실시예2(도 13 및 도 14)를 휘도 신호 및 색차 신호 및 수평 신호 및 수직 신호에 적용할 수 있다.
표 9의 방법들 중 방법 파 2를 살펴보면, 휘도 블록의 크기가 16(16x16, 8x16, 4x16 등)인 경우이고, 그리고 색차 블록의 크기가 4(4x4, 4x2, 2x4)인 경우, 본 발명의 실시예1(도 10 및 도 11) 혹은 본 발명의 실시예2(도 13 및 도 14)를 휘도 신호 및 색차 신호 및 수평 신호에 적용할 수 있고 수직 신호에는 적용하지 않을 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 17을 참조하면, 부호화 장치(1700)는 스캔 방향 도출부(1710) 및 스캐닝부(1720)를 포함한다.
스캔 방향 도출부(1710)는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출한다.
여기서, 변환 스킵 블록은 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록으로, 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보, 예컨대 transform_skip_flag를 기반으로 특정될 수 있다.
현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 도출하는 구체적인 방법은 본 명세서의 실시예들에서 상세히 설명한 바와 같다.
스캐닝부(1720)는 스캔 방향 도출부(1710)에 의해 도출된 스캔 방향을 현재 블록의 잔여 신호에 적용한다. 예컨대, 도 12에 도시된 스캔 방향과 같이 현재 블록의 잔여 신호를 스캔할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 복호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 18을 참조하면, 복호화 장치(1800)는 스캔 방향 도출부(1810) 및 스캐닝부(1820)를 포함한다.
스캔 방향 도출부(1810)는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출한다.
여기서, 변환 스킵 블록은 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록으로, 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보, 예컨대 transform_skip_flag를 기반으로 특정될 수 있다.
현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 도출하는 구체적인 방법은 본 명세서의 실시예들에서 상세히 설명한 바와 같다.
스캐닝부(1820)는 스캔 방향 도출부(1810)에 의해 도출된 스캔 방향을 현재 블록의 잔여 신호에 적용한다. 예컨대, 도 12에 도시된 스캔 방향과 같이 현재 블록의 잔여 신호를 스캔할 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 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.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (30)

  1. 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 단계; 및
    상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 단계를 포함하며,
    상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우,
    수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우,
    수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소정 크기는 4x4 크기인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 소정 크기는 4x4 크기인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이 아닌 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  15. 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 스캔 방향 도출부; 및
    상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 스캐닝부를 포함하며,
    상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  16. 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 단계; 및
    상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 단계를 포함하며,
    상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우,
    수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우,
    수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 소정 크기는 4x4 크기인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 소정 크기는 4x4 크기인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  29. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이 아닌 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  30. 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 스캔 방향 도출부; 및
    상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 스캐닝부를 포함하며,
    상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
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