WO2015099398A1 - 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩/디코딩 방법 및 장치 - Google Patents

멀티 레이어 비디오 신호 인코딩/디코딩 방법 및 장치 Download PDF

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WO2015099398A1
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이배근
김주영
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주식회사 케이티
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for encoding / decoding multilayer video signals.
  • High efficiency image compression techniques can be used to solve these problems caused by high resolution and high quality image data.
  • An inter-screen prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from a picture before or after the current picture using an image compression technique an intra prediction technique for predicting pixel values included in a current picture using pixel information in the current picture
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for determining a corresponding picture of a reference layer used for inter-layer prediction of a current picture in encoding / decoding of a multilayer video signal.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for upsampling a corresponding picture of a reference layer in encoding / decoding of a multilayer video signal.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for constructing a reference picture list using an interlayer reference picture in encoding / decoding a multilayer video signal.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for effectively deriving texture information of a current layer through inter-layer prediction in encoding / decoding of a multilayer video signal.
  • the method and apparatus for decoding a multi-layer video signal derive an active reference number for the current picture of the current layer based on the sub-layer number information of the reference layer and the maximum temporal level indicator for the current layer. Obtaining a reference layer identifier based on the number of active references, determining an active reference picture of the current picture using the reference layer identifier, and performing inter-layer prediction of the current picture using the determined active reference picture. It features.
  • the deriving of the active reference number may include: using the sub-layer number information of the reference layer and the maximum temporal level indicator of the current layer. Determine a candidate reference picture of and determine whether a constraint is applied that all of the determined candidate reference pictures are used for inter-layer prediction of the current picture of the current layer, and wherein the active reference number is determined by all of the candidate reference pictures being the current It is characterized in that it is adaptively derived depending on whether the constraint used for inter-layer prediction of the current picture of the layer is applied.
  • the temporal level identifier of a corresponding picture belonging to the reference layer is less than or equal to the sub-layer number information, and the temporal level identifier of the corresponding picture is the maximum temporal level. If smaller than the indicator, the corresponding picture is determined as a candidate reference picture of the current picture.
  • the step of deriving the active reference number may include: And determining whether the maximum number of active reference pictures is limited.
  • the active reference number when the maximum number of the active reference pictures is limited, the active reference number may be derived according to the limited maximum number of the active reference pictures.
  • the method and apparatus for encoding a multi-layer video signal derive an active reference number for the current picture of the current layer based on the sub-layer number information of the reference layer and the maximum temporal level indicator for the current layer. Obtaining a reference layer identifier based on the number of active references, determining an active reference picture of the current picture using the reference layer identifier, and performing inter-layer prediction of the current picture using the determined active reference picture. It features.
  • the deriving of the active reference number may include: using the sub-layer number information of the reference layer and the maximum temporal level indicator of the current layer. Determine a candidate reference picture of and determine whether a constraint is applied that all of the determined candidate reference pictures are used for inter-layer prediction of the current picture of the current layer, and wherein the active reference number is determined by all of the candidate reference pictures being the current It is characterized in that it is adaptively derived depending on whether the constraint used for inter-layer prediction of the current picture of the layer is applied.
  • the temporal level identifier of the corresponding picture belonging to the reference layer is less than or equal to the sub-layer number information, and the temporal level identifier of the corresponding picture is the maximum temporal level. If smaller than the indicator, the corresponding picture is determined as a candidate reference picture of the current picture.
  • the step of deriving the number of active references may be performed when the constraint that all of the candidate reference pictures are used for inter-layer prediction of the current picture is not applied. And determining whether the maximum number of active reference pictures is limited.
  • the active reference number when the maximum number of the active reference pictures is limited, the active reference number may be derived according to the limited maximum number of the active reference pictures.
  • the present invention it is possible to effectively determine the corresponding picture of the reference layer used for inter-layer prediction of the current picture in the current layer.
  • a reference picture list including an interlayer reference picture can be effectively constructed.
  • texture information of the current layer can be effectively derived through inter-layer prediction.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of performing inter prediction of a current layer using a corresponding picture of a reference layer according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 illustrates a method of deriving an active reference number NumActiveRefLayerPics in consideration of whether the maximum number of active reference pictures is limited according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 illustrates a method of deriving NumActiveRefLayerPics of a current picture using sub-layer number information and a maximum temporal level indicator according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 illustrates a method of deriving a number of active references (NumActiveRefLayerPics) of a current picture based on an all active flag (all_ref_layers_active_flag) according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 illustrates a syntax table of sub-layer number information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 8 illustrates a method of obtaining a maximum time level indicator based on a maximum time level present flag as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 illustrates a method of obtaining a maximum time level indicator in consideration of direct dependency as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of upsampling an active reference picture of a reference layer according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 illustrates a method for specifying a near reference picture stored in a decoding picture buffer according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 illustrates a method for specifying a long-term reference picture as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 illustrates a method of constructing a reference picture list using a near reference picture and a long range reference picture according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 to 16 illustrate a method of constructing a reference picture list in a multilayer structure according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the method and apparatus for decoding a multi-layer video signal derive an active reference number for the current picture of the current layer based on the sub-layer number information of the reference layer and the maximum temporal level indicator for the current layer. Obtaining a reference layer identifier based on the number of active references, determining an active reference picture of the current picture using the reference layer identifier, and performing inter-layer prediction of the current picture using the determined active reference picture. It features.
  • the deriving of the active reference number may include: using the sub-layer number information of the reference layer and the maximum temporal level indicator of the current layer. Determine a candidate reference picture of and determine whether a constraint is applied that all of the determined candidate reference pictures are used for inter-layer prediction of the current picture of the current layer, and wherein the active reference number is determined by all of the candidate reference pictures being the current It is characterized in that it is adaptively derived depending on whether the constraint used for inter-layer prediction of the current picture of the layer is applied.
  • the temporal level identifier of a corresponding picture belonging to the reference layer is less than or equal to the sub-layer number information, and the temporal level identifier of the corresponding picture is the maximum temporal level. If smaller than the indicator, the corresponding picture is determined as a candidate reference picture of the current picture.
  • the deriving of the active reference number may include: when the constraint that all of the candidate reference pictures are used for inter-layer prediction of the current picture is not applied, And determining whether the maximum number of active reference pictures is limited.
  • the active reference number when the maximum number of the active reference pictures is limited, the active reference number may be derived according to the limited maximum number of the active reference pictures.
  • the method and apparatus for encoding a multi-layer video signal derive an active reference number for the current picture of the current layer based on the sub-layer number information of the reference layer and the maximum temporal level indicator for the current layer. Obtaining a reference layer identifier based on the number of active references, determining an active reference picture of the current picture using the reference layer identifier, and performing inter-layer prediction of the current picture using the determined active reference picture. It features.
  • the deriving of the active reference number may include: using the sub-layer number information of the reference layer and the maximum temporal level indicator of the current layer. Determine a candidate reference picture of and determine whether a constraint is applied that all of the determined candidate reference pictures are used for inter-layer prediction of the current picture of the current layer, and wherein the active reference number is determined by all of the candidate reference pictures being the current It is characterized in that it is adaptively derived depending on whether the constraint used for inter-layer prediction of the current picture of the layer is applied.
  • the temporal level identifier of the corresponding picture belonging to the reference layer is less than or equal to the sub-layer number information, and the temporal level identifier of the corresponding picture is the maximum temporal level. If smaller than the indicator, the corresponding picture is determined as a candidate reference picture of the current picture.
  • the step of deriving the number of active references may be performed when the constraint that all of the candidate reference pictures are used for inter-layer prediction of the current picture is not applied. And determining whether the maximum number of active reference pictures is limited.
  • the active reference number when the maximum number of the active reference pictures is limited, the active reference number may be derived according to the limited maximum number of the active reference pictures.
  • 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.
  • Encoding and decoding of video that supports multiple layers in a bitstream is called scalable video coding. Since there is a strong correlation between the plurality of layers, the prediction may be performed by using this correlation to remove redundant elements of data and to improve encoding performance of an image. Performing prediction of the current layer using information of another layer is referred to as inter-layer prediction or inter-layer prediction in the following.
  • the plurality of layers may have different resolutions, where the resolution may mean at least one of spatial resolution, temporal resolution, and image quality. Resampling such as up-sampling or downsampling of a layer may be performed to adjust the resolution during inter-layer prediction.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 100 includes an encoder 100a for an upper layer and an encoder 100b for a lower layer.
  • the upper layer may be expressed as a current layer or an enhancement layer
  • the lower layer may be expressed as an enhancement layer, a base layer, or a reference layer having a lower resolution than the upper layer.
  • the upper layer and the lower layer may have at least one of a spatial resolution, a temporal resolution according to a frame rate, and an image quality according to a color format or a quantization size. When a resolution change is necessary to perform inter-layer prediction, upsampling or downsampling of a layer may be performed.
  • the encoder 100a of the upper layer may include a divider 110, a predictor 120, a transformer 130, a quantizer 140, a reorderer 150, an entropy encoder 160, and an inverse quantizer ( 170, an inverse transform unit 180, a filter unit 190, and a memory 195.
  • the encoder 100b of the lower layer includes a divider 111, a predictor 125, a transformer 131, a quantizer 141, a reordering unit 151, an entropy encoder 161, and an inverse quantizer ( 171, an inverse transform unit 181, a filter unit 191, and a memory 196.
  • the encoder may be implemented by the image encoding method described in the following embodiments of the present invention, but operations in some components may not be performed to reduce the complexity of the encoding apparatus or for fast real time encoding.
  • some limited number of methods are used without selecting the optimal intra intra coding method using all intra prediction modes in order to perform encoding in real time.
  • a method of selecting one intra prediction mode among them as a final intra prediction mode using the intra prediction mode of the image may be used.
  • the unit of a block processed by the encoding apparatus may be a coding unit that performs encoding, a prediction unit that performs prediction, or a transformation unit that performs transformation.
  • a coding unit may be represented by a term such as a coding unit (CU), a prediction unit is a prediction unit (PU), and a transformation unit is a transform unit (TU).
  • the splitters 110 and 111 divide a layer image into a combination of a plurality of coding blocks, prediction blocks, and transform blocks, and one of the coding blocks, prediction blocks, and transform blocks according to a predetermined criterion (for example, a cost function). You can split the layer by selecting the combination of. For example, to split a coding unit in a layer image, a recursive tree structure such as a quad tree structure may be used.
  • a recursive tree structure such as a quad tree structure may be used.
  • the meaning of the coding block may be used not only as a block for encoding but also as a block for decoding.
  • the prediction block may be a unit for performing prediction such as intra prediction or inter prediction.
  • the block for performing intra prediction may be a block having a square shape such as 2N ⁇ 2N or N ⁇ N.
  • As a block for performing inter prediction there is a prediction block partitioning method using Asymmetric Motion Partitioning (AMP), which is a square form such as 2Nx2N and NxN, or a rectangular form or asymmetric form such as 2NxN and Nx2N.
  • AMP Asymmetric Motion Partitioning
  • the transform unit 115 may change a method of performing the transform.
  • the prediction units 120 and 125 of the encoders 100a and 100b may include the intra prediction units 121 and 126 performing intra prediction and the inter prediction unit performing inter prediction. (122, 127).
  • the predictor 120 of the higher layer encoder 100a may further include an inter-layer predictor 123 that performs prediction on the higher layer by using information of the lower layer.
  • the prediction units 120 and 125 may determine whether to use inter prediction or intra prediction on the prediction block.
  • the process of determining the intra prediction mode in units of prediction blocks and performing the intra prediction based on the determined intra prediction mode may be performed in units of transform blocks.
  • the residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the transformers 130 and 131.
  • prediction mode information and motion information used for prediction may be encoded by the entropy encoder 130 together with the residual value and transmitted to the decoding apparatus.
  • the original block may be encoded as it is and transmitted to the decoder without performing prediction through the prediction units 120 and 125.
  • PCM Pulse Coded Modulation
  • the intra prediction units 121 and 126 may generate an intra prediction block based on reference pixels present around the current block (the block to be predicted).
  • the intra prediction mode may have a directional prediction mode using a reference pixel according to a prediction direction and a non-directional mode without considering the prediction direction.
  • the mode for predicting luma information and the mode for predicting color difference information may be different.
  • an intra prediction mode in which luma information is predicted or predicted luma information may be used. If a reference pixel is not available, the unusable reference pixel may be replaced with another pixel, and a prediction block may be generated using the reference pixel.
  • the prediction block may include a plurality of transform blocks. If the prediction block has the same size as the transform block when the intra prediction is performed, pixels present on the left side of the prediction block, pixels present on the upper left side, and top Intra-prediction of the prediction block may be performed based on the pixels present in the. However, when the prediction block is different from the size of the transform block when the intra prediction is performed, and a plurality of transform blocks are included in the prediction block, intra prediction is performed by using neighboring pixels adjacent to the transform block as reference pixels. Can be done.
  • the neighboring pixel adjacent to the transform block may include at least one of the neighboring pixel adjacent to the prediction block and the pixels already decoded in the prediction block.
  • the intra prediction method may generate a prediction block after applying a mode dependent intra smoothing (MDIS) filter to a reference pixel according to the intra prediction mode.
  • MDIS mode dependent intra smoothing
  • the type of MDIS filter applied to the reference pixel may be different.
  • the MDIS filter is an additional filter applied to the predicted block in the picture by performing the intra prediction and may be used to reduce the residual present in the predicted block in the picture generated after performing the prediction with the reference pixel.
  • filtering on a reference pixel and some columns included in the predicted block in the screen may perform different filtering according to the direction of the intra prediction mode.
  • the inter prediction units 122 and 127 may perform prediction by referring to information of a block included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture.
  • the inter prediction units 122 and 127 may include a reference picture interpolator, a motion predictor, and a motion compensator.
  • the reference picture interpolation unit may receive reference picture information from the memories 195 and 196 and generate pixel information of an integer pixel or less in the reference picture.
  • a DCT-based 8-tap interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of integer pixels or less in units of 1/4 pixels.
  • a DCT-based interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of an integer pixel or less in units of 1/8 pixels.
  • the inter prediction units 122 and 127 may perform motion prediction based on the reference picture interpolated by the reference picture interpolator.
  • various methods such as a full search-based block matching algorithm (FBMA), a three step search (TSS), and a new three-step search algorithm (NTS) may be used.
  • the motion vector may have a motion vector value of 1/2 or 1/4 pixel units based on the interpolated pixels.
  • the inter prediction units 122 and 127 may perform prediction on the current block by applying one inter prediction method among various inter prediction methods.
  • various methods such as a skip method, a merge method, and a motion vector predictor (MVP), may be used as the inter prediction method.
  • MVP motion vector predictor
  • motion information that is, information such as a reference index, a motion vector, and a residual signal
  • motion information is entropy coded and transmitted to a decoder.
  • the skip mode since the residual signal is not generated, the conversion and quantization processes for the residual signal may be omitted.
  • the interlayer prediction unit 123 performs interlayer prediction for predicting an upper layer by using information of a lower layer.
  • the inter-layer prediction unit 123 may perform inter-layer prediction using texture information, motion information, etc. of the lower layer.
  • prediction of a current block of an upper layer may be performed using motion information on a picture of a lower layer (reference layer) using a picture of a lower layer as a reference picture.
  • the picture of the reference layer used as the reference picture in inter-layer prediction may be a picture sampled according to the resolution of the current layer.
  • the motion information may include a motion vector and a reference index. In this case, the value of the motion vector for the picture of the reference layer may be set to (0,0).
  • the inter-layer prediction unit 123 may perform inter-layer texture prediction, inter-layer motion prediction, inter-layer syntax prediction, and inter-layer difference prediction.
  • Inter-layer texture prediction may derive the texture of the current layer based on the texture of the reference layer.
  • the texture of the reference layer may be sampled according to the resolution of the current layer, and the inter-layer predictor 123 may predict the texture of the current layer based on the sampled texture of the reference layer.
  • Inter-layer motion prediction may derive the motion vector of the current layer based on the motion vector of the reference layer.
  • the motion vector of the reference layer may be scaled according to the resolution of the current layer.
  • the syntax of the current layer may be predicted based on the syntax of the reference layer.
  • the inter-layer prediction unit 123 may use the syntax of the reference layer as the syntax of the current layer.
  • the picture of the current layer may be reconstructed using the difference between the reconstructed image of the reference layer and the reconstructed image of the current layer.
  • a residual block including residual information which is a difference between the predicted block generated by the predictors 120 and 125 and the reconstructed block of the predicted block, is generated, and the residual block is input to the transformers 130 and 131.
  • the transform units 130 and 131 may transform the residual block using a transform method such as a discrete cosine transform (DCT) or a discrete sine transform (DST). Whether DCT or DST is applied to transform the residual block may be determined based on intra prediction mode information of the prediction block used to generate the residual block and size information of the prediction block. That is, the transformers 130 and 131 may apply the transformation method differently according to the size of the prediction block and the prediction method.
  • a transform method such as a discrete cosine transform (DCT) or a discrete sine transform (DST).
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • the quantizers 140 and 141 may quantize the values transformed by the transformers 130 and 131 into the frequency domain.
  • the quantization coefficient may change depending on the block or the importance of the image.
  • the values calculated by the quantizers 140 and 141 may be provided to the dequantizers 170 and 17 and the reordering units 150 and 151.
  • the reordering units 150 and 151 may reorder coefficient values with respect to the quantized residual value.
  • the reordering units 150 and 151 may change the two-dimensional block shape coefficients into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method.
  • the realignment units 150 and 151 may scan DC coefficients to coefficients in the high frequency region by using a Zig-Zag scan method and change them into one-dimensional vectors.
  • a vertical scan method for scanning two-dimensional block shape coefficients in a column direction, not a zig-zag scan method, and a horizontal scan method for scanning two-dimensional block shape coefficients in a row direction Can be used. That is, according to the size of the transform block and the intra prediction mode, it is possible to determine which scan method among zigzag-scan, vertical scan and horizontal scan is used.
  • the entropy encoders 160 and 161 may perform entropy encoding based on the values calculated by the reordering units 150 and 151. Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • Exponential Golomb Context-Adaptive Variable Length Coding
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the entropy encoders 160 and 161 transmit residual value coefficient information, block type information, prediction mode information, partition unit information, prediction block information, and the like of the coding block from the reordering units 150 and 151 and the prediction units 120 and 125. Entropy encoding may be performed based on a predetermined encoding method by receiving various information such as unit information, motion information, reference frame information, block interpolation information, and filtering information. In addition, the entropy encoder 160 or 161 may entropy-encode coefficient values of coding units input from the reordering unit 150 or 151.
  • the entropy encoders 160 and 161 may encode the intra prediction mode information of the current block by performing binarization on the intra prediction mode information.
  • the entropy encoder 160 or 161 may include a codeword mapping unit for performing such a binarization operation, and may perform different binarization according to the size of a prediction block for performing intra prediction.
  • the codeword mapping unit the codeword mapping table may be adaptively generated or stored in advance through a binarization operation.
  • the entropy encoders 160 and 161 may express prediction mode information in the current screen using a codenum mapping unit for performing codenum mapping and a codeword mapping unit for performing codeword mapping. In the codenum mapping unit and the codeword mapping unit, a codenum mapping table and a codeword mapping table may be generated or stored.
  • the inverse quantizers 170 and 171 and the inverse transformers 180 and 181 inverse quantize the quantized values in the quantizers 140 and 141 and inversely transform the converted values in the transformers 130 and 131.
  • the residual values generated by the inverse quantizers 170 and 171 and the inverse transformers 180 and 181 may be predicted by the motion estimator, the motion compensator, and the intra prediction unit included in the predictors 120 and 125. It may be combined with the prediction block to generate a reconstructed block.
  • the filter units 190 and 191 may include at least one of a deblocking filter and an offset correction unit.
  • the deblocking filter may remove block distortion caused by boundaries between blocks in the reconstructed picture.
  • it may be determined whether to apply a deblocking filter to the current block based on the pixels included in several columns or rows included in the block.
  • a strong filter or a weak filter may be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • horizontal filtering and vertical filtering may be performed in parallel when vertical filtering and horizontal filtering are performed.
  • the offset correction unit may correct the offset with respect to the original image on a pixel-by-pixel basis for the deblocking image.
  • the pixels included in the image are divided into predetermined areas, and then, the area to be offset is determined and the offset is applied to the corresponding area, or the offset is applied considering the edge information of each pixel. Can be used.
  • the filter units 190 and 191 may apply only the deblocking filter or both the deblocking filter and the offset correction without applying both the deblocking filter and the offset correction.
  • the memories 195 and 196 may store reconstructed blocks or pictures calculated by the filters 190 and 191, and the stored reconstructed blocks or pictures may be provided to the predictors 120 and 125 when performing inter prediction. have.
  • the information output from the entropy encoder 100b of the lower layer and the information output from the entropy encoder 100a of the upper layer may be multiplexed by the MUX 197 and output as a bitstream.
  • the MUX 197 may be included in the encoder 100a of the upper layer or the encoder 100b of the lower layer, or may be implemented as an independent device or module separate from the encoder 100.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus 200 includes a decoder 200a of an upper layer and a decoder 200b of a lower layer.
  • the decoder 200a of the upper layer includes an entropy decoder 210, a reordering unit 220, an inverse quantization unit 230, an inverse transform unit 240, a prediction unit 250, a filter unit 260, and a memory 270. ) May be included.
  • the lower layer decoding unit 200b includes an entropy decoding unit 211, a reordering unit 221, an inverse quantization unit 231, an inverse transform unit 241, a prediction unit 251, a filter unit 261, and a memory 271. ) May be included.
  • the DEMUX 280 may demultiplex information for each layer and transmit the information to the decoders 200a and 200b for each layer.
  • the input bitstream may be decoded in a procedure opposite to that of the encoding apparatus.
  • the entropy decoders 210 and 211 may perform entropy decoding in a procedure opposite to that of the entropy encoder in the encoding apparatus.
  • Information for generating a prediction block among the information decoded by the entropy decoders 210 and 211 is provided to the predictors 250 and 251, and the residual value obtained by entropy decoding by the entropy decoders 210 and 211 is a reordering unit. It may be input to (220, 221).
  • the entropy decoders 210 and 211 may use at least one of CABAC and CAVLC.
  • the entropy decoders 210 and 211 may decode information related to intra prediction and inter prediction performed by the encoding apparatus.
  • the entropy decoder 210 or 211 may include a codeword mapping unit and include a codeword mapping table for generating a received codeword as an intra prediction mode number.
  • the codeword mapping table may be stored in advance or generated adaptively.
  • a codenum mapping unit for performing codenum mapping may be additionally provided.
  • the reordering units 220 and 221 may reorder the bitstreams entropy decoded by the entropy decoding units 210 and 211 based on a method of rearranging the bitstreams by the encoder. Coefficients expressed in the form of a one-dimensional vector may be reconstructed by reconstructing the coefficients in a two-dimensional block form.
  • the reordering units 220 and 221 may be realigned by receiving information related to coefficient scanning performed by the encoder and performing reverse scanning based on the scanning order performed by the corresponding encoder.
  • the inverse quantization units 230 and 231 may perform inverse quantization based on quantization parameters provided by the encoding apparatus and coefficient values of the rearranged block.
  • the inverse transformers 240 and 241 may perform inverse DCT or inverse DST on the DCT or DST performed by the transformers 130 and 131 with respect to the quantization result performed by the encoding apparatus.
  • the inverse transform may be performed based on a transmission unit determined by the encoding apparatus.
  • the DCT and the DST may be selectively performed by the transform unit of the encoding apparatus according to a plurality of pieces of information, such as a prediction method, a size of the current block, and a prediction direction.
  • the inverse transformers 240 and 241 of the decoding apparatus may convert Inverse transformation may be performed based on the performed transformation information. When the transform is performed, the transform may be performed based on the coding block rather than the transform block.
  • the prediction units 250 and 251 may generate the prediction blocks based on the prediction block generation related information provided by the entropy decoding units 210 and 211 and previously decoded blocks or picture information provided by the memories 270 and 271. .
  • the predictors 250 and 251 may include a prediction unit determiner, an inter prediction unit, and an intra prediction unit.
  • the prediction unit discriminator receives various information such as prediction unit information input from the entropy decoder, prediction mode information of the intra prediction method, and motion prediction related information of the inter prediction method, and distinguishes the prediction block from the current coding block. It is possible to determine whether to perform this inter prediction or intra prediction.
  • the inter prediction unit uses information required for inter prediction of the current prediction block provided by the encoding apparatus to the current prediction block based on information included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture including the current prediction block. Inter prediction can be performed.
  • a motion prediction method of a prediction block included in a coding block based on a coding block uses a skip mode, a merge mode, a motion vector predictor (MVP) (AMVP). Mode) can be determined.
  • the intra prediction unit may generate a prediction block based on the reconstructed pixel information in the current picture.
  • intra prediction may be performed based on intra prediction mode information of the prediction block provided by the encoding apparatus.
  • the intra prediction unit is an MDIS filter that performs filtering on the reference pixel of the current block, a reference pixel interpolator that generates a reference pixel of an integer value or less by interpolating the reference pixel, and filters when the prediction mode of the current block is DC mode. It may include a DC filter for generating a prediction block through.
  • the predictor 250 of the upper layer decoder 200a may further include an inter-layer predictor that performs inter-layer prediction for predicting an upper layer by using information of the lower layer.
  • the inter-layer prediction unit may perform inter-layer prediction using intra prediction mode information and motion information.
  • prediction of a current block of an upper layer may be performed using motion information of a lower layer (reference layer) picture using a picture of a lower layer as a reference picture.
  • the picture of the reference layer used as the reference picture in inter-layer prediction may be a picture sampled according to the resolution of the current layer.
  • the motion information may include a motion vector and a reference index.
  • the value of the motion vector for the picture of the reference layer may be set to (0,0).
  • inter-layer prediction unit 123 may further perform inter-layer texture prediction, inter-layer motion prediction, inter-layer syntax prediction, and inter-layer difference prediction.
  • Inter-layer texture prediction may derive the texture of the current layer based on the texture of the reference layer.
  • the texture of the reference layer may be sampled according to the resolution of the current layer, and the inter-layer predictor may predict the texture of the current layer based on the sampled texture.
  • Inter-layer motion prediction may derive the motion vector of the current layer based on the motion vector of the reference layer. In this case, the motion vector of the reference layer may be scaled according to the resolution of the current layer.
  • the syntax of the current layer may be predicted based on the syntax of the reference layer.
  • the inter-layer prediction unit 123 may use the syntax of the reference layer as the syntax of the current layer.
  • the picture of the current layer may be reconstructed using the difference between the reconstructed image of the reference layer and the reconstructed image of the current layer.
  • the reconstructed block or picture may be provided to the filter units 260 and 261.
  • the filter units 260 and 261 may include a deblocking filter and an offset correction unit.
  • the deblocking filter of the decoding apparatus may receive the deblocking filter related information provided by the encoding apparatus and perform the deblocking filtering on the corresponding block in the decoding apparatus.
  • the offset correction unit may perform offset correction on the reconstructed image based on the type of offset correction and offset value information applied to the image during encoding.
  • the memories 270 and 271 may store the reconstructed picture or block to be used as the reference picture or the reference block, and output the reconstructed picture.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may encode three or more layers instead of two layers.
  • a plurality of encoders for a higher layer and a decoder for a higher layer may be provided in correspondence to the number of upper layers. Can be.
  • SVC Scalable Video Coding
  • the current layer may generate a prediction sample of the current layer by using a decoded picture of a reference layer used for inter-layer prediction as a reference picture.
  • the picture of the decoded reference layer matches the scalability of the current layer.
  • Resampling may be performed and then used as a reference picture for inter-layer prediction of the current layer. Resampling means up-sampling or downsampling samples of a reference layer picture according to a picture size of a current layer.
  • the current layer refers to a layer on which current encoding or decoding is performed, and may be an enhancement layer or an upper layer.
  • the reference layer refers to a layer referenced by the current layer for inter-layer prediction and may be a base layer or a lower layer.
  • a picture (ie, a reference picture) of a reference layer used for inter layer prediction of the current layer may be referred to as an inter layer reference picture or an inter layer reference picture.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of performing inter prediction of a current layer using a corresponding picture of a reference layer according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the number of active references (NumActiveRefLayerPics) for the current picture of the current layer may be derived (S300).
  • the current picture of the current layer may use a corresponding picture of one or more reference layers for inter-layer prediction.
  • the number of corresponding pictures used for inter-layer prediction of the current picture belonging to the current layer among the corresponding pictures of the reference layer is called NumActiveRefLayerPics.
  • the corresponding picture used for inter-layer prediction of the current picture is called an active reference picture.
  • the current layer may mean a layer having direct dependency with the reference layer.
  • the reference layer may mean a layer used for inter-layer prediction of the current layer.
  • the reference layer may mean a layer including at least one active reference picture with respect to the current layer. Accordingly, the number of reference layers (hereinafter, referred to as NumDirectRefLayers) used for inter-layer prediction of the current layer may be greater than or equal to the NUMActiveRefLayerPics.
  • the corresponding picture may mean a picture located at the same time zone as the current picture of the current layer.
  • the corresponding picture may be a picture having the same picture order count (POC) information as the current picture of the current layer.
  • the corresponding picture may belong to the same Access Unit (AU) as the current picture of the current layer.
  • the corresponding picture may have the same temporal level ID (TemporalID) as the current picture of the current layer.
  • the temporal level identifier may mean an identifier for specifying each of a plurality of layers that are coded scalable according to temporal resolution.
  • the active reference number NumActiveRefLayerPics may be derived in consideration of whether the maximum number of active reference pictures is limited. Alternatively, the active reference number NumActiveRefLayerPics may be derived based on the sub-layer number information and the maximum temporal level indicator. This will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 9.
  • a reference layer identifier may be obtained based on the number of active references NumActiveRefLayerPics derived in step S300 (S310).
  • the reference layer identifier may mean a layer identifier nuh_layer_id of a layer including an active reference picture of the current picture.
  • the reference layer identifier may be obtained by the number of active references NumActiveRefLayerPics.
  • the reference layer identifier may be obtained only when the number of active references NumActiveRefLayerPics is different from the number of direct layers NumDirectRefLayers for the current layer. If the number of active references NumActiveRefLayerPics is equal to the number of direct layers NumDirectRefLayers, this means that all reference layers having a direct dependency relationship with the current layer have active reference pictures of the current picture. There is no need to signal the reference layer identifier separately to identify the layer that contains the active reference picture of the picture.
  • the active reference picture of the current picture may be determined using the reference layer identifier acquired in step S310 (S320).
  • the corresponding picture of the current picture may be determined as the active reference picture of the current picture in the reference layer specified by the reference layer identifier.
  • the corresponding picture may mean a picture located in the same time zone as the current picture or a picture having the same POC information. Or, it may mean a picture belonging to the same access unit as the current picture.
  • An interlayer reference picture may be generated by upsampling the active reference picture determined in operation S320 (S330).
  • the interlayer reference picture may include at least one of a first interlayer reference picture and a second interlayer reference picture.
  • the first interlayer reference picture may mean a reference picture that has been filtered for the integer position
  • the second interlayer reference picture may mean a reference picture that has not been filtered for the integer position.
  • the integer position may refer to an integer pixel of an up-sampled active reference picture.
  • n phases are generated, and at this time, zero phase positions (that is, n-fold integer pixels after interpolation) It may mean.
  • Filtering on the integer position may be performed using the surrounding integer position.
  • the surrounding integer position may be located in the same row or the same column as the currently filtered integer position.
  • the surrounding integer positions may mean a plurality of integer positions belonging to the same row or the same column. Here, the plurality of integer positions may be sequentially arranged in the same column or the same row. A detailed upsampling method will be described with reference to FIG. 10.
  • the determined active reference picture may be used as an interlayer reference picture as it is.
  • a reference picture list including the temporal reference picture and the interlayer reference picture generated in step S330 may be generated (S340).
  • the reference picture list for the current picture may include a reference picture belonging to the same layer as the current picture (hereinafter, referred to as a temporal reference picture).
  • the temporal reference picture may mean a picture having an output order different from the current picture (eg, picture order count, POC).
  • POC picture order count
  • the reference picture list may further include an interlayer reference picture for inter-layer prediction of the current picture. That is, in a multilayer structure (eg, scalable video coding and multi-view video coding), not only pictures belonging to the same layer but also pictures belonging to other layers may be referred to. A method of constructing a reference picture list including the interlayer reference picture will be described with reference to FIGS. 14 to 16.
  • the interlayer reference picture may include at least one of a first interlayer reference picture and a second interlayer reference picture. Accordingly, a reference picture list including any one of a first interlayer reference picture and a second interlayer reference picture may be generated, and a reference picture list including both the first interlayer reference picture and the second interlayer reference picture is generated. You may.
  • the encoding apparatus may signal information about which of the two layer reference pictures to use.
  • the reference index may be used for selective use of the first interlayer reference picture and the second interlayer reference picture. Specifically, only the first interlayer reference picture may be selected by the reference index on a prediction block basis, or only the second interlayer reference picture may be selected, and both the first and second interlayer reference pictures are selected. May be
  • num_ref_idx_l0_active_minus1 and num_ref_idx_l1_active_minus1 which are syntaxes of the slice header indicating the maximum reference index of the reference picture list for the base layer that does not perform inter-layer prediction, have a value between 0 and 14.
  • the ranges of num_ref_idx_l0_active_minus1 and num_ref_idx_l1_active_minus1 which are the syntaxes representing the maximum reference index values of the reference picture list for the current layer, range from 0 to 15. Can be defined.
  • the range of num_ref_idx_l0_active_minus1 and num_ref_idx_l1_active_minus1 is defined as a value between 0 and 15. Can be.
  • the reference index maximum value of the reference picture list for the current layer is maximum.
  • the ranges of num_ref_idx_l0_active_minus1 and num_ref_idx_l1_active_minus1 which are syntaxes that represent NNs, may be defined as values between 0 and 16.
  • Inter-prediction of the current picture may be performed based on the reference picture list generated in step S340 (S350).
  • a reference picture corresponding to the reference index of the current block is selected from the reference picture list.
  • the selected reference picture may be a temporal reference picture or an inter-layer reference picture (ie, an upsampled active reference picture or an active reference picture) in the same layer as the current block.
  • a reference block in the reference picture may be specified based on the motion vector of the current block, and the sampled value or texture information of the current block may be predicted using the reconstructed sample value or texture information of the specified reference block.
  • the reference block When the reference picture corresponding to the reference index of the current block is an interlayer reference picture, the reference block may be a block at the same position as the current block (hereinafter, referred to as a call block). To this end, when the reference picture of the current block is an interlayer reference picture, the motion vector of the current block may be set to (0,0).
  • FIG. 4 illustrates a method of deriving an active reference number NumActiveRefLayerPics in consideration of whether the maximum number of active reference pictures is limited according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • whether the maximum number of active reference pictures for the current picture is limited may be determined based on the maximum active reference flag max_one_active_ref_layer_flag.
  • the maximum active reference flag may specify whether the maximum number of active reference pictures for each picture of the video sequence is one. For example, when the value of the maximum active reference flag is 1, each picture of the video sequence may be limited to performing inter-layer prediction using at most one active reference picture. On the other hand, when the value of the maximum active reference flag is 0, each picture of the video sequence may perform inter-layer prediction using a plurality of active reference pictures.
  • the maximum active reference flag may be obtained from a video parameter set commonly applied to a bitstream, in particular, a picture included in a received video sequence.
  • interlayer reference number information (num_inter_layer_ref_pics_minus1) may be obtained from the bitstream (S410).
  • the interlayer reference number information is coded information for specifying the number of active reference pictures.
  • the interlayer reference count information may be encoded by subtracting 1 from the number of active reference pictures used for inter-layer prediction of the current picture.
  • the number of active references (NumActiveRefLayerPics) of the current picture may be derived by using the interlayer reference number information acquired in step S410 (S420).
  • the number of active references (NumActiveRefLayerPics) of the current picture is obtained by adding 1 to the interlayer reference number information. Can be derived from a value.
  • the active reference number NumActiveRefLayerPics may be derived according to the limited maximum number of active reference pictures (S430).
  • the number of active references (NumActiveRefLayerPics) for the current picture may be set to one.
  • FIG. 5 illustrates a method of deriving NumActiveRefLayerPics of a current picture using sub-layer number information and a maximum temporal level indicator according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the sub-layer number information of the reference layer and the maximum temporal indicator of the current layer may be obtained from the bitstream (S500).
  • One layer may include a plurality of temporal sub-layers that are scalable in different temporal resolutions.
  • the maximum number of temporal sub-layers included in one layer may be encoded by subtracting 1 to increase coding efficiency, which is referred to as sub-layer number information. Therefore, the sub-layer number information may be defined as information for specifying the maximum number of temporal sub-layers included in the reference layer. A method of obtaining the sub-layer number information will be described in detail with reference to FIG. 7.
  • the display between the current picture and other pre-decoded pictures belonging to the current layer is low (that is, when the temporal ID (TemporalID) of the current picture has a small value)
  • the display between the current picture and other pre-decoded pictures belonging to the current layer The order difference becomes large.
  • the possibility of using the corresponding picture of the reference layer as the reference picture, rather than using the pre-decoded pictures of the current layer as the reference picture. Is higher.
  • the temporal resolution of the current picture being encoded in the current layer is high (that is, the temporal ID (TemporalID) of the current picture has a large value)
  • the display order between the current picture and other pre-decoded pictures of the current layer is not big.
  • the image feature between the current picture and the pre-decoded pictures is more likely to be similar, and therefore, the possibility of using the pre-decoded pictures of the current layer as the reference picture rather than using the corresponding picture of the reference layer as the reference picture. Is higher.
  • the inter-layer prediction method is effective when the temporal resolution of the current picture is low, it is necessary to determine whether to permit inter-layer prediction in consideration of a specific temporal identifier (TemporalID) of the reference layer.
  • TemporalID temporal identifier
  • the maximum value of the temporal level identifier of the reference layer that allows inter-layer prediction of the current layer may be signaled, which is called a maximum temporal indicator.
  • a method of obtaining the maximum time level indicator will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 9.
  • a candidate reference picture of the current picture may be determined using the sub-layer number information of the reference layer and the maximum temporal level indicator of the current layer (S510).
  • the candidate reference picture of the current picture may be determined by considering whether the corresponding picture of the reference layer satisfies the first condition and the second condition below.
  • the candidate reference picture refers to a candidate available for inter-layer prediction of the current picture, which is distinguished from an active reference picture used for inter-layer prediction of the current picture.
  • Sub-Layer Number Information> Temporal Identifier (TemporalId) of the Corresponding Picture
  • the corresponding picture of the reference layer When the corresponding picture of the reference layer satisfies the first condition and the second condition (that is, the temporal level identifier of the corresponding picture is less than or equal to the sub-layer number information, and the temporal level identifier of the corresponding picture is the maximum value). Smaller than the temporal indicator), the corresponding picture may be viewed as a candidate reference picture available for inter-layer prediction of the current picture.
  • the maximum temporal level indicator is defined as a value obtained by adding 1 to the maximum value of the temporal level identifier of the reference layer to which inter-layer prediction of the current layer is allowed, the current layer is smaller than the maximum temporal level indicator among pictures of the reference layer. This is because it is allowed to perform inter-layer prediction using only pictures having a small temporal level identifier.
  • the corresponding picture of the reference layer does not satisfy at least one of the first condition or the second condition (that is, the time level identifier of the corresponding picture is larger than the sub-layer number information or the maximum time level indicator). Greater than or equal to), the corresponding picture may be viewed as a picture of limited use for inter-layer prediction of the current picture.
  • the temporal level identifier of the corresponding picture cannot be greater than the value minus 1 from the maximum number of temporal sub-layers included in the reference layer.
  • the maximum temporal indicator of the reference layer is defined as a value obtained by adding 1 to the maximum value of the temporal level identifier of the reference layer to which inter-layer prediction of the current layer is allowed
  • the maximum of the pictures of the reference layer This is because inter-layer prediction of the current layer is not allowed for a corresponding picture having a temporal identifier having a value greater than the temporal identifier.
  • a corresponding picture that satisfies the first condition and the second condition may be selected from all reference layers having a direct dependency relationship with the current layer, and may be determined as a candidate reference picture of the current picture.
  • the number of corresponding pictures (that is, candidate reference pictures) satisfying the first condition and the second condition may be counted and set as the candidate reference number (numRefLayerPics). If the corresponding pictures of all reference layers having a direct dependency relationship with the current layer do not satisfy the first condition and the second condition, in this case, the candidate reference count (numRefLayerPics) is set to 0. Will be.
  • the active reference number NumActiveRefLayerPics of the current picture may be set to 0 (S530).
  • the candidate reference number (numRefLayerPics) when the candidate reference number (numRefLayerPics) is not 0, all or part of candidate reference pictures of the current picture may be used as the active reference picture of the current picture.
  • the number of active references (NumActiveRefLayerPics) of the current picture may be derived based on the all active flag (all_ref_layers_active_flag) for selective use of the candidate reference picture (S540), which will be described in detail with reference to FIG. 6 below.
  • FIG. 6 illustrates a method of deriving a number of active references (NumActiveRefLayerPics) of a current picture based on an all active flag (all_ref_layers_active_flag) according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • whether the constraint that all the candidate reference pictures are used for inter-layer prediction of the current picture is applied may be determined based on an all active flag (all_ref_layers_active_flag).
  • the all active flag indicates whether a candidate reference picture specified by the sub-layer number information and the maximum temporal level indicator among corresponding pictures of a reference layer having a direct dependency relationship with a current layer is used for inter-layer prediction of the current picture. Can be represented.
  • the value of the all active flag when the value of the all active flag is 1, all candidate reference pictures of the current picture are used for inter-layer prediction of the current picture.
  • the value of the all active flag when the value of the all active flag is 0, the constraint that all candidate reference pictures of the current picture are used for inter-layer prediction of the current picture is not applied. That is, all of the candidate reference pictures specified by the sub-layer number information and the maximum temporal indicator may be used for inter-layer prediction of the current picture, and only some of them may be selectively used.
  • the active reference number NumActiveRefLayerPics of the current picture may be derived from the determined number of candidate reference pictures ( S610).
  • the active reference number NumActiveRefLayerPics of the current picture may be set to the same value as the candidate reference number NumRefLayerPics derived by counting the number of candidate reference pictures of the current picture.
  • whether the maximum number of active reference pictures for the current picture is limited may be determined based on the maximum active reference flag max_one_active_ref_layer_flag.
  • the maximum active reference flag may specify whether the maximum number of active reference pictures for each picture of the video sequence is one. For example, when the value of the maximum active reference flag is 1, each picture of the video sequence may be limited to performing inter-layer prediction using at most one active reference picture. On the other hand, when the value of the maximum active reference flag is 0, each picture of the video sequence may perform inter-layer prediction using a plurality of active reference pictures.
  • the maximum active reference flag may be obtained from a video parameter set commonly applied to a bitstream, in particular, a picture included in a received video sequence.
  • interlayer reference number information (num_inter_layer_ref_pics_minus1) may be obtained from the bitstream (S630).
  • the interlayer reference number information is coded information for specifying the number of active reference pictures.
  • the interlayer reference count information may be encoded by subtracting 1 from the number of active reference pictures used for inter-layer prediction of the current picture.
  • the number of active references (NumActiveRefLayerPics) of the current picture may be derived by using the interlayer reference number information acquired in step S630 (S640).
  • the number of active references (NumActiveRefLayerPics) of the current picture is obtained by adding 1 to the interlayer reference number information. Can be derived from a value.
  • an active reference number NumActiveRefLayerPics may be derived according to the limited maximum number of active reference pictures (S650).
  • the number of active references (NumActiveRefLayerPics) for the current picture may be set to one.
  • FIG. 7 illustrates a syntax table of sub-layer number information according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a sub-layer present flag (sub_layer_vps_max_minus1_present_flag) may be obtained from the bitstream (S700).
  • the sub-layer present flag may indicate whether to signal sub-layer number information (sub_layer_vps_max_minus1 [i]). For example, when the value of the sub-layer present flag is 1, the sub-layer number flag is signaled, and when the value of the sub-layer present flag is 0, the sub-layer number information is signaled. Not.
  • sub-layer number information (sub_layer_vps_max_minus1 [i]) may be obtained from the bitstream (S710).
  • the sub-layer number information may mean a value obtained by subtracting 1 from the maximum number of temporal sub-layers included in the i-th layer. Accordingly, the sub-layer number information may mean the maximum value of the temporal level identifiers assigned to the temporal sub-layers included in the i-th layer.
  • the sub-layer number information may be obtained for each layer included in the video sequence.
  • the sub-layer number information is obtained from a video parameter set.
  • the sub-layer number information is not limited thereto and may be obtained from a sequence parameter set.
  • FIG. 8 illustrates a method of obtaining a maximum time level indicator based on a maximum time level present flag as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the maximum time level present flag max_tid_ref_present_flag may be obtained from the bitstream (S800).
  • the maximum time level present flag max_tid_ref_present_flag may indicate whether the maximum time level indicator max_tid_il_ref_pics_plus1 [i] is signaled. For example, when the value of the maximum time level present flag is 1, the maximum time level indicator is signaled, and when the value of the maximum time level present flag is 0, the maximum time level governor is not signaled. .
  • a maximum time level indicator max_tid_il_ref_pics_plus1 [i] may be obtained from the bitstream (S810).
  • the maximum temporal level indicator max_tid_il_ref_pics_plus1 [i] may mean a value obtained by adding 1 to the maximum value of the temporal level identifiers used for inter-layer prediction in the i-th layer.
  • the picture of the i th layer of the plurality of layers of the video sequence is not used as a reference picture for inter-layer prediction.
  • the picture of the i-th layer may be a non-random access picture.
  • a picture belonging to the i th layer among a plurality of layers of the video sequence and a picture having a temporal level identifier having a value greater than the maximum temporal level identifier are referred to for inter-layer prediction. Not used as a picture.
  • the i-th layer is provided only when the value of the maximum temporal indicator is greater than 0 and a picture belonging to the i-th layer among a plurality of layers of the video sequence has a temporal level identifier having a value less than or equal to the maximum temporal identifier.
  • the picture belonging to may be used as a reference picture for inter-layer prediction.
  • the maximum temporal level identifier is a value derived from the maximum temporal level indicator.
  • the maximum temporal level identifier may be derived by subtracting 1 from the value of the maximum temporal level indicator.
  • the maximum time level indicator obtained in step S810 may have a value (eg, 0 to 7) within a predetermined range. If the value of the maximum temporal indicator indicated in step S810 corresponds to a maximum value among the values within the predetermined range, the corresponding picture of the reference layer is independent of the temporal level identifier TemporalID of the corresponding picture of the reference layer. It may be used as an interlayer reference picture of the current layer.
  • a maximum value of a temporal level identifier of a picture used for inter-layer prediction in a reference layer may be differently set for each layer pair having dependency, which will be described below with reference to FIG. 9. .
  • FIG. 9 illustrates a method of obtaining a maximum time level indicator in consideration of direct dependency as an embodiment to which the present invention is applied.
  • a maximum time level present flag max_tid_ref_present_flag may be obtained from a bitstream (S900).
  • the maximum time level present flag is information for specifying the presence or absence of the maximum time level indicator, which has been described in detail with reference to FIG. 8, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the value of the maximum time level present flag is 1, it may be determined whether the j th layer is a layer having direct dependency with the i th layer (S910).
  • whether the j th layer is a layer having direct dependency on the i th layer may be determined based on the direct dependency flag direct_dependency_flag [j] [i]. That is, when the value of the direct dependency flag is 1, the j th layer has direct dependency with the i th layer. When the value of the direct dependency flag is 1, the i th layer may be used for inter-layer prediction of the j th layer. Conversely, if the value of the direct dependency flag is 0, the i th layer will not be used for inter-layer prediction of the j th layer.
  • a maximum temporal level indicator max_tid_il_ref_pics_plus1 [i] [j] may be obtained from the bitstream (S920).
  • the maximum temporal level indicator max_tid_il_ref_pics_plus1 [i] [j] may be obtained for each pair of layers having direct dependency, that is, for each layer referenced and the referenced layer.
  • the maximum temporal level indicator max_tid_il_ref_pics_plus1 [i] [j] may mean a value obtained by adding 1 to the maximum value of the temporal identifiers of the i th layer to which inter-layer prediction of the j th layer is allowed.
  • the picture of the i th layer of the plurality of layers of the video sequence is not used as a reference picture for inter-layer prediction of the picture belonging to the j th layer.
  • the picture of the i-th layer may be a non-random access picture.
  • the picture belonging to the i th layer among the plurality of layers of the video sequence and the picture having the temporal level identifier having a value greater than the maximum temporal level identifier are the pictures belonging to the j th layer. It is not used as a reference picture for inter-layer prediction.
  • the i-th layer is provided only when the value of the maximum temporal indicator is greater than 0 and a picture belonging to the i-th layer among a plurality of layers of the video sequence has a temporal level identifier having a value less than or equal to the maximum temporal identifier.
  • the picture belonging to may be used as a reference picture for inter-layer prediction of the picture belonging to the j th layer.
  • the maximum temporal level identifier is a value derived from the maximum temporal level indicator.
  • the maximum temporal level identifier may be derived by subtracting 1 from the value of the maximum temporal level indicator.
  • the maximum time level indicator obtained in step S920 may have a value (eg, 0 to 7) within a predetermined range. If the value of the maximum temporal indicator indicated in step S920 corresponds to the maximum value among the values within the predetermined range, the corresponding picture of the reference layer is irrelevant to the temporal level identifier TemporalID of the corresponding picture of the reference layer. It may be used as an interlayer reference picture of the current layer.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of upsampling an active reference picture of a reference layer according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a reference sample position of a reference layer corresponding to the current sample position of the current layer may be derived (S1000).
  • the reference sample position corresponding to the current sample position may be derived in consideration of the resolution difference between the two. That is, the aspect ratio may be considered between the picture of the current layer and the picture of the reference layer.
  • an offset for correcting this may be required.
  • the reference sample position may be derived in consideration of the scale factor and the upsampled reference layer offset.
  • the scale factor may be calculated based on a ratio of the width and the height between the current picture of the current layer and the active reference picture of the reference layer.
  • the upsampled reference layer offset may mean position difference information between any one sample located at the edge of the current picture and any one sample located at the edge of the interlayer reference picture.
  • the upsampled reference layer offset includes horizontal position information in the horizontal / vertical direction between the upper left sample of the current picture and the upper left sample of the interlayer reference picture, and the lower right sample of the current picture and the lower right sample of the interlayer reference picture.
  • Position difference information in the horizontal / vertical direction of the liver may be included.
  • the upsampled reference layer offset may be obtained from the bitstream.
  • the upsampled reference layer offset may be obtained from at least one of a video parameter set, a sequence parameter set, a picture parameter set, and a slice header. Can be.
  • the filter coefficient of the upsampling filter may be determined in consideration of the phase of the reference sample position derived in S1000 (S1010).
  • the upsampling filter may be any one of a fixed upsampling filter and an adaptive upsampling filter.
  • the fixed upsampling filter may mean an upsampling filter having a predetermined filter coefficient without considering the feature of the image.
  • a tap filter may be used as the fixed upsampling filter, which may be defined for the luminance component and the chrominance component, respectively.
  • a fixed upsampling filter having an accuracy of 1/16 sample units will be described with reference to Tables 1 to 2.
  • Table 1 is a table that defines the filter coefficients of the fixed upsampling filter for the luminance component.
  • interpolation may be performed using a reference sample of a reference layer corresponding to the current sample of the current layer and a neighboring sample adjacent to the reference sample.
  • the neighbor sample may be specified according to the direction in which interpolation is performed. For example, when performing interpolation in the horizontal direction, the neighboring sample may include three consecutive samples to the left and four consecutive samples to the right based on the reference sample. Alternatively, when performing interpolation in the vertical direction, the neighboring sample may include three consecutive samples at the top and four consecutive samples at the bottom based on the reference sample.
  • the fixed upsampling filter may use different filter coefficients for each phase p. Except in the case where phase p is zero, the magnitude of each filter coefficient may be defined to fall in the range of 0 to 63. This means that the filtering is performed with a precision of 6 bits.
  • a phase p of 0 means a position of an integer multiple of n times when interpolated in units of 1 / n samples.
  • Table 2 is a table that defines the filter coefficients of the fixed upsampling filter for the chrominance components.
  • a 4-tap filter may be applied unlike the luminance component. That is, interpolation may be performed using a reference sample of a reference layer corresponding to the current sample of the current layer and a neighboring sample adjacent to the reference sample.
  • the neighbor sample may be specified according to the direction in which interpolation is performed. For example, when performing interpolation in the horizontal direction, the neighboring sample may include one sample to the left and two samples to the right based on the reference sample. Alternatively, when performing interpolation in the vertical direction, the neighboring sample may include one sample continuous to the top and two samples continuous to the bottom based on the reference sample.
  • each filter coefficient may be defined to be in the range of 0 to 62. This also means filtering with 6bits precision.
  • an 8-tap filter is applied to the luminance component and a 4-tap filter to the chrominance component
  • the present invention is not limited thereto, and the order of the tap filter may be variably determined in consideration of coding efficiency.
  • the order of the tap filter may be variably determined in consideration of coding efficiency.
  • an optimal filter coefficient may be determined by an encoder in consideration of characteristics of an image, signaled, and transmitted to a decoder.
  • the adaptive upsampling filter uses the filter coefficients that are adaptively determined in the encoder. Since the characteristics of the image are different in picture units, coding efficiency can be improved by using an adaptive upsampling filter that can express the characteristics of the image better than using a fixed upsampling filter in all cases.
  • the interlayer reference picture may be generated by applying the filter coefficient determined in operation S1010 to the active reference picture of the reference layer (S1020).
  • interpolation may be performed by applying the determined filter coefficients of the upsampling filter to samples of the active reference picture.
  • the interpolation may be performed primarily in the horizontal direction, and may be performed in the vertical direction secondary to the sample generated after the horizontal interpolation.
  • FIG. 11 illustrates a method for specifying a near reference picture stored in a decoding picture buffer according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the temporal reference picture may be stored in a decoded picture buffer (DPB) and used as a reference picture when necessary for inter prediction of the current picture.
  • the temporal reference picture stored in the decoding picture buffer may include a short-term reference picture.
  • the near reference picture refers to a picture in which the difference between the current picture and the POC value is not large.
  • the information specifying the near reference picture that should be stored in the decoding picture buffer at the present time is composed of the output order (POC) of the reference picture and a flag indicating whether the current picture is directly referenced (for example, used_by_curr_pic_s0_flag and used_by_curr_pic_s1_flag).
  • This is called a reference picture set.
  • the i-th near-reference picture of the near-reference picture set has a value smaller than the output order (POC) of the current picture
  • the i-th near-reference picture is the reference picture of the current picture. Not used.
  • the i th near reference picture of the near reference picture set has a value larger than the output order (POC) of the current picture
  • the i th near reference picture is the reference picture of the current picture. Not used.
  • the near-field reference picture can be specified based on the output order (POC) of the reference picture and a flag indicating whether the reference picture is used as the reference picture.
  • POC output order
  • an indication eg, unused for reference
  • an indication that is not used as a reference picture can be made, and further removed from the decoding picture buffer.
  • FIG. 12 illustrates a method for specifying a long-term reference picture as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the POC value of the long range reference picture may be derived using a difference between the LSB value of the POC value of the reference picture, the POC value of the current picture, and the MSB of the POC value of the current picture and the MSB of the POC value of the reference picture.
  • a POC value of the current picture is 331
  • a maximum value that can be represented by the LSB is 32
  • a picture having a POC value of 308 is used as the long distance reference picture.
  • 331 which is a POC value of the current picture, may be expressed as 32 * 10 + 11, where 10 is an MSB value and 11 is an LSB value.
  • the POC value of the long range reference picture 308 is expressed as 32 * 9 + 20, where 9 is an MSB value and 20 is an LSB value.
  • the POC value of the long range reference picture may be derived as shown in FIG. 12.
  • FIG. 13 illustrates a method of constructing a reference picture list using a near reference picture and a long range reference picture according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a reference picture list including a temporal reference picture may be generated in consideration of whether the temporal reference picture is a near reference picture and a POC value of the near reference picture.
  • the reference picture list may include at least one of reference picture list 0 for L0 prediction and reference picture list 1 for L1 prediction.
  • a near reference picture (RefPicSetCurr0) having a POC value smaller than the current picture, a near reference picture (RefPicSetCurr1) having a POC value larger than the current picture, and a long distance reference picture (RefPicSetLtCurr) may be arranged in this order. have.
  • a near reference picture (RefPicSetCurr1) having a larger POC value than the current picture, a near reference picture (RefPicSetCurr0) having a POC value smaller than the current picture, and a long distance reference picture (RefPicSetLtCurr) may be arranged in this order.
  • a plurality of temporal reference pictures included in the reference picture list may be rearranged in order to improve encoding efficiency of the reference index of the temporal reference picture. This may be adaptively performed based on the list rearrangement flag list_modification_present_flag.
  • the list rearrangement flag is information specifying whether or not the reference pictures in the reference picture list are rearranged. The list rearrangement flag may be signaled with respect to reference picture list 0 and reference picture list 1, respectively.
  • the reference pictures in the reference picture list are not rearranged, and only when the value of the list rearrangement flag list_modification_present_flag is 1. Reference pictures may be rearranged.
  • reference pictures in the reference picture list may be rearranged using list entry information list_entry [i].
  • the list entry information list_entry [i] may specify a reference index of the reference picture located at the current position (that is, the i-th entry) in the reference picture list.
  • a reference picture corresponding to the list entry information list_entry [i] may be specified in a previously generated reference picture list, and the specified reference picture may be rearranged to an i-th entry in the reference picture list.
  • the list entry information may be obtained by the number of reference pictures included in the reference picture list or by the maximum reference index of the reference picture list. In addition, the list entry information may be obtained in consideration of the slice type of the current picture. That is, if the slice type of the current picture is a P slice, the list entry information (list_entry_l0 [i]) for the reference picture list 0 is obtained. If the slice type of the current picture is a B slice, the list for the reference picture list 1 is obtained. Entry information list_entry_l1 [i] may be additionally obtained.
  • FIG. 14 to 16 illustrate a method of constructing a reference picture list in a multilayer structure according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the reference picture list 0 in the multilayer structure has a near reference picture (hereinafter, referred to as a first near reference picture) having a POC value smaller than the POC value of the current picture, and has a POC value higher than the POC value of the current picture.
  • a large near reference picture (hereinafter, referred to as a second near reference picture) may be configured in the order of a long range reference picture.
  • Reference picture list 1 may be configured in order of a second near reference picture, a first near reference picture, and a long range reference picture.
  • the interlayer reference picture may be added after the long distance reference picture in reference picture list 0 and reference picture list 1.
  • the enhancement layer may frequently use the interlayer reference picture of the base layer.
  • the interlayer reference picture is added to the end of the reference picture list, encoding performance of the reference picture list may be degraded. Therefore, as illustrated in FIGS. 15 and 16, the encoding performance of the reference picture list may be improved by adding the interlayer reference picture before the long range reference picture.
  • an interlayer reference picture may be arranged between near reference pictures in a reference picture list.
  • the reference picture list 0 in the multilayer structure may be configured in the order of the first near reference picture, the interlayer reference picture, the second near reference picture, and the long range reference picture.
  • Reference picture list 1 may be configured in the order of a second near reference picture, an interlayer reference picture, a first near reference picture, and a long range reference picture.
  • the interlayer reference picture may be arranged between the near reference picture and the long range reference picture in the reference picture list.
  • the reference picture list 0 in the multilayer structure may be configured in the order of a first near reference picture, a second near reference picture, an interlayer reference picture, and a long range reference picture.
  • Reference picture list 1 may be configured in the order of a second near reference picture, a first near reference picture, an interlayer reference picture, and a long range reference picture.
  • FIGS. 14 to 16 illustrate a reference picture list, which includes a near reference picture having a POC value smaller than the current picture, a near reference picture having a POC value larger than the current picture, a long range reference picture, and an interlayer reference picture.
  • this merely illustrates the order in which the reference pictures are arranged, and includes a plurality of near reference pictures (ie, a near reference picture set), long range reference pictures (ie, a long distance reference picture set), and an interlayer.
  • reference pictures ie, interlayer reference picture set
  • the plurality of inter-layer reference pictures may be separated into a first interlayer reference picture set and a second interlayer reference picture set to form a reference picture list.
  • the first interlayer reference picture set may be arranged between the first near reference picture and the second near reference picture, and the second interlayer reference picture set may be arranged after the long range reference picture.
  • the present invention is not limited thereto and may include all possible embodiments from a combination of the embodiments shown in FIGS. 14 to 16.
  • the first interlayer reference picture set may refer to reference pictures of a reference layer having a reference layer identifier (RefPiclayerId) that is smaller than the layer identifier (CurrlayerId) of the current layer
  • the second interlayer reference picture set may correspond to a current layer of the current layer.
  • Reference pictures of a reference layer having a reference layer identifier RefPiclayerId larger than the layer identifier CurrlayerId may be referred to.
  • the present invention can be used to code a video signal of a multilayer structure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법은 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자에 기반하여 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수를 유도하고, 액티브 참조 개수에 기초하여 참조 레이어 식별자를 획득하며, 참조 레이어 식별자를 이용하여 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 결정하고, 결정된 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 레이어 비디오 신호 인코딩/디코딩 방법 및 장치
본 발명은 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩/디코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 발명은 멀티 레이어 비디오 신호의 인코딩/디코딩에 있어서, 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용되는 참조 레이어의 대응 픽쳐를 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 멀티 레이어 비디오 신호의 인코딩/디코딩에 있어서, 참조 레이어의 대응 픽쳐를 업샘플링하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 멀티 레이어 비디오 신호의 인코딩/디코딩에 있어서, 인터레이어 참조 픽쳐를 이용하여 참조 픽쳐 리스트를 구성하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 멀티 레이어 비디오 신호의 인코딩/디코딩에 있어서, 레이어 간 예측을 통해 현재 레이어의 텍스쳐 정보를 효과적으로 유도하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치는, 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자에 기반하여 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수를 유도하고, 상기 액티브 참조 개수에 기초하여 참조 레이어 식별자를 획득하며, 상기 참조 레이어 식별자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는, 상기 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 상기 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지 여부를 결정하며, 상기 액티브 참조 개수는 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지에 따라 적응적으로 유도되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 참조 레이어에 속한 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 서브-레이어 개수 정보보다 작거나 같고, 상기 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 지시자보다 작은 경우, 상기 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐로 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는, 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되지 아니하는 경우, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부를 결정하는 단계는 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는 경우, 상기 액티브 참조 개수는 상기 액티브 참조 픽쳐의 제한된 최대 개수에 따라 유도되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치는, 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자에 기반하여 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수를 유도하고, 상기 액티브 참조 개수에 기초하여 참조 레이어 식별자를 획득하며, 상기 참조 레이어 식별자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는, 상기 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 상기 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지 여부를 결정하며, 상기 액티브 참조 개수는 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지에 따라 적응적으로 유도되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 참조 레이어에 속한 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 서브-레이어 개수 정보보다 작거나 같고, 상기 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 지시자보다 작은 경우, 상기 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐로 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는, 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되지 아니하는 경우, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부를 결정하는 단계는 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는 경우, 상기 액티브 참조 개수는 상기 액티브 참조 픽쳐의 제한된 최대 개수에 따라 유도되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 현재 레이어 내 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용되는 참조 레이어의 대응 픽쳐를 효과적으로 결정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 참조 레이어의 픽쳐를 효과적으로 업샘플링할 수 있다.
본 발명에 의하면, 인터레이어 참조 픽쳐를 포함한 참조 픽쳐 리스트를 효과적으로 구성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 레이어 간 예측을 통해 현재 레이어의 텍스쳐 정보를 효과적으로 유도할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 부호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 복호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 참조 레이어의 대응 픽쳐를 이용하여 현재 레이어의 인터 예측을 수행하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지를 고려하여 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 서브-레이어 개수 정보 및 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 올 액티브 플래그(all_ref_layers_active_flag)에 기초하여 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 서브-레이어 개수 정보의 신택스 테이블을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 최대 시간레벨 프레즌트 플래그에 기초하여 최대 시간레벨 지시자를 획득하는 방법을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 다이렉트 디펜던시를 고려하여 최대 시간레벨 지시자를 획득하는 방법을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 참조 레이어의 액티브 참조 픽쳐를 업샘플링하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 디코딩 픽쳐 버퍼에 저장되는 근거리 참조 픽쳐를 특정하는 방법을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 장거리 참조 픽쳐(long-term reference picture)를 특정하는 방법을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 근거리 참조 픽쳐와 장거리 참조 픽쳐를 이용하여 참조 픽쳐 리스트를 구성하는 방법을 도시한 것이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 멀티레이어 구조에서 참조 픽쳐 리스트를 구성하는 방법을 도시한 것이다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치는, 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자에 기반하여 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수를 유도하고, 상기 액티브 참조 개수에 기초하여 참조 레이어 식별자를 획득하며, 상기 참조 레이어 식별자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는, 상기 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 상기 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지 여부를 결정하며, 상기 액티브 참조 개수는 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지에 따라 적응적으로 유도되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 참조 레이어에 속한 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 서브-레이어 개수 정보보다 작거나 같고, 상기 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 지시자보다 작은 경우, 상기 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐로 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는, 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되지 아니하는 경우, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부를 결정하는 단계는 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는 경우, 상기 액티브 참조 개수는 상기 액티브 참조 픽쳐의 제한된 최대 개수에 따라 유도되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치는, 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자에 기반하여 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수를 유도하고, 상기 액티브 참조 개수에 기초하여 참조 레이어 식별자를 획득하며, 상기 참조 레이어 식별자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는, 상기 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 상기 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지 여부를 결정하며, 상기 액티브 참조 개수는 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지에 따라 적응적으로 유도되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 참조 레이어에 속한 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 서브-레이어 개수 정보보다 작거나 같고, 상기 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 지시자보다 작은 경우, 상기 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐로 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는, 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되지 아니하는 경우, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부를 결정하는 단계는 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법 및 장치에 있어서, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는 경우, 상기 액티브 참조 개수는 상기 액티브 참조 픽쳐의 제한된 최대 개수에 따라 유도되는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
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 “포함”한다고 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.
비트스트림 내 복수의 레이어(multi-layer)를 지원하는 비디오의 부호화 및 복호화를 스케일러블 비디오 코딩(scalable video coding)이라고 한다. 복수의 레이어 간에는 강한 연관성(correlation)이 존재하기 때문에 이런 연관성을 이용하여 예측을 수행하면 데이터의 중복 요소를 제거할 수 있고, 영상의 부호화 성능을 향상시킬 수 있다. 다른 레이어의 정보를 이용하여 현재 레이어의 예측을 수행하는 것을 이하에서는 레이어 간 예측(inter-layer prediction) 혹은 인터 레이어 예측이라고 표현한다.
복수의 레이어들은 해상도가 상이할 수 있으며, 여기서 해상도는 공간 해상도, 시간 해상도, 이미지 퀄러티 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 인터 레이어 예측 시 해상도의 조절을 위하여 레이어의 업샘플링(up-sampling) 또는 다운샘플링(down sampling)과 같은 리샘플링(resampling)이 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
본 발명에 따른 부호화 장치(100)는 상위 레이어에 대한 부호화부(100a)와 하위 레이어에 대한 부호화부(100b)를 포함한다.
상위 레이어는 현재 레이어 또는 인핸스먼트 레이어(enhancement layer)로 표현될 수 있으며, 하위 레이어는 상위 레이어보다 해상도가 낮은 인핸스먼트 레이어, 베이스 레이어(base layer) 또는 참조 레이어(reference layer)로 표현될 수 있다. 상위 레이어와 하위 레이어는 공간적 해상도, 프레임 레이트에 따른 시간적 해상도 및 컬러 포맷 또는 양자화 크기에 따른 이미지 퀄리티 중 적어도 하나가 서로 다를 수 있다. 레이어 간 예측을 수행하기 위하여 해상도 변경이 필요한 경우 레이어의 업샘플링 또는 다운샘플링이 수행될 수 있다.
상위 레이어의 부호화부(100a)는 분할부(110), 예측부(120), 변환부(130), 양자화부(140), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(160), 역양자화부(170), 역변환부(180), 필터부(190) 및 메모리(195)를 포함할 수 있다.
하위 레이어의 부호화부(100b)는 분할부(111), 예측부(125), 변환부(131), 양자화부(141), 재정렬부(151), 엔트로피 부호화부(161), 역양자화부(171), 역변환부(181), 필터부(191) 및 메모리(196)를 포함할 수 있다.
부호화부는 이하의 본 발명의 실시예에서 설명하는 영상 부호화 방법에 의해 구현될 수 있으나, 일부의 구성부에서의 동작은 부호화 장치의 복잡도를 낮추기 위해 또는 빠른 실시간 부호화를 위해 수행되지 않을 수 있다. 예를 들어, 예측부에서 화면 내 예측을 수행함에 있어서, 실시간으로 부호화를 수행하기 위해 모든 화면 내 예측 모드 방법을 사용하여 최적의 화면 내 부호화 방법을 선택하는 방법을 사용하지 않고 일부의 제한적인 개수의 화면 내 예측 모드를 사용하여 그 중에서 하나의 화면 내 예측 모드를 최종 화면 내 예측 모드로 선택하는 방법이 사용될 수 있다. 또 다른 예로 화면 내 예측 또는 화면 간 예측을 수행함에 있어 사용되는 예측 블록의 형태를 제한적으로 사용하도록 하는 것도 가능하다.
부호화 장치에서 처리되는 블록의 단위는 부호화를 수행하는 부호화 단위, 예측을 수행하는 예측 단위, 변환을 수행하는 변환 단위가 될 수 있다. 부호화 단위는 CU(Coding Unit), 예측 단위는 PU(Prediction Unit), 변환 단위는 TU(Transform Unit)라는 용어로 표현될 수 있다.
분할부(110, 111)에서는 레이어 영상을 복수의 부호화 블록, 예측 블록 및 변환 블록의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 그 중 하나의 부호화 블록, 예측 블록 및 변환 블록의 조합을 선택하여 레이어를 분할할 수 있다. 예를 들어, 레이어 영상에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(QuadTree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 블록의 의미를 부호화를 하는 블록이라는 의미뿐만 아니라 복호화를 수행하는 블록이라는 의미로도 사용할 수 있다.
예측 블록은 화면 내 예측 또는 화면 간 예측과 같은 예측을 수행하는 단위가 될 수 있다. 화면 내 예측을 수행하는 블록은 2Nx2N, NxN과 같은 정사각형 형태의 블록일 수 있다. 화면 간 예측을 수행하는 블록으로는 2Nx2N, NxN과 같은 정사각형의 형태 또는 2NxN, Nx2N과 같은 직사각형의 형태 또는 비대칭 형태인 AMP (Asymmetric Motion Partitioning)를 사용한 예측 블록 분할 방법이 있다. 예측 블록의 형태에 따라 변환부(115)에서는 변환을 수행하는 방법이 달라질 수 있다.
부호화부(100a, 100b)의 예측부(120, 125)는 화면 내 예측(intra prediction)을 수행하는 화면 내 예측부(121, 126)와 화면 간 예측(inter prediction)을 수행하는 화면 간 예측부(122, 127)를 포함할 수 있다. 상위 레이어 부호화부(100a)의 예측부(120)는 하위 레이어의 정보를 이용하여 상위 레이어에 대한 예측을 수행하는 레이어 간 예측부(123)를 더 포함할 수 있다.
예측부(120, 125)는 예측 블록에 대해 화면 간 예측을 사용할 것인지 또는 화면 내 예측을 수행할 것인지를 결정할 수 있다. 화면 내 예측을 수행함에 있어서 예측 블록 단위로 화면 내 예측 모드를 결정하고, 결정된 화면 내 예측 모드에 기초하여 화면 내 예측을 수행하는 과정은 변환 블록 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130, 131)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(130)에서 부호화되어 복호화 장치에 전달될 수 있다.
PCM(Pulse Coded Modulation) 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측을 수행하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
화면 내 예측부(121, 126)에서는 현재 블록(예측 대상이 되는 블록)의 주변에 존재하는 참조 픽셀을 기초로 화면 내 예측된 블록을 생성할 수 있다. 화면 내 예측 방법에서 화면 내 예측 모드는 참조 픽셀을 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측 방향을 고려하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 루마 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드는 종류가 상이할 수 있다. 색차 정보를 예측하기 위해 루마 정보를 예측한 화면 내 예측 모드 또는 예측된 루마 정보를 활용할 수 있다. 만약, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀을 다른 픽셀로 대체하고, 이를 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
예측 블록은 복수개의 변환 블록을 포함할 수 있는데, 화면 내 예측을 수행 시 예측 블록의 크기와 변환 블록의 크기가 동일할 경우, 예측 블록의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 하지만, 화면 내 예측을 수행 시 예측 블록의 크기와 변환 블록의 크기가 상이하여 예측 블록의 내부에 복수의 변환 블록이 포함되는 경우, 변환 블록에 인접한 주변 픽셀을 참조 픽셀로 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 여기서, 변환 블록에 인접한 주변 픽셀은 예측 블록에 인접한 주변 픽셀과 예측 블록 내에 이미 복호화된 픽셀 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
화면 내 예측 방법은 화면 내 예측 모드에 따라 참조 화소에 MDIS(Mode Dependent Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 픽셀에 적용되는 MDIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. MDIS 필터는 화면 내 예측이 수행되어 화면 내 예측된 블록에 적용되는 추가의 필터로서 참조 픽셀과 예측을 수행 후 생성된 화면 내 예측된 블록에 존재하는 잔차를 줄이는데 사용될 수 있다. MDIS 필터링을 수행함에 있어 참조 픽셀과 화면 내 예측된 블록에 포함된 일부 열에 대한 필터링은 화면 내 예측 모드의 방향성에 따라 다른 필터링을 수행할 수 있다.
화면 간 예측부(122, 127)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 블록의 정보를 참조하여 예측을 수행할 수 있다. 화면 간 예측부(122, 127)에는 참조 픽쳐 보간부, 움직임 예측부, 움직임 보상부가 포함될 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(195, 196)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 루마 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
화면 간 예측부(122, 127)는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 움직임 예측을 수행할 수 있다. 움직임 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 움직임 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 움직임 벡터 값을 가질 수 있다. 화면 간 예측부(122, 127)에서는 여러 가지 화면 간 예측 방법 중 하나의 화면 간 예측 방법을 적용하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
화면 간 예측 방법으로는 예를 들어, 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, MVP(Motion Vector Predictor)를 이용하는 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
화면 간 예측에 있어서 움직임 정보 즉, 참조 인덱스, 움직임 벡터, 레지듀얼 신호 등의 정보는 엔트로피 부호화되어 복호화부에 전달된다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는 레지듀얼 신호가 생성되지 아니하므로, 레지듀얼 신호에 대한 변환 및 양자화 과정이 생략될 수 있다.
레이어 간 예측부(123)는 하위 레이어의 정보를 이용하여 상위 레이어를 예측하는 레이어 간 예측을 수행한다. 레이어 간 예측부(123)는 하위 레이어의 텍스쳐 정보, 움직임 정보 등을 이용하여 레이어 간 예측(inter-layer prediction)을 수행할 수 있다.
레이어 간 예측은 하위 레이어의 픽쳐를 참조 픽쳐로 해서 하위 레이어(참조 레이어)의픽쳐에 대한 움직임 정보를 이용하여 상위 레이어의 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 레이어 간 예측에서 참조 픽쳐로 사용되는 참조 레이어의 픽쳐는 현재 레이어의 해상도에 맞게 샘플링된 픽쳐일 수 있다. 또한, 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 인덱스를 포함할 수 있다. 이때, 참조 레이어의 픽쳐에 대한 움직임 벡터의 값은 (0,0)으로 설정될 수 있다.
레이어 간 예측의 예로서, 하위 레이어의 픽쳐를 참조 픽쳐로 이용하는 예측 방법을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 레이어 간 예측부(123)는 레이어 간 텍스처 예측, 레이어 간 움직임 예측, 레이어 간 신택스 예측 및 레이어 간 차분 예측 등을 수행할 수도 있다.
레이어 간 텍스처 예측은 참조 레이어의 텍스처를 기반으로 현재 레이어의 텍스처를 유도할 수 있다. 참조 레이어의 텍스처는 현재 레이어의 해상도에 맞춰 샘플링될 수 있으며, 레이어 간 예측부(123)는 샘플링된 참조 레이어의 텍스처를 기반으로 현재 레이어의 텍스처를 예측할 수 있다.
레이어 간 움직임 예측은 참조 레이어의 움직임 벡터를 기반으로 현재 레이어의 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 이때, 참조 레이어의 움직임 벡터는 현재 레이어의 해상도에 맞게 스케일링될 수 있다. 레이어 간 신택스 예측에서는 참조 레이어의 신택스를 기반으로 현재 레이어의 신택스가 예측될 수 있다. 예컨대, 레이어 간 예측부(123)는 참조 레이어의 신택스를 현재 레이어의 신택스로 이용할 수도 있다. 또한, 레이어 간 차분 예측에서는 참조 레이어의 복원 영상과 현재 레이어의 복원 영상 사이의 차분을 이용하여 현재 레이어의 픽쳐를 복원할 수 있다.
예측부(120, 125)에서 생성된 예측 블록과 예측 블록의 복원 블록과 차이 값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성되며, 잔차 블록은 변환부(130, 131)에 입력된다.
변환부(130, 131)에서는 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Transform)와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지 DST를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 블록의 화면 내 예측 모드 정보 및 예측 블록의 크기 정보를 기초로 결정할 수 있다. 즉, 변환부(130, 131)에서는 예측 블록의 크기 및 예측 방법에 따라 변환 방법을 다르게 적용할 수 있다.
양자화부(140, 141)는 변환부(130, 131)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(140, 141)에서 산출된 값은 역양자화부(170, 17)와 재정렬부(150, 151)에 제공될 수 있다.
재정렬부(150, 151)는 양자화된 잔차 값에 대해 계수 값의 재정렬을 수행할 수 있다. 재정렬부(150, 151)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150, 151)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 블록의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 방법이 아닌 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔 방법, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔 방법이 사용될 수 있다. 즉, 변환 블록의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(160, 161)는 재정렬부(150, 151)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)와 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(160, 161)는 재정렬부(150, 151) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 블록의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 블록 정보 및 전송 단위 정보, 움직임 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 제공받아 소정의 부호화 방법을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 엔트로피 부호화부(160, 161)에서는 재정렬부(150, 151)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(160, 161)에서는 화면 내 예측 모드 정보에 대한 이진화를 수행하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다. 엔트로피 부호화부(160, 161)에는 이러한 이진화 동작을 수행하기 위한 코드워드 매핑부가 포함될 수 있고, 화면 내 예측을 수행하는 예측 블록의 크기에 따라 이진화를 다르게 수행할 수 있다. 코드워드 매핑부에서는 코드워드 매핑 테이블이 이진화 동작을 통해 적응적으로 생성되거나 미리 저장되어 있을 수 있다. 또 다른 실시예로 엔트로피 부호화부(160, 161)에서 코드넘 매핑을 수행하는 코드넘 매핑부와 코드워드 매핑을 수행하는 코드워드 매핑부를 이용하여 현재 화면 내 예측 모드 정보를 표현할 수 있다. 코드넘 매핑부와 코드워드 매핑부에서는 코드넘 매핑 테이블과 코드워드 매핑 테이블이 생성되거나 저장되어 있을 수 있다.
역양자화부(170, 171) 및 역변환부(180, 181)에서는 양자화부(140, 141)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130, 131)에서 변환된 값들을 역변환 한다. 역양자화부(170, 171) 및 역변환부(180, 181)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 화면 내 예측부를 통해서 예측된 예측 블록과 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(190, 191)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한, 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링을 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행처리가 되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
필터부(190, 191)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정을 모두 적용하지 않고 디블록킹 필터만 적용하거나 디블록킹 필터와 오프셋 보정을 둘 다 적용할 수도 있다.
메모리(195, 196)는 필터부(190, 191)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 화면 간 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
하위 레이어의 엔트로피 부호화부(100b)에서 출력되는 정보와 상위 레이어의 엔트로피 부호화부(100a)에서 출력되는 정보는 MUX(197)에서 멀티플렉싱되어 비트스트림으로 출력될 수 있다.
MUX(197)는 상위 레이어의 부호화부(100a) 또는 하위 레이어의 부호화부(100b)에 포함될 수도 있고, 부호화부(100)와는 별도의 독립적인 장치 또는 모듈로 구현될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복호화 장치(200)는 상위 레이어의 복호화부(200a)와 하위 레이어의 복호화부(200b)를 포함한다.
상위 레이어의 복호화부(200a)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(220), 역양자화부(230), 역변환부(240), 예측부(250), 필터부(260), 메모리(270)를 포함할 수 있다.
하위 레이어의 복호화부(200b)는 엔트로피 디코딩부(211), 재정렬부(221), 역양자화부(231), 역변환부(241), 예측부(251), 필터부(261), 메모리(271)를 포함할 수 있다.
부호화 장치로부터 복수의 레이어를 포함하는 비트스트림이 전송되면, DEMUX(280)는 레이어 별로 정보를 디멀티플렉싱하여 각 레이어별 복호화부(200a, 200b)로 전달할 수 있다. 입력된 비트스트림은 부호화 장치와 반대의 절차로 복호화 될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210, 211)는 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 복호화부(210, 211)에서 복호화된 정보 중 예측 블록을 생성하기 위한 정보는 예측부(250, 251)로 제공되고 엔트로피 복호화부(210, 211)에서 엔트로피 복호화를 수행한 잔차값은 재정렬부(220, 221)로 입력될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210, 211)에서도 엔트로피 부호화부(160, 161)와 마찬가지로 CABAC 또는 CAVLC 중 적어도 하나의 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210, 211)에서는 부호화 장치에서 수행된 화면 내 예측 및 화면 간 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다. 엔트로피 복호화부(210, 211)에는 코드워드 매핑부가 포함되어 수신된 코드워드를 화면 내 예측 모드 번호로 생성하기 위한 코드워드 매핑 테이블을 포함될 수 있다. 코드워드 매핑 테이블은 미리 저장되어 있거나 적응적으로 생성될 수 있다. 코드넘 매핑 테이블을 사용할 경우, 코드넘 매핑을 수행하기 위한 코드넘 매핑부가 추가적으로 구비될 수 있다.
재정렬부(220, 221)는 엔트로피 복호화부(210, 211)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(220, 221)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(230, 231)는 부호화 장치에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수 값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(240, 241)는 부호화 장치에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부(130, 131)에서 수행한 DCT 또는 DST에 대해 역 DCT 또는 역 DST를 수행할 수 있다. 역변환은 부호화 장치에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 부호화 장치의 변환부에서는 DCT와 DST는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 선택적으로 수행될 수 있고, 복호화 장치의 역변환부(240, 241)에서는 부호화 장치의 변환부에서 수행된 변환 정보를 기초로 역변환을 수행할 수 있다. 변환 수행 시 변환 블록이 아닌 부호화 블록을 기준으로 변환을 수행할 수 있다.
예측부(250, 251)는 엔트로피 복호화부(210, 211)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(270, 271)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
예측부(250, 251)는 예측 단위 판별부, 화면 간 예측부 및 화면 내 예측부를 포함할 수 있다.
예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부에서 입력되는 예측 단위 정보, 화면 내 예측 방법의 예측 모드 정보, 화면 간 예측 방법의 움직임 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 블록에서 예측 블록을 구분하고, 예측 블록이 화면 간 예측을 수행하는지 아니면 화면 내 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다.
화면 간 예측부는 부호화 장치에서 제공된 현재 예측 블록의 화면 간 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 블록이 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 블록에 대한 화면 간 예측을 수행할 수 있다. 화면 간 예측을 수행하기 위해 부호화 블록을 기준으로 해당 부호화 블록에 포함된 예측 블록의 움직임 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), MVP(motion vector predictor)를 이용하는 모드(AMVP Mode) 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
화면 내 예측부는 현재 픽쳐 내의 복원된 픽셀 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 블록이 화면 내 예측을 수행한 예측 블록인 경우, 부호화 장치에서 제공된 예측 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 기초로 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 화면 내 예측부는 현재 블록의 참조 픽셀에 필터링을 수행하는 MDIS 필터, 참조 픽셀을 보간하여 정수값 이하의 픽셀 단위의 참조 픽셀을 생성하는 참조 픽셀 보간부, 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성하는 DC 필터를 포함할 수 있다.
상위 레이어 복호화부(200a)의 예측부(250)는 하위 레이어의 정보를 이용하여 상위 레이어를 예측하는 레이어 간 예측을 수행하는 레이어 간 예측부를 더 포함할 수 있다.
레이어 간 예측부는 화면 내 예측 모드 정보, 움직임 정보 등을 이용하여 인터 레이어 예측(inter-layer prediction) 을 수행할 수 있다.
레이어 간 예측은 하위 레이어의 픽쳐를 참조 픽쳐로 해서 하위 레이어(참조 레이어) 픽쳐에 대한 움직임 정보를 이용하여 상위 레이어의 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
레이어 간 예측에서 참조 픽쳐로 사용되는 참조 레이어의 픽쳐는 현재 레이어의 해상도에 맞게 샘플링된 픽쳐일 수 있다. 또한, 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 인덱스를 포함할 수 있다. 이때, 참조 레이어의 픽쳐에 대한 움직임 벡터의 값은 (0,0)으로 설정될 수 있다.
레이어 간 예측의 예로서, 하위 레이어의 픽쳐를 참조 픽쳐로 이용하는 예측 방법을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 레이어 간 예측부(123)는 레이어 간 텍스처 예측, 레이어 간 움직임 예측, 레이어 간 신택스 예측 및 레이어 간 차분 예측 등을 추가로 수행할 수도 있다.
레이어 간 텍스처 예측은 참조 레이어의 텍스처를 기반으로 현재 레이어의 텍스처를 유도할 수 있다. 참조 레이어의 텍스처는 현재 레이어의 해상도에 맞춰 샘플링될 수 있으며, 레이어 간 예측부는 샘플링된 텍스처를 기반으로 현재 레이어의 텍스처를 예측할 수 있다. 레이어 간 움직임 예측은 참조 레이어의 움직임 벡터를 기반으로 현재 레이어의 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 이때, 참조 레이어의 움직임 벡터는 현재 레이어의 해상도에 맞게 스케일링될 수 있다. 레이어 간 신택스 예측에서는 참조 레이어의 신택스를 기반으로 현재 레이어의 신택스가 예측될 수 있다. 예컨대, 레이어 간 예측부(123)는 참조 레이어의 신택스를 현재 레이어의 신택스로 이용할 수도 있다. 또한, 레이어 간 차분 예측에서는 참조 레이어의 복원 영상과 현재 레이어의 복원 영상 사이의 차분을 이용하여 현재 레이어의 픽쳐를 복원할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(260, 261)로 제공될 수 있다. 필터부(260, 261)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부를 포함할 수 있다.
부호화 장치로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 복호화 장치의 디블록킹 필터에서는 부호화 장치에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 복호화 장치에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
메모리(270, 271)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력할 수 있다.
부호화 장치 및 복호화 장치는 두 개의 레이어가 아닌 세 개 이상의 레이어에 대한 인코딩을 수행할 수 있으며, 이 경우 상위 레이어에 대한 부호화부 및 상위 레이어에 대한 복호화부는 상위 레이어의 개수에 대응하여 복수 개로 마련될 수 있다.
멀티 레이어 구조를 지원하는 SVC(Scalable Video Coding) 에서는 레이어 간에 연관성이 존재한다. 이 연관성을 이용하여 예측을 수행하면 데이터의 중복 요소를 제거할 수 있고 영상의 부호화 성능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 부호화/복호화 되는 현재 레이어(인핸스먼트 레이어)의 픽쳐(영상)를 예측할 경우, 현재 레이어의 정보를 이용한 인터 예측 혹은 인트라 예측뿐만 아니라, 다른 레이어의 정보를 이용한 인터 레이어 예측을 수행할 수 있다.
인터 레이어 예측을 수행할 경우, 현재 레이어는 인터 레이어 예측을 위해 사용되는 참조 레이어(reference layer)의 디코딩된 픽쳐를 참조 픽쳐(reference picture)로 사용하여 현재 레이어의 예측 샘플을 생성할 수 있다.
이때, 현재 레이어와 참조 레이어는 공간 해상도, 시간 해상도, 이미지 퀄리티 중 적어도 하나가 서로 다를 수 있기 때문에(즉, 레이어 간 스케일러빌리티 차이 때문에), 디코딩된 참조 레이어의픽쳐는 현재 레이어의 스케일러빌리티에 맞게 리샘플링(resampling)이 수행된 다음 현재 레이어의 인터 레이어 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 리샘플링은 현재 레이어의 픽쳐 크기에 맞게 참조 레이어 픽쳐의 샘플들을 업샘플링(up-sampling) 또는 다운 샘플링(down sampling)하는 것을 의미한다.
본 명세서에서, 현재 레이어는 현재 부호화 혹은 복호화가 수행되는 레이어를 말하며, 인핸스먼트 레이어 또는 상위 레이어일 수 있다. 참조 레이어는 현재 레이어가 인터 레이어 예측을 위해 참조하는 레이어를 말하며, 베이스 레이어 또는 하위 레이어일 수 있다. 현재 레이어의 인터 레이어 예측을 위해 사용되는 참조 레이어의 픽쳐(즉, 참조 픽쳐)는 인터 레이어 참조 픽쳐 또는 레이어 간 참조 픽쳐로 지칭될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 참조 레이어의 대응 픽쳐를 이용하여 현재 레이어의 인터 예측을 수행하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 현재 레이어의 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도할 수 있다(S300).
상기 현재 레이어의 현재 픽쳐는 레이어 간 예측을 위해 하나 또는 그 이상의 참조 레이어의 대응 픽쳐를 이용할 수 있다. 상기 참조 레이어의 대응 픽쳐 중 현재 레이어에 속한 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용되는 대응 픽쳐의 개수를 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)라 한다. 이하, 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용되는 대응 픽쳐를 액티브 참조 픽쳐(active reference picture)라 한다.
여기서, 현재 레이어는 상기 참조 레이어와 다이렉트 디펜던시(direct dependency)를 갖는 레이어를 의미할 수 있다. 상기 참조 레이어는 현재 레이어의 레이어 간 예측에 이용되는 레이어를 의미할 수 있다. 상기 참조 레이어는 현재 레이어에 관한 적어도 하나의 액티브 참조 픽쳐를 포함하는 레이어를 의미할 수 있다. 따라서, 상기 현재 레이어의 레이어 간 예측에 이용되는 참조 레이어의 개수(이하, 다이렉트 레이어 개수(NumDirectRefLayers)라 함)는 상기 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)보다 크거나 같을 수 있다.
상기 대응 픽쳐는 현재 레이어의 현재 픽쳐와 동일 시간대에 위치한 픽쳐를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 대응 픽쳐는 현재 레이어의 현재 픽쳐와 동일한 POC(picture order count) 정보를 갖는 픽쳐일 수 있다. 상기 대응 픽쳐는 현재 레이어의 현재 픽쳐와 동일한 액세스 유닛(Access Unit, AU)에 속할 수 있다. 상기 대응 픽쳐는 현재 레이어의 현재 픽쳐와 동일한 시간레벨 식별자(TemporalID)를 가질 수도 있다. 여기서, 시간레벨 식별자는 시간적 해상도에 따라 스케일러블하게 코딩된 복수 개의 레이어 각각을 특정하는 식별자를 의미할 수 있다.
상기 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)는 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부를 고려해서 유도될 수 있다. 또는, 상기 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)는 서브-레이어 개수 정보 및 최대 시간레벨 지시자에 기초하여 유도될 수도 있다. 이에 대해서는 도 4 내지 도 9를 참조하여 자세히 살펴 보기로 한다.
S300 단계에서 유도된 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)에 기초하여 참조 레이어 식별자를 획득할 수 있다(S310).
상기 참조 레이어 식별자는 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐가 포함된 레이어의 레이어 식별자(nuh_layer_id)를 의미할 수 있다.
구체적으로, 상기 참조 레이어 식별자는 상기 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)만큼 획득될 수 있다. 상기 참조 레이어 식별자는 상기 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)가 현재 레이어에 대한 다이렉트 레이어 개수(NumDirectRefLayers)와 상이한 경우에 한하여 획득될 수 있다. 만일 상기 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)가 상기 다이렉트 레이어 개수(NumDirectRefLayers)와 동일한 경우, 이는 현재 레이어와 다이렉트 디펜던시 관계에 있는 모든 참조 레이어가 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 가지고 있음을 의미하므로, 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐가 포함된 레이어를 식별하기 위해 별도로 참조 레이어 식별자를 시그날링할 필요가 없다.
S310 단계에서 획득된 참조 레이어 식별자를 이용하여 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 결정할 수 있다(S320).
구체적으로, 상기 참조 레이어 식별자에 의해 특정된 참조 레이어에서 상기 현재 픽쳐의 대응 픽쳐를 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐로 결정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐와 동일 시간대에 위치한 픽쳐 또는 동일한 POC 정보를 갖는 픽쳐를 의미할 수 있다. 또는, 상기 현재 픽쳐와 동일한 액세스 유닛에 속하는 픽쳐를 의미할 수도 있다.
S320 단계에서 결정된 액티브 참조 픽쳐를 업샘플링하여 인터레이어 참조 픽쳐를 생성할 수 있다(S330).
구체적으로, 인터레이어 참조 픽쳐는 제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 인터레이어 참조 픽쳐는 인티저 포지션에 대해 필터링을 수행한 참조 픽쳐를 의미하고, 제2 인터레이어 참조 픽쳐는 인티저 포지션에 대해 필터링을 수행하지 아니한 참조 픽쳐를 의미할 수 있다.
여기서, 인티저 포지션이라 함은 업샘플링되는 액티브 참조 픽쳐의 정수 단위의 픽셀을 의미할 수 있다. 또는, 업샘플링 과정에서 정수 픽셀 이하의 단위 즉, 1/n 픽셀 단위로 인터폴레이션하는 경우, n개의 위상이 생기며, 이때 위상이 0인 위치 (즉, 인터폴레이션한 후, n배수의 정수 픽셀의 위치)를 의미할 수도 있다. 인티저 포지션에 대한 필터링은 주변의 인티저 포지션을 이용하여 수행될 수 있다. 주변의 인티저 포지션은 현재 필터링되는 인티저 포지션과 동일한 행 또는 동일한 열에 위치한 것일 수 있다. 주변의 인티저 포지션은 상기 동일한 행 또는 동일한 열에 속한 복수 개의 인티저 포지션들을 의미할 수 있다 여기서, 복수 개의 인티저 포지션들은 동일한 열 또는 동일한 행에서 순차적으로 배열된 것일 수 있다. 구체적인 업샘플링 방법에 대해서는 도 10을 참조하여 살펴보기로 한다.
다만, 현재 레이어와 참조 레이어가 동일한 해상도를 가지는 경우에는 상술한 업샘플링 과정을 생략할 수 있다. 이 경우, 상기 결정된 액티브 참조 픽쳐를 인터레이어 참조 픽쳐로 그대로 이용할 수 있다.
시간적 참조 픽쳐 및 S330 단계에서 생성된 인터레이어 참조 픽쳐를 포함한 참조 픽쳐 리스트를 생성할 수 있다(S340).
구체적으로, 현재 픽쳐에 대한 참조 픽쳐 리스트는 현재 픽쳐와 동일한 레이어에 속한 참조 픽쳐(이하, 시간적 참조 픽쳐라 한다.)를 포함할 수 있다. 상기 시간적 참조 픽쳐는 현재 픽쳐와 상이한 출력 순서(예를 들어, picture order count, POC)를 가진 픽쳐를 의미할 수 있다. 시간적 참조 픽쳐로 구성된 참조 픽쳐 리스트를 생성하는 방법에 대해서는 도 11 내지 도 13을 참조하여 살펴 보기로 한다.
한편, 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 위해 상기 참조 픽쳐 리스트는 인터레이어 참조 픽쳐를 더 포함할 수 있다. 즉, 멀티레이어 구조(예를 들어, 스케일러블 비디오 코딩, 멀티-뷰 비디오 코딩)에서는 동일 레이어에 속한 픽쳐 뿐만 아니라 다른 레이어에 속한 픽쳐를 참조할 수 있다. 상기 인터레이어 참조 픽쳐를 포함한 참조 픽쳐 리스트를 구성하는 방법에 대해서는 도 14 내지 도 16을 참조하여 살펴 보기로 한다.
한편, S330 단계에서 살펴본 바와 같이, 인터레이어 참조 픽쳐는 제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 따라서, 제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐 중 어느 하나를 포함한 참조 픽쳐 리스트를 생성할 수도 있고, 제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐를 모두 포함한 참조 픽쳐 리스트를 생성할 수도 있다.
제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐의 선택적 이용을 위해, 픽쳐 단위로 제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐를 모두 이용하는지, 아니면 그 중 어느 하나의 인터레이어 참조 픽쳐만을 이용하는지를 선택할 수 있다. 나아가, 제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐 중 어느 하나만 선택하여 이용하는 경우에는 둘 중 어떤 인터레이어 참조 픽쳐를 사용할 지를 선택할 수 있다. 이를 위해 부호화 장치는 둘 중 어떤 인터레이어 참조 픽쳐를 사용할 지에 대한 정보를 시그날링할 수 있다.
또는, 제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐의 선택적 이용을 위해 참조 인덱스를 이용할 수도 있다. 구체적으로, 예측 블록 단위로 참조 인덱스에 의해 제1 인터레이어 참조 픽쳐만이 선택될 수 있고, 또는 제2 인터레이어 참조 픽쳐만이 선택될 수도 있으며, 제1 및 제2 인터레이어 참조 픽쳐가 모두 선택될 수도 있다.
참조 픽쳐 리스트에 인터레이어 참조 픽쳐가 추가되는 경우, 참조 픽쳐 리스트에 배열되는 참조 픽쳐의 개수 또는 참조 픽쳐 별로 할당되는 참조 인덱스의 개수의 범위를 변경할 필요가 있다.
여기서, 레이어 간 예측을 수행하지 않는 베이스 레이어에 대한 참조 픽쳐 리스트의 참조 인덱스 최대값을 나타내는 슬라이스 헤더의 신택스인 num_ref_idx_l0_active_minus1과 num_ref_idx_l1_active_minus1의 범위가 0부터 14사이의 값을 가진다고 가정한다.
제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐 중 어느 하나를 사용하는 경우에는 현재 레이어에 대한 참조 픽쳐 리스트의 참조 인덱스 최대값을 나타내는 신택스인 num_ref_idx_l0_active_minus1과 num_ref_idx_l1_active_minus1의 범위는 0부터 15 사이의 값으로 정의될 수 있다.
제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐를 모두 사용하더라도, 2개의 인터레이어 참조 픽쳐가 각기 다른 참조 픽쳐 리스트에 추가되는 경우에는 num_ref_idx_l0_active_minus1과 num_ref_idx_l1_active_minus1의 범위가 0부터 15 사이의 값으로 정의될 수 있다.
예를 들어, 참조 픽쳐 리스트 L0의 시간적 참조 픽쳐의 개수가 15개인 경우에는 제1 또는 제2 인터레이어 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 리스트에 추가하면 총 16개의 참조 픽쳐가 존재하고, num_ref_idx_l0_active_minus1의 값은 15가 된다.
또는, 제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐를 모두 사용하는 경우, 그리고 2개의 인터레이어 참조 픽쳐가 동일한 참조 픽쳐 리스트에 추가되는 경우에는 현재 레이어에 대한 참조 픽쳐 리스트의 참조 인덱스 최대값을 나타내는 신택스인 num_ref_idx_l0_active_minus1과 num_ref_idx_l1_active_minus1의 범위가 0부터 16 사이의 값으로 정의될 수도 있다.
예를 들어, 참조 픽쳐 리스트 L0의 시간적 참조 픽쳐의 개수가 15이고, 참조 픽쳐 리스트 L0에 제1 인터레이어 참조 픽쳐와 제2 인터레이어 참조 픽쳐를 추가하면 총 17개의 참조 픽쳐가 존재하고, num_ref_idx_l0_active_minus1의 값은 16이 된다.
S340 단계에서 생성된 참조 픽쳐 리스트에 기초하여 현재 픽쳐의 인터 예측을 수행할 수 있다(S350).
구체적으로, 참조 픽쳐 리스트로부터 현재 블록의 참조 인덱스에 대응하는 참조 픽쳐를 선택한다. 선택된 참조 픽쳐는 현재 블록과 동일 레이어에 있는 시간적 참조 픽쳐 또는 인터 레이어 참조 픽쳐(즉, 업샘플링된 액티브 참조 픽쳐 또는 액티브 참조 픽쳐)일 수 있다.
현재 블록의 모션 벡터에 기초하여 참조 픽쳐 내의 참조 블록을 특정하고, 특정된 참조 블록의 복원된 샘플값 또는 텍스쳐 정보를 이용하여 현재 블록의 샘플값 또는 텍스쳐 정보를 예측할 수 있다.
현재 블록의 참조 인덱스에 대응하는 참조 픽쳐가 인터레이어 참조 픽쳐인 경우, 상기 참조 블록은 현재 블록과 동일 위치의 블록(이하, 콜 블록이라 한다.)일 수 있다. 이를 위해, 현재 블록의 참조 픽쳐가 인터레이어 참조 픽쳐인 경우에는 현재 블록의 모션 벡터를 (0,0)으로 설정할 수도 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지를 고려하여 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부를 결정할 수 있다(S400).
구체적으로, 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부는 최대 액티브 참조 플래그(max_one_active_ref_layer_flag)에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서, 최대 액티브 참조 플래그는 비디오 시퀀스의 각 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 1개인지 여부를 특정할 수 있다. 예를 들어, 최대 액티브 참조 플래그의 값이 1인 경우, 비디오 시퀀스의 각 픽쳐는 최대 1개의 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 레이어 간 예측을 수행하는 것으로 제한될 수 있다. 반면, 최대 액티브 참조 플래그의 값이 0인 경우, 비디오 시퀀스의 각 픽쳐는 복수 개의 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 레이어 간 예측을 수행할 수 있다. 상기 최대 액티브 참조 플래그는 비트스트림 특히, 수신되는 비디오 시퀀스에 포함된 픽쳐에 공통적으로 적용되는 비디오 파라미터 세트(video parameter set)로부터 획득될 수 있다.
S400 단계에서 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되지 않는 것으로 결정된 경우, 비트스트림으로부터 인터레이어 참조 개수 정보(num_inter_layer_ref_pics_minus1)를 획득할 수 있다(S410).
여기서, 인터레이어 참조 개수 정보는 액티브 참조 픽쳐의 개수를 특정하기 위해 부호화된 정보이다. 예를 들어, 부호화 효율을 위해 상기 인터레이어 참조 개수 정보는 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용되는 액티브 참조 픽쳐의 개수에서 1을 뺀 값으로 부호화된 것일 수 있다.
S410 단계에서 획득된 인터레이어 참조 개수 정보를 이용하여 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도할 수 있다(S420).
예를 들어, 상기 인터레이어 참조 개수 정보가 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐의 개수에서 1을 뺀 값으로 부호화된 경우, 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)는 상기 인터레이어 참조 개수 정보에 1을 더한 값으로 유도될 수 있다.
한편, S400 단계에서 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는 것으로 결정된 경우, 액티브 참조 픽쳐의 제한된 최대 개수에 따라 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도할 수 있다(S430).
예를 들어, 최대 액티브 참조 플래그(max_one_active_ref_layer_flag)에 따라 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 1개로 제한된 경우, 상기 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)는 1로 설정될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 서브-레이어 개수 정보 및 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 비트스트림으로부터 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자를 획득할 수 있다(S500).
하나의 레이어는 시간적 해상도를 달리하여 스케일러블하게 부호화된 복수 개의 시간적 서브-레이어를 포함할 수 있다. 이 때, 하나의 레이어에 포함된 시간적 서브-레이어의 최대 개수는 부호화 효율을 높이기 위해 1을 뺀 값으로 부호화될 수 있고, 이를 서브-레이어 개수 정보라 한다. 따라서, 상기 서브-레이어 개수 정보는 참조 레이어에 포함된 시간적 서브-레이어의 최대 개수를 특정하기 위한 정보로 정의될 수 있다. 상기 서브-레이어 개수 정보를 획득하는 방법에 대해서는 도 7을 참조하여 자세히 살펴 보도록 한다.
한편, 현재 레이어에서 부호화하는 현재 픽쳐의 시간적 해상도가 낮은 경우(즉, 현재 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)가 작은 값을 가지는 경우), 현재 픽쳐와 현재 레이어에 속한 기-디코딩된 다른 픽쳐 간의 디스플레이 순서 차이가 크게 된다. 이 경우에는 현재 픽쳐와 기-디코딩된 픽쳐들 간의 영상 특징이 서로 다를 가능성이 높아지기 때문에, 현재 레이어의 기-디코딩된 픽쳐들을 참조 픽쳐로 사용하기 보다는, 참조 레이어의 대응 픽쳐를 참조 픽쳐로 사용할 가능성이 높아진다.
반대로, 현재 레이어에서 부호화하는 현재 픽쳐의 시간적 해상도가 높은 경우(즉, 현재 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)가 큰 값을 가지는 경우), 현재 픽쳐와 현재 레이어의 기-디코딩된 다른 픽쳐 간의 디스플레이 순서 차이가 크지 않게 된다. 이 경우에는 현재 픽쳐와 기-디코딩된 픽쳐들 간의 영상 특징이 유사할 가능성이 높아지기 때문에, 참조 레이어의 대응 픽쳐를 참조 픽쳐로 사용하기 보다는, 현재 레이어의 기-디코딩된 픽쳐들을 참조 픽쳐로 사용할 가능성이 높아진다.
이와 같이, 현재 픽쳐의 시간적 해상도가 낮을 때, 레이어 간 예측 방법이 효과적이기 때문에, 참조 레이어의 특정 시간레벨 식별자(TemporalID)를 고려하여 레이어 간 예측의 허용 여부를 결정할 필요가 있다. 이를 위해 현재 레이어의 레이어 간 예측이 허용되는 참조 레이어의 시간레벨 식별자의 최대값을 시그날링할 수 있으며, 이를 최대 시간레벨 지시자라 한다. 상기 최대 시간레벨 지시자를 획득하는 방법에 대해서는 도 8 내지 도 9를 참조하여 자세히 살펴 보도록 한다.
참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보와 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐(candidate reference picture)를 결정할 수 있다(S510).
구체적으로, 참조 레이어의 대응 픽쳐가 아래 제1 조건 및 제2 조건을 만족하는지를 고려하여 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐를 결정할 수 있다. 여기서, 후보 참조 픽쳐는 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용 가능한 후보자를 의미하는 것이며, 이는 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용되는 액티브 참조 픽쳐와 구별된다.
[제1 조건] 서브-레이어 개수 정보 >= 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalId)
[제2 조건] 최대 시간레벨 지시자 > 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자
참조 레이어의 대응 픽쳐가 상기 제1 조건 및 제2 조건을 만족하는 경우(즉, 상기 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 서브-레이어 개수 정보보다 작거나 같고, 상기 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 지시자보다 작은 경우), 상기 대응 픽쳐는 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 위해 이용 가능한 후보 참조 픽쳐로 볼 수 있다.
이는 상기 최대 시간레벨 지시자가 현재 레이어의 레이어 간 예측이 허용되는 참조 레이어의 시간레벨 식별자의 최대값에서 1을 더한 값으로 정의될 경우, 현재 레이어는 참조 레이어의 픽쳐들 중에서 상기 최대 시간레벨 지시자보다 작은 값의 시간레벨 식별자를 가진 픽쳐만을 이용하여 레이어 간 예측을 수행하는 것이 허용되기 때문이다.
한편, 참조 레이어의 대응 픽쳐가 상기 제1 조건 또는 제2 조건 중 적어도 하나를 만족하지 아니하는 경우(즉, 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 서브-레이어 개수 정보보다 크거나, 상기 최대 시간레벨 지시자보다 크거나 같은 경우), 상기 대응 픽쳐는 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용이 제한되는 픽쳐로 볼 수 있다.
이는 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자는 참조 레이어에 포함된 시간적 서브-레이어의 최대 개수에서 1을 뺀 값보다 클 수가 없기 때문이다. 또한, 상술하 바와 같이 상기 참조 레이어의 최대 시간레벨 지시자가 현재 레이어의 레이어 간 예측이 허용되는 참조 레이어의 시간레벨 식별자의 최대값에서 1을 더한 값으로 정의될 경우, 참조 레이어의 픽쳐들 중 최대 시간레벨 식별자보다 큰 값의 시간레벨 식별자를 가진 대응 픽쳐에 대해서는 현재 레이어의 레이어 간 예측이 허용되지 아니하도록 제한되기 때문이다.
상술한 바와 같이, 현재 레이어와 다이렉트 디펜던시 관계에 있는 모든 참조 레이어 중에서 상기 제1 조건 및 제2 조건을 만족하는 대응 픽쳐를 선별하여, 이를 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐로 결정할 수 있다.
또한, 상기 제1 조건 및 제2 조건을 만족하는 대응 픽쳐(즉, 후보 참조 픽쳐)의 개수를 카운팅하여 이를 후보 참조 개수(numRefLayerPics)로 설정할 수 있다. 만일 현재 레이어와 다이렉트 디펜던시 관계에 있는 모든 참조 레이어의 대응 픽쳐가 상기 제1 조건 및 제2 조건을 만족하지 아니하는 경우가 발생할 수 있으며, 이러한 경우 상기 후보 참조 개수(numRefLayerPics)는 0으로 설정될 것이다.
도 5를 참조하면, S510 단계에서 결정된 후보 참조 픽쳐의 개수(즉, 후보 참조 개수(numRefLayerPics))가 0인지 여부를 확인할 수 있다(S520).
S520 단계에서의 확인 결과, 상기 후보 참조 개수(numRefLayerPics)가 0인 경우, 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)는 0으로 설정될 수 있다(S530).
반면, 상기 후보 참조 개수(numRefLayerPics)가 0이 아닌 경우, 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐 중에서 전부 또는 일부가 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐로 이용될 수 있다. 이와 같이 후보 참조 픽쳐의 선택적 이용을 위해 올 액티브 플래그(all_ref_layers_active_flag)에 기초하여 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도할 수 있으며(S540), 이에 대해서는 이하 도 6을 참조하여 자세히 살펴 보도록 한다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 올 액티브 플래그(all_ref_layers_active_flag)에 기초하여 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 현재 픽쳐의 모든 후보 참조 픽쳐가 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다(S600).
구체적으로, 상기 모든 후보 참조 픽쳐가 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지 여부는 올 액티브 플래그(all_ref_layers_active_flag)에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 올 액티브 플래그는 현재 레이어와 다이렉트 디펜던시 관계에 있는 참조 레이어의 대응 픽쳐 중에서 상기 서브-레이어 개수 정보 및 최대 시간레벨 지시자에 의해 특정된 후보 참조 픽쳐가 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용되는지 여부를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 올 액티브 플래그의 값이 1인 경우, 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐 전부가 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다. 반면, 상기 올 액티브 플래그의 값이 0인 경우, 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐 전부가 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되지 아니한다. 즉, 상기 서브-레이어 개수 정보 및 최대 시간레벨 지시자에 의해 특정된 후보 참조 픽쳐 전부가 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용될 수도 있고, 일부만이 선택적으로 이용될 수 있다.
S600 단계에서 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐 전부가 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는 경우, 상기 결정된 후보 참조 픽쳐의 개수로부터 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도할 수 있다(S610).
구체적으로, 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)는 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐의 개수를 카운팅하여 유도된 후보 참조 개수(NumRefLayerPics)와 동일한 값으로 설정될 수 있다.
S600 단계에서 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐 전부가 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되지 않는 경우, 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부를 결정할 수 있다(S620).
구체적으로, 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부는 최대 액티브 참조 플래그(max_one_active_ref_layer_flag)에 기초하여 결정될 수 있다.
여기서, 최대 액티브 참조 플래그는 비디오 시퀀스의 각 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 1개인지 여부를 특정할 수 있다. 예를 들어, 최대 액티브 참조 플래그의 값이 1인 경우, 비디오 시퀀스의 각 픽쳐는 최대 1개의 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 레이어 간 예측을 수행하는 것으로 제한될 수 있다. 반면, 최대 액티브 참조 플래그의 값이 0인 경우, 비디오 시퀀스의 각 픽쳐는 복수 개의 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 레이어 간 예측을 수행할 수 있다. 상기 최대 액티브 참조 플래그는 비트스트림 특히, 수신되는 비디오 시퀀스에 포함된 픽쳐에 공통적으로 적용되는 비디오 파라미터 세트(video parameter set)로부터 획득될 수 있다.
S620 단계에서 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되지 않는 것으로 결정된 경우, 비트스트림으로부터 인터레이어 참조 개수 정보(num_inter_layer_ref_pics_minus1)를 획득할 수 있다(S630).
여기서, 인터레이어 참조 개수 정보는 액티브 참조 픽쳐의 개수를 특정하기 위해 부호화된 정보이다. 예를 들어, 부호화 효율을 위해 상기 인터레이어 참조 개수 정보는 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용되는 액티브 참조 픽쳐의 개수에서 1을 뺀 값으로 부호화된 것일 수 있다.
S630 단계에서 획득된 인터레이어 참조 개수 정보를 이용하여 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도할 수 있다(S640).
예를 들어, 상기 인터레이어 참조 개수 정보가 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐의 개수에서 1을 뺀 값으로 부호화된 경우, 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)는 상기 인터레이어 참조 개수 정보에 1을 더한 값으로 유도될 수 있다.
한편, S620 단계에서 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는 것으로 결정된 경우, 액티브 참조 픽쳐의 제한된 최대 개수에 따라 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)를 유도할 수 있다(S650).
예를 들어, 최대 액티브 참조 플래그(max_one_active_ref_layer_flag)에 따라 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 1개로 제한된 경우, 상기 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수(NumActiveRefLayerPics)는 1로 설정될 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 서브-레이어 개수 정보의 신택스 테이블을 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 비트스트림으로부터 서브-레이어 프레즌트 플래그(sub_layer_vps_max_minus1_present_flag)를 획득할 수 있다(S700).
여기서, 서브-레이어 프레즌트 플래그는 서브-레이어 개수 정보(sub_layer_vps_max_minus1[i])를 시그날링할 지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 서브-레이어 프레즌트 플래그의 값이 1인 경우, 서브-레이어 개수 정보를 시그날링하고, 상기 서브-레이어 프레즌트 플래그의 값이 0인 경우, 서브-레이어 개수 정보를 시그날링하지 아니한다.
도 7을 참조하면, 상기 서브-레이어 프레즌트 플래그의 값이 1인 경우, 비트스트림으로부터 서브-레이어 개수 정보(sub_layer_vps_max_minus1[i])를 획득할 수 있다(S710).
상기 서브-레이어 개수 정보(sub_layer_vps_max_minus1[i])는 i번째 레이어에 포함된 시간적 서브-레이어의 최대 개수에서 1을 뺀 값을 의미할 수 있다. 따라서, 상기 서브-레이어 개수 정보는 i번째 레이어에 포함된 시간적 서브-레이어에 할당된 시간레벨 식별자 중 최대값을 의미할 수도 있다.
한편, 상기 서브-레이어 개수 정보는 비디오 시퀀스에 포함된 레이어 별로 획득될 수 있다. 도 7에서 상기 서브-레이어 개수 정보는 비디오 파라미터 세트(video parameter set)에서 획득되는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되지 아니하며, 시퀀스 파라미터 세트에서 획득될 수도 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 최대 시간레벨 프레즌트 플래그에 기초하여 최대 시간레벨 지시자를 획득하는 방법을 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 비트스트림으로부터 최대 시간레벨 프레즌트 플래그(max_tid_ref_present_flag)를 획득할 수 있다(S800).
여기서, 최대 시간레벨 프레즌트 플래그(max_tid_ref_present_flag)는 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i])를 시그날링하는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 최대 시간레벨 프레즌트 플래그의 값이 1인 경우, 최대 시간레벨 지시자를 시그날링하고, 상기 최대 시간레벨 프레즌트 플래그의 값이 0인 경우, 최대 시간레벨 지사자를 시그날링하지 아니한다.
도 8을 참조하면, 상기 최대 시간레벨 프레즌트 플래그의 값이 1인 경우, 비트스트림으로부터 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i])를 획득할 수 있다(S810).
여기서, 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i])는 i번째 레이어에서 레이어 간 예측에 이용되는 시간레벨 식별자 중 최대값에서 1을 더한 값을 의미할 수 있다.
예를 들어, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0이면, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어의 픽쳐는 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다. 여기서, i번째 레이어의 픽쳐는 랜덤 엑세스 픽쳐가 아닌 픽쳐(non-Random Access Picture)일 수 있다.
한편, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0보다 큰 경우, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어에 속한 픽쳐인 동시에 최대 시간레벨 식별자보다 큰 값의 시간레벨 식별자를 가진 픽쳐는 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다.
따라서, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0보다 크고, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어에 속한 픽쳐가 최대 시간레벨 식별자보다 작거나 같은 값의 시간레벨 식별자를 가진 경우에 한하여, 상기 i번째 레이어에 속한 픽쳐는 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 여기서, 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자로부터 유도된 값이며, 예를 들어 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자의 값에서 1을 뺀 값으로 유도될 수 있다.
한편, S810 단계에서 획득되는 최대 시간레벨 지시자는 기-결정된 범위 내의 값(예를 들어, 0 내지 7)을 가질 수 있다. 만일, S810 단계에서 획득된 최대 시간레벨 지시자의 값이 기-결정된 범위 내의 값 중 최대값에 해당하는 경우에는, 참조 레이어의 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)와 무관하게 참조 레이어의 대응 픽쳐는 현재 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용될 수 있다.
다만, 도 8에서 상술한 실시예와 같이 각 레이어 별로 최대 시간레벨 지시자를 시그날링할 경우에는 해당 레이어와 다이렉트 디펜던시를 갖는 모든 레이어에서 동일한 최대 시간레벨 지시자의 값을 갖게 되고, 이 경우 레이어 간 예측의 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 디펜던시를 갖는 레이어 쌍(pair) 별로, 참조되는 레이어에서 레이어 간 예측에 이용되는 픽쳐의 시간레벨 식별자의 최대값을 다르게 설정할 수 있으며, 이하 도 9를 참조하여 살펴 보기로 한다.
도 9는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 다이렉트 디펜던시를 고려하여 최대 시간레벨 지시자를 획득하는 방법을 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 비트스트림으로부터 최대 시간레벨 프레즌트 플래그(max_tid_ref_present_flag)를 획득할 수 있다(S900).
여기서, 상기 최대 시간레벨 프레즌트 플래그는 최대 시간레벨 지시자의 존부를 특정하는 정보이며, 이는 도 8에서 자세히 살펴 보았는바, 여기서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 9를 참조하면, 상기 최대 시간레벨 프레즌트 플래그의 값이 1인 경우, j번째 레이어가 i번째 레이어와 다이렉트 디펜던시(direct dependency)를 갖는 레이어인지를 결정할 수 있다(S910).
예를 들어, j번째 레이어가 i번째 레이어와 다이렉트 디펜던시 갖는 레이어인지는 다이렉트 디펜던시 플래그(direct_dependency_flag[j][i])에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 다이렉트 디펜던시 플래그의 값이 1인 경우, j번째 레이어는 i번째 레이어와 다이렉트 디펜던시를 갖는다. 상기 다이렉트 디펜던시 플래그의 값이 1인 경우, i번째 레이어는 j번째 레이어의 레이어 간 예측에 이용될 수 있다. 반대로, 상기 다이렉트 디펜던시 플래그의 값이 0인 경우, i번째 레이어는 j번째 레이어의 레이어 간 예측에 이용되지 아니할 것이다.
S900 단계에서 j번째 레이어가 i번째 레이어와 다이렉트 디펜던시를 갖는 것으로 결정된 경우에 한하여 비트스트림으로부터 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i][j])를 획득할 수 있다(S920).
다시 말해, 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i][j])는 다이렉트 디펜던시를 갖는 레이어 쌍(pair) 별로 즉, 참조하는 레이어와 참조되는 레이어 별로 획득될 수 있다.
여기서, 최대 시간레벨 지시자(max_tid_il_ref_pics_plus1[i][j])는 j번째 레이어의 레이어 간 예측이 허용되는 i번째 레이어의 시간레벨 식별자 중 최대값에서 1을 더한 값을 의미할 수 있다.
예를 들어, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0이면, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어의 픽쳐는 j번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다. 여기서, i번째 레이어의 픽쳐는 랜덤 엑세스 픽쳐가 아닌 픽쳐(non-Random Access Picture)일 수 있다.
한편, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0보다 큰 경우, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어에 속한 픽쳐인 동시에 최대 시간레벨 식별자보다 큰 값의 시간레벨 식별자를 가진 픽쳐는 j번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용되지 아니한다.
따라서, 최대 시간레벨 지시자의 값이 0보다 크고, 비디오 시퀀스의 복수 개의 레이어 중에서 i번째 레이어에 속한 픽쳐가 최대 시간레벨 식별자보다 작거나 같은 값의 시간레벨 식별자를 가진 경우에 한하여, 상기 i번째 레이어에 속한 픽쳐는 j번째 레이어에 속한 픽쳐의 레이어 간 예측을 위한 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 여기서, 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자로부터 유도된 값이며, 예를 들어 최대 시간레벨 식별자는 최대 시간레벨 지시자의 값에서 1을 뺀 값으로 유도될 수 있다.
한편, S920 단계에서 획득되는 최대 시간레벨 지시자는 기-결정된 범위 내의 값(예를 들어, 0 내지 7)을 가질 수 있다. 만일, S920 단계에서 획득된 최대 시간레벨 지시자의 값이 기-결정된 범위 내의 값 중 최대값에 해당하는 경우에는, 참조 레이어의 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)와 무관하게 참조 레이어의 대응 픽쳐는 현재 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐로 이용될 수 있다.
이와 같이 각 레이어와 다이렉트 디펜던시를 갖는 레이어 별로 최대 시간레벨 식별자를 상이하게 설정하는 경우, 다이렉트 디펜던시를 갖는 모든 레이어에 동일한 최대 시간레벨 식별자를 설정하는 경우보다 레이어 간 예측의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 참조 레이어의 액티브 참조 픽쳐를 업샘플링하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 현재 레이어의 현재 샘플 위치에 대응하는 참조 레이어의 참조 샘플 위치를 유도할 수 있다(S1000).
현재 레이어와 참조 레이어의 해상도가 상이할 수 있으므로, 양자간의 해상도 차이를 고려하여 현재 샘플 위치에 대응하는 참조 샘플 위치를 유도할 수 있다. 즉, 현재 레이어의 픽쳐와 참조 레이어의 픽쳐 간의 가로/세로 비율을 고려할 수 있다. 또한, 참조 레이어의 업샘플링된 픽쳐가 현재 레이어의 픽쳐와 크기가 일치하지 않을 경우가 발생할 수도 있으므로, 이를 보정하기 위한 오프셋이 요구될 수도 있다.
예를 들어, 참조 샘플 위치는 스케일 팩터와 업샘플링된 참조 레이어 오프셋을 고려하여 유도될 수 있다.
여기서, 스케일 팩터는 현재 레이어의 현재 픽쳐와 참조 레이어의 액티브 참조 픽쳐 간의 너비와 높이의 비율에 기초하여 산출될 수 있다.
업샘플링된 참조 레이어 오프셋은 현재 픽쳐의 가장자리에 위치한 어느 하나의 샘플과 인터레이어 참조 픽쳐의 가장자리에 위치한 어느 하나의 샘플 간의 위치 차이 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 업샘플링된 참조 레이어 오프셋은 현재 픽쳐의 좌상단 샘플과 인터레이어 참조 픽쳐의 좌상단 샘플 간의 수평/수직 방향으로의 위치 차이 정보 및 현재 픽쳐의 우하단 샘플과 인터레이어 참조 픽쳐의 우하단 샘플 간의 수평/수직 방향으로의 위치 차이 정보를 포함할 수 있다.
업샘플링된 참조 레이어 오프셋은 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 업샘플링된 참조 레이어 오프셋은 비디오 파라미터 세트(Video Parameter Set), 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set), 슬라이스 헤더(Slice Header) 중 적어도 하나로부터 획득될 수 있다.
S1000에서 유도된 참조 샘플 위치의 위상을 고려하여 업샘플링 필터의 필터 계수를 결정할 수 있다(S1010).
여기서, 업샘플링 필터는 고정된 업샘플링 필터와 적응적 업샘플링 필터 중 어느 하나가 이용될 수 있다.
1. 고정된 업샘플링 필터
고정된 업샘플링 필터는 영상의 특징을 고려하지 아니하고, 기 결정된 필터 계수를 가진 업샘플링 필터를 의미할 수 있다. 고정된 업샘플링 필터로 tap 필터가 이용될 수 있으며, 이는 휘도 성분과 색차 성분에 대해서 각각 정의될 수 있다. 이하 표 1 내지 표 2를 참조하여 1/16 샘플 단위의 정확도를 가진 고정된 업샘플링 필터를 살펴 보기로 한다.
표 1
위상 p 보간 필터 계수
f[p, 0] f[p, 1] f[p, 2] f[p, 3] f[p, 4] f[p, 5] f[p, 6] f[p, 7]
0 0 0 0 64 0 0 0 0
1 0 1 -3 63 4 -2 1 0
2 -1 2 -5 62 8 -3 1 0
3 -1 3 -8 60 13 -4 1 0
4 -1 4 -10 58 17 -5 1 0
5 -1 4 -11 52 26 -8 3 -1
6 -1 3 -3 47 31 -10 4 -1
7 -1 4 -11 45 34 -10 4 -1
8 -1 4 -11 40 40 -11 4 -1
9 -1 4 -10 34 45 -11 4 -1
10 -1 4 -10 31 47 -9 3 -1
11 -1 3 -8 26 52 -11 4 -1
12 0 1 -5 17 58 -10 4 -1
13 0 1 -4 13 60 -8 3 -1
14 0 1 -3 8 62 -5 2 -1
15 0 1 -2 4 63 -3 1 0
표 1은 휘도 성분에 대한 고정된 업샘플링 필터의 필터 계수를 정의한 테이블이다.
상기 표 1에서 보듯이, 휘도 성분에 대한 업샘플링의 경우, 8-tap 필터가 적용된다. 즉, 현재 레이어의 현재 샘플에 대응하는 참조 레이어의 참조 샘플 및 상기 참조 샘플에 인접한 이웃 샘플을 이용하여 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 여기서, 이웃 샘플은 인터폴레이션을 수행하는 방향에 따라 특정될 수 있다. 예를 들어, 수평 방향으로 인터폴레이션을 수행하는 경우, 상기 이웃 샘플은 참조 샘플을 기준으로 좌측으로 연속적인 3개의 샘플 및 우측으로 연속적인 4개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 수직 방향으로 인터폴레이션을 수행하는 경우, 상기 이웃 샘플은 상기 참조 샘플을 기준으로 상단으로 연속적인 3개의 샘플 및 하단으로 연속적인 4개의 샘플을 포함할 수 있다.
그리고, 1/16 샘플 단위의 정확도로 인터폴레이션을 수행하므로, 총 16개의 위상이 존재한다. 이는 2배, 1.5배 등 다양한 배율의 해상도를 지원하기 위한 것이다.
또한, 고정된 업샘플링 필터는 각 위상(p) 별로 상이한 필터 계수를 사용할 수 있다. 위상(p)이 0인 경우를 제외하고, 각각의 필터 계수의 크기는 0 내지 63의 범위에 속하도록 정의될 수 있다. 이는 6bits의 정밀도를 가지고 필터링을 수행함을 의미한다. 여기서, 위상(p)이 0이라 함은 1/n 샘플 단위로 인터폴레이션 하는 경우, n배수의 정수 샘플의 위치를 의미한다.
표 2
위상 p 보간 필터 계수
f[p, 0] f[p, 1] f[p, 2] f[p, 3]
0 0 64 0 0
1 -2 62 4 0
2 -2 58 10 -2
3 -4 56 14 -2
4 -4 54 16 -2
5 -6 52 20 -2
6 -6 46 28 -4
7 -4 42 30 -4
8 -4 36 36 -4
9 -4 30 42 -4
10 -4 28 46 -6
11 -2 20 52 -6
12 -2 16 54 -4
13 -2 14 56 -4
14 -2 10 58 -2
15 0 4 62 -2
표 2는 색차 성분에 대한 고정된 업샘플링 필터의 필터 계수를 정의한 테이블이다.
표 2에서 보듯이, 색차 성분에 대한 업샘플링의 경우, 휘도 성분과 달리 4-tap 필터가 적용될 수 있다. 즉, 현재 레이어의 현재 샘플에 대응하는 참조 레이어의 참조 샘플 및 상기 참조 샘플에 인접한 이웃 샘플을 이용하여 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 여기서, 이웃 샘플은 인터폴레이션을 수행하는 방향에 따라 특정될 수 있다. 예를 들어, 수평 방향으로 인터폴레이션을 수행하는 경우, 상기 이웃 샘플은 참조 샘플을 기준으로 좌측으로 연속적인 1개의 샘플 및 우측으로 연속적인 2개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 수직 방향으로 인터폴레이션을 수행하는 경우, 상기 이웃 샘플은 상기 참조 샘플을 기준으로 상단으로 연속적인 1개의 샘플 및 하단으로 연속적인 2개의 샘플을 포함할 수 있다.
한편, 휘도 성분과 마찬가지로 1/16 샘플 단위의 정확도로 인터폴레이션을 수행하므로 총 16개의 위상이 존재하며, 각 위상(p) 별로 상이한 필터 계수를 사용할 수 있다. 그리고, 위상(p)이 0인 경우를 제외하고 각각의 필터 계수의 크기는 0 내지 62의 범위에 속하도록 정의될 수 있다. 이 역시 6bits의 정밀도를 가지고 필터링을 수행함을 의미한다.
앞서 휘도 성분에 대해서는 8-tap 필터가, 색차 성분에 대해서는 4-tap 필터가 각각 적용되는 경우를 예로 들어 살펴 보았으나, 이에 한정되지 아니하며, tap 필터의 차수는 코딩 효율을 고려하여 가변적으로 결정될 수 있음은 물론이다.
2. 적응적 업샘플링 필터
고정된 필터 계수를 사용하지 아니하고, 영상의 특징을 고려하여 인코더에서 최적의 필터 계수를 결정하고, 이를 시그날링하여 디코더로 전송할 수 있다. 이와 같이 인코더에서 적응적으로 결정된 필터 계수를 이용하는 것이 적응적 업샘플링 필터이다. 픽쳐 단위로 영상의 특징이 다르기 때문에, 모든 경우에 고정된 업샘플링 필터를 사용하는 것보다 영상의 특징을 잘 표현할 수 있는 적응적 업샘플링 필터를 사용하면 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
S1010 단계에서 결정된 필터 계수를 참조 레이어의 액티브 참조 픽쳐에 적용하여 인터레이어 참조 픽쳐를 생성할 수 있다(S1020).
구체적으로, 결정된 업샘플링 필터의 필터 계수를 액티브 참조 픽쳐의 샘플들에 적용하여 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 여기서, 인터폴레이션은 1차적으로 수평 방향으로 수행하고, 수평 방향의 인터폴레이션 후 생성된 샘플에 대해서 2차적으로 수직 방향으로 수행될 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 디코딩 픽쳐 버퍼에 저장되는 근거리 참조 픽쳐를 특정하는 방법을 도시한 것이다.
시간적 참조 픽쳐는 디코딩 픽쳐 버퍼(DPB)에 저장될 수 있고, 현재 픽쳐의 인터 예측을 위해 필요한 경우에 참조 픽쳐로 이용될 수 있다. 디코딩 픽쳐 버퍼에 저장된 시간적 참조 픽쳐는 근거리 참조 픽쳐(short-term reference picture)를 포함할 수 있다. 근거리 참조 픽쳐는 현재 픽쳐와 POC 값의 차이가 크지 않은 픽쳐를 의미한다.
현재 시점에서 디코딩 픽쳐 버퍼에 저장해야 하는 근거리 참조 픽쳐를 특정하는 정보는 참조 픽쳐의 출력 순서(POC)와 현재 픽쳐에서 직접 참조하는지 여부를 나타내는 플래그(예를 들어, used_by_curr_pic_s0_flag, used_by_curr_pic_s1_flag)로 구성되어 있고, 이를 참조 픽쳐 세트(reference picture set)라 한다. 구체적으로 상기 used_by_curr_pic_s0_flag[i]의 값이 0인 경우, 근거리 참조 픽쳐 세트 중 i번째 근거리 참조 픽쳐가 현재 픽쳐의 출력 순서(POC)보다 작은 값을 가지면, i번째 근거리 참조 픽쳐는 현재 픽쳐의 참조 픽쳐로 사용되지 아니함을 나타낸다. 그리고, 상기 used_by_curr_pic_s1_flag[i]의 값이 0인 경우, 근거리 참조 픽쳐 세트 중 i번째 근거리 참조 픽쳐가 현재 픽쳐의 출력 순서(POC)보다 큰 값을 가지면, i번째 근거리 참조 픽쳐는 현재 픽쳐의 참조 픽쳐로 사용되지 아니함을 나타낸다.
도 11을 참조하면, POC 값이 26인 픽쳐의 경우, 인터 예측 시 근거리 참조 픽쳐로 모두 3개의 픽쳐(즉, POC 값이 25, 24, 20인 픽쳐)가 이용될 수 있다. 다만, POC 값이 25인 픽쳐의 used_by_curr_pic_s0_flag 값은 0이므로, POC 값이 25인 픽쳐는 POC 값이 26인 픽쳐의 인터 예측에 직접적으로 사용되지 않는다.
이와 같이 참조 픽쳐의 출력 순서(POC)와 현재 픽쳐에 의해서 참조 픽쳐로 이용되는지 여부를 나타내는 플래그에 기초하여 근거리 참조 픽쳐를 특정할 수 있다.
한편, 현재 픽쳐에 대한 참조 픽쳐 세트에 나타나 있지 않은 픽쳐에 대해서는 참조 픽쳐로 사용하지 않는다는 표시(예를 들어, unused for reference)를 할 수 있고, 나아가 디코딩 픽쳐 버퍼에서 제거할 수도 있다.
도 12는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 장거리 참조 픽쳐(long-term reference picture)를 특정하는 방법을 도시한 것이다.
장거리 참조 픽쳐의 경우에는 현재 픽쳐와 POC 값의 차이가 크기 때문에 POC 값의 최하위 비트(least significant bit, LSB)와 최상위 비트(most significant bit, MSB)를 이용하여 표현할 수 있다.
따라서, 장거리 참조 픽쳐의 POC 값은 참조 픽쳐의 POC 값의 LSB 값, 현재 픽쳐의 POC 값 및 현재 픽쳐의 POC 값의 MSB와 참조 픽쳐의 POC 값의 MSB 간의 차이를 이용하여 유도될 수 있다.
예를 들어, 현재 픽쳐의 POC 값이 331이고, LSB로 표현 가능한 최대값이 32이며, 장거리 참조 픽쳐로 POC 값이 308인 픽쳐가 이용된다고 가정한다.
이 경우, 현재 픽쳐의 POC 값인 331은 32*10+11로 표현할 수 있으며, 이때 10이 MSB 값이 되고, 11이 LSB 값이 된다. 장거리 참조 픽쳐의 POC 값인 308은 32*9+20으로 표현되며, 이때 9는 MSB 값이 되고, 20은 LSB 값이 된다. 이때 장거리 참조 픽쳐의 POC 값은 도 12에 도시된 수식과 같이 유도될 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 근거리 참조 픽쳐와 장거리 참조 픽쳐를 이용하여 참조 픽쳐 리스트를 구성하는 방법을 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, 시간적 참조 픽쳐를 포함한 참조 픽쳐 리스트는 시간적 참조 픽쳐가 근거리 참조 픽쳐인지 여부와 근거리 참조 픽쳐의 POC 값을 고려하여 생성될 수 있다. 여기서, 참조 픽쳐 리스트는 L0 예측을 위한 참조 픽쳐 리스트 0와 L1 예측을 위한 참조 픽쳐 리스트 1 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 참조 픽쳐 리스트 0에서는 현재 픽쳐보다 작은 POC 값을 가진 근거리 참조 픽쳐(RefPicSetCurr0), 현재 픽쳐보다 큰 POC 값을 가진 근거리 참조 픽쳐(RefPicSetCurr1), 장거리 참조 픽쳐(RefPicSetLtCurr)의 순서로 배열될 수 있다.
한편, 참조 픽쳐 리스트 1에서는 현재 픽쳐보다 큰 POC 값을 가진 근거리 참조 픽쳐(RefPicSetCurr1), 현재 픽쳐보다 작은 POC 값을 가진 근거리 참조 픽쳐(RefPicSetCurr0), 장거리 참조 픽쳐(RefPicSetLtCurr)의 순서로 배열될 수 있다.
또한, 시간적 참조 픽쳐의 참조 인덱스에 대한 부호화 효율을 향상시키기 위해서 참조 픽쳐 리스트에 포함된 복수 개의 시간적 참조 픽쳐들을 재배열할 수 있다. 이는 리스트 재배열 플래그(list_modification_present_flag)에 기초하여 적응적으로 수행될 수 있다. 여기서, 리스트 재배열 플래그는 참조 픽쳐 리스트 내의 참조 픽쳐들이 재배열되는지 여부를 특정하는 정보이다. 상기 리스트 재배열 플래그는 참조 픽쳐 리스트 0와 참조 픽쳐 리스트 1에 대해서 각각 시그날링될 수 있다.
예를 들어, 상기 리스트 재배열 플래그(list_modification_present_flag)의 값이 0인 경우, 참조 픽쳐 리스트 내의 참조 픽쳐들은 재배열되지 아니하며, 리스트 재배열 플래그(list_modification_present_flag)의 값이 1인 경우에 한하여 참조 픽쳐 리스트 내의 참조 픽쳐들은 재배열될 수 있다.
만일, 리스트 재배열 플래그(list_modification_present_flag)의 값이 1인 경우에는 리스트 엔트리 정보(list_entry[i])를 이용하여 참조 픽쳐 리스트 내의 참조 픽쳐들을 재배열할 수 있다. 여기서, 리스트 엔트리 정보(list_entry[i])는 참조 픽쳐 리스트에서 현재 포지션(즉, i번째 엔트리)에 위치하게 되는 참조 픽쳐의 참조 인덱스를 특정할 수 있다.
구체적으로, 기 생성된 참조 픽쳐 리스트에서 상기 리스트 엔트리 정보(list_entry[i])에 대응하는 참조 픽쳐를 특정하고, 특정된 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 리스트에서 i번째 엔트리에 재배열할 수 있다.
상기 리스트 엔트리 정보는 참조 픽쳐 리스트에 포함된 참조 픽쳐의 개수만큼 또는 참조 픽쳐 리스트의 참조 인덱스 최대값만큼 획득될 수 있다. 또한, 리스트 엔트리 정보는 현재 픽쳐의 슬라이스 타입을 고려하여 획득될 수 있다. 즉, 현재 픽쳐의 슬라이스 타입이 P 슬라이스인 경우에는 참조 픽쳐 리스트 0에 대한 리스트 엔트리 정보(list_entry_l0[i])를 획득하고, 현재 픽쳐의 슬라이스 타입이 B 슬라이스인 경우에는 참조 픽쳐 리스트 1에 대한 리스트 엔트리 정보(list_entry_l1[i])를 추가적으로 획득할 수 있다.
도 14 내지 도 16은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 멀티레이어 구조에서 참조 픽쳐 리스트를 구성하는 방법을 도시한 것이다.
도 14를 참조하면, 멀티레이어 구조에서의 참조 픽쳐 리스트 0는 현재 픽쳐의 POC 값보다 POC 값이 작은 근거리 참조 픽쳐(이하, 제1 근거리 참조 픽쳐라 함), 현재 픽쳐의 POC 값보다 POC 값이 큰 근거리 참조 픽쳐(이하, 제2 근거리 참조 픽쳐라 함), 장거리 참조 픽쳐의 순서로 구성될 수 있다. 참조 픽쳐 리스트 1은 제2 근거리 참조 픽쳐, 제1 근거리 참조 픽쳐, 장거리 참조 픽쳐의 순서로 구성될 수 있다. 그리고, 인터레이어 참조 픽쳐는 참조 픽쳐 리스트 0과 참조 픽쳐 리스트 1에서 장거리 참조 픽쳐 다음에 추가될 수 있다.
다만, 멀티레이어 구조에서 인핸스먼트 레이어의 영상이 베이스 레이어의 영상과 유사한 경우, 인핸스먼트 레이어는 베이스 레이어의 인터레이어 참조 픽쳐를 사용하는 경우가 자주 발생할 수 있다. 이러한 경우 인터레이어 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 리스트의 마지막에 추가한다면 참조 픽쳐 리스트의 부호화 성능이 떨어질 수도 있다. 따라서, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 인터레이어 참조 픽쳐를 장거리 참조 픽쳐 이전에 추가함으로써, 참조 픽쳐 리스트의 부호화 성능을 향상시킬 수도 있다.
도 15를 참조하면, 인터레이어 참조 픽쳐는 참조 픽쳐 리스트 내의 근거리 참조 픽쳐들 사이에 배열될 수도 있다. 멀티레이어 구조에서의 참조 픽쳐 리스트 0는 제1 근거리 참조 픽쳐, 인터레이어 참조 픽쳐, 제2 근거리 참조 픽쳐, 장거리 참조 픽쳐의 순서로 구성될 수 있다. 참조 픽쳐 리스트 1은 제2 근거리 참조 픽쳐, 인터레이어 참조 픽쳐, 제1 근거리 참조 픽쳐, 장거리 참조 픽쳐의 순서로 구성될 수 있다.
또는, 인터레이어 참조 픽쳐는 참조 픽쳐 리스트 내의 근거리 참조 픽쳐와 장거리 참조 픽쳐 사이에 배열될 수도 있다. 도 16을 참조하면, 멀티레이어 구조에서의 참조 픽쳐 리스트 0는 제1 근거리 참조 픽쳐, 제2 근거리 참조 픽쳐, 인터레이어 참조 픽쳐, 장거리 참조 픽쳐의 순서로 구성될 수 있다. 참조 픽쳐 리스트 1은 제2 근거리 참조 픽쳐, 제1 근거리 참조 픽쳐, 인터레이어 참조 픽쳐, 장거리 참조 픽쳐의 순서로 구성될 수 있다.
한편, 도 14 내지 도 16에서는 참조 픽쳐 리스트를 구성하는 일례로 현재 픽쳐보다 POC 값이 작은 근거리 참조 픽쳐, 현재 픽쳐보다 POC 값이 큰 근거리 참조 픽쳐, 장거리 참조 픽쳐, 인터레이어 참조 픽쳐가 각각 1개인 경우를 도시하고 있으나, 이는 참조 픽쳐들이 배열되는 순서를 도시한 것에 불과하며, 복수 개의 근거리 참조 픽쳐들(즉, 근거리 참조 픽쳐 세트), 장거리 참조 픽쳐들(즉, 장거리 참조 픽쳐 세트), 인터레이어 참조 픽쳐들(즉, 인터레이어 참조 픽쳐 세트)가 이용될 수 있음은 물론이다.
나아가, 복수 개의 인터레이어 참조 픽쳐들이 이용되는 경우, 복수 개의 인터레이어 참조 픽쳐들은 제1 인터레이어 참조 픽쳐 세트와 제2 인터레이어 참조 픽쳐 세트로 분리되어 참조 픽쳐 리스트를 구성할 수도 있다.
구체적으로, 제1 인터레이어 참조 픽쳐 세트는 제1 근거리 참조 픽쳐와 제2 근거리 참조 픽쳐 사이에 배열될 수 있고, 제2 인터레이어 참조 픽쳐 세트는 장거리 참조 픽쳐 다음에 배열될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 도 14 내지 도 16에 도시된 실시예들 간의 조합으로부터 가능한 모든 실시예를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 인터레이어 참조 픽쳐 세트는 현재 레이어의 레이어 식별자(CurrlayerId)보다 작은 참조 레이어 식별자(RefPiclayerId)를 가진 참조 레이어의 참조 픽쳐들을 의미할 수 있고, 제2 인터레이어 참조 픽쳐 세트는 현재 레이어의 레이어 식별자(CurrlayerId)보다 큰 참조 레이어 식별자(RefPiclayerId)를 가진 참조 레이어의 참조 픽쳐들을 의미할 수 있다.
본 발명은 멀티 레이어 구조의 비디오 신호를 코딩하는데 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 비트스트림으로부터 획득된 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자에 기반하여 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수를 유도하는 단계;
    상기 액티브 참조 개수에 기초하여 참조 레이어 식별자를 획득하는 단계;
    상기 참조 레이어 식별자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 수행하는 단계를 포함하는 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는,
    상기 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 상기 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 액티브 참조 개수는 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지에 따라 적응적으로 유도되는 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 참조 레이어에 속한 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 서브-레이어 개수 정보보다 작거나 같고, 상기 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 지시자보다 작은 경우, 상기 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐로 결정되는 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는,
    상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되지 아니하는 경우, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부를 결정하는 단계는 포함하되,
    상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는 경우, 상기 액티브 참조 개수는 상기 액티브 참조 픽쳐의 제한된 최대 개수에 따라 유도되는 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 방법.
  5. 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자에 기반하여 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수를 유도하고, 상기 액티브 참조 개수에 기초하여 참조 레이어 식별자를 획득하며, 상기 참조 레이어 식별자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 수행하는 예측부를 포함하는 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 예측부는,
    상기 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 상기 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지 여부를 결정하며, 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지에 따라 적응적으로 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 참조 레이어에 속한 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 서브-레이어 개수 정보보다 작거나 같고, 상기 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 지시자보다 작은 경우, 상기 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐로 결정되는 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 예측부는,
    상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되지 아니하는 경우, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부를 결정하고,
    상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는 경우, 상기 액티브 참조 픽쳐의 제한된 최대 개수에 따라 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 멀티 레이어 비디오 신호 디코딩 장치.
  9. 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자에 기반하여 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수를 유도하는 단계;
    상기 액티브 참조 개수에 기초하여 참조 레이어 식별자를 획득하는 단계;
    상기 참조 레이어 식별자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 수행하는 단계를 포함하는 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는,
    상기 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 상기 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 액티브 참조 개수는 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지에 따라 적응적으로 유도되는 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 참조 레이어에 속한 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 서브-레이어 개수 정보보다 작거나 같고, 상기 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 지시자보다 작은 경우, 상기 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐로 결정되는 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 단계는,
    상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되지 아니하는 경우, 상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는지 여부를 결정하는 단계는 포함하되,
    상기 액티브 참조 픽쳐의 최대 개수가 제한되는 경우, 상기 액티브 참조 개수는 상기 액티브 참조 픽쳐의 제한된 최대 개수에 따라 유도되는 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 방법.
  13. 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자에 기반하여 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐에 대한 액티브 참조 개수를 유도하고, 상기 액티브 참조 개수에 기초하여 참조 레이어 식별자를 획득하며, 상기 참조 레이어 식별자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 액티브 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 액티브 참조 픽쳐를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 레이어 간 예측을 수행하는 예측부를 포함하는 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 예측부는,
    상기 참조 레이어의 서브-레이어 개수 정보 및 상기 현재 레이어에 관한 최대 시간레벨 지시자를 이용하여 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐를 결정하고, 상기 결정된 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지 여부를 결정하며, 상기 후보 참조 픽쳐 전부가 상기 현재 레이어의 현재 픽쳐의 레이어 간 예측에 이용된다는 제약이 적용되는지에 따라 적응적으로 상기 액티브 참조 개수를 유도하는 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 참조 레이어에 속한 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 서브-레이어 개수 정보보다 작거나 같고, 상기 대응 픽쳐의 시간레벨 식별자가 상기 최대 시간레벨 지시자보다 작은 경우, 상기 대응 픽쳐는 상기 현재 픽쳐의 후보 참조 픽쳐로 결정되는 멀티 레이어 비디오 신호 인코딩 장치.
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