WO2018044087A1 - 비디오 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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    • H04N19/96—Tree coding, e.g. quad-tree coding

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 encoding / decoding transform coefficients for 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 encoding / decoding a transform coefficient encoding indicator in a hierarchical manner in encoding / decoding a video signal.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for adaptively determining a scanning order or a basic unit in which scanning is performed in encoding / decoding a video signal.
  • the video signal decoding method and apparatus decode information indicating whether a non-zero transform coefficient exists in a current block, and when the information indicates that a non-zero transform coefficient exists in the current block.
  • the scanning order of the current block may be determined, and the transform coefficients included in the current block may be decoded according to the determined scanning order.
  • the video signal encoding method and apparatus encodes information indicating whether a non-zero transform coefficient exists in the current block according to whether a non-zero transform coefficient exists in the current block, and the current block If a non-zero transform coefficient is present, the scanning order of the current block may be determined, and the transform coefficient included in the current block may be sorted according to the determined scanning order.
  • the information may be encoded / decoded in units of predetermined sub-blocks in the current block.
  • the size or shape of the sub-block may be adaptively determined according to the size or shape of the current block.
  • the information may be encoded / decoded by predetermined units, and the predetermined unit may be determined based on the number of samples.
  • the current block when the current block includes a larger number of samples than the number of samples corresponding to the predetermined unit, the current block includes a plurality of regions according to the predetermined unit.
  • the information may be encoded and decoded for each of the plurality of regions.
  • At least one of a plurality of scanning order candidates is determined as a scanning order of the current block, and at least one of the type or number of the plurality of scanning order candidates is: It may be different depending on the size or shape of the current block.
  • the scanning order of the current block is determined to be the same as the scanning order of an upper block including the current block, and the plurality of blocks included in the higher block are the same. May have a scanning order.
  • transform coefficients can be encoded / decoded efficiently with respect to a block to be encoded / decoded.
  • the transform coefficient encoding indicator can be encoded / decoded hierarchically.
  • 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 type in which binary tree based partitioning is allowed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which only a specific type of binary tree based partitioning is allowed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example in which information related to a binary tree split permission number is encoded / decoded according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a partition mode that can be applied to a coding block as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of obtaining a residual sample according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a transform coefficient level map.
  • FIG. 10 is a diagram for describing an example in which a transform coefficient encoding indicator is decoded based on a predetermined unit.
  • 11 is a diagram illustrating a decoding order of transform coefficients in accordance with each scanning order.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a scanning order between subblocks according to a scanning order of a current block.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a scanning order of transform coefficient basic blocks according to the shape of a current block.
  • 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.
  • a coding tree unit may be defined as a coding unit of the largest size allowed in a sequence or slice. 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 smaller sized partitions.
  • the partition generated by dividing the coding tree unit is called depth 1
  • the partition generated by dividing the partition having depth 1 may be defined as depth 2. That is, a partition generated by dividing a partition that is a depth k in a coding tree unit may be defined as having a depth k + 1.
  • a partition of any size generated as the coding tree unit is split may be defined as a coding unit.
  • the coding unit may be split recursively or split into basic units for performing prediction, quantization, transform, or in-loop filtering.
  • an arbitrary size partition generated as a coding unit is divided may be defined as a coding unit or a transform unit or a prediction unit that is a basic unit for performing prediction, quantization, transform, or in-loop filtering.
  • Partitioning of the coding tree unit or the coding unit may be performed based on at least one of a vertical line or a horizontal line.
  • the number of vertical lines or horizontal lines partitioning the coding tree unit or the coding unit may be at least one. For example, by splitting a coding tree unit or coding unit into two partitions using one vertical line or one horizontal line, or by using two vertical lines or two horizontal lines, the coding tree unit or coding unit into three partitions. Can be divided Alternatively, one vertical line and one horizontal line may be used to divide a coding tree unit or coding unit into four partitions of 1/2 length and width.
  • the partitions may have a uniform size or may have different sizes. Alternatively, one partition may have a different size than the other partition.
  • a coding tree unit or a coding unit is divided into a quad tree or binary tree structure.
  • splitting of a coding tree unit or coding units using more vertical lines or more horizontal lines is also possible.
  • 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. Even if binary tree-based partitioning is performed, there may be a square coding block at a lower depth.
  • 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.
  • a partition type that allows binary tree based partitioning may be symmetric 2NxN (horizontal non-square coding unit) or Nx2N (vertical non-square coding unit), asymmetric, as in the example shown in FIG. It may include at least one of asymmetric nLx2N, nRx2N, 2NxnU or 2NxnD.
  • Binary tree-based partitioning may be limitedly limited to either symmetric or asymmetric partitions.
  • configuring the coding tree unit into square blocks may correspond to quad tree CU partitioning
  • configuring the coding tree unit into symmetric non-square blocks may correspond to binary tree partitioning.
  • Configuring the coding tree unit into square blocks and symmetric non-square blocks may correspond to quad and binary tree CU partitioning.
  • 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.
  • the division of the lower depth may be determined depending on the division type of the upper depth. For example, when binary tree-based partitioning is allowed in two or more depths, only a binary tree-based partitioning of the same type as a binary tree partitioning of an upper depth may be allowed in a lower depth. For example, when the binary tree based splitting is performed in the 2NxN form at the upper depth, the binary tree based splitting in the 2NxN form may be performed at the lower depth. Alternatively, when binary tree-based partitioning is performed in an Nx2N form at an upper depth, Nx2N-type binary tree-based partitioning may be allowed in a lower depth.
  • slices, coding tree units, or coding units only certain types of binary tree based partitioning may be used.
  • the 2NxN or Nx2N type binary tree based partitioning may be limited to the coding tree unit.
  • the allowed partition type may be predefined in the encoder or the decoder, and information about the allowed partition type or the not allowed partition type may be encoded and signaled through a bitstream.
  • FIG. 5 illustrates an example in which only a specific type of binary tree based partitioning is allowed.
  • FIG. 5A illustrates an example in which only binary tree-based partitioning in the form of Nx2N is allowed
  • FIG. 5B illustrates an example in which only binary tree-based partitioning in the form of 2NxN is allowed.
  • 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 number of times that binary tree splitting is allowed, the depth for which binary tree splitting is allowed or the number of depths for which binary tree splitting is allowed may be obtained.
  • the information may be encoded in a coding tree unit or a coding unit and transmitted to a decoder through a bitstream.
  • a syntax 'max_binary_depth_idx_minus1' indicating a maximum depth that allows binary tree splitting may be encoded / decoded through the bitstream through the bitstream.
  • max_binary_depth_idx_minus1 + 1 may indicate the maximum depth allowed for binary tree splitting.
  • binary tree splitting is performed on a coding unit having a depth of 2 and a coding unit having a depth of 3. Accordingly, information indicating the number of times binary tree splitting has been performed in the coding tree unit (2 times), information indicating the maximum depth (depth 3) allowed for binary tree splitting in the coding tree unit, or binary tree splitting in the coding tree unit is obtained. At least one of information indicating the number of allowed depths (2, depth 2, and depth 3) may be encoded / decoded through the bitstream.
  • At least one of the number of times that the binary tree split is allowed, the depth in which the binary tree split is allowed, or the number of the depths in which the binary tree split is allowed may be obtained for each sequence and slice.
  • the information may be encoded in a sequence, picture or slice unit and transmitted through a bitstream.
  • at least one of the number of binary tree splits, the maximum depth allowed for binary tree splits, or the number of depths allowed for binary tree splits may be different in the first and second slices. For example, in the first slice, binary tree splitting is allowed only at one depth, while in the second slice, binary tree splitting may be allowed at two depths.
  • At least one of the number of times that a binary tree split is allowed, the depth that allows a binary tree split, or the number of depths that allow a binary tree split may be differently set according to a temporal ID (TemporalID) of a slice or a picture.
  • TemporalID a temporal ID
  • the temporal level identifier TemporalID may be used to identify each of a plurality of layers of an image having at least one scalability among a view, a spatial, a temporal, or a quality. will be.
  • 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 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 unit may take a square or a rectangle of any size.
  • 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. 7 is a diagram illustrating a partition mode that may 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. 7.
  • 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.
  • the encoder may perform transform or quantization on the residual sample (or the residual signal) on a predetermined block basis, and generate a residual coefficient accordingly.
  • the predetermined block unit is a unit in which transformation or quantization is performed, and may have the same size for each color component or different sizes for each color component.
  • a residual coefficient may be generated in different block units for each of the luminance component Luma and each of the color difference components Cb and Cr.
  • the block unit in which the transform or quantization is performed may be referred to as a transform block, and the transform block may be square or non-square.
  • the transform block may be square such as 4x4, 8x, 16x16, 32x32, or 64x64, or may be non-square such as 4x8, 8x4, 8x16, 16x8, 16x32, 32x16, 32x64, 64x32, 4x16, 4x32, or 8x32. .
  • the decoder may decode the residual coefficients from the bitstream received from the encoder, and decode the residual sample (or the residual signal) by performing at least one of inverse quantization or inverse transformation on the decoded residual signal.
  • the process of decoding the residual coefficient and generating at least one of inverse quantization or inverse transformation on the decoded residual signal may be defined as 'residual coefficient decoding'.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of obtaining a residual sample according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder may decode information indicating whether a non-zero transform coefficient exists in the current block from the bitstream (S810), and determine whether to decode the residual coefficient of the current block based on the information (S820). .
  • the information may include a transform coefficient encoding indicator (coded_block_flag, CBF) indicating whether a transform coefficient exists in a current block.
  • the transform coefficient encoding indicator may indicate whether a non-zero transform coefficient exists in a block of a predetermined unit. For example, a transform coefficient encoding indicator of 0 indicates that there are no non-zero transform coefficients in a block of a predetermined unit, and a transform coefficient encoding indicator of 1 indicates that a non-zero transform coefficient of the block of a predetermined unit is at least. Indicates one or more present.
  • the transform coefficient encoding indicator may be encoded and signaled for each of the luminance component and the chrominance component.
  • the transform coefficient encoding indicator may be an indicator (eg, 'rqt_root_cbf') signaled in a block unit (eg, a transform block, an encoding block or a coding tree block), or an indicator (eg, 'coded_sub_block_flag') signaled in units of a predetermined size subblock. It may include at least one of ').
  • rqt_root_cbf may indicate whether a non-zero transform coefficient is included in the current block.
  • the decoder may determine whether to decode the residual coefficients according to the value of the rqt_root_cbf. For example, when rqt_root_cbf is 0, transform coefficient decoding may not be performed on the current block (eg, the current transform block), and all residual samples in the current block may be set to 0. On the other hand, when rqt_root_cbf is 1, transform coefficient decoding in the current block may be performed.
  • coded_sub_block_flag may indicate whether a non-zero changed coefficient is included in a subblock of a predetermined size.
  • coded_sub_block_flag may be encoded and signaled in units of a 4 ⁇ 4 subblock.
  • a coded_sub_block_flag of 0 means that there are no non-zero transform coefficients in a subblock of a predetermined size
  • a coded_sub_block_flag of 1 means that there is at least one non-zero transform coefficient in a subblock of a predetermined size. can do.
  • rqt_root_cbf and coded_sub_block_flag may be hierarchically coded and signaled. For example, when rqt_root_cbf is 0, encoding of coded_sub_block_flag may be omitted. On the other hand, when rqt_root_cbf is 1 and the size of the current block is larger than the subblock, coded_sub_block_flag may be coded and signaled in units of a predetermined size subblock in the current block.
  • a transform coefficient encoding indicator may be hierarchically coded and signaled between the transform block and the coding block.
  • a first transform coefficient encoding indicator indicating whether at least one transform block including a non-zero transform coefficient is included among a plurality of transform blocks may be encoded / decoded, and the value of the first transform coefficient encoding indicator may be encoded. Accordingly, it is possible to determine whether to encode / decode the second transform coefficient encoding indicator for each transform block.
  • at least one of the size or shape of an upper block including a plurality of transform blocks may have a predefined value or may be determined through information decoded through a bitstream.
  • At least one of the size or the shape of the higher block may be determined based on the split form of the coding tree block.
  • a non-square coding block or a square coding block including a plurality of non-square transform blocks may be defined as an upper block for the plurality of non-square transform blocks.
  • the transform coefficient encoding indicator may be hierarchically encoded through two or more layers.
  • a method of hierarchically encoding a transform coefficient encoding indicator may be referred to as a hierarchical coded block flag (HCBF) derivation method.
  • HCBF hierarchical coded block flag
  • the transform coefficient may be decoded using a transform coefficient level indicator indicating whether the transform coefficient is zero.
  • the transform coefficient level indicator is a 1-bit flag (eg, 'significant_flag') and indicates whether each transform coefficient in the current block is zero. For example, a significant_flag of 1 indicates that the transform coefficient is not 0, and a significant_flag of 0 indicates that the transform coefficient is 0.
  • the encoder may encode a transform coefficient encoding indicator and a transform coefficient level indicator for each transform coefficient according to the transform coefficient level map, and encode an absolute value and a sign (sign) of a non-zero transform coefficient.
  • the decoder may decode the transform coefficient level map according to the transform coefficient encoding indicator and the transform coefficient level indicator, and decode the absolute value and the sign of the non-zero transform coefficient.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a transform coefficient level map.
  • the values shown in FIG. 9 indicate values of the transform coefficient level indicator, and coded_sub_block_flag indicates whether or not a non-zero transform coefficient exists for a 4 ⁇ 4 subblock.
  • a sub-block having a predetermined size encoded / decoded whether or not a non-zero transform coefficient exists may be referred to as a transform coefficient basic block.
  • a 4x4 block in which coded_sub_block_flag is encoded may be defined as a transform coefficient basic block.
  • At least one of the shape or size of the transform coefficient basic block may be differently determined according to at least one of the shape or size of the coding block or the transform block.
  • the transform coefficient basic block of the current block when the current block is square, the transform coefficient basic block of the current block is square, and when the current block is non-square, the transform coefficient basic block of the current block may also be non-square.
  • the transform coefficient base block of the current block may be 2x8, and if the current block is non-square such as 2NxN or 4NxN, the transform coefficient base block of the current block may be: 8x2.
  • the coding tree block or the coding block may include transform blocks such as 2x8, 8x2, 4x16, or 16x4.
  • transform blocks such as 2x8, 8x2, 4x16, or 16x4.
  • a larger number of transform blocks or more various types of transform blocks in the coding tree block may be included than when only the quad tree split is used.
  • signaling a transform coefficient protection indicator for every transform block may reduce coding efficiency.
  • the transform coefficient encoding indicators are encoded / decoded in predetermined units, or the size of the current block is compared with a predetermined unit, and the current block is encoded in the current block. It is possible to determine whether to encode / decode the transform coefficient encoding indicator.
  • the predetermined unit may be defined by the size of the block, the shape of the block or the number of samples.
  • the encoder may encode and signal information (eg, a transform coefficient coding unit indicator) for determining a predetermined unit.
  • the information may indicate the size, shape or number of samples.
  • the information may be encoded and signaled in at least one of a video sequence level, a picture parameter set, a slice header, or a block level.
  • the predetermined unit is related to the size of the block or the number of samples, and the current block is smaller than the predetermined unit, whether the current block includes a non-zero transform coefficient is based on the transform coefficient encoding indicator that is encoded and signaled in the predetermined unit. Can be determined. On the other hand, when the current block is equal to or larger than a predetermined unit, the transform coefficient encoding indicator may be encoded and signaled for the current block.
  • FIG. 10 is a diagram for describing an example in which a transform coefficient encoding indicator is decoded based on a predetermined unit.
  • the transform coefficient encoding indicator may be encoded and signaled based on a block including 256 or more samples. Accordingly, in the example illustrated in FIG. 10, for a 16x16 or 8x32 size block, a transform coefficient encoding indicator indicating whether a non-zero transform coefficient exists may be decoded.
  • the transform coefficient encoding indicator may be encoded and signaled. Accordingly, in the example shown in FIG. 10, a transform coefficient encoding indicator indicating whether a non-zero transform coefficient exists for a 16x32 or 32x32 size block may be decoded.
  • the transform coefficient encoding indicator may be encoded and signaled based on a block including 1024 or more samples. Accordingly, in the example shown in FIG. 10, one transform coefficient encoding indicator is decoded for an upper block including four square blocks of size 16x16, two 8x32 sized square blocks, and 16x32 sized square blocks. One transform coefficient encoding indicator may be decoded for an upper block including.
  • the transform coefficient encoding indicator may be encoded and signaled for a block including 1024 or more samples. Accordingly, in the example illustrated in FIG. 10, the transform coefficient encoding indicator may be decoded for a 32x32 size block.
  • the predetermined unit may indicate the maximum unit in which the transform coefficient encoding indicator is encoded and signaled. That is, based on a predetermined unit, the maximum size or the shape of the block in which the transform coefficient encoding indicator is encoded may be defined. In this case, by comparing the number of samples indicated by the transform coefficient coding unit indicator and the number of samples included in the transform block, the unit in which the transform coefficient is signaled may be adaptively determined.
  • the transform coefficient encoding indicator may be encoded and signalized for the corresponding transform block.
  • the transform block is divided into a plurality of regions according to a predetermined unit, and the transform coefficient encoding indicator is encoded for each region to signal the signaling. can do.
  • a scanning order for the current block may be determined (S830), and an absolute value or a sign of each transform coefficient may be decoded according to the determined scanning order (S840). .
  • the decoder may select a scanning order of a current block among a plurality of scanning order candidates.
  • the plurality of scanning order candidates may include at least one of a diagonal scan, a horizontal scan, or a vertical scan.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a decoding order of transform coefficients according to each scanning order.
  • the scanning order of the current block may be determined based on at least one of the size, shape, encoding mode, or intra prediction mode of the current block (eg, a transform block or a coding block).
  • the size of the current block may be represented by at least one of the width, height, or width of the block.
  • the scanning order of the current block may be determined by comparing the size of the current block with a predefined threshold.
  • the predefined threshold value may be expressed as a maximum value or a minimum value.
  • a vertical scan, a horizontal direction, or a diagonal scan may be used according to the intra prediction mode.
  • a vertical scan may be used when the intra prediction mode is horizontal
  • a horizontal scan may be used when the intra prediction mode is vertical
  • a diagonal scan may be used for other intra prediction modes.
  • a diagonal scan may be used for a transform block or a coding block of 16x16 or more size encoded in the inter mode or encoded in the intra mode.
  • At least one of the number or types of scanning order candidates available for the current block may be differently set based on at least one of the size, shape, encoding mode, or intra prediction mode of the current block. That is, according to the above-listed conditions, the current block may be restricted from using at least one of diagonal scan, horizontal scan, or vertical scan.
  • a scanning order that can be used by the current block may be determined according to the width and height ratio. For example, when the current block is a coding block or transform block having a height longer than the width (eg, Nx2N or Nx4N, etc.), at least one of a diagonal scan or a horizontal scan may be selected. On the other hand, when the current block is a coding block or transform block of a shape having a width longer than the height (eg, 2N ⁇ N or 4N ⁇ N), at least one of a diagonal scan or a vertical scan may be selected.
  • the current block may be divided in units of predetermined sub blocks, and transform coefficient scanning may be performed in units of sub blocks.
  • transform coefficient scanning may be performed in units of transform coefficient basic blocks including a predetermined number of pixels.
  • the current block may be divided into sub-block units, and scanning may be performed by the sub-block units.
  • the size of the sub block may have a fixed value or may have a variable value based on at least one of the size or shape of the current block (eg, coding block or transform block).
  • the sub-block includes a fixed number of pixels (eg, 16), the size of which is 4x4, 2x8, 8x2, etc., depending on the shape of the coding block or transform block. Can be set differently.
  • the split form of the sub block may be the same as the coding block or the transform block.
  • the split type of the sub block may be determined independently of the split type of the coding block.
  • the sub-blocks may be square or non-square, depending on the split form.
  • the scanning order of each subblock may be determined according to the scanning order of the current block.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a scanning order between subblocks according to a scanning order of a current block.
  • the scanning order of the current block when the scanning order of the current block is a diagonal scan, at least one of the inter-block scanning order or the scanning order in the sub-blocks may follow the diagonal scan.
  • the scanning order of the current block when the scanning order of the current block is a horizontal scan, at least one of the inter-block scanning order or the scanning order of transform coefficients in the sub-blocks may follow the horizontal scan.
  • the scanning order of the current block is a vertical scan, at least one of the scanning order between sub-blocks or the scanning order in the sub-blocks may follow the vertical scan.
  • the scanning order of each subblock may be adaptively set according to the shape or size of the coding block or the current block. That is, the scanning order of transform coefficient elementary blocks may be set differently according to the size or shape of the current block.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a scanning order of transform coefficient basic blocks according to the shape of a current block.
  • the numerals indicated in each sub block indicate a scanning order.
  • a diagonal scan may be used to sequentially scan the transform coefficient base block.
  • the transform coefficient elementary block may be sequentially scanned using a horizontal scan.
  • the scanning order of the transform coefficient basic block may be set differently according to the shape of the current block.
  • the relationship between the shape of the current block and the scanning order of the transform coefficient basic block defined in FIG. 13 is merely an example of the present invention, but the present invention is not limited thereto.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the current block is a coding block or transform block having a height longer than the width, it is also possible to sequentially scan the transform coefficient elementary block using a vertical scan.
  • scanning may be performed in units of block groups (or blocks) or the scanning order may be determined in units of block groups.
  • the block group may represent a block unit in which scanning is performed or a group of transform blocks sharing the same scanning type.
  • the block group may include at least one transform block.
  • a plurality of non-square transform blocks constituting the square block may be defined as a block group.
  • the block group may be divided into units for scanning to perform scanning on the block group.
  • the scanning unit may be the same size or shape as the transform blocks included in the block group.
  • at least one of the size or shape of the scanning unit may be different from the transform blocks included in the block group.
  • the scanning unit may be limited to a square shape, while the block group may include a non-square transform block.
  • the scanning order for the block group may be determined, and the determined scanning order for all transform blocks in the block group may be applied.
  • Block groups can be square or non-square.
  • the block group may include at least one non-square transform block or at least one square transform block.
  • the size of a block group may have a fixed value or may have a value that is variably determined.
  • the size of a block group may be determined based on information about a size of a block group transmitted through a bitstream or having a fixed size such as 64x64, 32x32, or 16x16.
  • inverse quantization may be performed on the residual coefficient of the current block (S850).
  • the decoder may determine whether to skip an inverse transform in at least one of the horizontal direction and the vertical direction of the current block.
  • a residual sample of the current block may be obtained by inversely transforming an inverse quantized residual coefficient of the current block (S870).
  • the inverse transform may be performed using at least one of DCT, DST, or KLT.
  • the residual quantized residual coefficient may be scaled to a preset value to obtain a residual sample of the current block (S880).
  • Omitting the inverse transform in the horizontal direction means performing the inverse transform in the vertical direction without performing the inverse transform in the horizontal direction. In this case, scaling may be performed in the horizontal direction.
  • Omitting the inverse transform in the vertical direction means not performing the inverse transform in the vertical direction but performing the inverse transform in the horizontal direction. In this case, scaling may be performed in the vertical direction.
  • an inverse transform skip technique may be used for the current block. For example, when the current block is generated through binary tree-based partitioning, the inverse transform skip technique may not be used for the current block. Accordingly, when the current block is generated through binary tree-based partitioning, a residual sample of the current block may be obtained by inversely transforming the current block. In addition, when the current block is generated through binary tree-based partitioning, encoding / decoding of information (eg, transform_skip_flag) indicating whether an inverse transform is skipped may be omitted.
  • information eg, transform_skip_flag
  • the inverse transform skip technique may be limited to only at least one of the horizontal direction and the vertical direction.
  • the direction in which the inverse transform skip technique is limited may be determined based on information decoded from the bitstream or adaptively determined based on at least one of the size of the current block, the shape of the current block, or the intra prediction mode of the current block. have.
  • the inverse skip skip technique may be allowed only in the vertical direction, and the use of the inverse skip skip technique may be restricted in the horizontal direction. That is, when the current block is 2N ⁇ N, inverse transform may be performed in the horizontal direction of the current block, and inverse transform may be selectively performed in the vertical direction.
  • the inverse skip skip technique can be allowed only in the horizontal direction, and the use of the inverse skip skip technique can be restricted in the vertical direction. That is, when the current block is Nx2N, inverse transform may be performed in the vertical direction of the current block, and inverse transform may be selectively performed in the horizontal direction.
  • the inverse skipping scheme is allowed only for the horizontal direction; if the current block is a non-square block with a height greater than the width, an inverse transform for the vertical direction only
  • the skip technique may be allowed.
  • Information on whether to skip the inverse transform in the horizontal direction or information indicating whether to skip the inverse transform in the vertical direction may be signaled through the bitstream.
  • the information indicating whether to skip the inverse transform in the horizontal direction is a 1-bit flag, 'hor_transform_skip_flag'
  • the information indicating whether to skip the inverse transform in the vertical direction is a 1-bit flag, and the 'ver_transform_skip_flag' Can be '.
  • the encoder may encode at least one of 'hor_transform_skip_flag' or 'ver_transform_skip_flag' according to the shape of the current block.
  • the decoder may determine whether an inverse transform in the horizontal direction or the vertical direction is skipped using at least one of 'hor_transform_skip_flag' or 'ver_transform_skip_flag'.
  • the inverse transform may be set to be omitted.
  • an inverse transform in the horizontal direction or the vertical direction may be omitted. That is, if the current block is generated by partitioning based on a binary tree, the horizontal or vertical direction with respect to the current block may be performed without encoding / decoding of information indicating whether the inverse transform of the current block is skipped (for example, transform_skip_flag, hor_transform_skip_flag, ver_transform_skip_flag). It may be determined to skip the inverse transformation for at least one of the following.
  • 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 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 복호화하는 단계, 상기 정보가 상기 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재함을 지시하는 경우, 상기 현재 블록의 스캐닝 순서를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 스캐닝 순서에 따라, 상기 현재 블록에 포함된 변환 계수를 복호화하는 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 변환 계수를 부호화/복호화할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 계층적으로 변환 계수 부호화 지시자를 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 스캐닝 순서 또는 스캐닝이 수행되는 기본 단위를 적응적으로 결정하는 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 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 복호화하고, 상기 정보가 상기 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재함을 지시하는 경우, 상기 현재 블록의 스캐닝 순서를 결정하고, 상기 결정된 스캐닝 순서에 따라, 상기 현재 블록에 포함된 변환 계수를 복호화할 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화 방법 및 장치는, 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부에 따라, 상기 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 부호화하고, 상기 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는 경우, 상기 현재 블록의 스캐닝 순서를 결정하고, 상기 결정된 스캐닝 순서에 따라, 상기 현재 블록에 포함된 변환 계수를 정렬할 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 정보는, 상기 현재 블록 내 소정의 서브 블록 단위로 부호화/복호화될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 서브 블록의 크기 또는 형태는, 상기 현재 블록의 크기 또는 형태에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 정보는 소정의 단위 별로 부호화/복호화되고, 상기 소정의 단위는, 샘플의 수에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록이 상기 소정 단위에 대응하는 샘플 수 보다 더 많은 수의 샘플을 포함하는 경우, 상기 현재 블록은 상기 소정 단위에 따라 복수의 영역으로 분할되고, 상기 정보는, 상기 복수의 영역 각각에 대해 부호화/복호화될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 복수의 스캐닝 순서 후보 중 적어도 하나를 상기 현재 블록의 스캐닝 순서로 결정하되, 상기 복수의 스캐닝 순서 후보의 종류 또는 개수 중 적어도 하나는, 상기 현재 블록의 크기 또는 형태에 따라 상이할 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 스캐닝 순서는, 상기 현재 블록을 포함하는 상위 블록의 스캐닝 순서와 동일한 것으로 결정되고, 상기 상위 블록에 포함된 복수 블록들은 동일한 스캐닝 순서를 가질 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 변환 계수를 부호화/복호화할 수 있다.
본 발명에 의하면, 계층적으로 변환 계수 부호화 지시자를 부호화/복호화할 수 있다.
본 발명에 의하면, 스캐닝 순서 또는 스캐닝이 수행되는 기본 단위를 적응적으로 결정할 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, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 특정 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용된 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 바이너리 트리 분할 허용 횟수와 관련된 정보가 부호화/복호화되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 코딩 블록에 적용될 수 있는 파티션 모드를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 잔차 샘플을 획득하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 9는 변환 계수 레벨 맵을 예시한 도면이다.
도 10은 소정 단위에 기초하여 변환 계수 부호화 지시자가 복호화되는 양상을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 각 스캐닝 순서에 따른, 변환 계수의 복호화 순서를 도시한 도면이다.
도 12는 현재 블록의 스캐닝 순서에 따른 서브 블록 간의 스캐닝 순서를 예시한 도면이다.
도 13은 현재 블록의 형태에 따른, 변환 계수 기본 블록의 스캐닝 순서를 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 유닛은, 시퀀스 또는 슬라이스에서 허용하는 가장 큰 크기의 부호화 유닛으로 정의될 수도 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 더 작은 크기의 파티션으로 분할될 수 있다. 이때, 코딩 트리 유닛을 분할함으로써 생성된 파티션을 뎁스 1이라 할 경우, 뎁스 1인 파티션을 분할함으로써 생성된 파티션은 뎁스 2로 정의될 수 있다. 즉, 코딩 트리 유닛 내 뎁스 k인 파티션을 분할함으로써 생성된 파티션은 뎁스 k+1을 갖는 것으로 정의될 수 있다.
코딩 트리 유닛이 분할됨에 따라 생성된 임의 크기의 파티션을 코딩 유닛이라 정의할 수 있다. 코딩 유닛은 재귀적으로 분할되거나, 예측, 양자화, 변환 또는 인루프 필터링 등을 수행하기 위한 기본 단위로 분할될 수 있다. 일 예로, 코딩 유닛이 분할됨에 따라 생성된 임의 크기의 파티션은 코딩 유닛으로 정의되거나, 예측, 양자화, 변환 또는 인루프 필터링 등을 수행하기 위한 기본 단위인 변환 유닛 또는 예측 유닛으로 정의될 수 있다.
코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛의 파티셔닝은, 수직선(Vertical Line) 또는 수평선(Horizontal Line) 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다. 또한, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 파티셔닝하는 수직선 또는 수평선의 개수는 적어도 하나 이상일 수 있다. 일 예로, 하나의 수직선 또는 하나의 수평선을 이용하여, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 2개의 파티션으로 분할하거나, 두개의 수직선 또는 두개의 수평선을 이용하여, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 3개의 파티션으로 분할할 수 있다. 또는, 하나의 수직선 및 하나의 수평선을 이용하여, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 길이 및 너비가 1/2 인 4개의 파티션으로 분할할 수 있다.
코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 적어도 하나의 수직선 또는 적어도 하나의 수평선을 이용하여 복수의 파티션으로 분할하는 경우, 파티션들은 균일한 크기를 갖거나, 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 또는, 어느 하나의 파티션이 나머지 파티션과 다른 크기를 가질 수도 있다.
후술되는 실시예들에서는, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛이 쿼드 트리 또는 바이너리 트리 구조로 분할되는 것으로 가정한다. 그러나, 더 많은 수의 수직선 또는 더 많은 수의 수평선을 이용한 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛의 분할도 가능하다.
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 분할이 수행되었다 하더라도, 하위 뎁스에서는 정방형인 코딩 블록이 존재할 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. 일 예로, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 파티션 형태는 도 4에 도시된 예에서와 같이, 대칭형(symmetric)인 2NxN (수평 방향 비 정방 코딩 유닛) 또는 Nx2N (수직 방향 비정방 코딩 유닛), 비대칭형(asymmetric)인 nLx2N, nRx2N, 2NxnU 또는 2NxnD 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바이너리 트리 기반의 분할은, 대칭형 또는 비대칭 형태의 파티션 중 어느 하나만 제한적으로 허용될 수도 있다. 이 경우, 코딩 트리 유닛을, 정방형 블록으로 구성하는 것은 쿼드 트리 CU 파티셔닝에 해당하고, 코딩 트리 유닛을, 대칭형인 비정방형 블록으로 구성하는 것은 이진 트리 파티셔닝에 해당할 수 있다. 코딩 트리 유닛을 정방형 블록과 대칭형 비정방형 블록으로 구성하는 것은 쿼드 및 바이너리 트리 CU 파티셔닝에 해당할 수 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.
또한, 하위 뎁스의 분할은 상위 뎁스의 분할 형태에 종속적으로 결정될 수 있다. 일 예로, 2개 이상의 뎁스에서 바이너리 트리 기반의 분할이 허용된 경우, 하위 뎁스에서는 상위 뎁스의 바이너리 트리 분할 형태와 동일한 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용될 수 있다. 예컨대, 상위 뎁스에서 2NxN 형태로 바이너리 트리 기반의 분할이 수행된 경우, 하위 뎁스에서도 2NxN 형태의 바이너리 트리 기반의 분할이 수행될 수 있다. 또는, 상위 뎁스에서 Nx2N 형태로 바이너리 트리 기반의 분할이 수행된 경우, 하위 뎁스에서도 Nx2N 형태의 바이너리 트리 기반의 분할이 허용될 수 있다.
반대로, 하위 뎁스에서, 상위 뎁스의 바이너리 트리 분할 형태와 상이한 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만을 허용하는 것도 가능하다.
시퀀스, 슬라이스, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛에 대해, 특정 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 사용되도록 제한할 수도 있다. 일 예로, 코딩 트리 유닛에 대해 2NxN 또는 Nx2N 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용되도록 제한할 수 있다. 허용되는 파티션 형태는 부호화기 또는 복호화기에 기 정의되어 있을 수도 있고, 허용되는 파티션 형태 또는 허용되지 않는 파티션 형태에 관한 정보를 부호화하여 비트스트림을 통해 시그널링할 수도 있다.
도 5는 특정 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용된 예를 나타낸 도면이다. 도 5의 (a)는 Nx2N 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용되도록 제한된 예를 나타내고, 도 5의 (b)는 2NxN 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용되도록 제한된 예를 나타낸다. 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.
또한, 코딩 트리 유닛 또는 소정의 코딩 유닛에 대해, 바이너리 트리 분할이 허용되는 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 깊이 또는 바이너리 트리 분할이 허용된 뎁스의 개수 등이 획득될 수 있다. 상기 정보는 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛 단위로 부호화되어, 비트스트림을 통해 복호화기로 전송될 수 있다.
일 예로, 비트스트림을 통해, 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스를 나타내는 신택스 'max_binary_depth_idx_minus1'가 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수 있다. 이 경우, max_binary_depth_idx_minus1+1이 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스를 가리킬 수 있다.
도 6에 도시된 예를 살펴보면, 도 6에서는, 뎁스 2인 코딩 유닛 및 뎁스 3인 코딩 유닛에 대해 바이너리 트리 분할이 수행된 것으로 도시되었다. 이에 따라, 코딩 트리 유닛 내 바이너리 트리 분할이 수행된 횟수(2회)를 나타내는 정보, 코딩 트리 유닛 내 바이너리 트리 분할이 허용된 최대 뎁스(뎁스 3)를 나타내는 정보 또는 코딩 트리 유닛 내 바이너리 트리 분할이 허용된 뎁스의 개수(2개, 뎁스 2 및 뎁스 3)를 나타내는 정보 중 적어도 하나가 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수 있다.
다른 예로, 바이너리 트리 분할이 허용되는 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 깊이 또는 바이너리 트리 분할이 허용된 뎁스의 개수 중 적어도 하나는 시퀀스, 슬라이스별로 획득될 수 있다. 일 예로, 상기 정보는, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 단위로 부호화되어 비트스트림을 통해 전송될 수 있다. 이에 따라, 제1 슬라이스 및 제2 슬라이스의, 바이너리 트리 분할 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스 또는 바이너리 트리 분할이 허용되는 뎁스의 개수 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. 일 예로, 제1 슬라이스에서는, 하나의 뎁스에서만 바이너리 트리 분할이 허용되는 반면, 제2 슬라이스에서는, 두개의 뎁스에서 바이너리 트리 분할이 허용될 수 있다.
또 다른 일 예로, 슬라이스 또는 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)에 따라 바이너리 트리 분할이 허용되는 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 깊이 또는 바이너리 트리 분할이 허용되는 뎁스의 개수 중 적어도 하나를 상이하게 설정할 수도 있다. 여기서, 시간레벨 식별자(TemporalID)는, 시점(view), 공간(spatial), 시간(temporal) 또는 화질(quality) 중 적어도 하나 이상의 스케일러빌리티(Scalability)를 갖는 영상의 복수개의 레이어 각각을 식별하기 위한 것이다.
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.
쿼드 트리 및 바이터리 트리에 기반한 분할 결과, 코딩 유닛은, 정방형 또는 임의 크기의 직사각형을 띨 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 7은 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 7에 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.
부호화기는, 소정의 블록 단위로 잔차 샘플(또는 잔차 신호)에 대한 변환 또는 양자화를 수행하고, 이에 따라 잔차 계수를 생성할 수 있다. 여기서, 소정의 블록 단위는, 변환 또는 양자화가 수행되는 단위로, 컬러 성분별로 동일한 크기를 갖거나, 컬러 성분별로 상이한 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 휘도 성분(Luma) 및 각 색차 성분(Cb, Cr) 별로 상이한 블록 단위로 잔차 계수가 생성될 수 있다.
변환 또는 양자화가 수행되는 블록 단위를 변환 블록이라 호칭할 수 있고, 변환 블록은 정방형 또는 비정방형일 수 있다. 일 예로, 변환 블록은, 4x4, 8x, 16x16, 32x32 또는 64x64 등의 정방형이거나, 4x8, 8x4, 8x16, 16x8, 16x32, 32x16, 32x64, 64x32, 4x16, 4x32, 또는 8x32 등의 비정방형일 수 있다.
복호화기는 부호화기로부터 수신한 비트스트림으로부터 잔차 계수를 복호화하고, 복호화된 잔차 신호에 역양자화 또는 역변환 중 적어도 하나를 수행하여 잔차 샘플(또는 잔차 신호)를 복호화할 수 있다. 잔차 계수를 복호화하고, 복호화된 잔차 신호에 역양자화 또는 역변환 중 적어도 하나를 수행하여 잔차 신호를 생성하는 과정을, '잔차 계수 복호화'라 정의할 수 있다.
이하, 잔차 계수 복호화 과정에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 잔차 샘플을 획득하는 과정을 도시한 흐름도이다.
복호화기는 비트스트림으로부터 현재 블록 내 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 복호화하고(S810), 상기 정보에 기초하여, 현재 블록의 잔차 계수를 복호화할 것인지 여부를 결정할 수 있다(S820).
상기 정보는, 현재 블록 내 변환 계수가 존재하는지 여부를 지시하는 변환 계수 부호화 지시자(coded_block_flag, CBF)를 포함할 수 있다. 변환 계수 부호화 지시자는 소정 단위의 블록 내 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타낼 수 있다. 일 예로, 변환 계수 부호화 지시자가 0인 것은, 소정 단위의 블록 내 0이 아닌 변환 계수가 존재하지 않음을 나타내고, 변환 계수 부호화 지시자가 1인 것은, 소정 단위의 블록 내 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 이상 존재함을 나타낸다. 변환 계수 부호화 지시자는 휘도 성분 및 색차 성분 각각에 대해 부호화되어 시그널링될 수 있다.
상기 변환 계수 부호화 지시자는, 블록 단위(예컨대, 변환 블록, 부호화 블록 또는 코딩 트리 블록 등)로 시그널링되는 지시자(예컨대, 'rqt_root_cbf') 또는 소정 크기의 서브 블록 단위로 시그널링되는 지시자(예컨대, 'coded_sub_block_flag') 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 예로, rqt_root_cbf는 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 포함되어 있는지 여부를 나타낼 수 있다. 복호화기는 상기 rqt_root_cbf의 값에 따라, 잔차 계수를 복호화할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 일 예로, rqt_root_cbf가 0인 경우, 현재 블록(예컨대, 현재 변환 블록)에 대한 변환 계수 복호화가 수행되지 않고, 현재 블록 내 잔차 샘플의 값이 모두 0으로 설정될 수 있다. 반면, rqt_root_cbf가 1인 경우, 현재 블록 내 변환 계수 복호화가 수행될 수 있다.
coded_sub_block_flag는 소정 크기의 서브 블록 내 0이 아닌 변한 계수가 포함되는지 여부를 나타낼 수 있다. 일 예로, coded_sub_block_flag는 4x4 크기의 서브 블록 단위로 부호화되어 시그널링될 수 있다. coded_sub_block_flag가 0인 것은, 소정 크기의 서브 블록 내 0이 아닌 변환 계수가 존재하지 않음을 의미하고, coded_sub_block_flag가 1인 것은, 소정 크기의 서브 블록 내 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 이상 존재함을 의미할 수 있다.
rqt_root_cbf 및 coded_sub_block_flag는 계층적으로 부호화되어 시그널링될 수 있다. 일 예로, rqt_root_cbf가 0인 경우, coded_sub_block_flag의 부호화는 생략될 수 있다. 반면, rqt_root_cbf가 1이고, 현재 블록의 크기가 서브 블록보다 큰 경우, 현재 블록 내 소정 크기의 서브 블록 단위로 coded_sub_block_flag가 부호화되어 시그널링될 수 있다.
변환 블록 및 코딩 블록 간에도 변환 계수 부호화 지시자를 계층적으로 부호화하여 시그널링할 수 있다. 일 예로, 복수개의 변환 블록 중 0이 아닌 변환 계수를 포함하는 적어도 하나의 변환 블록이 포함되어 있는지 여부를 나타내는 제1 변환 계수 부호화 지시자를 부호화/복호화하고, 상기 제1 변환 계수 부호화 지시자의 값에 따라, 각 변환 블록 별 제2 변환 계수 부호화 지시자의 부호화/복호화 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 복수의 변환 블록을 포함하는 상위 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나는 기 정의된 값을 갖거나, 비트스트림을 통해 복호화되는 정보를 통해 결정될 수 있다. 또는, 코딩 트리 블록의 분할 형태에 기초하여 상위 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나가 결정될 수도 있다. 일 예로, 복수의 비정방형 변환 블록을 포함하는 비정방형 코딩 블록 또는 정방형 코딩 블록이 복수 비정방형 변환 블록에 대한 상위 블록으로 정의될 수 있다. 변환 계수 부호화 지시자는 2개 이상의 계층을 통해 계층적으로 부호화될 수도 있다.
이처럼, 변환 계수 부호화 지시자를 계층적으로 부호화하는 방법을, 계층적 변환 계수 부호화 지시자(Hierarchical Coded Block Flag, HCBF) 유도 방법이라 호칭할 수 있다.
현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 포함되어 있는 경우, 변환 계수가 0인지 여부를 나타내는 변환 계수 레벨 지시자를 이용하여, 변환 계수를 복호화할 수 있다. 변환 계수 레벨 지시자는 1비트의 플래그(예컨대, 'significant_flag')로, 현재 블록 내 각 변환 계수가 0인지 여부를 나타낸다. 일 예로, significant_flag가 1인 것은, 변환 계수가 0이 아님을 나타내고, significant_flag가 0인 것은, 변환계수가 0임을 나타낸다.
현재 블록 내 각 변환 계수들이 0인지 여부를 나타낸 것을, 변환 계수 레벨 맵(Significant Map)이라 호칭할 수 있다. 부호화기는 변환 계수 레벨 맵에 따라, 변환 계수 부호화 지시자 및 각 변환 계수에 대한 변환 계수 레벨 지시자를 부호화하고, 0이 아닌 변환 계수의 절대값 및 부호(Sign)를 부호화할 수 있다. 복호화기는, 변환 계수 부호화 지시자 및 변환 계수 레벨 지시자에 따라 변환 계수 레벨 맵을 복호화하고, 0이 아닌 변환 계수의 절대값 및 부호를 복호화할 수 있다.
도 9는 변환 계수 레벨 맵을 예시한 도면이다. 도 9에 표기된 값들은, 변환 계수 레벨 지시자의 값을 나타내고, coded_sub_block_flag는 4x4 단위의 서브 블록에 대해 0이 아닌 변환계수가 존재하는지 여부를 나타낸다.
0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부가 부호화/복호화되는 소정 크기의 서브 블록을 변환 계수 기본 블록이라 호칭할 수 있다. 일 예로, 도 9에서, coded_sub_block_flag가 부호화되는 4x4 크기의 블록을 변환 계수 기본 블록이라 정의할 수 있다.
이때, 변환 계수 기본 블록의 형태 또는 크기 중 적어도 하나는 코딩 블록 또는 변환 블록의 형태 또는 크기 중 적어도 하나에 따라 상이하게 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 정방형인 경우, 현재 블록의 변환 계수 기본 블록은 정방형이고, 현재 블록이 비정방형인 경우, 현재 블록의 변환 계수 기본 블록 역시 비정방형일 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 Nx2N 또는 Nx4N 등의 비정방형인 경우, 현재 블록의 변환 계수 기본 블록은 2x8일 수 있고, 현재 블록이 2NxN 또는 4NxN 등의 비정방형인 경우, 현재 블록의 변환 계수 기본 블록은, 8x2일 수 있다.
쿼드 트리 분할 및 바이너리 트리 분할 결과, 코딩 트리 블록 또는 부호화 블록에는 2x8, 8x2, 4x16 또는 16x4 등의 변환 블록이 포함될 수 있다. 이처럼, 쿼드 트리 분할 이외에 바이너리 트리 분할을 추가적으로 이용하는 경우, 쿼드 트리 분할만을 사용하는 경우보다, 코딩 트리 블록 내 더 많은 개수의 변환 블록 또는 더 다양한 형태의 변환 블록이 포함될 것이다. 변환 블록의 개수가 증가 또는 형태가 다변화함에 따라, 모든 변환 블록 별로 변환 계수 보호화 지시자를 시그널링하는 것은, 부호화 효율을 감소시킬 염려가 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는, 변환 블록 단위로 변환 계수 부호화 지시자를 부호화하는 대신, 소정 단위로 변환 계수 부호화 지시자를 부호화/복호화하거나, 현재 블록의 크기를 소정 단위와 비교하여, 현재 블록에 대한 변환 계수 부호화 지시자의 부호화/복호화 여부를 결정할 수 있다. 여기서, 소정 단위는, 블록의 크기, 블록의 형태 또는 샘플의 개수 등으로 정의될 수 있다.
부호화기는 소정 단위를 결정하기 위한 정보(예컨대, 변환 계수 부호화 단위 지시자)를 부호화하여 시그널링할 수 있다. 상기 정보는, 블록의 크기, 형태 또는 샘플의 개수 등을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 정보는, 비디오 시퀀스 레벨, 픽처 파라미터 세트, 슬라이스 헤더 또는 블록 레벨 중 적어도 하나에서 부호화되어 시그널링될 수 있다.
소정 단위가 블록의 크기 또는 샘플의 개수와 관련한 것이고, 현재 블록이 소정 단위보다 작은 경우, 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 포함되어 있는지 여부는 소정 단위로 부호화되어 시그널링되는 변환 계수 부호화 지시자에 기초하여 결정될 수 있다. 반면, 현재 블록이 소정 단위와 동일하거나 큰 경우, 변환 계수 부호화 지시자는 현재 블록에 대해 부호화되어 시그널링될 수 있다.
도 10은 소정 단위에 기초하여 변환 계수 부호화 지시자가 복호화되는 양상을 설명하기 위한 도면이다.
소정 단위가 256개의 샘플을 나타내는 경우, 변환 계수 부호화 지시자는 256개 이상의 샘플을 포함하는 블록을 기준으로 부호화되어 시그널링될 수 있다. 이에 따라, 도 10에 도시된 예에서, 16x16 또는 8x32 크기의 블록에 대해, 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 변환 계수 부호화 지시자가 복호화될 수 있다.
256개보다 더 많은 개수의 샘플을 포함하는 블록에 대해서도, 변환 계수 부호화 지시자가 부호화되어 시그널링될 수 있다. 이에 따라, 도 10에 도시된 예에서, 16x32 또는 32x32 크기의 블록에 대해 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 변환 계수 부호화 지시자가 복호화될 수 있다.
소정 단위가 1024개의 샘플을 나타내는 경우, 변환 계수 부호화 지시자는 1024개 이상의 샘플을 포함하는 블록을 기준으로 부호화되어 시그널링될 수 있다. 이에 따라, 도 10에 도시된 예에서, 16x16 크기의 4개의 정방형 블록을 포함하는 상위 블록에 대해 하나의 변환 계수 부호화 지시자가 복호화되고, 2개의 8x32 크기의 비정방형 블록 및 16x32 크기의 비정방형 블록을 포함하는 상위 블록에 대해 하나의 변환 계수 부호화 지시자가 복호화될 수 있다.
1024개 이상의 샘플을 포함하는 블록에 대해서는 개별적으로 변환 계수 부호화 지시자가 부호화되어 시그널링될 수 있다. 이에 따라, 도 10에 도시된 예에서, 32x32 크기의 블록에 대해서는 변환 계수 부호화 지시자가 복호화될 수 있다.
소정 단위는 변환 계수 부호화 지시자가 부호화되어 시그널링되는 최대 단위를 지시할 수도 있다. 즉, 소정 단위에 기초하여, 변환 계수 부호화 지시자가 부호화되는 블록의 최대 크기 또는 블록의 형태 등이 정의될 수 있다. 이 경우, 변환 계수 부호화 단위 지시자가 가리키는 샘플의 개수와 변환 블록에 포함된 샘플의 개수를 비교하여, 변환 계수가 시그널링되는 단위를 적응적으로 결정할 수 있다.
일 예로, 변환 계수 부호화 단위 지시자가 가리키는 샘플의 개수가 변환 블록에 포함된 샘플의 개수보다 큰 경우, 해당 변환 블록에 대해 변환 계수 부호화 지시자를 부호화하여 시그널링할 수 있다. 반면, 변환 계수 부호화 단위 지시자가 가리키는 샘플의 개수가 변환 블록에 포함된 샘플의 개수보다 작은 경우, 변환 블록을 소정 단위에 따라 복수의 영역으로 분할하고, 각 영역별로 변환 계수 부호화 지시자를 부호화하여 시그널링할 수 있다.
현재 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 포함되어 있는 경우, 현재 블록에 대한 스캐닝 순서를 결정하고(S830), 결정된 스캐닝 순서에 따라, 각 변환 계수의 절대값 또는 부호 등을 복호화할 수 있다(S840).
복호화기는 복수의 스캐닝 순서 후보 중 현재 블록의 스캐닝 순서를 선택할 수 있다. 여기서, 복수의 스캐닝 순서 후보는, 대각 스캔(Diagonal Scan), 수평 스캔(Horizontal Scan) 또는 수직 스캔(Vertical Scan) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 도 11은 각 스캐닝 순서에 따른, 변환 계수의 복호화 순서를 도시한 도면이다.
현재 블록의 스캐닝 순서는, 현재 블록(예컨대, 변환 블록 또는 부호화 블록)의 크기, 형태, 부호화 모드 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 현재 블록의 크기는, 블록의 너비, 높이 또는 넓이 중 적어도 하나에 의해 표현될 수 있다.
일 예로, 현재 블록의 크기를 기 정의된 임계값과 비교하여 현재 블록의 스캐닝 순서를 결정할 수 있다. 여기서, 기 정의된 임계값은, 최대값 또는 최소값 등으로 표현될 수 있다.
일 예로, 인트라 모드로 부호화된 4x4 또는 8x8 크기의 변환 블록 또는 코딩 블록에 대해서는 인트라 예측 모드에 따라, 수직 스캔, 수평 방향 또는 대각 스캔을 사용할 수 있다. 구체적으로, 인트라 예측 모드가 수평 방향인 경우에는 수직 스캔을 사용하고, 인트라 예측 모드가 수직 방향인 경우에는 수평 스캔을 사용하며, 그 이외의 인트라 예측 모드에 대해서는 대각 스캔을 사용할 수 있다. 반면, 인터 모드로 부호화되었거나, 인트라 모드로 부호화된 16x16 이상 크기의 변환 블록 또는 코딩 블록에 대해서는 대각 스캔이 사용될 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기, 형태, 부호화 모드 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여, 현재 블록이 이용할 수 있는 스캐닝 순서 후보의 개수 또는 종류 중 적어도 하나를 상이하게 설정할 수 있다. 즉, 상기 열거된 조건에 따라, 현재 블록이 대각 스캔, 수평 스캔 또는 수직 스캔 중 적어도 하나를 사용하지 않도록 제한할 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 비정방 형태인 경우, 너비 및 높이비에 따라, 현재 블록이 이용할 수 있는 스캐닝 순서가 결정될 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 높이가 너비보다 더 긴 형태(예컨대, Nx2N 또는 Nx4N 등)의 코딩 블록 또는 변환 블록인 경우, 대각 스캔 또는 수평 스캔 중 적어도 하나를 선택할 수 있다. 반면, 현재 블록이 너비가 높이보다 더 긴 형태(예컨대, 2NxN 또는 4NxN)의 코딩 블록 또는 변환 블록인 경우, 대각 스캔 또는 수직 스캔 중 적어도 하나를 선택할 수 있다.
현재 블록은 소정의 서브 블록 단위로 분할되고, 서브 블록 단위로 변환 계수 스캐닝이 수행될 수 있다. 예컨대, 소정 개수의 픽셀을 포함하는 변환 계수 기본 블록 단위로 변환 계수 스캐닝이 수행될 수 있다.
현재 블록이 비정방형인 경우에도, 현재 블록은 서브 블록 단위로 분할되어, 서브 블록 단위로 스캐닝이 수행될 수 있다. 이때, 서브 블록의 크기는, 고정된 값을 가질 수도 있고, 현재 블록(예컨대, 코딩 블록 또는 변환 블록)의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 기초하여 가변적 값을 가질 수도 있다.
예컨대, 앞서 변환 계수 기본 블록을 통해 설명한 바와 같이, 서브 블록은 고정된 개수의 픽셀(예컨대, 16개)을 포함하되, 그 크기는 코딩 블록 또는 변환 블록의 형태에 따라, 4x4, 2x8 또는 8x2 등으로 상이하게 설정될 수 있다.
서브 블록의 분할 형태는 코딩 블록 또는 변환 블록과 동일한 형태일 수 있다. 또는, 서브 블록의 분할 형태는 코딩 블록의 분할 형태와 독립적으로 결정될 수 있다. 서브 블록은, 분할 형태에 따라, 정방형 또는 비정방형일 수 있다.
각 서브 블록들의 스캐닝 순서는, 현재 블록의 스캐닝 순서에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 도 12는 현재 블록의 스캐닝 순서에 따른 서브 블록 간의 스캐닝 순서를 예시한 도면이다.
도 12에 도시된 예에서, 현재 블록의 스캐닝 순서가 대각 스캔인 경우, 서브 블록 간 스캐닝 순서 또는 서브 블록 내 스캐닝 순서 중 적어도 하나는 대각 스캔을 따를 수 있다. 반면, 현재 블록의 스캐닝 순서가 수평 스캔인 경우, 서브 블록 간 스캐닝 순서 또는 서브 블록 내 변환 계수의 스캐닝 순서 중 적어도 하나는 수평 스캔을 따를 수 있다. 또는, 현재 블록의 스캐닝 순서가 수직 스캔인 경우, 서브 블록 간 스캐닝 순서 또는 서브 블록 내 스캐닝 순서 중 적어도 하나는 수직 스캔을 따를 수 있다.
또는, 각 서브 블록들의 스캐닝 순서는 코딩 블록 또는 현재 블록의 형태 또는 크기에 따라 적응적으로 설정될 수 있다. 즉, 현재 블록의 크기 또는 형태에 따라, 변환 계수 기본 블록들의 스캐닝 순서가 상이하게 설정될 수 있다.
도 13은 현재 블록의 형태에 따른, 변환 계수 기본 블록의 스캐닝 순서를 나타낸 도면이다. 도 13에서, 각 서브 블록에 표기된 숫자들은, 스캐닝 순서를 나타낸 것이다.
현재 블록이 높이가 너비보다 더 긴 형태의 코딩 블록 또는 변환 블록인 경우, 도 13에 도시된 예에서와 같이, 대각 스캔을 사용하여 변환 계수 기본 블록을 순차적으로 스캐닝할 수 있다.
반면, 현재 블록이 너비가 높이보다 더 긴 형태의 코딩 블록 또는 변환 블록인 경우, 도 13에 도시된 예에서와 같이, 수평 스캔을 사용하여 변환 계수 기본 블록을 순차적으로 스캐닝할 수 있다.
즉, 현재 블록의 형태에 따라, 변환 계수 기본 블록을 스캐닝 순서가 상이하게 설정될 수 있다.
도 13에 정의된, 현재 블록의 형태 및 변환 계수 기본 블록의 스캐닝 순서 사이의 관계는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 도 13에 정의된 것과 달리, 현재 블록이 높이가 너비보다 더 긴 형태의 코딩 블록 또는 변환 블록인 경우, 수직 스캔을 사용하여 변환 계수 기본 블록을 순차적으로 스캐닝하는 것도 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 다르면, 블록 그룹(또는 블록 단위) 단위로 스캐닝을 수행하거나, 블록 그룹 단위로 스캐닝 순서를 결정할 수 있다. 여기서, 블록 그룹은 스캐닝이 수행되는 블록 단위를 나타내거나, 동일한 스캐닝 타입을 공유하는 변환 블록들의 그룹을 나타낼 수 있다. 블록 그룹은 적어도 하나 이상의 변환 블록을 포함할 수 있다. 또는, 정방형 블록을 구성하는, 복수의 비정방형 변환 블록을 블록 그룹으로 정의할 수도 있다.
일 예로, 블록 그룹의 크기 또는 범위가 결정되면, 블록 그룹을 스캐닝을 위한 단위로 다시 분할하여, 블록 그룹에 대한 스캐닝을 수행할 수 있다. 여기서, 스캐닝 단위는 블록 그룹에 포함된 변환 블록들과 동일한 크기 또는 형태일 수 있다. 또는, 스캐닝 단위의 크기 또는 형태 중 적어도 하나는, 블록 그룹에 포함된 변환 블록들과 상이할 수 있다. 일 예로, 스캐닝 단위는 정방 형태로 제한되는 반면, 블록 그룹에는 비정방형 변환 블록이 포함될 수 있다.
일 예로, 블록 그룹의 크기 또는 범위가 결정되면, 블록 그룹에 대한 스캐닝 순서를 결정하고, 블록 그룹 내 모든 변환 블록들에 대해 결정된 스캐닝 순서를 적용할 수 있다.
블록 그룹은 정방 또는 비정방 형태일 수 있다. 또한, 블록 그룹은, 적어도 하나의 비정방 형태의 변환 블록 또는 적어도 하나의 정방 형태의 변환 블록을 포함할 수 있다.
블록 그룹의 크기는 고정된 값을 가질수도 있고, 가변적으로 결정되는 값을 가질 수도 있다. 일 예로, 블록 그룹의 크기는 64x64, 32x32 또는 16x16 등 고정된 크기를 갖거나, 비트스트림을 통해 전송되는 블록 그룹의 크기에 관한 정보를 기초로 결정될 수 있다.
현재 블록의 잔차 계수가 획득되면, 현재 블록의 잔차 계수에 대해 역양자화를 수행할 수 있다(S850).
현재 블록의 역양자화된 잔차 계수에 역변환을 스킵할 것인지 여부를 결정할 수 있다(S860). 구체적으로, 복호화기는 현재 블록의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 하나 이상에 역변환을 스킵(skip)할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 현재 블록의 수직 또는 수평 방향 중 적어도 하나에 역변환을 적용하기로 결정된 경우, 현재 블록의 역양자화된 잔차 계수를 역변환함으로써, 현재 블록의 잔차 샘플을 획득할 수 있다(S870). 여기서, 역변환은, DCT, DST 또는 KLT 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록의 수평 방향 및 수직 방향 모두에 역변환이 스킵된 경우, 현재 블록의 수평 방향 및 수직 방향으로 역변환이 수행되지 않는다. 이 경우, 역양자화된 잔차 계수를 기 설정된 값으로 스케일링하여, 현재 블록의 잔차 샘플을 획득할 수 있다(S880).
수평 방향으로의 역변환을 생략하는 것은, 수평 방향으로는 역변환을 수행하지 않고, 수직 방향으로는 역변환을 수행하는 것을 의미한다. 이때, 수평 방향으로는 스케일링이 수행될 수 있다.
수직 방향의 역변환을 생략하는 것은, 수직 방향으로는 역변환을 수행하지 않고, 수평 방향으로는 역변환을 수행하는 것을 의미한다. 이때, 수직 방향으로는 스케일링이 수행될 수 있다.
현재 블록의 분할 형태에 따라, 현재 블록에 대해 역변환 스킵 기법을 이용할 수 있는지 여부가 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할을 통해 생성된 것일 경우, 현재 블록에 대해 역변환 스킵 기법을 이용하지 못하도록 제한할 수 있다. 이에 따라, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할을 통해 생성된 것일 경우, 현재 블록을 역변환 함으로써, 현재 블록의 잔차 샘플을 획득할 수 있다. 아울러, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할을 통해 생성된 것일 경우, 역변환이 스킵되는지 여부를 나타내는 정보(예컨대, transform_skip_flag)의 부호화/복호화가 생략될 수 있다.
또는, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할을 통해 생성된 경우, 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 하나에서만 역변환 스킵 기법이 허용되도록 제한할 수 있다. 여기서, 역변환 스킵 기법이 제한되는 방향은, 비트스트림으로부터 복호화되는 정보에 기초하여 결정되거나, 현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 결정될 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 너비가 높이보다 큰 비정방형 블록일 경우, 수직 방향에 대해서만 역변환 스킵 기법을 허용하고, 수평 방향에 대해서는 역변환 스킵 기법 사용을 제한할 수 있다. 즉, 현재 블록이 2NxN인 경우, 현재 블록의 수평 방향으로는 역변환이 수행되고, 수직 방향으로는 선택적으로 역변환이 수행될 수 있다.
반면, 현재 블록의 높이가 너비보다 큰 비정방형 블록일 경우, 수평 방향에 대해서만 역변환 스킵 기법을 허용하고, 수직 방향에 대해서는 역변환 스킵 기법 사용을 제한할 수 있다. 즉, 현재 블록이 Nx2N인 경우, 현재 블록의 수직 방향으로는 역변환이 수행되고, 수평 방향으로는 선택적으로 역변환이 수행될 수 있다.
상기의 예와 반대로, 현재 블록이 너비가 높이보다 큰 비정방형 블록일 경우, 수평 방향에 대해서만 역변환 스킵 기법을 허용하고, 현재 블록이 높이가 너비보다 큰 비정방형 블록일 경우, 수직 방향에 대해서만 역변환 스킵 기법을 허용할 수도 있다.
수평 방향에 대한 역변환을 스킵할 것인지 여부에 대한 정보 또는 수직 방향에 대한 역변환을 스킵할 것인지 여부를 나타내는 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 일 예로, 수평 방향에 대한 역변환을 스킵할 것인지 여부를 나타내는 정보는 1비트의 플래그로, 'hor_transform_skip_flag'이고, 수직 방향에 대한 역변환을 스킵할 것인지 여부를 나타내는 정보는 1비트의 플래그로, 'ver_transform_skip_flag'일 수 있다. 부호화기는, 현재 블록의 형태에 따라, 'hor_transform_skip_flag' 또는 'ver_transform_skip_flag' 중 적어도 하나를 부호화할 수 있다. 또한, 복호화기는 'hor_transform_skip_flag' 또는 'ver_transform_skip_flag' 중 적어도 이용하여, 수평 방향 또는 수직 방향으로의 역변환이 스킵되는지 여부를 판단할 수 있다.
현재 블록의 분할 형태에 따라, 어느 하나의 방향에 대해서는, 역변환이 생략되도록 설정될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할을 통해 생성된 경우, 수평 방향 또는 수직 방향으로의 역변환을 생략할 수 있다. 즉, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할로 생성된 것이라면, 현재 블록의 역변환이 스킵되는지 여부를 나타내는 정보(예컨대, transform_skip_flag, hor_transform_skip_flag, ver_transform_skip_flag)의 부호화/복호화 없이도, 현재 블록에 대해 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 하나에 대해 역변환을 스킵할 것을 결정할 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 (15)

  1. 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 복호화하는 단계;
    상기 정보가 상기 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재함을 지시하는 경우, 상기 현재 블록의 스캐닝 순서를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 스캐닝 순서에 따라, 상기 현재 블록에 포함된 변환 계수를 복호화하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 정보는, 상기 현재 블록 내 소정의 서브 블록 단위로 시그널링되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 서브 블록의 크기 또는 형태는, 상기 현재 블록의 크기 또는 형태에 따라 적응적으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 정보는 소정의 단위 별로 시그널링되고, 상기 소정의 단위는, 샘플의 수에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 현재 블록이 상기 소정 단위에 대응하는 샘플 수 보다 더 많은 수의 샘플을 포함하는 경우, 상기 현재 블록은 상기 소정 단위에 따라 복수의 영역으로 분할되고, 상기 정보는, 상기 복수의 영역 각각에 대해 시그널링되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    복수의 스캐닝 순서 후보 중 적어도 하나를 상기 현재 블록의 스캐닝 순서로 결정하되,
    상기 복수의 스캐닝 순서 후보의 종류 또는 개수 중 적어도 하나는, 상기 현재 블록의 크기 또는 형태에 따라 상이한 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 블록의 스캐닝 순서는, 상기 현재 블록을 포함하는 상위 블록의 스캐닝 순서와 동일한 것으로 결정되고, 상기 상위 블록에 포함된 복수 블록들은 동일한 스캐닝 순서를 갖는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  8. 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부에 따라, 상기 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 부호화하는 단계;
    상기 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는 경우, 상기 현재 블록의 스캐닝 순서를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 스캐닝 순서에 따라, 상기 현재 블록에 포함된 변환 계수를 정렬하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 정보는, 상기 현재 블록 내 소정의 서브 블록 단위로 부호화되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 서브 블록의 크기 또는 형태는, 상기 현재 블록의 크기 또는 형태에 따라 적응적으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 정보는 소정의 단위 별로 부호화되고, 상기 소정의 단위는, 샘플의 수에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 현재 블록이 상기 소정 단위에 대응하는 샘플 수 보다 더 많은 수의 샘플을 포함하는 경우, 상기 현재 블록은 상기 소정 단위에 따라 복수의 영역으로 분할되고, 상기 정보는, 상기 복수의 영역 각각에 대해 부호화되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  13. 제8 항에 있어서,
    복수의 스캐닝 순서 후보 중 적어도 하나를 상기 현재 블록의 스캐닝 순서로 결정하되,
    상기 복수의 스캐닝 순서 후보의 종류 또는 개수 중 적어도 하나는, 상기 현재 블록의 크기 또는 형태에 따라 상이한 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  14. 제8 항에 있어서,
    상기 현재 블록의 스캐닝 순서는, 상기 현재 블록을 포함하는 상위 블록의 스캐닝 순서와 동일한 것으로 결정되고, 상기 상위 블록에 포함된 복수 블록들은 동일한 스캐닝 순서를 갖는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  15. 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 복호화하고, 상기 정보가 상기 현재 블록에 0이 아닌 변환 계수가 존재함을 지시하는 경우, 상기 현재 블록의 스캐닝 순서를 결정하고, 상기 결정된 스캐닝 순서에 따라, 상기 현재 블록에 포함된 변환 계수를 복호화하는 엔트로피 복호화부를 포함하는, 영상 복호화 장치.
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