WO2016204360A1 - 영상 코딩 시스템에서 조도 보상에 기반한 블록 예측 방법 및 장치 - Google Patents

영상 코딩 시스템에서 조도 보상에 기반한 블록 예측 방법 및 장치 Download PDF

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임재현
박승욱
남정학
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    • H04N19/46—Embedding additional information in the video signal during the compression process

Definitions

  • the present invention relates to image compression technology, and more particularly, to a block prediction method and apparatus based on illumination compensation in an image coding system.
  • video quality of the terminal device can be supported and the network environment is diversified, in general, video of general quality may be used in one environment, but higher quality video may be used in another environment. .
  • a consumer who purchases video content on a mobile terminal can view the same video content on a larger screen and at a higher resolution through a large display in the home.
  • the amount of data for one image is increasing, and image compression technology through efficient block prediction is required.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving image coding efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide a block prediction method and apparatus thereof based on reference illumination compensation.
  • Another technical problem of the present invention is to increase block prediction efficiency through reference illumination compensation.
  • Another technical problem of the present invention is to reduce the residual signal by increasing the prediction efficiency and to increase the compression efficiency.
  • Another technical problem of the present invention is to adaptively apply reference illumination compensation to increase prediction efficiency.
  • a prediction method for decoding of a picture includes deriving a reference block on a reference picture for prediction of a current block on a current picture, determining a reference illumination compensation (IC) parameter, and reference illumination on the reference block based on the reference IC parameter Generating an illumination compensated reference block by applying compensation, and generating a predictive sample of the current block based on the illumination compensated reference block.
  • IC reference illumination compensation
  • an apparatus for decoding a picture derives a reference block on a reference picture for prediction of a current block on the current picture, and a receiver for receiving a reference IC flag, determines a reference IC parameter when the reference IC flag indicates 1, and determines the reference IC parameter. And a processor for generating an illumination compensated reference block by applying reference illumination compensation to the reference block, and generating a predictive sample of the current block based on the illumination compensation reference block.
  • a difference in illuminance between a current block of a current picture and a reference block of a reference picture can be compensated for and the block prediction efficiency can be improved, and the data amount of the residual signal to be transmitted from the encoder to the decoder can be reduced. Accordingly, compression and coding efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 shows an example of prediction with or without illuminance compensation (IC).
  • FIG. 4 illustrates peripheral samples that may be used to obtain reference IC parameters.
  • FIG. 5 shows an example of peripheral samples used for reference IC parameter calculation.
  • FIG. 6 is a flowchart schematically illustrating a picture encoding method performed by an encoder.
  • FIG. 7 is a flowchart schematically illustrating a block prediction method for picture decoding, performed by a decoder.
  • each of the components in the drawings described in the present invention are shown independently for the convenience of description of the different characteristic functions in the video encoding apparatus / decoding apparatus, each component is a separate hardware or separate software It does not mean that it is implemented.
  • two or more of each configuration may be combined to form one configuration, or one configuration may be divided into a plurality of configurations.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and / or separated are also included in the present invention without departing from the spirit of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically illustrating a video encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 100 may include a picture splitter 105, a predictor 110, a transformer 115, a quantizer 120, a reordering unit 125, an entropy encoding unit 130, An inverse quantization unit 135, an inverse transform unit 140, a filter unit 145, and a memory 150 are provided.
  • the picture division unit 105 may divide the input picture into at least one processing unit block.
  • the block as the processing unit may be a prediction unit (PU), a transform unit (CU), or a coding unit (CU).
  • a picture may be composed of a plurality of coding tree units (CTUs), and each CTU may be split into CUs in a quad-tree structure.
  • a CU may be divided into quad tree structures with CUs of lower depths.
  • PU and TU may be obtained from a CU.
  • a PU may be partitioned from a CU into a symmetrical or asymmetrical square structure.
  • the TU may also be divided into quad tree structures from the CU.
  • the predictor 110 includes an inter predictor for performing inter prediction and an intra predictor for performing intra prediction, as described below.
  • the prediction unit 110 performs prediction on the processing unit of the picture in the picture dividing unit 105 to generate a prediction block including a prediction sample (or a prediction sample array).
  • the processing unit of the picture in the prediction unit 110 may be a CU, a TU, or a PU.
  • the prediction unit 110 may determine whether the prediction performed on the processing unit is inter prediction or intra prediction, and determine specific contents (eg, prediction mode, etc.) of each prediction method.
  • the processing unit in which the prediction is performed and the processing unit in which the details of the prediction method and the prediction method are determined may be different.
  • the method of prediction and the prediction mode may be determined in units of PUs, and the prediction may be performed in units of TUs.
  • a prediction block may be generated by performing prediction based on information of at least one picture of a previous picture and / or a subsequent picture of the current picture.
  • a prediction block may be generated by performing prediction based on pixel information in a current picture.
  • a skip mode, a merge mode, an advanced motion vector prediction (AMVP), and the like can be used.
  • a reference picture may be selected for a PU and a reference block corresponding to the PU may be selected.
  • the reference block may be selected in units of integer pixels (or samples) or fractional pixels (or samples).
  • a prediction block is generated in which a residual signal with the current PU is minimized and the size of the motion vector is also minimized.
  • the prediction block may be generated in integer pixel units, or may be generated in sub-pixel units such as 1/2 pixel unit or 1/4 pixel unit.
  • the motion vector may also be expressed in units of integer pixels or less.
  • Information such as an index of a reference picture selected through inter prediction, a motion vector difference (MDV), a motion vector predictor (MVV), and a residual signal may be entropy encoded and transmitted to the decoding apparatus.
  • MDV motion vector difference
  • MVV motion vector predictor
  • a residual signal may be entropy encoded and transmitted to the decoding apparatus.
  • the residual may be used as the reconstructed block, and thus the residual may not be generated, transformed, quantized, or transmitted.
  • a prediction mode When performing intra prediction, a prediction mode may be determined in units of PUs, and prediction may be performed in units of PUs. In addition, a prediction mode may be determined in units of PUs, and intra prediction may be performed in units of TUs.
  • the prediction mode may have, for example, 33 directional prediction modes and at least two non-directional modes.
  • the non-directional mode may include a DC prediction mode and a planner mode (Planar mode).
  • a prediction block may be generated after applying a filter to a reference sample.
  • whether to apply the filter to the reference sample may be determined according to the intra prediction mode and / or the size of the current block.
  • the residual value (the residual block or the residual signal) between the generated prediction block and the original block is input to the converter 115.
  • the prediction mode information, the motion vector information, etc. used for the prediction are encoded by the entropy encoding unit 130 together with the residual value and transmitted to the decoding apparatus.
  • the transform unit 115 performs transform on the residual block in units of transform blocks and generates transform coefficients.
  • the transform block is a rectangular block of samples to which the same transform is applied.
  • the transform block can be a transform unit (TU) and can have a quad tree structure.
  • the transformer 115 may perform the transformation according to the prediction mode applied to the residual block and the size of the block.
  • the residual block is transformed using a discrete sine transform (DST), otherwise the residual block is transformed into a discrete cosine transform (DCT). Can be converted using.
  • DST discrete sine transform
  • DCT discrete cosine transform
  • the transform unit 115 may generate a transform block of transform coefficients by the transform.
  • the quantization unit 120 may generate quantized transform coefficients by quantizing the residual values transformed by the transform unit 115, that is, the transform coefficients.
  • the value calculated by the quantization unit 120 is provided to the inverse quantization unit 135 and the reordering unit 125.
  • the reordering unit 125 rearranges the quantized transform coefficients provided from the quantization unit 120. By rearranging the quantized transform coefficients, the encoding efficiency of the entropy encoding unit 130 may be increased.
  • the reordering unit 125 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a 2D block into a 1D vector form through a coefficient scanning method.
  • the entropy encoding unit 130 entropy-codes a symbol according to a probability distribution based on the quantized transform values rearranged by the reordering unit 125 or the encoding parameter value calculated in the coding process, thereby performing a bit stream. ) Can be printed.
  • the entropy encoding method receives a symbol having various values and expresses it as a decodable column while removing statistical redundancy.
  • the symbol means a syntax element, a coding parameter, a residual signal, or the like that is an encoding / decoding object.
  • An encoding parameter is a parameter necessary for encoding and decoding, and may include information that may be inferred in the encoding or decoding process as well as information encoded by an encoding device and transmitted to the decoding device, such as a syntax element. It means the information you need when you do.
  • the encoding parameter may be, for example, a value such as an intra / inter prediction mode, a moving / motion vector, a reference image index, a coding block pattern, a residual signal presence, a transform coefficient, a quantized transform coefficient, a quantization parameter, a block size, block partitioning information, or the like. May include statistics.
  • the residual signal may mean a difference between the original signal and the prediction signal, and a signal in which the difference between the original signal and the prediction signal is transformed or a signal in which the difference between the original signal and the prediction signal is converted and quantized It may mean.
  • the residual signal may be referred to as a residual block in block units.
  • Encoding methods such as exponential golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) may be used for entropy encoding.
  • the entropy encoding unit 130 may store a table for performing entropy encoding, such as a variable length coding (VLC) table, and the entropy encoding unit 130 may store the stored variable length coding ( Entropy encoding using a VLC) table, and the entropy encoding unit 130 derives a binarization method of a target symbol and a probability model of the target symbol / bin. Afterwards, entropy encoding may be performed using the derived binarization method or probability model.
  • VLC variable length coding
  • CABAC context-adaptive binary arithmetic coding
  • the entropy encoding unit 130 may apply a constant change to a parameter set or syntax to be transmitted.
  • the inverse quantizer 135 inversely quantizes the quantized values (quantized transform coefficients) in the quantizer 120, and the inverse transformer 140 inversely transforms the inverse quantized values in the inverse quantizer 135.
  • the residual value (or the residual sample or the residual sample array) generated by the inverse quantizer 135 and the inverse transform unit 140 and the prediction block predicted by the predictor 110 are added together to reconstruct the sample (or the reconstructed sample array).
  • a reconstructed block including a may be generated.
  • a reconstructed block is generated by adding a residual block and a prediction block through an adder.
  • the adder may be viewed as a separate unit (restore block generation unit) for generating a reconstruction block.
  • the filter unit 145 may apply a deblocking filter, an adaptive loop filter (ALF), and a sample adaptive offset (SAO) to the reconstructed picture.
  • ALF adaptive loop filter
  • SAO sample adaptive offset
  • the deblocking filter may remove distortion generated at the boundary between blocks in the reconstructed picture.
  • the adaptive loop filter may perform filtering based on a value obtained by comparing the reconstructed image with the original image after the block is filtered through the deblocking filter. ALF may be performed only when high efficiency is applied.
  • the SAO restores the offset difference from the original image on a pixel-by-pixel basis to the residual block to which the deblocking filter is applied, and is applied in the form of a band offset and an edge offset.
  • the filter unit 145 may not apply filtering to the reconstructed block used for inter prediction.
  • the memory 150 may store the reconstructed block or the picture calculated by the filter unit 145.
  • the reconstructed block or picture stored in the memory 150 may be provided to the predictor 110 that performs inter prediction.
  • the video decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, a reordering unit 215, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 225, a prediction unit 230, and a filter unit 235.
  • Memory 240 may be included.
  • the input bitstream may be decoded according to a procedure in which image information is processed in the video encoding apparatus.
  • the entropy decoding unit 210 may entropy decode the input bitstream according to a probability distribution to generate symbols including symbols in the form of quantized coefficients.
  • the entropy decoding method is a method of generating each symbol by receiving a binary string.
  • the entropy decoding method is similar to the entropy encoding method described above.
  • VLC variable length coding
  • 'VLC' variable length coding
  • CABAC CABAC
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in a previous step.
  • a context model may be determined using the context model, and a probability corresponding to the value of each syntax element may be generated by performing arithmetic decoding of the bin by predicting a probability of occurrence of the bin according to the determined context model.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the information of the decoded symbol / bin for the context model of the next symbol / bean after determining the context model.
  • Information for generating the prediction block among the information decoded by the entropy decoding unit 210 is provided to the predictor 230, and a residual value where entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 210, that is, a quantized transform coefficient It may be input to the reordering unit 215.
  • the reordering unit 215 may reorder the information of the bitstream entropy decoded by the entropy decoding unit 210, that is, the quantized transform coefficients, based on the reordering method in the encoding apparatus.
  • the reordering unit 215 may reorder the coefficients expressed in the form of a one-dimensional vector by restoring the coefficients in the form of a two-dimensional block.
  • the reordering unit 215 may generate an array of coefficients (quantized transform coefficients) in the form of a 2D block by scanning coefficients based on the prediction mode applied to the current block (transform block) and the size of the transform block.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoding apparatus and the coefficient values of the rearranged block.
  • the inverse transform unit 225 may perform inverse DCT and / or inverse DST on the DCT and the DST performed by the transform unit of the encoding apparatus with respect to the quantization result performed by the video encoding apparatus.
  • the inverse transformation may be performed based on a transmission unit determined by the encoding apparatus or a division unit of an image.
  • the DCT and / or DST in the encoding unit of the encoding apparatus may be selectively performed according to a plurality of pieces of information, such as a prediction method, a size and a prediction direction of the current block, and the inverse transformer 225 of the decoding apparatus may be Inverse transformation may be performed based on the performed transformation information.
  • the prediction unit 230 includes prediction samples (or prediction sample arrays) based on prediction block generation related information provided by the entropy decoding unit 210 and previously decoded block and / or picture information provided by the memory 240.
  • a prediction block can be generated.
  • intra prediction for generating a prediction block based on pixel information in the current picture may be performed.
  • inter prediction on the current PU may be performed based on information included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture.
  • motion information required for inter prediction of the current PU provided by the video encoding apparatus for example, a motion vector, a reference picture index, and the like, may be derived by checking a skip flag, a merge flag, and the like received from the encoding apparatus.
  • a prediction block may be generated such that a residual signal with the current block is minimized and the size of the motion vector is also minimized.
  • the motion information derivation scheme may vary depending on the prediction mode of the current block.
  • Prediction modes applied for inter prediction may include an advanced motion vector prediction (AMVP) mode, a merge mode, and the like.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may generate a merge candidate list by using the motion vector of the reconstructed spatial neighboring block and / or the motion vector corresponding to the Col block, which is a temporal neighboring block.
  • the motion vector of the candidate block selected from the merge candidate list is used as the motion vector of the current block.
  • the encoding apparatus may transmit, to the decoding apparatus, a merge index indicating a candidate block having an optimal motion vector selected from candidate blocks included in the merge candidate list. In this case, the decoding apparatus may derive the motion vector of the current block by using the merge index.
  • the encoding device and the decoding device use a motion vector corresponding to a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a Col block, which is a temporal neighboring block, and a motion vector.
  • a predictor candidate list may be generated. That is, the motion vector of the reconstructed spatial neighboring block and / or the Col vector, which is a temporal neighboring block, may be used as a motion vector candidate.
  • the encoding apparatus may transmit the predicted motion vector index indicating the optimal motion vector selected from the motion vector candidates included in the list to the decoding apparatus. In this case, the decoding apparatus may select the predicted motion vector of the current block from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list using the motion vector index.
  • the encoding apparatus may obtain a motion vector difference MVD between the motion vector MV of the current block and the motion vector predictor MVP, and may encode the same and transmit the encoded motion vector to the decoding device. That is, MVD may be obtained by subtracting MVP from MV of the current block.
  • the decoding apparatus may decode the received motion vector difference and derive the motion vector of the current block through the addition of the decoded motion vector difference and the motion vector predictor.
  • the encoding apparatus may also transmit a reference picture index or the like indicating the reference picture to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may predict the motion vector of the current block using the motion information of the neighboring block, and may derive the motion vector for the current block using the residual received from the encoding apparatus.
  • the decoding apparatus may generate a prediction block for the current block based on the derived motion vector and the reference picture index information received from the encoding apparatus.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may generate a merge candidate list using the motion information of the reconstructed neighboring block and / or the motion information of the call block. That is, the encoding apparatus and the decoding apparatus may use this as a merge candidate for the current block when there is motion information of the reconstructed neighboring block and / or the call block.
  • the encoding apparatus may select a merge candidate capable of providing an optimal encoding efficiency among the merge candidates included in the merge candidate list as motion information for the current block.
  • a merge index indicating the selected merge candidate may be included in the bitstream and transmitted to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may select one of the merge candidates included in the merge candidate list by using the transmitted merge index, and determine the selected merge candidate as motion information of the current block. Therefore, when the merge mode is applied, the motion information of the restored neighboring block and / or the call block may be used as the motion information of the current block.
  • the decoding apparatus may reconstruct the current block by adding the prediction block and the residual transmitted from the encoding apparatus.
  • the motion information of the reconstructed neighboring block and / or the motion information of the call block may be used to derive the motion information of the current block.
  • the encoding apparatus does not transmit syntax information such as residual to the decoding apparatus other than information indicating which block motion information to use as the motion information of the current block.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may generate the prediction block of the current block by performing motion compensation on the current block based on the derived motion information.
  • the prediction block may mean a motion compensated block generated as a result of performing motion compensation on the current block.
  • the plurality of motion compensated blocks may constitute one motion compensated image.
  • the reconstruction block may be generated using the prediction block generated by the predictor 230 and the residual block provided by the inverse transform unit 225.
  • the reconstructed block is generated by combining the prediction block and the residual block in the adder.
  • the adder may be viewed as a separate unit (restore block generation unit) for generating a reconstruction block.
  • the reconstruction block includes a reconstruction sample (or reconstruction sample array) as described above
  • the prediction block includes a prediction sample (or a prediction sample array)
  • the residual block is a residual sample (or a residual sample). Array).
  • a reconstructed sample (or reconstructed sample array) may be expressed as the sum of the corresponding predictive sample (or predictive sample array) and the residual sample (residual sample array).
  • the residual is not transmitted for the block to which the skip mode is applied, and the prediction block may be a reconstruction block.
  • the reconstructed block and / or picture may be provided to the filter unit 235.
  • the filter unit 235 may apply deblocking filtering, sample adaptive offset (SAO), and / or ALF to the reconstructed block and / or picture.
  • SAO sample adaptive offset
  • the memory 240 may store the reconstructed picture or block to use as a reference picture or reference block, and may provide the reconstructed picture to the output unit.
  • Components directly related to the decoding of an image for example, an entropy decoding unit 210, a reordering unit 215, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 225, a prediction unit 230, and a filter unit ( 235) and the like may be distinguished from other components by a decoder or a decoder.
  • the decoding apparatus 200 may further include a parsing unit (not shown) for parsing information related to the encoded image included in the bitstream.
  • the parsing unit may include the entropy decoding unit 210 or may be included in the entropy decoding unit 210. Such a parser may also be implemented as one component of the decoder.
  • the accuracy of prediction is closely related to the magnitude and characteristics of the residual signal. As the prediction is more accurate, the data amount of the residual signal is reduced, and consequently, the compression efficiency can be increased.
  • FIG 3 shows an example of prediction with or without illuminance compensation (IC).
  • the block 310 of the corresponding reference picture may have a high illuminance locally by a light source. This may be caused by a temporal difference between the reference pictures of the current picture, a difference between the positions of the objects of the current picture and the positions of the objects of the reference picture, and / or a position difference of the reference block and the current block.
  • the block 310 may be used as a reference block or another block around the block 310 may be used as a reference block by the encoder.
  • prediction efficiency is lowered and a lot of data must be allocated to the residual signal.
  • a and b represent parameters for illuminance compensation
  • x represents a signal of a reference picture
  • y represents a signal of a current picture or an original picture.
  • the signal may specifically indicate a sample value (or pixel value, hereinafter, a sample may include a pixel) in a related picture. That is, x may represent a sample value in the reference picture, and y may represent a sample value in the current picture or a sample value in the original picture.
  • the difference between both sides may be regarded as an error, and parameters a and b satisfying a condition for minimizing the error may be obtained and applied to the reference block.
  • the parameters a and b may be referred to as reference IC parameters.
  • Equation 1 since the reference IC parameters a and b to be obtained in Equation 1 are values that minimize errors on both sides, the equation for obtaining the reference IC parameters can be expressed as follows.
  • E (a, b) represents a and b values that minimize errors, where i represents indexing of each sample, and lambda (lambda) represents a control parameter.
  • the lambda can be predetermined or can be derived based on x, for example. For example, Can be derived as
  • equation (2) can be summarized as follows.
  • N represents a normalization parameter.
  • N is Can be derived from a part.
  • N may be equal to the size of the target block.
  • the reference IC parameter can be obtained in various ways depending on which sample is used for x and y.
  • the reference IC parameter may be obtained based on a sample of a block corresponding to the current block on the original picture and a sample of the reference block on the reference picture.
  • the reference IC parameter may be obtained based on the neighbor samples of the current block on the current picture and the neighbor samples of the reference block on the reference picture.
  • the reference IC parameter may be obtained by selectively combining the methods of i) and ii).
  • the reference IC interpolated reference block may be generated based on the obtained reference IC parameters a and b and reference samples in the reference block.
  • the encoder IC should obtain the reference IC parameter and then encode and transmit the reference IC parameter.
  • the reference IC interpolated reference block may be generated based on the obtained reference IC parameters a and b and reference samples in the reference block.
  • the reference IC interpolation efficiency (or accuracy) may be relatively lower than in the case of i), because the reference IC parameter obtained by using the relation of the surrounding samples may be relatively low. That is, the corresponding parameter can be obtained directly without explicitly receiving a and b), which is advantageous in terms of coding efficiency.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of peripheral samples that may be used to obtain a reference IC parameter.
  • peripheral samples 420 of reference block 410 and peripheral samples 440 of current block 430 may be used to obtain the IC reference parameter.
  • Peripheral samples 420 of reference block 410 may include left peripheral samples, upper peripheral samples, and upper left peripheral samples of reference block 410, all of which are used by the peripheral samples 420. Some samples may be used or defined according to criteria. It can be assumed that the width and height of the reference block 410 are nRW and nRH, respectively, and the left and top sample positions of the reference block 410 are (0,0). In this case, the upper left peripheral sample position may include (-1, -1) and the left peripheral sample positions may include (-1,0), ..., (-1, nRH-1). And the upper peripheral samples positions may include (0, -1), ..., (nRW-1, -1).
  • the peripheral samples 440 of the current block 430 may include left peripheral samples, upper peripheral samples, and upper left peripheral samples of the current block 430, all of the peripheral samples 440. Some samples may be used or defined according to criteria. It can be assumed that the width and height of the current block 430 are nCW and nCH, respectively, and the left and top sample positions of the current block 440 are (0,0). In this case, the upper left peripheral sample position may include (-1, -1) and the left peripheral sample positions may include (-1,0), ..., (-1, nCH-1). And the upper peripheral samples positions may include (0, -1), ..., (nCW-1, -1).
  • Equation 2 x i represents a sample of index i of the neighboring samples 420 of the reference block 410, and y i represents an index of the neighboring samples 440 of the current block 430. A sample of i is shown.
  • reference IC parameters a and b can be calculated as shown in Equations 4 and 5 above.
  • all or part of the surrounding samples 420 and 440 may be used according to a predetermined criterion to calculate the reference IC parameters a and b.
  • all of the above-described neighboring samples may be used when less than or equal to a predetermined criterion, and only some of the above-described neighboring samples may be used according to predetermined conditions.
  • the target block may be a reference block or may be a current block.
  • both left peripheral samples and top peripheral samples of a target block may be used for reference IC parameter calculation.
  • the upper left peripheral sample may or may not be used.
  • neighboring samples of the reference block and neighboring samples of the current block may be used as inputs to Equations 1 to 5 described above.
  • the upper left peripheral sample may or may not be used.
  • samples sub-sampled from the left peripheral samples and the upper peripheral samples of the target block may be used for the reference IC parameter calculation.
  • the subsampling factor may be predetermined or determined by the encoder and informed to the decoder.
  • odd or even samples of the left peripheral samples of the target block and odd or even samples of the upper peripheral samples may be used for the reference IC parameter calculation.
  • the upper left peripheral sample may or may not be used.
  • specific samples selected according to a predetermined criterion among the left peripheral samples and the upper peripheral samples of the target block may be used for the reference IC parameter calculation.
  • a threshold value may be used to select the specific samples.
  • the upper left peripheral sample may or may not be used.
  • the upper peripheral samples among the peripheral samples 420 may have one row or a plurality of rows, and the left peripheral samples may have one column or a plurality of them. It can have a column of.
  • the upper left peripheral sample may have one row / column or may have multiple rows / columns.
  • the upper left peripheral sample represents upper left peripheral samples when there are multiple rows / columns.
  • the upper peripheral samples among the peripheral samples 420 may have one row or multiple rows, and the left peripheral samples may have one column or multiple columns. . In this case, the upper left peripheral sample may have one row / column or may have multiple rows / columns.
  • the upper left peripheral sample represents upper left peripheral samples when there are multiple rows / columns.
  • the reference IC parameters a and b may be calculated to perform the reference IC, or at least one of the two may not be calculated.
  • the a and b may be calculated and used.
  • some of a and b may be calculated and used, and some of them may not be used.
  • some of a and b may be calculated and used, and some may be replaced by fixed values.
  • both a and b may be replaced with fixed values.
  • v) or the methods of i) to iv) may optionally be used in combination.
  • a may be fixed to a specific value and b may not be used if no surrounding samples are available.
  • a may be fixed to 1 and only b may be calculated.
  • the reference IC according to the present invention described above may be determined and signaled based on various criteria. For example, whether a reference IC is available may be determined based on a reference unit such as an entire sequence, one or more pictures, slices, CTBs, CUs, PUs, and TUs. It is possible to determine whether the reference IC is available for one or more of the above-listed reference units.
  • a reference unit such as an entire sequence, one or more pictures, slices, CTBs, CUs, PUs, and TUs. It is possible to determine whether the reference IC is available for one or more of the above-listed reference units.
  • the additional criterion may be defined based on the characteristics of the criterion unit. For example, various characteristics such as a block size (for CTB / CU / PU / TU), a prediction type, a partition type, and a transform type may be defined. This may be the case.
  • whether to apply the reference IC can be determined according to the following method. i) As an example, it may be determined whether the reference IC is applied based on a block size according to a predetermined criterion. ii) As another example, information for determining a reference IC application for each block size is transmitted from an encoder to a decoder. iii) As another example, information about the maximum block size and / or the minimum block size to which the reference IC is applied is transmitted from the encoder to the decoder. iv) or optionally the above methods i) to iii).
  • the information may be adaptively transmitted in units of one or more slices or pictures.
  • the reference IC may be allowed only for a CU size that is less than or equal to a certain size (eg, 64 ⁇ 64).
  • the reference IC flag is signaled in units of CUs (that is, transmitted from the encoder to the decoder), and the decoder may determine whether to apply the reference IC based on the reference IC flag.
  • the partition type of the CU is not 2N ⁇ 2N or when the CU is encoded by intra prediction (that is, when the prediction mode for the CU is the intra prediction mode)
  • the reference IC is not allowed.
  • the IC flag may be set to 0 and signaled or not transmitted at all.
  • the decoder may assume that the value is zero when the reference IC flag does not exist.
  • the encoder may inform the decoder of the maximum CU unit to which the reference IC is applied in units of slices or pictures.
  • the maximum CU size may indicate a value itself or a predefined index mapped to the value.
  • the reference IC is allowed only for a CU smaller than or equal to the maximum CU size. In this case, a reference IC flag indicating whether the reference IC is applied is signaled.
  • an available flag indicating whether the reference IC is enabled in slice or picture units may be signaled. That is, the encoder determines whether the reference IC is available on a slice or picture basis, and transmits an available flag indicating the (reference IC). The decoder does not apply the reference IC to slices or pictures in which the reference IC is disabled according to the available flag value (for example, the value 0), and no related information is signaled.
  • the available flag value for example, the value 0
  • the encoder may transmit a reference IC flag in units of CUs or PUs within a corresponding slice or picture to the decoder, and the decoder may set the reference IC flag to 1 In this case, the reference IC may be applied to the corresponding CU or PU.
  • FIG. 6 is a flowchart schematically illustrating a picture encoding method performed by an encoder.
  • the encoder derives a reference block for current block prediction (S600).
  • the encoder performs the current block prediction in the same manner as the decoder to generate the residual signal, thereby deriving a reference block.
  • prediction includes inter prediction.
  • inter prediction the encoder may perform motion estimation to derive a reference block most similar to the current block on the reference picture based on the motion estimation.
  • the encoder may perform motion estimation on a fractional sample basis and obtain a motion vector (MV) of the current block based on the relative position between the reference block and the current block.
  • MV motion vector
  • the encoder determines a reference IC parameter (S610). As an example, the encoder may calculate the reference IC parameter based on first peripheral samples of the reference block and second peripheral samples of the current block.
  • the reference IC parameter may include parameters a and b, and at least one of the parameters a and b may be calculated based on first peripheral samples of the reference block and second peripheral samples of the current block. That is, both the parameters a and b may be calculated based on the first peripheral samples and the second peripheral samples, as described above, only partly calculated, partly not used, or partly fixed values are used. Can be.
  • the parameter a may be fixed to a specific value
  • b may be calculated based on the first peripheral samples and the second peripheral samples.
  • the first peripheral samples include first left peripheral samples and first upper peripheral samples of the reference block, and the second peripheral samples are second left peripheral samples and second upper peripheral samples of the current block. Can include them.
  • the first left peripheral samples and the second left peripheral samples are composed of more than one column of samples, and the first upper peripheral samples and the second upper peripheral samples are more than one row ( row) samples.
  • Samples sub-sampled among the first left peripheral samples, the first upper peripheral samples, the second left peripheral samples, and the second upper peripheral samples are at least one of the parameters a and b.
  • odd or even samples of the first left peripheral samples, the first upper peripheral samples, the second left peripheral samples, and the second upper peripheral samples are at least one of the parameters a and b.
  • the first peripheral samples may or may not include a first upper left peripheral sample of the reference block.
  • the second peripheral samples may or may not include a second upper left peripheral sample of the current block.
  • the encoder may calculate the reference IC parameter based on the samples in the reference block and the samples in the block corresponding to the current block in the original picture.
  • the reference IC parameter cannot be calculated, and information representing the reference IC parameter is transmitted from the encoder to the decoder as described later.
  • the encoder applies the reference IC to the reference block based on the reference IC parameter and generates an illumination compensated reference block (S620).
  • illumination compensation may be applied to the reference block to compensate for local illumination differences caused by the light source and to increase inter prediction efficiency.
  • the encoder generates a prediction sample for the current block based on the illuminance compensated reference block (S630).
  • the encoder may perform inter prediction based on the illumination compensated reference block to generate a prediction sample of the current block closer to the original image.
  • the encoder generates and transmits a residual signal for the current block (S640).
  • the encoder generates a residual signal based on the sample of the corresponding block in the original picture corresponding to the current block and the prediction sample in the current block derived based on the compensated reference block, and generates the generated residual signal.
  • the residual signal may be included in the bitstream and transmitted.
  • the encoder may generate a reference IC flag indicating whether a reference IC is applied for the current block and transmit the reference IC flag to the decoder.
  • the encoder may generate a reference IC available flag indicating whether the reference IC is enabled and transmit it to the decoder.
  • the reference IC available flag may be transmitted at a higher level than the reference IC flag.
  • the reference IC flag may be transmitted through a syntax for a CU or a PU including the current block, and the reference IC available flag may be a slice, a picture (ie, a current picture) or the current block. It may be transmitted via a syntax for the sequence.
  • the current block may belong to a CU or a PU.
  • the encoder may generate information on the maximum or minimum CU size to which the reference IC is applicable and transmit the corresponding information to the decoder.
  • the information about the maximum or minimum CU size may be transmitted through a syntax for a slice, a picture, or a sequence including the current block.
  • the encoder may generate and transmit the reference IC flag only when the value of the reference IC available flag indicates 1 or when the CU including the current block is within the maximum or minimum CU size.
  • FIG. 7 is a flowchart schematically illustrating a block prediction method for picture decoding, performed by a decoder.
  • the decoder derives a reference block for current block prediction (S700).
  • prediction includes inter prediction.
  • an encoder may derive the reference block on a reference picture based on the motion compensation.
  • the decoder may derive the motion vector of the current block based on the motion vector of the spatial / temporal neighboring block and the like, and may derive the reference block at the position indicated by the motion vector of the current block on the reference picture. .
  • the decoder determines a reference IC parameter (S710).
  • the decoder may calculate the reference IC parameter based on first peripheral samples of the reference block and second peripheral samples of the current block.
  • the reference IC parameter may include parameters a and b, and at least one of the parameters a and b may be calculated based on first peripheral samples of the reference block and second peripheral samples of the current block. That is, both the parameters a and b may be calculated based on the first peripheral samples and the second peripheral samples, as described above, only partly calculated, partly not used, or partly fixed values are used. Can be.
  • the parameter a may be fixed to a specific value
  • b may be calculated based on the first peripheral samples and the second peripheral samples.
  • the first peripheral samples include first left peripheral samples and first upper peripheral samples of the reference block, and the second peripheral samples are second left peripheral samples and second upper peripheral samples of the current block. Can include them.
  • the first left peripheral samples and the second left peripheral samples are composed of more than one column of samples, and the first upper peripheral samples and the second upper peripheral samples are more than one row ( row) samples.
  • Samples sub-sampled among the first left peripheral samples, the first upper peripheral samples, the second left peripheral samples, and the second upper peripheral samples are at least one of the parameters a and b.
  • odd or even samples of the first left peripheral samples, the first upper peripheral samples, the second left peripheral samples, and the second upper peripheral samples are at least one of the parameters a and b.
  • the first peripheral samples may or may not include a first upper left peripheral sample of the reference block.
  • the second peripheral samples may or may not include a second upper left peripheral sample of the current block.
  • information about the reference IC parameter may be received from an encoder.
  • the reference IC parameter may be calculated by the encoder based on the samples in the reference block and the samples in the block corresponding to the current block in the original picture.
  • the decoder applies the reference IC to the reference block based on the reference IC parameter and generates an illumination compensated reference block (S720), and the encoder generates a prediction sample for the current block based on the illumination compensated reference block. (S730).
  • the decoder may perform inter prediction based on the illumination compensated reference block to generate a prediction sample of the current block closer to the original image.
  • the decoder may receive a residual signal for the current block.
  • the residual signal may be included in the bitstream and received.
  • the decoder may generate a reconstructed sample based on the residual signal and the predictive sample of the current block, and may reconstruct the current picture.
  • the decoder may receive a reference IC flag indicating whether a reference IC is applied for the current block.
  • the decoder may receive a reference IC available flag indicating whether the reference IC is enabled.
  • the reference IC available flag may be received at a higher level than the reference IC flag.
  • the reference IC flag may be received in a unit such as a CU or a PU including the current block, and the reference IC available flag is a slice, picture (ie, current picture) or sequence in which the current block is included. It may be occasional in units for.
  • the current block may belong to a CU or a PU.
  • the decoder may receive information on the maximum or minimum CU size to which the reference IC is applicable.
  • Information on the maximum or minimum CU size may be received in units of slices, pictures, or sequences in which the current block is included.
  • the decoder may receive the reference IC flag only when a value of the reference IC available flag indicates 1 or a CU included in the current block falls within the maximum or minimum CU size. In addition, the decoder may determine or receive the reference IC parameter only when the value of the reference IC flag indicates 1.
  • the above-described method may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에 따른 픽처의 디코딩을 위한 블록 예측 방법은 현재 픽처 상의 현재 블록의 예측을 위하여 참조 픽처 상에서 참조 블록을 도출하는 단계, 참조 조도 보상(illumination compensation, IC) 파라미터를 결정하는 단계, 상기 참조 IC 파라미터를 기반으로 상기 참조 블록에 참조 조도 보상을 적용하여 조도 보상된 참조 블록을 생성하는 단계, 및 상기 조도 보상된 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 현재 픽처의 현재 블록과 참조 픽처의 참조 블록 간의 조도의 차이를 보상하고 블록 예측 효율을 높일 수 있으며, 인코더에서 디코더로 전송되어야 하는 레지듀얼 신호의 데이터량이 줄어드는 효과가 있다. 이에 따라 압축 및 코딩 효율을 높일 수 있다.

Description

영상 코딩 시스템에서 조도 보상에 기반한 블록 예측 방법 및 장치
본 발명은 영상 압축 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 조도 보상(illumination compensation)에 기반한 블록 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 고해상도, 고품질의 영상에 대한 요구가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상이 고해상도를 가지고 고품질이 될수록 해당 영상에 관한 정보량도 함께 증가하고 있다.
정보량의 증가로 인해 다양한 성능의 장치와 다양한 환경의 네트워크가 등장하고 있다. 다양한 성능의 장치와 다양한 환경의 네트워크가 등장함에 따라서, 동일한 콘텐츠를 다양한 품질로 이용할 수 있게 되었다.
구체적으로, 단말 장치가 지원할 수 있는 품질의 영상이 다양해지고, 구축된 네트워크 환경이 다양해짐으로써, 어떤 환경에서는 일반적인 품질의 영상을 이용하지만, 또 다른 환경에서는 더 높은 품질의 영상을 이용할 수 있게 된다.
예를 들어, 휴대 단말에서 비디오 콘텐츠를 구매한 소비자가 가정 내 대화면의 디스플레이를 통해 동일한 비디오 콘텐츠를 더 큰 화면과 더 높은 해상도로 감상할 수 있게 되는 것이다.
최근에는 HD(High Definition) 해상도를 가지는 방송이 서비스되면서 많은 사용자들은 이미 고해상도, 고화질의 영상에 익숙해지고 있고, 서비스 제공자와 사용자들은 HDTV와 더불어 HDTV의 4배 이상의 해상도를 갖는 UHD(Ultra High Definition) 이상의 서비스에도 관심을 기울이고 있다.
이에 따라 하나의 영상에 대한 데이터량은 점점 증가하고 있으며, 효율적인 블록 예측을 통한 영상 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 참조 조도 보상에 기반한 블록 예측 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 참조 조도 보상을 통하여 블록 예측 효율을 높임에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 예측 효율을 높임으로써 레지듀얼 신호를 줄여, 압축 효율을 높임에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 예측 효율을 높이기 위한 참조 조도 보상을 적응적으로 적용함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 픽처의 디코딩을 위한 예측 방법을 제공한다. 상기 방법은 현재 픽처 상의 현재 블록의 예측을 위하여 참조 픽처 상에서 참조 블록을 도출하는 단계, 참조 조도 보상(illumination compensation, IC) 파라미터를 결정하는 단계, 상기 참조 IC 파라미터를 기반으로 상기 참조 블록에 참조 조도 보상을 적용하여 조도 보상된 참조 블록을 생성하는 단계, 및 상기 조도 보상된 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 픽처의 디코딩 장치를 제공한다. 상기 장치는 참조 IC 플래그를 수신하는 수신부, 및 상기 현재 픽처 상의 현재 블록의 예측을 위하여 참조 픽처 상에서 참조 블록을 도출하고, 상기 참조 IC 플래그가 1을 나타내는 경우 참조 IC 파라미터를 결정하고 상기 참조 IC 파라미터를 기반으로 상기 참조 블록에 참조 조도 보상을 적용하여 조도 보상된 참조 블록을 생성하고, 및 상기 조도 보상된 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 프로세서를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 현재 픽처의 현재 블록과 참조 픽처의 참조 블록 간의 조도의 차이를 보상하고 블록 예측 효율을 높일 수 있으며, 인코더에서 디코더로 전송되어야 하는 레지듀얼 신호의 데이터량이 줄어드는 효과가 있다. 이에 따라 압축 및 코딩 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 3은 조도 보상(illumination compensation, IC) 유무에 따른 예측의 예를 나타낸다.
도 4는 참조 IC 파라미터를 구하기 위하여 사용될 수 있는 주변 샘플들을 나타낸 도면이다.
도 5는 참조 IC 파라미터 계산을 위하여 사용되는 주변 샘플들의 예를 나타낸다.
도 6은 인코더에 의하여 수행되는, 픽처 인코딩 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 7은 디코더에 의하여 수행되는, 픽처 디코딩을 위한 블록 예측 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 비디오 인코딩 장치/디코딩 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 인코딩 장치(100)는 픽쳐 분할부(105), 예측부(110), 변환부(115), 양자화부(120), 재정렬부(125), 엔트로피 인코딩부(130), 역양자화부(135), 역변환부(140), 필터부(145) 및 메모리(150)를 구비한다.
픽쳐 분할부(105)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위 블록으로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위로서의 블록은 예측 유닛(Prediction Unit, PU)일 수도 있고, 변환 유닛(Transform Unit, CU)일 수도 있으며, 코딩 유닛(Coding Unit, CU)일 수도 있다. 픽처는 복수의 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)들로 구성될 수 있으며, 각각의 CTU는 쿼드 트리(quad-tree) 구조로 CU들로 분할(split)될 수 있다. CU는 보다 하위 뎁스의 CU들로 쿼드 트리 구조로 분할될 수도 있다. PU 및 TU는 CU로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, PU는 CU로부터 대칭 또는 비대칭 사각형 구조로 파티셔닝(partitioning)될 수 있다. 또한 TU는 CU로부터 쿼드 트리 구조로 분할될 수도 있다.
예측부(110)는 후술하는 바와 같이, 인터 예측을 수행하는 인터 예측부와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함한다. 예측부(110)는, 픽쳐 분할부(105)에서 픽쳐의 처리 단위에 대하여 예측을 수행하여 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)을 포함하는 예측 블록을 생성한다. 예측부(110)에서 픽쳐의 처리 단위는 CU일 수도 있고, TU일 수도 있고, PU일 수도 있다. 또한, 예측부(110)는 해당 처리 단위에 대하여 실시되는 예측이 인터 예측인지 인트라 예측인지를 결정하고, 각 예측 방법의 구체적인 내용(예컨대, 예측 모드 등)을 정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 예측 방법의 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 PU 단위로 결정되고, 예측의 수행은 TU 단위로 수행될 수도 있다.
인터 예측을 통해서는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 및/또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 인트라 예측을 통해서는 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 예측의 방법으로서, 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 등을 이용할 수 있다. 인터 예측에서는 PU에 대하여, 참조 픽쳐를 선택하고 PU에 대응하는 참조 블록을 선택할 수 있다. 참조 블록은 정수 픽셀(또는 샘플) 또는 분수 픽셀(또는 샘플) 단위로 선택될 수 있다. 이어서, 현재 PU와의 레지듀얼(residual) 신호가 최소화되며 움직임 벡터 크기 역시 최소가 되는 예측 블록이 생성된다.
예측 블록은 정수 픽셀 단위로 생성될 수도 있고, 1/2 픽셀 단위 또는 1/4 픽셀 단위와 같이 정수 이하 픽셀 단위로 생성될 수도 있다. 이때, 움직임 벡터 역시 정수 픽셀 이하의 단위로 표현될 수 있다.
인터 예측을 통해 선택된 참조 픽쳐의 인덱스, 움직임 벡터 차분(motion vector difference, MDV), 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, MVP), 레지듀얼 신호 등의 정보는 엔트로피 인코딩되어 디코딩 장치에 전달될 수 있다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는 레지듀얼을 예측 블록을 복원 블록으로 할 수 있으므로, 레지듀얼을 생성, 변환, 양자화, 전송하지 않을 수 있다.
인트라 예측을 수행하는 경우에는, PU 단위로 예측 모드가 정해져서 PU 단위로 예측이 수행될 수 있다. 또한, PU 단위로 예측 모드가 정해지고 TU 단위로 인트라 예측이 수행될 수도 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비향성성 모드는 DC 예측 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)을 포함할 수 있다.
인트라 예측에서는 참조 샘플에 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 참조 샘플에 필터를 적용할 것인지는 현재 블록의 인트라 예측 모드 및/또는 사이즈에 따라 결정될 수 있다.
생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 레지듀얼 값(레지듀얼 블록 또는 레지듀얼 신호)은 변환부(115)로 입력된다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 움직임 벡터 정보 등은 레지듀얼 값과 함께 엔트로피 인코딩부(130)에서 인코딩되어 디코딩 장치에 전달된다.
변환부(115)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 블록에 대한 변환을 수행하고 변환 계수를 생성한다.
변환 블록은 샘플들의 직사각형 블록으로서 동일한 변환이 적용되는 블록이다. 변환 블록은 변환 유닛(TU)일 수 있으며, 쿼드 트리(quad tree) 구조를 가질 수 있다.
변환부(115)는 레지듀얼 블록에 적용된 예측 모드와 블록의 크기에 따라서 변환을 수행할 수 있다.
예컨대, 레지듀얼 블록에 인트라 예측이 적용되었고 블록이 4x4의 레지듀얼 배열이라면, 레지듀얼 블록을 DST(Discrete Sine Transform)를 이용하여 변환하고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform)를 이용하여 변환할 수 있다.
변환부(115)는 변환에 의해 변환 계수들의 변환 블록을 생성할 수 있다.
양자화부(120)는 변환부(115)에서 변환된 레지듀얼 값들, 즉 변환 계수들을 양자화하여 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다. 양자화부(120)에서 산출된 값은 역양자화부(135)와 재정렬부(125)에 제공된다.
재정렬부(125)는 양자화부(120)로부터 제공된 양자화된 변환 계수를 재정렬한다. 양자화된 변환 계수를 재정렬함으로써 엔트로피 인코딩부(130)에서의 인코딩 효율을 높일 수 있다.
재정렬부(125)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원의 벡터 형태로 재정렬할 수 있다.
엔트로피 인코딩부(130)는 재정렬부(125)에 의해 재정렬된 양자화된 변환 값들 또는 코딩 과정에서 산출된 인코딩 파라미터 값 등을 기초로 심볼(symbol)을 확률 분포에 따라 엔트로피 코딩하여 비트스트림(bit stream)을 출력할 수 있다. 엔트로피 인코딩 방법은 다양한 값을 갖는 심볼을 입력 받아, 통계적 중복성을 제거하면서, 디코딩 가능한 2진수의 열로 표현하는 방법이다.
여기서, 심볼이란 인코딩/디코딩 대상 구문 요소(syntax element) 및 코딩 파라미터(coding parameter), 잔여 신호(residual signal)의 값 등을 의미한다. 인코딩 파라미터는 인코딩 및 디코딩에 필요한 매개변수로서, 구문 요소와 같이 인코딩 장치에서 인코딩되어 디코딩 장치로 전달되는 정보뿐만 아니라, 인코딩 혹은 디코딩 과정에서 유추될 수 있는 정보를 포함할 수 있으며 영상을 인코딩하거나 디코딩할 때 필요한 정보를 의미한다. 인코딩 파라미터는 예를 들어 인트라/인터 예측모드, 이동/움직임 벡터, 참조 영상 색인, 코딩 블록 패턴, 잔여 신호 유무, 변환 계수, 양자화된 변환 계수, 양자화 파라미터, 블록 크기, 블록 분할 정보 등의 값 또는 통계를 포함할 수 있다. 또한 잔여 신호는 원신호와 예측 신호의 차이를 의미할 수 있고, 또한 원신호와 예측 신호의 차이가 변환(transform)된 형태의 신호 또는 원신호와 예측 신호의 차이가 변환되고 양자화된 형태의 신호를 의미할 수도 있다. 잔여 신호는 블록 단위에서는 잔여 블록이라 할 수 있다.
엔트로피 인코딩이 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 인코딩 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 인코딩을 통해서 영상 인코딩의 압축 성능이 높아질 수 있다.
엔트로피 인코딩을 위해 지수 골룸(exponential golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 인코딩 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 인코딩부(130)에는 가변 길이 코딩(VLC: Variable Length Coding/Code) 테이블과 같은 엔트로피 인코딩을 수행하기 위한 테이블이 저장될 수 있고, 엔트로피 인코딩부(130는 저장된 가변 길이 코딩(VLC) 테이블을 사용하여 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 인코딩부(130)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출(derive)한 후, 도출된 이진화 방법 또는 확률 모델을 사용하여 엔트로피 인코딩을 수행할 수도 있다.
또한, 엔트로피 인코딩부(130)는 필요한 경우에, 전송하는 파라미터 셋(parameter set) 또는 신택스에 일정한 변경을 가할 수도 있다.
역양자화부(135)는 양자화부(120)에서 양자화된 값(양자화된 변환 계수)들을 역양자화하고, 역변환부(140)는 역양자화부(135)에서 역양자화된 값들을 역변환한다.
역양자화부(135) 및 역변환부(140)에서 생성된 레지듀얼 값(또는 레지듀얼 샘플 또는 레지듀얼 샘플 어레이)과 예측부(110)에서 예측된 예측 블록이 합쳐져 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)를 포함하는 복원 블록(Reconstructed Block)이 생성될 수 있다.
도 1에서는 가산기를 통해서, 레지듀얼 블록과 예측 블록이 합쳐져 복원 블록이 생성되는 것으로 설명하고 있다. 이때, 가산기를 복원 블록을 생성하는 별도의 유닛(복원 블록 생성부)로 볼 수도 있다.
필터부(145)는 디블록킹 필터, ALF(Adaptive Loop Filter), SAO(Sample Adaptive Offset)를 복원된 픽쳐에 적용할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록 간의 경계에 생긴 왜곡을 제거할 수 있다. ALF(Adaptive Loop Filter)는 디블록킹 필터를 통해 블록이 필터링된 후 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. ALF는 고효율을 적용하는 경우에만 수행될 수도 있다. SAO는 디블록킹 필터가 적용된 레지듀얼 블록에 대하여, 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋 차이를 복원하며, 밴드 오프셋(Band Offset), 에지 오프셋(Edge Offset) 등의 형태로 적용된다.
한편, 인터 예측에 사용되는 복원 블록에 대해서 필터부(145)는 필터링을 적용하지 않을 수도 있다.
메모리(150)는 필터부(145)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있다. 메모리(150)에 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행하는 예측부(110)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 2를 참조하면, 비디오 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235) 메모리(240)를 포함할 수 있다.
비디오 인코딩 장치에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 비디오 인코딩 장치에서 영상 정보가 처리된 절차에 따라서 디코딩될 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)는, 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 디코딩하여, 양자화된 계수(quantized coefficient) 형태의 심볼을 포함한 심볼들을 생성할 수 있다. 엔트로피 디코딩 방법은 2진수의 열을 입력 받아 각 심볼들을 생성하는 방법이다. 엔트로피 디코딩 방법은 상술한 엔트로피 인코딩 방법과 유사하다.
예컨대, 비디오 인코딩 장치에서 엔트로피 인코딩을 수행하기 위해 CAVLC 등의 가변 길이 코딩(Variable Length Coding: VLC, 이하 'VLC' 라 함)가 사용된 경우에, 엔트로피 디코딩부(210)도 인코딩 장치에서 사용한 VLC 테이블과 동일한 VLC 테이블로 구현하여 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다. 또한, 비디오 인코딩 장치에서 엔트로피 인코딩을 수행하기 위해 CABAC을 이용한 경우에, 엔트로피 디코딩부(210)는 이에 대응하여 CABAC을 이용한 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다.
보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측 블록을 생성하기 위한 정보는 예측부(230)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(215)로 입력될 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩된 비트스트림의 정보, 즉 양자화된 변환 계수를 인코딩 장치에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬할 수 있다.
재정렬부(215)는 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)는 현재 블록(변환 블록)에 적용된 예측 모드와 변환 블록의 크기를 기반으로 계수에 대한 스캐닝을 수행하여 2 차원 블록 형태의 계수(양자화된 변환 계수) 배열을 생성할 수 있다.
역양자화부(220)는 인코딩 장치에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 비디오 인코딩 장치에서 수행된 양자화 결과에 대해, 인코딩 장치의 변환부가 수행한 DCT 및 DST에 대해 역DCT 및/또는 역DST를 수행할 수 있다.
역변환은 인코딩 장치에서 결정된 전송 단위 또는 영상의 분할 단위를 기초로 수행될 수 있다. 인코딩 장치의 변환부에서 DCT 및/또는 DST는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 선택적으로 수행될 수 있고, 디코딩 장치의 역변환부(225)는 인코딩 장치의 변환부에서 수행된 변환 정보를 기초로 역변환을 수행할 수 있다.
예측부(230)는 엔트로피 디코딩부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(240)에서 제공된 이전에 디코딩된 블록 및/또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 포함하는 예측 블록을 생성할 수 있다.
현재 PU에 대한 예측 모드가 인트라 예측(intra prediction) 모드인 경우에, 현재 픽쳐 내의 픽셀 정보를 기초로 예측 블록을 생성하는 인트라 예측을 수행할 수 있다.
현재 PU에 대한 예측 모드가 인터 예측(inter prediction) 모드인 경우에, 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 PU에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 이때, 비디오 인코딩 장치에서 제공된 현재 PU의 인터 예측에 필요한 움직임 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽쳐 인덱스 등에 관한 정보는 인코딩 장치로부터 수신한 스킵 플래그, 머지 플래그 등을 확인하고 이에 대응하여 유도될 수 있다.
현재 픽쳐에 대한 인터 예측 시, 현재 블록과의 레지듀얼(residual) 신호가 최소화되며 움직임 벡터 크기 역시 최소가 되도록 예측 블록을 생성할 수 있다.
한편, 움직임 정보 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 인터 예측을 위해 적용되는 예측 모드에는 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드, 머지(merge) 모드 등이 있을 수 있다.
일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 인코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
다른 예로, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트를 생성할 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 상기 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록의 움직임 벡터(MV)와 움직임 벡터 예측자(MVP) 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 MV에서 MVP를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 디코딩 장치는 수신된 움직임 벡터 차분을 디코딩할 수 있고, 디코딩된 움직임 벡터 차분과 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 또한 참조 픽쳐를 지시하는 참조 픽쳐 인덱스 등을 디코딩 장치에 전송할 수 있다.
디코딩 장치는 주변 블록의 움직임 정보들을 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 예측하고, 인코딩 장치로부터 수신한 레지듀얼을 이용하여 현재 블록에 대한 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 디코딩 장치는 유도한 움직임 벡터와 인코딩 장치로부터 수신한 참조 픽쳐 인덱스 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
다른 예로, 머지(merge)가 적용되는 경우, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보를 이용하여, 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다. 즉, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 복원된 주변 블록 및/또는 콜 블록의 움직임 정보가 존재하는 경우, 이를 현재 블록에 대한 머지 후보로 사용할 수 있다.
인코딩 장치는 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보 중에서 최적의 인코딩 효율을 제공할 수 있는 머지 후보를 현재 블록에 대한 움직임 정보로 선택할 수 있다. 이 때, 상기 선택된 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스가 비트스트림에 포함되어 디코딩 장치로 전송될 수 있다. 디코딩 장치는 상기 전송된 머지 인덱스를 이용하여, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보 중에서 하나를 선택할 수 있으며, 상기 선택된 머지 후보를 현재 블록의 움직임 정보로 결정할 수 있다. 따라서, 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록 및/또는 콜 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 그대로 사용될 수 있다. 디코딩 장치는 예측 블록과 인코딩 장치로부터 전송되는 레지듀얼을 더하여 현재 블록을 복원할 수 있다.
상술한 AMVP 및 머지 모드에서는, 현재 블록의 움직임 정보를 도출하기 위해, 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보가 사용될 수 있다.
화면 간 예측에 이용되는 다른 모드 중 하나 인 스킵 모드의 경우에, 주변 블록의 정보를 그대로 현재 블록에 이용할 수 있다. 따라서 스킵 모드의 경우에, 인코딩 장치는 현재 블록의 움직임 정보로서 어떤 블록의 움직임 정보를 이용할 것인지를 지시하는 정보 외에 레지듀얼 등과 같은 신택스 정보를 디코딩 장치에 전송하지 않는다.
인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 도출된 움직임 정보에 기반하여 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행함으로써, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 예측 블록은 현재 블록에 대한 움직임 보상 수행 결과 생성된, 움직임 보상된 블록을 의미할 수 있다. 또한, 복수의 움직임 보상된 블록은 하나의 움직임 보상된 영상을 구성할 수 있다.
복원 블록은 예측부(230)에서 생성된 예측 블록과 역변환부(225)에서 제공된 레지듀얼 블록을 이용해 생성될 수 있다. 도 2에서는 가산기에서 예측 블록과 레지듀얼 블록이 합쳐져 복원 블록이 생성되는 것으로 설명하고 있다. 이때, 가산기를 복원 블록을 생성하는 별도의 유닛(복원 블록 생성부)로 볼 수 있다. 여기서 상기 복원 블록은 상술한 바와 같이 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)를 포함하고, 상기 예측 블록은 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)를 포함하고, 상기 레지듀얼 블록은 레지듀얼 샘플(또는 레지듀얼 샘플 어레이)를 포함할 수 있다. 따라서, 복원 샘플(또는 복원 샘플 어레이)은 대응하는 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)과 레지듀얼 샘플(레지듀얼 샘플 어레이)이 합쳐서 생성된다고 표현될 수도 있다.
스킵 모드가 적용되는 블록에 대하여는 레지듀얼이 전송되지 않으며 예측 블록을 복원 블록으로 할 수 있다.
복원된 블록 및/또는 픽쳐는 필터부(235)로 제공될 수 있다. 필터부(235)는 복원된 블록 및/또는 픽쳐에 디블록킹 필터링, SAO(Sample Adaptive Offset) 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다.
메모리(240)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
디코딩 장치(200)에 포함되어 있는 엔트로피 디코딩부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235) 및 메모리(240) 중 영상의 디코딩에 직접적으로 관련된 구성요소들, 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230), 필터부(235) 등을 다른 구성요소와 구분하여 디코더 또는 디코딩부로 표현할 수 있다.
또한, 디코딩 장치(200)는 비트스트림에 포함되어 있는 인코딩된 영상에 관련된 정보를 파싱(parsing)하는 도시되지 않은 파싱부를 더 포함할 수 있다. 파싱부는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수도 있고, 엔트로피 디코딩부(210)에 포함될 수도 있다. 이러한 파싱부는 또한 디코딩부의 하나의 구성요소로 구현될 수도 있다.
상술한 인코딩/디코딩 과정에서, 예측의 정확도는 레지듀얼 신호의 크기 및 특성과 밀접한 관련이 있으며, 예측이 정확할수록 레지듀얼 신호의 데이터량이 줄어들어, 결과적으로 압축 효율을 높일 수 있다.
한편, 픽처 내에 광원이나 그림자가 존재하는 경우, 그 영향을 받는 영역에 국지적(local) 조도 변화가 발생한다. 이 경우 객체에 대한 예측을 수행함에 있어서, 현재 픽처의 현재 블록과 참조 픽처의 참조 블록 간의 조도의 차이로 인하여 예측의 성능이 감소된다. 이는 비디오 인코딩/디코딩 과정에서 사용되는 일반적인 움직임 추정(estimation)/보상(compensation) 알고리즘에 따르면 이러한 국지적 조도 변화를 보상하지 못하기 때문이다. 반면에, 이러한 국지적 조도 변화를 보상하는 경우, 보다 정확한 예측을 수행할 수 있다.
도 3은 조도 보상(illumination compensation, IC) 유무에 따른 예측의 예를 나타낸다.
도 3의 (a)에서, (인터) 예측의 대상이 되는 현재 픽처의 현재 블록(320)에 비하여, 대응하는 참조 픽처의 블록(310)은 광원에 의하여 국지적으로 높은 조도를 가질 수 있다. 이는 현재 픽처의 참조 픽처 간의 시간적 차이, 현재 픽처의 객체들의 위치 및 참조 픽처의 객체들의 위치 간 차이, 및/또는 참조 블록과 현재 블록의 위치 차이 등에 의하여 발생할 수 있다. 이 경우 인코더의 판단에 의해서 상기 블록(310)이 참조 블록으로 사용될 수도 있고, 혹은 그 주변의 다른 블록이 참조 블록으로 사용될 수도 있다. 다만, 이 경우 예측의 효율이 떨어지고 레지듀얼 신호에 많은 데이터가 할당되어야 하는 문제점이 있다.
한편, (b)와 같이, 본 발명에 따른 조도 보상(IC)을 적용하여 보상된 참조 블록(330)을 기반으로 현재 블록(340)을 예측하여 예측의 효율을 높일 수 있으며, 이 경우 예측된 현재 블록과 원본 블록 간의 레지듀얼이 감소되어, 레지듀얼 신호에 할당되는 데이터가 줄어들고 코딩 효율이 향상될 수 있다. 이와 같이 참조 블록에 조도 보상을 적용하여 예측의 효율을 높이는 방법은 참조 조도 보상(reference IC)라고 불릴 수 있다.
본 발명에 따른 참조 IC를 위하여 예를 들어 다음 수학식 1과 같은 수식이 사용될 수 있다.
Figure PCTKR2015013447-appb-M000001
여기서, a, b는 조도 보상을 위한 파라미터를 나타내고, x는 참조 픽처의 신호, y는 현재 픽처 또는 원픽처의 신호를 나타낸다. 여기서 신호라 함은 구체적으로 관련 픽처 내의 샘플값(또는 픽셀값, 이하 샘플이라 함은 픽셀을 포함할 수 있다)을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 x는 참조 픽처 내 샘플값, 상기 y는 현재 픽처 내의 샘플값 또는 원픽처 내의 샘플값을 나타낼 수 있다. 수학식 1에서 양 변의 차이를 에러로 볼 수 있으며, 상기 에러를 최소화 시켜주는 조건을 만족하는 파라미터 a, b를 구하여, 참조 블록에 적용할 수 있다. 여기서 상기 파라미터 a, b는 참조 IC 파라미터라고 불릴 수 있다.
한편, 상기 수학식 1에서 구하고자 하는 참조 IC 파라미터 a, b는 결국 양변의 에러를 최소화 하는 값이므로, 참조 IC 파라미터를 구하기 위한 수학식은 다음과 같이 나타내어질 수 있다.
Figure PCTKR2015013447-appb-M000002
즉, E(a, b)는 에러를 최소화하는 a, b 값을 나타내며, 여기서 i는 각 샘플의 인덱싱, λ(람다)는 제어 파라미터(control parameter)를 나타낸다. 상기 λ는 미리 정해질 수 있고, 또는 예를 들어, x를 기반으로 도출될 수 있다. 일 예로,
Figure PCTKR2015013447-appb-I000001
와 같이 도출될 수 있다.
여기서, 상기 수학식 2를 정리하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2015013447-appb-M000003
상기 수학식 3을 기반으로 상기 참조 IC 파라미터는 a, b를 구하면 다음과 같다.
Figure PCTKR2015013447-appb-M000004
Figure PCTKR2015013447-appb-M000005
상기 수학식 4에서 N은 정규화 파라미터(normalization parameter)를 나타낸다. 여기서 N은 상기 수학식 3의
Figure PCTKR2015013447-appb-I000002
부분으로부터 도출될 수 있다. 예를 들어, N은 대상 블록의 크기와 같은 값이 될 수 있다.
상기 참조 IC 파라미터는 x, y에 어떤 샘플이 사용되는지에 따라 다양한 방법으로 구할 수 있다.
i) 일 예로, 상기 참조 IC 파라미터는 원 픽처 상에서 현재 블록에 대응되는 블록의 샘플과 참조 픽처 상의 참조 블록의 샘플을 기반으로 구해질 수 있다. 또는 ii) 다른 예로, 상기 참조 IC 파라미터는 현재 픽처 상의 현재 블록의 주변 샘플과 참조 픽처 상의 참조 블록의 주변 샘플을 기반으로 구해질 수 있다. iii)또 다른 예로, 상기 참조 IC 파라미터는 상기 i) 및 ii)의 방법을 선택적으로 조합하여 구해질 수도 있다.
상기 i)과 같이 원 픽처 상에서 현재 블록에 대응되는 블록의 (원본) 샘플과 참조 픽처 상의 참조 블록의 (참조) 샘플을 기반으로 상기 참조 IC 파라미터를 구하는 경우, 상기 수학식 1에 따르면, y가 원 픽처의 원본 샘플이고, x는 참조 픽처의 참조 샘플이 된다. 이 경우 구해진 상기 참조 IC 파라미터 (a 및 b)와 참조 블록 내의 참조 샘플을 기반으로 참조 IC 보간된 참조 블록을 생성할 수 있다. 이 경우 IC 보간된 참조 블록을 기반으로 인터 예측이 수행되므로, 인터 예측의 효율이 향상되며 레지듀얼 신호를 줄일 수 있다. 다만, 디코더 단에서는 원 픽처가 존재하지 않으므로, 인코더 단에서 상기 참조 IC 파라미터를 구한 후, 상기 디코더 단으로 인코딩하여 전송하여야 한다.
한편, 상기 ii)와 같이 현재 픽처 상의 현재 블록의 주변 샘플과 참조 픽처 상의 참조 블록의 주변 샘플을 기반으로 상기 참조 IC 파라미터를 구하는 경우, 상기 수학식 1에 따르면, y가 현재 블록의 주변 샘플, x는 참조 블록의 주변 샘플이 된다. 이 경우 구해진 상기 참조 IC 파라미터 (a 및 b)와 참조 블록 내의 참조 샘플을 기반으로 참조 IC 보간된 참조 블록을 생성할 수 있다. 이 경우 주변 샘플들의 관계를 이용하여 구한 참조 IC 파라미터를 이용하므로, 상기 i)의 경우보다 상대적으로 참조 IC 보간 효율(또는 정확도)가 낮아질 수 있으나, 디코더 측면에서 보았을 때, 인코더로부터 참조 IC 파라미터(즉, a 및 b)를 명시적으로 수신하지 않고도 직접 해당 파라미터를 구할 수 있는바 코딩 효율 측면에서 장점이 있다.
도 4는 참조 IC 파라미터를 구하기 위하여 사용될 수 있는 주변 샘플들의 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 참조 블록(410)의 주변 샘플들(420)과 현재 블록(430)의 주변 샘플들(440)이 상기 IC 참조 파라미터를 구하기 위하여 사용될 수 있다. 참조 블록(410)의 주변 샘플들(420)은 참조 블록(410)의 좌측 주변 샘플들, 상측 주변 샘플들, 및 좌상측 주변 샘플을 포함할 수 있으며, 상기 주변 샘플들(420) 모두가 사용되거나 기준에 따라 정의된 일부 샘플들이 사용될 수 있다. 참조 블록(410)의 너비 및 높이가 각각 nRW, nRH이고, 참조 블록(410)의 가장 왼쪽 및 가장 위쪽의 샘플 위치를 (0,0)이라고 가정할 수 있다. 이 경우 상기 좌상측 주변 샘플 위치는 (-1,-1)을 포함할 수 있고 상기 좌측 주변 샘플들 위치는 (-1,0),...,(-1,nRH-1)을 포함할 수 있으며 상기 상측 주변 샘플들 위치는 (0,-1),...,(nRW-1,-1)을 포함할 수 있다.
또한, 현재 블록(430)의 주변 샘플들(440)은 현재 블록(430)의 좌측 주변 샘플들, 상측 주변 샘플들, 및 좌상측 주변 샘플을 포함할 수 있으며, 상기 주변 샘플들(440) 모두가 사용되거나 기준에 따라 정의된 일부 샘플들이 사용될 수 있다. 현재 블록(430)의 너비 및 높이가 각각 nCW, nCH이고, 현재 블록(440)의 가장 왼쪽 및 가장 위쪽의 샘플 위치를 (0,0)이라고 가정할 수 있다. 이 경우 상기 좌상측 주변 샘플 위치는 (-1,-1)을 포함할 수 있고 상기 좌측 주변 샘플들 위치는 (-1,0),...,(-1,nCH-1)을 포함할 수 있으며 상기 상측 주변 샘플들 위치는 (0,-1),...,(nCW-1,-1)을 포함할 수 있다.
상기 수학식 2를 고려하면, 상기 xi는 참조 블록(410)의 주변 샘플들(420) 중 인덱스 i의 샘플을 나타내고, 상기 yi는 현재 블록(430)의 주변 샘플들(440) 중 인덱스 i의 샘플을 나타낸다.
이 경우, 상기 수학식 4 및 5와 같이 참조 IC 파라미터 a 및 b를 계산할 수 있다.
이 경우, 참조 IC 파라미터 a 및 b를 계산하기 위하여 상기 주변 샘플들(420, 440) 중에서 전부 또는 일부가 정해진 기준에 따라 사용될 수 있다.
즉, 참조 IC 파라미터 계산을 위하여 참조 블록/현재 블록의 주변 샘플들을 사용하는 경우, i)상술한 참조 블록/현재 블록의 주변 샘플들을 모두 사용할 수 있고, ii)또는 상술한 참조 블록/현재 블록의 주변 샘플들 중 일부만 사용할 수 있고, iii)또는, 상기 i) 및 ii)의 방법을 선택적으로 조합할 수도 있다. 어떤 주변 샘플들이 사용될지는 계산의 복잡도 및 효율 등을 고려하여 미리 정해질 수 있고, 또는 인코더에 의하여 RD(rate-distortion) 코스트를 고려하여 적응적으로 정해질 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기 및/또는 양자화 파라미터 값 등을 고려하여 일정 기준 이하인 경우 상술한 주변 샘플들을 모두 사용하고, 일정 기준 이하인 경우 정해진 조건에 따라 상술한 주변 샘플들 중 일부만 사용할 수도 있다.
도 5는 참조 IC 파라미터 계산을 위하여 사용되는 주변 샘플들의 예를 나타낸다. 도 5에서 대상 블록은 참조 블록일 수 있고, 현재 블록일 수도 있다.
도 5를 참조하면, (a)와 같이, 대상 블록의 좌측 주변 샘플들 및 상측 주변 샘플들이 모두 참조 IC 파라미터 계산을 위하여 사용될 수 있다. 이 경우 상기 좌상측 주변 샘플은 사용될 수 있고, 사용되지 않을 수도 있다. 이 경우 참조 블록의 주변 샘플들 및 현재 블록의 주변 샘플들이 상기 상술한 수학식 1 내지 5에 입력으로 사용될 수 있다.
또한, (b)와 같이 상기 대상 블록의 좌측 주변 샘플들 중 상측으로부터 특정 기준점(예를 들어 n번째 샘플)까지, 상측 주변 샘플들 중 좌측으로부터 특정 기준점(예를 들어, m번째 샘플)까지가 상기 참조 IC 파라미터 계산을 위하여 사용될 수 있다. 이 경우 상기 좌상측 주변 샘플은 사용될 수 있고, 사용되지 않을 수도 있다.
또한, (c)와 같이 상기 대상 블록의 좌측 주변 샘플들 및 상측 주변 샘플들에서 서브 샘플링(sub-sampling)된 샘플들이 상기 참조 IC 파라미터 계산을 위하여 사용될 수 있다. 여기서 서브 샘플링 인자(factor)는 미리 정해질 수도 있고, 인코더가 정하여 디코더로 알려줄 수도 있다. 예를 들어, 상기 대상 블록의 좌측 주변 샘플들 중 홀수 또는 짝수번째 샘플들, 상측 주변 샘플들 중 홀수 또는 짝수번째 샘플들이 상기 참조 IC 파라미터 계산을 위하여 사용될 수 있다. 이 경우 상기 좌상측 주변 샘플은 사용될 수 있고, 사용되지 않을 수도 있다.
또한, (d)와 같이 상기 대상 블록의 좌측 주변 샘플들 및 상측 주변 샘플들 중 정해진 기준에 따라 선택된 특정 샘플들이 상기 참조 IC 파라미터 계산을 위하여 사용될 수 있다. 여기서 상기 특정 샘플들을 선택하기 위하여 임계(threshold)값이 사용될 수 있다. 이 경우 상기 좌상측 주변 샘플은 사용될 수 있고, 사용되지 않을 수도 있다.
한편, 상기 주변 샘플들은 대상 블록(참조 블록/현재 블록)으로부터 바깥 방향으로 하나의 샘플 라인만이 도출되어 사용될 수 있고, 또는 다수의 샘플 라인이 도출되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 4에서 참조 블록(410)을 기준으로 보면, 주변 샘플들(420) 중에서 상측 주변 샘플들은 하나의 행 또는 다수의 행을 가질 수 있고, 좌측 주변 샘플들은 하나의 열 또는 다수의 열을 가질 수 있다. 이 경우 좌상측 주변 샘플은 하나의 행/열을 가질 수도 있고, 다수의 행/열을 가질 수도 있다. 다수의 행/열을 갖는 경우 상기 좌상측 주변 샘플을 좌상측 주변 샘플들을 나타낸다. 또한, 현재 블록(430)을 기준으로 보면, 주변 샘플들(420) 중에서 상측 주변 샘플들은 하나의 행 또는 다수의 행을 가질 수 있고, 좌측 주변 샘플들은 하나의 열 또는 다수의 열을 가질 수 있다. 이 경우 좌상측 주변 샘플은 하나의 행/열을 가질 수도 있고, 다수의 행/열을 가질 수도 있다. 다수의 행/열을 갖는 경우 상기 좌상측 주변 샘플을 좌상측 주변 샘플들을 나타낸다.
한편, 상기 참조 IC 파라미터 a, b는 참조 IC를 수행하기 위하여 계산될 수도 있고, 또는 둘 중 적어도 하나가 계산되지 않을 수 있다. i)일 예로, 상기 a, b는 계산되어 사용될 수 있다. ii)다른 예로, 상기 a, b 중 일부는 계산되어 사용되고, 나머지 일부는 사용되지 않을 수 있다. iii)또 다른 예로, 상기 a, b 중 일부는 계산되어 사용되고, 나머지 일부는 고정값으로 대체되어 사용될 수 있다. iv)또 다른 예로, 특정 상황의 경우 상기 a, b 둘 다 고정값으로 대체되어 사용될 수도 있다. v)혹은 상기 i) 내지 iv)의 방법이 선택적으로 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 주변 샘플들이 가용하지 않은 경우 상기 a는 특정 값으로 고정하고, b는 사용하지 않을 수 있다. 또는 루마 성분에 대하여는 a는 1로 고정하여 사용하고 b만 계산하여 사용할 수도 있다.
한편, 상술한 본 발명에 따른 참조 IC는 가용 여부가 다양한 기준에 의하여 결정되고 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 시퀀스(sequence) 전체, 하나 이상의 픽처, 슬라이스, CTB, CU, PU, TU 등의 기준 단위를 기반으로 참조 IC 가용 여부를 결정할 수 있다. 상기 열거한 기준 단위들 중 하나 이상에 대하여 참조 IC 가용 여부를 결정할 수 있다.
또한, 기준 단위 내에서도 부가적인 기준에 따라 참조 IC의 적용 여부를 결정할 수 있다. 상기 부가적인 기준은 상기 기준 단위의 특성들을 기반으로 정의될 수 있으며, 예를 들어, 블록의 사이즈(CTB/CU/PU/TU의 경우), 예측 타입, 파티션 타입, 변환 타입 등 다양한 특성들이 이에 해당할 수 있다.
예를 들어, 블록 사이즈를 기반으로 참조 IC의 적용 여부를 결정하는 경우 다음과 같은 방법에 따라 참조 IC 적용 여부를 판단할 수 있다. i)일 예로 미리 결정된 기준에 따라 블록 사이즈를 기반으로 참조 IC 적용 여부를 판단할 수 있다. ii)다른 예로 블록 사이즈 별로 참조 IC 적용을 결정할 수 있는 정보가 인코더로부터 디코더로 전송된다. iii)또 다른 예로, 참조 IC가 적용되는 최대 블록 사이즈 및/또는 최소 블록 사이즈에 대한 정보가 인코더로부터 디코더로 전송된다. iv) 또는 상기 i) 내지 iii)의 방법을 선택적으로 조합할 수도 있다.
상기에서 인코더로부터 디코더로 관련 정보가 전송되는 경우, 해당 정보는 하나 이상의 슬라이스(slice) 또는 픽처(picture) 단위로 적응적으로(adaptive) 전송될 수 있다.
구체적으로 예를 들어, 특정 사이즈(예를 들어, 64×64) 이하인 CU 사이즈에 대하여만 참조 IC가 허용될 수 있다. 이 경우 참조 IC 플래그가 CU 단위로 시그널링되고(즉, 인코더로부터 디코더로 전송되고), 디코더는 상기 참조 IC 플래그를 기반으로 참조 IC 적용 여부를 판단할 수 있다. 이 때, 해당 CU의 파티션 타입이 2N×2N이 아니거나, 해당 CU가 인트라 예측으로 부호화된 경우(즉 해당 CU에 대한 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우)에는 참조 IC가 허용되지 않고, 상기 참조 IC 플래그가 0으로 설정되어 시그널링되거나 혹은 아예 전송되지 않을 수 있다. 디코더는 상기 참조 IC 플래그가 존재하지 않는 경우 그 값이 0인 것으로 간주할 수 있다.
한편, 인코더는 디코더로 슬라이스 또는 픽처 단위로 참조 IC를 적용할 최대 CU 단위를 알려줄 수 있다. 상기 최대 CU 사이즈는 값 자체를 나타내거나, 혹은 해당 값에 매핑되는 미리 정의된 인덱스를 나타낼 수 있다. 해당 슬라이스 또는 픽처 내에서는 상기 최대 CU 사이즈보다 작거나 같은 CU에 대해서만 참조 IC가 허용되며, 이 경우 참조 IC 적용 여부를 나타내는 참조 IC 플래그가 시그널링된다.
또한, 슬라이스 또는 픽처 단위로 참조 IC의 가용(enable) 여부를 나타내는 가용 플래그를 시그널링 할 수 있다. 즉, 인코더는 슬라이스 또는 픽처 단위로 참조 IC의 가용 여부를 결정하고, 이를 나타내는 (참조 IC) 가용 플래그를 전송한다. 디코더는 상기 가용 플래그 값(예를 들어 값 0)에 따라 참조 IC가 불가용(disable)된 슬라이스 또는 픽처에 대하여는 참조 IC를 적용하지 않으며, 관련 정보도 시그널링되지 않는다. 한편, 상기 가용 플래그가 가용을 나타내는 경우(예를 들어 값 1) 인코더는 디코더로 해당 슬라이스 또는 픽처 내의 CU 또는 PU 단위로 참조 IC 플래그를 전송할 수 있고, 디코더는 상기 참조 IC 플래그의 값이 1을 나타내는 경우, 해당 CU 또는 PU에 대하여 참조 IC를 적용할 수 있다.
도 6은 인코더에 의하여 수행되는, 픽처 인코딩 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 6을 참조하면, 인코더는 현재 블록 예측을 위한 참조 블록을 도출한다(S600). 인코더는 레지듀얼 신호를 생성하기 위하여 디코더와 동일한 방법으로 현재 블록 예측을 수행하여, 이를 위하여 참조 블록을 도출한다. 여기서 예측이라 함은 인터 예측을 포함한다. 인터 예측에서, 인코더는 움직임 예측(motion estimation)을 수행하여 이를 기반으로 참조 픽처 상에서 상기 현재 블록에 가장 유사한 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 인코더는 분수 샘플 단위로 움직임 추정을 수행할 수 있고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록 간의 상대적 위치에 기반하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터(motion vector, MV)를 구할 수 있다.
인코더는 참조 IC 파라미터를 결정한다(S610). 일 예로, 인코더는 상기 참조 블록의 제1 주변 샘플들 및 상기 현재 블록의 제2 주변 샘플들을 기반으로 상기 참조 IC 파라미터를 계산할 수 있다.
상기 참조 IC 파라미터는 파라미터 a 및 b를 포함하고, 상기 파라미터 a 및 b 중 적어도 하나는 상기 참조 블록의 제1 주변 샘플들 및 상기 현재 블록의 제2 주변 샘플들을 기반으로 계산될 수 있다. 즉, 상기 파라미터 a 및 b 둘다 상기 제1 주변 샘플들 및 상기 제2 주변 샘플들을 기반으로 계산될 수도 있고, 상술한 바와 같이 일부만 계산되거나, 일부는 사용되지 않거나, 또는 일부는 고정된 값이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 파라미터 a는 특정 값으로 고정되고, 상기 b는 상기 제1 주변 샘플들 및 상기 제2 주변 샘플들을 기반으로 계산될 수 있다.
여기서, 상기 제1 주변 샘플들은 상기 참조 블록의 제1 좌측 주변 샘플들 및 제1 상측 주변 샘플들을 포함하고, 상기 제2 주변 샘플들은 상기 현재 블록의 제2 좌측 주변 샘플들 및 제2 상측 주변 샘플들을 포함할 수 있다. 여기서 상기 제1 좌측 주변 샘플들 및 상기 제2 좌측 주변 샘플들은 하나보다 많은 열(column)의 샘플들로 구성되고, 상기 제1 상측 주변 샘플들 및 상기 제2 상측 주변 샘플들은 하나보다 많은 행(row)의 샘플들로 구성될 수 있다. 상기 제1 좌측 주변 샘플들, 상기 제1 상측 주변 샘플들, 상기 제2 좌측 주변 샘플들 및 상기 제2 상측 주변 샘플들 중에서 서브 샘플링(sub-sampling)된 샘플들이 상기 파라미터 a 및 b 중 적어도 하나의 계산을 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 좌측 주변 샘플들, 상기 제1 상측 주변 샘플들, 상기 제2 좌측 주변 샘플들 및 상기 제2 상측 주변 샘플들 중에서 홀수 또는 짝수번째 샘플들이 상기 파라미터 a 및 b 중 적어도 하나의 계산을 위하여 사용될 수 있다. 상기 제1 주변 샘플들은 상기 참조 블록의 제1 좌상측 주변 샘플을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. 또한, 상기 제2 주변 샘플들은 상기 현재 블록의 제2 좌상측 주변 샘플을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다.
한편, 다른 예로, 인코더는 상기 참조 블록 내의 샘플들 및 원 픽처 내의 상기 현재 블록에 대응하는 블록 내의 샘플들을 기반으로 상기 참조 IC 파라미터를 계산할 수 있다. 이 경우 디코더는 원 픽처를 가지고 있지 않기에, 상기 참조 IC 파라미터를 계산할 수 없으며, 후술하는 바와 같이 해당 참조 IC 파라미터를 나타내는 정보가 인코더에서 디코더로 전송된다.
인코더는 참조 IC 파라미터를 기반으로 상기 참조 블록에 대하여 참조 IC를 적용하고 조도 보상된 참조 블록을 생성한다(S620). 이와 같이 참조 블록에 조도 보상을 적용하여 광원에 의한 국지적 조도 차이를 보상하고 인터 예측 효율을 높일 수 있다.
인코더는 상기 조도 보상된 참조 블록을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성한다(S630). 인코더는 상기 조도 보상된 참조 블록을 기반으로 인터 예측을 행하여 원래 영상에 보다 근접하게 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성할 수 있다.
인코더는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호를 생성 및 전송한다(S640). 인코더는 상기 현재 블록에 대응하는 원 픽처에서의 대응 블록의 샘플과 상기 보상된 참조 블록을 기반으로 도출된 상기 현재 블록 내의 상기 예측 샘플을 기반으로 레지듀얼 신호를 생성하고, 생성된 레지듀얼 신호를 디코더로 전송한다. 이 경우 상기 레지듀얼 신호는 비트스트림에 포함되어 전송될 수 있다.
한편, 인코더는 상기 현재 블록을 위하여 참조 IC의 적용 여부를 나타내는 참조 IC 플래그를 생성하고, 이를 디코더로 전송할 수도 있다. 또한, 인코더는 참조 IC의 가용(enable) 여부를 나타내는 참조 IC 가용 플래그를 생성하고, 이를 디코더로 전송할 수도 있다. 여기서 상기 참조 IC 가용 플래그는 상기 참조 IC 플래그보다 상위 단에서 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 참조 IC 플래그는 상기 현재 블록이 포함되는 CU 또는 PU 등에 대한 신텍스를 통하여 전송될 수 있고, 상기 참조 IC 가용 플래그는 상기 현재 블록이 포함되는 슬라이스, 픽처(즉, 현재 픽처) 또는 시퀀스에 대한 신텍스를 통하여 전송될 수도 있다. 예를 들어 상기 현재 블록은 CU에 속할수도 있고 PU에 속할수도 있다.
또한, 인코더는 상기 참조 IC가 적용 가능한 최대 또는 최소 CU 사이즈에 대한 정보를 생성하고, 해당 정보를 디코더로 전송할 수도 있다. 상기 최대 또는 최소 CU 사이즈에 대한 정보는 상기 현재 블록이 포함되는 슬라이스, 픽처, 또는 시퀀스에 대한 신텍스를 통하여 전송될 수도 있다.
인코더는 상기 참조 IC 가용 플래그의 값이 1을 나타내거나, 상기 현재 블록이 포함되는 CU가 상기 최대 또는 최소 CU 사이즈 내에 속하는 경우에 한하여 상기 참조 IC 플래그를 생성하여 전송할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 참조 블록 내의 샘플들 및 상기 원 픽처 내의 상기 대응 블록 내의 샘플들을 기반으로 상기 참조 IC 파라미터를 계산한 경우, 참조 IC 파라미터를 나타내는 정보가 상기 비트스트림에 포함되어 디코더로 전송될 수 있다.
도 7은 디코더에 의하여 수행되는, 픽처 디코딩을 위한 블록 예측 방법을 개략적으로 나타내는 순서도이다.
도 7을 참조하면, 디코더는 현재 블록 예측을 위한 참조 블록을 도출한다(S700). 여기서 예측이라 함은 인터 예측을 포함한다. 인터 예측에서, 인코더는 움직임 보상(motion compensation)을 수행하여 이를 기반으로 참조 픽처 상에서 상기 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 디코더는 공간적/시간적 주변 블록의 움직임 벡터 등을 기반하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 참조 픽처 상에서 가리키는 위치에 존재하는 상기 참조 블록을 도출할 수 있다.
디코더는 참조 IC 파라미터를 결정한다(S710). 일 예로, 디코더는 상기 참조 블록의 제1 주변 샘플들 및 상기 현재 블록의 제2 주변 샘플들을 기반으로 상기 참조 IC 파라미터를 계산할 수 있다.
상기 참조 IC 파라미터는 파라미터 a 및 b를 포함하고, 상기 파라미터 a 및 b 중 적어도 하나는 상기 참조 블록의 제1 주변 샘플들 및 상기 현재 블록의 제2 주변 샘플들을 기반으로 계산될 수 있다. 즉, 상기 파라미터 a 및 b 둘다 상기 제1 주변 샘플들 및 상기 제2 주변 샘플들을 기반으로 계산될 수도 있고, 상술한 바와 같이 일부만 계산되거나, 일부는 사용되지 않거나, 또는 일부는 고정된 값이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 파라미터 a는 특정 값으로 고정되고, 상기 b는 상기 제1 주변 샘플들 및 상기 제2 주변 샘플들을 기반으로 계산될 수 있다.
여기서, 상기 제1 주변 샘플들은 상기 참조 블록의 제1 좌측 주변 샘플들 및 제1 상측 주변 샘플들을 포함하고, 상기 제2 주변 샘플들은 상기 현재 블록의 제2 좌측 주변 샘플들 및 제2 상측 주변 샘플들을 포함할 수 있다. 여기서 상기 제1 좌측 주변 샘플들 및 상기 제2 좌측 주변 샘플들은 하나보다 많은 열(column)의 샘플들로 구성되고, 상기 제1 상측 주변 샘플들 및 상기 제2 상측 주변 샘플들은 하나보다 많은 행(row)의 샘플들로 구성될 수 있다. 상기 제1 좌측 주변 샘플들, 상기 제1 상측 주변 샘플들, 상기 제2 좌측 주변 샘플들 및 상기 제2 상측 주변 샘플들 중에서 서브 샘플링(sub-sampling)된 샘플들이 상기 파라미터 a 및 b 중 적어도 하나의 계산을 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 좌측 주변 샘플들, 상기 제1 상측 주변 샘플들, 상기 제2 좌측 주변 샘플들 및 상기 제2 상측 주변 샘플들 중에서 홀수 또는 짝수번째 샘플들이 상기 파라미터 a 및 b 중 적어도 하나의 계산을 위하여 사용될 수 있다. 상기 제1 주변 샘플들은 상기 참조 블록의 제1 좌상측 주변 샘플을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다. 또한, 상기 제2 주변 샘플들은 상기 현재 블록의 제2 좌상측 주변 샘플을 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있다.
한편, 다른 예로, 상기 참조 IC 파라미터에 관한 정보가 인코더로부터 수신될 수도 있다. 이 경우 상기 참조 IC 파라미터는 상기 참조 블록 내의 샘플들 및 원 픽처 내의 상기 현재 블록에 대응하는 블록 내의 샘플들을 기반으로 인코더에 의하여 계산될 수 있다.
디코더는 참조 IC 파라미터를 기반으로 상기 참조 블록에 대하여 참조 IC를 적용하고 조도 보상된 참조 블록을 생성하고(S720), 인코더는 상기 조도 보상된 참조 블록을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성한다(S730). 디코더는 상기 조도 보상된 참조 블록을 기반으로 인터 예측을 수행하여 원래 영상에 보다 근접하게 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성할 수 있다.
한편, 디코더는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 신호를 수신할 수 있다. 이 경우 상기 레지듀얼 신호는 비트스트림에 포함되어 수신될 수 있다. 디코더는 상기 레지듀얼 신호와 상기 현재 블록의 예측 샘플을 기반으로 복원된 샘플을 생성하고, 현재 픽처를 복원할 수 있다.
한편, 디코더는 상기 현재 블록을 위하여 참조 IC의 적용 여부를 나타내는 참조 IC 플래그를 수신할 수도 있다. 또한, 디코더는 참조 IC의 가용(enable) 여부를 나타내는 참조 IC 가용 플래그를 수신할 수 있다. 여기서 상기 참조 IC 가용 플래그는 상기 참조 IC 플래그보다 상위 단에서 수신될 수 있다. 예를 들어, 상기 참조 IC 플래그는 상기 현재 블록이 포함되는 CU 또는 PU 등의 단위에서 수신될 수 있고, 상기 참조 IC 가용 플래그는 상기 현재 블록이 포함되는 슬라이스, 픽처(즉, 현재 픽처) 또는 시퀀스에 대한 단위에서 수시될 수도 있다. 예를 들어 상기 현재 블록은 CU에 속할수도 있고 PU에 속할수도 있다.
또한, 디코더는 상기 참조 IC가 적용 가능한 최대 또는 최소 CU 사이즈에 대한 정보를 수신할 수도 있다. 상기 최대 또는 최소 CU 사이즈에 대한 정보는 상기 현재 블록이 포함되는 슬라이스, 픽처, 또는 시퀀스에 대한 단위에서 수신될 수도 있다.
디코더는 상기 참조 IC 가용 플래그의 값이 1을 나타내거나, 상기 현재 블록이 포함되는 CU가 상기 최대 또는 최소 CU 사이즈 내에 속하는 경우에 한하여 상기 참조 IC 플래그를 수신할 수도 있다. 또한, 디코더는 상기 참조 IC 플래그의 값이 1을 나타내는 경우에 한하여 상기 참조 IC 파라미터를 결정하거나 수신할 수도 있다.
이와 같은 방법을 통하여, 현재 픽처의 현재 블록과 참조 픽처의 참조 블록 간의 조도의 차이를 보상하고 인터 예측의 효율을 높일 수 있으며, 이를 통하여 레지듀얼 신호의 데이터량이 줄어들어, 결과적으로 압축 및 코딩 효율을 높일 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

Claims (15)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 블록 예측 방법에 있어서,
    현재 픽처 상의 현재 블록의 예측을 위하여 참조 픽처 상에서 참조 블록을 도출하는 단계;
    참조 조도 보상(illumination compensation, IC) 파라미터를 결정하는 단계;
    상기 참조 IC 파라미터를 기반으로 상기 참조 블록에 참조 조도 보상을 적용하여 조도 보상된 참조 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 조도 보상된 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 예측 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 참조 IC 파라미터는 파라미터 a 및 b를 포함하고,
    상기 파라미터 a 및 b 중 적어도 하나는 상기 참조 블록의 제1 주변 샘플들 및 상기 현재 블록의 제2 주변 샘플들을 기반으로 계산됨을 특징으로 하는, 예측 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 주변 샘플들은 상기 참조 블록의 제1 좌측 주변 샘플들 및 제1 상측 주변 샘플들을 포함하고,
    상기 제2 주변 샘플들은 상기 현재 블록의 제2 좌측 주변 샘플들 및 제2 상측 주변 샘플들을 포함함을 특징으로 하는, 예측 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 좌측 주변 샘플들 및 상기 제2 좌측 주변 샘플들은 하나보다 많은 열(column)의 샘플들로 구성되고, 상기 제1 상측 주변 샘플들 및 상기 제2 상측 주변 샘플들은 하나보다 많은 행(row)의 샘플들로 구성됨을 특징으로 하는, 예측 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 좌측 주변 샘플들, 상기 제1 상측 주변 샘플들, 상기 제2 좌측 주변 샘플들 및 상기 제2 상측 주변 샘플들 중에서 서브 샘플링(sub-sampling)된 샘플들이 상기 파라미터 a 및 b 중 적어도 하나의 계산을 위하여 사용됨을 특징으로 하는, 예측 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 좌측 주변 샘플들, 상기 제1 상측 주변 샘플들, 상기 제2 좌측 주변 샘플들 및 상기 제2 상측 주변 샘플들 중에서 홀수 또는 짝수번째 샘플들이 상기 파라미터 a 및 b 중 적어도 하나의 계산을 위하여 사용됨을 특징으로 하는, 예측 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 주변 샘플들은 상기 참조 블록의 제1 좌상측 주변 샘플을 포함하고,
    상기 제2 주변 샘플들은 상기 현재 블록의 제2 좌상측 주변 샘플을 포함함을 특징으로 하는, 예측 방법.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 파라미터 a 및 b 둘다 상기 제1 주변 샘플들 및 상기 제2 주변 샘플들을 기반으로 계산됨을 특징으로 하는, 예측 방법.
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 파라미터 a는 특정 값으로 고정되고, 상기 b는 상기 제1 주변 샘플들 및 상기 제2 주변 샘플들을 기반으로 계산됨을 특징으로 하는, 예측 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 참조 IC 파라미터는 인코더로부터 수신되고,
    상기 참조 IC 파라미터는 상기 참조 블록 내의 샘플들 및 상기 현재 픽처에 대한 원 픽처 내의 상기 현재 블록에 대응하는 블록 내의 샘플들을 기반으로 계산됨을 특징으로 하는, 예측 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록을 위하여 참조 IC의 적용 여부를 나타내는 참조 IC 플래그를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 참조 IC는 상기 참조 IC 플래그의 값이 1을 나타내는 경우에 상기 참조 블록에 적용되는 것을 특징으로 하는, 예측 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    참조 IC의 가용(enable) 여부를 나타내는 참조 IC 가용 플래그를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 참조 IC 플래그는 상기 참조 IC 가용 플래그의 값이 1인 경우에 수신되는 것을 특징으로 하는, 예측 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 참조 IC 가용 플래그는 상기 현재 블록이 포함된 슬라이스 또는 픽처 단위로 수신됨을 특징으로 하는, 예측 방법.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 참조 IC가 적용 가능한 최대 CU(coding unit) 사이즈에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 참조 IC 플래그는 상기 현재 블록을 포함하는 CU의 사이즈가 상기 최대 CU 사이즈 이하인 경우 수신되는 것을 특징으로 하는, 예측 방법.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 최대 CU 사이즈에 대한 정보는 상기 현재 블록이 포함된 슬라이스 또는 픽처 단위로 수신됨을 특징으로 하는, 예측 방법.
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