WO2015012600A1 - 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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WO2015012600A1
WO2015012600A1 PCT/KR2014/006720 KR2014006720W WO2015012600A1 WO 2015012600 A1 WO2015012600 A1 WO 2015012600A1 KR 2014006720 W KR2014006720 W KR 2014006720W WO 2015012600 A1 WO2015012600 A1 WO 2015012600A1
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skip
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block
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PCT/KR2014/006720
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전병우
원광현
양승하
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성균관대학교 산학협력단
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    • H04N19/14—Coding unit complexity, e.g. amount of activity or edge presence estimation

Definitions

  • the present invention relates to encoding / decoding of an image, and more particularly, to a method and apparatus for encoding / decoding an image by determining whether to omit a transform.
  • a method of signaling a flag for determining whether to skip transform is known only when the current transform block size (TU size) is 4x4.
  • This technique prevents the transformation from being skipped in transform blocks larger than 4x4, and selectively skips transform operations only in the case of 4x4. Therefore, the flag is sent only in the case of 4x4 transform blocks.
  • the transform block size suitable for each block can be adaptively and hierarchically determined by using a quad-tree divided RQT transform technology. If such a technique is applied and the result of examining the characteristics of the image in a specific block is found to be less effective, the conversion can be limited to some transform blocks by dividing it into more detailed transform block sizes. Because.
  • the current video compression technology can adaptively determine the transform block size of the minimum size to be used by the decoder according to an independent determination of each encoder.
  • the minimum transform block size can be set to 8x8 or 16x16, not 4x4. If the minimum transform block size (hereinafter referred to as STU: Smallest TU Size) determined by the encoder is 8x8 or more, the current technology has a technical disadvantage that the block transformation may not be skipped in any case. That is, in this case, although the conversion efficiency of the blocks in the image is considerably lower, it is more advantageous to omit the conversion, but it is not possible to use the current technology to solve this problem. You have to take it.
  • the size of a transform block having a problem of inefficiency of the transform may vary in many ways depending on the characteristics of the image. Since the smallest transform block size is 4x4, the inefficiency problem of the transform may occur in most 4x4 transform blocks, but the inefficiency problem may also occur in 8x8, 16x16, or 32x32 transform block sizes depending on the characteristics of the image. In other words, if the existing technique of limiting the inefficiency problem to only the 4x4 transform block and skipping the transform only in this case, the compression rate may deteriorate or the image quality may deteriorate in some images.
  • An object of the present invention for solving the above problems is the maximum transform block size (hereinafter, referred to as the maximum transform skip block size) that the size of the current (transformation) block can allow the transform skip specified by the encoder (or user).
  • the maximum transform skip block size that the size of the current (transformation) block can allow the transform skip specified by the encoder (or user).
  • Another object of the present invention is the maximum conversion in the upper layer (for example, may be any layer selected from a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PSP), a slice header, etc.) than the residual coding data transmission.
  • Information to define the Log2MaxTrafoSizeSkip value to indicate the skipped block size is passed so that the conversion is not skipped depending on whether the size of the current (transformed) block is less than or equal to the available Log2MaxTrafoSizeSkip (or user specified). It is to provide an encoder and a decoder that can be more flexibly adjusted.
  • Another object of the present invention is to limit the value of Log2MaxTrafoSizeSkip to be equal to or larger than the minimum transform block size (STU) determined by the encoder, so that even when the STU is larger than 4x4, the block transform (inverse transform in the case of the decoder) is performed. It is to provide an encoder and a decoder for realizing a function of adjusting whether to omit or not.
  • STU minimum transform block size
  • the current transform unit (TU) size and the maximum transform skip block size Comparing the value and determining whether to skip the transform based on the comparison information of the TU size and the maximum transform skip block size value.
  • the image encoding method may further include encoding a flag indicating a decision whether to omit the transform according to the comparison information.
  • the method of encoding the maximum transform skip block information includes 1) a method of including the maximum transform skip block size value itself in a bitstream, and 2) a relative value of the maximum transform skip block size and a current TU size in a bitstream. And 3) a method of including in the bitstream a relative value of the maximum transform skip block size to a value representing the minimum transform block size usable by the encoder.
  • the method may further include transmitting information defining the maximum transform skip block size value in a higher layer than residual coding data transmission.
  • the upper layer may include a picture parameter set.
  • the upper layer may include at least one of a sequence parameter set and a slice header.
  • the maximum transform skip block size value may be set between a size of a smallest transform unit (STU) determined by an encoder and a maximum transform block size.
  • STU smallest transform unit
  • the current TU size is equal to the maximum when the flag indicating whether or not to perform the transform performing function itself is enabled and determines not to perform both transform and quantization at the coding unit (CU) level. If it is equal to or smaller than the value of the transform skip block size, it is possible to determine whether to omit the transform and to include and encode a flag indicative of whether to omit the transform to the bitstream.
  • the current TU size is larger than the maximum transform skip block size value, it may be determined to perform a transform on the current transform block without generating a flag for whether to skip transform.
  • the method may further include performing a transform on the current transform block based on the determined transform scheme.
  • the image encoding apparatus of the present invention for achieving the above object includes a current transform unit (TU) size and a maximum transform skip block size.
  • a method of performing an inverse transform on an inverse quantized transform coefficient comparing a current transform unit (TU) size with a maximum transform skip block size value and the TU size. And determining whether the inverse transform of the current transform block is omitted based on the comparison information of the maximum transform skip block size value.
  • TU current transform unit
  • the maximum transform skip block information includes 1) the maximum transform skip block size value itself is included in the bitstream, or 2) a relative value of the maximum transform skip block size and the current TU size is included in the bitstream, or 3) an encoder.
  • a relative value of the maximum transform skip block size with respect to a value indicating a minimum usable transform block size may be included in the bitstream and received.
  • the image decoding method may further include receiving information defining the maximum transform skip block size value in a higher layer than residual coding data transmission.
  • the upper layer may include a picture parameter set.
  • the upper layer may include at least one of a sequence parameter set and a slice header.
  • the maximum transform skip block size value may be a value between a size of a smallest transform unit (STU) determined by an encoder and a maximum transform block size.
  • STU smallest transform unit
  • a flag indicating whether or not to skip inverse transform may be read, and inverse transform may be performed or inverse transform may be skipped according to the flag value.
  • a flag indicating whether the skip inverse transform function is used is enabled and the current TU size corresponds to the case where it is not determined that both inverse transform and inverse quantization are not performed at the coding unit (CU) level. If it is equal to or smaller than the maximum transform skip block size value, a flag indicating whether or not to skip inverse transform may be read, and inverse transform may be performed or inverse transform may be omitted according to the flag value.
  • the current TU size is larger than the maximum transform skip block size value, it may be determined to perform inverse transform on the current transform block directly without reading a flag indicating whether or not to skip inverse transform.
  • the method may further include performing an inverse transform on the current transform block based on the determined transform scheme.
  • an image decoding apparatus of the present invention provides a comparison unit comparing a current transform unit (TU) size and a maximum transform skip block size value when performing an inverse transform on an inverse quantized transform coefficient. It may include a determination unit for determining whether or not to skip the inverse transform of the current transform block based on the comparison information of the size and the maximum transform skip block size value.
  • TU current transform unit
  • signaling information to determine whether to inverse transform is omitted can be more flexibly and efficiently signaled, thereby improving not only encoding efficiency but also subjective picture quality.
  • the low frequency component is Maintaining high frequency and removing high frequency components or applying quantization strongly results in severe image quality degradation.
  • the Log2MaxTrafoSizeSkip value is equal to or larger than the STU size so that a large overhead is determined by the encoder even when the STU is larger than 4x4. It is possible to economically indicate whether to omit block conversion without burden, thereby increasing image compression rate or minimizing image quality reduction.
  • This effect is especially pronounced for computer-generated artificial images.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart schematically illustrating a method of determining and encoding a transform based on a maximum transform skip block size according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart schematically illustrating a method of determining and decoding a transform based on a maximum transform skip block size according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment.
  • the image encoding apparatus 100 may include an inter predictor 110, an intra predictor 120, a switch 125, a subtractor 130, a transformer 135, a quantizer 140, and entropy.
  • the encoder 150, an inverse quantizer 160, an inverse transformer 170, an adder 175, a filter 180, and a picture 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. In the intra mode, the switch 125 is switched to intra, and in the inter mode, the switch 125 is switched to inter. 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.
  • the intra predictor 120 may generate a prediction block by performing spatial prediction using pixel values of blocks that are already encoded around the current block.
  • the inter prediction unit 110 may obtain a motion vector by searching for a region corresponding to an input block in a reference image stored in the picture buffer 190 during a motion prediction process.
  • the inter prediction unit 110 may generate a prediction block by performing motion compensation using the motion vector and the reference image stored in the picture buffer 190.
  • the subtractor 130 may generate a residual block by the difference between the input block and the generated prediction block.
  • the transformer 135 may perform transform on the residual block and output a transform coefficient.
  • the quantization unit 140 may output the quantized coefficient by quantizing the input transform coefficient according to the quantization parameter.
  • the entropy encoder 150 may output a bitstream by performing entropy encoding on the basis of the values calculated by the quantizer 140 or the encoding parameter values calculated in the encoding process.
  • the quantized coefficient may be 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 through the adder 175 and a reconstruction block can be 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 reconstructed block that has passed through the filter unit 180 may be stored in the picture buffer 190.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment.
  • the image decoding apparatus 200 may include an entropy decoder 210, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 230, an intra predictor 240, an inter predictor 250, and a filter ( 260 and picture buffer 270.
  • the image decoding apparatus 200 may receive a bitstream output from the encoding apparatus, 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 generate a reconstructed block, that is, a reconstructed block by obtaining a residual block reconstructed from the received bitstream, generating a prediction block, and adding the reconstructed residual block and the prediction block.
  • the entropy decoder 210 entropy decodes the input bitstream according to a probability distribution. By entropy decoding, quantized (transform) coefficients can be generated.
  • 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 predictive block by performing spatial prediction using pixel values of blocks already decoded around the current block.
  • the inter predictor 250 may generate a predictive block by performing motion compensation using a motion vector and a reference image stored in the picture buffer 270.
  • the reconstructed residual block and the prediction block are added through the adder 255, and the added block passes through the filter unit 260.
  • the filter unit 260 may apply at least one 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 image may be stored in the picture buffer 270 and used for inter prediction.
  • a block may mean a unit of image encoding and decoding. Accordingly, in this specification, a block may mean a coding unit (CU), a prediction unit (PU), a transform unit (TU), or the like, in some cases.
  • the encoding / decoding object block may be used in the present specification to include both a transform / inverse transform object block when the transform / inverse transform is performed and a predictive block when prediction is performed.
  • the conventional encoder signals a flag for determining whether or not to skip transform according to a current TU size when transforming a residual signal corresponding to a difference value between an original block and a prediction block.
  • a flag for determining whether to skip transform may be signaled. If it is larger than 4x4, no flag is sent to decide whether or not to skip the conversion (and therefore always perform the conversion).
  • the decoder does not perform transformation on the residual signal. If the flag is 0, the transform is performed on the residual signal.
  • Picture_parameter_set indicates whether transform skip skip function itself is used as transform_skip_enabled_flag.
  • transform_skip_enabled_flag 1
  • transform_skip_flag which is flag information indicating whether to skip transform
  • the syntax of the residual block is shown in Table 1.
  • transform_skip_flag may exist only when the size of the transform block is 4x4. In other words, if the size of the transform block is larger than 4x4, there is a disadvantage in that the skip to perform transform function cannot be used at source.
  • Transform block data having a transform_skip_flag value of 1 does not undergo an inverse transform process because it means that the transform is omitted in encoding.
  • a more detailed description of transform_skip_flag is shown in Table 2.
  • transform_skip_flag [x0] [y0] [cIdx] specifies whether a transform is applied to the associated transform block or not:
  • the array indices x0, y0 specify the location (x0, y0) of the top-left luma sample of the considered transform block relative to the top-left luma sample of the picture.
  • the array index cIdx specifies an indicator for the color component; it is equal to 0 for luma, equal to 1 for Cb, and equal to 2 for Cr.
  • transform_skip_flag [x0] [y0] [cIdx] equal to 1 specifies that no transform is applied to the current transform block.
  • transform_skip_flag [x0] [y0] [cIdx] 0 specifies that the decision whether transform is applied to the current transform block or not depends on other syntax elements.
  • transform_skip_flag [x0] [y0] [cIdx] it is inferred to be equal to 0.
  • the (nT) x (nT) array of residual samples r is derived as specified as follows: If cu_transquant_bypass_flag is equal to 1, the (nT) x (nT) array r is set equal to the (nT) x (nT) array of transform coefficients TransCoeffLevel [xT] [yT] [cIdx] .Otherwise, the following ordered steps apply: The scaling process for transform coefficients as specified in subclause 8.6.3 is invoked with the transform block location (xT, yT), the size of the transform block nT, the color component variable cIdx and the quantization parameter qP as the inputs and the output is a (nT) x (nT) array of scaled transform coefficients d.
  • the present invention even if the maximum size of the transform skip block determined by the encoder is variable, it is possible to skip the transform process by determining whether to skip the transform according to the maximum size of the transform skip block determined by the encoder. Provide a way.
  • the maximum transform skip block size is indicated by the actual block size (for example, 16x16, 32x32) or the logarithm value (for example, base 2 logarithm values for 16 and 32, 4, 5). Are used interchangeably unless otherwise indicated.
  • the maximum transform block size is expressed as a logarithm having a base of 2, and the value is called Log2MaxTrafoSizeSkip.
  • the description method is used not only to describe the maximum transform skip block size but also to refer to the size of a block or a transform block.
  • the encoder when the size of the current block is equal to or smaller than the Log2MaxTrafoSizeSkip value, it is determined whether to skip transform, and an information flag corresponding thereto is signaled on the compressed bitstream (or data).
  • the decoder when the size of the current block is equal to or smaller than the Log2MaxTrafoSizeSkip value, a flag indicating whether to inverse transform is omitted from the compressed bitstream (or data) is read.
  • the decoder skips performing the inverse transform when the value of this flag is 1, and performs the inverse transform when the value of this flag is 0 (the meaning of 0 and 1 may be reversed depending on the definition of the flag value). have).
  • FIG. 3 is a flowchart schematically illustrating a method of determining and encoding a transform based on a maximum transform skip block size according to an embodiment of the present invention. Each step of FIG. 3 may be performed in a configuration corresponding to the video encoding apparatus described with reference to FIG. 1.
  • the encoder generates an prediction block by performing intra prediction or inter prediction on the current encoding target block, and then obtains a residual signal corresponding to a difference value between the current encoding target block and the prediction block. Can be.
  • the encoder may perform a process of transforming the residual signal on the basis of the transform block unit, and may be performed by the method of FIG. 3.
  • the encoder first obtains the residual signal, and then, in performing the transform, compares the size of the current transform block with the maximum transform skip block size value (S310).
  • the transmission of the maximum transform skip block size value is higher than the residual coding data transmission (for example, a picture parameter set or a sequence parameter set, a slice header).
  • the maximum transform skip block size (Log2MaxTrafoSizeSkip) value (or information to determine this value).
  • the maximum transform skip block size adjusts the maximum TU size that can allow transform skipping.
  • STU size Smallest Transform Unit size
  • the encoder determines whether to skip transform on the current transform block (S320).
  • the current transform block may be transform block data when the transform is performed, but may mean pixel region data when the transform is omitted.
  • the term transform block is used as a concept that encompasses the two concepts inclusive.
  • a flag may be used to inform whether a transform is omitted for the current transform block. Then, the conversion is performed or omitted according to this flag value. If the current TU size is larger than the Log2MaxTrafoSizeSkip value, the conversion is always performed without signaling a flag indicating whether to skip the conversion.
  • transform_skip_flag which is a flag indicating whether to skip transform
  • transform_skip_flag a flag indicating whether to skip transform
  • a flag for example, transform_skip_flag
  • transform_skip_flag a flag indicating whether to skip transform
  • the encoder skips the transform on the current transform block (S340). Otherwise, the encoder performs a transform on the current transform block (S345).
  • step S310 if it is determined in step S310 that the current transform block size is larger than the maximum transform skip block size, the encoder performs a transform on the current block (S345). In this case, a flag (for example, transform_skip_flag) indicating whether to skip transform is not encoded, and the flag information is not transmitted to the decoder.
  • a flag for example, transform_skip_flag
  • the bitstream according to the present invention is configured as follows.
  • the encoder should inform the decoder of the Log2MaxTrafoSizeSkip information, and there may be various ways of displaying information indicating the maximum transform skip block size (or Log2MaxTrafoSizeSkip) in the compressed bitstream.
  • the first embodiment is a method of expressing the Log2MaxTrafoSizeSkip value itself in the bitstream as it is. Let's call this syntax information log2_max_transform_block_size_transform_skip. For example, if the maximum transform block size that can allow transformation skip is 4x4, the logarithm value of base 2 is 2 for the length of one side of the transform block, so the compressed bitstream has a syntax element called log2_max_transform_block_size_transform_skip.
  • a method of setting a Syntax element and transmitting 2 as a value thereof (method 1).
  • Another implementation of displaying information indicating the maximum transform skip block size (or Log2MaxTrafoSizeSkip) in the compressed bitstream is as follows.
  • the relative value of the maximum transform skip block size to the 4x4 transform block size can be expressed as a logarithm value with base 2. Call this value log2_max_transform_skip_block_size_minus2. Let's take a concrete example. When the maximum transform block size that can be allowed to omit the transformation is 8x8, the logarithm values of base 2 for 8 and 4 are 3 and 2, respectively, and the difference, that is, 3-2 is 1.
  • log2_max_transform_skip_block_size_minus2 a syntax element set in the compressed bitstream, and 1 is transmitted as a value thereof (method 2).
  • the log2_max_transform_skip_block_size_minus2 value is non-negative, and it is convenient to reduce the possibility of incorrectly setting this value at the time of encoding.
  • the encoder may indicate a relative value of the maximum transform block size to a value indicating the minimum usable transform block size (referred to as logarithm as Log2MinTrafoSize) determined by the encoder (for convenience, let's call it an offset value).
  • the offset value can be displayed as it is.
  • this method is an implementation method in which the value of the syntax element of the above offset value (or log2_max_transform_block_size_transform_skip_minus2 is represented by 1) (method 3). It is convenient to reduce the possibility of setting this value incorrectly at the time of encoding.
  • Log2MaxTrafoSizeSkip information may be determined by one of the following equations by using information transmitted through a corresponding value of compressed data or a bitstream through various implementations as described above.
  • Log2MaxTrafoSizeSkip Log2MinTrafoSize + log2_max_transform_block_size_transform_skip_minus_min_transform
  • the transform block size ie, TU size
  • NxN the transform block size
  • Information indicating the maximum transform skip block size is indicated using the following grammar element (log2_max_transform_skip_block_size_minus2) that is allowed to be used in Picture_parameter_set.
  • the size of Log2MaxTrafoSizeSkip is determined by the following.
  • log2_max_transform_skip_block_size_minus2 is defined as in the following equation.
  • log2_max_transform_skip_block_size_minus2> log2_min_transform_block_size_minus2 ...
  • syntax element "log2_min_transform_block_size_minus2" is information indicating the size of the minimum transform block (STU) that the encoder allows to use, which is indicated in the sequence parameter set (Sequence_parameter_set).
  • An embodiment of displaying the syntax element log2_max_transform_skip_block_size_minus2 in the bitstream is as follows. (More specific embodiment shows a method of displaying in the picture_parameter_set layer.)
  • the method of displaying in the Sequence_parameter_set layer is as follows.
  • the log2_max_transform_skip_block_size_minus2 information is transmitted in order to indicate the Log2MaxTrafoSizeSkip value.
  • log2_max_transform_block_size_transform_skip or log2_max_transform_block_size_transform_skip_minus_min_transform is used to display the Log2MaxTrafoSizeSkip value
  • the same log2_max_transform_skip_block_size may be replaced with the corresponding log2_max_transform_skip_block_size_min in the above two embodiments.
  • transform_skip_enabled_flag that is, 0
  • the transform skip process is not performed.
  • Step 1 Receive a residual signal corresponding to the difference value between the current block and the prediction block.
  • Step 2 Compare the current TU size with the Log2MaxTrafoSizeSkip value.
  • Step 3 If the current TU size is equal to or smaller than the Log2MaxTrafoSizeSkip value, the following is performed.
  • Step 3-1 Determine whether to omit the block transform.
  • Step 4 If the current TU size is larger than the Log2MaxTrafoSizeSkip value or if it is determined to perform block transformation, the transformation is performed (however, if the current TU size is larger than the Log2MaxTrafoSizeSkip value, the flag is not signaled). If it is determined that the conversion is omitted, no conversion is performed.
  • FIG. 4 is a flowchart schematically illustrating a method of determining and decoding an inverse transform based on a maximum transform skip block size according to an embodiment of the present invention. Each step of FIG. 4 may be performed in a configuration corresponding to the image decoding apparatus described with reference to FIG. 2.
  • the decoder receives dequantized transform coefficients (S410).
  • the inverse quantized transform coefficients are transform coefficients when the inverse transform is performed and data of the pixel region when the inverse transform is omitted. Accordingly, the inverse quantized transform coefficient may be used herein in the sense that the transform coefficient in the inverse transform and the data value of the pixel region when the inverse transform is omitted may be used inclusively.
  • the current transform block size is compared with the maximum transform skip block size (S420).
  • the current transform block may be transform block data when the inverse transform is performed, but may mean pixel region data when the inverse transform is omitted.
  • the term transform block is used as a concept that encompasses the two concepts inclusive.
  • the current transform block size is compared with the maximum transform skip block size (S420). That is, the decoder decodes information on the maximum transform skip block size received from the encoder and determines whether the current transform block size and the maximum transform skip block size are the same or smaller. For example, when information on the maximum transform skip block size is stored in "log2_max_transform_skip_block_size_minus2", after decoding the "log2_max_transform_skip_block_size_minus2" information, the maximum transform skip block size (log2_max_transform_skip_block_minus2 + 2) may be compared with the current transform block size (Trafo Size (2). .
  • the decoder may decode a flag (eg, transform_skip_flag) indicating whether to inverse transform is omitted (S430).
  • a flag eg, transform_skip_flag
  • the decoder determines whether the decoded flag (for example, transform_skip_flag) information is 1 (S440), performs inverse transform according to the determination result (S450), or skips the inverse transform process (S455).
  • the decoded flag for example, transform_skip_flag
  • the decoder For example, if the decoded flag indicates that the transform process is omitted (for example, when the value of transform_skip_flag is 1) (S440), the decoder does not perform inverse transform (S450). If the decoded flag indicates that the transform has been performed (for example, when the value of transform_skip_flag is 0) (S440), the decoder performs inverse transform (S455).
  • step S420 if the current transform block size is larger than the maximum transform skip block size, the decoder does not decode a flag (eg, transform_skip_flag) indicating whether or not to skip inverse transform, and performs inverse transform on the current transform block. It may be (S455).
  • a flag eg, transform_skip_flag
  • the function itself to omit the conversion process based on the maximum transform skip block size as described above in FIG. 3 and the function itself to omit the inverse transform process based on the maximum transform skip block size as described above in FIG. It may provide a method of indicating whether or not to use.
  • the encoder may use a flag indicating whether to use the transform process skip function based on the maximum transform skip block size. Since the decoding process requires an accurate inverse process corresponding to the encoding process, when the flag indicating whether to use the skip transform function based on the maximum transform skip block size in the encoding process indicates that the function is used. Similarly, in the decoding process, it means that the inverse transform process skip function is used based on the maximum transform skip block size.
  • the flag information may be set in a picture parameter set (PPS) and transmitted to a decoder. Alternatively, a sequence parameter set (SPS), a slice header, and the like may be set and transmitted to the decoder.
  • PPS picture parameter set
  • SPS sequence
  • Step 1 Compare the current TU size with the Log2MaxTrafoSizeSkip value.
  • Step 2 If the current TU size is equal to or smaller than the Log2MaxTrafoSizeSkip value, the following is performed.
  • Step 2-1 Read a flag indicating whether or not to skip the inverse transform in the compressed image data.
  • Step 2-2 Do not perform inverse conversion if this flag is 1
  • Step 2-3 If this flag is 0, performs inverse conversion
  • Step 3 If the Current TU Size is Larger Than the Log2MaxTrafoSizeSkip Size
  • Step 3-1 Perform inverse transformation (no flag indicating whether to perform or omit inverse transformation in the compressed image data).
  • the following execution process may be additionally performed.
  • transform_skip_enabled_flag 1 log2_max_transform_skip_block_size_minus2 is additionally read. Then do the following:
  • the following execution process may be performed.

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Abstract

본 발명은 현재 주로 사용되고 있는 움직임보상-변환부호화 영상압축기술을, 컴퓨터영상과 같이 화소 값의 공간 변화도가 심한 영상에 적용시킬 때 주로 발생하는 압축률 및 화질 저하의 문제를 개선하기 위하여 선택적으로 변환수행을 생략할 수 있게 하는 방법을 제시하는 것으로써, 현재 블록의 변환 크기와 최대변환생략블록크기를 상호 비교하여 선택적으로 변환 수행을 생략할 수 있게 하고, 또한 이에 대한 효율적인 시그널링 기술을 개시한다. 상기 방법은 현재 블록과 예측 블록 간의 차분값에 해당하는 잔차 신호에 대한 변환 여부를 결정하고자 할 때, 현재 TU(Transform Unit) 크기와 최대변환생략블록크기 값을 비교하는 단계 및 상기 TU 크기와 상기 최대변환생략블록크기 값의 비교 정보를 기반으로 변환 여부를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 장치
본 발명은 영상의 부호화/복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변환 생략 여부를 결정하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
H.264 나 HEVC(High Efficiency Video Coding)와 같은 움직임보상-변환부호화 영상압축기술에 따르면, 변환은 항상 수행된다. 그러나 영상의 압축할 해당 블록내에 공간적 화소값 변화도가 매우 크거나 매우 예리(sharp)한 경우 변환을 하여도 영상 에너지가 저주파로 집중하는 정도가 크지 않으며, 압축과정에서 저주파성분은 주로 유지하고 고주파 성분은 없애 버리거나 양자화를 강하게 적용할 경우 오히려 심각한 화질의 저하를 초래하는 경우가 자주 발생한다. 특히, 컴퓨터에 의하여 만들어진 인공영상의 경우 이러한 문제점이 더욱 크다. 이런 경우, 기존 방법처럼 일률적으로 변환을 수행하는 것보다는 변환을 수행하지 않고 공간영역에서 바로 부호화 하면 오히려 압축 성능이 더 좋거나 화질 저하를 현저하게 줄일 수 있는 경우가 많다. 그러나 기존 영상압축방법들은 영상의 성질과는 상관없이 항상 변환을 수행하여야만 하므로, 기존 영상압축방법을 적용할 경우 화질 저하나 압축률 저하를 피할 수 없는 문제점이 항상 있어 왔다.
이 문제를 피하기 위하여 변환 생략 여부를 지시하는 플래그(flag)를 압축데이터에 삽입하여 매 변환 블록에 대한 변환 생략 여부를 지시하도록 하여 이러한 문제를 해결하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 매 변환블록마다 이러한 플래그(flag)를 보내도록 하면 시그널링에 소요되는 오버헤드가 증가하여 또 다른 문제가 발생한다.
이에 대한 한가지 해결책으로 현재 변환블록크기(TU size)가 4x4일 경우에만, 변환 생략 여부를 결정하는 플래그를 시그널링 하도록 하는 방법이 알려져 있다. 이 기술은 4x4 보다 큰 변환 블록에서는 변환이 생략될 수 없도록 하고, 4x4 의 경우에만 변환수행을 선택적으로 생략하도록 하는 것이며, 따라서 4x4 변환블록의 경우에만 플래그를 보내도록 한 것이다. 최근 개발된 RQT기술을 사용하면 쿼드트리(Quad-tree)로 분할된 다중 크기의 RQT 변환 기술을 사용하여 각 블록에 적합한 변환블록크기를 적응적이며 계층적으로 정할 수 있다. 이런 기술을 적용하면 만일 특정블록 내의 영상의 특성을 살펴본 결과 변환의 효용성이 적다고 판단되면 더 세밀한 변환블록크기로 분할하여 변환을 수행함으로써, 이러한 비효율성의 문제를 일부 변환블록으로 한정시킬 수 있기 때문이다. 가장 작은 변환크기가 4x4 이므로, 현재 고려중인 변환블록크기가 4x4 인 경우에는 더 이상 분할 변환을 할 수 없게 되므로 이 경우에만 변환수행의 생략여부를 결정하고 이 결정 결과를 지시하는 플래그를 전송하도록 하여, 복호화기로 하여금 변환수행 생략여부를 알 수 있게 하는 것이다. 이렇게 함으로써 플래그에 소요되는 오버헤드도 줄이고 변환의 효용성이 떨어지는 경우에는 이를 생략하도록 하는 효과를 누릴 수 있도록 하고 있다.
한편 현재의 비디오 압축기술은 각 부호화기의 독자적인 판단에 따라 복호화기가 사용할 최소 크기의 변환블록크기를 자체적으로 적응적으로 정할 수 있다. 특정 응용에서는 최소변환블록 크기가 4x4 가 아닌 8x8 이나 16x16등 여타의 크기로 정해질 수 있다. 만일 부호화기가 정한 최소 변환블록크기(이하 STU: Smallest TU Size)가 8x8이상일 경우, 현재의 기술은 어떠한 경우에도 블록변환 수행을 생략할 수 없는 기술적 단점을 갖고 있다. 즉, 이 경우 영상내 블록의 변환효율성이 상당히 떨어져 차라리 변환을 생략하는 경우가 더욱 유리한 것이 자명하더라도 현재의 기술을 사용하면 이를 가능하게 할 수 없는 문제가 발생하여 압축률이 떨어지거나 화질 저하의 문제를 감수하여야만 한다.
한편, 변환의 비효율성 문제를 가지고 있는 변환블록의 크기는 영상의 특성에 따라서 매우 여러 가지로 달라질 수 있다. 가장 작은 변환블록크기가 4x4이기 때문에 변환의 비효율성문제가 대부분 4x4 변환블록에서 발생할 수도 있으나, 영상의 특성에 따라서 8x8이나 16x16, 또는 32x32 변환블록크기에서도 상기의 비효율성 문제가 발생할 수 있다. 즉, 4x4 변환블록에만 비효율성 문제를 한정하고 이 경우만 변환을 생략하도록 하는 기존 기술을 사용할 경우 일부 영상에서 압축률이 떨어지거나 화질 저하의 문제가 발생할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 현재 (변환)블록의 크기가 부호화기(또는 사용자)가 정한 변환생략을 허용할 수 있는 최대 변환블록 크기 (이하, 이를 최대변환생략블록크기라고 칭할 수 있음)와 같거나 작은지 여부를 보고 현재 변환 블록에 대하여 변환(부호화시) 또는 역변환(복호화시) 과정을 수행을 할 것인가 또는 생략할 것인가 여부를 결정하는 기능을 실현하는 부호화기 및 복호화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 레지듀얼 코딩(residual coding) 데이터 전송보다 상위 레이어 (예를 들어 SPS(Sequence parameter set), PPS(Picture parameter set) 또는 slice header 등에서 선정한 어느 한 레이어일 수 있음)에서 최대변환생략블록크기를 지시하기 위한 Log2MaxTrafoSizeSkip 값을 정의하는 정보를 전달하도록 하여 현재 (변환) 블록의 크기가 부호화기가 (또는 사용자가) 정한 사용 가능한 Log2MaxTrafoSizeSkip와 같거나 작은지 여부에 따라 변환수행을 생략하는지 안하는지를 좀 더 유연하게 조정할 수 있는 부호화기 및 복호화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 Log2MaxTrafoSizeSkip 값을 부호화기가 정한 최소 변환블록크기(STU) 보다 같거나 크도록 한정하여 STU가 4x4보다 클 경우에도 부호화기의 판단에 의하여 블록변환(복호화기의 경우 역변환) 수행의 생략 여부를 조정하는 기능을 실현하는 부호화기 및 복호화기를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 부호화 방법은 현재 블록과 예측 블록 간의 차분값에 해당하는 잔차 신호에 대한 변환 여부를 결정하고자 할 때, 현재 TU(Transform Unit) 크기와 최대변환생략블록크기 값을 비교하는 단계 및 상기 TU 크기와 상기 최대변환생략블록크기 값의 비교 정보를 기반으로 변환 생략 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법은 상기 비교 정보에 따라 상기 변환 생략 여부에 대한 결정을 지시하는 플래그(flag)를 부호화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 최대변환생략블록 정보를 부호화하는 방법은 1) 상기 최대변환생략블록크기 값 자체를 그대로 비트스트림에 포함시키는 방법, 2) 최대변환생략블록크기와 현재 TU 크기에 대한 상대적인 값을 비트스트림에 포함시키는 방법 및 3) 부호화기가 정한 사용가능한 최소변환블록크기를 나타내는 값에 대한 상기 최대변환생략블록크기의 상대적인 값을 비트스트림에 포함시키는 방법 중 하나를 포함할 수 있다.
잔차값 코딩(residual coding) 데이터 전송보다 상위 레이어에서, 상기 최대변환생략블록 크기 값을 정의하는 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 상위 레이어는 픽처 파라미터 셋(Picture parameter set)을 포함할 수 있다.
상기 상위 레이어는 시퀀스 파라미터 셋(Sequence parameter set) 및 슬라이스 헤더(slice header) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 최대변환생략블록크기 값은 부호화기가 정한 STU(Smallest Transform Unit)의 크기와 최대변환블록크기 사이에서 설정 가능할 수 있다.
상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값과 같거나 작을 경우, 변환 생략 여부를 결정하고, 변환 생략 여부에 대한 결정을 지시하는 플래그를 비트스트림에 포함시켜 부호화할 수 있다.
변환 수행 생략 기능 자체가 사용되는지 여부를 지시하는 플래그가 인에블하고, 코딩 유닛(CU) 레벨에서 변환 및 양자화를 모두 수행하지 않는 것으로 결정하지 않은 경우에 해당하면서, 상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값과 같거나 작을 경우, 변환 생략 여부를 결정하고, 변환 생략 여부에 대한 결정을 지시하는 플래그를 비트스트림에 포함시켜 부호화할 수 있다.
상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값보다 클 경우, 변환 생략 여부에 대한 플래그 생성 없이, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하도록 결정할 수 있다.
상기 결정된 변환 방식을 기반으로 상기 현재 변환 블록에 대한 변환을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 부호화 장치는 현재 블록과 예측 블록 간의 차분값에 해당하는 잔차 신호에 대한 변환 여부를 결정하고자 할 때, 현재 TU(Transform Unit) 크기와 최대변환생략블록크기 값을 비교하는 비교부 및 상기 TU 크기와 상기 최대변환생략블록크기 값의 비교 정보를 기반으로 변환 생략 여부를 결정하는 결정부를 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 복호화 방법은 역 양자화된 변환 계수에 대한 역변환을 수행하고자 할 때, 현재 TU(Transform Unit) 크기와 최대변환생략블록크기 값을 비교하는 단계 및 상기 TU 크기와 상기 최대변환생략블록크기 값의 비교 정보를 기반으로 현재 변환 블록의 역변환 생략 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최대변환생략블록 정보는 1) 상기 최대변환생략블록크기 값 자체를 그대로 비트스트림에 포함되거나, 2) 최대변환생략블록크기와 현재 TU 크기에 대한 상대적인 값이 비트스트림에 포함되거나 또는 3) 부호화기가 정한 사용가능한 최소변환블록크기를 나타내는 값에 대한 상기 최대변환생략블록크기의 상대적인 값이 비트스트림에 포함되어 수신될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법은 잔차값 코딩(residual coding) 데이터 전송보다 상위 레이어에서, 상기 최대변환생략블록 크기 값을 정의하는 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 상위 레이어는 픽처 파라미터 셋(Picture parameter set)을 포함할 수 있다.
상기 상위 레이어는 시퀀스 파라미터 셋(Sequence parameter set) 및 슬라이스 헤더(slice header) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 최대변환생략블록크기 값은 부호화기가 정한 STU(Smallest Tranform Unit)의 크기와 최대변환블록크기 사이의 값일 수 있다.
상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값과 같거나 작을 경우, 역변환 생략 여부를 지시하는 플래그를 읽고, 플래그 값에 따라 역변환을 수행하거나 역변환 수행을 생략할 수 있다.
역변환 수행 생략 기능 자체가 사용되는지 여부를 지시하는 플래그가 인에블하고, 코딩 유닛(CU) 레벨에서 역변환 및 역양자화를 모두 수행하지 않는 것으로 결정하지 않은 경우에 해당하면서, 상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값과 같거나 작을 경우, 역변환 생략 여부를 지시하는 플래그를 읽고, 플래그 값에 따라 역변환을 수행하거나 역변환 수행을 생략할 수 있다.
상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값보다 클 경우, 역변환 생략 여부에 대한 플래그를 읽지 않고, 직접 상기 현재 변환 블록에 대해 역변환을 수행하도록 결정할 수 있다.
상기 결정된 변환 방식을 기반으로 상기 현재 변환 블록에 대한 역변환을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 영상 복호화 장치는 역 양자화된 변환 계수에 대한 역변환을 수행하고자 할 때, 현재 TU(Transform Unit) 크기와 최대변환생략블록크기 값을 비교하는 비교부 및 상기 TU 크기와 상기 최대변환생략블록크기 값의 비교 정보를 기반으로 현재 변환 블록의 역변환 생략 여부를 결정하는 결정부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 현재 TU 크기와 Log2MaxTrafoSizeSkip 값을 비교하여 역변환 생략 여부를 결정하는 정보를 좀 더 유연하고 효율적으로 시그널링 함으로써 부호화 효율을 높일 뿐만 아니라 주관적 화질도 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 영상의 압축할 해당 블록내에 공간적 화소값 변화도가 매우 크거나 매우 예리(sharp)하여 변환을 하여도 영상 에너지가 저주파로 집중하는 정도가 크지 않으며, 압축과정에서 저주파성분은 주로 유지하고 고주파 성분은 없애 버리거나 양자화를 강하게 적용할 경우 심각한 화질의 저하를 초래하는 경우에, Log2MaxTrafoSizeSkip 값을 STU크기와 같거나 크게 한정하여 STU가 4x4보다 클 경우에도 부호화기의 판단에 의하여 큰 오버헤드 부담없이 블록변환 수행의 생략여부를 경제적으로 지시할 수 있도록 하여 영상압출률을 증가 시키기거나 화질저하를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
이러한 효과는 특히 컴퓨터에 의하여 만들어진 인공영상의 경우 더 두드러 진다.
도 1은 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 최대변환생략블록크기를 기초로 변환 생략 여부를 결정하여 부호화하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 최대변환생략블록크기를 기초로 변환 생략 여부를 결정하여 복호화하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
영상 부호화 장치의 구성
도 1은 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 인터 예측부(110), 인트라 예측부(120), 스위치(125), 감산기(130), 변환부(135), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 픽처 버퍼(190)를 포함한다.
영상 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라(intra) 모드 또는 인터(inter) 모드로 부호화를 수행하고 비트스트림(bitstream)을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치(125)가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치(125)가 인터로 전환된다. 영상 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 입력 블록과 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록 주변의 이미 부호화된 블록의 픽셀 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 인터 예측부(110)는, 움직임 예측 과정에서 픽처 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 영상에서 입력 블록에 대응하는 영역을 찾아 움직임 벡터를 구할 수 있다. 인터 예측부(110)는 움직임 벡터와 픽처 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
감산기(130)는 입력 블록과 생성된 예측 블록의 차분에 의해 잔차 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 변환부(135)는 잔차 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 출력할 수 있다. 그리고 양자화부(140)는 입력된 변환 계수를 양자화 파라미터에 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 부호화하여 비트스트림(bitstream)을 출력할 수 있다.
영상 부호화 장치(100)는 인터 예측 부호화를 수행하므로, 현재 부호화된 영상은 참조 영상으로 사용되기 위해 복호화되어 저장될 필요가 있다. 따라서, 양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화되고 역변환부(170)에서 역변환될 수 있다. 역양자화, 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 더해지고 복원 블록이 생성될 수 있다.
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)를 거친 복원 블록은 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
영상 복호화 장치의 구성
도 2는 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), 인터 예측부(250), 필터부(260) 및 픽처 버퍼(270)를 포함한다.
영상 복호화 장치(200)는 부호화 장치에서 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(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 복호화한다. 엔트로피 복호화에 의해, 양자화된 (변환) 계수가 생성될 수 있다.
양자화된 계수는 역양자화부(220)에서 역양자화되고 역변환부(230)에서 역변환되며, 양자화된 계수가 역양자화/역변환된 결과, 복원된 잔차 블록(residual block)이 생성될 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(240)는 현재 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 픽셀 값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 인터 예측부(250)는 움직임 벡터 및 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 잔차 블록과 예측 블록은 가산기(255)를 통해 더해지고, 더해진 블록은 필터부(260)를 거친다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 픽처에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
이하, 블록은 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 블록은 경우에 따라 부호화 단위(CU; Coding Unit), 예측 단위(PU; Prediction Unit), 변환 단위(TU; Transform Unit) 등을 의미할 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 부호화/복호화 대상 블록은, 변환/역변환이 수행되는 경우의 변환/역변환 대상 블록 및 예측이 수행되는 경우의 예측 대상 블록 등을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
일반 잔차 신호 변환 과정
한편, 종래 부호화기는 원본 블록과 예측 블록간의 차분값에 해당하는 잔차 신호를 변환 수행시, 현재 TU 크기에 따라서 변환 생략 여부를 결정하는 플래그를 시그널링한다.
현재 TU 크기가 4x4일 경우 변환 생략 여부를 결정하는 플래그를 시그널링할 수 있다. 4x4보다 클 경우는 변환 생략 여부를 결정하는 플래그가 보내지지 않는다 (따라서, 항상 변환을 수행한다).
복호화기는 이 플래그가 1일 경우, 잔차 신호에 대해서 변환을 수행하지 않는다. 플래그가 0일 경우, 잔차 신호에 대해서 변환을 수행한다.
종래기술에서 변환수행을 선택적으로 생략하는 기술은 다음에 의하여 구현된다. 또한, 종래기술에서 변환 생략 여부를 지시하는 정보는 다음과 같이 전송된다.
Picture_parameter_set에서는 변환수행 생략기능 자체가 사용되는지 여부를 transform_skip_enabled_flag으로 지시한다.
여기서, transform_skip_enabled_flag=1인 경우 각 잔차 블록(residual block)마다 변환수행 생략 여부를 지시하는 플래그 정보인 transform_skip_flag 가 존재할 수 있다. 잔차 블록(residual block) 의 문법(syntax)는 표 1과 같다. 표 1과 같이 종래기술에 따르면 transform_skip_flag는 변환블록의 크기가 4x4 일 경우에만 존재할 수 있다. 즉, 변환블록의 크기가 4x4 보다 클 경우는 변환 수행 생략기능이 원천적으로 사용될 수 없는 단점이 있다. transform_skip_flag의 값이 1인 변환블록데이터는 부호화에서 변환이 생략되었다는 의미이므로 역변환과정을 거치지 않는다. transform_skip_flag에 대한 좀 더 자세한 설명은 표 2와 같다.
< residual_coding >
표 1
residual_codingpx0,y0,log2TrafoSize,cIdx){ Descriptor
if(transform_skip_enable_flag && !cu_transquant_bypass_flag && (log2TrafoSize ==2))
tranform_skip_flag[x0[[y0][cIdx] ae(v)
....
표 2
transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ cIdx ] specifies whether a transform is applied to the associated transform block or not: The array indices x0, y0 specify the location ( x0, y0 ) of the top-left luma sample of the considered transform block relative to the top-left luma sample of the picture. The array index cIdx specifies an indicator for the colour component; it is equal to 0 for luma, equal to 1 for Cb, and equal to 2 for Cr. transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ cIdx ] equal to 1 specifies that no transform is applied to the current transform block. transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ cIdx ] equal to 0 specifies that the decision whether transform is applied to the current transform block or not depends on other syntax elements. When transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ cIdx ] is not present, it is inferred to be equal to 0.
또한 종래의 기술에 따른 역변환 절차는 표 3과 같다.
표 3
The (nT)x(nT) array of residual samples r is derived as specified as follows: If cu_transquant_bypass_flag is equal to 1, the (nT)x(nT) array r is set equal to the (nT)x(nT) array of transform coefficients TransCoeffLevel[xT][yT][cIdx].Otherwise, the following ordered steps apply: The scaling process for transform coefficients as specified in subclause 8.6.3 is invoked with the transform block location (xT,yT), the size of the transform block nT, the colour component variable cIdx and the quantization parameter qP as the inputs and the output is a (nT)x(nT) array of scaled transform coefficients d. The (nT)x(nT) array of residual samples r is derived as follows. If transform_skip_flag[xT][yT][cIdx] is equal to 1 , the residual sample array values r[x][y] with x=0..nT-1, y=0..nT-1 are derived as: r[x][y] = (d[x][y]<<7) (8-265) Otherwise (transform_skip_flag[xT][yT][cIdx] is equal to 0), the transformation process for scaled transform coefficients as specified in subclause 8.6.4 is invoked with the transform block location (xT,yT), the size of the transform block nT, the colour component variable cIdx, and the (nT)x(nT) array of scaled transform coefficients d as the inputs and the output is a (nT)x(nT) array of residual samples r.
종래 기술에 따르면, 하이 레벨 신텍스(high level syntax)에서 설정한 STU가 4x4보다 큰 경우에는 (즉, log2TrafoSize > 2의 경우) 변환수행을 생략할 수 없는 문제점이 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위해서, 본 발명에서는 부호화기에서 결정된 변환 생략 블록의 최대 크기가 가변적이더라도, 부호화기에서 결정된 변환 생략 블록의 최대 크기에 따라 변환 생략 여부를 결정하여 변환 과정을 생략(skip)할 수 있는 방법을 제공한다.
최대변환생략블록크기는 변환 과정을 생략할 수 있는 변환 블록 크기를 위한 것으로써, 블록 크기 그 자체로 표시하거나 이에 대한 base가 2인 logarithm 값으로 표시하도록 할 수 있다. 예를 들어, 최대변환생략블록크기가 16x16이라면 최대변환생략블록크기=16 으로 표시하거나, 최대변환생략블록크기=log2(16)=4로 표시할 수 있다. 본 명세서상에서는 간결한 설명의 편의상, 최대변환생략블록크기를 실제 블록 크기(에를 들어 16x16, 32x32처럼 표시하는 것) 또는 이에 대한 logarithm 값(예를 들어 16 및 32에 대한 base 2의 logarithm 값인 4, 5로 표시하는 것)을 혼동의 여지가 없는 한 혼용하여 설명에 사용한다. 즉, 설명의 편의상, 최대 변환블록 크기는 base가 2인 logarithm으로 표시하고, 그 값을 Log2MaxTrafoSizeSkip 라고 부르자. 이러한 설명의 편의상의 설명방법은 비단 최대변환생략블록크기에 대한 설명 뿐만 아니라, 블록 또는 변환블록의 크기를 지칭할 때도 같은 방식으로 혼용하여 사용한다.
- 부호화기의 경우, 현재 블록의 크기가 Log2MaxTrafoSizeSkip 값과 같거나 작은 경우에는 변환 생략 여부를 결정하고, 이에 따른 정보 플래그를 압축비트스트림(또는 데이터)상에 시그널링 한다.
- 복호화기의 경우 현재 블록의 크기가 Log2MaxTrafoSizeSkip 값과 같거나 작은 경우에는 압축비트스트림(또는 데이터)에서 역변환 생략 여부를 지시하는 플래그를 읽는다. 복호화기는 이 플래그의 값이 1일 경우 역변환 수행을 생략하고, 이 플래그의 값이 0일 경우 역변환을 수행한다(플래그 값의 정의에 따라, 변환 수행여부에 대한 0과 1의 의미가 반대일 수도 있다).
영상 부호화 방법
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 최대변환생략블록크기를 기초로 변환 생략 여부를 결정하여 부호화하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 3의 각 단계는 도 1에서 설명한 영상 부호화 장치에 대응하는 구성 내에서 수행될 수 있다.
부호화기는 현재 부호화 대상 블록에 대해 인트라(intra) 예측 또는 인터(inter) 예측을 수행하여 예측 블록을 생성한 후, 현재 부호화 대상 블록과 예측 블록 간의 차분값에 해당하는 잔차 신호(residual)를 획득할 수 있다. 이때, 부호화기는 변환 블록 단위를 기초로 잔차 신호를 변환(transform)하는 과정을 수행할 수 있으며, 도 3과 같은 방법으로 수행될 수 있다.
부호화기는 먼저, 잔차 신호를 획득한 후, 변환을 수행함에 있어서, 현재 변환 블록의 크기와 최대변환생략블록크기 값을 비교한다(S310). 최대변환생략블록크기 값의 전송은 레지듀얼 코딩(residual coding) 데이터 전송보다 상위 레이어(예를 들어, 픽처 파라미터 셋(Picture parameter set) 또는 시퀀스 파라미터 셋(Sequence parameter set), 슬라이스 헤더(slice header) 등)에서 최대변환생략블록크기(Log2MaxTrafoSizeSkip) 값 (또는 이 값을 결정할 수 있는 정보)를 전달하여 달성된다. 상기의 최대변환생략블록크기는 변환 생략을 허용할 수 있는 최대 TU 크기를 조정한다.
또한, Log2MaxTrafoSizeSkip 값을 부호화기가 정한 STU 크기(Smallest Transform Unit: 최소 변환 유닛 크기)보다 같거나 크도록 한정하여 STU크기가 4x4보다 클 경우에도 부호화기의 판단에 의하여 블록변환 수행의 생략여부를 조정한다. 예를 들어, STU크기가 8x8일 경우 최대변환생략블록크기는 8x8부터 시작하여 최대변환블록크기(예를 들어 이를 32x32라고 하자)까지 설정가능하도록 할 수 있다(이 경우, Log2MaxTrafoSizeSkip 값은 3에서 5까지 가능하다). 예를 들어 이 경우 사용자 또는 부호화기는 Log2MaxTrafoSizeSkip = 4로 정할 수 있다. 이런 경우, 블록변환은 8x8, 16x16의 블록크기에 대하여만 생략될 수 있다. 마찬가지의 또 다른 예로, STU크기가 16x16일 경우 최대변환생략블록크기는 16x16부터 시작하여 최대변환블록크기인 32x32까지(이 경우, Log2MaxTrafoSizeSkip값은 4부터 5까지) 설정가능한데, 사용자 또는 부호화기가 Log2MaxTrafoSizeSkip = 4로 정하였다면, 블록변환은 16x16의 블록크기에 대하여만 생략될 수 있다.
만일, 현재 변환 블록 크기와 최대변환생략블록크기보다 작거나 같으면, 부호화기는 현재 변환 블록에 대해 변환을 생략할지 여부를 결정한다(S320). 여기서, 현재 변환 블록은 변환이 수행될 때는, 변환 블록 데이터가 되나 변환이 생략될 시에는 화소 영역 데이터를 의미할 수 있다. 즉, 용어의 불명확함을 회피하기 위해, 위 두 개념을 포괄적으로 포함하는 개념으로 변환 블록이라는 용어를 사용한다.
이때, 현재 변환 블록에 대해 변환 생략 여부를 알려주기 위해서 플래그를 이용할 수 있다. 그리고, 이 플래그 값에 따라 변환을 수행하거나 생략한다. 현재 TU 크기가 Log2MaxTrafoSizeSkip 값보다 클 경우 변환 생략 여부를 알려주는 플래그를 시그널링 하지 않고, 항상 변환을 수행한다.
예컨대, 변환 생략 여부를 지시하는 플래그인 transform_skip_flag를 이용할 수 있다. transform_skip_flag의 값이 1이면 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하지 않고 생략(skip)한 것을 지시할 수 있고, transform_skip_flag의 값이 0이면 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행한 것을 지시할 수 있다.
상기 현재 변환 블록에 대한 변환 생략 여부 결정에 따라, 현재 변환 블록 크기가 최대변환생략블록크기보다 같거나 작은 경우 변환 생략 여부를 지시하는 플래그(예를 들어, transform_skip_flag)를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이때, 변환 생략 여부를 지시하는 플래그(예를 들어, transform_skip_flag)의 값이 1이면(S330), 부호화기는 현재 변환 블록에 대해 변환 수행을 생략한다(S340). 그렇지 않으면, 부호화기는 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행한다(S345).
한편, 단계 S310의 판단 결과, 현재 변환 블록 크기가 최대변환생략블록크기보다 크면, 부호화기는 현재 블록에 대해 변환을 수행한다(S345). 이 경우, 변환 생략 여부를 지시하는 플래그(예를 들어, transform_skip_flag)를 부호화하지 않으며, 상기 플래그 정보를 복호화기로 전송하지 않는다.
비트스트림의 구성
본 발명에 따른 비트스트림은 다음과 같이 구성된다.
표 4
residual_coding(x0,y0,log2TrafoSize,CIdx) Descriptor
if(transform_skip_enabled_flag && !cu_transquant_bypass_flag && (log2TrafoSize <= Log2MaxTrafoSizeSkip))
transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]
...
여기에서 Log2MaxTrafoSizeSkip 정보를 부호화기가 복호화기에 알려주어야 하는데, 최대변환생략블록크기(또는 Log2MaxTrafoSizeSkip)를 가리키는 정보를 압축비트스트림에 표시하는 실현방법은 여러 가지가 있을 수 있다.
첫 번째 실현예는 Log2MaxTrafoSizeSkip 값 자체를 그대로 비트스트림에 표시하는 방법이다. 이에 대한 신택스정보를 log2_max_transform_block_size_transform_skip 이라고 부르자. 예를 들면, 변환생략을 허용할 수 있는 최대 변환블록 크기가 4x4 이라면, 변환블록의 한변의 길이인 4에 대한 base가 2인 logarithm 값이 2이므로, 압축비트스트림에는 log2_max_transform_block_size_transform_skip라는 문법(syntax) 요소(Syntax element)를 설정하고 이에 대한 값으로 2를 전송하는 실현방법이다 (방법1).
최대변환생략블록크기(또는 Log2MaxTrafoSizeSkip)를 가리키는 정보를 압축비트스트림에 표시하는 다른 실현방법은 다음과 같다. 4x4 변환블록크기에 대한 최대변환생략블록크기의 상대적인 값을 base가 2인 logarithm 값으로 표현하도록 할 수 있다. 이 값을 log2_max_transform_skip_block_size_minus2 라고 부르자. 이에 대한 구체적인 예를 들어보자. 변환생략을 허용할 수 있는 최대 변환블록 크기가 8x8인 경우 8과 4에 대한 base가 2인 logarithm 값이 각각 3과 2이며, 이에 대한 차이, 즉 3-2는 1이다. 따라서, 압축비트스트림에는 log2_max_transform_skip_block_size_minus2 라는 문법(syntax) 요소(Syntax element)를 설정하고, 이에 대한 값으로 1을 전송하는 실현방법이다(방법 2). 방법 2의 경우는 상기의 log2_max_transform_skip_block_size_minus2 값이 음수가 아니라는 성질이 있어, 부호화시에 이 값을 잘못 설정할 가능성이 줄어 편리하다.
최대변환생략블록크기(또는 Log2MaxTrafoSizeSkip)를 가리키는 정보를 압축비트스트림에 표시하는 또 다른 실현방법은 다음과 같다. 부호화기가 정한 사용가능한 최소변환블록크기(이를 logarithm으로 나타낸 것을 Log2MinTrafoSize라고 하자)를 나타내는 값에 대한 최대 변환블록 크기의 상대적인 값을 표시하도록 할 수 있다(편의상, 이를 오프셋값이라 부르자). 이 경우 그 오프셋값을 그대로 표시하도록 할 수 있다. 또는 그 값을 base가 2인 logarithm 값으로 표현하도록 할 수 있다 (이 값을 비트스트림에 표시하는 신택스 요소를 log2_max_transform_block_size_transform_skip_minus_min_transform 라고 부르자). 이에 대한 구체적인 예를 들어보자. 변환생략을 허용할 수 있는 최대 변환블록 크기가 8x8 이고, 부호화기가 정한 사용가능한 최소변환블록크기가 4x4이라면, 8과 4에 대한 base가 2인 logarithm 값이 각각 3과 2이며, 이에 대한 차이, 즉 3-2는 1다. 따라서, 상기의 오프셋값 (또는 log2_max_transform_block_size_transform_skip_minus2 의 신택스 요소의 값을 1로 표시하는 실현방법이다(방법 3). 방법 3도 방법2와 마찬가지로 상기의 오프셋값 (또는 log2_max_transform_block_size_transform_skip_minus_min_transform)이 음수가 아니라는 성질이 있어, 부호화시에 이 값을 잘못 설정할 가능성이 줄어 편리하다.
위와 같은 다양한 실현예를 통하여 압축데이터 또는 비트스트림의 해당값을 통하여 전달된 정보를 사용하여 최종적으로 Log2MaxTrafoSizeSkip 정보는 아래의 수학식 중 하나로 정하여질 수 있다.
Log2MaxTrafoSizeSkip = log2_max_transform_block_size_transform_skip
Log2MaxTrafoSizeSkip = log2_max_transform_skip_block_size_minus2+2
Log2MaxTrafoSizeSkip = Log2MinTrafoSize+ log2_max_transform_block_size_transform_skip_minus_min_transform
설명의 편의상, 표 6의 비트스트림 구성의 실현예를 log2_max_transform_skip_block_size_minus2를 사용하여 Log2MaxTrafoSizeSkip 정보를 표시하는 것을 기준으로 설명한다.
변환을 수행할 현재 블록의 크기는 위의 신텍스(syntax)에 따르면 N=2(log2TrafoSize) 이다. 이때 변환블록크기는 (즉, TU 크기)는 NxN 이다. 최대변환생략블록크기 (Log2MaxTrafoSizeSkip)를 가리키는 정보는 Picture_parameter_set에서 사용을 허락하는 다음의 문법요소(log2_max_transform_skip_block_size_minus2) 를 사용하여 지시한다. 이때, Log2MaxTrafoSizeSkip의 크기는 다음에 의하여 결정된다.
Log2MaxTrafoSizeSkip = log2_max_transform_skip_block_size_minus2+2
본 발명의 일 실시예에 따르면 log2_max_transform_skip_block_size_minus2은 아래 수학식과 같이 한정된다.
log2_max_transform_skip_block_size_minus2 >= log2_min_transform_block_size_minus2 ..........(1)
여기서, 신택스 요소("log2_min_transform_block_size_minus2")는 시퀀스 파라미터 셋(Sequence_parameter_set)에 표시되는, 부호화기가 사용을 허락하는 최소변환블록(STU)의 크기를 지시하는 정보이다.
상기 신택스 요소(log2_max_transform_skip_block_size_minus2)를 비트스트림에 표시하는 실현예는 다음과 같다 (더욱 구체적인 실현예로써, 픽처 파라미터 셋(Picture_parameter_set) 레이어에 표시하는 방법을 보인다)
표 5
Picture_parameter_set
....
transform_skip_enabled_flag
if (transform_skip_enabled_flag)
log2_max_transform_skip_block_size_minus2
....
표 5의 신택스 요소인 transform_skip_enabled_flag는 변환 생략 기능 자체의 사용여부를 복호화기에 알려주는 플래그(flag)이다. 만일 주어진 픽처에서 변환생략 기능자체가 disable 된다면 (transform_skip_enabled_flag=0의 경우), 변환생략여부에 대한 특별한 고려없이 변환을 수행하면 되므로, log2_max_transform_skip_block_size_minus2정보는 전송되지 않는다. 즉, transform_skip_enabled_flag=1의 경우에만 log2_max_transform_skip_block_size_minus2 정보를 전송한다(부호화기 입장). 복호화기 입장에서 본다면, 즉, transform_skip_enabled_flag=1의 경우만 log2_max_transform_skip_block_size_minus2 정보를 비트스트림에서 읽는다.
상기 log2_max_transform_skip_block_size_minus2 신택스 요소를 비트스트림에 표시하는 또 다른 실현예로써, Sequence_parameter_set 레이어에 표시하는 방법은 다음과 같다.
표 6
Sequence_parameter_set
....
log2_max_transform_skip_block_size_minus2
....
Sequence_parameter_set 레이어에 위 정보를 표시하는 실현예에서는 블록변환 생략에 대한 도 7과 같은 정보를 전송할 수 있다.
표 7
Picture_parameter_set
....
transform_skip_enabled_flag
....
상기의 두 실현예에서는, Log2MaxTrafoSizeSkip값을 표시하기 위하여 log2_max_transform_skip_block_size_minus2정보를 전송하는 예를 기준으로 설명하였다. 이와 마찬가지로, 만일 Log2MaxTrafoSizeSkip값을 표시하기 위하여 전술한 다른 실현 방법인 log2_max_transform_block_size_transform_skip 또는 log2_max_transform_block_size_transform_skip_minus_min_transform를 사용하는 경우도 위의 두가지 실현예에서 해당 log2_max_transform_skip_block_size_minus2정보를 대체하는 형태로 동일하게 실현될 수 있다.
본 발명의 부호화 수행 과정을 정리하면 다음과 같다. 단, transform_skip_enabled_flag 가 disable(즉, 0)된 경우에는 해당 픽처에 대하여 블록변환 생략 자체가 모두 disable 된 것이므로 변환생략 과정은 수행되지 않는다.
1 단계: 현재 블록과 예측 블록간의 차분값에 해당하는 잔차신호를 입력 받는다.
2 단계: 현재 TU 크기와 Log2MaxTrafoSizeSkip 값을 비교한다.
3 단계: 현재 TU 크기가 Log2MaxTrafoSizeSkip 값과 같거나 작을 경우 다음을 수행한다.
3-1단계: 블록 변환 생략 여부를 결정한다.
3-2단계: 결정된 블록 변환 생략 여부를 지시하는 플래그를 압축비트스트림상에 시그널링한다(변환수행으로 결정된 경우는 플래그=1을 신호함; 변환 생략으로 결정된 경우는 플래그=0을 신호함).
4 단계: 현재 TU 크기가 Log2MaxTrafoSizeSkip 값보다 클 경우, 또는 블록 변환수행으로 결정된 경우 변환을 수행한다(단, 현재 TU 크기가 Log2MaxTrafoSizeSkip 값보다 클 경우 플래그는 신호하지 않는다). 이때 변환 생략으로 결정된 경우는 변환을 수행하지 않는다.
영상 복호화 방법
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 최대변환생략블록크기를 기초로 역변환 생략 여부를 결정하여 복호화하는 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 4의 각 단계는 도 2에서 설명한 영상 복호화 장치에 대응하는 구성 내에서 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 복호화기는 역양자화된 변환 계수를 수신한다(S410). 역양자화된 변환계수는 역변환이 될 경우에는 변환 계수이고, 역변환이 생략되는 경우에는 화소 영역의 데이터가 된다. 따라서, 본 명세서에서 역 양자화된 변환 계수는 역변환시의 변환 계수및 역변환이 생략시의 화소 영역의 데이터 값을 포괄적으로 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
그리고는, 현재 변환 블록 크기와 최대변환생략블록크기를 비교한다(S420). 앞서 부호화기에서와 마찬가지로, 현재 변환 블록은 역변환이 수행될 때는, 변환 블록 데이터가 되나 역변환이 생략될 시에는 화소 영역 데이터를 의미할 수 있다. 즉, 용어의 불명확함을 회피하기 위해, 위 두 개념을 포괄적으로 포함하는 개념으로 변환 블록이라는 용어를 사용한다.
그리고는, 현재 변환 블록 크기와 최대변환생략블록크기를 비교한다(S420). 즉, 복호화기는 부호화기로부터 전송받은 최대변환생략블록크기에 대한 정보를 복호화하고, 현재 변환 블록 크기와 최대변환생략블록크기가 같거나 작은지 여부를 판단한다. 예컨대, 최대변환생략블록크기에 대한 정보가 "log2_max_transform_skip_block_size_minus2" 에 저장된 경우라면, "log2_max_transform_skip_block_size_minus2" 정보를 복호화 한 다음, 최대변환생략블록크기(log2_max_transform_skip_block_size_minus2+2)와 현재 변환 블록 크기(log2TrafoSize)를 비교할 수 있다. 여기는, "log2_max_transform_skip_block_size_minus2"로 최대변환생략블록크기 정보가 수신된 경우를 설명하였는데, "log2_max_transform_block_size_transform_skip" 또는 "log2_max_transform_block_size_transform_skip_minus_min_transform"를 사용하는 경우도 "log2_max_transform_skip_block_size_minus2" 정보를 대체하는 형태로 동일하게 실현될 수 있다.
다음으로, 복호화기는 현재 변환 블록 크기가 최대변환생략블록크기와 같거나 작은 경우, 복호화기는 역변환 생략 여부를 지시하는 플래그(예를 들어, transform_skip_flag)를 복호화 할 수 있다(S430).
복호화기는 상기 복호화된 플래그(예를 들어, transform_skip_flag) 정보가 1인지 판단하여(S440), 판단 결과에 따라 역변환을 수행하거나(S450), 또는 역변환 과정을 생략한다(S455).
예컨대, 상기 복호화된 플래그가 변환 과정을 생략한 것으로 지시하면(예컨대, transform_skip_flag의 값이 1인 경우)(S440), 복호화기는 역변환을 수행하지 않는다(S450). 상기 복호화된 플래그가 변환을 수행한 것으로 지시하면(예컨대, transform_skip_flag의 값이 0인 경우)(S440), 복호화기는 역변환을 수행한다(S455).
한편, 상기 S420 단계에서, 현재 변환 블록 크기가 최대변환생략블록크기보다 큰 경우, 복호화기는 역변환 생략 여부를 지시하는 플래그(예를 들어, transform_skip_flag)를 복호화하지 않고, 현재 변환 블록에 대해 역변환을 수행할 수 있다(S455).
본 발명에서는, 도 3에서 상술한 바와 같은 최대변환생략블록크기에 근거하여 변환 과정을 생략하는 기능 자체 및 도 4에서 상술한 바와 같은 최대변환생략블록크기에 근거하여 역변환 과정을 생략하는 기능 자체를 사용할지 여부를 지시하는 방법을 제공할 수 있다. 예컨대, 부호화기는 최대변환생략블록크기에 근거하여 변환 과정 생략 기능을 사용할지 여부를 지시하는 플래그를 사용할 수 있다. 복호화 과정은 부호화 과정과 대응되어 정확한 역과정이 수행되어야 하므로, 부호화 과정에서 최대변환생략블록크기에 근거하여 변환 과정 생략 기능을 사용할지 여부를 지시하는 상기 플래그가 상기 기능을 사용한다고 지시하는 경우에는 마찬가지로 복호화 과정에서도 최대변환생략블록크기에 근거하여 역변환 과정 생략 기능이 사용됨을 의미한다. 상기 플래그 정보는 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set; PPS)에 설정되어 복호화기로 전송될 수 있다. 또는, 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set; SPS), 슬라이스 헤더(Slice header) 등에 설정되어 복호화기로 전송될 수 있다.
본 발명의 부호화 수행 과정을 정리하면 다음과 같다.
1 단계: 현재 TU 크기와 Log2MaxTrafoSizeSkip 값을 비교한다.
2단계: 현재 TU 크기가 Log2MaxTrafoSizeSkip 값과 같거나 작을 경우 다음을 수행한다.
2-1단계: 압축된 영상데이터에서 역(inverse) 변환 생략 여부를 지시하는 플래그(flag)를 읽는다.
2-2단계: 이 플래그가 1일 경우 역(inverse) 변환을 수행하지 않음
2-3단계: 이 플래그가 0일 경우 역(inverse) 변환을 수행함
3 단계: 현재 TU 크기가 Log2MaxTrafoSizeSkip 크기보다 클 경우
3-1단계: 역(inverse) 변환을 수행한다(압축된 영상데이터에서 역(inverse) 변환 수행/생략 여부를 지시하는 플래그를 읽지 않음).
본 발명의 복호화과정 수행을 위하여 추가로 다음의 수행과정이 수행될 수 있다.
picture_parameter_set에서 transform_skip_enabled_flag를 읽는다. 이 transform_skip_enabled_flag = 1의 경우는, 추가로 log2_max_transform_skip_block_size_minus2를 읽는다. 그리고 다음의 과정을 수행한다.
Log2MaxTrafoSizeSkip = log2_max_transform_skip_block_size_minus2+2
본 발명의 복호화과정 수행을 위한 또 다른 실현예로써, 다음의 수행과정이 수행될 수 있다.
표 8
Sequence_parameter_set
....
log2_max_transform_skip_block_size_minus2
....
sequence_parameter_set에서 log2_max_transform_skip_block_size_minus2를 읽는다. 그리고 picture_parameter_set에서 transform_skip_enabled_flag를 읽는다. 그 이후 다음의 과정을 수행한다.
if(transform_skip_enabled_flag)
Log2MaxTrafoSizeSkip = log2_max_transform_skip_block_size_minus2+2
else
Log2MaxTrafoSizeSkip = 2
이상 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (23)

  1. 영상 부호화 방법에 있어서,
    현재 블록과 예측 블록 간의 차분값에 해당하는 잔차 신호에 대한 변환 생략 여부를 결정하고자 할 때, 현재 TU(Transform Unit) 크기와 최대변환생략블록크기 값을 비교하는 단계; 및
    상기 TU 크기와 상기 최대변환생략블록크기 값의 비교 정보를 기반으로 변환 생략 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비교 정보에 따라 상기 변환 생략 여부에 대한 결정을 지시하는 플래그(flag)를 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 최대변환생략블록 정보를 부호화하는 방법은 1) 상기 최대변환생략블록크기 값 자체를 그대로 비트스트림에 포함시키는 방법, 2) 최대변환생략블록크기와 현재 TU 크기에 대한 상대적인 값을 비트스트림에 포함시키는 방법 및 3) 부호화기가 정한 사용가능한 최소변환블록크기를 나타내는 값에 대한 상기 최대변환생략블록크기의 상대적인 값을 비트스트림에 포함시키는 방법 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    잔차값 코딩(residual coding) 데이터 전송보다 상위 레이어에서, 상기 최대변환생략블록 크기 값을 정의하는 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상위 레이어는 픽처 파라미터 셋(Picture parameter set)을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 상위 레이어는 시퀀스 파라미터 셋(Sequence parameter set) 및 슬라이스 헤더(slice header) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 최대변환생략블록크기 값은 부호화기가 정한 STU(Smallest Transform Unit)의 크기와 최대변환블록크기 사이에서 설정 가능한 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값과 같거나 작을 경우, 변환 생략 여부를 결정하고, 변환 생략 여부에 대한 결정을 지시하는 플래그를 비트스트림에 포함시켜 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    변환 수행 생략 기능 자체가 사용되는지 여부를 지시하는 플래그가 인에블하고, 코딩 유닛(CU) 레벨에서 변환 및 양자화를 모두 수행하지 않는 것으로 결정하지 않은 경우에 해당하면서,
    상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값과 같거나 작을 경우, 변환 생략 여부를 결정하고, 변환 생략 여부에 대한 결정을 지시하는 플래그를 비트스트림에 포함시켜 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값보다 클 경우, 변환 생략 여부에 대한 플래그 생성 없이, 상기 현재 변환 블록에 대해 변환을 수행하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 압축을 위한 선택적 변환 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정된 변환 방식을 기반으로 상기 현재 변환 블록에 대한 변환을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 압축을 위한 선택적 변환 방법.
  12. 영상 부호화 장치에 있어서,
    현재 블록과 예측 블록 간의 차분값에 해당하는 잔차 신호에 대한 변환 생략 여부를 결정하고자 할 때, 현재 TU(Transform Unit) 크기와 최대변환생략블록크기 값을 비교하는 비교부; 및
    상기 TU 크기와 상기 최대변환생략블록크기 값의 비교 정보를 기반으로 변환 생략 여부를 결정하는 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
  13. 영상 복호화 방법에 있어서,
    역 양자화된 변환 계수에 대한 역변환을 수행하고자 할 때, 현재 TU(Transform Unit) 크기와 최대변환생략블록크기 값을 비교하는 단계; 및
    상기 TU 크기와 상기 최대변환생략블록크기 값의 비교 정보를 기반으로 현재 변환 블록의 역변환 생략 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 최대변환생략블록 정보는 1) 상기 최대변환생략블록크기 값 자체가 그대로 비트스트림에 포함되거나, 2) 최대변환생략블록크기와 현재 TU 크기에 대한 상대적인 값이 비트스트림에 포함되거나 또는 3) 부호화기가 정한 사용가능한 최소변환블록크기를 나타내는 값에 대한 상기 최대변환생략블록크기의 상대적인 값이 비트스트림에 포함되어 수신되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    잔차값 코딩(residual coding) 데이터 전송보다 상위 레이어에서, 상기 최대변환생략블록 크기 값을 정의하는 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 상위 레이어는 픽처 파라미터 셋(Picture parameter set)을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 상위 레이어는 시퀀스 파라미터 셋(Sequence parameter set) 및 슬라이스 헤더(slice header) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 최대변환생략블록크기 값은 부호화기가 정한 STU(Smallest Transform Unit)의 크기와 최대변환블록크기 사이의 값인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값과 같거나 작을 경우, 역변환 생략 여부를 지시하는 플래그를 읽고, 플래그 값에 따라 역변환을 수행하거나 역변환 수행을 생략하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    역변환 수행 생략 기능 자체가 사용되는지 여부를 지시하는 플래그가 인에블하고, 코딩 유닛(CU) 레벨에서 역변환 및 역양자화를 모두 수행하지 않는 것으로 결정하지 않은 경우에 해당하면서,
    상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값과 같거나 작을 경우, 변환 생략 여부를 결정하고, 변환 생략 여부에 대한 결정을 지시하는 플래그를 비트스트림에 포함시켜 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  21. 제 13 항에 있어서,
    상기 현재 TU 크기가 상기 최대변환생략블록크기 값보다 클 경우, 역변환 생략 여부에 대한 플래그를 읽지 않고, 직접 상기 현재 변환 블록에 대해 역변환을 수행하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  22. 제 13 항에 있어서,
    상기 결정된 변환 방식을 기반으로 상기 현재 변환 블록에 대한 역변환을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  23. 영상 복호화 장치에 있어서,
    역 양자화된 변환 계수에 대한 역변환을 수행하고자 할 때, 현재 TU(Transform Unit) 크기와 최대변환생략블록크기 값을 비교하는 비교부; 및
    상기 TU 크기와 상기 최대변환생략블록크기 값의 비교 정보를 기반으로 현재 변환 블록의 역변환 생략 여부를 결정하는 결정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
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