WO2017222325A1 - 비디오 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a video signal processing method and apparatus.
  • High efficiency image compression techniques can be used to solve these problems caused by high resolution and high quality image data.
  • An inter-screen prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from a picture before or after the current picture using an image compression technique an intra prediction technique for predicting pixel values included in a current picture using pixel information in the current picture
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for efficiently performing intra prediction on an encoding / decoding target block in encoding / decoding a video signal.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for performing intra prediction on a block to be encoded / decoded based on a plurality of reference lines in encoding / decoding a video signal.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus capable of replacing an unusable reference sample with an available reference sample when generating a plurality of reference lines in encoding / decoding a video signal.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for calculating an average value of any one of a plurality of reference lines in encoding / decoding a video signal.
  • the video signal decoding method and apparatus derive a plurality of reference sample lines for a current block, select a reference sample line used for intra prediction of the current block among the plurality of reference sample lines, and select the selected Intra-prediction of the current block may be performed using a reference sample line.
  • the non-available reference sample is a second reference different from the first reference sample line or the first reference sample line. It may be replaced with an available reference sample included in the sample line.
  • the video signal encoding method and apparatus derive a plurality of reference sample lines for a current block, select a reference sample line used for intra prediction of the current block among the plurality of reference sample lines, and select the selected Intra-prediction of the current block may be performed using a reference sample line.
  • the non-available reference sample is a second reference different from the first reference sample line or the first reference sample line. It may be replaced with an available reference sample included in the sample line.
  • the unavailable reference sample is the shortest from the available reference sample among the available reference samples included in the first reference sample line or the second reference sample line. It can be replaced with an available reference sample located at a distance.
  • the unavailable reference sample when the distance between the unavailable reference sample and the available reference sample included in the first reference sample line is greater than or equal to a threshold value, the unavailable reference sample may include: It may be replaced with an available reference sample included in the second reference sample line.
  • the second reference sample line may have a larger index value than the first reference sample line.
  • the prediction sample of the current block may be generated based on an average value of some of the reference samples included in the selected reference sample line.
  • the number of reference samples used for calculating the average value among the reference samples included in the selected reference sample line may be determined by the size of the current block.
  • intra prediction can be efficiently performed on an encoding / decoding target block.
  • intra prediction may be performed on a block to be encoded / decoded based on a plurality of reference lines.
  • an unusable reference sample when generating a plurality of reference lines, can be replaced with an available reference sample.
  • intra prediction may be performed on an encoding / decoding target block by calculating an average value of any one of a plurality of reference lines.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates an example in which a coding block is hierarchically divided based on a tree structure according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a partition mode that may be applied to a coding block as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 illustrates a type of intra prediction mode that is pre-defined in an image encoder / decoder as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 illustrates a type of an extended intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 is a flowchart schematically illustrating an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 8 illustrates a method of correcting a predictive sample of a current block based on difference information of neighboring samples, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 9 and 10 illustrate a method of correcting a prediction sample based on a predetermined correction filter according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 illustrates a range of a reference sample for intra prediction as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 15 is a diagram illustrating a plurality of reference sample lines according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating a method of performing intra prediction using an extended reference line according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a plurality of reference lines for a non-square block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining an example of replacing an insoluble reference sample by using an available reference sample located at the shortest distance of the insoluble reference sample as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 19 and 20 illustrate embodiments in which the present invention is applied, in which positions of the available reference samples are adaptively determined according to distances between the non-available reference sample and the available reference samples belonging to the same reference line. It is a figure for demonstrating an example.
  • 21 and 22 are diagrams illustrating reference samples used to derive an average value of a reference line as an embodiment to which the present invention is applied.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding apparatus 100 may include a picture splitter 110, a predictor 120 and 125, a transformer 130, a quantizer 135, a realigner 160, and an entropy encoder. 165, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 145, a filter 150, and a memory 155.
  • each of the components shown in FIG. 1 is independently illustrated to represent different characteristic functions in the image encoding apparatus, and does not mean that each of the components is made of separate hardware or one software component unit.
  • each component is included in each component for convenience of description, and at least two of the components may be combined into one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function.
  • Integrated and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.
  • the components may not be essential components for performing essential functions in the present invention, but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented including only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving performance. Also included in the scope of the present invention.
  • the picture dividing unit 110 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be a prediction unit (PU), a transform unit (TU), or a coding unit (CU).
  • the picture dividing unit 110 divides one picture into a combination of a plurality of coding units, prediction units, and transformation units, and combines one coding unit, prediction unit, and transformation unit on a predetermined basis (eg, a cost function). You can select to encode the picture.
  • one picture may be divided into a plurality of coding units.
  • a recursive tree structure such as a quad tree structure may be used, and coding is divided into other coding units by using one image or a largest coding unit as a root.
  • the unit may be split with as many child nodes as the number of split coding units. Coding units that are no longer split according to certain restrictions become leaf nodes. That is, when it is assumed that only square division is possible for one coding unit, one coding unit may be split into at most four other coding units.
  • a coding unit may be used as a unit for encoding or may be used as a unit for decoding.
  • the prediction unit may be split in the form of at least one square or rectangle having the same size in one coding unit, or the prediction unit of any one of the prediction units split in one coding unit is different from one another. It may be divided to have a different shape and / or size than the unit.
  • the intra prediction may be performed without splitting into a plurality of prediction units NxN.
  • the predictors 120 and 125 may include an inter predictor 120 that performs inter prediction and an intra predictor 125 that performs intra prediction. Whether to use inter prediction or intra prediction on the prediction unit may be determined, and specific information (eg, an intra prediction mode, a motion vector, a reference picture, etc.) according to each prediction method may be determined. In this case, the processing unit in which the prediction is performed may differ from the processing unit in which the prediction method and the details are determined. For example, the method of prediction and the prediction mode may be determined in the prediction unit, and the prediction may be performed in the transform unit. The residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the transformer 130.
  • specific information eg, an intra prediction mode, a motion vector, a reference picture, etc.
  • prediction mode information and motion vector information used for prediction may be encoded by the entropy encoder 165 together with the residual value and transmitted to the decoder.
  • the original block may be encoded as it is and transmitted to the decoder without generating the prediction block through the prediction units 120 and 125.
  • the inter prediction unit 120 may predict the prediction unit based on the information of at least one of the previous picture or the next picture of the current picture. In some cases, the inter prediction unit 120 may predict the prediction unit based on the information of the partial region in which the encoding is completed in the current picture. You can also predict units.
  • the inter predictor 120 may include a reference picture interpolator, a motion predictor, and a motion compensator.
  • the reference picture interpolator may receive reference picture information from the memory 155 and generate pixel information of an integer pixel or less in the reference picture.
  • a DCT based 8-tap interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of integer pixels or less in units of 1/4 pixels.
  • a DCT-based interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of an integer pixel or less in units of 1/8 pixels.
  • the motion predictor may perform motion prediction based on the reference picture interpolated by the reference picture interpolator.
  • various methods such as full search-based block matching algorithm (FBMA), three step search (TSS), and new three-step search algorithm (NTS) may be used.
  • FBMA full search-based block matching algorithm
  • TSS three step search
  • NTS new three-step search algorithm
  • the motion vector may have a motion vector value of 1/2 or 1/4 pixel units based on the interpolated pixels.
  • the motion prediction unit may predict the current prediction unit by using a different motion prediction method.
  • various methods such as a skip method, a merge method, an advanced motion vector prediction (AMVP) method, an intra block copy method, and the like may be used.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the intra predictor 125 may generate a prediction unit based on reference pixel information around the current block, which is pixel information in the current picture. If the neighboring block of the current prediction unit is a block that has performed inter prediction, and the reference pixel is a pixel that has performed inter prediction, the reference pixel of the block that has performed intra prediction around the reference pixel included in the block where the inter prediction has been performed Can be used as a substitute for information. That is, when the reference pixel is not available, the unavailable reference pixel information may be replaced with at least one reference pixel among the available reference pixels.
  • a prediction mode may have a directional prediction mode using reference pixel information according to a prediction direction, and a non-directional mode using no directional information when performing prediction.
  • the mode for predicting the luminance information and the mode for predicting the color difference information may be different, and the intra prediction mode information or the predicted luminance signal information used for predicting the luminance information may be utilized to predict the color difference information.
  • intra prediction When performing intra prediction, if the size of the prediction unit and the size of the transform unit are the same, the intra prediction on the prediction unit is performed based on the pixels on the left of the prediction unit, the pixels on the upper left, and the pixels on the top. Can be performed. However, when performing intra prediction, if the size of the prediction unit is different from that of the transform unit, intra prediction may be performed using a reference pixel based on the transform unit. In addition, intra prediction using NxN division may be used only for a minimum coding unit.
  • the intra prediction method may generate a prediction block after applying an adaptive intra smoothing (AIS) filter to a reference pixel according to a prediction mode.
  • AIS adaptive intra smoothing
  • the type of AIS filter applied to the reference pixel may be different.
  • the intra prediction mode of the current prediction unit may be predicted from the intra prediction mode of the prediction unit existing around the current prediction unit.
  • the prediction mode of the current prediction unit is predicted by using the mode information predicted from the neighboring prediction unit, if the intra prediction mode of the current prediction unit and the neighboring prediction unit is the same, the current prediction unit and the neighboring prediction unit using the predetermined flag information If the prediction modes of the current prediction unit and the neighboring prediction unit are different, entropy encoding may be performed to encode the prediction mode information of the current block.
  • a residual block may include a prediction unit performing prediction based on the prediction units generated by the prediction units 120 and 125 and residual information including residual information that is a difference from an original block of the prediction unit.
  • the generated residual block may be input to the transformer 130.
  • the transform unit 130 converts the residual block including residual information of the original block and the prediction unit generated by the prediction units 120 and 125 into a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), and a KLT. You can convert using the same conversion method. Whether to apply DCT, DST, or KLT to transform the residual block may be determined based on intra prediction mode information of the prediction unit used to generate the residual block.
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • KLT KLT
  • the quantization unit 135 may quantize the values converted by the transformer 130 into the frequency domain.
  • the quantization coefficient may change depending on the block or the importance of the image.
  • the value calculated by the quantization unit 135 may be provided to the inverse quantization unit 140 and the reordering unit 160.
  • the reordering unit 160 may reorder coefficient values with respect to the quantized residual value.
  • the reordering unit 160 may change the two-dimensional block shape coefficients into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method. For example, the reordering unit 160 may scan from DC coefficients to coefficients in the high frequency region by using a Zig-Zag scan method and change them into one-dimensional vectors.
  • a vertical scan that scans two-dimensional block shape coefficients in a column direction instead of a zig-zag scan may be used, and a horizontal scan that scans two-dimensional block shape coefficients in a row direction. That is, according to the size of the transform unit and the intra prediction mode, it is possible to determine which scan method among the zig-zag scan, the vertical scan, and the horizontal scan is used.
  • the entropy encoder 165 may perform entropy encoding based on the values calculated by the reordering unit 160. Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • the entropy encoder 165 receives residual value coefficient information, block type information, prediction mode information, partition unit information, prediction unit information, transmission unit information, and motion of the coding unit from the reordering unit 160 and the prediction units 120 and 125.
  • Various information such as vector information, reference frame information, interpolation information of a block, and filtering information can be encoded.
  • the entropy encoder 165 may entropy encode a coefficient value of a coding unit input from the reordering unit 160.
  • the inverse quantizer 140 and the inverse transformer 145 inverse quantize the quantized values in the quantizer 135 and inversely transform the transformed values in the transformer 130.
  • the residual value generated by the inverse quantizer 140 and the inverse transformer 145 is reconstructed by combining the prediction units predicted by the motion estimator, the motion compensator, and the intra predictor included in the predictors 120 and 125. You can create a Reconstructed Block.
  • the filter unit 150 may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • a deblocking filter may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • ALF adaptive loop filter
  • the deblocking filter may remove block distortion caused by boundaries between blocks in the reconstructed picture.
  • it may be determined whether to apply a deblocking filter to the current block based on the pixels included in several columns or rows included in the block.
  • a strong filter or a weak filter may be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • horizontal filtering and vertical filtering may be performed in parallel when vertical filtering and horizontal filtering are performed.
  • the offset correction unit may correct the offset with respect to the original image on a pixel-by-pixel basis for the deblocking image.
  • the pixels included in the image are divided into a predetermined number of areas, and then, an area to be offset is determined, an offset is applied to the corresponding area, or offset considering the edge information of each pixel. You can use this method.
  • Adaptive Loop Filtering may be performed based on a value obtained by comparing the filtered reconstructed image with the original image. After dividing the pixels included in the image into a predetermined group, one filter to be applied to the group may be determined and filtering may be performed for each group. For information related to whether to apply ALF, a luminance signal may be transmitted for each coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of an ALF filter to be applied may vary according to each block. In addition, regardless of the characteristics of the block to be applied, the same type (fixed form) of the ALF filter may be applied.
  • ALF Adaptive Loop Filtering
  • the memory 155 may store the reconstructed block or picture calculated by the filter unit 150, and the stored reconstructed block or picture may be provided to the predictors 120 and 125 when performing inter prediction.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image decoder 200 includes an entropy decoder 210, a reordering unit 215, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 225, a predictor 230, 235, and a filter unit ( 240, a memory 245 may be included.
  • the input bitstream may be decoded by a procedure opposite to that of the image encoder.
  • the entropy decoder 210 may perform entropy decoding in a procedure opposite to that of the entropy encoding performed by the entropy encoder of the image encoder. For example, various methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be applied to the method performed by the image encoder.
  • various methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be applied to the method performed by the image encoder.
  • the entropy decoder 210 may decode information related to intra prediction and inter prediction performed by the encoder.
  • the reordering unit 215 may reorder the entropy decoded bitstream by the entropy decoding unit 210 based on a method of rearranging the bitstream. Coefficients expressed in the form of a one-dimensional vector may be reconstructed by reconstructing the coefficients in a two-dimensional block form.
  • the reordering unit 215 may be realigned by receiving information related to coefficient scanning performed by the encoder and performing reverse scanning based on the scanning order performed by the corresponding encoder.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoder and the coefficient values of the rearranged block.
  • the inverse transform unit 225 may perform an inverse transform, i.e., an inverse DCT, an inverse DST, and an inverse KLT, for a quantization result performed by the image encoder, that is, a DCT, DST, and KLT. Inverse transformation may be performed based on a transmission unit determined by the image encoder.
  • the inverse transform unit 225 of the image decoder may selectively perform a transform scheme (eg, DCT, DST, KLT) according to a plurality of pieces of information such as a prediction method, a size of a current block, and a prediction direction.
  • a transform scheme eg, DCT, DST, KLT
  • the prediction units 230 and 235 may generate the prediction block based on the prediction block generation related information provided by the entropy decoder 210 and previously decoded blocks or picture information provided by the memory 245.
  • Intra prediction is performed on a prediction unit based on a pixel, but when intra prediction is performed, when the size of the prediction unit and the size of the transformation unit are different, intra prediction may be performed using a reference pixel based on the transformation unit. Can be. In addition, intra prediction using NxN division may be used only for a minimum coding unit.
  • the predictors 230 and 235 may include a prediction unit determiner, an inter predictor, and an intra predictor.
  • the prediction unit determiner receives various information such as prediction unit information input from the entropy decoder 210, prediction mode information of the intra prediction method, and motion prediction related information of the inter prediction method, and distinguishes the prediction unit from the current coding unit, and predicts It may be determined whether the unit performs inter prediction or intra prediction.
  • the inter prediction unit 230 predicts the current prediction based on information included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture including the current prediction unit by using information required for inter prediction of the current prediction unit provided by the image encoder. Inter prediction may be performed on a unit. Alternatively, inter prediction may be performed based on information of some regions pre-restored in the current picture including the current prediction unit.
  • a motion prediction method of a prediction unit included in a coding unit based on a coding unit includes a skip mode, a merge mode, an AMVP mode, and an intra block copy mode. It can be determined whether or not it is a method.
  • the intra predictor 235 may generate a prediction block based on pixel information in the current picture.
  • intra prediction may be performed based on intra prediction mode information of the prediction unit provided by the image encoder.
  • the intra predictor 235 may include an adaptive intra smoothing (AIS) filter, a reference pixel interpolator, and a DC filter.
  • the AIS filter is a part of filtering the reference pixel of the current block and determines whether to apply the filter according to the prediction mode of the current prediction unit.
  • AIS filtering may be performed on the reference pixel of the current block by using the prediction mode and the AIS filter information of the prediction unit provided by the image encoder. If the prediction mode of the current block is a mode that does not perform AIS filtering, the AIS filter may not be applied.
  • the reference pixel interpolator may generate a reference pixel having an integer value or less by interpolating the reference pixel. If the prediction mode of the current prediction unit is a prediction mode for generating a prediction block without interpolating the reference pixel, the reference pixel may not be interpolated.
  • the DC filter may generate the prediction block through filtering when the prediction mode of the current block is the DC mode.
  • the reconstructed block or picture may be provided to the filter unit 240.
  • the filter unit 240 may include a deblocking filter, an offset correction unit, and an ALF.
  • Information about whether a deblocking filter is applied to a corresponding block or picture, and when the deblocking filter is applied to the corresponding block or picture, may be provided with information about whether a strong filter or a weak filter is applied.
  • the deblocking filter related information provided by the image encoder may be provided and the deblocking filtering of the corresponding block may be performed in the image decoder.
  • the offset correction unit may perform offset correction on the reconstructed image based on the type of offset correction and offset value information applied to the image during encoding.
  • the ALF may be applied to a coding unit based on ALF application information, ALF coefficient information, and the like provided from the encoder. Such ALF information may be provided included in a specific parameter set.
  • the memory 245 may store the reconstructed picture or block to use as a reference picture or reference block, and may provide the reconstructed picture to the output unit.
  • a coding unit is used as a coding unit for convenience of description, but may also be a unit for performing decoding as well as encoding.
  • the current block represents a block to be encoded / decoded, and according to the encoding / decoding step, a coding tree block (or a coding tree unit), an encoding block (or a coding unit), a transform block (or a transform unit), or a prediction block. (Or prediction unit) or the like.
  • One picture may be divided into square or non-square basic blocks and encoded / decoded.
  • the basic block may be referred to as a coding tree unit.
  • Information regarding whether the coding tree unit is square or non-square or the size of the coding tree unit may be signaled through a sequence parameter set, a picture parameter set or a slice header.
  • the coding tree unit may be divided into quad tree or binary tree structures to generate a coding unit.
  • FIG. 3 illustrates an example in which a coding block is hierarchically divided based on a tree structure according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the input video signal is decoded in predetermined block units, and the basic unit for decoding the input video signal in this way is called a coding block.
  • the coding block may be a unit for performing intra / inter prediction, transformation, and quantization.
  • a prediction mode eg, an intra prediction mode or an inter prediction mode
  • the coding block can be a square or non-square block with any size in the range 8x8 to 64x64, and can be a square or non-square block with a size of 128x128, 256x256 or more.
  • the coding block may be hierarchically divided based on at least one of a quad tree and a binary tree.
  • quad tree-based partitioning may mean a method in which a 2Nx2N coding block is divided into four NxN coding blocks
  • binary tree-based partitioning may mean a method in which one coding block is divided into two coding blocks.
  • Binary tree-based partitioning may be performed symmetrically or asymmetrically.
  • the coding block divided based on the binary tree may be a square block or a non-square block such as a rectangle.
  • Binary tree-based partitioning may be performed on coding blocks in which quadtree-based partitioning is no longer performed.
  • Quad tree-based partitioning may no longer be performed on a coding block partitioned based on a binary tree.
  • Information indicating a quad tree based partition, information about a size / depth of a coding block allowing quad tree based partitioning, and binary tree based partitioning to implement the quad tree or binary tree based adaptive partitioning Information about the size / depth of coding blocks that allow binary tree based splitting, information about the size / depth of coding blocks that do not allow binary tree based splitting, or whether the binary tree based splitting is vertical, or Information about whether the image is in the horizontal direction may be used.
  • the first coding block 300 having a split depth of k may be divided into a plurality of second coding blocks based on a quad tree.
  • the second coding blocks 310 to 340 are square blocks having half the width and the height of the first coding block, and the split depth of the second coding block may be increased to k + 1.
  • the second coding block 310 having the division depth k + 1 may be divided into a plurality of third coding blocks having the division depth k + 2. Partitioning of the second coding block 310 may be selectively performed using either a quart tree or a binary tree according to a partitioning scheme.
  • the splitting scheme may be determined based on at least one of information indicating splitting based on the quad tree or information indicating splitting based on the binary tree.
  • the second coding block 310 When the second coding block 310 is divided on the basis of the quart tree, the second coding block 310 is divided into four third coding blocks 310a having half the width and the height of the second coding block, The split depth can be increased to k + 2.
  • the second coding block 310 when the second coding block 310 is divided on a binary tree basis, the second coding block 310 may be split into two third coding blocks. In this case, each of the two third coding blocks is a non-square block having one half of the width and the height of the second coding block, and the split depth may be increased to k + 2.
  • the second coding block may be determined as a non-square block in the horizontal direction or the vertical direction according to the division direction, and the division direction may be determined based on information about whether the binary tree-based division is the vertical direction or the horizontal direction.
  • the second coding block 310 may be determined as an end coding block that is no longer split based on the quad tree or the binary tree, and in this case, the corresponding coding block may be used as a prediction block or a transform block.
  • the third coding block 310a may be determined as an end coding block like the division of the second coding block 310, or may be further divided based on a quad tree or a binary tree.
  • the third coding block 310b split based on the binary tree may be further divided into a vertical coding block 310b-2 or a horizontal coding block 310b-3 based on the binary tree, and corresponding coding
  • the partition depth of the block can be increased to k + 3.
  • the third coding block 310b may be determined as an end coding block 310b-1 that is no longer split based on the binary tree, in which case the coding block 310b-1 may be used as a prediction block or a transform block. Can be.
  • the above-described partitioning process allows information about the size / depth of a coding block that allows quad-tree based partitioning, information about the size / depth of the coding block that allows binary tree-based partitioning, or binary-tree based partitioning. It may be limitedly performed based on at least one of the information about the size / depth of the coding block that is not.
  • the size of the coding block may be limited to a predetermined number, or the size of the coding block in the predetermined unit may have a fixed value.
  • the size of the coding block in the sequence or the size of the coding block in the picture may be limited to 256x256, 128x128 or 32x32.
  • Information representing the size of a coding block in a sequence or picture may be signaled through a sequence header or picture header.
  • the coding block is encoded using at least one of a skip mode, an intra prediction, an inter prediction, or a skip method.
  • a prediction block may be determined through prediction division of the coding block. Predictive partitioning of a coding block may be performed by a partition mode (Part_mode) indicating a partition type of a coding block.
  • Part_mode partition mode
  • the size or shape of the prediction block may be determined according to the partition mode of the coding block. For example, the size of the prediction block determined according to the partition mode may have a value equal to or smaller than the size of the coding block.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a partition mode that can be applied to a coding block when the coding block is encoded by inter prediction.
  • any one of eight partition modes may be applied to the coding block, as shown in the example illustrated in FIG. 4.
  • partition mode PART_2Nx2N or PART_NxN may be applied to the coding block.
  • PART_NxN may be applied when the coding block has a minimum size.
  • the minimum size of the coding block may be predefined in the encoder and the decoder.
  • information about the minimum size of the coding block may be signaled through the bitstream.
  • the minimum size of the coding block is signaled through the slice header, and accordingly, the minimum size of the coding block may be defined for each slice.
  • the size of the prediction block may have a size of 64x64 to 4x4.
  • the prediction block may not have a 4x4 size in order to reduce the memory bandwidth.
  • FIG. 5 illustrates a type of intra prediction mode that is pre-defined in an image encoder / decoder as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the image encoder / decoder may perform intra prediction using any one of pre-defined intra prediction modes.
  • the pre-defined intra prediction mode for intra prediction may consist of a non-directional prediction mode (eg, planar mode, DC mode) and 33 directional prediction modes.
  • more directional prediction modes may be used than 33 directional prediction modes to increase the accuracy of intra prediction. That is, the angle of the directional prediction mode may be further subdivided to define M extended directional prediction modes (M> 33), and the predetermined angle may be defined using at least one of the 33 pre-defined directional prediction modes. It is also possible to derive and use a directional prediction mode with.
  • a larger number of intra prediction modes may be used than the 35 intra prediction modes shown in FIG. 5.
  • the angle of the directional prediction mode is further subdivided, or the directional prediction mode having a predetermined angle is decoded by using at least one of a predetermined number of directional modes, so that the number of the directional prediction modes is greater than 35 intra prediction modes.
  • Intra prediction mode may be used. In this case, using an intra prediction mode larger than 35 intra prediction modes may be referred to as an extended intra prediction mode.
  • the extended intra prediction mode may be configured of two non-directional prediction modes and 65 extended directional prediction modes.
  • the extended intra prediction mode may be used in the same way for the luminance component and the chrominance component, or may use a different number of intra prediction modes for each component. For example, 67 extended intra prediction modes may be used in the luminance component, and 35 intra prediction modes may be used in the chrominance component.
  • intra prediction may be performed using different numbers of intra prediction modes according to a color difference format. For example, in 4: 2: 0 format, intra prediction may be performed using 67 intra prediction modes in a luminance component, and 35 intra prediction modes may be used in a chrominance component, and in 4: 4: 4 format. Intra prediction may be used using 67 intra prediction modes in both a luminance component and a chrominance component.
  • intra prediction may be performed using different numbers of intra prediction modes according to the size and / or shape of the block. That is, intra prediction may be performed using 35 intra prediction modes or 67 intra prediction modes according to the size and / or shape of the PU or CU. For example, if the size of a CU or PU is less than 64x64 or an asymmetric partition, intra prediction can be performed using 35 intra prediction modes, and the size of the CU or PU is greater than or equal to 64x64. In this case, intra prediction may be performed using 67 intra prediction modes. Intra_2Nx2N may allow 65 directional intra prediction modes, and Intra_NxN may allow only 35 directional intra prediction modes.
  • the size of a block to which the extended intra prediction mode is applied may be set differently for each sequence, picture, or slice. For example, in the first slice, the extended intra prediction mode is set to be applied to a block larger than 64x64 (eg, a CU or a PU), and in the second slice, the extended intra prediction mode is set to be applied to a block larger than 32x32. Can be.
  • Information representing the size of a block to which the extended intra prediction mode is applied may be signaled for each sequence, picture, or slice unit. For example, the information indicating the size of a block to which the extended intra prediction mode is applied may be defined as 'log2_extended_intra_mode_size_minus4' after taking a log value to the size of the block and subtracting an integer 4.
  • a value of 0 for log2_extended_intra_mode_size_minus4 indicates that an extended intra prediction mode may be applied to a block having a size larger than 16x16 or a block larger than 16x16. It may indicate that the extended intra prediction mode may be applied to a block having a block size or a block having a size larger than 32 ⁇ 32.
  • the number of intra prediction modes may be determined in consideration of at least one of a color difference component, a color difference format, a size, or a shape of a block.
  • the intra prediction mode candidates eg, the number of MPMs
  • the intra prediction mode candidates are also included in at least one of a chrominance component, a chrominance format, a size or a shape of the block. It may be determined accordingly.
  • FIG. 7 is a flowchart schematically illustrating an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • an intra prediction mode of a current block may be determined (S700).
  • the intra prediction mode of the current block may be derived based on the candidate list and the index.
  • the candidate list includes a plurality of candidates, and the plurality of candidates may be determined based on the intra prediction mode of the neighboring block adjacent to the current block.
  • the neighboring block may include at least one of blocks located at the top, bottom, left, right, or corner of the current block.
  • the index may specify any one of a plurality of candidates belonging to the candidate list.
  • the candidate specified by the index may be set to the intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode used by the neighboring block for intra prediction may be set as a candidate.
  • an intra prediction mode having a direction similar to that of the neighboring block may be set as a candidate.
  • the intra prediction mode having similar directionality may be determined by adding or subtracting a predetermined constant value to the intra prediction mode of the neighboring block.
  • the predetermined constant value may be an integer of 1, 2 or more.
  • the candidate list may further include a default mode.
  • the default mode may include at least one of a planner mode, a DC mode, a vertical mode, and a horizontal mode.
  • the default mode may be adaptively added in consideration of the maximum number of candidates included in the candidate list of the current block.
  • the maximum number of candidates that can be included in the candidate list may be three, four, five, six, or more.
  • the maximum number of candidates that may be included in the candidate list may be a fixed value preset in the image encoder / decoder and may be variably determined based on the attributes of the current block.
  • the attribute may mean the position / size / type of the block, the number / type of intra prediction modes that the block can use, the color difference attribute, the color difference format, and the like.
  • information indicating the maximum number of candidates included in the candidate list may be separately signaled, and the maximum number of candidates included in the candidate list may be variably determined using the information.
  • Information indicating the maximum number of candidates may be signaled at least one of a sequence level, a picture level, a slice level, or a block level.
  • the intra prediction mode of the neighboring block is converted into an index corresponding to the extended intra prediction mode, or corresponding to the 35 intra prediction modes.
  • the candidate can be derived by converting to an index.
  • a pre-defined table may be used for the conversion of the index, or a scaling operation based on a predetermined value may be used.
  • the pre-defined table may define a mapping relationship between different groups of intra prediction modes (eg, extended intra prediction modes and 35 intra prediction modes).
  • the left neighbor block uses 35 intra prediction modes and the intra prediction mode of the left neighbor block is 10 (horizontal mode), it is converted from the extended intra prediction mode to index 16 corresponding to the horizontal mode. Can be.
  • the upper neighboring block uses the extended intra prediction mode and the intra prediction mode index of the upper neighboring block is 50 (vertical mode), it may be converted from the 35 intra prediction modes to the index 26 corresponding to the vertical mode. have.
  • an intra prediction mode may be derived independently of each of the luminance component and the chrominance component, and the chrominance component may be derived as a dependency on the intra prediction mode of the luminance component.
  • the intra prediction mode of the chrominance component may be determined based on the intra prediction mode of the luminance component, as shown in Table 1 below.
  • intra_chroma_pred_mode means information signaled to specify an intra prediction mode of a chrominance component
  • IntraPredModeY represents an intra prediction mode of a luminance component
  • a reference sample for intra prediction of the current block may be derived (S710).
  • a reference sample for intra prediction may be derived based on a neighboring sample of the current block.
  • the peripheral sample may mean a reconstruction sample of the above-described peripheral block, which may be a reconstruction sample before the in-loop filter is applied or a reconstruction sample after the in-loop filter is applied.
  • the surrounding sample reconstructed before the current block may be used as the reference sample, and the surrounding sample filtered based on a predetermined intra filter may be used as the reference sample. Filtering the surrounding samples using an intra filter may be referred to as reference sample smoothing.
  • the intra filter may include at least one of a first intra filter applied to a plurality of peripheral samples located on the same horizontal line or a second intra filter applied to a plurality of peripheral samples located on the same vertical line. Depending on the position of the peripheral sample, either the first intra filter or the second intra filter may be selectively applied, or two intra filters may be applied in duplicate. In this case, at least one filter coefficient of the first intra filter or the second intra filter may be (1, 2, 1), but is not limited thereto.
  • the filtering may be adaptively performed based on at least one of the intra prediction mode of the current block or the size of the transform block for the current block. For example, filtering may not be performed when the intra prediction mode of the current block is a DC mode, a vertical mode, or a horizontal mode.
  • the size of the transform block is NxM, filtering may not be performed.
  • N and M may be the same or different values, and may be any one of 4, 8, 16, or more values.
  • filtering may not be performed.
  • filtering may be selectively performed based on a comparison result between a difference between the intra prediction mode and the vertical mode (or the horizontal mode) of the current block and a pre-defined threshold. For example, filtering may be performed only when the difference between the intra prediction mode and the vertical mode of the current block is larger than the threshold.
  • the threshold may be defined for each transform block size as shown in Table 2.
  • the intra filter may be determined as one of a plurality of intra filter candidates pre-defined in the image encoder / decoder. To this end, a separate index for specifying an intra filter of the current block among the plurality of intra filter candidates may be signaled. Alternatively, the intra filter may be determined based on at least one of the size / shape of the current block, the size / shape of the transform block, the information about the filter strength, or the variation of surrounding samples.
  • intra prediction may be performed using an intra prediction mode and a reference sample of the current block (S720).
  • the prediction sample of the current block may be obtained using the intra prediction mode determined in S500 and the reference sample derived in S510.
  • the process may further include a correction process for the prediction sample generated through the above-described prediction process, which will be described in detail with reference to FIGS. 8 to 10.
  • the correction process to be described later is not limited to being applied only to the intra prediction sample, but may also be applied to the inter prediction sample or the reconstruction sample.
  • FIG. 8 illustrates a method of correcting a predictive sample of a current block based on difference information of neighboring samples, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the prediction sample of the current block may be corrected based on difference information of a plurality of neighboring samples for the current block.
  • the correction may be performed on all prediction samples belonging to the current block, or may be performed only on prediction samples belonging to a predetermined partial region.
  • Some areas may be one row / column or a plurality of rows / columns, which may be pre-configured areas for correction in the image encoder / decoder. For example, correction may be performed on one row / column positioned at the boundary of the current block or a plurality of rows / columns from the boundary of the current block.
  • some regions may be variably determined based on at least one of the size / shape of the current block or the intra prediction mode.
  • the neighboring samples may belong to at least one of the neighboring blocks located at the top, left, and top left corners of the current block.
  • the number of peripheral samples used for the calibration may be two, three, four or more.
  • the position of the neighboring samples may be variably determined according to the position of the prediction sample to be corrected in the current block. Alternatively, some of the surrounding samples may have a fixed position regardless of the position of the prediction sample to be corrected, and others may have a variable position according to the position of the prediction sample to be corrected.
  • the difference information of the neighboring samples may mean a difference sample between the neighboring samples, or may mean a value obtained by scaling the difference sample to a predetermined constant value (eg, 1, 2, 3, etc.).
  • a predetermined constant value eg, 1, 2, 3, etc.
  • the predetermined constant value may be determined in consideration of the position of the prediction sample to be corrected, the position of the column or row to which the prediction sample to be corrected belongs, and the position of the prediction sample within the column or row.
  • the intra prediction mode of the current block is the vertical mode
  • the difference sample between the peripheral sample p (-1, y) adjacent to the left boundary of the current block and the upper left peripheral sample p (-1, -1) is used.
  • Equation 1 a final prediction sample may be obtained.
  • the intra prediction mode of the current block is the horizontal mode
  • the difference sample between the neighboring sample p (x, -1) and the upper left neighboring sample p (-1, -1) adjacent to the upper boundary of the current block is used.
  • Equation 2 a final prediction sample may be obtained.
  • the difference sample between the peripheral sample p (-1, y) adjacent to the left boundary of the current block and the upper left peripheral sample p (-1, -1) is used.
  • the final prediction sample can be obtained.
  • the difference sample may be added to the prediction sample, and the difference sample may be scaled to a predetermined constant value and then added to the prediction sample.
  • the predetermined constant value used for scaling may be determined differently depending on the column and / or the row.
  • the prediction sample may be corrected as in Equations 3 and 4 below.
  • the intra prediction mode of the current block is the horizontal mode
  • the difference sample between the neighboring sample p (x, -1) and the upper left neighboring sample p (-1, -1) adjacent to the upper boundary of the current block is used.
  • the final prediction sample can be obtained, as described above in the vertical mode.
  • the prediction sample may be corrected as in Equations 5 and 6 below.
  • 9 and 10 illustrate a method of correcting a prediction sample based on a predetermined correction filter according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the prediction sample may be corrected based on the surrounding sample of the prediction sample to be corrected and a predetermined correction filter.
  • the neighboring sample may be specified by an angular line of the directional prediction mode of the current block, and may be one or more samples located on the same angular line as the prediction sample to be corrected.
  • the neighboring sample may be a prediction sample belonging to the current block or may be a reconstruction sample belonging to a neighboring block reconstructed before the current block.
  • the number of taps, strength, or filter coefficients of the correction filter is at least one of the position of the prediction sample to be corrected, whether the prediction sample to be corrected is located at the boundary of the current block, the intra prediction mode of the current block, the angle of the directional prediction mode, and the periphery. It may be determined based on at least one of the prediction mode (inter or intra mode) of the block or the size / shape of the current block.
  • the lower left prediction / restore sample may belong to the previous line of the line to which the prediction sample to be corrected belongs, which may belong to the same block as the current sample or may belong to a neighboring block adjacent to the current block.
  • Filtering on the prediction sample may be performed only on a line located at a block boundary or may be performed on a plurality of lines.
  • a correction filter in which at least one of the filter tap number or the filter coefficient is different for each line may be used. For example, you can use the (1 / 2,1 / 2) filter for the left first line closest to the block boundary, the (12/16, 4/16) filter for the second line, and the third line. In the case of the (14/16, 2/16) filter, the fourth line may use the (15/16, 1/16) filter.
  • filtering may be performed at a block boundary as shown in FIG. 10, and the prediction sample may be corrected using a 3-tap correction filter. have.
  • the filtering may be performed by using a 3-tap correction filter that receives the lower left sample of the predicted sample to be corrected, the lower sample of the lower left sample, and the predicted sample to be corrected.
  • the position of the peripheral sample used in the correction filter may be determined differently based on the directional prediction mode.
  • the filter coefficients of the correction filter may be determined differently according to the directional prediction mode.
  • Different correction filters may be applied depending on whether the neighboring block is an inter mode or an intra mode.
  • a filtering method that adds more weight to the predictive sample may be used than in the case of encoding in the inter mode.
  • the intra prediction mode is 34
  • the (1/2, 1/2) filter is used when the neighboring block is encoded in the inter mode
  • the number of lines filtered in the current block may be different according to the size / shape of the current block (eg, coding block, prediction block). For example, if the size of the current block is less than or equal to 32x32, filter only one line at the block boundary; otherwise, filter on multiple lines, including one line at the block boundary. It may be.
  • FIG. 11 illustrates a range of a reference sample for intra prediction as an embodiment to which the present invention is applied.
  • filtering may be selectively performed on the reference sample based on at least one of an intra prediction mode of the current block (eg, index, directionality, angle, etc. of the intra prediction mode) or a size of a transform block with respect to the current block. Can be.
  • a reference sample may be filtered by using a predetermined intra filter.
  • an intra filter having a filter coefficient of (1, 2, 1) or an intra filter having a coefficient of (2, 3, 6, 3, 2) may be used to derive a final reference sample to be used for intra prediction.
  • At least one of the plurality of intra filter candidates may be selected to perform filtering on the reference sample.
  • the plurality of intra filter candidates may differ from each other by at least one of filter intensity, filter coefficient, or tap number (eg, number of filter coefficients, filter length).
  • the plurality of intra filter candidates may be defined in at least one of a sequence, a picture, a slice, and a block level. That is, a sequence, a picture, a slice, or a block to which the current block belongs may use the same plurality of intra filter candidates.
  • the plurality of intra filter candidates includes a first intra filter and a second intra filter
  • the first intra filter is a (1,2,1) 3-tap filter
  • the second intra filter is Assume a (2,3,6,3,2) 5-tap filter.
  • the filtered reference sample may be derived as shown in Equation 7 below.
  • the filtered reference sample may be derived as in Equation 8 below.
  • x may be an integer between 0 and 2N-2
  • y may be an integer between 0 and 2N-2.
  • any one of the plurality of intra filter candidates may be specified based on the position of the reference sample, and filtering may be performed on the reference sample using this.
  • a first intra filter may be applied to a reference sample belonging to a first range
  • a second intra filter may be applied to a reference sample belonging to a second range.
  • the first range and the second range may be divided based on whether they are adjacent to a boundary of the current block, classified based on whether they are located at the top of the current block or on the left, or adjacent to a corner of the current block. It can be divided based on whether or not. For example, as shown in FIG.
  • P (-1, N-1) and P (0, -1), P (1, -1),... , P (N-1, -1) is applied to the first intra filter to perform the filtering as shown in Equation 7, and other reference samples that are not adjacent to the current block boundary are applied to the second intra filter.
  • the filtering may be performed as shown in FIG. 8. Any one of a plurality of intra filter candidates may be selected based on the transform type used in the current block, and filtering may be performed on the reference sample using the same.
  • the transformation type may mean (1) a transformation scheme such as DCT, DST, or KLT, (2) a transformation mode indicator such as 2D transformation, 1D transformation, or no transformation, and (3) primary It can also mean the number of transformations, such as transformation and secondary transformation.
  • the conversion type means a conversion scheme such as DCT, DST, and KLT.
  • filtering may be performed using a first intra filter. If the current block is encoded using DST, filtering may be performed using a second intra filter. have. Alternatively, if the current block is encoded using DCT or DST, filtering may be performed using the first intra filter, and if the current block is encoded using KLT, filtering may be performed using the second intra filter. have.
  • Filtering may be performed using a filter selected based on the above-described transform type of the current block and the position of the reference sample. For example, when encoded using the current block DCT, reference samples P (-1, -1), P (-1,0), P (-1,1),... , P (-1, N-1) and P (0, -1), P (1, -1),... , P (N-1, -1) may perform filtering using a first intra filter, and other reference samples may perform filtering using a second intra filter. If the current block is encoded using DST, reference samples P (-1, -1), P (-1,0), P (-1,1),... , P (-1, N-1) and P (0, -1), P (1, -1),... , P (N-1, -1) may perform filtering using the second intra filter, and other reference samples may perform filtering using the first intra filter.
  • Any one of a plurality of intra filter candidates may be selected based on whether the transform type of the neighboring block including the reference sample is the same as the transform type of the current block, and filtering may be performed on the reference sample using the same. For example, if the current block and the neighboring block use the same transform type, filtering is performed using the first intra filter. If the current block and the neighboring block use different transform types, the second intra filter is used. Can be used to perform filtering.
  • any one of a plurality of intra filter candidates may be selected based on the transform type of the neighboring block, and filtering may be performed on the reference sample using the same. That is, a predetermined filter may be selected in consideration of the transform type of the block to which the reference sample belongs. For example, as shown in FIG. 13, when the current block and the block adjacent to the left / lower left are blocks coded using DCT, and the block adjacent to the upper / right top is a block coded using DST, the left Filtering may be performed by applying a first intra filter to a reference sample adjacent to a lower left end, and filtering may be performed by applying a second intra filter to a reference sample adjacent to an upper / right end.
  • filters available for the corresponding region may be defined.
  • the predetermined area unit may be any one of a sequence, a picture, a slice, a block group (eg, coding tree unit row), and a block (eg, coding tree unit), and share one or more filters. Separate areas may be defined.
  • the reference sample may be filtered using a filter mapped to the region to which the current block belongs.
  • filtering on a reference sample may be performed using different filters in units of CTU.
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • information indicating whether the sequence or picture uses the same filter, the type of filter used for each CTU, and the corresponding CTU among the available intra filter candidates An index or the like that specifies the filter used may be signaled.
  • the above-described intra filter may be applied in units of coding units.
  • filtering may be performed by applying a first intra filter or a second intra filter to reference samples around a coding unit.
  • intra prediction may be performed using a reference sample adjacent to the current block.
  • the prediction sample of the current block may be generated by averaging the reference samples or by copying the reference sample in a specific direction in consideration of the directionality of the intra prediction mode.
  • the available sample may be replaced with an available reference sample. For example, when a location of a sample included in a neighboring block exists outside the picture, a sample included in the neighboring block exists in a different slice from the current block, or a block in which a sample included in the neighboring block is encoded by inter prediction If included in, etc., it may be determined that the neighbor sample is not available as a reference sample. In this case, whether a sample included in a block encoded by inter prediction is unavailable is determined based on information indicating whether to use a sample included in a block encoded by inter prediction as a reference sample during intra prediction of the current block. Can be.
  • the information may be a 1-bit flag (eg, 'constrained_intra_prediction_flag'), but is not limited thereto.
  • 'constrained_intra_prediction_flag' 1, it may be determined that a sample included in a block encoded by inter prediction is not available as a reference sample.
  • the sample which cannot be used as a reference sample is called an insoluble reference sample.
  • the first available reference found by scanning the available samples in a predetermined order.
  • the sample can be used to replace the sample located at the bottom left.
  • the scanning order may proceed sequentially from the sample adjacent to the left lowermost sample.
  • P (-1,2N-1) when sample P (-1,2N-1) is not available, P (-1,2N-2) to P (-1, -1), P (-1) , 0) to P (2N-1, -1) may be scanned.
  • P (-1, 2N-1) may be replaced with the first available reference sample found as a result of performing the scan.
  • the left reference sample may be replaced with a reference sample adjacent to the bottom of the left reference sample.
  • an unavailable reference sample P (-1, y) between P (-1,2N-1) and P (-1, -1) may be replaced with a reference sample (P-1, y + 1). have.
  • the top reference sample may be replaced with a reference sample adjacent to the left side of the top reference sample.
  • an unavailable reference sample P (x, -1) between P (0, -1) and P (2N-1, -1) may be replaced with a reference sample P (x-1, -1). .
  • the reference sample set for the current block may be referred to as a 'reference line' (or 'intra reference line' or 'reference sample line').
  • the reference line may include a reference sample set composed of one row and one column.
  • the reference line is P (-1,2N-1) to P (-1, -1), P (0, -1) to P (2N-2, A reference sample set including -1).
  • Intra prediction of the current block may be performed based on a reference sample included in the reference line.
  • the intra prediction sample of the current block may be performed using reference samples included in the reference line according to the intra prediction mode of the current block.
  • the prediction signal may be generated using the averaged and weighted prediction included in the reference line.
  • the prediction sample of the current block may be obtained according to Equation 9 below.
  • dcVal may be generated based on an average value of samples except P (-1, -1) among reference samples included in the reference line.
  • the planner mode exhibits an effective prediction efficiency in a soft region having no strong edge, and is effective in improving the discontinuity of the block boundary or the deterioration of the image quality of the block boundary.
  • the horizontal preliminary prediction sample of the current block is obtained by using a reference sample adjacent to the upper right corner of the current block and a reference sample having the same y coordinate as the horizontal preliminary prediction sample.
  • the vertical preliminary prediction sample of the current block may be obtained using a reference sample adjacent to the lower left corner of the current block and a reference sample having the same x coordinate as the vertical preliminary prediction sample.
  • the horizontal direction preliminary prediction sample and the vertical direction preliminary prediction sample of the current block may be obtained by Equation 10 below.
  • the prediction sample of the current block may be generated by adding the horizontal preliminary prediction sample and the vertical direction preliminary prediction sample and shifting it by a value determined according to the size of the current block.
  • the prediction sample of the current block may be obtained by Equation 11 below.
  • Intra prediction of the current block may be performed using a plurality of reference lines.
  • the k th reference line is a reference sample (for example, p (-k) that is located in the same row as p (-k, -k) and p (-k, -k).
  • the k-th reference line may be configured to be adjacent to the k-1 th reference line.
  • Intra prediction of the current block may be performed by at least one of the plurality of reference lines.
  • a method of performing intra prediction using a plurality of reference lines may be referred to as an 'extended reference intra prediction method using an extended reference sample' or 'extended intra prediction method'.
  • the plurality of reference lines may be referred to as an 'extended reference line'.
  • Whether to perform intra prediction using the extended reference line may be determined based on information signaled through the bitstream.
  • the information may be a 1-bit flag, but is not limited thereto.
  • Information on whether to perform intra prediction using the extended reference line may be signaled in units of coding tree units, coding units, or prediction units, or may be signaled in units of sequences, pictures, or slices. That is, whether to perform intra prediction using the extended reference line may be determined in units of a sequence, a picture, a slice, a CTU, a CU, or a PU.
  • whether to perform intra prediction using the extended reference line may be determined based on at least one of the size, shape, depth, or intra prediction mode of the current block.
  • the number of reference lines may be determined.
  • the number of reference lines may have a fixed value or may be adaptively determined according to the size, shape, or intra prediction mode of the current block. For example, when the intra prediction mode of the current block is a non-directional mode, intra prediction of the current block is performed using one reference line, whereas when the intra prediction mode of the current block is the directional mode, a plurality of reference lines are used. Intra prediction of the current block may be performed.
  • the number of reference lines may be determined by information signaled in units of a sequence, a picture, a slice, or a decoding target unit.
  • the decoding target unit unit may mean a coding tree unit, a coding unit, a transform unit, a prediction unit, or the like.
  • a syntax element 'max_intra_line_idx_minus2' indicating the number of reference lines available in a sequence or slice may be signaled through a sequence header or a slice header.
  • max_intra_line_idx_minus2 + 2 may be set to the number of available reference lines.
  • 16 is a flowchart illustrating a method of performing intra prediction using an extended reference line according to the present invention.
  • the decoder may generate a plurality of reference lines (S1610).
  • the reference sample included in each reference line may be generated based on reconstruction samples included in blocks decoded before the current block.
  • the decoder may generate a reference line in consideration of the directionality of the intra prediction mode.
  • the k th reference line may include a greater number of reference samples than the k ⁇ 1 th reference line. That is, the reference line far from the current block may include a larger number of reference samples than the reference line close to the current block.
  • the number of reference samples that the k-th reference line additionally includes the k-th reference line may be variably determined according to the size, shape, or intra prediction mode of the current block.
  • the k th reference line may further include 4 reference samples (specifically, two in the horizontal direction and two in the vertical direction) than the k-1th reference line. Can be.
  • the kth reference line may further include 8 reference samples (specifically, 4 in the horizontal direction and 4 in the vertical direction) than the k-1th reference line. have.
  • the first reference sample includes 9 reference samples in total and the second reference sample includes 13 reference samples (9 + 2 ⁇ 2) in total.
  • the number of reference samples included in the reference line may be determined according to the horizontal and vertical lengths of the current block.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a plurality of reference lines for a non-square block. Referring to FIG. 15 and FIG. 17, as the width of the current block decreases by 1/2, the number of upper reference samples except for the upper left reference sample included in the reference line 0 is reduced from eight to four. It became.
  • the k-th reference line may include W + H + 2 (k-1) top reference samples (or 2W + 2 (k ⁇ ). 1) top reference samples) (i.e., horizontal reference samples), W + H + 2 (k-1) left reference samples (or 2H + 2 (k-1) left reference samples) (i.e., vertical Directional reference sample) and a top left reference sample, and a total of 2 ⁇ (W + H) +2 (k-1) ⁇ + 1 reference samples.
  • the unavailable reference samples may be replaced with surrounding available reference samples.
  • the peripheral reference sample replacing the unavailable reference sample may be included in the same reference line as the non-available reference sample or may be included in a different reference line than the non-available reference sample.
  • the reference sample when performing intra prediction using an extended reference line, when the position of the reference sample is outside of the picture, exists in a different slice from the current block, or the reference sample is included in a block encoded by inter prediction In that case, the reference sample may be determined to be unavailable.
  • the reference sample included in the block encoded by inter prediction when the reference sample included in the block encoded by inter prediction is not available, the reference sample may be limited when the reference sample included in the block encoded by inter prediction is not used, for example, when constrained_intra_prediction_flag is 1. have.
  • the block encoded by intra prediction is set to be decoded before the block encoded by inter prediction, the block encoded by inter prediction may not be reconstructed yet when decoding the block encoded by intra prediction. Accordingly, the reference sample included in the block encoded by inter prediction may be determined to be unavailable.
  • the reference sample used to replace the insoluble reference sample may be determined in consideration of the location of the insoluble reference sample, the distance between the insoluble reference sample and the available reference sample, and the like.
  • the unavailable sample may be replaced with a soluble sample located at the shortest distance from the unavailable sample. That is, the distance (first offset) between the available reference sample and the unavailable reference sample included in the same reference line as the unavailable reference sample, and between the available reference sample and the unavailable reference sample included in the different reference line from the non-available reference sample. By comparing the distance (second offset), an available reference sample with a short distance from the unavailable reference sample may replace the unavailable reference sample.
  • the distance between the unavailable reference sample included in the reference line 0 and the available reference sample included in the reference line 0 is 4, and the non-available reference sample included in the reference line 0 and included in the reference line 2
  • the distance between the available reference samples that have been shown is shown to be two. Accordingly, the available reference sample included in the reference line 2 may be used to replace the unusable reference sample included in the reference line 0.
  • the available reference sample included in the same reference line as the non-available reference sample may be used to replace the unavailable reference sample.
  • An available reference sample belonging to a different reference line than the non-available reference sample is used only when the distance (ie, the first offset) between the available reference sample and the non-available reference sample included in the same reference line as the non-available reference sample is N or more. May be used to replace an insoluble reference sample. Alternatively, even when the first offset is greater than or equal to N, the available reference sample belonging to a reference line different from the non-available reference sample may be used to replace the unavailable reference sample only when the second offset is smaller than the first offset. .
  • N may represent an integer of 1 or more.
  • the available reference sample included in the same reference line as the non-available reference sample may be used to replace the unavailable reference sample.
  • 19 and 20 show examples of replacing an insoluble reference sample with an available reference sample when N is 2. As shown in FIG. 19, if the distance between the unavailable reference sample included in reference line 0 and the available reference sample included in reference line 0 is 2, the available reference sample included in reference line 1 is used. In this case, it is possible to replace the unusable reference sample included in reference line 0.
  • the non-available reference sample may be replaced using an available reference sample included in the same reference line as the non-available reference sample or an available reference sample included in a reference line adjacent to the reference line including the non-available reference sample.
  • the reference line adjacent to the reference line including the non-available reference sample may mean a reference line having an index difference of 1 from the reference line including the non-available reference sample.
  • the unavailable reference sample may be replaced by using the available reference sample included in the reference line including the non-available reference sample and the reference line having an index difference of 2 or more.
  • the unavailable reference sample may be obtained by using the available reference sample included in the reference line having a larger index value than the reference line including the non-available reference sample or the reference line having a smaller index value than the reference line including the unavailable reference sample. It can also be replaced. For example, when a reference line having an index value larger than that of the reference line including the non-available reference sample is used, the reference sample positioned on the left or top of the non-available reference sample may be used to replace the non-available reference sample.
  • Searching for available reference samples to replace the unavailable reference samples may be performed in a predefined direction. For example, only reference samples positioned in one of the top, bottom, left, or right directions of the insoluble sample among the reference samples included in the same reference line as the insoluble reference sample may be used to replace the insoluble sample. Alternatively, only reference samples located in the direction of any one of the top, bottom, left, or right side of the insoluble sample among the reference samples included in the reference line different from the insoluble reference sample may be used to replace the insoluble sample.
  • the decoder may decode index information for specifying any one of a plurality of reference lines from the bitstream (S1620). For example, as in the example illustrated in FIG. 15, when four reference lines are available, the index information may specify any one of the four reference lines.
  • the reference line for performing intra prediction on the current block may include a size of a current block, a shape of a current block, an intra prediction mode of a current block, index information of a neighboring block, or an intra prediction mode of a current block and a predetermined intra prediction mode. It may also be adaptively determined based on the difference of.
  • the decoder may perform intra prediction on the current block by using the determined reference line (S1630).
  • the prediction sample of the current block may be generated based on an average value dcVal of reference samples included in the determined reference line. 21 and 22, calculating an average value of the reference samples included in the reference line will be described in detail.
  • the prediction sample of the current block may be generated based on the reference sample specified by the directional mode among the reference samples included in the determined reference line.
  • the predicted sample of the current block includes a first reference positioned next to a point indicated by the line segment extending toward the direction indicated by the directional mode. It may be generated based on a weighted sum (weighted prediction) of the sample and the second reference sample.
  • the intra prediction mode of the current block is the DC mode
  • the average value of the reference samples of the k-th reference line may be calculated using only some of the reference samples belonging to the k-th reference line.
  • the number of reference samples used to derive an average may be the same for each reference line or may be different for each reference line.
  • the average value of the reference samples of the k th reference line may be derived using all of the reference samples belonging to the k th reference line. Or, depending on the size, shape, or location of the reference line of the current block, derive an average using only some of the reference samples of the kth reference line or derive an average using all of the reference samples of the kth reference line. It may be determined whether to do so.
  • 21 is a diagram illustrating reference samples used to derive an average value of a reference line.
  • the reference sample average value of the first reference line (reference line 0 shown in FIG. 21) adjacent to the current block is the top reference except for the reference sample adjacent to the upper left corner of the current block.
  • the number of reference samples used for calculating the reference sample average value of the k-th reference line may have the same value as the number of reference samples used for calculating the reference sample average value of the first reference line.
  • the position of the reference sample used to calculate the average value of the k-th reference line may correspond to the position of the reference sample used to calculate the reference sample average value of the first reference line.
  • the reference sample of the k-th reference line corresponding to the reference sample of the first reference line may have the same x coordinate or the same y coordinate as the reference sample of the first reference line.
  • the upper reference sample included in the k-th reference line corresponding to the upper reference sample P (i, j) included in the first reference line may have P (i, having the same x coordinate as P (i, j). j-k + 1).
  • the left reference sample of the k-th reference line corresponding to the left reference sample P (i, j) included in the first reference line may have P (i-k + having the same y coordinate as P (i, j). 1, j).
  • reference samples of the second to fourth reference lines corresponding to the upper reference sample and the left reference sample of the first reference line are shown.
  • the reference sample average value of each reference line may be calculated using the reference samples shown in FIG. 21.
  • the embodiment may be applied as it is even when the current block is non-square.
  • the reference sample average value of each reference line is calculated using a total of 2 (W + H), such as 2W top reference sample and 2H left reference sample. Can be.
  • the number of reference samples used for calculating the average value of the k-th reference line may have the same value as the number of reference samples used for calculating the average value of the first reference line.
  • the position of the reference sample used to calculate the average value of the k-th reference line may correspond to the position of the reference sample used to calculate the reference sample average value of the first reference line.
  • FIGS. 21 and 22 it has been described that the upper reference sample twice the current block width and the left reference sample twice the current block height are used to calculate the average value of the reference sample of the reference line.
  • a reference sample average value of the reference line may be calculated using the same number of top reference samples as the current block width and the same number of left reference samples as the current block height.
  • the reference sample average value of the reference line may be calculated by giving different weights for each reference sample according to the shape of the current block and the reference sample position. For example, when the current block is square, the reference sample average value may be calculated by giving equal weights to the upper reference sample and the left reference sample. On the other hand, when the current block is non-square, the reference sample average value may be calculated by giving a weight higher than the other one of the upper reference sample or the left reference sample. For example, when the height of the current block is larger than the width, the average value may be calculated by giving a weight to the upper reference sample larger than the left reference sample. On the other hand, when the width of the current block is larger than the height, the average value can be calculated by giving a greater weight to the left reference sample than the top reference sample.
  • the average value dcVal of the k-th reference line may be calculated by Equation 12 below.
  • the average value dcVal of the k-th reference line may be calculated by Equation 13 below.
  • Equations 12 and 13 k may be set to a value between 1 and max_intra_line_idx_minus2 + 2.
  • intra prediction is performed on a current block by using any one reference line specified by index information among a plurality of reference lines.
  • the intra prediction on the current block may be performed using two or more of the plurality of reference lines.
  • whether to use two or more reference lines includes information signaled from the bitstream, the size of the current block, the type of the current block, the intra prediction mode of the current block, and the intra prediction of the current block. It may be determined based on whether the mode is non-directional or the difference between the intra prediction mode of the current block and the predetermined intra prediction mode.
  • Two or more reference lines may be specified by a plurality of index information signaled from the bitstream.
  • one of the two reference lines may be specified by the first index information, and the other may be specified by the second index information.
  • two or more reference lines may be spatially continuous.
  • index information for specifying any one of two or more reference lines may be signaled through the bitstream. If any one of the two or more reference lines is selected by the index information, the remaining reference lines may be automatically selected based on the spatial proximity to the selected reference lines. For example, when two reference lines are configured to use, when index information indicates 'reference line 0', intra prediction of the current block may be performed based on reference line 0 and reference line 1 adjacent to reference line 0. FIG. have.
  • intra prediction of the current block may be performed based on an average value, a maximum value, a minimum value, or a weighted sum of reference samples included in the plurality of reference lines.
  • the prediction samples of the current block are assigned to the first reference sample and the second reference sample included in different reference lines. Can be generated based on this.
  • the first reference line including the first reference sample and the second reference line including the second reference sample may be adjacent to each other, but the present invention is not limited thereto.
  • the first reference sample and the second reference sample may be determined by the intra prediction mode of the current block.
  • the first reference sample and the second reference sample may be neighboring but are not required to.
  • the prediction sample of the current block may be generated in consideration of the weighted sum of the first reference sample and the second reference sample, and may be generated based on an average value, minimum value, or maximum value of the first reference sample and the second reference sample. .
  • Intra prediction of the current block may be performed by performing first intra prediction based on some of the plurality of reference lines, and performing second intra prediction based on the remaining.
  • the intra prediction mode used for the first intra prediction and the intra prediction mode used for the second intra prediction may be the same or different.
  • the prediction sample of the current block may be generated based on the first prediction sample generated by performing the first intra prediction and the second prediction sample generated by performing the second intra prediction.
  • each component for example, a unit, a module, etc. constituting the block diagram may be implemented as a hardware device or software, and a plurality of components are combined into one hardware device or software. It may be implemented.
  • the above-described embodiments may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer components, and may be recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the process according to the invention, and vice versa.
  • the present invention can be applied to an electronic device capable of encoding / decoding an image.

Abstract

본 발명에 따른 비디오 신호 처리 방법은, 복수의 MPM (Most Probable Mode) 후보를 생성하는 단계, 상기 복수의 MPM 후보 중 현재 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 MPM 후보가 존재하는지 여부를 판단하는 단계, 상기 판단 결과에 기초하여, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 획득하는 단계, 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

비디오 신호 처리 방법 및 장치
본 발명은 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 부호화/복호화 대상 블록에 대해 효율적으로 인트라 예측을 수행할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 복수의 레퍼런스 라인을 기초로 부호화/복호화 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 복수의 레퍼런스 라인을 생성시 비가용 참조 샘플을 가용한 참조 샘플로 대체할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 복수의 레퍼런스 라인 중 어느 하나의 평균값을 산출하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 비디오 신호 복호화 방법 및 장치는, 현재 블록에 대한 복수의 참조 샘플 라인을 유도하고, 상기 복수의 참조 샘플 라인 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 참조 샘플 라인을 선택하고, 상기 선택된 참조 샘플 라인을 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이때, 상기 복수의 참조 샘플 라인 중 제1 참조 샘플 라인에, 비가용 참조 샘플이 포함된 경우, 상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제1 참조 샘플 라인 또는 상기 제1 참조 샘플 라인과 상이한 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화 방법 및 장치는, 현재 블록에 대한 복수의 참조 샘플 라인을 유도하고, 상기 복수의 참조 샘플 라인 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 참조 샘플 라인을 선택하고, 상기 선택된 참조 샘플 라인을 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이때, 상기 복수의 참조 샘플 라인 중 제1 참조 샘플 라인에, 비가용 참조 샘플이 포함된 경우, 상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제1 참조 샘플 라인 또는 상기 제1 참조 샘플 라인과 상이한 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제1 참조 샘플 라인 또는 상기 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플들 중 상기 비가용 참조 샘플과 최단 거리에 위치하는 가용 참조 샘플로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 비가용 참조 샘플과 상기 제1 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플 사이의 거리가 한계값 이상인 경우, 상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플로 대체될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 제2 참조 샘플 라인은, 상기 제1 참조 샘플 라인보다 큰 인덱스 값을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 예측 샘플은, 상기 선택된 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들 중 일부의 평균값을 기초로 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 선택된 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들 중 상기 평균값 계산에 이용되는 참조 샘플의 수는 상기 현재 블록의 크기에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 발명의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 부호화/복호화 대상 블록에 대해 효율적으로 인트라 예측을 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 레퍼런스 라인을 기초로 부호화/복호화 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 레퍼런스 라인을 생성시 비가용 참조 샘플을 가용한 참조 샘플로 대체할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 레퍼런스 라인 중 어느 하나의 평균값을 산출하여 부호화/복호화 대상 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 트리 구조(tree structure)에 기반하여 코딩 블록을 계층적으로 분할하는 일예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 코딩 블록에 적용될 수 있는 파티션 모드를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 영상 부호화기/복호화기에 기-정의된 인트라 예측 모드의 종류를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 확장된 인트라 예측 모드의 종류를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 인트라 예측 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 주변 샘플들의 차분 정보에 기반하여 현재 블록의 예측 샘플을 보정하는 방법을 도시한 것이다.
도 9와 도 10은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 소정의 보정 필터를 기반으로 예측 샘플을 보정하는 방법을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 인트라 예측을 위한 참조 샘플의 범위를 도시한 것이다.
도 12 내지 도 14는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 참조 샘플 필터링의 일예를 도시한 것이다.
도 15는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 복수개의 참조 샘플 라인을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 확장된 레퍼런스 라인을 이용하여, 인트라 예측을 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 17은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 비정방형 블록에 대한 복수의 레퍼런스 라인을 도시한 도면이다.
도 18은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 비가용 참조 샘플의 최단 거리에 위치한 가용 참조 샘플을 이용하여, 비가용 참조 샘플을 대체하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19 및 도 20은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 비가용 참조 샘플 및 비가용 참조 샘플과 동일한 레퍼런스 라인에 속한 가용 참조 샘플간의 거리에 따라, 가용 참조 샘플의 위치가 적응적으로 결정되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 21 및 도 22는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 레퍼런스 라인의 평균값을 유도하는데 이용되는 참조 샘플들을 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.
부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.
인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.
인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
또한, 현재 블록은, 부호화/복호화 대상 블록을 나타내는 것으로, 부호화/복호화 단계에 따라, 코딩 트리 블록(또는 코딩 트리 유닛), 부호화 블록(또는 부호화 유닛), 변환 블록(또는 변환 유닛) 또는 예측 블록(또는 예측 유닛) 등을 나타내는 것일 수 있다.
하나의 픽쳐는 정방형 또는 비정방형의 기본 블록으로 분할되어 부호화/복호화될 수 있다. 이때, 기본 블록은, 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit)이라 호칭될 수 있다. 코딩 트리 유닛이 정방형 또는 비정방형인지 여부 또는 코딩 트리 유닛의 크기와 관련한 정보는 시퀀스 파라미터 셋트, 픽처 파라미터 셋트 또는 슬라이스 헤더 등을 통해 시그널링될 수 있다. 코딩 트리 유닛은 쿼드 트리 또는 바이너리 트리 구조로 분할되어 코딩 유닛이 생성될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 트리 구조(tree structure)에 기반하여 코딩 블록을 계층적으로 분할하는 일예를 도시한 것이다.
입력 영상 신호는 소정의 블록 단위로 복호화되며, 이와 같이 입력 영상 신호를 복호화하기 위한 기본 단위를 코딩 블록이라 한다. 코딩 블록은 인트라/인터 예측, 변환, 양자화를 수행하는 단위가 될 수 있다. 또한, 코딩 블록 단위로 예측 모드(예컨대, 화면 내 예측 모드 또는 화면 간 예측 모드)가 결정되고, 코딩 블록에 포함된 예측 블록들은, 결정된 예측 모드를 공유할 수 있다. 코딩 블록은 8x8 내지 64x64 범위에 속하는 임의의 크기를 가진 정방형 또는 비정방형 블록일 수 있고, 128x128, 256x256 또는 그 이상의 크기를 가진 정방형 또는 비정방형 블록일 수 있다.
구체적으로, 코딩 블록은 쿼드 트리(quad tree)와 바이너리 트리(binary tree) 중 적어도 하나에 기초하여 계층적으로 분할될 수 있다. 여기서, 쿼드 트리 기반의 분할은 2Nx2N 코딩 블록이 4개의 NxN 코딩 블록으로 분할되는 방식을, 바이너리 트리 기반의 분할은 하나의 코딩 블록이 2개의 코딩 블록으로 분할되는 방식을 각각 의미할 수 있다. 바이너리 트리 기반의 분할은 대칭적으로 수행될 수도 있고, 비대칭적으로 수행될 수도 있다. 바이너리 트리 기반으로 분할된 코딩 블록은 정방형 블록일 수도 있고, 직사각형과 같은 비정방형 블록일 수도 있다. 바이너리 트리 기반의 분할은 쿼드 트리 기반의 분할이 더 이상 수행되지 않는 코딩 블록에 대해서 수행될 수 있다. 바이너리 트리 기반으로 분할된 코딩 블록에 대해서는 쿼드 트리 기반의 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다.
상기 쿼드 트리 또는 바이너리 트리 기반의 적응적 분할을 구현하기 위해 쿼드 트리 기반의 분할을 지시하는 정보, 쿼드 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 관한 정보, 바이너리 트리 기반의 분할을 지시하는 정보, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되지 않는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보 또는 바이너리 트리 기반의 분할이 세로 방향인지 또는 가로 방향인지에 관한 정보 등이 이용될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 분할 깊이(split depth)가 k인 제1 코딩 블록 300은 쿼드 트리(quad tree)에 기반하여 복수의 제2 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 제2 코딩 블록 310 내지 340은 제1 코딩 블록의 너비와 높이의 절반 크기를 가진 정방형 블록이며, 제2 코딩 블록의 분할 깊이는 k+1로 증가될 수 있다.
분할 깊이가 k+1인 제2 코딩 블록 310은 분할 깊이가 k+2인 복수의 제3 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 제2 코딩 블록 310의 분할은 분할 방식에 따라 쿼트 트리 또는 바이너리 트리 중 어느 하나를 선택적으로 이용하여 수행될 수 있다. 여기서, 분할 방식은 쿼드 트리 기반으로의 분할을 지시하는 정보 또는 바이너리 트리 기반의 분할을 지시하는 정보 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
제2 코딩 블록 310이 쿼트 트리 기반으로 분할되는 경우, 제2 코딩 블록 310은 제2 코딩 블록의 너비와 높이의 절반 크기를 가진 4개의 제3 코딩 블록 310a으로 분할되며, 제3 코딩 블록 310a의 분할 깊이는 k+2로 증가될 수 있다. 반면, 제2 코딩 블록 310이 바이너리 트리 기반으로 분할되는 경우, 제2 코딩 블록 310은 2개의 제3 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 이때, 2개의 제3 코딩 블록 각각은 제2 코딩 블록의 너비와 높이 중 어느 하나가 절반 크기인 비정방형 블록이며, 분할 깊이는 k+2로 증가될 수 있다. 제2 코딩 블록은 분할 방향에 따라 가로 방향 또는 세로 방향의 비정방형 블록으로 결정될 수 있고, 분할 방향은 바이너리 트리 기반의 분할이 세로 방향인지 또는 가로 방향인지에 관한 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 제2 코딩 블록 310은 쿼드 트리 또는 바이너리 트리에 기반하여 더 이상 분할되지 않는 말단 코딩 블록으로 결정될 수도 있고, 이 경우 해당 코딩 블록은 예측 블록 또는 변환 블록으로 이용될 수 있다.
제3 코딩 블록 310a은 제2 코딩 블록 310의 분할과 마찬가지로 말단 코딩 블록으로 결정되거나, 쿼드 트리 또는 바이너리 트리에 기반하여 추가적으로 분할될 수 있다.
한편, 바이너리 트리 기반으로 분할된 제3 코딩 블록 310b은 추가적으로 바이너리 트리에 기반하여 세로 방향의 코딩 블록(310b-2) 또는 가로 방향의 코딩 블록(310b-3)으로 더 분할될 수도 있고, 해당 코딩 블록의 분할 깊이는 k+3으로 증가될 수 있다. 또는, 제3 코딩 블록 310b는 바이너리 트리에 기반하여 더 이상 분할되지 않는 말단 코딩 블록(310b-1)으로 결정될 수 있고, 이 경우 해당 코딩 블록(310b-1)은 예측 블록 또는 변환 블록으로 이용될 수 있다. 다만, 상술한 분할 과정은 쿼드 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 관한 정보, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보 또는 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되지 않는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제한적으로 수행될 수 있다.
코딩 블록이 가질 수 있는 크기는 소정 개수로 제한되거나, 소정 단위 내 코딩 블록의 크기는 고정된 값을 가질 수도 있다. 일 예로, 시퀀스 내 코딩 블록의 크기 또는 픽처 내 코딩 블록의 크기는, 256x256, 128x128 또는 32x32로 제한될 수 있다. 시퀀스 또는 픽처 내 코딩 블록의 크기를 나타내는 정보가 시퀀스 헤더 또는 픽처 헤더를 통해 시그널링 될 수 있다.
코딩 블록은, 스킵 모드, 화면 내 예측, 화면 간 예측 또는 스킵 방법 중 적어도 하나를 이용하여 부호화된다. 코딩 블록이 결정되면, 코딩 블록의 예측 분할을 통해 예측 블록(Prediction Block)을 결정할 수 있다. 코딩 블록의 예측 분할은 코딩 블록의 분할 형태를 나타내는 파티션 모드(Part_mode)에 의해 수행될 수 있다. 예측 블록의 크기 또는 형태는 코딩 블록의 파티션 모드에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 파티션 모드에 따라 결정되는 예측 블록의 크기는 코딩 블록의 크기와 동일하거나 작은 값을 가질 수 있다.
도 4는 코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화되었을 때, 코딩 블록에 적용될 수 있는 파티션 모드를 예시한 도면이다.
코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화된 경우, 코딩 블록에는 도 4에 도시된 예에서와 같이, 8개의 파티션 모드 중 어느 하나가 적용될 수 있다.
코딩 블록이 화면 내 예측으로 부호화된 경우, 코딩 블록에는 파티션 모드 PART_2Nx2N 또는 PART_NxN 이 적용될 수 있다.
PART_NxN은 코딩 블록이 최소 크기를 갖는 경우 적용될 수 있다. 여기서, 코딩 블록의 최소 크기는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 것일 수 있다. 또는, 코딩 블록의 최소 크기에 관한 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다. 일 예로, 코딩 블록의 최소 크기는 슬라이스 헤더를 통해 시그널링되고, 이에 따라, 슬라이스별로 코딩 블록의 최소 크기가 정의될 수 있다.
일반적으로, 예측 블록의 크기는 64x64 부터 4x4의 크기를 가질 수 있다. 단, 코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화된 경우, 움직임 보상을 수행할 때, 메모리 대역폭(memory bandwidth)을 줄이기 위해, 예측 블록이 4x4 크기를 갖지 않도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 영상 부호화기/복호화기에 기-정의된 인트라 예측 모드의 종류를 도시한 것이다.
영상 부호화기/복호화기는 기-정의된 인트라 예측 모드 중 어느 하나를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측을 위한 기-정의된 인트라 예측 모드는 비방향성 예측 모드(예를 들어, Planar mode, DC mode) 및 33개의 방향성 예측 모드(directional prediction mode)로 구성될 수 있다.
또는, 인트라 예측의 정확도를 높이기 위해 33개의 방향성 예측 모드보다 더 많은 개수의 방향성 예측 모드가 이용될 수 있다. 즉, 방향성 예측 모드의 각도(angle)를 더 세분화하여 M개의 확장된 방향성 예측 모드를 정의할 수도 있고(M>33), 기-정의된 33개의 방향성 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 소정의 각도를 가진 방향성 예측 모드를 유도하여 사용할 수도 있다.
도 5에 도시된 35개의 인트라 예측 모드 보다 더 많은 수의 인트라 예측 모드를 이용할 수도 있다. 일 예로, 방향성 예측 모드의 각도를 더 세분화하거나, 기 정의된 소정 개수의 방향성 모드들 중 적어도 하나를 이용하여, 소정의 각도를 가진 방향성 예측 모드를 복호화하여, 35개의 인트라 예측 모드 보다 많은 수의 인트라 예측 모드를 이용할 수 있다. 이때, 35개의 인트라 예측 모드 보다 더 많은 수의 인트라 예측 모드를 이용하는 것을, 확장된 인트라 예측 모드라 호칭할 수 있다.
도 6은 확장된 인트라 예측 모드의 일예이며, 확장된 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 예측 모드와 65개의 확장된 방향성 예측 모드로 구성될 수 있다. 확장된 인트라 예측 모드는 휘도 성분과 색차 성분에 대해서 동일하게 사용할 수도 있고, 성분 별로 서로 상이한 개수의 인트라 예측 모드를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 휘도 성분에서는 67개의 확장된 인트라 예측 모드를 사용하고, 색차 성분에서는 35개의 인트라 예측 모드를 사용할 수도 있다.
또는, 색차 포맷(format)에 따라 서로 다른 개수의 인트라 예측 모드를 사용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 4:2:0 format인 경우에는 휘도 성분에서는 67개의 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행하고 색차 성분에서는 35개의 인트라 예측 모드를 사용할 수 있고, 4:4:4 format인 경우에는 휘도 성분과 색차 성분 모두에서 67개의 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
또는, 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 서로 다른 개수의 인트라 예측 모드를 사용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다. 즉, PU 또는 CU의 크기 및/또는 형태에 따라 35개의 인트라 예측 모드 또는 67개의 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다. 예를 들어, CU 또는 PU의 크기가 64x64보다 작거나 비대칭 파티션(asymmetric partition)인 경우에는 35개의 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있고, CU 또는 PU의 크기가 64x64보다 같거나 큰 경우에는 67개의 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다. Intra_2Nx2N에서는 65개의 방향성 인트라 예측 모드를 허용할 수도 있으며, Intra_NxN에서는 35개의 방향성 인트라 예측 모드만 허용할 수도 있다.
시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 별로, 확장된 인트라 예측 모드를 적용하는 블록의 크기를 상이하게 설정할 수도 있다. 일 예로, 제1 슬라이스에서는, 64x64 보다 큰 블록(예컨대, CU 또는 PU)에 확장된 인트라 예측 모드가 적용되도록 설정하고, 제2 슬라이스에서는, 32x32 보다 큰 블록에 확장된 인트라 예측 모드가 적용되도록 설정할 수 있다. 확장된 인트라 예측 모드가 적용되는 블록의 크기를 나타내는 정보는, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 단위별로 시그널링될 수 있다. 일 예로, 확장된 인트라 예측 모드가 적용되는 블록의 크기를 나타내는 정보는, 블록의 크기에 로그값을 취한 뒤 정수 4를 차감한 'log2_extended_intra_mode_size_minus4'로 정의될 수 있다. 일 예로, log2_extended_intra_mode_size_minus4 의 값이 0인 것은, 16x16 이상의 크기를 갖는 블록 또는 16x16 보다 큰 크기를 갖는 블록에 확장된 인트라 예측 모드를 적용할 수 있음을 나타내고, log2_extended_intra_mode_size_minus4 의 값이 1인 것은, 32x32 이상의 크기를 갖는 블록 또는 32x32 보다 큰 크기를 갖는 블록에 확장된 인트라 예측 모드를 적용할 수 있음을 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같이, 색차 성분, 색차 포맷, 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나를 고려하여, 인트라 예측 모드의 개수가 결정될 수 있다. 설명한 예에 그치지 않고, 부호화/복호화 대상 블록의 인트라 예측 모드를 결정하기 위해 이용되는, 인트라 예측 모드 후보자(예컨대, MPM의 개수)도, 색차 성분, 색차 포맷, 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 따라 결정될 수도 있다. 후술되는 도면을 참조하여, 부호화/복호화 대상 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 방법 및 결정된 인트라 예측 모드를 이용하여, 인트라 예측을 수행하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 인트라 예측 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다(S700).
구체적으로, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 후보 리스트와 인덱스를 기반으로 유도될 수 있다. 여기서, 후보 리스트는 복수의 후보자를 포함하며, 복수의 후보자는 현재 블록에 인접한 주변 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여 결정될 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 상단, 하단, 좌측, 우측 또는 코너에 위치한 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인덱스는 후보 리스트에 속한 복수의 후보자 중 어느 하나를 특정할 수 있다. 상기 인덱스에 의해 특정된 후보자는 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정될 수 있다.
주변 블록이 인트라 예측에 사용한 인트라 예측 모드가 후보자로 설정될 수 있다. 또한, 주변 블록의 인트라 예측 모드와 유사한 방향성을 가진 인트라 예측 모드가 후보자로 설정될 수도 있다. 여기서, 유사한 방향성을 가진 인트라 예측 모드는 주변 블록의 인트라 예측 모드에 소정의 상수값을 더하거나 뺀 값으로 결정될 수 있다. 소정의 상수값은 1, 2 또는 그 이상의 정수일 수 있다.
상기 후보 리스트는 디폴트 모드를 더 포함할 수도 있다. 디폴트 모드는 플래너 모드, DC 모드, 수직 모드, 수평 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디폴트 모드는 현재 블록의 후보 리스트에 포함 가능한 후보자의 최대 개수를 고려하여 적응적으로 추가될 수 있다.
후보 리스트에 포함 가능한 후보자의 최대 개수는 3개, 4개, 5개, 6개 또는 그 이상일 수 있다. 후보 리스트에 포함 가능한 후보자의 최대 개수는 영상 부호화기/복호화기에 기-설정된 고정된 값일 수 있고, 현재 블록의 속성에 기초하여 가변적으로 결정될 수도 있다. 속성은 블록의 위치/크기/형태, 블록이 사용 가능한 인트라 예측 모드의 개수/종류, 색차 속성, 색차 포맷 등을 의미할 수 있다. 또는, 후보 리스트에 포함 가능한 후보자의 최대 개수를 나타내는 정보가 별도로 시그날링될 수도 있으며, 이를 이용하여 후보 리스트에 포함 가능한 후보자의 최대 개수가 가변적으로 결정될 수도 있다. 상기 후보자의 최대 개수를 나타내는 정보는 시퀀스 레벨, 픽쳐 레벨, 슬라이스 레벨 또는 블록 레벨 중 적어도 하나에서 시그날링될 수 있다.
확장된 인트라 예측 모드와 기-정의된 35개의 인트라 예측 모드가 선택적으로 사용되는 경우, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 확장된 인트라 예측 모드에 대응하는 인덱스로 변환하거나, 또는 35개의 인트라 예측 모드에 대응하는 인덱스로 변환하여 후보자를 유도할 수 있다. 인덱스의 변환을 위해 기-정의된 테이블이 이용될 수도 있고, 소정의 값에 기반한 스케일링 연산이 이용될 수도 있다. 여기서, 기-정의된 테이블은 서로 상이한 인트라 예측 모드 그룹 (예를 들어, 확장된 인트라 예측 모드와 35개의 인트라 예측 모드) 간의 매핑 관계를 정의한 것일 수 있다.
예를 들어, 좌측 주변 블록이 35개의 인트라 예측 모드를 사용하고, 좌측 주변 블록의 인트라 예측 모드가 10(horizontal mode)인 경우, 이를 확장된 인트라 예측 모드에서 horizontal mode에 대응하는 인덱스 16으로 변환할 수 있다.
또는, 상단 주변 블록이 확장된 인트라 예측 모드를 사용하고, 상단 주변 블록의 인트라 예측 모드 인덱스가 50(vertical mode)인 경우, 이를 35개의 인트라 예측 모드에서 vertical mode에 대응하는 인덱스 26으로 변환할 수 있다.
상술한 인트라 예측 모드 결정 방법에 기반하여 휘도 성분과 색차 성분 각각에 대해서 상호 독립적으로 인트라 예측 모드가 유도될 수도 있고, 색차 성분은 휘도 성분의 인트라 예측 모드에 종속성으로 유도될 수도 있다.
구체적으로, 색차 성분의 인트라 예측 모드는 다음 표 1과 같이 휘도 성분의 인트라 예측 모드에 기반하여 결정될 수 있다.
Intra_chroma_pred_mode[xCb][yCb] IntraPredModeY[xCb][yCb]
0 26 10 1 X(0<=X<=34)
0 34 0 0 0 0
1 26 34 26 26 26
2 10 10 34 10 10
3 1 1 1 34 1
4 0 26 10 1 X
표 1에서 intra_chroma_pred_mode는 색차 성분의 인트라 예측 모드를 특정하기 위해 시그날링되는 정보를 의미하며, IntraPredModeY는 휘도 성분의 인트라 예측 모드를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 유도할 수 있다(S710).
구체적으로, 현재 블록의 주변 샘플에 기반하여 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 유도할 수 있다. 주변 샘플은 상술한 주변 블록의 복원 샘플을 의미할 수 있고, 이는 인루프 필터가 적용되기 이전의 복원 샘플 또는 인루프 필터가 적용된 이후의 복원 샘플일 수 있다.
현재 블록 이전에 복원된 주변 샘플이 참조 샘플로 이용될 수도 있고, 소정의 인트라 필터를 기반으로 필터링된 주변 샘플이 참조 샘플로 이용될 수도 있다. 인트라 필터를 이용하여 주변 샘플을 필터링하는 것을 참조 샘플 스무딩(smoothing)이라 호칭할 수도 있다. 상기 인트라 필터는 동일한 수평 라인에 위치한 복수의 주변 샘플에 적용되는 제1 인트라 필터 또는 동일한 수직 라인에 위치한 복수의 주변 샘플에 적용되는 제2 인트라 필터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 주변 샘플의 위치에 따라 제1 인트라 필터 또는 제2 인트라 필터 중 어느 하나가 선택적으로 적용될 수도 있고, 2개의 인트라 필터가 중복적으로 적용될 수도 있다. 이때, 제1 인트라 필터 또는 제2 인트라 필터 중 적어도 하나의 필터 계수는 (1,2,1)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 필터링은 현재 블록의 인트라 예측 모드 또는 현재 블록에 관한 변환 블록의 크기 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드, 수직 모드 또는 수평 모드인 경우 필터링은 수행되지 않을 수 있다. 상기 변환 블록의 크기가 NxM인 경우, 필터링은 수행되지 않을 수 있다. 여기서, N과 M은 동일하거나 서로 상이한 값일 수 있고, 4, 8, 16 또는 그 이상의 값 중 어느 하나일 수 있다. 일 예로, 변환 블록의 크기가 4x4인 경우, 필터링은 수행되지 않을 수 있다. 또는, 현재 블록의 인트라 예측 모드와 수직 모드(또는 수평 모드)의 차이와 기-정의된 임계치(threshold) 간의 비교 결과에 기초하여 필터링을 선택적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드와 수직 모드의 차이가 임계치보다 큰 경우에 한하여 필터링을 수행할 수 있다. 상기 임계치는 표 2와 같이 변환 블록의 크기 별로 정의될 수 있다.
8x8 transform 16x16 transform 32x32 transform
Threshold 7 1 0
상기 인트라 필터는 영상 부호화기/복호화기에 기-정의된 복수의 인트라 필터 후보 중 어느 하나로 결정될 수 있다. 이를 위해 복수의 인트라 필터 후보 중 현재 블록의 인트라 필터를 특정하는 별도의 인덱스가 시그날링될 수 있다. 또는, 현재 블록의 크기/형태, 변환 블록의 크기/형태, 필터 강도(strength)에 관한 정보, 또는 주변 샘플들의 변화량(variation) 중 적어도 하나에 기초하여 인트라 필터가 결정될 수도 있다.
도 7을 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측 모드와 참조 샘플을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다(S720).
즉, S500에서 결정된 인트라 예측 모드와 S510에서 유도된 참조 샘플을 이용하여 현재 블록의 예측 샘플을 획득할 수 있다. 다만, 인트라 예측의 경우 주변 블록의 경계 샘플을 이용하기 때문에 예측 영상의 화질이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상술한 예측 과정을 통해 생성된 예측 샘플에 대한 보정 과정을 더 수반할 수 있으며, 이하 도 8 내지 도 10을 참조하여 자세히 살펴 보기로 한다. 다만, 후술할 보정 과정은 인트라 예측 샘플에 대해서만 적용되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 인터 예측 샘플 또는 복원 샘플에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 주변 샘플들의 차분 정보에 기반하여 현재 블록의 예측 샘플을 보정하는 방법을 도시한 것이다.
현재 블록에 대한 복수의 주변 샘플들의 차분 정보에 기반하여 현재 블록의 예측 샘플을 보정할 수 있다. 상기 보정은 현재 블록에 속한 모든 예측 샘플에 대해서 수행될 수도 있고, 소정의 일부 영역에 속한 예측 샘플에 대해서만 수행될 수도 있다. 일부 영역은 하나의 행/열 또는 복수의 행/열일 수 있고, 이는 영상 부호화기/복호화기에서 보정을 위해 기-설정된 영역일 수도 있다. 일 예로, 현재 블록의 경계에 위치한 하나의 행/열 또는 현재 블록의 경계로부터 복수의 행/열에 보정이 수행될 수 있다. 또는, 일부 영역은 현재 블록의 크기/형태 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 가변적으로 결정될 수도 있다.
주변 샘플들은 현재 블록의 상단, 좌측, 좌상단 코너에 위치한 주변 블록 중 적어도 하나에 속할 수 있다. 보정을 위해 이용되는 주변 샘플들의 개수는 2개, 3개, 4개 또는 그 이상일 수 있다. 주변 샘플들의 위치는 현재 블록 내 보정 대상인 예측 샘플의 위치에 따라 가변적으로 결정될 수 있다. 또는, 주변 샘플들 중 일부는 보정 대상인 예측 샘플의 위치와 관계없이 고정된 위치를 가지고, 나머지는 보정 대상인 예측 샘플의 위치에 따른 가변적인 위치를 가질 수도 있다.
주변 샘플들의 차분 정보는 주변 샘플들 간의 차분 샘플을 의미할 수도 있고, 상기 차분 샘플을 소정의 상수값(예를 들어, 1, 2, 3 등)으로 스케일링한 값을 의미할 수도 있다. 여기서, 소정의 상수값은 보정 대상인 예측 샘플의 위치, 보정 대상인 예측 샘플이 속한 열 또는 행의 위치, 열 또는 행 내에서 예측 샘플의 위치 등을 고려하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수직 모드인 경우, 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 주변 샘플 p(-1,y)과 좌상단 주변 샘플 p(-1,-1) 간의 차분 샘플을 이용하여 다음 수학식 1과 같이 최종 예측 샘플을 획득할 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000001
예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수평 모드인 경우, 현재 블록의 상단 경계에 인접한 주변 샘플 p(x,-1)과 좌상단 주변 샘플 p(-1,-1) 간의 차분 샘플을 이용하여 다음 수학식 2와 같이 최종 예측 샘플을 획득할 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000002
예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수직 모드인 경우, 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 주변 샘플 p(-1,y)과 좌상단 주변 샘플 p(-1,-1) 간의 차분 샘플을 이용하여 최종 예측 샘플을 획득할 수 있다. 이때, 상기 차분 샘플을 예측 샘플에 가산할 수도 있고, 상기 차분 샘플을 소정의 상수값으로 스케일링한 후, 이를 예측 샘플에 가산할 수도 있다. 스케일링에 이용되는 소정의 상수값은 열 및/또는 행에 따라 상이하게 결정될 수 있다. 일예로, 다음 수학식 3과 수학식 4와 같이 예측 샘플을 보정할 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000003
Figure PCTKR2017006606-appb-M000004
예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수평 모드인 경우, 현재 블록의 상단 경계에 인접한 주변 샘플 p(x,-1)과 좌상단 주변 샘플 p(-1,-1) 간의 차분 샘플을 이용하여 최종 예측 샘플을 획득할 수 있으며, 이는 수직 모드에서 상술한 바와 같다. 일예로, 다음 수학식 5와 수학식 6과 같이 예측 샘플을 보정할 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000005
Figure PCTKR2017006606-appb-M000006
도 9와 도 10은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 소정의 보정 필터를 기반으로 예측 샘플을 보정하는 방법을 도시한 것이다.
보정 대상인 예측 샘플의 주변 샘플과 소정의 보정 필터를 기반으로 예측 샘플을 보정할 수 있다. 이때 주변 샘플은 현재 블록의 방향성 예측 모드의 각도 라인(angular line)에 의해 특정될 수 있고, 보정 대상인 예측 샘플과 동일한 각도 라인에 위치한 하나 또는 그 이상의 샘플일 수 있다. 또한, 주변 샘플은 현재 블록에 속하는 예측 샘플일 수도 있고, 현재 블록 이전에 복원된 주변 블록에 속하는 복원 샘플일 수도 있다.
보정 필터의 탭수, 강도(strength) 또는 필터 계수 적어도 하나는 보정 대상인 예측 샘플의 위치, 보정 대상인 예측 샘플이 현재 블록의 경계에 위치하는지 여부, 현재 블록의 인트라 예측 모드, 방향성 예측 모드의 각도, 주변 블록의 예측 모드(인터 또는 인트라 모드) 또는 현재 블록의 크기/형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
도 9를 참조하면, 방향성 예측 모드 중 인덱스가 2 또는 34인 경우에는 도 9와 같이 보정 대상인 예측 샘플의 좌하단에 위치한 적어도 하나의 예측/복원 샘플과 소정의 보정 필터를 이용하여 최종 예측 샘플을 획득할 수 있다. 여기서, 좌하단의 예측/복원 샘플은 보정 대상인 예측 샘플이 속한 라인의 이전 라인에 속한 것일 수 있고, 이는 현재 샘플과 동일한 블록에 속한 것일 수도 있고, 현재 블록에 인접한 주변 블록에 속한 것일 수도 있다.
예측 샘플에 대한 필터링은 블록 경계에 위치한 라인에서만 수행할 수도 있고, 복수의 라인에서 수행할 수도 있다. 각 라인마다 필터 탭수 또는 필터 계수 중 적어도 하나가 상이한 보정 필터가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 블록 경계와 가장 가까운 왼쪽 첫번째 라인의 경우 (1/2,1/2) 필터를 사용할 수 있고, 두번째 라인의 경우 (12/16, 4/16) 필터를 사용할 수 있고, 세번째 라인의 경우 (14/16, 2/16) 필터를 사용하며, 네번째 라인의 경우 (15/16, 1/16) 필터를 사용할 수도 있다.
또는, 방향성 예측 모드 중 인덱스가 3 내지 6사이 또는 30 내지 33 사이의 값일 경우, 도 10과 같이 블록 경계에서 필터링을 수행할 수 있으며, 3-tap의 보정 필터를 사용하여 예측 샘플을 보정할 수 있다. 보정 대상인 예측 샘플의 좌하단 샘플, 좌하단 샘플의 하단 샘플 및 보정 대상인 예측 샘플을 입력으로 하는 3-tap의 보정 필터를 사용하여 필터링을 수행할 수 있다. 보정 필터에 이용되는 주변 샘플의 위치는 방향성 예측 모드에 기반하여 상이하게 결정될 수 있다. 방향성 예측 모드에 따라 보정 필터의 필터 계수가 상이하게 결정될 수도 있다.
주변 블록이 인터 모드인지 인트라 모드인지에 따라 서로 다른 보정 필터가 적용될 수 있다. 주변 블록이 인트라 모드로 부호화된 경우에는 인터 모드로 부호화된 경우보다 예측 샘플에 가중치를 더 주는 필터링 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드가 34인 경우, 주변 블록이 인터 모드로 부호화된 경우에는 (1/2,1/2) 필터를 사용하고, 주변 블록이 인트라 모드로 부호화된 경우에는 (4/16, 12/16) 필터를 사용할 수 있다.
현재 블록(예를 들어, 코딩 블록, 예측 블록)의 크기/형태에 따라 현재 블록 내 필터링되는 라인의 개수는 상이할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 32x32보다 작거나 같은 경우에는 블록 경계에 있는 하나의 라인만 필터링을 수행하고, 그렇지 않은 경우에는 블록 경계에 있는 하나의 라인을 포함한 복수의 라인에 필터링을 수행할 수도 있다.
도 9와 도 10은 도 4에서 언급한 35개의 인트라 예측 모드를 이용하는 경우를 기반으로 설명하나, 확장된 인트라 예측 모드를 이용하는 경우에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 인트라 예측을 위한 참조 샘플의 범위를 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 현재 블록의 경계에 위치한 참조 샘플 P(-1,-1), P(-1,y) (0<= y <= 2N-1) , P(x,-1) (0 <= x <= 2N-1)을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이때, 현재 블록의 인트라 예측 모드(예를 들어, 인트라 예측 모드의 인덱스, 방향성, 각도 등) 또는 현재 블록에 관한 변환 블록의 크기 중 적어도 하나에 기초하여, 참조 샘플에 대한 필터링을 선택적으로 수행할 수 있다.
부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 인트라 필터를 이용하여 참조 샘플에 대한 필터링을 수행할 수 있다. 일 예로, 필터 계수가 (1,2,1)인 인트라 필터 또는 계수가 (2,3,6,3,2)인 인트라 필터를 이용하여, 인트라 예측에 사용할 최종 참조 샘플을 유도할 수 있다.
또는, 복수의 인트라 필터 후보 중 적어도 하나를 선택하여 참조 샘플에 대한 필터링을 수행할 수 있다. 여기서, 복수의 인트라 필터 후보는 필터 강도, 필터 계수 또는 tap 수(예를 들어, 필터 계수의 개수, 필터 길이) 중 적어도 하나가 서로 상이할 수 있다. 복수의 인트라 필터 후보는 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 블록 레벨 중 적어도 하나에서 정의될 수 있다. 즉, 현재 블록이 속한 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스 또는 블록은 동일한 복수의 인트라 필터 후보를 사용할 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, 복수의 인트라 필터 후보는 제1 인트라 필터와 제2 인트라 필터를 포함하며, 제1 인트라 필터는 (1,2,1) 3-tap 필터이고, 제2 인트라 필터는 (2,3,6,3,2) 5-tap 필터라 가정한다.
상기 제1 인트라 필터를 적용하여 참조 샘플을 필터링하는 경우, 필터링된 참조 샘플은 다음 수학식 7과 같이 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000007
Figure PCTKR2017006606-appb-I000001
Figure PCTKR2017006606-appb-I000002
상기 제2 인트라 필터를 적용하여 참조 샘플을 필터링하는 경우, 필터링된 참조 샘플은 다음 수학식 8과 같이 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000008
Figure PCTKR2017006606-appb-I000003
Figure PCTKR2017006606-appb-I000004
상기 수학식 7 및 8에서, x는 0과 2N-2 사이의 정수이고, y는 0과 2N-2 사이의 정수일 수 있다.
또는, 참조 샘플의 위치를 기반으로 복수의 인트라 필터 후보 중 어느 하나를 특정하고, 이를 이용하여 참조 샘플에 대한 필터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 범위에 속한 참조 샘플에는 제1 인트라 필터를 적용하고, 제2 범위에 속한 참조 샘플에는 제2 인트라 필터를 적용할 수 있다. 여기서, 제1 범위 및 제2 범위는, 현재 블록의 경계에 인접하였는지 여부를 기준으로 구분되거나, 현재 블록의 상단에 위치하였는지 또는 좌측에 위치하였는지 여부를 기준으로 구분되거나, 현재 블록의 코너에 인접하는지 여부를 기준으로 구분될 수 있다. 일 예로, 도 12에 도시된 바와 같이, 현재 블록 경계에 인접한 참조 샘플 P(-1,-1), P(-1,0), P(-1,1), … , P(-1,N-1) 그리고 P(0,-1), P(1,-1), …, P(N-1,-1)에는 제1 인트라 필터를 적용하여 수학식 7과 같이 필터링을 수행하고, 현재 블록 경계에 인접하지 않는, 그 외의 참조 샘플에는 제2 인트라 필터를 적용하여 수학식 8과 같이 필터링을 수행할 수 있다.현재 블록에서 사용된 변환 타입에 기초하여 복수의 인트라 필터 후보 중 어느 하나를 선택하고, 이를 이용하여 참조 샘플에 대한 필터링을 수행할 수 있다. 여기서, 변환 타입은 (1)DCT, DST, KLT와 같은 변환 기법을 의미할 수도 있고, (2) 2D 변환, 1D 변환, 비변환과 같은 변환 모드 지시자를 의미할 수도 있고, (3) 1차 변환, 2차 변환과 같이 변환 횟수를 의미할 수도 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 변환 타입은 DCT, DST, KLT와 같은 변환 기법을 의미하는 것으로 가정한다.
예를 들어, 현재 블록이 DCT를 사용하여 부호화된 경우에는 제1 인트라 필터를 사용하여 필터링을 수행하고, 현재 블록이 DST를 사용하여 부호화된 경우에는 제2 인트라 필터를 사용하여 필터링을 수행할 수 있다. 또는, 현재 블록이 DCT 또는 DST을 사용하여 부호화된 경우에는 제1 인트라 필터를 사용하여 필터링을 수행하고, 현재 블록이 KLT를 사용하여 부호화된 경우에는 제2 인트라 필터를 사용하여 필터링을 수행할 수 있다.
전술한 현재 블록의 변환 타입과 참조 샘플의 위치를 기반으로 선택된 필터를 이용하여 필터링을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록 DCT을 사용하여 부호화된 경우에는 참조 샘플 P(-1,-1), P(-1,0), P(-1,1), … , P(-1,N-1) 그리고 P(0,-1), P(1,-1), …, P(N-1,-1)은 제1 인트라 필터를 이용하여 필터링을 수행하고, 그 외의 참조 샘플은 제2 인트라 필터를 이용하여 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록이 DST를 사용하여 부호화된 경우에는 참조 샘플 P(-1,-1), P(-1,0), P(-1,1), … , P(-1,N-1) 그리고 P(0,-1), P(1,-1), …, P(N-1,-1)은 제2 인트라 필터를 이용하여 필터링을 수행하고, 그 외의 참조 샘플은 제1 인트라 필터를 이용하여 필터링을 수행할 수 있다.
참조 샘플을 포함하는 이웃 블록의 변환 타입과 현재 블록의 변환 타입 간의 동일 여부에 기초하여 복수의 인트라 필터 후보 중 어느 하나를 선택하고, 이를 이용하여 참조 샘플에 대한 필터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록과 이웃 블록이 동일한 변환 타입을 사용하는 경우에는 제1 인트라 필터를 사용하여 필터링을 수행하고, 현재 블록과 이웃 블록이 서로 상이한 변환 타입을 사용하는 경우에는 제2 인트라 필터를 사용하여 필터링을 수행할 수 있다.
이웃 블록의 변환 타입에 기초하여 복수의 인트라 필터 후보 중 어느 하나를 선택하고, 이를 이용하여 참조 샘플에 대한 필터링을 수행할 수 있다. 즉, 참조 샘플이 속한 블록의 변환 타입을 고려하여 소정의 필터를 선택할 수 있다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 현재 블록과 좌측/좌하단에 인접한 블록은 DCT를 이용하여 부호화된 블록이고, 상측/우상단에 인접한 블록은 DST를 이용하여 부호화된 블록인 경우, 좌측/좌하단에 인접한 참조 샘플에는 제1 인트라 필터를 적용하여 필터링을 수행하고, 상측/우상단에 인접한 참조 샘플에는 제2 인트라 필터를 적용하여 필터링을 수행할 수 있다.
소정의 영역 단위로, 해당 영역에 이용 가능한 필터가 정의될 수 있다. 여기서, 소정의 영역 단위는 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 블록 그룹(예를 들어, coding tree unit row), 블록(예를 들어, coding tree unit) 중 어느 하나일 수도 있고, 하나 또는 그 이상의 필터를 공유하는 별도의 영역이 정의될 수도 있다. 참조 샘플은 현재 블록이 속한 영역에 매핑되는 필터를 이용하여 필터링될 수 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, CTU 단위로 서로 다른 필터를 사용하여 참조 샘플에 대한 필터링을 수행할 수 있다. 이 경우, 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 픽쳐 파라미터 세트(PPS)에서, 해당 시퀀스 또는 픽쳐가 동일한 필터를 사용하는지 여부를 나타내는 정보, 각 CTU 별로 사용한 필터의 종류, 사용 가능한 인트라 필터 후보 중 해당 CTU가 사용한 필터를 특정하는 인덱스 등이 시그날링될 수 있다.
상술한 인트라 필터는 코딩 유닛 단위로 적용될 수도 있다. 일 예로, 코딩 유닛 주변의 참조 샘플들에 대해, 제1 인트라 필터 또는 제2 인트라 필터를 적용하여 필터링을 수행할 수 있다.
현재 블록의 인트라 예측 모드가 결정되면, 현재 블록에 인접한 참조 샘플을 이용하여, 인트라 예측을 수행할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 예측 샘플은, 참조 샘플을 평균함으로써 생성되거나, 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하여, 참조 샘플을 특정 방향으로 복사함으로써 생성될 수 있다. 앞서, 도 11을 통해 살펴본 예에서와 같이, 현재 블록의 경계에 위치한 P(-1,-1), P(-1,y) (0<= y <= 2N-1) , P(x,-1) (0 <= x <= 2N-1)이, 참조 샘플로서 이용될 수 있다.
현재 블록에 이웃한 이웃 블록에 포함된 샘플이 참조 샘플로 이용 가능하지 않은 것으로 판단되는 경우, 가용하지 않은 샘플을 가용한 참조 샘플로 대체할 수 있다. 일 예로, 이웃 블록에 포함된 샘플의 위치가 픽쳐의 바깥에 존재하는 경우, 이웃 블록에 포함된 샘플이 현재 블록과 다른 슬라이스에 존재하는 경우 또는 이웃 블록에 포함된 샘플이 인터 예측으로 부호화된 블록에 포함된 경우 등에 있어서, 이웃 샘플이 참조 샘플로 이용할 수 없는 것으로 판단될 수 있다. 이때, 인터 예측으로 부호화된 블록에 포함된 샘플이 비가용한 것인지 여부는, 현재 블록의 인트라 예측 시 인터 예측으로 부호화된 블록에 포함된 샘플을 참조 샘플로 사용할 것인지 여부를 나타내는 정보에 기초하여, 판단될 수 있다. 여기서, 상기 정보는 1비트 플래그(예를 들어, 'constrained_intra_prediction_flag')일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 'constrained_intra_prediction_flag'가 1인 경우, 인터 예측으로 부호화된 블록에 포함된 샘플은 참조 샘플로 이용할 수 없는 것으로 판단될 수 있다. 이하, 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플을, 비가용 참조 샘플이라 호칭하기로 한다.
도 11에 도시된 예에서, 좌측 최하단에 위치한 샘플(예컨대, P(-1, 2N-1))이 가용하지 않은 것으로 판단되는 경우, 소정 순서로 가용 샘플을 스캔함에 따라 가장 처음 발견되는 가용 참조 샘플을 이용하여, 좌측 최하단에 위치한 샘플을 대체할 수 있다. 여기서, 스캔 순서는, 좌측 최하단 샘플에 인접한 샘플부터 순차적으로 진행될 수 있다. 일 예로, 도 11에 도시된 예에서, 샘플 P(-1,2N-1)이 가용하지 않은 경우, P(-1,2N-2) 부터 P(-1,-1), P(-1,0)부터 P(2N-1,-1)의 순서로 스캔을 진행할 수 있다. P(-1,2N-1)은 스캔 수행 결과 가장 처음 발견되는 가용 참조 샘플로 대체될 수 있다.
좌측 최하단에 위치한 참조 샘플을 제외한 좌측 참조 샘플이 비가용한 경우, 좌측 참조 샘플은 좌측 참조 샘플 하단에 인접한 참조 샘플로 대체될 수 있다. 일 예로, P(-1,2N-1)과 P(-1,-1) 사이의 비가용 참조 샘플 P(-1,y)는 참조 샘플 (P-1, y+1)로 대체될 수 있다.
상단 참조 샘플이 비가용한 경우, 상단 참조 샘플은 상단 참조 샘플 좌측에 인접한 참조 샘플로 대체될 수 있다. 일 에로, P(0,-1)과 P(2N-1,-1) 사이의 비가용 참조 샘플 P(x,-1)은 참조 샘플 P(x-1,-1)로 대체될 수 있다.
현재 블록에 대한 참조 샘플 세트는 '레퍼런스 라인'(또는, '인트라 레퍼런스 라인' 또는 '참조 샘플 라인')이라 호칭될 수 있다. 여기서, 레퍼런스 라인은 하나의 행 및 하나의 열로 구성된 참조 샘플 세트를 포함할 수 있다. 일 예로, 도 11에 도시된 예에서, '레퍼런스 라인'은, P(-1,2N-1) 부터 P(-1,-1), P(0,-1) 부터 P(2N-2,-1)을 포함하는 참조 샘플 세트를 나타낼 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측은, 레퍼런스 라인에 포함된 참조 샘플에 기초하여 수행될 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 샘플은, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라, 레퍼런스 라인에 포함된 참조 샘플들을 이용하여 수행될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 레퍼런스 라인에 포함된 평균 및 가중 예측을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 현재 블록의 예측 샘플은 하기 수학식 9에 따라 획득될 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000009
Figure PCTKR2017006606-appb-I000005
Figure PCTKR2017006606-appb-I000006
수학식 9에서, dcVal은, 레퍼런스 라인에 포함된 참조 샘플들 중 P(-1,-1)을 제외한 샘플들의 평균값에 기초하여 생성될 수 있다.
플래너 모드는 강한 엣지(edge)를 갖지 않는 부드러운 영역에서 효과적인 예측 효율을 나타내고, 블록 경계의 불연속성 또는 블록 경계의 화질 열화를 개선하는데 효과적이다. 현재 블록의 인트라 예측 모드가 플래너 모드인 경우, 현재 블록의 수평 방향 예비 예측 샘플은, 현재 블록의 우측 상단 코너에 인접한 참조 샘플 및 수평 방향 예비 예측 샘플과 동일한 y좌표를 갖는 참조 샘플을 이용하여 획득되고, 현재 블록의 수직 방향 예비 예측 샘플은, 현재 블록의 좌측 하단 코너에 인접한 참조 샘플 및 수직 방향 예비 예측 샘플과 동일한 x좌표를 갖는 참조 샘플을 이용하여 획득될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 수평 방향 예비 예측 샘플 및 수직 방향 예비 예측 샘플은 하기 수학식 10에 의해 획득될 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000010
Figure PCTKR2017006606-appb-I000007
현재 블록의 예측 샘플은, 수평 방향 예비 예측 샘플 및 수직 방향 예비 예측 샘플을 합한 뒤, 이를 현재 블록의 크기에 따라 결정되는 값만큼 시프팅(shifting)함으로써 생성될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 예측 샘플은 하기 수학식 11에 의해 획득될 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000011
현재 블록의 인트라 예측은 복수개의 레퍼런스 라인을 이용하여 수행될 수도 있다. 현재 블록이 WxH 크기를 갖는다고 가정했을 때, k번째 레퍼런스 라인은, p(-k, -k), p(-k, -k)과 동일 행에 위치하는 참조 샘플(예컨대, p(-k+1,-k)부터 p(W+H+2(k-1),-k)까지의 참조 샘플 또는 p(-k+1, -k)부터 p(2W+2(k-1), -k)까지의 참조 샘플) 및 p(-k, -k)과 동일 열에 위치하는 참조 샘플(예컨대, p(-k, -k+1)부터 p(-k,W+H+2(k-1))까지의 참조 샘플 또는 p(-k, -k+1)부터 p(-k,2H+2(k-1))까지의 참조 샘플)을 포함할 수 있다.
도 15는 복수개의 참조 샘플 라인을 예시한 도면이다. 도 15에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 경계에 인접한 첫번째 레퍼런스 라인을 '레퍼런스 라인 0'이라 했을 때, k번째 레퍼런스 라인은 k-1번째 레퍼런스 라인과 인접하여 구성될 수 있다.
또는, 도 15에 도시된 것과 달리, 모든 레퍼런스 라인이 동일한 수의 참조 샘플을 갖도록 구성하는 것도 가능하다.
현재 블록의 인트라 예측은 복수개의 레퍼런스 라인 중 적어도 하나에 의해 수행될 수 있다. 이처럼, 복수의 레퍼런스 라인을 이용하여, 인트라 예측을 수행하는 방법을, '확장된 레퍼런스 샘플을 이용한 인트라 예측 방법(Extended reference intra prediction)' 또는 '확장된 인트라 예측 방법'이라 호칭할 수 있다. 또한, 복수의 레퍼런스 라인을, '확장된 레퍼런스 라인'이라 호칭할 수 있다.
확장된 레퍼런스 라인을 이용하여 인트라 예측을 수행할 것인지 여부는, 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 이때, 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 확장된 레퍼런스 라인을 이용하여 인트라 예측을 수행할 것인지 여부에 관한 정보는, 코딩 트리 유닛, 부호화 유닛 또는 예측 유닛 단위로 시그널링될 수도 있고, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 단위로 시그널링될 수도 있다. 즉, 확장된 레퍼런스 라인을 이용하여 인트라 예측을 수행할 것인지 여부는, 시퀀스, 픽처, 슬라이스, CTU, CU 또는 PU 단위로 결정될 수 있다.
또는, 확장된 레퍼런스 라인을 이용하여 인트라 예측을 수행할 것인지 여부는, 현재 블록의 크기, 형태, 깊이 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수도 있다.
확장된 레퍼런스 라인을 이용하여 인트라 예측을 수행하기로 결정된 경우, 레퍼런스 라인의 개수가 결정될 수 있다. 이때, 레퍼런스 라인의 개수는 고정된 값을 가질 수도 있고, 현재 블록의 크기, 모양 또는 인트라 예측 모드에 따라 적응적으로 결정될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인 경우 하나의 레퍼런스 라인을 이용하여 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 반면, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 모드인 경우, 복수의 레퍼런스 라인을 이용하여 현재 블록의 인트라 예측을 수행할 수 있다.
다른 예로, 레퍼런스 라인의 개수는, 시퀀스, 픽처, 슬라이스 또는 복호화 대상 유닛 단위로 시그널링되는 정보에 의해 결정될 수도 있다. 여기서, 복호화 대상 유닛 단위는, 코딩 트리 유닛, 부호화 유닛, 변환 유닛 또는 예측 유닛 등을 의미할 수 있다. 일 예로, 시퀀스 또는 슬라이스에서 사용 가능한 레퍼런스 라인의 개수를 나타내는 신택스 요소 'max_intra_line_idx_minus2'이 시퀀스 헤더 또는 슬라이스 헤더를 통해 시그널링될 수도 있다. 이 경우, max_intra_line_idx_minus2 + 2를 사용 가능한 레퍼런스 라인의 개수로 설정될 수 있다.
이하, 확장된 레퍼런스 라인을 이용하여, 인트라 예측을 수행하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 16은, 본 발명에 따른, 확장된 레퍼런스 라인을 이용하여, 인트라 예측을 수행하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 복호화기는 복수 레퍼런스 라인을 생성할 수 있다(S1610). 각 레퍼런스 라인에 포함되는 참조 샘플은, 현재 블록보다 앞서 복호화된 블록들에 포함된 복원 샘플에 기초하여 생성될 수 있다.
현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 모드인 경우, 복호화기는 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하여, 레퍼런스 라인을 생성할 수 있다. 인트라 예측 모드의 방향성을 고려함에 따라, k번째 레퍼런스 라인에는 k-1번째 레퍼런스 라인보다 더 많은 수의 참조 샘플이 포함될 수 있다. 즉, 현재 블록으로부터 멀리 떨어진 레퍼런스 라인은 현재 블록과 가까운 레퍼런스 라인보다 더 많은 수의 참조 샘플을 포함할 수 있다.
이때, k-1번째 레퍼런스 라인 대비 k번째 레퍼런스 라인이 추가 포함하는 참조 샘플의 수는 현재 블록의 크기, 형태 또는 인트라 예측 모드에 따라, 가변적으로 결정될 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 4x4 크기를 갖는 경우, k번째 레퍼런스 라인은 k-1번째 레퍼런스 라인보다 4개(구체적으로는, 수평 방향으로 2개 및 수직 방향으로 2개)의 참조 샘플을 더 포함할 수 있다. 반면, 현재 블록이 8x8 크기를 갖는 경우, k번째 레퍼런스 라인은 k-1번째 레퍼런스 라인보다 8개(구체적으로는, 수평 방향으로 4개 및 수직 방향으로 4개)의 참조 샘플을 더 포함할 수 있다.
도 15에서는, 현재 블록의 크기가 4x4임에 따라, 첫번째 레퍼런스 샘플은 총 9개의 참조 샘플을 포함하고, 두번째 레퍼런스 샘플은 총 13개의 참조 샘플(9+2x2)을 포함하는 것으로 도시되었다.
현재 블록이 비정방형인 경우, 레퍼런스 라인에 포함된 참조 샘플의 수는 현재 블록의 수평 및 수직 방향 길이에 따라 결정될 수 있다.
일 예로, 도 17은, 비정방형 블록에 대한 복수의 레퍼런스 라인을 예시한 도면이다. 도 15 및 도 17을 비교하여 설명하면, 현재 블록의 너비가 1/2로 감소함에 따라, 레퍼런스 라인 0가 포함하는 좌상단 참조 샘플을 제외한 상단 참조 샘플의 수는 8개에서, 4개로 감소한 것으로 예시되었다.
즉, 도 15 및 도 17에 따르면, 현재 블록이 WxH 크기를 갖는다고 가정할 때, k번째 레퍼런스 라인은, W+H+2(k-1)개의 상단 참조 샘플(또는 2W+2(k-1)개의 상단 참조 샘플)(즉, 수평 방향 참조 샘플), W+H+2(k-1)개의 좌측 참조 샘플(또는, 2H+2(k-1)개의 좌측 참조 샘플)(즉, 수직 방향 참조 샘플) 및 좌상단 참조 샘플 등 총 2{(W+H)+2(k-1)}+1 개의 참조 샘플을 포함할 수 있다.
레퍼런스 라인에 이용 불가능한 참조 샘플이 포함되어 있을 경우, 이용 불가능한 참조 샘플은 주변의 가용한 참조 샘플로 대체될 수 있다. 이때, 비가용 참조 샘플을 대체하는 주변 참조 샘플은, 비가용 참조 샘플과 동일한 레퍼런스 라인에 포함될 수도 있고, 비가용 참조 샘플과 상이한 레퍼런스 라인에 포함될 수도 있다.
일 예로, 확장된 레퍼런스 라인을 이용하여 인트라 예측을 수행하는 경우, 참조 샘플의 위치가 픽쳐의 바깥이거나, 현재 블록과 다른 슬라이스에 존재하는 경우, 또는 참조 샘플이 인터 예측으로 부호화된 블록에 포함된 경우, 참조 샘플은 비가용한 것으로 판단될 수 있다. 참조 샘플이 인터 예측으로 부호화된 블록에 포함된 참조 샘플이 비가용한 경우는, 인터 예측으로 부호화된 블록에 포함된 참조 샘플을 사용하지 않는 것으로 설정된 경우, 예컨대, constrained_intra_prediction_flag가 1인 경우에 한정될 수 있다. 또는, 인트라 예측으로 부호화된 블록을 인터 예측으로 부호화된 블록보다 먼저 복호화하도록 설정된 경우라면, 인트라 예측으로 부호화된 블록을 복호화할 때, 인터 예측으로 부호화된 블록은 아직 복원된 상태가 아닐 것이다. 이에 따라, 인터 예측으로 부호화된 블록에 포함된 참조 샘플은 비가용한 것으로 판단될 수 있다.
비가용 참조 샘플을 대체하는 것에 이용되는 참조 샘플은, 비가용 참조 샘플의 위치, 비가용 참조 샘플과 가용 참조 샘플간의 거리 등을 고려하여 결정될 수 있다. 일 예로, 비가용 샘플은, 비가용 샘플과 최단거리에 위치한 가용 샘플로 대체될 수 있다. 즉, 비가용 참조 샘플과 동일한 레퍼런스 라인에 포함된 가용 참조 샘플 및 비가용 참조 샘플간의 거리(제1 오프셋), 및 비가용 참조 샘플과 상이한 레퍼런스 라인에 포함된 가용 참조 샘플 및 비가용 참조 샘플간의 거리(제2 오프셋)를 비교하여, 비가용 참조 샘플과의 거리가 짧은 가용 참조 샘플이 비가용 참조 샘플을 대체할 수 있다.
도 18에 도시된 예에서는, 레퍼런스 라인 0에 포함된 비가용 참조 샘플 및 레퍼런스 라인 0에 포함된 가용 참조 샘플간의 거리가 4이고, 레퍼런스 라인 0에 포함된 비가용 참조 샘플 및 레퍼런스 라인 2에 포함된 가용 참조 샘플간의 거리가 2인 것으로 도시되었다. 이에 따라, 레퍼런스 라인 2에 포함된 가용 참조 샘플을 이용하여 레퍼런스 라인 0에 포함된 비가용 참조 샘플을 대체할 수 있다.
만약, 제1 오프셋 및 제2 오프셋이 동일하다면, 비가용 참조 샘플과 동일한 레퍼런스 라인에 포함된 가용 참조 샘플을 이용하여 비가용 참조 샘플을 대체할 수 있다.
비가용 참조 샘플과 동일한 레퍼런스 라인에 포함된 가용 참조 샘플 및 비가용 참조 샘플간의 거리(즉, 제1 오프셋)가 N 이상인 경우에 한하여, 비가용 참조 샘플과 상이한 레퍼런스 라인에 속한 가용 참조 샘플을 이용하여 비가용 참조 샘플을 대체할 수도 있다. 또는, 제1 오프셋이 N 이상인 경우라 하더라도, 제2 오프셋이 제1 오프셋보다 작은 경우에 한하여, 비가용 참조 샘플과 상이한 레퍼런스 라인에 속한 가용 참조 샘플을 이용하여 비가용 참조 샘플을 대체할 수도 있다. 여기서, N은 1 이상의 정수를 나타낼 수 있다.
제1 오프셋이 N이상이 아닌 경우, 비가용 참조 샘플과 동일한 레퍼런스 라인에 포함된 가용 참조 샘플을 이용하여 비가용 참조 샘플을 대체할 수 있다.
도 19 및 도 20은 N 이 2인 경우, 비가용 참조 샘플을 가용 참조 샘플로 대체하는 예를 나타낸다. 도 19에 도시된 예에서와 같이, 레퍼런스 라인 0에 포함된 비가용 참조 샘플 및 레퍼런스 라인 0에 포함된 가용 참조 샘플 간의 거리가 2인 경우라면, 레퍼런스 라인 1에 포함된 가용 참조 샘플을 이용하여, 레퍼런스 라인 0에 포함된 비가용 참조 샘플을 대체할 수 있다.
반면, 도 20에 도시된 예에서와 같이, 레퍼런스 라인 0에 포함된 비가용 참조 샘플 및 레퍼런스 라인 0에 포함된 가용 참조 샘플 간의 거리가 1인 경우라면, 레퍼런스 라인 0에 포함된 가용 참조 샘플을 이용하여, 레퍼런스 라인 0에 포함된 비가용 참조 샘플을 대체할 수 있다.
비가용 참조 샘플은, 비가용 참조 샘플과 동일한 레퍼런스 라인에 포함된 가용 참조 샘플 또는, 비가용 참조 샘플이 포함된 레퍼런스 라인과 인접한 레퍼런스 라인에 포함된 가용 참조 샘플을 이용하여 대체될 수 있다. 여기서, 비가용 참조 샘플이 포함된 레퍼런스 라인과 인접한 레퍼런스 라인은, 비가용 참조 샘플이 포함된 레퍼런스 라인과의 인덱스 차이가 1인 레퍼런스 라인을 의미할 수 있다. 또는, 비가용 참조 샘플이 포함된 레퍼런스 라인과 인덱스 차이가 2 이상인 레퍼런스 라인에 포함된 가용 참조 샘플을 이용하여 비가용 참조 샘플을 대체할 수도 있다.
또는, 비가용 참조 샘플이 포함된 레퍼런스 라인보다 인덱스 값이 큰 레퍼런스 라인 또는 비가용 참조 샘플이 포함된 레퍼런스 라인보다 인덱스 값이 작은 레퍼런스 라인에 포함된 가용 참조 샘플을 이용하여, 비가용 참조 샘플을 대체할 수도 있다. 일 예로, 비가용 참조 샘플이 포함된 레퍼런스 라인보다 인덱스 값이 큰 레퍼런스 라인을 이용할 경우, 비가용 참조 샘플의 좌측 또는 상단에 위치한 참조 샘플을 이용하여, 비가용 참조 샘플을 대체할 수 있다.
비가용 참조 샘플을 대체하기 위한 가용 참조 샘플의 탐색은 기 정의된 방향으로 수행될 수 있다. 일 예로, 비가용 참조 샘플과 동일한 레퍼런스 라인에 포함된 참조 샘플 중 비가용 샘플의 상단, 하단, 좌측 또는 우측 중 어느 하나의 방향에 위치한 참조 샘플만이 비가용 샘플을 대체하는데 이용될 수 있다. 또는, 비가용 참조 샘플과 상이한 레퍼런스 라인에 포함된 참조 샘플 중 비가용 샘플의 상단, 하단, 좌측 또는 우측 중 어느 하나의 방향에 위치한 참조 샘플만이 비가용 샘플을 대체하는데 이용될 수도 있다.
복호화기는, 비트스트림으로부터 복수개의 레퍼런스 라인 중 어느 하나를 특정하는 인덱스 정보를 복호화할 수 있다(S1620). 일 예로, 도 15에 도시된 예에서와 같이, 4개의 레퍼런스 라인이 활용 가능한 상태인 경우, 인덱스 정보는 4개의 레퍼런스 라인 중 어느 하나를 특정할 수 있다.
현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하기 위한 레퍼런스 라인은, 현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태, 현재 블록의 인트라 예측 모드, 이웃 블록에서의 인덱스 정보 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드와 소정 인트라 예측 모드 사이의 차이 등에 기초하여 적응적으로 결정될 수도 있다.
복수의 레퍼런스 라인 중 어느 하나가 결정되면, 복호화기는 결정된 레퍼런스 라인을 이용하여 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다(S1630).
일 예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 현재 블록의 예측 샘플은, 결정된 레퍼런스 라인에 포함된 참조 샘플들의 평균값(dcVal)에 기초하여 생성될 수 있다. 도 21 및 도 22를 참조하여, 레퍼런스 라인에 포함된 참조 샘플들의 평균값을 산출하는 것에 대해 상세히 설명하기로 한다.
또는, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 모드인 경우, 현재 블록의 예측 샘플은, 결정된 레퍼런스 라인에 포함된 참조 샘플들 중 방향성 모드에 의해 특정된 참조 샘플에 기초하여 생성될 수 있다. 이때, 예측 샘플로부터 방향성 모드가 가리키는 방향을 향해 확장한 선분이 참조 샘플 사이를 가리키는 경우, 현재 블록의 예측 샘플은, 방향성 모드가 가리키는 방향을 향해 확장한 선분이 가리키는 지점 양 옆에 위치한 제1 참조 샘플 및 제2 참조 샘플의 가중합(가중 예측)에 기초하여 생성될 수 있다.
현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 현재 블록에 대한 예측을 수행하기 위해, 레퍼런스 라인에 속한 참조 샘플들의 평균(dcVal)을 계산할 필요가 있다. 이때, k번째 레퍼런스 라인의 참조 샘플들의 평균값은, k번째 레퍼런스 라인에 속한 참조 샘플들 중 일부만을 이용하여 계산될 수 있다. 이때, 평균을 유도하기 위해 이용되는 참조 샘플들의 수는 레퍼런스 라인마다 동일할 수도 있고, 레퍼런스 라인마다 상이할 수도 있다.
또는, k번째 레퍼런스 라인의 참조 샘플들의 평균값은, k번째 레퍼런스 라인에 속한 참조 샘플들 전부를 이용하여 유도될 수도 있다. 또는, 현재 블록의 크기, 형태 또는 레퍼런스 라인의 위치에 따라, k번째 레퍼런스 라인의 참조 샘플들 중 일부만을 이용하여 평균을 유도할 것인지 또는 k번째 레퍼런스 라인의 참조 샘플들 전부를 이용하여 평균을 유도할 것인지가 결정될 수도 있다.
도 21은 레퍼런스 라인의 평균값을 유도하는데 이용되는 참조 샘플들을 예시한 도면이다.
도 21에 도시된 예는, 레퍼런스 라인에 속한 참조 샘플들 중 일부를 이용하여 k번째 레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값을 유도하는 예를 나타낸다. 일 예로, 도 21에 도시된 예에서, 현재 블록에 인접한 제1 레퍼런스 라인(도 21에 도시된 레퍼런스 라인 0)의 참조 샘플 평균값은, 현재 블록의 좌측 상단 코너에 인접한 참조 샘플을 제외한, 상단 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플을 이용하여 계산될 수 있다. 즉, 현재 블록의 크기가 NxN인 경우, 상단 참조 샘플 2N개 및 좌측 참조 샘플 2N개 등 총 4N개의 참조 샘플이 제1 레퍼런스 라인의 평균값 계산에 이용될 수 있다.
k번째 레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값 계산에 이용되는 참조 샘플의 개수는, 제1 레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값 계산에 이용되는 참조 샘플의 개수와 동일한 값을 가질 수 있다. 이때, k번째 레퍼런스 라인의 평균값을 계산하는데 이용되는 참조 샘플의 위치는, 제1 레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값을 계산하기 위해 이용되는 참조 샘플의 위치에 대응할 수 있다.
제1 레퍼런스 라인의 참조 샘플에 대응하는 k번째 레퍼런스 라인의 참조 샘플은, 제1 레퍼런스 라인의 참조 샘플과 동일한 x좌표 또는 동일한 y좌표를 가질 수 있다. 일 예로, 제1 레퍼런스 라인에 포함된 상단 참조 샘플 P(i,j)에 대응하는 k번째 레퍼런스 라인에 포함된 상단 참조 샘플은, P(i,j)와 동일한 x좌표를 갖는 P(i,j-k+1)일 수 있다. 일 예로, 제1 레퍼런스 라인에 포함된 좌측 참조 샘플 P(i,j)에 대응하는 k번째 레퍼런스 라인의 좌측 참조 샘플은, P(i,j)와 동일한 y좌표를 갖는 P(i-k+1,j)일 수 있다.
도 21에는, 제1 레퍼런스 라인의 상단 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플에 대응하는 제2 내지 제4 레퍼런스 라인의 참조 샘플들이 도시되어 있다. 각 레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값은 도 21에 도시된 참조 샘플들을 이용하여 계산될 수 있다.
도 21에서는, 현재 블록이 정방형인 것으로 가정하였지만, 현재 블록이 비정방형인 경우에도, 상기 실시예가 그대로 적용될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 WxH 크기를 갖는 비정방형 블록인 경우, 각 레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값은, 상단 참조 샘플 2W개 및 좌측 참조 샘플 2H개 등 총 2(W+H)개를 이용하여 계산될 수 있다. 이에 따라, 도 22에 도시된 예에서와 같이, k번째 레퍼런스 라인의 평균값 계산에 이용되는 참조 샘플들의 개수는 제1 레퍼런스 라인의 평균값 계산에 이용되는 참조 샘플들의 개수와 동일한 값을 가질 수 있다. 또한, k번째 레퍼런스 라인의 평균값을 계산하는데 이용되는 참조 샘플의 위치는, 제1 레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값을 계산하기 위해 이용되는 참조 샘플의 위치에 대응할 수 있다.
도 21 및 도 22에서는, 현재 블록 너비의 2배수의 상단 참조 샘플 및 현재 블록 높이의 2배수의 좌측 참조 샘플이, 레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값을 계산하는데 이용되는 것으로 설명하였다. 설명한 예에 한정되지 않고, 도 21 및 도 22에 도시된 것 보다, 더 적은 수 또는 더 많은 수의 참조 샘플을 이용하여, 레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값을 계산할 수도 있다. 일 예로, 현재 블록 너비와 동일한 수의 상단 참조 샘플 및 현재 블록 높이와 동일한 수의 좌측 참조 샘플을 이용하여, 레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값을 계산할 수도 있다.
레퍼런스 라인의 참조 샘플 평균값은, 현재 블록의 형태 및 참조 샘플 위치에 따라, 참조 샘플별로 상이한 가중치를 부여함으로써 계산될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 정방형인 경우, 상단 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플에 동일한 가중치를 주어, 참조 샘플 평균값을 계산할 수 있다. 반면, 현재 블록이 비정방형인 경우, 상단 참조 샘플 또는 좌측 참조 샘플 중 어느 하나에 다른 하나보다 높은 가중치를 주어 참조 샘플 평균값을 계산할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 높이가 너비보다 큰 형태인 경우, 좌측 참조 샘플보다 상단 참조 샘플에 큰 가중치를 주어 평균값을 계산할 수 있다. 반면, 현재 블록의 너비가 높이보다 큰 형태인 경우, 상단 참조 샘플보다 좌측 참조 샘플에 큰 가중치를 주어 평균값을 계산할 수 있다.
일 예로, 현재 블록의 크기가 N/2xN인 경우, k번째 레퍼런스 라인의 평균값 dcVal은 다음의 수학식 12에 의해 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000012
일 예로, 현재 블록의 크기가 NxN/2인 경우, k번째 레퍼런스 라인의 평균값 dcVal은 다음의 수학식 13에 의해 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2017006606-appb-M000013
상기 수학식 12 및 13에서, k는 1과 max_intra_line_idx_minus2+2 사이의 값으로 설정될 수 있다.
도 16을 통해 설명한 실시예에서는, 복수개의 레퍼런스 라인을 생성한 뒤, 복수개의 레퍼런스 라인 중 어느 하나를 특정하는 인덱스 정보를 복호화하는 것으로 예시되었다. 설명한 예와 달리, 복수개의 레퍼런스 라인 중 어느 하나를 특정하는 인덱스 정보를 복호화한 뒤, 복수의 레퍼런스 라인 중 인덱스 정보에 의해 특정된 레퍼런스 라인만 획득하는 것도 가능한다.
도 16을 통해 설명한 실시예에서는, 복수의 레퍼런스 라인 중 인덱스 정보에 의해 특정된 어느 하나의 레퍼런스 라인을 이용하여, 현재 블록에 대한 인트라 예측이 수행되는 것으로 설명하였다. 설명한 예와 달리, 현재 블록에 대한 인트라 예측은, 복수의 레퍼런스 라인 중 둘 이상을 이용하여 수행될 수도 있다. 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행함에 있어서, 둘 이상의 레퍼런스 라인을 이용할 것인지 여부는, 비트스트림으로부터 시그널링되는 정보, 현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태, 현재 블록의 인트라 예측 모드, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 비 방향성인지 여부 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드와 소정 인트라 예측 모드 사이의 차이 등에 기초하여 결정될 수 있다.
둘 이상의 레퍼런스 라인은, 비트스트림으로부터 시그널링되는 복수의 인덱스 정보에 의해 특정될 수 있다. 일 예로, 두개의 레퍼런스 라인을 이용하도록 설정된 경우, 두개의 레퍼런스 라인 중 어느 하나는 제1 인덱스 정보에 의해 특정되고, 다른 하나는 제2 인덱스 정보에 의해 특정될 수 있다.
또는, 둘 이상의 레퍼런스 라인은 공간적으로 연속하여 위치할 수도 있다. 이 경우, 둘 이상의 레퍼런스 라인 중 어느 하나를 특정하기 위한 인덱스 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 둘 이상의 레퍼런스 라인 중 어느 하나가 인덱스 정보에 의해 선택되면, 선택된 레퍼런스 라인과의 공간적 인접성에 기초하여, 잔여 레퍼런스 라인이 자동으로 선택될 수 있다. 일 예로, 두개의 레퍼런스 라인을 이용하도록 설정된 경우, 인덱스 정보가 '레퍼런스 라인 0'을 가리키면, 현재 블록의 인트라 예측은, 레퍼런스 라인 0와 레퍼런스 라인 0에 이웃한 레퍼런스 라인 1에 기초하여 수행될 수 있다.
복수의 레퍼런스 라인을 이용하도록 설정된 경우, 현재 블록의 인트라 예측은, 복수 레퍼런스 라인에 포함된 참조 샘플들의 평균값, 최대값, 최소값 또는 가중합에 기초하여 수행될 수 있다.
일 예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 모드(즉, 앵귤러(Angular) 모드)인 것으로 가정하면, 현재 블록의 예측 샘플은, 각기 상이한 레퍼런스 라인에 포함된 제1 참조 샘플 및 제2 참조 샘플에 기초하여 생성될 수 있다. 여기서, 제1 참조 샘플을 포함하는 제1 레퍼런스 라인 및 제2 참조 샘플을 포함하는 제2 레퍼런스 라인은 제1 레퍼런스 라인 및 제2 레퍼런스 라인은 서로 이웃하여 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 참조 샘플 및 제2 참조 샘플은, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 의해 결정될 수 있다. 제1 참조 샘플 및 제2 참조 샘플은 이웃할 수도 있으나, 반드시 그래야 하는 것은 아니다. 현재 블록의 예측 샘플은, 제1 참조 샘플 및 제2 참조 샘플의 가중합에 고려하여 생성될 수도 있고, 제1 참조 샘플 및 제2 참조 샘플의 평균값, 최소값 또는 최대값에 기초하여 생성될 수도 있다.
현재 블록의 인트라 예측은, 복수의 레퍼런스 라인 중 일부를 기초로 제1 인트라 예측을 수행하고, 나머지를 기초로 제2 인트라 예측을 수행함으로써 수행될 수도 있다. 이때, 제1 인트라 예측시 이용되는 인트라 예측 모드 및 제2 인트라 예측 시 이용되는 인트라 예측 모드는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 현재 블록의 예측 샘플은, 제1 인트라 예측을 수행함에 따라 생성된 제1 예측 샘플 및 제2 인트라 예측을 수행함에 따라 생성된 제2 예측 샘플에 기초하여 생성될 수 있다.
상술한 실시예는 복호화 과정을 중심으로 설명하였으나, 설명한 것과 동일한 순서 또는 이의 역순으로 부호화 과정이 수행될 수 있다.
상술한 실시예는 일련의 단계 또는 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 이는 발명의 시계열적 순서를 한정한 것은 아니며, 필요에 따라 동시에 수행되거나 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 블록도를 구성하는 구성요소(예를 들어, 유닛, 모듈 등) 각각은 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있고, 복수의 구성요소가 결합하여 하나의 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 상술한 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화할 수 있는 전자 장치에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 현재 블록에 대한 복수의 참조 샘플 라인을 유도하는 단계, 상기 복수의 참조 샘플 라인 중 제1 참조 샘플 라인에, 비가용 참조 샘플이 포함된 경우, 상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제1 참조 샘플 라인 또는 상기 제1 참조 샘플 라인과 상이한 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플로 대체됨;
    상기 복수의 참조 샘플 라인 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 참조 샘플 라인을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 참조 샘플 라인을 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제1 참조 샘플 라인 또는 상기 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플들 중 상기 비가용 참조 샘플과 최단 거리에 위치하는 가용 참조 샘플로 대체되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 비가용 참조 샘플과 상기 제1 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플 사이의 거리가 한계값 이상인 경우, 상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플로 대체되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 참조 샘플 라인은, 상기 제1 참조 샘플 라인보다 큰 인덱스 값을 갖는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 블록의 예측 샘플은, 상기 선택된 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들 중 일부의 평균값을 기초로 생성되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 선택된 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들 중 상기 평균값 계산에 이용되는 참조 샘플의 수는 상기 현재 블록의 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 현재 블록에 대한 복수의 참조 샘플 라인을 유도하는 단계, 상기 복수의 참조 샘플 라인 중 제1 참조 샘플 라인에, 비가용 참조 샘플이 포함된 경우, 상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제1 참조 샘플 라인 또는 상기 제1 참조 샘플 라인과 상이한 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플로 대체됨;
    상기 복수의 참조 샘플 라인 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 참조 샘플 라인을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 참조 샘플 라인을 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제1 참조 샘플 라인 또는 상기 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플들 중 상기 비가용 참조 샘플과 최단 거리에 위치하는 가용 참조 샘플로 대체되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 비가용 참조 샘플과 상기 제1 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플 사이의 거리가 한계값 이상인 경우, 상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플로 대체되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제2 참조 샘플 라인은, 상기 제1 참조 샘플 라인보다 큰 인덱스 값을 갖는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 현재 블록의 예측 샘플은, 상기 선택된 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들 중 일부의 평균값을 기초로 생성되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 선택된 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들 중 상기 평균값 계산에 이용되는 참조 샘플의 수는 상기 현재 블록의 크기에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  13. 현재 블록에 대한 복수의 참조 샘플 라인을 유도하고, 상기 복수의 참조 샘플 라인 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 참조 샘플 라인을 선택하고, 상기 선택된 참조 샘플 라인을 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함하고,
    상기 복수의 참조 샘플 라인 중 제1 참조 샘플 라인에, 비가용 참조 샘플이 포함된 경우, 상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제1 참조 샘플 라인 또는 상기 제1 참조 샘플 라인과 상이한 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플로 대체되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  14. 현재 블록에 대한 복수의 참조 샘플 라인을 유도하고, 상기 복수의 참조 샘플 라인 중 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용되는 참조 샘플 라인을 선택하고, 상기 선택된 참조 샘플 라인을 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함하고,
    상기 복수의 참조 샘플 라인 중 제1 참조 샘플 라인에, 비가용 참조 샘플이 포함된 경우, 상기 비가용 참조 샘플은, 상기 제1 참조 샘플 라인 또는 상기 제1 참조 샘플 라인과 상이한 제2 참조 샘플 라인에 포함된 가용 참조 샘플로 대체되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 장치.
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