WO2017065509A2 - 영상 코딩 시스템에서 영상 디코딩 방법 및 장치 - Google Patents

영상 코딩 시스템에서 영상 디코딩 방법 및 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an image coding technique, and more particularly, to an image decoding method and apparatus in an image coding system.
  • the demand for high resolution and high quality images such as high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images is increasing in various fields.
  • the higher the resolution and the higher quality of the image data the more information or bit rate is transmitted than the existing image data. Therefore, the image data can be transmitted by using a medium such as a conventional wired / wireless broadband line or by using a conventional storage medium. In the case of storage, the transmission cost and the storage cost are increased.
  • a high efficiency image compression technique is required to effectively transmit, store, and reproduce high resolution, high quality image information.
  • 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 method and apparatus for improving subjective / objective image quality of an image.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a filtering method and apparatus according to frequency components.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for updating a filter in a specific unit for improving the subjective / objective image quality of an image.
  • an image decoding method performed by a decoding apparatus.
  • the method includes acquiring high frequency (HF) filter information through a bitstream, and performing a frequency conversion on a reconstruction block of a current block of a spatial domain to derive a frequency domain reconstruction block.
  • HF high frequency
  • an image decoding method performed by a decoding apparatus may include generating a reconstructed region for a target region in a current picture, deriving a plurality of basic filters for the target region, updating at least one basic filter among the plurality of basic filters, Receiving weight information for each of the basic filters, determining a merge filter for the target region based on the basic filters and the weight information, and based on filter coefficients of the determined merge filter And generating a modified reconstructed region by performing filtering on the target region.
  • a decoding apparatus for performing image decoding.
  • the decoding apparatus performs an entropy decoding unit that obtains high frequency (HF) filter information through a bitstream, and performs frequency conversion on a reconstruction block of a current block of a spatial domain to perform a frequency domain reconstruction block.
  • a derivation unit to derive a low frequency component of the frequency domain recovery block based on low pass filtering of the frequency domain recovery block, and to obtain the frequency domain recovery block and the frequency domain recovery block Deriving a high frequency component of the frequency domain reconstruction block based on the low frequency component of the block, filtering the high frequency component based on the HF filter information, and filtering the filtered high frequency component and the low frequency.
  • Deriving a modified frequency domain reconstruction block And a filter unit and an inverse transform unit for deriving a modified reconstruction block of the spatial domain for the current block based on the frequency inverse transform for the modified frequency domain reconstruction block.
  • a decoding apparatus for performing image decoding.
  • the decoding apparatus may include a reconstructed region generator that generates a reconstructed region for a target region in a current picture, derives a plurality of predetermined basic filters for the target region, and updates at least one basic filter among the plurality of basic filters. Determine a merge filter for the target region based on the basic filters and the weight information, and filter the target region based on the determined filter coefficients of the merge filter to generate a modified reconstructed region. And an entropy decoding unit configured to receive weight information on each of the basic filters.
  • a video encoding method performed by an encoding apparatus includes deriving a frequency domain original block by performing a frequency transform on the original block of the current block in the spatial domain, and performing a frequency transform on the reconstructed block of the current block in the spatial domain.
  • Deriving a low frequency component of a frequency domain recovery block, a low frequency component of the frequency domain original block, a low frequency component of the frequency domain recovery block, a frequency component of the frequency domain original block, and a frequency of the frequency domain recovery block Frequency domain original block based on component Deriving a high frequency component of the lock and a high frequency component of the frequency domain reconstruction block, the high frequency component of the frequency domain original block and the high frequency component of the frequency domain preliminary reconstruction block.
  • Deriving the HF filter information based on the, and encoding and outputting the HF filter information.
  • a video encoding method performed by an encoding apparatus may include generating a reconstructed region for a target region in a current picture, deriving a plurality of basic filters for the target region, updating at least one basic filter among the plurality of basic filters, Generating weight information for each of the basic filters, determining a merge filter for the target region based on the basic filters and the weight information, and based on filter coefficients of the determined merge filter And filtering the target region to generate a modified reconstruction region, and encoding and outputting information on the merge filter including the weight information.
  • a video encoding apparatus derives a frequency domain original block by performing frequency transformation on the original block of the current block in the spatial domain, and performs frequency conversion on the reconstructed block of the current block in the spatial domain.
  • a low frequency (LF) component of the frequency domain original block based on a low pass filtering for the frequency domain original block and the frequency domain original block; Derive a low frequency component of the frequency domain recovery block, wherein the low frequency component of the frequency domain original block, the low frequency component of the frequency domain recovery block, the frequency component of the frequency domain original block, and the frequency of the frequency domain recovery block Frequency domain original block based on component Derive a high frequency component of and a high frequency component of the frequency domain reconstruction block, and based on the high frequency component of the frequency domain original block and the high frequency component of the frequency domain preliminary reconstruction block. And an entropy encoding unit for encoding and outputting the HF filter information.
  • a video encoding apparatus may include a reconstructed region generator that generates a reconstructed region for a target region in the current picture, derives a plurality of predetermined basic filters for the target region, and updates at least one basic filter among the plurality of basic filters. Generate weight information for each of the basic filters, determine a merge filter for the target region based on the basic filters and the weight information, and based on filter coefficients of the determined merge filter And an entropy encoding unit which encodes and outputs information on the merge filter including the weight information, by filtering the target region to generate a modified restoration region.
  • filtering can be performed by separating the low frequency component and the high frequency component of the current block, thereby reducing the computational complexity of filtering.
  • filtering can be performed by separating the low frequency component and the high frequency component of the current block, thereby improving the accuracy of filtering and improving the overall coding efficiency.
  • the present invention it is possible to update to filter information suitable for improving the visual quality of the filtering target region, thereby improving the accuracy of filtering and improving the overall coding efficiency.
  • 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 exemplarily shows an example of a frequency component according to a discrete cosine transform (DCT) basis function of 8 ⁇ 8 size.
  • DCT discrete cosine transform
  • FIG. 4 illustrates an example of a filter corresponding to each frequency component.
  • FIG. 5 illustrates an example of a method of defining a size of the LF region.
  • FIG. 6 illustrates an example of separating the LF component and the HF component based on the LPF.
  • FIG. 7 illustrates an example of performing filtering based on a Wiener filter for the HF component.
  • FIG. 8 exemplarily illustrates an example of performing filtering based on a Wiener filter on the HF component and the LF component of the DCT basis function of the encoding apparatus.
  • FIG. 9 illustrates an example of an encoding apparatus including a CPF used as a loop filter and / or an adaptive filter.
  • FIG. 10 illustrates an example of a method of deriving a filter coefficient of the CPF.
  • FIG. 11 illustrates an example of updating a basic filter based on an ALF.
  • FIG. 12 shows an example of a CPF used as a loop filter.
  • FIG. 13 illustrates an example of a method of decomposing filter coefficients of a CPF of a previous frame (or a previous slice) based on a frequency response.
  • FIG. 14 schematically shows a video encoding method by an encoding device according to the present invention.
  • FIG. 15 schematically illustrates a video encoding method by an encoding device according to the present invention.
  • FIG. 16 schematically illustrates a video decoding method by a decoding apparatus according to the present invention.
  • FIG. 17 schematically illustrates a video decoding method by a decoding apparatus according to the present invention.
  • 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 divider 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 dividing 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 (TU), 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 a lower depth.
  • 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 division 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 predictive block is generated in which a residual signal with the 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 (MVP), a residual signal, and the like may be entropy encoded and transmitted to a decoding apparatus.
  • MDV motion vector difference
  • MVP motion vector predictor
  • 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 DCT (Discrete). Can be transformed using Cosine Transform.
  • DST discrete sine transform
  • DCT Discrete
  • 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 bitstream. You can output 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 value of a residual signal, etc., to be encoded / decoded.
  • 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 the block unit, and the residual sample in the sample unit.
  • 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 variable length coding. Entropy encoding can be performed using the (VLC) table.
  • the entropy encoding unit 130 derives the binarization method of the target symbol and the probability model of the target symbol / bin, and then uses the derived binarization method or the probability model to entropy. You can also perform encoding.
  • 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 regarded as a separate unit (restoration area generating unit) for generating a restoration 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 for 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.
  • the context model may be determined using the context model, the probability of occurrence of a bin may be predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin may be performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. have.
  • 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 scans the coefficients based on the prediction mode applied to the current block (transform block) and the size of the transform block to generate an array of coefficients (quantized transform coefficients) in the form of a two-dimensional block. Can be.
  • 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 transform unit 225 of the decoding apparatus is configured in the transformation unit of the encoding apparatus.
  • Inverse transformation may be performed based on the performed transformation information.
  • the prediction unit 230 may include 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 a current block is minimized and a motion vector size 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 among the motion vector candidates included in the motion information 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 the 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, motion information corresponding to the reconstructed 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 adder may be regarded as a separate unit (restoration area generator) for generating a restoration 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), and 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 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.
  • an in-loop filter may be applied to the reconstructed picture.
  • in-loop filtering may be performed in the filter unit of the encoder and the decoder, and the filter unit may include a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO) and / or an adaptive loop filter (ALF), and a CPF. (condensed prediction filter) or the like may be applied to the reconstructed picture.
  • the ALF may perform filtering based on a value obtained by comparing the reconstructed picture with the original picture after the deblocking filtering and / or SAO process is performed.
  • the ALF may adaptively apply a Wiener filter to the reconstructed picture after the deblocking filtering and / or the SAO process is performed. That is, the ALF may compensate for encoding error by using a Wiener filter.
  • the CPF may derive filter coefficients based on the plurality of basic filters for the reconstructed picture and the original picture, respectively, and may perform filtering based on the filter coefficients to derive a modified reconstructed picture.
  • the reconstructed picture may be a picture after the deblocking filtering and / or SAO process is performed.
  • basic filters may consist of four filters.
  • the present invention proposes a method for filtering by lowering the computational complexity compared to the conventional CPF and a method for improving coding efficiency by reducing the data amount of the filter information for the CPF of the block.
  • FIG. 3 exemplarily shows an example of a frequency component according to a discrete cosine transform (DCT) basis function of 8 ⁇ 8 size.
  • FIG. 3 may represent frequency components of a frequency domain reconstruction block derived by performing frequency transformation on a reconstruction block of a current block.
  • a low frequency (LF) component may appear as a high frequency (HF) component in a direction indicated by an arrow of FIG. 3 in the frequency domain region derived according to the basis function.
  • a domain in each frequency domain that is, a filter corresponding to each frequency component and a spatial domain component corresponding to each frequency component may be derived through an inverse discrete cosine transform (IDCT) corresponding to the DCT basis function.
  • IDCT inverse discrete cosine transform
  • the top-left region 410 of the frequency component according to the DCT basis function may represent the LF component.
  • the coordinate of the upper left component in the frequency domain according to the DCT basis function is (0, 0)
  • the region of can be defined as the LF region. That is, x and y coordinates of the LF component may be included in 0 to 2.
  • Features of the filter generated based on the IDCT for the LF region may be as shown in FIG.
  • the IDCT for the LF region may be called an IDCT DC.
  • the top-right region 420 of the DCT basis function is (2, 0), (2, 2), (5, 0), may be defined as the area of the position within (5, 2). That is, x coordinates of the frequency component of the upper right side region may be included in 2 to 5, and y coordinates in 0 to 2.
  • the IDCT for the right upper region may be called IDCT Horizontal.
  • the bottom-left region 430 of the DCT basis function is (0, 2), (0 , 5), (2, 2), (2, 5) can be defined as the area of the location. That is, the x coordinate of the frequency component of the upper right side region may be included in 0 to 2, and the y coordinate in 2 to 5.
  • the IDCT for the lower left region may be called IDCT vertical.
  • the bottom-right region 440 of the DCT basis function is (2, 2), (2 , 5), (5, 2), and (5, 5) can be defined as the area of the location. That is, x coordinates of the frequency component of the right lower region may be included in 2 to 5, and y coordinates in 2 to 5.
  • Features of the filter generated based on the IDCT for the lower right region may be as shown in FIG.
  • the IDCT for the lower right region may be called an IDCT diagonal.
  • the LF region that is, defining the size of the LF region may vary depending on the size of the DCT basis function used, characteristics of an input image, and a quantization parameter (QP). have.
  • An experimentally determined size for the LF region may be previously defined and used, and an optimum size may be determined, encoded, and output by the encoding apparatus.
  • the threshold of the LF region may be set to 2, and as shown in FIG. 5B, the threshold of the LF region may be set to 3.
  • FIG. The threshold of the LF region may be called a threshold of a low frequency component, and may be a reference value indicating the size of the LF region.
  • the threshold value of the low frequency component is n
  • the frequency component according to the DCT basis function that is, within the nth column on the x-axis and the nth row on the y-axis among the transform coefficients in the frequency domain reconstruction block of the current block.
  • the transform coefficients of the phosphorus region may be included in the LF region.
  • the threshold may be predefined. Alternatively, the threshold may be encoded and output, not previously defined by the encoding device and for decoding.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may derive the LF component and the HF component based on low pass filtering (LPF) to which the threshold is applied.
  • LPF low pass filtering
  • applying a specific filter in the spatial domain may perform substantially the same function as the LPF in the frequency domain.
  • the threshold value is 2
  • the size of the LF region may be defined as 2 ⁇ 2
  • the frequency component in the LF region may be derived as the LF component.
  • the remaining frequency components other than the LF component in the frequency component may be derived as the HF component.
  • the size of the LF region may be defined as 3 ⁇ 3, and a frequency component in the LF region may be derived as an LF component.
  • the remaining frequency components other than the LF component in the frequency component may be derived as the HF component.
  • the frequency component according to the DCT basis function may be separated into the LF component and the HF component based on the LPF.
  • the decoding apparatus uses the obtained filter, that is, after separating the LF components of the entire frequency components based on the LPF obtained the information including the threshold value, and then based on the difference between the LF components and the total frequency components.
  • HF components can be obtained.
  • the remaining frequency components other than the LF components in the total frequency components may be derived as HF components.
  • the LF component and the HF component can be derived by dividing the frequency domain into two, but as shown in FIG. 4, each frequency component is used by using a filter capable of deriving a frequency component corresponding to each region in the frequency domain. Can be derived.
  • the types of frequency components may be divided into four types as shown in FIG. 4 according to the number of filters used, and may be separated into various numbers other than four types.
  • the HF component may be filtered.
  • the filter used for the filtering may be a Wiener filter.
  • 7 illustrates an example of performing filtering based on a Wiener filter for the HF component.
  • 7 may illustrate an example of filtering the HF component, and for example, a Wiener filter may be used for the filtering.
  • the process of performing filtering may be as follows.
  • Filtering may be performed to derive the LF component of the reconstruction block (or the reconstruction frame including the current block) of the current block.
  • the filtering may be performed based on the LPF.
  • the reconstruction block may be derived based on a prediction block derived based on an intra prediction mode or an inter prediction mode.
  • the HF component of the reconstruction block may be derived based on the difference between the frequency component of the reconstruction block and the LF component of the reconstruction block.
  • the LF component of the original block may be derived based on the LPF for the original block of the current block, and the HF of the original block is based on the difference between the frequency component of the original block and the LF component of the original block.
  • the components can be derived.
  • Filtering may be performed to minimize the difference between the components based on the HF component of the reconstruction block and the HF component of the original block. That is, filtering may be performed to minimize the data amount of the frequency domain residual signal between the HF component of the reconstruction block and the HF component of the original block. In this case, filtering may be performed on the HF component of the reconstruction block and the HF component of the original block based on the Wiener filter.
  • the filtered HF component may be derived such that the data amount of the frequency domain residual signal with the original block derived based on the filtering is minimized, and the combination of the filtered HF component and the LF component of the reconstruction block may be derived. Through this, a modified restoration block of the current block can be derived.
  • the encoding apparatus may output the filtering by encoding the HF filter information.
  • the HF component of the recovery block may be filtered, there may be a method of filtering the HF component of the recovery block and the LF component of the recovery block.
  • 8 exemplarily illustrates an example of performing filtering based on a Wiener filter on the HF component and the LF component of the DCT basis function of the encoding apparatus. 8 illustrates an example of filtering the HF component and the LF component, and a Wiener filter may be used for the filtering.
  • the process of performing filtering may be as follows.
  • the encoding apparatus may perform filtering to derive the LF component of the reconstructed block (or the reconstructed frame including the current block) of the current block.
  • the filtering may be performed based on the LPF.
  • the reconstruction block may be derived based on a prediction block derived based on an intra prediction mode or an inter prediction mode.
  • the LF component of the original block may be derived based on the LPF with respect to the original block of the current block.
  • the encoding apparatus may perform filtering to minimize the difference between the components based on the LF component of the reconstruction block and the LF component of the original block. have. That is, filtering may be performed to minimize the data amount of the frequency domain residual signal between the LF component of the reconstruction block and the LF component of the original block. In this case, filtering may be performed on the LF component of the reconstruction block and the LF component of the original block based on the Wiener filter. Based on the filtering, a filtered LF component having a minimum data amount of the frequency domain residual signal may be derived.
  • the encoding apparatus may derive the HF component of the reconstruction block based on the difference between the frequency component of the reconstruction block and the LF component of the reconstruction block, and determine the frequency component of the original block and the LF component of the original block.
  • the HF component of the original block can be derived based on the difference.
  • the encoding apparatus may perform filtering to minimize the difference between the components based on the HF component of the reconstruction block and the HF component of the original block. have. That is, filtering may be performed to minimize the data amount of the frequency domain residual signal between the HF component of the reconstruction block and the HF component of the original block. In this case, filtering may be performed on the HF component of the reconstruction block and the HF component of the original block based on the Wiener filter. A filtered HF component having a minimum data amount of the frequency domain residual signal with the original block derived based on the filtering may be derived.
  • the encoding apparatus may derive a modified reconstruction block of the current block through the combination of the filtered HF component and the filtered LF component.
  • the encoding apparatus may encode and output the LF filter information and the HF filter information.
  • coding efficiency may be improved by reducing the data amount of the filter information for the CPF of the current block.
  • the basic filter used in the CPF may be adaptively updated to improve the performance of the filter for each prediction block and to improve the visual quality of the prediction block and the reconstructed image.
  • C1, C2, C3, and C4 illustrated in FIG. 9 represent weight information corresponding to basic filters of the CPF.
  • the CPF may be used as a loop filter used to improve visual quality of the reconstructed image after the reconstruction of the current image is completed.
  • the CPF may be used as an adaptive filter of a reference block of the prediction block for improving visual quality of the prediction block to which inter prediction is applied.
  • both of the above-described filters may be used, and only one of the two filters may be used.
  • an adaptive loop filter ALF may be used for the loop filter.
  • the CPF may be called a merge filter.
  • the filter coefficient of the merge filter may be composed of a fixed filter and a weight that can be represented as a basic filter.
  • the filter coefficient of the merge filter may be derived by applying the weight to the basic filter.
  • G1 to G4 illustrated in FIG. 10 represent basic filters, and C1 to C4 represent the weights corresponding to the basic filters.
  • the weight may be referred to as modulation weight.
  • a filter coefficient of the merge filter may be derived.
  • the G1 to G4 may be applied to a reference image or a reference block, and the filter coefficients of the merge filter may be derived by applying the C1 to C4 to the corresponding basic filters, respectively.
  • the merge filter may define and use a basic filter that may be generally used for the entire input image, and thus filter performance may vary according to an image (eg, a reconstructed picture) in each input image.
  • the basic filter can be updated in a specific unit (picture, frame, block, etc.) and the filter performance can be improved to use the efficient basic filter according to the image characteristic.
  • the ALF may be used to improve the visual quality of the reconstructed image including the reference block.
  • the basic filter may be updated using the filter coefficients of the ALF.
  • the filter coefficient of the ALF may be an ALF filter coefficient used in a previous frame (or a previous picture) of the current frame (or a current picture), and has the same quantization parameter (QP), temporal level as the current frame (or the current picture).
  • QP quantization parameter
  • the encoding device may generate a flag indicating whether the basic filter is updated, and may encode and transmit the flag. This allows you to adaptively update the CPF default filters.
  • the flag may be called a CPF update flag.
  • the value of the CPF update flag may indicate whether the basic filter of the CPF is updated. For example, when the value of the CPF update flag is 1, the default filter of the CPF may be updated. When the value of the CPF update flag is 0, the default filter of the CPF may not be updated.
  • the encoding apparatus may generate, encode, and transmit an ALF filter index indicating one of the filter coefficient sets included in the ALF to be used to update the base filter of the merge filter.
  • the set of filter coefficients of the ALF indicated by the ALF filter index may be a set of ALF filter coefficients used in a previous frame (or a previous slice) of the current frame (or a current slice), and the same quantization parameter ( quantization parameter (QP), a set of ALF filter coefficients used in a previously decoded previous frame (or previous slice) having a temporal level.
  • quantization parameter QP
  • the CPF update flag and the ALF filter index may be transmitted through a syntax as shown in Table 1 below.
  • a num_cpf_filters syntax element may correspond to a syntax element indicating the number of the basic filters
  • a cpf_update_flag syntax element may correspond to the CPF update flag
  • a cpf_update_idx syntax element may correspond to the ALF filter index.
  • the CPF may be used in a reference block for improving visual quality of a prediction block in inter prediction, but may be used to improve visual quality of a reconstructed image with the loop filter.
  • the ALF is not used, and the CPF may be used. That is, the filter coefficients of the previous merge filter used in the previous frame (or the previous slice) of the current frame (or the current slice) may be used to update the filter coefficients of the basic filter.
  • the basic filter cannot be updated based on the ALF, and as shown in FIG. 12, the filter coefficient of the basic filter of the current frame based on the filter coefficient of the previous CPF of the previous frame. Can be updated.
  • the previous CPF of the previous frame (or previous slice) may represent the previous CPF used for the previous frame (or previous slice) decoded before the decoding process of the current frame (or current slice) including the region to be filtered.
  • the filter coefficient of the previous CPF of the previous frame may have one filter form.
  • the update may be performed on a plurality of basic filters, so that a plurality of filter types may be needed to update the basic filters.
  • the filter coefficient of one of the basic filters of the CPF may be replaced with the filter coefficient of the previous CPF, or various filter types are generated from the filter coefficient of the previous CPF, and the filter The basic filters of the CPF may be updated based on shapes.
  • the encoding apparatus may generate information on the basic filter update indicating the basic filter to be updated with the filter coefficients of the previous CPF of the previous frame among the basic filters of the CPF; Can be encoded and transmitted.
  • the information on the basic filter update may be transmitted through a syntax as shown in Table 2 below.
  • the cpf_update_pos syntax element may correspond to information on the basic filter update of the CPF based on the filter coefficients of the CPF of the previous frame.
  • the cpf_update_pos syntax element may indicate which of the basic filters of the CPFs of the current frame is updated based on the filter coefficients of the previous CPF of the previous frame.
  • the decoding apparatus may update the basic filter indicated by the cpf_update_pos syntax element among the basic filters of the CPF.
  • the cpf_update_pos syntax element may be transmitted in a slice, frame, or PPS unit.
  • the decoding apparatus may select and update one basic filter of the basic filters without transmitting a syntax element for updating the basic filter of the CPF. For example, one basic filter may be selected based on a modulation weight value among the basic filters of the CPF.
  • the decoding apparatus may update the basic filter having the largest value of the modulation weight, and the decoding apparatus may update the basic filter having the smallest value of the modulation weight.
  • the filter coefficients of the previous CPF of the previous frame may be decomposed into various filter types according to frequency response, that is, components in the frequency domain.
  • the encoding device / decoding device may derive the filter coefficients of the CPF of the previous frame on the frequency domain corresponding to the filter coefficients of the previous CPF of the previous frame defined in the spatial domain based on the frequency conversion.
  • the encoding device / decoding device may decompose the filter coefficients of the previous CPF of the previous frame on the frequency domain derived according to the method shown in FIG. Can be.
  • the filter coefficients of the previous CPF of the previous frame may be decomposed to derive filter coefficients corresponding to each of the plurality of basic filters of the CPF of the current frame.
  • a low pass filter for passing a low frequency (LF) component among filter coefficients of a previous CPF of the previous frame (or a previous slice) may be derived.
  • a high pass filter for passing a high frequency (HF) component in a vertical direction on a frequency domain among filter coefficients of a previous CPF of the previous frame may be derived.
  • a high pass filter for passing a high frequency (HF) component in a horizontal direction on a frequency domain among filter coefficients of a previous CPF of the previous frame may be derived.
  • a high pass filter for passing a high frequency (HF) component in a diagonal direction with respect to an origin on a frequency domain among filter coefficients of a previous CPF of the previous frame may be derived.
  • a spatial domain filter corresponding to each of the frequency band pass filters may be generated based on the frequency band pass filters shown in FIGS. 13A to 13D.
  • the filter coefficients of the previous CPFs applied to the previous frame (or the previous slice) based on the generated spatial domain filters may be derived as filter coefficients corresponding to each of the plurality of basic filters.
  • the plurality of basic filters may be updated based on coefficients.
  • the CPF may include more basic filters, in which case it may be extended based on the above-described embodiment.
  • the position of the passing frequency component of the various frequency band pass filters shown in (a) to (d) of FIG. 13 may be variously modified.
  • FIG. 14 schematically shows a video encoding method by an encoding device according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 14 may be performed by the encoding apparatus disclosed in FIG. 1.
  • S1400 to S1410 of FIG. 14 may be performed by the transform unit of the encoding apparatus
  • S1420 to S1440 may be performed by the filter unit of the encoding apparatus
  • S1450 may be entropy of the encoding apparatus. It may be performed by the encoding unit.
  • the encoding apparatus derives a frequency domain original block by performing frequency transformation on a current block of a spatial domain (S1400).
  • the encoding device may frequency transform the original block of the current block of the spatial domain.
  • the frequency domain original block may be derived based on a frequency component corresponding to the original block in the frequency domain.
  • the encoding apparatus derives a frequency domain reconstruction block by performing frequency transform on the reconstruction block of the current block in the spatial domain (S1410).
  • the encoding apparatus may frequency transform the reconstructed block of the current block of the spatial domain.
  • the reconstruction block may be a reconstruction block of the current block derived through the intra prediction mode.
  • the reconstruction block may be a reconstruction block of the current block derived through the intra prediction mode.
  • the frequency domain reconstruction block may be derived based on a frequency component corresponding to the reconstruction block in the frequency domain.
  • the encoding apparatus is configured to generate a low frequency (LF) component of the frequency domain original block and the frequency domain recovery block based on low pass filtering (LPF) for the frequency domain original block and the frequency domain recovery block.
  • LPF low pass filtering
  • the encoding device may derive the low frequency component of the frequency domain recovery block based on the low pass filtering for the frequency domain recovery block, and the encoding device may generate the low frequency component based on the low pass filtering for the frequency original block.
  • the low frequency component of the frequency domain original block can be derived. In this case, applying a specific filter in the spatial domain may perform substantially the same function as the LPF in the frequency domain.
  • the encoding apparatus may set a threshold of the low frequency component based on transform coefficients in the frequency domain reconstruction block included in the low frequency component. That is, the threshold of the low frequency component may indicate the size of the region of the transform coefficients included in the low frequency component among the transform coefficients in the frequency domain reconstruction block.
  • the size of the frequency domain reconstruction block is NxN
  • the coordinate of the top-left frequency component of the frequency domain reconstruction block is (0, 0)
  • x of the transform coefficients in the frequency domain reconstruction block When the transform coefficients of the region within the nth column in the axis and the nth row in the y axis are included in the low frequency component, the threshold of the low frequency component may be derived as n.
  • the threshold value of the low frequency component May be derived as 2
  • the threshold of the frequency component can be derived as three.
  • the encoding apparatus is configured to generate the frequency domain original block based on the low frequency component of the frequency domain original block, the low frequency component of the frequency domain recovery block, the frequency component of the frequency domain original block, and the frequency component of the frequency domain recovery block.
  • a high frequency (HF) component and a high frequency component of the frequency domain reconstruction block are derived (S1430).
  • the encoding apparatus may derive the high frequency component of the frequency domain reconstruction block based on the difference between the frequency component of the frequency domain reconstruction block and the low frequency component. Also, the encoding apparatus may derive the high frequency component of the frequency domain original block based on the difference between the frequency component of the frequency domain original block and the low frequency component.
  • the encoding apparatus derives an HF filter component based on the high frequency component of the frequency domain original block and the high frequency component of the frequency domain reconstruction block (S1440).
  • the encoding apparatus may perform filtering to minimize the difference between the frequency components according to phase based on the high frequency component of the frequency domain original block and the high frequency component of the frequency domain reconstruction block. That is, filtering may be performed to minimize the data amount of the frequency domain residual signal between the high frequency component of the frequency domain original block and the high frequency component of the frequency domain reconstruction block.
  • the encoding apparatus may derive HF filter information based on the filtering.
  • the filtering may be performed based on a Wiener filter.
  • the encoding apparatus may perform filtering of the high frequency component of the frequency domain original block and the high frequency component of the frequency domain reconstruction block based on the Wiener filter.
  • the encoding apparatus may derive HF filter information based on the filtering, and the HF filter information may include a Wiener filter coefficient for the high frequency component of the frequency domain reconstruction block.
  • the encoding apparatus may derive a modified frequency domain reconstruction block based on the filtered high frequency component and the low frequency component of the frequency domain reconstruction block.
  • the modified frequency domain reconstruction block may be a combination of the filtered high frequency component and the low frequency component of the frequency domain reconstruction block.
  • the encoding apparatus is filtering to minimize the difference between the frequency components according to phase based on the low frequency component of the frequency domain original block and the low frequency component of the frequency domain reconstruction block. Can be performed. That is, filtering may be performed to minimize the data amount of the frequency domain residual signal between the low frequency component of the frequency domain original block and the low frequency component of the frequency domain recovery block.
  • the encoding apparatus may derive the LF filter information based on the filtering.
  • the filtering may be performed based on a Wiener filter.
  • the encoding apparatus may perform filtering between the low frequency component of the frequency domain original block and the low frequency component of the frequency domain reconstruction block based on the Wiener filter.
  • the encoding apparatus may derive the LF filter information based on the filtering, and the LF filter information may include a Wiener filter coefficient for the low frequency component of the frequency domain reconstruction block.
  • the encoding apparatus may derive a modified frequency domain reconstruction block based on the high frequency component of the filtered frequency domain reconstruction block and the low frequency component of the filtered frequency domain reconstruction block.
  • the modified frequency domain reconstruction block may be a combination of the high frequency component of the filtered frequency domain reconstruction block and the low frequency component of the filtered frequency domain reconstruction block.
  • the encoding device encodes and outputs the HF filter information (S1440).
  • the encoding apparatus may entropy encode the HF filter information and output the bit stream in the form of a bitstream.
  • the encoding apparatus may entropy encode the LF filter information and output the bit stream in the form of a bitstream.
  • the output bitstream may be transmitted or transmitted to the decoding apparatus through a network or a storage medium.
  • the encoding apparatus may encode and output information about the residual sample for the current block.
  • the information about the residual sample may include transform coefficients regarding the residual sample.
  • FIG. 15 schematically illustrates a video encoding method by an encoding device according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 15 may be performed by the encoding apparatus disclosed in FIG. 1.
  • S1500 of FIG. 15 may be performed by the reconstruction region generating unit of the encoding apparatus
  • S1510 to S1540 may be performed by the filter unit of the encoding apparatus
  • S1550 may be entropy of the encoding apparatus. It may be performed by the encoding unit.
  • the encoding apparatus generates a reconstruction area for the target area in the current picture (S1500).
  • the encoding apparatus may generate a prediction region for the target region through an intra prediction mode or an inter prediction mode, and generate the reconstructed region for the target region based on the prediction region.
  • the encoding apparatus derives a predetermined plurality of basic filters for the target region (S1510).
  • the encoding apparatus may derive a plurality of basic filters of the merge filter for the target region.
  • the basic filters may be composed of four basic filters.
  • the encoding apparatus updates at least one basic filter among the plurality of basic filters (S1520).
  • the encoding apparatus may update at least one basic filter of the plurality of basic filters based on filter information applied to a previous slice (or a previous frame) of the current slice (or the current frame) including the target region.
  • the encoding apparatus may update at least one basic filter among the plurality of basic filters based on an ALF coefficient applied to the previous slice of the current slice including the target region.
  • the encoding apparatus may derive an adaptive linear filter (ALF) coefficient applied to the previous slice of the current slice including the target region.
  • ALF adaptive linear filter
  • the previous slice may have the same quantization parameter as the target region, or the previous slice may have the same temporal level as the target region.
  • the encoding apparatus may generate a flag indicating whether to update each of the plurality of basic filters.
  • the flag may be called a CPF update flag.
  • the value of the CPF update flag may indicate whether the default filter of the CPF update flag is updated. For example, when the value of the CPF update flag is 1, the filter coefficient of the base filter of the CPF update flag may be updated. When the value of the CPF update flag is 0, the filter coefficient of the base filter of the CPF is It may not be updated.
  • the encoding apparatus may generate an ALF filter index indicating one of the filter coefficient sets included in the ALF to be used to update the basic filter.
  • the encoding apparatus may update at least one basic filter of the plurality of basic filters based on filter coefficients of a previous merge filter applied to the previous slice of the current slice including the target region.
  • the filter coefficients of the previous merge filter applied to the previous slice may have one filter form.
  • the encoding apparatus may select one of the plurality of basic filters and update the filter coefficients of the selected basic filter based on the filter coefficients of the previous merge filter applied to the previous slice.
  • the encoding apparatus may generate information on the basic filter update indicating the basic filter to be updated with the filter coefficients of the previous merge filter of the previous frame among the basic filters of the CPF.
  • the syntax element corresponding to the information may be transmitted in a slice, frame, or PPS unit.
  • one of the basic filters may be selected without updating the information to update the filter coefficients of the basic filters.
  • a basic filter having a minimum value of weight information among the plurality of basic filters may be selected, or a basic filter having a maximum value of weight information among the plurality of basic filters may be selected.
  • the weight information may be referred to as modulation weight.
  • the encoding apparatus may also derive the filter coefficients of the previous merge filter applied to the previous slice as filter coefficients corresponding to each of the plurality of basic filters based on a frequency response, and apply the filter coefficients to each of the plurality of basic filters.
  • the filter coefficients of each of the plurality of basic filters may be updated based on corresponding filter coefficients.
  • the filter coefficient corresponding to each of the plurality of basic filters may be derived based on the filter coefficients of the previous merge filter and a frequency band pass filter including a plurality of frequency band pass filters.
  • the frequency band pass filter includes a low pass filter for passing low frequency (LF) components, a high pass filter for passing high frequency (HF) components in a vertical direction in the frequency domain, and a horizontal pass in the frequency domain.
  • a filter coefficient corresponding to each of the plurality of basic filters may be derived by applying the frequency band pass filter to the filter coefficients of the previous merge filter.
  • the update may use a slice, a frame, or a PPS as the update unit.
  • the encoding apparatus generates weight information for each of the basic filters (S1530).
  • the encoding apparatus may generate weight information for each of the plurality of basic filters including the updated basic filter.
  • the encoding apparatus determines a merge filter for the target region based on the basic filters and the weight information (S1540).
  • the encoding apparatus may apply weight information of each basic filter to filter coefficients of the respective basic filters, and derive filter coefficients of the merge filter based on filter coefficients of the basic filters.
  • the encoding apparatus may multiply the filter coefficients of the respective basic filters by a value of weight information for each basic filter, and derive filter coefficients of the merge filter based on the filter coefficients of the multiplied basic filters.
  • the weight information may be referred to as modulation weight.
  • the encoding apparatus generates a modified reconstruction region by performing filtering on the target region based on the filter coefficients of the merge filter (S1550).
  • the encoding apparatus may perform filtering on the target region based on the filter coefficients of the merge filter.
  • the encoding apparatus may generate the modified reconstruction area based on the filtered target area.
  • the generated reconstructed region may be stored in memory and used later for intra prediction and / or inter prediction.
  • the encoding apparatus encodes and outputs information on the merge filter including the weight information (S1560).
  • the encoding device may entropy encode the information about the merge filter and output the bitstream.
  • the information on the merge filter may include the weight information on the basic filter.
  • the encoding apparatus may generate a CPF update flag indicating whether the basic filter is updated, encode it, and output the encoded flag in the form of the bitstream.
  • the encoding apparatus may generate, encode, and output information on a basic filter update indicating a basic filter of the current block to be derived as the update target basic filter among the basic filters of the current block, and output the encoded information in the form of the bitstream.
  • the encoding apparatus may generate, encode, and output the ALF filter index indicating the filter coefficient set used to update the basic filter among the filter coefficient sets included in the ALF.
  • the bitstream may be transmitted to a decoding apparatus via a network or a storage medium.
  • the encoding apparatus may encode and output information about the residual sample for the current block.
  • the information about the residual sample may include transform coefficients regarding the residual sample.
  • FIG. 16 schematically illustrates a video decoding method by a decoding apparatus according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 16 may be performed by the decoding apparatus disclosed in FIG. 2.
  • S1600 of FIG. 16 may be performed by an entropy decoding unit of the decoding apparatus
  • S1610 may be performed by a transform unit of the decoding apparatus
  • S1620 to S1640 may be a filter unit of the decoding apparatus
  • S1650 may be performed by an inverse transform unit of the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus obtains high frequency (HF) filter information through the bitstream (S1600).
  • the HF filter information may include filter information of filtering for the high frequency component of the current block.
  • the decoding apparatus may obtain the HF filter information through the bitstream.
  • the HF filter information may be derived based on a filtering performed based on a Wiener filter, and the HF filter information may be a Wiener filter coefficient for a high frequency component of the current block. It may include.
  • the decoding apparatus may obtain LF filter information through the bitstream.
  • the LF filter information may include filter information of filtering for the low frequency component of the current block.
  • the LF filter information may be derived based on a filtering performed based on a Wiener filter, and the LF filter information may be a Wiener filter coefficient for a low frequency component of the current block. It may include.
  • the decoding apparatus derives a frequency domain reconstruction block by performing frequency transformation on the reconstruction block of the current block in the spatial domain (S1610).
  • the decoding apparatus may frequency transform the reconstructed block of the current block of the spatial domain.
  • the reconstruction block may be a reconstruction block of the current block derived through the intra prediction mode.
  • the reconstruction block may be a reconstruction block of the current block derived through the intra prediction mode.
  • the frequency domain reconstruction block may be derived based on a frequency component corresponding to the reconstruction block in the frequency domain.
  • the decoding apparatus derives a low frequency component (LF) of the frequency domain reconstruction block based on low pass filtering (LPF) for the frequency domain reconstruction block (S1620).
  • the decoding apparatus may derive the low frequency component of the frequency domain recovery block based on the low pass filtering for the frequency domain recovery block. In this case, applying a specific filter in the spatial domain may perform substantially the same function as the LPF in the frequency domain.
  • the decoding apparatus may derive a threshold value of the low frequency component indicating the size of the region in which the low frequency component of the frequency domain reconstruction block is included.
  • the threshold of the low frequency component may be predefined and may be obtained through the bitstream.
  • the threshold of the low frequency component is n
  • transform coefficients in an area within an nth column on the x-axis and an nth row on the y-axis may be included in the low frequency component.
  • the threshold of the low frequency component may be 2, and the threshold of the low frequency component may be 3.
  • the decoding apparatus derives a high frequency component (HF) of the frequency domain reconstruction block based on the frequency domain reconstruction block and the low frequency components of the frequency domain reconstruction block (S1630).
  • the decoding apparatus may derive the high frequency component of the frequency domain reconstruction block based on the difference between the frequency component of the frequency domain reconstruction block and the low frequency component.
  • the decoding apparatus filters the high frequency component based on the HF filter information (S1640).
  • the decoding apparatus may perform filtering on the high frequency component of the frequency domain reconstruction block based on the HF filter information.
  • the HF filter information may include a Wiener filter coefficient for the high frequency component of the frequency domain reconstruction block.
  • the decoding apparatus may perform filtering on the high frequency component through a Wiener filter based on the Wiener filter coefficients.
  • the decoding apparatus may perform filtering on the low frequency component of the frequency domain reconstruction block based on the LF filter information.
  • the LF filter information may include a Wiener filter coefficient for the low frequency component of the frequency domain reconstruction block.
  • the decoding apparatus may perform filtering on the low frequency component through a Wiener filter based on the Wiener filter coefficients.
  • the decoding apparatus derives a modified frequency domain reconstruction block based on the filtered high frequency component and the low frequency component (S1650).
  • the modified frequency domain reconstruction block may be a combination of the filtered high frequency component and a low frequency component of the frequency domain reconstruction block.
  • the low frequency components may be filtered based on the LF filter information.
  • the modified frequency domain reconstruction block may be a combination of the filtered high frequency component and the filtered low frequency component.
  • the decoding apparatus derives the modified reconstructed block of the spatial domain for the current block based on the frequency inverse transform of the modified frequency domain reconstructed block (S1660).
  • the decoding apparatus may generate the modified reconstruction block of the spatial domain by performing frequency inverse transform on the modified frequency domain reconstruction block.
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the modified reconstructed block.
  • the modified frequency domain reconstruction block and / or the modified reconstruction block of the spatial domain may be stored in memory and used later for intra prediction and / or inter prediction.
  • FIG. 17 schematically illustrates a video decoding method by a decoding apparatus according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 17 may be performed by the decoding apparatus disclosed in FIG. 2.
  • S1700 of FIG. 17 may be performed by the reconstruction region generating unit of the decoding apparatus
  • S1710 to S1720 and S1740 to S1750 may be performed by the filter unit of the decoding apparatus
  • S1730 may be the above. It may be performed by the entropy decoding unit of the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus generates a reconstruction area for the target area in the current picture (S1700).
  • the decoding apparatus may generate a prediction region for the target region through an intra prediction mode or an inter prediction mode, may use the prediction region directly as the reconstruction region, or add a residual signal to the prediction region to restore the reconstruction region. You can create a region.
  • the decoding apparatus derives a predetermined plurality of basic filters for the target region (S1710).
  • the decoding apparatus may derive a plurality of basic filters of the merge filter for the target region.
  • the basic filters may be composed of four basic filters.
  • the decoding apparatus updates at least one basic filter among the plurality of basic filters (S1720).
  • the decoding apparatus may update at least one basic filter of the plurality of basic filters based on filter information applied to a previous slice (or a previous frame) of the current slice (or a current frame) including the target region.
  • the decoding apparatus may update at least one basic filter of the plurality of basic filters based on an ALF coefficient applied to the previous slice of the current slice including the target region.
  • the decoding apparatus may derive an adaptive linear filter (ALF) coefficient applied to the previous slice of the current slice including the target region.
  • ALF adaptive linear filter
  • the previous slice may have the same quantization parameter as the target region, or the previous slice may have the same temporal level as the target region.
  • the decoding apparatus may obtain a flag indicating whether to update each of the plurality of basic filters through a bitstream.
  • the flag may be called a CPF update flag.
  • the value of the CPF update flag may indicate whether the default filter of the CPF update flag is updated. For example, when the value of the CPF update flag is 1, the filter coefficient of the base filter of the CPF update flag may be updated. When the value of the CPF update flag is 0, the filter coefficient of the base filter of the CPF is It may not be updated.
  • the decoding apparatus may obtain an ALF filter index indicating one of the filter coefficient sets included in the ALF to be used to update the basic filter through the bitstream.
  • the decoding apparatus may update at least one basic filter of the plurality of basic filters based on filter coefficients of a previous merge filter applied to the previous slice of the current slice including the target region.
  • the filter coefficients of the previous merge filter applied to the previous slice may have one filter form.
  • the decoding apparatus may select one of the plurality of basic filters and update the filter coefficients of the selected basic filter based on the filter coefficients of the previous merge filter applied to the previous slice.
  • the decoding apparatus may obtain information on the basic filter update indicating the basic filter to be updated with the filter coefficients of the previous merge filter of the previous frame among the basic filters of the CPF through the bitstream.
  • the syntax element corresponding to the information may be transmitted in a slice, frame, or PPS unit.
  • one of the basic filters may be selected without updating the information to update the filter coefficients of the basic filters.
  • the decoding apparatus may select a basic filter having a minimum value of weight information among the plurality of basic filters, or select a basic filter having a maximum value of weight information among the plurality of basic filters.
  • the weight information may be referred to as modulation weight.
  • the decoding apparatus derives the filter coefficients of the previous merge filter applied to the previous slice as filter coefficients corresponding to each of the plurality of basic filters based on a frequency response, and applies the filter coefficients to each of the plurality of basic filters.
  • the filter coefficients of each of the plurality of basic filters may be updated based on corresponding filter coefficients.
  • the filter coefficient corresponding to each of the plurality of basic filters may be derived based on the filter coefficients of the previous merge filter and a frequency band pass filter including a plurality of frequency band pass filters.
  • the frequency band pass filter includes a low pass filter for passing low frequency (LF) components, a high pass filter for passing high frequency (HF) components in a vertical direction in the frequency domain, and a horizontal pass in the frequency domain.
  • a filter coefficient corresponding to each of the plurality of basic filters may be derived by applying the frequency band pass filter to the filter coefficients of the previous merge filter.
  • the update may be performed in the slice, frame, or PPS unit.
  • the decoding apparatus receives weight information on each of the basic filters (S1730).
  • the decoding apparatus may obtain weight information for each of the plurality of basic filters including the updated basic filter through a bitstream.
  • the decoding apparatus determines a merge filter for the target region based on the basic filters and the weight information (S1740).
  • the decoding apparatus may apply weight information of each basic filter to filter coefficients of the respective basic filters, and derive filter coefficients of the merge filter based on filter coefficients of the basic filters.
  • the decoding apparatus may multiply the filter coefficients of the respective basic filters by the value of the weighted information of the respective basic filters, and derive the filter coefficients of the merge filter based on the filter coefficients of the multiplied basic filters.
  • the weight information may be referred to as modulation weight.
  • the decoding apparatus performs filtering on the target region based on the filter coefficients of the merge filter to generate a modified restoration region (S1750).
  • the decoding apparatus may perform filtering on the target region based on filter coefficients of the merge filter.
  • the decoding apparatus may generate the modified reconstruction area based on the filtered target area.
  • the generated reconstructed region may be stored in memory and used later for intra prediction and / or inter prediction.
  • filtering can be performed by separating the low frequency component and the high frequency component of the current block, thereby reducing the computational complexity of filtering.
  • filtering can be performed by separating the low frequency component and the high frequency component of the current block, thereby improving the accuracy of filtering and improving the overall coding efficiency.
  • the above-described method according to the present invention may be implemented in software, and the encoding device and / or the decoding device according to the present invention may perform image processing of, for example, a TV, a computer, a smartphone, a set-top box, a display device, and the like. It can be included in the device.
  • 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.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.

Abstract

본 발명에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법은 현재 픽처 내 대상 영역에 대한 복원 영역을 생성하는 단계, 상기 대상 영역에 대한 소정의 복수의 기본 필터들을 도출하는 단계, 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트하는 단계, 상기 기본 필터들 각각에 대한 가중치(weight) 정보를 수신하는 단계, 상기 기본 필터들 및 상기 가중치 정보를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 병합 필터를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 필터링을 수행하여 수정된 복원 영역을 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 대상 영역에 대한 비주얼 품질 향상에 적합한 필터 정보로 업데이트할 수 있고, 이를 통하여 필터링의 정확도를 향상시킬 수 있고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

영상 코딩 시스템에서 영상 디코딩 방법 및 장치
본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 영상 디코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 영상의 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 주파수 성분에 따른 필터링 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 영상의 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위한 특정 단위로 필터를 업데이트 하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 비트스트림을 통하여 HF(high frequency) 필터 정보를 획득하는 단계, 공간 도메인(spatial domain)의 현재 블록의 복원 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인(frequency domain) 복원 블록을 도출하는 단계, 상기 주파수 도메인 복원 블록에 대한 로우 패스 필터링(low pass filtering)을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수(low frequency) 성분을 도출하는 단계, 상기 주파수 도메인 복원 블록 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 고 주파수(high frequency) 성분을 도출하는 단계, 상기 HF 필터 정보를 기반으로 상기 고 주파수 성분을 필터링하는 단계, 상기 필터링된 고 주파수 성분 및 상기 저 주파수 성분을 기반으로 수정된(modified) 주파수 도메인 복원 블록을 도출하는 단계, 및 상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록에 대한 주파수 역변환을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 공간 도메인의 수정된(modified) 복원 블록을 도출하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 픽처 내 대상 영역에 대한 복원 영역을 생성하는 단계, 상기 대상 영역에 대한 소정의 복수의 기본 필터들을 도출하는 단계, 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트하는 단계, 상기 기본 필터들 각각에 대한 가중치(weight) 정보를 수신하는 단계, 상기 기본 필터들 및 상기 가중치 정보를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 병합 필터를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 필터링을 수행하여 수정된 복원 영역을 생성하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 HF(high frequency) 필터 정보를 획득하는 엔트로피 디코딩부, 공간 도메인(spatial domain)의 현재 블록의 복원 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인(frequency domain) 복원 블록을 도출하는 변환부, 상기 주파수 도메인 복원 블록에 대한 로우 패스 필터링(low pass filtering)을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수(low frequency) 성분을 도출하고, 상기 주파수 도메인 복원 블록 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 고 주파수(high frequency) 성분을 도출하고, 상기 HF 필터 정보를 기반으로 상기 고 주파수 성분을 필터링하고, 상기 필터링된 고 주파수 성분 및 상기 저 주파수 성분을 기반으로 수정된(modified) 주파수 도메인 복원 블록을 도출하는 필터부, 및 상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록에 대한 주파수 역변환을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 공간 도메인의 수정된(modified) 복원 블록을 도출하는 역변환부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는 현재 픽처 내 대상 영역에 대한 복원 영역을 생성하는 복원 영역 생성부, 상기 대상 영역에 대한 소정의 복수의 기본 필터들을 도출하고, 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트하고, 상기 기본 필터들 및 상기 가중치 정보를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 병합 필터를 결정하고, 상기 결정된 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 필터링을 수행하여 수정된 복원 영역을 생성하는 필터부, 및 상기 기본 필터들 각각에 대한 가중치(weight) 정보를 수신하는 엔트로피 디코딩부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 인코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 공간 도메인(spatial domain)의 현재 블록의 원본 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인(frequency domain) 원본 블록을 도출하는 단계, 공간 도메인의 현재 블록의 복원 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인 복원 블록을 도출하는 단계, 상기 주파수 도메인 원본 블록 및 상기 주파수 도메인 복원 블록에 대한 로우 패스 필터링(low pass filtering)을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 저 주파수(low frequency, LF) 성분 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분을 도출하는 단계, 상기 주파수 도메인 원본 블록의 저 주파수 성분, 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분, 상기 주파수 도메인 원본 블록의 주파수 성분, 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 고 주파수(high frequency) 성분 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 고 주파수(high frequency) 성분을 도출하는 단계, 상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 고 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 예비 복원 블록의 상기 고 주파수 성분을 기반으로 HF 필터 정보를 도출하는 단계, 및 상기 HF 필터 정보를 인코딩하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 인코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 현재 픽처 내 대상 영역에 대한 복원 영역을 생성하는 단계, 상기 대상 영역에 대한 소정의 복수의 기본 필터들을 도출하는 단계, 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트하는 단계, 상기 기본 필터들 각각에 대한 가중치(weight) 정보를 생성하는 단계, 상기 기본 필터들 및 상기 가중치 정보를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 병합 필터를 결정하는 단계, 상기 결정된 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 필터링을 수행하여 수정된 복원 영역을 생성하는 단계, 및 상기 가중치 정보를 포함한 상기 병합 필터에 대한 정보를 인코딩하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 비디오 인코딩 장치를 제공한다. 상기 인코딩 장치는 공간 도메인(spatial domain)의 현재 블록의 원본 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인(frequency domain) 원본 블록을 도출하고, 공간 도메인의 현재 블록의 복원 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인 복원 블록을 도출하는 변환부, 상기 주파수 도메인 원본 블록 및 상기 주파수 도메인 복원 블록에 대한 로우 패스 필터링(low pass filtering)을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 저 주파수(low frequency, LF) 성분 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분을 도출하고, 상기 주파수 도메인 원본 블록의 저 주파수 성분, 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분, 상기 주파수 도메인 원본 블록의 주파수 성분, 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 고 주파수(high frequency) 성분 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 고 주파수(high frequency) 성분을 도출하고, 상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 고 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 예비 복원 블록의 상기 고 주파수 성분을 기반으로 HF 필터 정보를 도출하는 필터부, 및 상기 HF 필터 정보를 인코딩하여 출력하는 엔트로피 인코딩부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 비디오 인코딩 장치를 제공한다. 상기 인코딩 장치는 현재 픽처 내 대상 영역에 대한 복원 영역을 생성하는 복원 영역 생성부, 상기 대상 영역에 대한 소정의 복수의 기본 필터들을 도출하고, 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트하고, 상기 기본 필터들 각각에 대한 가중치(weight) 정보를 생성하고, 상기 기본 필터들 및 상기 가중치 정보를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 병합 필터를 결정하고, 상기 결정된 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 필터링을 수행하여 수정된 복원 영역을 생성하는 필터부, 및 상기 가중치 정보를 포함한 상기 병합 필터에 대한 정보를 인코딩하여 출력하는 엔트로피 인코딩부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 현재 블록의 저 주파수 성분과 고 주파수 성분으로 분리하여 필터링을 수행할 수 있고, 이를 통하여 필터링의 계산 복잡도를 줄일 수 있다.
본 발명에 따르면 현재 블록의 저 주파수 성분과 고 주파수 성분으로 분리하여 필터링을 수행할 수 있고, 이를 통하여 필터링의 정확도를 향상시킬 수 있고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 필터링 대상 영역에 대한 비주얼 품질 향상에 적합한 필터 정보로 업데이트할 수 있고, 이를 통하여 필터링의 정확도를 향상시킬 수 있고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 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 8x8 사이즈의 DCT(discrete cosine transform) 기저 함수(basis function)에 따른 주파수 성분의 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 4는 주파수 성분 별로 해당되는 필터의 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 5는 상기 LF 영역의 사이즈를 정의하는 방법의 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 6은 LPF를 기반으로 LF 성분과 HF 성분을 분리하는 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 7은 상기 HF 성분에 대하여 위너 필터를 기반으로 필터링을 수행하는 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 8은 인코딩 장치의 상기 DCT 기저 함수의 HF 성분 및 LF 성분에 대하여 위너 필터를 기반으로 필터링을 수행하는 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 9는 루프 필터 및/또는 적응적 필터로 사용되는 CPF를 포함하는 인코딩 장치의 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 10은 상기 CPF의 필터 계수를 유도하는 방법의 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 11은 ALF를 기반으로 기본 필터를 업데이트하는 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 12는 루프 필터로 사용되는 CPF의 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 13은 주파수 응답을 기반으로 이전 프레임(또는 이전 슬라이스)의 CPF의 필터 계수를 분해하는 방법의 일 예를 예시적으로 나타낸다.
도 14는 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 비디오 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 15는 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 비디오 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 16은 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 비디오 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 17은 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 비디오 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 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 픽처 분할부(105), 예측부(110), 변환부(115), 양자화부(120), 재정렬부(125), 엔트로피 인코딩부(130), 역양자화부(135), 역변환부(140), 필터부(145) 및 메모리(150)를 구비한다.
픽처 분할부(105)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 단위 블록으로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위로서의 블록은 예측 유닛(Prediction Unit, PU)일 수도 있고, 변환 유닛(Transform Unit, TU)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(deeper) 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, 픽처 분할부(105)에서 픽처의 처리 단위에 대하여 예측을 수행하여 예측 샘플(또는 예측 샘플 어레이)을 포함하는 예측 블록을 생성한다. 예측부(110)에서 픽처의 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 픽처의 이전 픽처 및/또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처의 정보를 기초로 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 인트라 예측을 통해서는 현재 픽처 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 픽처를 선택하고 PU에 대응하는 참조 블록을 선택할 수 있다. 참조 블록은 정수 픽셀(또는 샘플) 또는 분수 픽셀(또는 샘플) 단위로 선택될 수 있다. 이어서, 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 픽처의 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. 비방향성 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 배열(array)이라면, 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(bitstream)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), 레지듀얼 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 있고, 샘플 단위에서는 잔여 샘플이라고 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(130)는 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 영역 생성부)로 볼 수도 있다.
필터부(145)는 디블록킹 필터, ALF(Adaptive Loop Filter), SAO(Sample Adaptive Offset)를 복원된 픽처에 적용할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽처에서 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), 엣지 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 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(150)에 저장된 복원 블록 또는 픽처는 인터 예측을 수행하는 예측부(110)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치를 개략적으로 도시한 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(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(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) 배열(array)을 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 픽처 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 픽처 내의 픽셀 정보를 기초로 예측 블록을 생성하는 인트라 예측을 수행할 수 있다.
현재 PU에 대한 예측 모드가 인터 예측(inter prediction) 모드인 경우에, 현재 픽처의 이전 픽처 또는 이후 픽처 중 적어도 하나의 픽처에 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 픽처 인덱스 등에 관한 정보는 인코딩 장치로부터 수신한 스킵 플래그, 머지 플래그 등을 확인하고 이에 대응하여 유도될 수 있다.
현재 픽처에 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 정보 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 픽처를 지시하는 참조 픽처 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 픽처 인덱스 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
다른 예로, 머지(merge) 모드가 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 블록에 대응하는 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 하나인 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 영역 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 픽처는 필터부(235)로 제공될 수 있다. 필터부(235)는 복원된 블록 및/또는 픽처에 디블록킹 필터링, SAO(Sample Adaptive Offset) 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다.
메모리(240)는 복원된 픽처 또는 블록을 저장하여 참조 픽처 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽처를 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 내용과 같이 양자화 등 압축 코딩 과정에서 발생하는 에러에 의한 원본(original) 픽처과 복원 픽처의 차이를 보상하기 위해 복원 픽처에는 인루프 필터가 적용될 수 있다. 또한 앞서 설명한 바와 같이, 인루프 필터링은 인코더 및 디코더의 필터부에서 수행될 수 있으며, 필터부는 디블록킹 필터, SAO(Sample Adaptive Offset) 및/또는 적응적 루프 필터(Adaptive loop filter, ALF), CPF(condensed prediction filter) 등을 복원 픽처에 적용할 수 있다. 여기서, ALF는 디블록킹 필터링 및/또는 SAO 과정이 수행된 후 복원된 픽처과 원래의 픽처를 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. ALF는 디블록킹 필터링 및/또는 SAO 과정이 수행된 후 복원된 픽처에 대해 적응적으로 위너 필터(Wiener filter)를 적용할 수 있다. 즉, ALF는 위너 필터를 이용하여 부호화 에러를 보상할 수 있다.
또한, CPF는 복원된 픽처와 원래의 픽처에 각각 복수의 기본 필터들을 기반으로 필터 계수를 도출하고, 상기 필터 계수를 기반으로 필터링을 수행하여 수정된(modified) 복원 픽처를 도출할 수 있다. 여기서 상기 복원된 픽처는 디블록킹 필터링 및/또는 SAO 과정이 수행된 후의 픽처일 수 있다. 예를 들어 기본 필터들은 4가지의 필터들로 구성될 수 있다.
상술한 CPF를 적용하는 경우, 원본 픽처와 복원 픽처 간의 에러를 줄일 수 있어 코딩 효율을 향상시킬 수 있지만, 필터링을 수행하는 과정의 계산 복잡도 및 CPF에 대한 필터 정보의 데이터량이 증가할 수 있다. 이에 본 발명에서는 기존의 CPF와 대비하여 보다 계산 복잡도를 낮추어 필터링을 수행하는 방법과, 블록의 CPF에 대한 필터 정보의 데이터량을 줄여 코딩 효율을 향상시키는 방법을 제안한다.
도 3은 8x8 사이즈의 DCT(discrete cosine transform) 기저 함수(basis function)에 따른 주파수 성분의 일 예를 예시적으로 나타낸다. 예를 들어, 도 3은 현재 블록의 복원 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 도출된 주파수 도메인(frequency domain) 복원 블록의 주파수 성분을 나타낼 수 있다. 도 3을 참조하면 상기 기저 함수에 따라 도출된 주파수 도메인 영역에서 도 3의 화살표가 가리키는 방향으로 갈수록 저 주파수(low frequency, LF) 성분에서 고 주파수(high frequency, HF) 성분으로 나타날 수 있다. 상기 DCT 기저 함수에 대응하는 IDCT(inverse discrete cosine transform)를 통하여 각 주파수 도메인 내 영역, 즉 각 주파수 성분에 해당되는 필터 및 각 주파수 성분에 대응하는 공간 도메인 성분을 도출할 수 있다.
도 4는 주파수 성분 별로 해당되는 필터의 일 예를 예시적으로 나타낸다. 도 4는 5x5 사이즈의 DCT 기저 함수를 이용한 경우에 대한 예이다. 상기 DCT 기저 함수에 따른 주파수 성분의 좌상측(top-left) 영역(410)은 LF 성분을 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 DCT 기저 함수에 따른 주파수 도메인 내 좌상단 성분의 좌표가 (0, 0)일 때, (0, 0), (0, 2), (2, 0), (2, 2) 내의 위치의 영역을 LF 영역으로 정의할 수 있다. 즉, 상기 LF 성분의 x좌표 및 y좌표는 0 내지 2에 포함될 수 있다. 상기 LF 영역에 대한 IDCT를 기반으로 생성된 필터의 특징은 도 4의 (a)와 같을 수 있다. 상기 LF 영역에 대한 IDCT는 IDCT DC라고 불릴 수 있다.
또한, 상기 DCT 기저 함수에 따른 주파수 도메인 내 우상단 성분의 좌표가 (5, 0)일 때, 상기 DCT 기저 함수의 우상측(top-right) 영역(420)은 (2, 0), (2, 2), (5, 0), (5, 2) 내의 위치의 영역으로 정의될 수 있다. 즉, 상기 우상측 영역의 주파수 성분의 x좌표는 2 내지 5, 및 y좌표는 0 내지 2에 포함될 수 있다. 상기 우상측 영역에 대한 IDCT를 기반으로 생성된 필터의 특징은 도 4의 (c)와 같을 수 있다. 상기 우상측 영역에 대한 IDCT는 IDCT Horizontal라고 불릴 수 있다.
또한, 상기 DCT 기저 함수에 따른 주파수 도메인 내 좌하단 성분의 좌표가 (0, 5)일 때, 상기 DCT 기저 함수의 좌하측(bottom-left) 영역(430)은 (0, 2), (0, 5), (2, 2), (2, 5) 내의 위치의 영역으로 정의될 수 있다. 즉, 상기 우상측 영역의 주파수 성분의 x좌표는 0 내지 2, 및 y좌표는 2 내지 5에 포함될 수 있다. 상기 좌하측 영역에 대한 IDCT를 기반으로 생성된 필터의 특징은 도 4의 (b)와 같을 수 있다. 상기 좌하측 영역에 대한 IDCT는 IDCT vertical라고 불릴 수 있다.
또한, 상기 DCT 기저 함수에 따른 주파수 도메인 내 우하단 성분의 좌표가 (5, 5)일 때, 상기 DCT 기저 함수의 우하측(bottom-right) 영역(440)은 (2, 2), (2, 5), (5, 2), (5, 5) 내의 위치의 영역으로 정의될 수 있다. 즉, 상기 우하측 영역의 주파수 성분의 x좌표는 2 내지 5, 및 y좌표는 2 내지 5에 포함될 수 있다. 상기 우하측 영역에 대한 IDCT를 기반으로 생성된 필터의 특징은 도 4의 (d)와 같을 수 있다. 상기 우하측 영역에 대한 IDCT는 IDCT diagonal라고 불릴 수 있다.
상기 LF 영역을 어느 영역까지로 정의할 것인지, 즉, 상기 LF 영역의 사이즈를 정의하는 것은 사용되는 상기 DCT 기저 함수의 사이즈, 입력 영상의 특징, 및 양자화 파라미터(quantization parameter, QP) 등에 의하여 달라질 수 있다. 상기 LF 영역에 대하여 실험적으로 결정된 사이즈를 사전에 정의하여 사용할 수 있고, 인코딩 장치에서 최적의 사이즈를 결정하고 인코딩하여 출력할 수 있다.
도 5는 상기 LF 영역의 사이즈를 정의하는 방법의 일 예를 예시적으로 나타낸다. 도 5의 (a)에 도시된 것과 같이 상기 LF 영역의 임계값은 2로 설정될 수 있고, 도 5의 (b)에 도시된 것과 같이 상기 LF 영역의 임계값은 3으로 설정될 수도 있다. 상기 LF 영역의 임계값은 저 주파수 성분의 임계값이라고 불릴 수 있고, 상기 LF 영역의 사이즈를 가리키는 기준값일 수 있다. 상기 저 주파수 성분의 임계값이 n인 경우, 상기 DCT 기저 함수에 따른 주파수 성분, 즉, 현재 블록의 주파수 도메인 복원 블록 내 변환 계수들 중 x축으로 n번째 열 이내 및 y축으로 n번째 행 이내인 영역의 변환 계수들은 상기 LF 영역에 포함될 수 있다. 상기 임계값은 사전에 정의될 수 있다. 또는, 사전에 정의되지 않고 인코딩 장치에서 결정하고 디코딩을 위하여 상기 임계값을 인코딩하고 출력할 수 있다.
인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 임계값이 적용된 로우 패스 필터링(low pass filtering, LPF)을 기반으로 LF 성분 및 HF 성분을 도출할 수 있다. 이 경우, 공간 도메인에서의 특정 필터를 적용하면 실질적으로 상기 주파수 도메인에서의 LPF와 동일한 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 상기 임계값이 2인 경우, LF 영역의 사이즈를 2x2로 정의할 수 있고, 상기 LF 영역 내 주파수 성분을 LF 성분으로 도출할 수 있다. 상기 주파수 성분에서 상기 LF 성분을 제외한 나머지 주파수 성분을 HF 성분으로 도출할 수 있다.
또한, 상기 임계값이 3인 경우, 상기 LF 영역의 사이즈를 3x3으로 정의할 수 있고, 상기 LF 영역 내 주파수 성분을 LF 성분으로 도출할 수 있다. 상기 주파수 성분에서 상기 LF 성분을 제외한 나머지 주파수 성분을 HF 성분으로 도출할 수 있다.
상술한 방법을 통하여 상기 LPF가 정의되면, 즉, 상기 LF 영역의 상기 임계값이 정의되면 상기 DCT 기저 함수에 따른 주파수 성분을 상기 LPF를 기반으로 LF 성분과 HF 성분으로 분리할 수 있다.
도 6은 LPF를 기반으로 LF 성분과 HF 성분을 분리하는 일 예를 예시적으로 나타낸다. 디코딩 장치는 획득한 필터를 이용하여, 즉, 상기 임계값이 포함된 정보를 획득한 LPF를 기반으로 전체 주파수 성분의 LF 성분을 분리한 후, 상기 LF 성분과 전체 주파수 성분의 차분을 기반으로 상기 HF 성분을 획득할 수 있다. 다시 말해, 상기 전체 주파수 성분에서 상기 LF 성분을 제외한 나머지 주파수 성분을 HF 성분으로 도출할 수 있다. 상술한 방법에서는 상기 주파수 영역을 둘로 나누어 LF 성분과 HF 성분을 도출할 수 있지만, 도 4에 도시된 것과 같이 주파수 도메인 내 각 영역에 해당되는 주파수 성분을 도출할 수 있는 필터를 사용하여 각 주파수 성분들을 도출할 수 있다. 상기 주파수 성분들의 종류는 사용되는 필터들의 개수에 따라 상기 도 4와 같이 4가지로 분리될 수 있고, 4가지 외의 다양한 개수로 분리될 수도 있다.
상술한 방법을 적용하여 LF 성분 및 HF 성분을 분리한 경우, 적어도 상기 HF 성분에 대하여 필터링을 수행할 수 있다. 상기 필터링에 사용되는 필터는 위너 필터(wiener filter)일 수 있다.
도 7은 상기 HF 성분에 대하여 위너 필터를 기반으로 필터링을 수행하는 일 예를 예시적으로 나타낸다. 도 7은 상기 HF 성분에 대한 필터링의 일 예를 나타낼 수 있고, 상기 필터링에는 예를 들어 위너 필터를 사용할 수 있다. 필터링을 수행하는 과정은 다음과 같을 수 있다.
현재 블록의 복원 블록(또는 현재 블록이 포함된 복원 프레임)의 LF 성분을 도출하기 위하여 필터링을 수행할 수 있다. 상기 필터링은 LPF를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 복원 블록은 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드를 기반으로 도출된 예측 블록을 기반으로 도출될 수 있다.
상기 LF 성분을 도출한 경우, 상기 복원 블록의 주파수 성분과 상기 복원 블록의 상기 LF 성분의 차분을 기반으로 상기 복원 블록의 HF 성분을 도출할 수 있다. 다음으로, 상기 현재 블록의 원본 블록에 대하여 LPF를 기반으로 상기 원본 블록의 LF 성분을 도출할 수 있고, 상기 원본 블록의 주파수 성분과 상기 원본 블록의 LF 성분의 차분을 기반으로 상기 원본 블록의 HF 성분을 도출할 수 있다.
상기 복원 블록의 HF 성분과 상기 원본 블록의 HF 성분을 기반으로 상기 성분들 간 차이를 최소화하는 필터링을 수행할 수 있다. 즉, 상기 복원 블록의 HF 성분과 상기 원본 블록의 HF 성분과의 주파수 도메인 레지듀얼 신호의 데이터량을 최소화하는 필터링을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 위너 필터를 기반으로 상기 복원 블록의 HF 성분과 상기 원본 블록의 HF 성분에 필터링을 수행할 수 있다. 상기 필터링을 기반으로 도출된 상기 원본 블록과의 상기 주파수 도메인 레지듀얼 신호의 데이터량이 최소가 되는 필터링된 HF 성분을 도출할 수 있고, 상기 필터링된 HF 성분과 상기 복원 블록의 상기 LF 성분의 결합을 통하여 상기 현재 블록의 수정된(modified) 복원 블록을 도출할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 상기 필터링을 HF 필터 정보를 인코딩하여 출력할 수 있다.
상기 복원 블록의 HF 성분을 필터링할 수 있지만, 상기 복원 블록의 HF 성분 및 상기 복원 블록의 LF 성분을 필터링하는 방법이 있을 수 있다.
도 8은 인코딩 장치의 상기 DCT 기저 함수의 HF 성분 및 LF 성분에 대하여 위너 필터를 기반으로 필터링을 수행하는 일 예를 예시적으로 나타낸다. 도 8은 상기 HF 성분 및 상기 LF 성분에 대한 필터링의 일 예를 나타낼 수 있고, 상기 필터링에는 위너 필터를 사용할 수 있다. 필터링을 수행하는 과정은 다음과 같을 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록의 복원 블록(또는 현재 블록이 포함된 복원 프레임)의 LF 성분을 도출하기 위하여 필터링을 수행할 수 있다. 상기 필터링은 LPF를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 복원 블록은 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드를 기반으로 도출된 예측 블록을 기반으로 도출될 수 있다. 다음으로, 상기 현재 블록의 원본 블록에 대하여 LPF를 기반으로 상기 원본 블록의 LF 성분을 도출할 수 있다.
상기 복원 블록의 LF 성분 및 상기 원본 블록의 LF 성분을 도출한 경우, 인코딩 장치는 상기 복원 블록의 LF 성분과 상기 원본 블록의 LF 성분을 기반으로 상기 성분들 간 차이를 최소화하는 필터링을 수행할 수 있다. 즉, 상기 복원 블록의 LF 성분과 상기 원본 블록의 LF 성분과의 주파수 도메인 레지듀얼 신호의 데이터량을 최소화하는 필터링을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 위너 필터를 기반으로 상기 복원 블록의 LF 성분과 상기 원본 블록의 LF 성분에 필터링을 수행할 수 있다. 상기 필터링을 기반으로 상기 주파수 도메인 레지듀얼 신호의 데이터량이 최소가 되는 필터링된 LF 성분을 도출할 수 있다.
또한, 인코딩 장치는 상기 복원 블록의 주파수 성분과 상기 복원 블록의 상기 LF 성분의 차분을 기반으로 상기 복원 블록의 HF 성분을 도출할 수 있고, 상기 원본 블록의 주파수 성분과 상기 원본 블록의 LF 성분의 차분을 기반으로 상기 원본 블록의 HF 성분을 도출할 수 있다.
상기 복원 블록의 HF 성분 및 상기 원본 블록의 HF 성분을 도출한 경우, 인코딩 장치는 상기 복원 블록의 HF 성분과 상기 원본 블록의 HF 성분을 기반으로 상기 성분들 간 차이를 최소화하는 필터링을 수행할 수 있다. 즉, 상기 복원 블록의 HF 성분과 상기 원본 블록의 HF 성분과의 주파수 도메인 레지듀얼 신호의 데이터량을 최소화하는 필터링을 수행할 수 있다. 이 경우, 상기 위너 필터를 기반으로 상기 복원 블록의 HF 성분과 상기 원본 블록의 HF 성분에 필터링을 수행할 수 있다. 상기 필터링을 기반으로 도출된 상기 원본 블록과의 상기 주파수 도메인 레지듀얼 신호의 데이터량이 최소가 되는 필터링된 HF 성분을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 필터링된 HF 성분과 상기 필터링된 상기 LF 성분의 결합을 통하여 상기 현재 블록의 수정된(modified) 복원 블록을 도출할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 LF 필터 정보 및 HF 필터 정보를 인코딩하여 출력할 수 있다.
한편, 상술한 기존의 CPF와 대비하여 보다 계산 복잡도를 낮추어 필터링을 수행하는 방법과 더불어, 현재 블록의 CPF에 대한 필터 정보의 데이터량을 줄여 코딩 효율을 향상시킬 수도 있다. 후술하는 방법에 따르면 상기 CPF에서 사용되는 기본 필터를 적응적으로 업데이트(update)하여, 각 예측 블록에 대한 필터의 성능을 향상시키고, 예측 블록 및 복원 영상에 대한 비주얼 품질을 향상시킬 수 있다.
도 9는 루프 필터 및/또는 적응적 필터로 사용되는 CPF를 포함하는 인코딩 장치의 일 예를 예시적으로 나타낸다. 도 9에서 도시된 C1, C2, C3, 및 C4는 상기 CPF의 기본 필터들에 대응하는 가중치 정보들을 나타낸다. 도 9에 도시된 것과 같이 상기 CPF는 현재 영상의 복원이 완료된 이후, 복원 영상의 비주얼 품질 향상을 위하여 사용되는 루프 필터로 사용될 수 있다. 또한, 상기 CPF는 인터 예측이 적용되는 예측 블록의 비주얼 품질 향상을 위한 상기 예측 블록의 참조 블록의 적응적 필터로 사용될 수 있다.
영상 코딩 시스템에서 상술한 두 가지 필터 중 필터들 모두 사용할 수 있고, 두 가지 필터 중 하나만을 사용할 수도 있다. 상기 CPF가 상기 적응적 필터로 상기 예측 블록의 참조 블록에만 사용되는 경우, 상기 루프 필터를 위하여 적응적 루프 필터(adaptive loop filter, ALF)가 사용될 수 있다.
도 10은 상기 CPF의 필터 계수를 유도하는 방법의 일 예를 예시적으로 나타낸다. 상기 CPF는 병합 필터라고 불릴 수 있다. 상기 병합 필터의 필터 계수는 기본 필터로 나타낼 수 있는 고정된 필터와 가중치로 구성될 수 있다. 다시 말해, 상기 기본 필터에 상기 가중치를 적용하여 상기 병합 필터의 필터 계수를 도출할 수 있다. 도 10에 도시된 G1 내지 G4는 기본 필터들을 나타내고, C1 내지 C4는 상기 기본 필터들에 대응되는 상기 가중치들을 나타낸다. 상기 가중치는 모듈레이션 가중치(modulation weight)라고 불릴 수 있다. 도 10을 참조하면 상기 병합 필터의 필터 계수를 도출할 수 있다. 참조 영상 또는 참조 블록에 상기 G1 내지 G4를 적용할 수 있고, 상기 C1 내지 C4를 각각 대응하는 기본 필터에 적용하여 상기 병합 필터의 필터 계수를 도출할 수 있다.
상기 병합 필터는 입력 영상 전체에 일반적으로 사용될 수 있는 기본 필터를 정의하여 사용할 수 있어, 각 입력 영상 내 영상(예를 들어 복원 픽처)에 따라 필터 성능이 다를 수 있다.
이에, 본 발명에서 제시된 상술한 방법에 따르면, 영상 특성에 따라 효율적인 기본 필터를 사용할 수 있도록 특정 단위(픽처, 프레임, 블록 등)에서 상기 기본 필터를 업데이트 할 수 있고 필터 성능을 향상시킬 수 있다.
도 11은 ALF를 기반으로 기본 필터를 업데이트하는 일 예를 예시적으로 나타낸다. 상술한 내용과 같이 상기 병합 필터가 상기 적응적 필터로 상기 예측 블록의 참조 블록에만 사용되는 경우, 상기 참조 블록이 포함된 복원 영상의 비주얼 품질을 향상시키기 위하여 상기 ALF가 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 ALF의 필터 계수를 이용하여 상기 기본 필터를 업데이트할 수 있다. 상기 ALF의 필터 계수는 현재 프레임(또는 현재 픽처)의 이전 프레임(또는 이전 픽처)에서 사용한 ALF 필터 계수일 수 있고, 현재 프레임(또는 현재 픽처)과 동일한 양자화 파라미터(quantization parameter, QP), temporal level을 갖는 이전에 디코딩된 이전 프레임(또는 이전 픽처)에서 사용한 ALF 필터 계수 세트일 수 있다. 상기 ALF의 필터 계수를 이용하여 상기 기본 필터를 업데이트하는 경우 상기 기본 필터는 슬라이스, 프레임, 또는 PPS 단위에서 업데이트될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 기본 필터의 업데이트 여부를 나타내는 플래그를 생성할 수 있고, 인코딩하여 전송할 수 있다. 이를 통하여 CPF 기본 필터를 적응적으로 업데이트할 수 있다. 상기 플래그는 CPF 업데이트 플래그라고 불릴 수 있다. 상기 CPF 업데이트 플래그의 값은 상기 CPF의 기본 필터의 업데이트 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어 상기 CPF 업데이트 플래그의 값이 1인 경우, 상기 CPF의 기본 필터는 업데이트될 수 있고, 상기 CPF 업데이트 플래그의 값이 0인 경우, 상기 CPF의 기본 필터는 업데이트 되지 않을 수 있다.
상기 ALF의 필터 계수를 이용하여 상기 CPF의 상기 기본 필터를 업데이트하는 경우에 상기 ALF가 복수의 필터 계수 세트를 포함하고 있는 경우, 상기 ALF의 포함된 복수의 필터 계수 세트들 중 어느 필터 계수 세트를 이용하여 업데이트할 것인지에 대한 추가적인 정보가 필요할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치는 상기 병합 필터의 상기 기본 필터를 업데이트하는데 사용될 상기 ALF에 포함된 상기 필터 계수 세트들 중 하나를 가리키는 ALF 필터 인덱스를 생성할 수 있고, 인코딩하여 전송할 수 있다. 상기 ALF 필터 인덱스가 가리키는 상기 ALF의 필터 계수 세트는 현재 프레임(또는 현재 슬라이스)의 이전 프레임(또는 이전 슬라이스)에서 사용한 ALF 필터 계수 세트일 수 있고, 현재 프레임(또는 현재 슬라이스)과 동일한 양자화 파라미터(quantization parameter, QP), temporal level을 갖는 이전에 디코딩된 이전 프레임(또는 이전 슬라이스)에서 사용한 ALF 필터 계수 세트일 수 있다.
상기 CPF 업데이트 플래그 및 상기 ALF 필터 인덱스는 다음 표 1과 같은 신텍스(syntax)를 통하여 전송될 수 있다.
Figure PCTKR2016011469-appb-T000001
표 1를 참조하면, num_cpf_filters 신텍스 요소는 상기 기본 필터의 개수를 나타내는 신텍스 요소에 대응할 수 있고, cpf_update_flag 신텍스 요소는 상기 CPF 업데이트 플래그에 대응할 수 있고, cpf_update_idx 신텍스 요소는 상기 ALF 필터 인덱스에 대응할 수 있다.
도 12는 루프 필터로 사용되는 CPF의 일 예를 예시적으로 나타낸다. 상기 CPF는 인터 예측에 있어 예측 블록의 비주얼 품질의 향상을 위한 참조 블록에 사용될 수도 있지만, 상기 루프 필터로 복원 영상의 비주얼 품질을 향상시키기 위하여 사용될 수도 있다. 이 경우, 도 11에서 도시된 것과는 달리 상기 ALF는 사용되지 않고, 상기 CPF가 사용될 수 있다. 즉, 상기 기본 필터의 필터 계수의 업데이트를 위하여 현재 프레임(또는 현재 슬라이스)의 이전 프레임(또는 이전 슬라이스)에서 사용한 이전 병합 필터의 필터 계수가 사용될 수 있다. 이 경우, 상술한 내용과 같이 상기 ALF를 기반으로 상기 기본 필터를 업데이트할 수 없고, 도 12에 도시된 것과 같이 상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수를 기반으로 상기 현재 프레임의 기본 필터의 필터 계수를 업데이트할 수 있다. 상기 이전 프레임(또는 이전 슬라이스)의 이전 CPF는 필터링의 대상 영역이 포함된 현재 프레임(또는 현재 슬라이스)의 디코딩 과정 이전에 디코딩된 이전 프레임(또는 이전 슬라이스)에 사용된 이전 CPF를 나타낼 수 있다.
상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수는 하나의 필터 형태를 가질 수 있다. 반면, 상기 업데이트는 복수의 기본 필터들에 대하여 수행될 수 있어, 상기 기본 필터들을 업데이트하기 위하여 복수의 필터 형태들이 필요할 수도 있다. 구체적으로, 예를 들어, 상기 CPF의 기본 필터들 중 하나의 필터 계수를 상기 이전 CPF의 필터 계수로 대체할 수 있고, 또는 상기 이전 CPF의 필터 계수로부터 여러 가지의 필터 형태들을 생성하고, 상기 필터 형태들을 기반으로 상기 CPF의 기본 필터들을 업데이트할 수 있다.
상기 CPF의 기본 필터들 중 하나를 업데이트 하는 경우, 인코딩 장치는 상기 CPF의 기본 필터들 중 상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수로 업데이트할 기본 필터를 가리키는 기본 필터 업데이트에 대한 정보를 생성할 수 있고, 인코딩하여 전송할 수 있다. 상기 기본 필터 업데이트에 대한 정보는 다음 표 2와 같은 신텍스(syntax)를 통하여 전송될 수 있다.
Figure PCTKR2016011469-appb-T000002
표 2를 참조하면, cpf_update_pos 신텍스 요소는 상기 이전 프레임의 CPF의 필터 계수를 기반으로 한 상기 CPF의 기본 필터 업데이트에 대한 정보에 대응할 수 있다. 다시 말해 상기 cpf_update_pos 신텍스 요소는 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수를 기반으로 상기 현재 프레임의 CPF의 기본 필터들 중 어느 기본 필터를 업데이트할지에 대하여 나타낼 수 있다. 디코딩 장치는 상기 CPF의 기본 필터들 중 상기 cpf_update_pos 신텍스 요소가 가리키는 기본 핕터를 업데이트 할 수 있다. 상기 cpf_update_pos 신텍스 요소는 슬라이스, 프레임 또는 PPS 단위에서 전송될 수 있다.
상기 CPF의 기본 필터들 중 하나를 업데이트 하는 경우, 디코딩 장치는 상기 CPF의 기본 필터의 업데이트를 위한 신텍스 요소의 전송없이 상기 기본 필터들 중 하나의 기본 필터 선택하여 업데이트할 수도 있다. 예를 들어, 상기 CPF의 기본 필터들 중 모듈레이션 가중치(modulation weight)의 값을 기반으로 하나의 기본 필터를 선택할 수 있다. 구체적으로 디코딩 장치는 상기 모듈레이션 가중치의 값이 가장 큰 기본 필터를 업데이트할 수 있고, 상기 디코딩 장치는 모듈레이션 가중치의 값이 가장 작은 기본 필터를 업데이트할 수도 있다.
상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수를 기반으로 상기 복수의 기본 필터들을 업데이트 하는 경우, 다양한 방법으로 업데이트될 수 있다.
도 13은 주파수 응답을 기반으로 이전 프레임(또는 이전 슬라이스)의 이전 CPF의 필터 계수를 분해하는 방법의 일 예를 예시적으로 나타낸다. 도 13을 참조하면 상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수를 주파수 응답, 즉, 주파수 도메인 내 성분에 따라 여러 필터 형태들로 분해할 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 주파수 변환을 기반으로 공간 영역에서 정의 되는 상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수에 대응되는 주파수 도메인 상의 이전 프레임의 CPF의 필터 계수를 도출할 수 있다. 상기 주파수 도메인 상의 상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수를 도출한 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 도 13에서 도시된 방법에 따라 도출된 상기 주파수 도메인 상의 상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수를 분해할 수 있다. 상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수를 분해하여 상기 현재 프레임의 CPF의 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는(corresponding) 필터 계수로 도출할 수 있다.
도 13의 (a)를 참조하면 상기 이전 프레임(또는 이전 슬라이스)의 이전 CPF의 필터 계수 중 저 주파수(low frequency, LF) 성분을 통과시키는 저주파 통과 필터를 도출할 수 있다. 도 13의 (b)를 참조하면 상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수 중 주파수 도메인 상에서 수직 방향의 고 주파수(high frequency, HF) 성분을 통과시키는 고주파 통과 필터를 도출할 수 있다. 도 13의 (c)를 참조하면 상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수 중 주파수 도메인 상에서 수평 방향의 고 주파수(high frequency, HF) 성분을 통과시키는 고주파 통과 필터를 도출할 수 있다. 도 13의 (d)를 참조하면 상기 이전 프레임의 이전 CPF의 필터 계수 중 주파수 도메인 상에서 원점을 기준으로 대각 방향의 고 주파수(high frequency, HF) 성분을 통과시키는 고주파 통과 필터를 도출할 수 있다.
도 13의 (a) 내지 (d)에 도시된 주파수 밴드 통과 필터들을 기반으로 상기 각 주파수 밴드 통과 필터에 대응되는 공간 영역 필터를 생성할 수 있다. 생성된 상기 공간 영역 필터들을 기반으로 이전 프레임(또는 이전 슬라이스)에 대하여 적용된 이전 CPF의 필터 계수를 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는(corresponding) 필터 계수로 도출할 수 있고, 상기 대응하는 필터 계수를 기반으로 상기 복수의 기본 필터들을 업데이트할 수 있다. 상술한 방법을 통하여 디코딩 장치는 추가적인 신텍스 정보없이 상기 기본 필터를 업데이트할 수 있다.
상술한 실시 예는 상기 CPF가 4개의 기본 필터들을 포함하는 경우를 예로 들고 있지만, 상기 CPF는 더 많은 기본 필터들을 포함할 수 있고 이 경우 상술한 실시 예를 기반으로 확장할 수 있다. 또한, 도 13의 (a) 내지 (d)에 도시된 다양한 주파수 밴드 통과 필터들의 통과시키는 주파수 성분의 위치는 다양하게 변형될 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 비디오 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 14에서 개시된 방법은 도 1에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 14의 S1400 내지 S1410은 상기 인코딩 장치의 변환부에 의하여 수행될 수 있고, S1420 내지 S1440은 상기 인코딩 장치의 필터부에 의하여 수행될 수 있고, S1450은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부에 의하여 수행될 수 있다.
인코딩 장치는 공간 도메인(spatial domain)의 현재 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인 원본 블록을 도출한다(S1400). 인코딩 장치는 상기 공간 도메인의 상기 현재 블록의 원본 블록을 주파수 변환할 수 있다. 상기 주파수 도메인에서의 상기 원본 블록에 대응되는 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 공간 도메인의 상기 현재 블록의 복원 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인 복원 블록을 도출한다(S1410). 인코딩 장치는 상기 공간 도메인의 상기 현재 블록의 복원 블록을 주파수 변환할 수 있다. 상기 복원 블록은 인트라 예측 모드를 통하여 도출된 현재 블록의 복원 블록일 수 있다. 또한, 상기 복원 블록은 인트라 예측 모드를 통하여 도출된 현재 블록의 복원 블록일 수 있다. 상기 주파수 도메인에서의 상기 복원 블록에 대응되는 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 주파수 도메인 원본 블록 및 상기 주파수 도메인 복원 블록에 대한 로우 패스 필터링(low pass filtering, LPF)을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 저 주파수(low frequency, LF) 성분 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분을 도출한다(S1420). 인코딩 장치는 상기 주파수 도메인 복원 블록에 대한 상기 로우 패스 필터링을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분을 도출할 수 있고, 인코딩 장치는 상기 주파수 원본 블록에 대한 상기 로우 패스 필터링을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 저 주파수 성분을 도출할 수 있다. 이 경우, 공간 도메인에서의 특정 필터를 적용하면 실질적으로 상기 주파수 도메인에서의 LPF와 동일한 기능을 수행할 수도 있다.
한편, 인코딩 장치는 상기 저 주파수 성분에 포함되는 상기 주파수 도메인 복원 블록 내 변환 계수들에 기반으로 상기 저 주파수 성분의 임계값을 설정할 수 있다. 즉, 상기 저 주파수 성분의 임계값은 상기 주파수 도메인 복원 블록 내 변환 계수들 중 저 주파수 성분에 포함되는 변환 계수들의 영역의 사이즈를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 주파수 도메인 복원 블록의 사이즈가 NxN이고, 상기 주파수 도메인 복원 블록의 좌상단(top-left) 주파수 성분의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 주파수 도메인 복원 블록 내 변환 계수들 중 x축으로 n번째 열 이내 및 y축으로 n번째 행 이내인 영역의 변환 계수들이 상기 저 주파수 성분에 포함되는 경우, 상기 저 주파수 성분의 임계값은 n으로 도출될 수 있다. 구체적으로, 상기 주파수 도메인 복원 블록 내 변환 계수들 중 x축으로 2번째 열 이내 및 y축으로 행 2번째 이내인 영역의 변환 계수들이 상기 저 주파수 성분에 포함되는 경우, 상기 저 주파수 성분의 임계값은 2로 도출될 수 있고, 상기 주파수 도메인 복원 블록 내 변환 계수들 중 x축으로 3번째 열 이내 및 y축으로 3번째 행 이내인 영역의 변환 계수들이 상기 저 주파수 성분에 포함되는 경우, 상기 저 주파수 성분의 임계값은 3으로 도출될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 주파수 도메인 원본 블록의 저 주파수 성분, 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분, 상기 주파수 도메인 원본 블록의 주파수 성분, 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 고 주파수(high frequency, HF) 성분 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 고 주파수 성분을 도출한다(S1430). 인코딩 장치는 상기 주파수 도메인 복원 블록의 주파수 성분과 상기 저 주파수 성분의 차분을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 고 주파수 성분을 도출할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 상기 주파수 도메인 원본 블록의 주파수 성분과 상기 저 주파수 성분의 차분을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 고 주파수 성분을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 고 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 고 주파수 성분을 기반으로 HF 필터 성분을 도출한다(S1440). 인코딩 장치는 상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 고 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 고 주파수 성분을 기반으로 위상(phase)에 따른 상기 주파수 성분들 간 차이를 최소화하는 필터링을 수행할 수 있다. 즉, 상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 고 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 고 주파수 성분과의 주파수 도메인 레지듀얼 신호의 데이터량을 최소화하는 필터링을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 필터링을 기반으로 HF 필터 정보를 도출할 수 있다.
상기 필터링은 위너 필터(wiener filter)를 기반으로 수행될 수 있다. 다시 말해, 인코딩 장치는 상기 위너 필터를 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 고 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 고 주파수 성분과의 필터링을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 필터링을 기반으로 HF 필터 정보를 도출할 수 있고, 상기 HF 필터 정보는 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 고 주파수 성분에 대한 위너 필터 계수(wiener filter coefficient)를 포함할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치는 필터링된 상기 고 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분을 기반으로 수정된(modified) 주파수 도메인 복원 블록을 도출할 수 있다. 상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록은 필터링된 상기 고 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분과의 결합일 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나 인코딩 장치는 상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 저 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분을 기반으로 위상(phase)에 따른 상기 주파수 성분들 간 차이를 최소화하는 필터링을 수행할 수 있다. 즉, 상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 저 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분과의 주파수 도메인 레지듀얼 신호의 데이터량을 최소화하는 필터링을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 필터링을 기반으로 LF 필터 정보를 도출할 수 있다.
상기 필터링은 위너 필터(wiener filter)를 기반으로 수행될 수 있다. 다시 말해, 인코딩 장치는 상기 위너 필터를 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 저 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분과의 필터링을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 필터링을 기반으로 상기 LF 필터 정보를 도출할 수 있고, 상기 LF 필터 정보는 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분에 대한 위너 필터 계수(wiener filter coefficient)를 포함할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치는 필터링된 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 고 주파수 성분과 필터링된 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분을 기반으로 수정된(modified) 주파수 도메인 복원 블록을 도출할 수 있다. 상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록은 필터링된 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 고 주파수 성분과 필터링된 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분과의 결합일 수 있다.
인코딩 장치는 상기 HF 필터 정보를 인코딩하여 출력한다(S1440). 인코딩 장치는 상기 HF 필터 정보를 엔트로피 인코딩하고 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 상기 LF 필터 정보를 엔트로피 인코딩하고 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 출력된 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송 또는 전달될 수 있다.
비록 도시되지는 않았으나 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플에 관한 정보를 인코딩하여 출력할 수도 있다. 상기 레지듀얼 샘플에 관한 정보는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 변환 계수들을 포함할 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 비디오 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 15에서 개시된 방법은 도 1에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 15의 S1500은 상기 인코딩 장치의 복원 영역 생성부에 의하여 수행될 수 있고, S1510 내지 S1540은 상기 인코딩 장치의 필터부에 의하여 수행될 수 있고, S1550은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부에 의하여 수행될 수 있다.
인코딩 장치는 현재 픽처 내 대상 영역에 대한 복원 영역을 생성한다(S1500). 인코딩 장치는 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드를 통하여 상기 대상 영역에 대한 예측 영역을 생성할 수 있고, 상기 예측 영역을 기반으로 상기 대상 영역에 대한 상기 복원 영역을 생성할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 대상 영역에 대한 소정의 복수의 기본 필터들을 도출한다(S1510). 인코딩 장치는 상기 대상 영역에 대한 병합 필터의 복수의 기본 필터들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 상기 기본 필터들은 4개의 기본 필터들로 구성될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트한다(S1520). 인코딩 장치는 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 상기 대상 영역을 포함하는 현재 슬라이스(또는 현재 프레임)의 이전 슬라이스(또는 이전 프레임)에 적용된 필터 정보를 기반으로 업데이트할 수 있다.
일 예로, 인코딩 장치는 상기 대상 영역이 포함된 현재 슬라이스의 이전 슬라이스에 대하여 적용된 ALF 계수를 기반으로 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트할 수 있다.
구체적으로, 인코딩 장치는 상기 대상 영역을 포함하는 현재 슬라이스의 이전 슬라이스에 대하여 적용된 ALF(adaptive linear filter) 계수를 도출할 수 있다. 상기 이전 슬라이스는 상기 대상 영역과 동일한 양자화 파라미터(quantization parameter)를 가질 수 있고, 또는 상기 이전 슬라이스는 상기 대상 영역과 동일한 temporal level을 가질 수도 있다.
인코딩 장치는 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대한 업데이트 여부를 나타내는 플래그를 생성할 수 있다. 상기 플래그는 CPF 업데이트 플래그라고 불릴 수 있다. 상기 CPF 업데이트 플래그의 값은 상기 CPF 업데이트 플래그의 기본 필터의 업데이트 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어 상기 CPF 업데이트 플래그의 값이 1인 경우, 상기 CPF 업데이트 플래그의 기본 필터의 필터 계수는 업데이트될 수 있고, 상기 CPF 업데이트 플래그의 값이 0인 경우, 상기 CPF의 기본 필터의 필터 계수는 업데이트 되지 않을 수 있다.
또한 상기 ALF가 복수의 필터 계수 세트를 포함하고 있는 경우, 상기 적어도 하나의 기본 필터가 상기 ALF의 포함된 복수의 필터 계수 세트들 중 어느 필터 계수 세트를 이용하여 업데이트될 것인지에 대한 추가적인 정보가 필요할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치는 상기 기본 필터를 업데이트하는데 사용될 상기 ALF에 포함된 상기 필터 계수 세트들 중 하나를 가리키는 ALF 필터 인덱스를 생성할 수 있다.
다른 예로, 인코딩 장치는 상기 대상 영역이 포함된 현재 슬라이스의 이전 슬라이스에 대하여 적용된 이전 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트할 수 있다. 상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 이전 병합 필터의 필터 계수는 하나의 필터 형태를 가질 수 있다. 이로 인하여 인코딩 장치는 상기 복수의 기본 필터들 중 하나의 기본 필터를 선택하고, 상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 이전 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 선택된 기본 필터의 필터 계수를 업데이트할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치는 상기 CPF의 기본 필터들 중 상기 이전 프레임의 이전 병합 필터의 필터 계수로 업데이트할 기본 필터를 가리키는 기본 필터 업데이트에 대한 정보를 생성할 수 있다. 상기 정보에 대응하는(corresponding) 신텍스 요소는 슬라이스, 프레임 또는 PPS 단위에서 전송될 수 있다. 또는 상기 정보의 전송 없이 상기 기본 필터들 중 하나의 기본 필터를 선택하여 상기 기본 필터의 필터 계수를 업데이트할 수도 있다. 예를 들어, 상기 복수의 기본 필터들 중 가중치 정보의 값이 최소인 기본 필터를 선택할 수 있고, 또는 상기 복수의 기본 필터들 중 가중치 정보의 값이 최대인 기본 필터를 선택할 수 있다. 상기 가중치 정보는 모듈레이션 가중치(modulation weight)라고 불릴 수 있다.
또한 인코딩 장치는 상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 상기 이전 병합 필터의 상기 필터 계수를 주파수 응답 기반으로 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는(corresponding) 필터 계수로 도출하고, 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는 필터 계수를 기반으로 상기 복수의 기본 필터들 각각의 필터 계수를 업데이트할 수 있다. 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는 필터 계수는 복수의 주파수 밴드 통과 필터들을 포함하는 주파수 밴드 통과 필터 및 상기 이전 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 도출될 수 있다. 상기 주파수 밴드 통과 필터는 저 주파수(low frequency, LF) 성분을 통과시키는 저주파 통과 필터, 주파수 도메인 상에서 수직 방향의 고 주파수(high frequency, HF) 성분을 통과시키는 고주파 통과 필터, 주파수 도메인 상에서 수평 방향의 고 주파수(high frequency, HF) 성분을 통과시키는 고주파 통과 필터, 및 주파수 도메인 상에서 원점을 기준으로 대각 방향의 고 주파수(high frequency, HF) 성분을 통과시키는 고주파 통과 필터 중 적어도 하나의 필터를 포함할 수 있다. 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는 필터 계수는 상기 이전 병합 필터의 필터 계수에 상기 주파수 밴드 통과 필터를 적용하여 도출될 수 있다.
비록 상술한 내용에서는 업데이트 단위를 슬라이스로 하였으나, 상기 업데이트는 슬라이스, 프레임 또는 PPS를 업데이트 단위로 할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 기본 필터들 각각에 대한 가중치(weight) 정보를 생성한다(S1530). 인코딩 장치는 상기 업데이트된 기본 필터를 포함한 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대한 가중치 정보를 생성할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 기본 필터들 및 상기 가중치 정보를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 병합 필터를 결정한다(S1540). 인코딩 장치는 상기 각 기본 필터에 대한 가중치 정보를 상기 각 기본 필터의 필터 계수에 적용할 수 있고, 상기 기본 필터들의 필터 계수들을 기반으로 상기 병합 필터의 필터 계수를 도출할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 각각의 기본 필터의 상기 필터 계수에 상기 각각의 기본 필터에 대한 가중치 정보의 값을 곱할 수 있고, 상기 곱한 기본 필터들의 필터 계수들을 기반으로 상기 병합 필터의 필터 계수를 도출할 수 있다. 상기 가중치 정보는 모듈레이션 가중치(modulation weight)라고 불릴 수 있다.
인코딩 장치는 상기 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 필터링을 수행하여 수정된(modified) 복원 영역을 생성한다(S1550). 인코딩 장치는 상기 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 대상 영역에 대하여 필터링을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 필터링된 대상 영역을 기반으로 상기 수정된 복원 영역을 생성할 수 있다. 상기 생성된 복원 영역은 메모리에 저장되고 추후 인트라 예측 및/또는 인터 예측을 위하여 사용될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 가중치 정보를 포함한 상기 병합 필터에 대한 정보를 인코딩하여 출력한다(S1560). 인코딩 장치는 상기 병합 필터에 대한 정보를 엔트로피 인코딩하고 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 병합 필터에 대한 정보는 상기 기본 필터에 대한 상기 가중치 정보를 포함할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 기본 필터의 업데이트 여부를 나타내는 CPF 업데이트 플래그를 생성하고, 인코딩하여 상기 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 기본 필터 중 상기 업데이트 대상 기본 필터로 도출될 상기 현재 블록의 기본 필터를 가리키는 기본 필터 업데이트에 대한 정보를 생성하고, 인코딩하여 상기 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 ALF에 포함된 필터 계수 세트 중 상기 기본 필터를 업데이트하는데 사용되는 필터 계수 세트를 가리키는 ALF 필터 인덱스를 생성하고, 인코딩하여 상기 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크 또는 저장 매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다.
비록 도시되지는 않았으나 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플에 관한 정보를 인코딩하여 출력할 수도 있다. 상기 레지듀얼 샘플에 관한 정보는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 변환 계수들을 포함할 수 있다.
도 16은 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 비디오 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 16에서 개시된 방법은 도 2에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 16의 S1600은 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부에 의하여 수행될 수 있고, S1610은 상기 디코딩 장치의 변환부에 의하여 수행될 수 있고, S1620 내지 S1640은 상기 디코딩 장치의 필터부에 의하여 수행될 수 있고, S1650은 상기 디코딩 장치의 역변환부에 의하여 수행될 수 있다.
디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 HF(high frequency, HF) 필터 정보를 획득한다(S1600). 상기 HF 필터 정보는 현재 블록의 고 주파수 성분에 대한 필터링의 필터 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 비트스트림을 통하여 상기 HF 필터 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상기 HF 필터 정보는 위너 필터(wiener filter)를 기반으로 수행된 필터링을 기반으로 도출될 수 있고, 상기 HF 필터 정보는 상기 현재 블록의 고 주파수 성분에 대한 위너 필터 계수(wiener filter coefficient)를 포함할 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 LF(low frequency, LF) 필터 정보를 획득할 수 있다. 상기 LF 필터 정보는 현재 블록의 저 주파수 성분에 대한 필터링의 필터 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 LF 필터 정보는 위너 필터(wiener filter)를 기반으로 수행된 필터링을 기반으로 도출될 수 있고, 상기 LF 필터 정보는 상기 현재 블록의 저 주파수 성분에 대한 위너 필터 계수(wiener filter coefficient)를 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 공간 도메인(spatial domain)의 상기 현재 블록의 복원 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인 복원 블록을 도출한다(S1610). 디코딩 장치는 상기 공간 도메인의 상기 현재 블록의 상기 복원 블록을 주파수 변환할 수 있다. 상기 복원 블록은 인트라 예측 모드를 통하여 도출된 현재 블록의 복원 블록일 수 있다. 또한, 상기 복원 블록은 인트라 예측 모드를 통하여 도출된 현재 블록의 복원 블록일 수 있다. 상기 주파수 도메인에서의 상기 복원 블록에 대응되는 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 주파수 도메인 복원 블록에 대한 로우 패스 필터링(low pass filtering, LPF)을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분(low frequency, LF)을 도출한다(S1620). 디코딩 장치는 상기 주파수 도메인 복원 블록에 대한 상기 로우 패스 필터링을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분을 도출할 수 있다. 이 경우, 공간 도메인에서의 특정 필터를 적용하면 실질적으로 상기 주파수 도메인에서의 LPF와 동일한 기능을 수행할 수도 있다.
한편, 디코딩 장치는 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분이 포함되는 영역의 사이즈를 나타내는 저 주파수 성분의 임계값을 도출할 수 있다. 상기 저 주파수 성분의 임계값은 사전에 정의될 수 있고, 상기 비트스트림을 통하여 획득할 수도 있다.
상기 주파수 도메인 예비 복원 블록의 사이즈가 NxN이고, 상기 주파수 도메인 예비 복원 블록의 좌상단(top-left) 주파수 성분의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 저 주파수 성분의 임계값이 n인 경우, 상기 주파수 도메인 복원 블록 내 변환 계수들 중 x축으로 n번째 열 이내 및 y축으로 n번째 행 이내인 영역의 변환 계수들은 상기 저 주파수 성분에 포함될 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 상기 저 주파수 성분의 임계값은 2일 수 있고, 상기 저 주파수 성분의 임계값은 3일 수 있다.
디코딩 장치는 상기 주파수 도메인 복원 블록 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 고 주파수 성분(high frequency, HF)을 도출한다(S1630). 디코딩 장치는 상기 주파수 도메인 복원 블록의 주파수 성분과 상기 저 주파수 성분의 차분을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 고 주파수 성분을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 HF 필터 정보를 기반으로 상기 고 주파수 성분을 필터링한다(S1640). 디코딩 장치는 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 고 주파수 성분에 대하여 상기 HF 필터 정보를 기반으로 필터링을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 HF 필터 정보는 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 고 주파수 성분에 대한 위너 필터 계수(wiener filter coefficient)를 포함할 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치는 상기 고 주파수 성분에 대해 상기 위너 필터 계수를 기반으로 한 위너 필터(wiener filter)를 통하여 필터링을 수행할 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나 디코딩 장치는 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분에 대하여 상기 LF 필터 정보를 기반으로 필터링을 수행할 수 있다.
일 예로, 상기 LF 필터 정보는 상기 주파수 도메인 복원 블록의 상기 저 주파수 성분에 대한 위너 필터 계수(wiener filter coefficient)를 포함할 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치는 상기 저 주파수 성분에 대해 상기 위너 필터 계수를 기반으로 한 위너 필터(wiener filter)를 통하여 필터링을 수행할 수 있다.
디코딩 장치는 필터링된 상기 고 주파수 성분 및 상기 저 주파수 성분을 기반으로 수정된(modified) 주파수 도메인 복원 블록을 도출한다(S1650). 상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록은 필터링된 상기 고 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분과의 결합일 수 있다.
상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분에 대하여 필터링을 수행한 경우, 상기 저 주파수 성분은 상기 LF 필터 정보를 기반으로 필터링될 수 있다. 이 경우, 상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록은 필터링된 상기 고 주파수 성분과 필터링된 상기 저 주파수 성분과의 결합일 수 있다.
디코딩 장치는 상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록에 대한 주파수 역변환을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 공간 도메인의 수정된 복원 블록을 도출한다(S1660). 디코딩 장치는 상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록에 주파수 역변환을 수행하여 상기 공간 도메인의 상기 수정된 복원 블록을 생성할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 수정된 복원 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록 및/또는 상기 공간 도메인의 수정된 복원 블록은 메모리에 저장되고 추후 인트라 예측 및/또는 인터 예측을 위하여 사용될 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 비디오 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 17에서 개시된 방법은 도 2에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 17의 S1700은 상기 디코딩 장치의 복원 영역 생성부에 의하여 수행될 수 있고, S1710 내지 S1720 및 S1740 내지 S1750은 상기 디코딩 장치의 필터부에 의하여 수행될 수 있고, S1730은 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부에 의하여 수행될 수 있다.
디코딩 장치는 현재 픽처 내 대상 영역에 대한 복원 영역을 생성한다(S1700). 디코딩 장치는 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드를 통하여 상기 대상 영역에 대한 예측 영역을 생성할 수 있고, 상기 예측 영역을 바로 상기 복원 영역으로 이용할 수도 있고, 또는 상기 예측 영역에 레지듀얼 신호를 더하여 상기 복원 영역을 생성할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 대상 영역에 대한 소정의 복수의 기본 필터들을 도출한다(S1710). 디코딩 장치는 상기 대상 영역에 대한 병합 필터의 복수의 기본 필터들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 상기 기본 필터들은 4개의 기본 필터들로 구성될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트한다(S1720). 디코딩 장치는 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 상기 대상 영역을 포함하는 현재 슬라이스(또는 현재 프레임)의 이전 슬라이스(또는 이전 프레임)에 적용된 필터 정보를 기반으로 업데이트할 수 있다.
일 예로, 디코딩 장치는 상기 대상 영역이 포함된 현재 슬라이스의 이전 슬라이스에 대하여 적용된 ALF 계수를 기반으로 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트할 수 있다.
구체적으로, 디코딩 장치는 상기 대상 영역을 포함하는 현재 슬라이스의 이전 슬라이스에 대하여 적용된 ALF(adaptive linear filter) 계수를 도출할 수 있다. 상기 이전 슬라이스는 상기 대상 영역과 동일한 양자화 파라미터(quantization parameter)를 가질 수 있고, 또는 상기 이전 슬라이스는 상기 대상 영역과 동일한 temporal level을 가질 수도 있다.
디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대한 업데이트 여부를 나타내는 플래그를 획득할 수 있다. 상기 플래그는 CPF 업데이트 플래그라고 불릴 수 있다. 상기 CPF 업데이트 플래그의 값은 상기 CPF 업데이트 플래그의 기본 필터의 업데이트 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어 상기 CPF 업데이트 플래그의 값이 1인 경우, 상기 CPF 업데이트 플래그의 기본 필터의 필터 계수는 업데이트될 수 있고, 상기 CPF 업데이트 플래그의 값이 0인 경우, 상기 CPF의 기본 필터의 필터 계수는 업데이트 되지 않을 수 있다.
또한 상기 ALF가 복수의 필터 계수 세트를 포함하고 있는 경우, 상기 적어도 하나의 기본 필터가 상기 ALF의 포함된 복수의 필터 계수 세트들 중 어느 필터 계수 세트를 이용하여 업데이트될 것인지에 대한 추가적인 정보가 필요할 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치는 상기 비트스트림을 통하여 상기 기본 필터를 업데이트하는데 사용될 상기 ALF에 포함된 상기 필터 계수 세트들 중 하나를 가리키는 ALF 필터 인덱스를 획득할 수 있다.
다른 예로, 디코딩 장치는 상기 대상 영역이 포함된 현재 슬라이스의 이전 슬라이스에 대하여 적용된 이전 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트할 수 있다. 상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 이전 병합 필터의 필터 계수는 하나의 필터 형태를 가질 수 있다. 이로 인하여 디코딩 장치는 상기 복수의 기본 필터들 중 하나의 기본 필터를 선택하고, 상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 이전 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 선택된 기본 필터의 필터 계수를 업데이트할 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 CPF의 기본 필터들 중 상기 이전 프레임의 이전 병합 필터의 필터 계수로 업데이트할 기본 필터를 가리키는 기본 필터 업데이트에 대한 정보를 획득할 수 있다. 상기 정보에 대응하는(corresponding) 신텍스 요소는 슬라이스, 프레임 또는 PPS 단위에서 전송될 수 있다. 또는 상기 정보의 전송 없이 상기 기본 필터들 중 하나의 기본 필터를 선택하여 상기 기본 필터의 필터 계수를 업데이트할 수도 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 복수의 기본 필터들 중 가중치 정보의 값이 최소인 기본 필터를 선택할 수 있고, 또는 상기 복수의 기본 필터들 중 가중치 정보의 값이 최대인 기본 필터를 선택할 수 있다. 상기 가중치 정보는 모듈레이션 가중치(modulation weight)라고 불릴 수 있다.
또한 디코딩 장치는 상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 상기 이전 병합 필터의 상기 필터 계수를 주파수 응답 기반으로 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는(corresponding) 필터 계수로 도출하고, 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는 필터 계수를 기반으로 상기 복수의 기본 필터들 각각의 필터 계수를 업데이트할 수 있다. 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는 필터 계수는 복수의 주파수 밴드 통과 필터들을 포함하는 주파수 밴드 통과 필터 및 상기 이전 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 도출될 수 있다. 상기 주파수 밴드 통과 필터는 저 주파수(low frequency, LF) 성분을 통과시키는 저주파 통과 필터, 주파수 도메인 상에서 수직 방향의 고 주파수(high frequency, HF) 성분을 통과시키는 고주파 통과 필터, 주파수 도메인 상에서 수평 방향의 고 주파수(high frequency, HF) 성분을 통과시키는 고주파 통과 필터, 및 주파수 도메인 상에서 원점을 기준으로 대각 방향의 고 주파수(high frequency, HF) 성분을 통과시키는 고주파 통과 필터 중 적어도 하나의 필터를 포함할 수 있다. 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는 필터 계수는 상기 이전 병합 필터의 필터 계수에 상기 주파수 밴드 통과 필터를 적용하여 도출될 수 있다.
비록 상술한 내용에서는 업데이트 단위를 슬라이스로 하였으나, 상기 업데이트는 슬라이스, 프레임 또는 PPS 단위에서 수행될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 기본 필터들 각각에 대한 가중치(weight) 정보를 수신한다(S1730). 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 업데이트된 기본 필터를 포함한 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대한 가중치 정보를 획득할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 기본 필터들 및 상기 가중치 정보를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 병합 필터를 결정한다(S1740). 디코딩 장치는 상기 각 기본 필터에 대한 가중치 정보를 상기 각 기본 필터의 필터 계수에 적용할 수 있고, 상기 기본 필터들의 필터 계수들을 기반으로 상기 병합 필터의 필터 계수를 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 각각의 기본 필터의 상기 필터 계수에 상기 각각의 기본 필터에 대한 가중치 정보의 값을 곱할 수 있고, 상기 곱한 기본 필터들의 필터 계수들을 기반으로 상기 병합 필터의 필터 계수를 도출할 수 있다. 상기 가중치 정보는 모듈레이션 가중치(modulation weight)라고 불릴 수 있다.
디코딩 장치는 상기 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 필터링을 수행하여 수정된(modified) 복원 영역을 생성한다(S1750). 디코딩 장치는 상기 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 대상 영역에 대하여 필터링을 수행할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 필터링된 대상 영역을 기반으로 상기 수정된 복원 영역을 생성할 수 있다. 상기 생성된 복원 영역은 메모리에 저장되고 추후 인트라 예측 및/또는 인터 예측을 위하여 사용될 수 있다.
상술한 본 발명에 따르면 현재 블록의 저 주파수 성분과 고 주파수 성분으로 분리하여 필터링을 수행할 수 있고, 이를 통하여 필터링의 계산 복잡도를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 현재 블록의 저 주파수 성분과 고 주파수 성분으로 분리하여 필터링을 수행할 수 있고, 이를 통하여 필터링의 정확도를 향상시킬 수 있고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 필터링 대상 영역에 대한 비주얼 품질 향상에 적합한 필터 정보로 업데이트할 수 있고, 이를 통하여 필터링의 정확도를 향상시킬 수 있고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    비트스트림을 통하여 HF(high frequency) 필터 정보를 획득하는 단계;
    공간 도메인(spatial domain)의 현재 블록의 복원 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인(frequency domain) 복원 블록을 도출하는 단계;
    상기 주파수 도메인 복원 블록에 대한 로우 패스 필터링(low pass filtering)을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수(low frequency) 성분을 도출하는 단계;
    상기 주파수 도메인 복원 블록 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 복원 블록의 고 주파수(high frequency) 성분을 도출하는 단계;
    상기 HF 필터 정보를 기반으로 상기 고 주파수 성분을 필터링하는 단계;
    상기 필터링된 고 주파수 성분 및 상기 저 주파수 성분을 기반으로 수정된(modified) 주파수 도메인 복원 블록을 도출하는 단계; 및
    상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록에 대한 주파수 역변환을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 공간 도메인의 수정된(modified) 복원 블록을 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비트스트림을 통하여 LF 필터 정보를 획득하는 단계를 더 포함하되,
    상기 저 주파수 성분은 상기 LF 필터 정보를 기반으로 필터링된 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수정된 주파수 도메인 복원 블록은 필터링된 상기 고 주파수 성분과 필터링된 상기 저 주파수 성분과의 결합인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 HF 정보는 상기 고 주파수 성분에 대한 위너 필터 계수(wiener filter coefficient)를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 주파수 도메인 예비 복원 블록의 사이즈가 NxN이고, 상기 주파수 도메인 예비 복원 블록의 좌상단(top-left) 주파수 성분의 좌표가 (0, 0)이고, 상기 저 주파수 성분의 임계값이 n인 경우, 상기 주파수 도메인 복원 블록 내 변환 계수들 중 x축으로 n번째 열 이내 및 y축으로 n번째 행 이내인 영역의 변환 계수들은 상기 저 주파수 성분에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비트스트림을 통하여 상기 저 주파수 성분의 상기 임계값을 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  7. 영상 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    현재 픽처 내 대상 영역에 대한 복원 영역을 생성하는 단계;
    상기 대상 영역에 대한 소정의 복수의 기본 필터들을 도출하는 단계;
    상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트하는 단계;
    상기 기본 필터들 각각에 대한 가중치(weight) 정보를 수신하는 단계;
    상기 기본 필터들 및 상기 가중치 정보를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 병합 필터를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 병합 필터의 필터 계수를 기반으로 상기 대상 영역에 대한 필터링을 수행하여 수정된 복원 영역을 생성하는 단계를 포함함을 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트하는 단계는:
    상기 대상 영역을 포함하는 현재 슬라이스의 이전 슬라이스에 대하여 적용된 ALF(adaptive linear filter) 계수를 도출하는 단계; 및
    상기 ALF 계수를 기반으로 상기 적어도 하나의 기본 필터의 필터 계수를 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비트스트림을 통하여 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대한 CPF(condensed prediction filter) 업데이트 플래그를 획득하는 단계를 더 포함하되,
    상기 기본 필터에 대한 상기 CPF 업데이트 플래그의 값이 1인 경우, 상기 기본 필터의 필터 계수가 업데이트되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이전 슬라이스는 상기 대상 영역과 동일한 양자화 파라미터(quantization parameter)를 갖는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 기본 필터들 중 적어도 하나의 기본 필터를 업데이트하는 단계는:
    상기 대상 영역을 포함하는 현재 슬라이스의 이전 슬라이스에 대하여 적용된 이전 병합 필터의 필터 계수를 도출하는 단계; 및
    상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 상기 이전 병합 필터의 상기 필터 계수를 기반으로 상기 적어도 하나의 기본 필터의 필터 계수를 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법
  12. 제11항에 있어서,
    상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 상기 이전 병합 필터의 상기 필터 계수를 기반으로 상기 적어도 하나의 기본 필터의 필터 계수를 업데이트하는 단계는:
    상기 복수의 기본 필터들 중 상기 가중치 정보의 값이 최소인 기본 필터를 선택하는 단계; 및
    상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 상기 이전 병합 필터의 상기 필터 계수를 기반으로 상기 선택된 기본 필터의 필터 계수를 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 상기 병합 필터의 상기 필터 계수를 기반으로 상기 적어도 하나의 기본 필터의 필터 계수를 업데이트하는 단계는,
    상기 이전 슬라이스에 대하여 적용된 상기 이전 병합 필터의 상기 필터 계수를 주파수 응답 기반으로 상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는(corresponding) 필터 계수로 도출하는 단계; 및
    상기 복수의 기본 필터들 각각에 대응하는 필터 계수를 기반으로 상기 복수의 기본 필터들 각각의 필터 계수를 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  14. 영상 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    공간 도메인(spatial domain)의 현재 블록의 원본 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인(frequency domain) 원본 블록을 도출하는 단계;
    공간 도메인의 현재 블록의 복원 블록에 대한 주파수 변환을 수행하여 주파수 도메인 복원 블록을 도출하는 단계;
    상기 주파수 도메인 원본 블록 및 상기 주파수 도메인 복원 블록에 대한 로우 패스 필터링(low pass filtering)을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 저 주파수(low frequency, LF) 성분 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분을 도출하는 단계;
    상기 주파수 도메인 원본 블록의 저 주파수 성분, 상기 주파수 도메인 복원 블록의 저 주파수 성분, 상기 주파수 도메인 원본 블록의 주파수 성분, 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 주파수 성분을 기반으로 상기 주파수 도메인 원본 블록의 고 주파수(high frequency) 성분 및 상기 주파수 도메인 복원 블록의 고 주파수(high frequency) 성분을 도출하는 단계;
    상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 고 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 예비 복원 블록의 상기 고 주파수 성분을 기반으로 HF 필터 정보를 도출하는 단계; 및
    상기 HF 필터 정보를 인코딩하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 주파수 도메인 원본 블록의 상기 저 주파수 성분과 상기 주파수 도메인 예비 복원 블록의 상기 저 주파수 성분을 기반으로 LF 필터 정보를 도출하는 단계; 및
    상기 LF 필터 정보를 인코딩하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
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