WO2018101685A1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 현재 블록을 하나 이상의 서브 블록들로 분할하는 단계, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계, 및 상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체에 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 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 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.
본 발명은 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 압축 효율이 향상된 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 변환 모델, 등간격 모델 또는 양선형 보간 모델을 이용한 화면 내 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록을 하나 이상의 서브 블록들로 분할하는 단계, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계, 및 상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계는, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 방향 필드(Intra Prediction Direction Field, IPDF)를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 IPDF를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 IPDF의 생성은 변환 모델을 사용하여 수행되고, 상기 변환 모델은 강체 변환(rigid transform), 닮음 변환(similarity transform), 어파인 변환(affine transform), 호모그래피 변환(homography transform) 및 3차원 변환(3D transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 IPDF의 생성에 이용되는 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드는 시드 위치(seed point)를 포함하는 시드 블록(seed block)의 시드 위치 화면 내 예측 모드(seed point intra prediction mode, SPIPM)이고, 상기 시드 위치는 상기 현재 블록 또는 상기 서브 블록의 크기 또는 형태에 기초하여 적응적으로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드들을 SPIPM 후보로서 포함하는 SPIPM의 리스트가 구성되고, 상기 SPIPM의 리스트로부터 상기 IPDF의 생성을 위해 필요한 개수의 SPIPM이 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 인접 블록들 중 상기 IPDF를 이용하여 화면 내 예측 모드가 유도된 인접 블록이 있는 경우, 상기 현재 블록의 IPDF는 상기 인접 블록의 IPDF에 기초하여 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 현재 블록의 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들이 유도되고, 상기 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들을 이용하여, 나머지 적어도 하나의 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 유도되되, 상기 가장 바깥쪽에 위치한 2개의 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들과 상기 나머지 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 등간격이 되도록 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 현재 블록의 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들이 유도되고, 상기 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들을 이용하여, 나머지 적어도 하나의 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 유도되되, 상기 나머지 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 상기 가장 바깥쪽에 위치한 2개의 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들의 양선형 보간에 의해 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 장치는, 현재 블록을 하나 이상의 서브 블록들로 분할하고, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 유도하고, 상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각에 대한 화면 내 예측을 수행하는 화면 내 예측부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록을 하나 이상의 서브 블록들로 분할하는 단계, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계, 및 상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 방향 필드(Intra Prediction Direction Field, IPDF)를 생성하는 단계, 및 상기 생성된 IPDF를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 IPDF의 생성은 변환 모델을 사용하여 수행되고, 상기 변환 모델은 강체 변환(rigid transform), 닮음 변환(similarity transform), 어파인 변환(affine transform), 호모그래피 변환(homography transform) 및 3차원 변환(3D transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 IPDF의 생성에 이용되는 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드는 시드 위치(seed point)를 포함하는 시드 블록(seed block)의 시드 위치 화면 내 예측 모드(seed point intra prediction mode, SPIPM)이고, 상기 시드 위치는 상기 현재 블록 또는 상기 서브 블록의 크기 또는 형태에 기초하여 적응적으로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드들을 SPIPM 후보로서 포함하는 SPIPM의 리스트가 구성되고, 상기 SPIPM의 리스트로부터 상기 IPDF의 생성을 위해 필요한 개수의 SPIPM이 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 인접 블록들 중 상기 IPDF를 이용하여 화면 내 예측 모드가 유도된 인접 블록이 있는 경우, 상기 현재 블록의 IPDF는 상기 인접 블록의 IPDF에 기초하여 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 현재 블록의 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들이 결정되고, 상기 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들을 이용하여, 나머지 적어도 하나의 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 결정되되, 상기 가장 바깥쪽에 위치한 2개의 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들과 상기 나머지 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 등간격이 되도록 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 현재 블록의 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들이 결정되고, 상기 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들을 이용하여, 나머지 적어도 하나의 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 결정되되, 상기 나머지 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 상기 가장 바깥쪽에 위치한 2개의 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들의 양선형 보간에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 장치는, 상기 화면 내 예측부는, 현재 블록을 하나 이상의 서브 블록들로 분할하고, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 결정하고, 상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각에 대한 화면 내 예측을 수행하는 화면 내 예측부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 컴퓨터 판독가능한 기록 매체는, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 변환 모델, 등간격 모델 또는 양선형 보간 모델을 이용한 화면 내 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 현재 블록에 대해 화면 내 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 시드 위치 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 2개의 SPIPM을 포함하는 SPIPM 리스트를 구성하는 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 3개의 SPIPM을 포함하는 SPIPM 리스트를 구성하는 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 9는 4개의 SPIPM을 포함하는 SPIPM 리스트를 구성하는 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 10은 현재 블록의 크기가 16x16일 경우, 서브 블록의 크기를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 11은 결정된 IPDF를 이용하여 화면 내 예측 모드를 할당하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 현재 블록의 인접 복원 블록들을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 13은 인접 복원 블록들을 이용하여 화면 내 예측 모드를 유도하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드를 유도하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드를 유도하는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 현재 블록의 화면 내 예측에 이용될 수 있는 주변의 복원 샘플 라인들을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 17은 현재 블록에 포함된 서브 블록에 대해 참조 샘플을 구성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 가용한 복원 샘플을 이용하여 가용하지 않은 복원 샘플을 대체하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 현재 블록의 형태에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 예시도이다.
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. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 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.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 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 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 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 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 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 발명에서, "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. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 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.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
또한, 이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "비디오의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "비디오를 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다. 여기서, 픽처는 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미하며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미한다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 직사각형뿐만 아니라 정사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 픽셀 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미한다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미한다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽처 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 픽처 내에서 현재 픽처의 현재 블록과 동일한 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미한다. 트리 구조(Tree Structure)에서 루트 노드(Root Node)는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드(Leaf Node)는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨(Level)이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미한다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문 요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 유닛을 의미한다. 하나의 예측 유닛은 크기가 작은 복수의 파티션(Partition) 또는 하위 예측 유닛으로 분할 될 수도 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미한다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 유닛을 의미한다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 크기가 작은 복수의 변환 유닛으로 분할될 수 있다.
스케일링(Scaling): 변환 계수 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미한다. 변환 계수 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수에 대해 변환 계수 레벨(transform coefficient level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 변환 계수 레벨을 스케일링(scaling)하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분된 값을 의미한다.
스캔(Scan): 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미한다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미한다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다.변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미한다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨을 의미한다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미한다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미한다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미한다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 픽셀 값을 참조 화소로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 화소를 이용하여 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)과 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나 양자화하거나 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 픽셀에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 인덱스 등)뿐만 아니라, 부호화 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 화면 내 예측 모드/방향, 참조 샘플 필터링 방법, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 인덱스, 2차 변환 인덱스, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프내 필터 적용 여부, 적응적 루프내 필터 계수, 적응적 루프내 필터 탭, 적응적 루프내 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 변환 계수, 변환 계수 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 비트 심도, 휘도 신호 혹은 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 인덱스를 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 인덱스를 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 인덱스를 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 복호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수 및 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 인루프 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 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 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 픽셀 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 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.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 픽셀 값을 이용하는 공간적 예측을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 모드 및 화면 간 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다.
분할 구조는 LCU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, LCU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, LCU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. LCU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 LCU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다. 도 3의 LCU(320)는 쿼드트리 형태의 분할 및 이진트리 형태의 분할이 모두 적용된 LCU의 일 예이다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
화면 내 예측 모드는 비방향성 모드 또는 방향성 모드일 수 있다. 비방향성 모드는 DC 모드 또는 플래너(Planar) 모드일 수 있으며, 방향성 모드(angular mode)는 특정한 방향 또는 각도를 가지는 예측 모드일 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드는 모드 번호, 모드 값, 모드 숫자, 모드 각도 중 적어도 하나로 표현될 수 있다. 화면 내 예측 모드의 개수는 상기 비방향성 및 방향성 모드를 포함하는 하나 이상의 M개 일 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기에 관계없이 N개로 고정될 수 있다. 또는, 화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기 및/또는 색 성분(color component)의 타입에 따라 상이할 수 있다. 예컨대, 블록의 크기가 커질수록 화면 내 예측 모드의 개수는 많아질 수 있다. 또는 루마 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수는 색차 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수보다 많을 수 있다.
현재 블록을 화면 내 예측하기 위해 복원된 주변 블록에 포함되는 샘플들이 현재 블록의 참조 샘플로 이용 가능한지 여부를 검사하는 단계가 수행될 수 있다. 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플이 존재할 경우, 복원된 주변 블록에 포함된 샘플들 중 적어도 하나의 샘플 값을 복사 및/또는 보간한 값을 이용하여 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플의 샘플 값으로 대체한 후, 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 있다.
화면 내 예측 시 화면 내 예측 모드 및 현재 블록의 크기 중 적어도 하나에 기반하여 참조 샘플 또는 예측 샘플 중 적어도 하나에 필터를 적용할 수 있다.
플래너 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 예측 대상 샘플의 예측 블록 내 위치에 따라, 현재 샘플의 상단 및 좌측 참조 샘플, 현재 블록의 우상단 및 좌하단 참조 샘플의 가중합을 이용하여 예측 대상 샘플의 샘플값을 생성할 수 있다. 또한, DC 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 현재 블록의 상단 및 좌측 참조 샘플들의 평균 값을 이용할 수 있다. 또한, 방향성 모드의 경우 현재 블록의 상단, 좌측, 우상단 및/또는 좌하단 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성 할 수 있다. 예측 샘플 값 생성을 위해 실수 단위의 보간을 수행 할 수도 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 블록의 주변에 존재하는 블록의 화면 내 예측 모드로부터 예측하여 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하다는 정보를 시그널링할 수 있다. 또한, 복수 개의 주변 블록의 화면 내 예측 모드 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 화면 내 예측 모드에 대한 지시자 정보를 시그널링 할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 상이하면 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 기초로 엔트로피 부호화/복호화를 수행하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 현재 블록에 대해 화면 내 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 화면 내 예측은 화면 내 예측 모드 유도 단계(S510), 참조 샘플 구성 단계(S520) 및/또는 화면 내 예측 수행 단계(S530)를 포함할 수 있다.
화면 내 예측 모드 유도 단계(S510)에서, 현재 블록의 화면 내 예측 모드는, 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 비트스트림으로부터 복호화(예컨대, 엔트로피 복호화)하는 방법, 주변 블록의 부호화 파라미터를 이용하는 방법, 색 성분의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법 및/또는 변환 모델을 이용한 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 유도될 수 있다.
상기 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법은, 주변 블록의 화면 내 예측 모드, 주변 블록의 하나 이상의 화면 내 예측 모드의 조합 및/또는 MPM 을 이용하여 유도된 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
상기 변환 모델을 이용한 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법은, 현재 블록 내 서브 블록들의 화면 내 예측 모드를 결정하기 위하여 강체 변환, 닮음 변환, 어파인 변환 및 호모그래피 변환 중 적어도 하나 이상을 이용할 수 있다.
또는, 상기 변환 모델을 이용한 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법은, 현재 블록 내 서브 블록들의 화면 내 예측 모드를 결정하기 위하여 등간격 모델 및 양선형 필터 모델 중 적어도 하나 이상의 모델을 이용할 수 있다.
참조 샘플 구성 단계(S520)는 참조 샘플 선택 단계 및/또는 참조 샘플 필터링 단계를 수행하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
참조 샘플 선택 단계에서, 현재 블록 내 서브 블록들의 참조 샘플을 구성할 때, 서브 블록 스캐닝 방법(래스터 스캔, Z-스캔, 수직 스캔, 그 외 스캔)에 따라 참조 샘플을 상이하게 선택할 수 있다.
화면 내 예측 수행 단계(S530)에서, 비방향성 예측, 방향성 예측, 위치 정보 기반 예측 및/또는 색 성분간 예측 중 적어도 하나 이상의 방법을 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 화면 내 예측 수행 단계(S530)는 예측 샘플에 대한 필터링을 추가적으로 수행할 수 있다.
이하에서, 화면 내 예측 모드 유도 단계(S510)에 대해, 보다 상세히 설명한다.
현재 블록의 주변 블록은 현재 블록의 좌하단, 좌측, 좌상단, 상단 및 우상단에 인접한 블록들 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 주변 블록들 중 화면 내 예측 모드를 이용할 수 있는 주변 블록들만 이용될 수 있다.
현재 블록의 주변 블록들 중 소정 위치의 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다.
또는, 둘 이상의 주변 블록들을 선택하고, 선택된 주변 블록들의 화면 내 예측 모드들의 통계값을 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 화면 내 예측 모드는 모드 번호, 모드 값, 모드 각도 중 적어도 하나 이상으로 표현될 수 있다. 본 명세서에 있어서, 통계값은 최소값, 최대값, 평균값, 가중 평균값, 최빈값 및 중간값(median value) 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
상기 소정 위치의 주변 블록 및/또는 상기 선택된 주변 블록들은 기정의된 고정 위치의 블록(들)일 수 있다. 또는 상기 블록(들)은 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보에 기초하여 특정될 수 있다.
둘 이상의 화면 내 예측 모드들이 이용되는 경우, 화면 내 예측 모드가 방향성인지 비방향성인지가 고려될 수 있다. 예컨대, 둘 이상의 화면 내 예측 모드들 중 방향성 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 또는 비방향성 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수도 있다.
상기 통계값으로서 가중 평균값이 이용되는 경우, 특정 화면 내 예측 모드에 상대적으로 높은 가중치가 부여될 수 있다. 상기 특정 화면 내 예측 모드는 예컨대, 수직 모드, 수평 모드, 대각 모드, 비방향성 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 또는 상기 특정 화면 내 예측 모드에 관한 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 상기 특정 화면 내 예측 모드들의 각각에 대한 가중치는 상이하거나 또는 동일할 수 있다. 또는 상기 가중치는 주변 블록의 크기에 기초하여 결정될 수도 있다. 예컨대, 상대적으로 큰 주변 블록의 화면 내 예측 모드에 상대적으로 큰 가중치가 부여될 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 유도될 수 있다.
MPM을 이용하는 경우, 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도된 N개의 화면 내 예측 모드들을 이용하여 MPM 리스트를 구성할 수 있다. N은 양의 정수이며, 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 값이 달라질 수 있다. 또는, N에 관한 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다.
MPM 리스트에 포함될 수 있는 화면 내 예측 모드들은 현재 블록의 좌하단, 좌측, 좌상단, 상단 및/또는 우상단에 인접한 블록들의 화면 내 예측 모드들일 수 있다. 또한 비방향성 모드가 MPM 리스트에 포함될 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드들은 소정의 순서에 따라 MPM 리스트에 포함될 수 있다. 상기 소정의 순서는 예컨대, 좌하단 블록의 모드, 상단 블록의 모드, Planar, DC, 좌하단 블록의 모드, 우상단 블록의 모드 및 좌상단 블록의 모드의 순서일 수 있다. 또는, 상기 소정의 순서는 좌측 블록의 모드, 상단 블록의 모드, Planar, DC, 좌하단 블록의 모드, 우상단 블록의 모드 및 좌상단 블록의 모드의 순서일 수 있다.
MPM 리스트는 중복되는 모드가 포함되지 않도록 구성될 수 있다. MPM 리스트에 포함될 화면 내 예측 모드의 개수가 N개 미만일 경우, 추가 화면 내 예측 모드가 MPM 리스트에 포함될 수 있다. 상기 추가 화면 내 예측 모드는 MPM 리스트에 포함된 방향성 화면 내 예측 모드의 +k, -k에 해당하는 모드일 수 있다. k는 1 이상의 정수일 수 있다. 또는 수평 모드, 수직 모드 및 대각 모드(45도 모드, 135도 모드, 225도 모드) 중 적어도 하나가 MPM 리스트에 포함될 수 있다. 또는 주변 블록의 하나 이상의 화면 내 예측 모드의 통계값을 이용하여 MPM 리스트에 포함될 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
MPM 리스트는 복수 개 존재할 수 있으며, 각각의 MPM 리스트는 서로 다른 방법으로 구성될 수 있다. 각각의 MPM 리스트에 포함되는 화면 내 예측 모드는 중복되지 않을 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드가 MPM 리스트에 포함되는지를 지시하는 정보(예컨대, 플래그 정보)가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. MPM 리스트가 N개 존재하는 경우, 상기 플래그 정보는 N개 존재할 수 있다. MPM 리스트에 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 존재하는지의 판단은 N개의 MPM 리스트들에 대해 순차적으로 수행될 수 있다. 또는 N개의 MPM 리스트 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 포함된 MPM 리스트를 지시하는 정보가 시그널링될 수도 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드가 MPM 리스트에 포함된 경우, MPM 리스트에 포함된 모드들 중 어떤 모드인지를 특정하기 위한 인덱스 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 또는 MPM 리스트의 특정 위치(예컨대, 첫번째)의 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다.
상기 MPM 리스트를 구성함에 있어, 소정 크기의 블록에 대해 하나의 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 상기 소정 크기의 블록이 다시 복수의 서브 블록들로 분할되는 경우, 복수의 서브 블록들의 각각은 상기 구성된 MPM 리스트를 이용할 수 있다.
또는 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 상기 MPM을 이용하여 유도한 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 주변 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도될 수 있다.
예를 들어, 상기 MPM을 이용하여 유도한 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 Pred_mpm일때, 주변 블록의 하나 이상의 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 Pred_mpm을 소정의 모드로 변경함으로써 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 예를 들어, 주변 블록의 화면 내 예측 모드와 크기를 비교하여 Pred_mpm을 N 만큼 증가 또는 감소시킬 수 있다. 이때, N은 +1, +2, +3, 0, -1, -2, -3 등 소정의 정수일 수 있다.
또는, 상기 Pred_mpm과 주변 블록의 모드 중 하나가 비방향성 모드이고 다른 하나가 방향성 모드인 경우, 상기 비방향성 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도하거나 상기 방향성 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 다른 색 성분의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 색차 블록인 경우, 색차 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하기 위해, 상기 색차 대상 블록에 대응하는 하나 이상의 휘도 대응 블록의 화면 내 예측 모드를 이용할 수 있다. 이때, 상기 휘도 대응 블록은 상기 색차 블록의 위치, 크기, 형태 또는 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 또는 상기 휘도 대응 블록은 상기 휘도 블록의 크기, 형태 또는 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수도 있다.
휘도 대응 블록은 색차 블록의 가운데 위치에 대응하는 샘플을 포함하는 휘도 블록으로 결정될 수 있다. 또는 색차 블록의 둘 이상의 위치에 대응하는 샘플들의 각각을 포함하는 둘 이상의 휘도 블록으로 결정될 수 있다. 상기 둘 이상의 위치는 좌상단 샘플 위치 및 가운데 샘플 위치를 포함할 수 있다.
휘도 대응 블록이 복수인 경우, 둘 이상의 휘도 대응 블록들의 화면 내 예측 모드들의 통계값을 색차 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 또는 상대적으로 큰 휘도 대응 블록의 화면 내 예측 모드를 색차 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 또는, 색차 블록의 소정의 위치에 대응하는 휘도 블록의 크기가 색차 블록의 크기보다 크거나 같은 경우에, 해당 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 하위 또는 서브 블록으로 분할되는 경우, 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 방법 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 분할된 각각의 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
화면 내 예측 모드를 유도함에 있어, 현재 블록을 현재 블록의 크기보다 작은 복수 개의 서브 블록으로 분할한 후, 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 이때, 화면 내 예측 모드는 화면 내 예측 방향을 의미할 수 있다. 이때, 화면 내 예측 모드는 부호화기 및 복호화기에서 미리 정의된 화면 내 예측 모드의 집합에 포함될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 현재 블록에 인접한 복원 블록들 중 화면 내 예측을 이용하여 부호화/복호화된 블록들의 화면 내 예측 모드들 중 적어도 하나 이상을 이용하여 현재 블록에 대한 화면 내 예측 방향 필드(Intra Prediction Direction Field, IPDF)를 생성할 수 있다. 상기 화면 내 예측 방향 필드를 생성할 때, 특정 변환 모델(transform model)을 사용할 수 있다. IPDF 생성 후 이를 이용하여 현재 블록 내 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 결정할 수 있다.
또한, 상기 예와 유사하게, 현재 블록이 현재 블록보다 크기가 크거나 혹은 깊이가 얕은 블록으로부터 분할된 경우, 현재 블록은 현재 블록보다 크기가 크거나 혹은 깊이가 얕은 블록의 서브 블록일 수 있다. 이러한 경우, 상기 현재 블록보다 크기가 크거나 혹은 깊이가 얕은 블록에 인접한 복원 블록들 중 화면 내 예측으로 부호화/복호화된 블록들의 화면 내 예측 모드들 중 적어도 하나 이상을 이용하여 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 이때, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드는 상기 화면 내 예측 방향 필드가 생성됨으로써 유도될 수 있다.
상기 특정 변환 모델은 강체 변환 (rigid transform), 닮음 변환 (similarity transform), 어파인 변환 (affine transform), 호모그래피 변환 (homography transform), 3차원 변환 (3D transform) 및 그 외 다른 변환들 중 적어도 하나 이상을 이용할 수 있다. 이때, 호모그래피 변환은 투영 변환일 수 있다.
이때, 현재 블록으로부터 분할된 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 현재 블록에 인접한 복원 블록들 중 화면 내 예측을 이용하여 부호화/복호화된 블록들의 화면 내 예측 모드들 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도될 수 있으므로, 각 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 엔트로피 부호화/복호화하는데 필요한 비트를 감소시킬 수 있다.
상기 서브 블록의 크기(granularity)는 현재 블록의 크기보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 MxN (M, N은 양의 정수)일 때, 서브 블록의 크기는 M/K x N/L 일 수 있다. 이때 K는 M의 양의 약수, L은 N의 양의 약수일 수 있다. 또한, M/K 혹은 N/L은 양의 정수일 수 있다.
또한, 상기 서브 블록은 현재 블록을 기준으로 현재 블록 내에 P개만큼 존재할 수 있다. 여기서, P는 0을 포함한 양의 정수를 의미할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록 내에는 서브 블록이 1개, 2개, 4개, 16개 등 존재할 수 있다.
또한, 현재 블록이 상기 서브 블록으로 분할될 때는 서브 블록으로 분할되었는지에 대한 정보를 별도로 엔트로피 부호화/복호화하지 않을 수 있다. 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 서브 블록 단위로 유도했는지의 여부를 지시하는 정보를 기반으로 현재 블록이 서브 블록으로 분할되었는지의 여부를 판단할 수 있다.
또한, 상기 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 현재 블록에 인접한 복원 블록들 중 화면 내 예측을 이용하여 부호화/복호화된 블록들의 화면 내 예측 모드들 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도되므로, 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 엔트로피 부호화/복호화하지 않을 수 있다. 다만, 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 엔트로피 부호화/복호화될 수도 있다. 다만, 현재 블록이 1개의 서브 블록으로 구성되는 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 엔트로피 부호화/복호화되지 않고, 현재 블록에 인접한 복원 블록들 중 화면 내 예측을 이용하여 부호화/복호화된 블록들의 화면 내 예측 모드들 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도될 수 있다.
IPDF 생성을 위해 사용되는 현재 블록에 인접한 복원 블록들 중 화면 내 예측을 이용하여 부호화/복호화된 블록들을 시드 블록(seed block)이라고 할 수 있다. 시드 블록의 위치는 시드 위치(seed point)라고 할 수 있다. 시드 위치(seed point)를 포함하는 시드 블록(seed block)이 갖는 화면 내 예측 모드는 시드 위치 화면 내 예측 모드 (seed point intra prediction mode, SPIPM)라고 할 수 있다.
도 6은 시드 위치 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 예에서, 현재 블록의 크기는 16x16이고, 각 서브 블록의 크기는 (16/4)x(16/4)일 수 있다. 이때, 시드 블록은 화면 내 예측을 이용하여 부호화/복호화된 복수의 인접 블록들 중 적어도 하나가 될 수 있다. 이때, 시드 블록 혹은 시드 위치는 현재 블록을 기준으로 고정된 위치일 수 있다. 또한, 현재 블록을 기준으로 상단, 좌측, 좌상단, 좌하단, 우상단 블록 혹은 위치 중 적어도 하나 이상이 시드 블록 혹은 시드 위치로 결정될 수 있다.
일 예로, 현재 블록 상단의 인접 블록들 c, d, e, f, g 중 적어도 하나 이상의 인접 블록의 화면 내 예측 모드가 SPIPM으로 이용될 수 있다. 또는, 현재 블록 우상단의 인접 블록 h의 화면 내 예측 모드가 SPIPM으로 이용될 수 있다. 또는, 현재 블록 좌상단의 인접 블록들 a, b 중 적어도 하나 이상의 인접 블록의 화면 내 예측 모드가 SPIPM으로 이용될 수 있다. 또는, 현재 블록 좌측의 인접 블록들 i, j, k, l 중 적어도 하나 이상의 화면 내 예측 모드가 SPIPM으로 이용될 수 있다. 또는, 현재 블록 좌하단의 인접 블록 m의 화면 내 예측 모드가 SPIPM으로 이용될 수 있다. 예를 들면, 현재 블록의 화면 내 예측 모드도 SPIPM으로 이용될 수 있다.
IPDF는 하나 이상의 시드 위치(seed point)의 SPIPM을 이용하여 생성될 수 있다.
예를 들어, 특정 변환 모델의 파라미터 결정을 위한 복수 개의 시드 위치의 좌표가 (x_sp, y_sp) (sp=1,2,3,…)이고, 시드 위치를 포함하는 시드 블록(seed block)의 SPIPM이 mode_sp (sp=1,2,3,…)일 때, 특정 변환 모델을 이용한 변환 이후의 각 시드 위치의 좌표 (x_sp', y_sp')는 (x_sp', y_sp')=(x_sp + dx, y_sp + dy)로 결정 될 수 있다. 이때, dx는 x축 방향의 변위를 dy는 y축 방향의 변위를 의미할 수 있다. 또한, dx = D_sub*cos Θ 와 dy = D_sub* sinΘ로 결정될 수 있다.
이때, Θ는 SPIPM에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 화면 내 예측 모드가 도 6에 도시된 바와 같은 방향성 모드인 경우, 각 SPIPM은 유일한 방향성을 갖고 x축 기준의 양의 각도가 Θ로 정해질 수 있다.
예를 들어, 수직 방향의 화면 내 예측 모드의 경우 Θ = 270°가 될 수 있다. 예를 들어, 수평 방향의 화면 내 예측 모드의 경우 Θ = 0°가 될 수 있다. 예를 들어, 좌하단 대각 방향의 화면 내 예측 모드의 경우 Θ = 225°가 될 수 있다. 예를 들어, 우상단 대각 방향의 화면 내 예측 모드의 경우 Θ = 45°가 될 수 있다. 예를 들어, 우하단 대각 방향의 화면 내 예측 모드의 경우 Θ = 135°가 될 수 있다.
이때, DC 혹은 Planar 모드와 같이 방향성을 가지지 않는 화면 내 예측 모드는 Θ 를 특정한 값으로 결정할 수 있다. 상기 특정한 값은 예컨대, 0, 90, 180, 270 등의 각도일 수 있다.
SPIPM는 시드 위치에서 방향성을 의미하고, D_sub는 해당 방향을 갖는 벡터의 크기를 의미할 수 있다. D_sub의 크기는 시드 위치가 속한 시드 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 결정될 수 있다. 또한, D_sub는 모든 화면 내 예측 모드에서 고정된 값 P를 가질 수 있다. 여기서, P는 0을 포함한 정수일 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 MxN (M, N은 양의 정수)블록일 때, D_cur=S (S는 양의 정수)라고 하면, KxL (K, L은 양의 정수)인 시드 블록의 D_sub (sub=1,2,3,…)는 D_sub=S*(KxL)/(MxN)로 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 6에서, 현재 블록의 크기가 16x16일 때, D_cur = S이고 시드 블록의 D_sub는 후술하는 방법들 중 하나 이상의 방법으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 시드 블록 d 또는 e의 D_sub = S* (4x8) /(16x16) = S/8 로 결정될 수 있다. 예를 들어, 시드 블록 g 또는 j의 D_sub = S* (8x8) /(16x16) = S/4 로 결정될 수 있다. 예를 들어, 시드 블록 k 또는 l 의 D_sub = S* (8x4) /(16x16) = S/8 로 결정될 수 있다. 예를 들어, 시드 블록 m 또는 h 의 D_sub = S* (16x16) /(16x16) = S 로 결정될 수 있다. 예를 들어, 모든 시드 블록의 D_sub를 S로 결정할 수 있다.
SPIPM의 리스트를 구성하여 현재 블록의 IPDF를 생성하기 위한 후보(candidate)를 구성할 수 있다. SPIPM 리스트는 현재 블록에 이웃한 이웃 블록들 중 적어도 하나의 화면 내 예측 모드를 이용하여 생성될 수 있다. 일 예로, SPIPM은 현재 블록의 좌상단 (SPIPM_TL), 우상단 (SPIPM_TR), 좌하단 (SPIPM_BL), 우하단 (SPIPM_BR) 중 하나 이상의 후보들의 집합(set)으로 구성될 수 있다. 이때, WxH 크기의 현재 블록에 대해 SPIPM_TL은 현재 블록의 (0,0) 위치의 상단 및 좌상단 및 좌측에 위치한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 후보로 가질 수 있다. SPIPM_TR은 현재 블록의 (W-1, 0) 위치의 상단 및 우상단에 위치한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 후보로 가질 수 있다. SPIPM_BL은 현재 블록의 (0, H-1) 위치의 좌측 및 좌하단에 위치한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 후보로 가질 수 있다. SPIPM_BR은 현재 블록에 이웃하는 이웃 블록의 화면 내 예측 모드를 나타낼 수도 있다. 또는 SPIPM_BR은 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 나타내는 것에 이용될 수도 있다.
도 6에 도시된 예에서, SPIPM_TL은 인접 블록 d, b 및 j의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 또한, SPIPM_TR은 인접 블록 g 및 h의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 또한, SPIPM_BL은 인접 블록 i 및 m의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 또한, SPIPM_BR은 현재 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 가질 수 있다.
또한, 시드 블록 혹은 시드 위치는 일정한 순서대로 탐색될 수 있다. 예를 들어, 좌측, 상단, 좌하단, 우상단, 상단의 순서대로 탐색되어 해당 시드 블록 혹은 시드 위치에 존재하는 화면 내 예측 모드를 이용하여 SPIPM의 리스트를 구성할 수 있다.
SPIPM의 리스트를 구성하기 위해 SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및 SPIPM_BR의 각각의 후보들 중 적어도 하나에 대하여 화면 내 예측 모드간의 유사도를 기반으로 다른 모드들의 방향과 상이한 방향을 갖는 모드를 제외시키는 과정을 수행할 수 있다. 이때, 화면 내 예측 모드간 IPMD(Intra Prediction Mode Difference)를 유사도의 측정 기준으로 이용할 수 있다. 비방향성 모드(예를 들어, DC_MODE와 PLANAR_MODE)는 SPIPM 리스트 구성에서 제외시킬 수 있다.
예를 들어, SPIPM_TL의 세 후보 모드(SPIPM_TL_mode)의 각각에 대하여 SPIPM_neighbor(neighbor = TR or BL or BR)의 후보 모드들과 비교하여 IPMD=abs(SPIPM_TL_mode - SPIPM_neighbor) > Th1 (Th1는 양의 정수)일 경우 해당 모드를 SPIPM_TL를 위한 후보 셋(set)에서 제외시킬 수 있다.
예를 들어, SPIPM_TR의 두 후보 모드(SPIPM_TR_mode)의 각각에 대하여 SPIPM_neighbor(neighbor = TL or BL or BR)의 후보 모드들과 비교하여 IPMD=abs(SPIPM_TR_mode - SPIPM_neighbor) > Th2 (Th2는 양의 정수)일 경우 해당 모드를 SPIPM_TR를 위한 후보 셋에서 제외시킬 수 있다.
예를 들어, SPIPM_BL의 두 후보 모드(SPIPM_BL_mode)의 각각에 대하여 SPIPM_neighbor(neighbor = TL or TR or BR)의 후보 모드들과 비교하여 IPMD=abs(SPIPM_BL_mode - SPIPM_neighbor) > Th3 (Th3는 양의 정수)일 경우 해당 모드를 SPIPM_BL를 위한 후보 셋에서 제외시킬 수 있다.
예를 들어, SPIPM_BR의 후보 모드(SPIPM_BR_mode)의 각각에 대하여 SPIPM_neighbor(neighbor = TL or TR or BL)의 후보 모드들과 비교하여 IPMD=abs(SPIPM_BR_mode - SPIPM_neighbor) > Th4 (Th4는 양의 정수)일 경우 해당 모드를 SPIPM_BR를 위한 후보 set에서 제외시킬 수 있다.
예를 들어, SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및 SPIPM_BR 각각의 후보들 중 적어도 하나가 DC 혹은 Planar 모드와 같이 방향성을 가지지 않는 화면 내 예측 모드일 경우, 해당 후보를 후보 set에서 제외시킬 수 있다.
SPIPM 리스트를 구성하기 위한 각 후보 모드들 중 유사도가 작은 후보들을 제외한 후, IPDF의 생성을 위해 필요한 SPIPM의 개수는 사용되는 특정 2D 변환 모델에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 2D 변환 모델은 강체 변환, 닮은 변환, 어파인 변환, 호모그래피 변환 등을 포함할 수 있다. 또한, 예컨대, SPIPM의 개수는 2D 변환 모델에 따라 1개, 2개, 3개, 4개 혹은 N개(N은 양의 정수) 등 가변적으로 결정될 수 있다.
예를 들어, IPDF의 생성을 위한 변환 모델로서 강체 변환(rigid transform)을 사용하는 경우, 적어도 2개의 SPIPM이 필요할 수 있다.
강체 변환의 경우 아래 수학식 1과 같이 3-DoF(degree of freedom)을 가질 수 있다. 이때, (x, y)는 시드 위치의 변환 전 좌표일 수 있고, (x', y')은 변환 후 좌표일 수 있다. Θ, tx, ty는 결정해야 할 모델 파라미터들로써 각각 회전 각도, x축 이동 변위, y축 이동 변위가 될 수 있다.
Figure PCTKR2017013591-appb-M000001
1개의 SPIPM로부터 결정되는 Θ를 이용하여 (x, y)-(x', y')쌍을 구할 수 있고, 수학식 1에 대입하여 Θ, tx, ty에 관한 2개의 식이 결정될 수 있다. 또한, 2개의 SPIPM로부터 Θ, tx, ty에 관한 4개의 식이 결정될 수 있고, 이 중 3개의 식을 이용하여 강체 변환 모델을 결정할 수 있다.
2개의 SPIPM은 SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및 SPIPM_BR 중 적어도 2개를 선택하여 결정할 수 있다. 상기 선택된 SPIPM을 SPIPM 리스트에 추가할 수 있다.
도 7은 2개의 SPIPM을 포함하는 SPIPM 리스트를 구성하는 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 2개의 SPIPM 후보 모드의 IPMD 값의 합이 작은 순서대로 차례로 SPIPM 리스트를 채울 수 있다.
예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TR의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TR의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다.
2개의 SPIPM이 채워지지 않은 경우, 가용한 SPIPM을 이용하여 SPIPM 리스트를 채울 수 있다. 예컨대, SPIPM±delta를 이용하여 SPIPM 리스트를 채울 수 있다. 이때, delta는 임의의 양의 정수일 수 있으며, 예컨대, 1, 2, 3,… 등의 값을 가질 수 있다.
2개의 SPIPM(SPIPM1, SPIPM2)이 결정되면, 수학식 1을 이용하여, Θ, tx, ty에 관한 4개의 식을 생성하고, 이 중 3개의 식을 이용하여 강체 변환 모델의 파라미터들을 결정할 수 있다. 결정된 모델은 IPDF 생성을 위해 이용될 수 있다.
예를 들어, SPIPM1로 계산한 2개의 식과 SPIPM2로 계산한 2개의 식 중 적어도 1개의 식을 이용하여 강체 변환을 결정할 수 있다. 예를 들어, SPIPM1로 계산한 2개의 식 중 적어도 1개의 식과 SPIPM2로 계산한 2개의 식을 이용하여 강체 변환을 결정할 수 있다.
예를 들어, IPDF 생성을 위한 변환 모델로 닮음 변환(similarity transform)을 사용하는 경우 적어도 2개의 SPIPM이 필요할 수 있다.
닮음 변환의 경우 아래 수학식 2과 같이 4-DoF(degree of freedom)을 가질 수 있다. 이때, (x, y)는 시드 위치의 변환 전 좌표일 수 있고, (x', y')은 변환 후 좌표일 수 있다. a, b, c, d는 결정해야 할 모델 파라미터가 될 수 있다.
Figure PCTKR2017013591-appb-M000002
1개의 SPIPM로부터 결정되는 Θ를 이용하여 (x, y)-(x', y')쌍을 구할 수 있고 수학식 2에 대입하여 a, b, c, d 에 관한 2개의 식이 결정될 수 있다. 또한, 2개의 SPIPM 로부터 a, b, c, d 에 관한 4개의 식이 결정될 수 있고, 이를 이용하여 닮음 변환 모델을 결정할 수 있다.
2개의 SPIPM은 SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및 SPIPM_BR 중 적어도 2개를 선택하여 결정할 수 있다. 상기 선택된 SPIPM을 SPIPM 리스트에 추가할 수 있다. 이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 2개 SPIPM 후보 모드의 IPMD 값의 합이 작은 순서대로 차례로 SPIPM 리스트를 채울 수 있다.
예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TR의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TR의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 하나를 2개의 SPIPM으로 이용할 수 있다.
2개의 SPIPM이 채워지지 않은 경우, 가용한 SPIPM을 이용하여 SPIPM 리스트를 채울 수 있다. 예컨대, SPIPM±delta를 이용하여 SPIPM 리스트를 채울 수 있다. 이때, delta는 임의의 양의 정수일 수 있으며 1, 2, 3,… 등의 값을 가질 수 있다.
2개의 SPIPM(SPIPM1, SPIPM2)이 결정되면, 수학식 2을 통해 a, b, c, d 에 관한 4개의 식을 생성하여 닮음 변환 모델의 파라미터들을 결정할 수 있다. 결정된 모델은 IPDF 생성을 위해 이용될 수 있다.
예를 들어, IPDF 생성을 위한 변환 모델로 어파인 변환(affine transform)을 사용하는 경우 적어도 3개의 SPIPM이 필요할 수 있다.
어파인 변환의 경우 아래 수학식 3와 같이 6-DoF(degree of freedom)을 가질 수 있다. 이때, (x, y)는 시드 위치의 변환 전 좌표일 수 있고, (x', y')은 변환 후 좌표일 수 있다. a, b, c, d, e, f는 결정해야 할 모델 파라미터가 될 수 있다.
Figure PCTKR2017013591-appb-M000003
1개의 SPIPM로부터 결정되는 Θ를 이용하여 (x, y)-(x', y')쌍을 구할 수 있고 수학식 3에 대입하여 a, b, c, d, e, f 에 관한 2개의 식이 결정될 수 있다. 또한, 3개의 SPIPM 로부터 a, b, c, d, e, f 에 관한 6개의 식이 결정될 수 있고, 이를 이용하여 어파인 변환 모델을 결정할 수 있다.
3개의 SPIPM은 SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및 SPIPM_BR 중 적어도 3개를 선택하여 결정할 수 있다. 상기 선택된 SPIPM을 SPIPM 리스트에 추가할 수 있다.
도 8은 3개의 SPIPM을 포함하는 SPIPM 리스트를 구성하는 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 3개 SPIPM 후보 모드의 IPMD 값의 합이 작은 순서대로 차례로 SPIPM 리스트를 채울 수 있다.
예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 하나를 3개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 하나를 3개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 하나를 3개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TR의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 하나와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 하나를 3개의 SPIPM으로 이용할 수 있다.
3개의 SPIPM이 채워지지 않은 경우, 가용한 SPIPM을 이용하여 SPIPM 리스트를 채울 수 있다. 예컨대, SPIPM±delta를 이용하여 SPIPM 리스트를 채울 수 있다. 이때, delta는 임의의 양의 정수일 수 있으며 1, 2, 3,… 등의 값을 가질 수 있다.
3개의 SPIPM(SPIPM1, SPIPM2, SPIPM3)이 결정되면, 수학식 3를 통해 a, b, c, d, e, f 에 관한 6개의 식을 생성하여 어파인 변환 모델의 파라미터들을 결정할 수 있다. 결정된 모델은 IPDF 생성을 위해 이용될 수 있다.
예를 들어, IPDF 생성을 위한 변환 모델로 호모그래피 변환(homography transform or perspective transform)을 사용하는 경우 적어도 4개의 SPIPM이 필요할 수 있다.
호모그래피 변환의 경우 아래 수학식 4과 같이 8-DoF(degree of freedom)을 가질 수 있다. 이때, (x, y)는 시드 위치의 변환 전 좌표일 수 있고, (x', y')은 변환 후 좌표일 수 있다. h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8는 결정해야 할 모델 파라미터가 될 수 있다.
Figure PCTKR2017013591-appb-M000004
1개의 SPIPM로부터 결정되는 Θ를 이용하여 (x, y)-(x', y')쌍을 구할 수 있고 수학식 4에 대입하여 h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8 에 관한 2개의 식이 결정될 수 있다. 또한, 4개의 SPIPM 로부터 h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8 에 관한 8개의 식이 결정될 수 있고, 이를 이용하여 호모그래피 변환 모델을 결정할 수 있다.
4개의 SPIPM은 SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및 SPIPM_BR 중 적어도 4개를 선택하여 결정할 수 있다. 상기 선택된 SPIPM을 SPIPM 리스트에 추가할 수 있다.
도 9는 4개의 SPIPM을 포함하는 SPIPM 리스트를 구성하는 일 실시예를 도시한 도면이다.
이때, 도 9에 도시된 바와 같이, 4개 SPIPM 후보 모드의 IPMD 값의 합이 작은 순서대로 차례로 SPIPM 리스트를 채울 수 있다.
예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 2개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 2개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 2개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 2개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 2개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TR의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TL의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TR의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TL의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_TR의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TL의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TL의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BL의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BR의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BR의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TL의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BR의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TL의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BR의 후보 모드 중 2개와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다. 예를 들어, SPIPM_BR의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_TR의 후보 모드 중 1개와 SPIPM_BL의 후보 모드 중 1개 SPIPM_BR의 후보 모드 중 1개를 4개의 SPIPM으로 이용할 수 있다.
4개의 SPIPM이 채워지지 않은 경우 가용한 SPIPM을 이용하여 SPIPM 리스트를 채울 수 있다. 예컨대, SPIPM±delta를 이용하여 SPIPM 리스트를 채울 수 있다. 이때, delta는 임의의 양의 정수일 수 있으며 1, 2, 3,… 등의 값을 가질 수 있다.
4개의 SPIPM(SPIPM1, SPIPM2, SPIPM3, SPIPM4)이 결정되면, 수학식 4을 통해 h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7, h8 에 관한 8개의 식을 생성하여 호모그래피 변환 모델의 파라미터들을 결정할 수 있다. 결정된 모델은 IPDF 생성을 위해 이용될 수 있다.
특정 변환 모델을 이용하여 IPDF를 생성한 후, 생성된 IPDF를 이용하여 현재 블록(WxH) 내 서브 블록들(KxL)의 화면 내 예측 모드를 할당할 수 있다. 이때, 서브 블록의 크기(granularity) KxL (K<=M인 양의 정수, L<=H인 양의 정수)은 현재 블록 크기보다 작거나 같은 고정 크기일 수 있다. 또는, 서브 블록의 크기는 현재 블록의 크기 및/또는 IPMD를 이용하여 적응적으로 결정할 수 있다. 또는, 서브 블록의 크기는 현재 블록의 크기와 동일할 수도 있다.
도 10은 현재 블록의 크기가 16x16일 경우, 서브 블록의 크기를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 서브 블록의 크기는 8x8의 고정 크기일 수 있다. 또는, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 서브 블록의 크기는 4x4의 고정 크기일 수 있다. 또는, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이, 서브 블록의 크기는 2x2의 고정 크기일 수 있다. 또는, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이, 서브 블록의 크기는 1x1의 고정 크기일 수 있다. 이때, 1x1의 고정 크기는 샘플 단위일 수 있다.
예를 들어, 서브 블록의 크기는 현재 블록의 크기에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 서브 블록의 크기는 현재 블록의 SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및 SPIPM_BR의 4개 IPMD 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 서브 블록의 크기는 현재 블록의 크기 및 SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및 SPIPM_BR의 4개 IPMD 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
서브 블록의 크기(granularity)는 비트스트림에 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 이때, 상기 정보는 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), APS(adaptation parameter set), 슬라이스(slice) 헤더, 타일(tile) 헤더, CTU 단위, CU 단위, PU 단위, TU 단위, 블록 단위, 서브 블록 단위 중 적어도 하나에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
서브 블록의 크기(granularity)에 관한 정보는 전송되지 않고 현재 블록의 크기 및/또는 IPMD에 따라 적응적으로 부호화기/복호화기에서 유도될 수 있다.
또한, 서브 블록의 크기는 현재 블록의 부호화 파라미터 및 현재 블록의 주변 블록들의 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상에 기반하여 결정될 수 있다.
결정된 IPDF를 이용하여 서브 블록들의 화면 내 예측 모드를 할당할 수 있다. 이때 각 서브 블록 내 특정 위치의 좌표를 결정된 IPDF 모델에 대입하여 해당 위치에서의 화면 내 예측 모드를 벡터값으로 획득할 수 있다. 이때 특정 위치는, 서브 블록 내 임의 픽셀의 위치 또는 서브 블록의 경계에 접하는 위치로 결정될 수 있다. 일 예로, 서브 블록의 좌상단, 우상단, 좌하단, 우하단, 중간위치 중 적어도 하나가 특정 위치로 결정될 수 있다. 서브 블록 내 특정 위치의 좌표를 (x, y)라고 하고 그 위치에서 IPDF를 통해 계산된 변환 좌표를 (x', y')이라 할 때, 벡터의 방향 θSB은 θSB =atan[(y'-y)/(x'-x)]으로 결정될 수 있다.
도 11은 결정된 IPDF를 이용하여 화면 내 예측 모드를 할당하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, θSB 은 방향성 모드 중 가장 유사한 방향의 화면 내 예측 모드로 매핑될 수 있다. θSB 의 화면 내 예측 모드로의 매핑은 LUT(Look-Up Table)을 이용할 수 있다.
또한, 상기 IPDF를 이용하여 서브 블록들의 화면 내 예측 모드를 할당할 때, IPDF를 최근접 이웃(nearest neighbor) 방법에 기반하여 서브 블록들의 화면 내 예측 모드를 할당할 수 있다. 또한, 상기 IPDF를 이용하여 서브 블록들의 화면 내 예측 모드를 할당할 때, IPDF를 정수 형태로 양자화하여 서브 블록들의 화면 내 예측 모드를 할당할 수 있다. 또한, 상기 IPDF를 이용하여 서브 블록들의 화면 내 예측 모드를 할당할 때, IPDF를 정수로 반올림하여 서브 블록들의 화면 내 예측 모드를 할당할 수 있다.
변환 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측을 위해 추가적으로 비트스트림에 엔트로피 부호화/복호화해야 하는 정보들은 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
현재 블록에 대해, 변환 모델을 이용한 서브 블록 단위 화면 내 예측이 수행되었는지 지시하는 정보: TBIP_flag
이때, 상기 TBIP_flag는 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 현재 블록에 인접한 복원 블록들 중 화면 내 예측을 이용하여 부호화/복호화된 블록들의 화면 내 예측 모드들 중 적어도 하나 이상을 이용하여 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드를 유도할지에 대한 정보일 수 있다.
사용된 SPIPM 셋(set)을 알려주는 index: SPIPM_idx
이하, 변환 모델을 이용하여 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드를 유도하는 다른 실시예를 설명한다. 예컨대, 인접한 복원 블록들 중 변환 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측을 수행하여 부호화/복호화된 블록이 있는 경우, 현재 블록의 IPDF를 직접 생성하는 대신 인접 블록의 IPDF 모델을 이용하여, 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
현재 블록의 인접 복원 블록들 중 변환 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측을 수행하여 부호화/복호화된 블록이 있는지 확인하기 위해 기 정의된 스캐닝 순서를 따를 수 있다. 이때, 스캐닝 순서는 적어도 아래 중 하나일 수 있다.
도 12는 현재 블록의 인접 복원 블록들을 예시적으로 도시한 도면이다.
예를 들어, 도 12에서 A -> B -> C -> D -> E의 순서로 스캐닝을 수행할 수 있다. 또는, A -> B -> D -> C -> E의 순서로 스캐닝을 수행할 수 있다. 또는, B -> A -> D -> C -> E의 순서로 스캐닝을 수행할 수 있다. 또는, E -> A -> B -> C -> D의 순서로 스캐닝을 수행할 수 있다. 또는, 상기 순서 이외의 순서로 스캐닝을 수행할 수 있다.
또는, 상기 A, B, C, D, C 블록들의 일부는 스캐닝에서 제외될 수 있다. 또는, 상기 A, B, C, D, C 블록들 이외의 블록들이 스캐닝될 수 있다. 상기 스캐닝의 대상이 되는 인접 복원 블록들은 인접 복원 블록들 및 현재 블록 중 적어도 하나의 크기, 형태 및 본 명세서에서 언급된 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
도 13은 인접 복원 블록들을 이용하여 화면 내 예측 모드를 유도하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13에 도시된 예에서, 현재 블록의 인접 복원 블록은 A블록이 변환 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측으로 부호화/복호화된 경우, A블록의 SPIPM_A_TL, SPIPM_A_TR, SPIPM_A_BL 및 SPIPM_A_BR 중 적어도 하나를 이용하여 A블록의 IPDF를 생성할 수 있다.
생성된 A블록의 IPDF를 이용하여 현재 블록의 SPIPM_Cur_TL, SPIPM_Cur_TR, SPIPM_Cur_BL 및 SPIPM_Cur_BR 중 적어도 하나를 유도할 수 있고, 이를 이용하여 현재 블록의 IPDF를 생성함으로써, 서브 블록 단위의 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
현재 블록의 인접 복원 블록들 중 적어도 하나의 블록이 IPDF를 이용하여 부호화/복호화된 블록인 경우, 현재 블록의 IPDF는 해당 인접 복원 블록의 IPDF를 이용하여 유도될 수 있다. 또한 TBIP_flag 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
이하, 등간격(Equal-space) 모델을 이용하여 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드를 유도하는 또 다른 실시예를 설명한다.
도 14는 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드를 유도하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
등간격 모델을 사용하는 경우 적어도 2개의 SPIPM이 필요할 수 있다. 일 예로, 도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, SPIPM_TL의 후보 모드 중 1개, SPIPM_TR의 후보 모드 중 1개, SPIPM_BL의 후보 모드 중 1개, SPIPM_BR의 후보 모드 중 1개를 선택해 총 4개를 선택할 수 있다. 선택된 4개의 SPIPM 후보 모드들은, 도 9에 도시된 바와 같이, IPMD 값의 합이 작은 순서대로 차례로 SPIPM 리스트를 채울 수 있다.
SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및/또는 SPIPM_BR을 이용해서 현재 블록의 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들이 우선적으로 결정될 수 있다. 이때, 등간격으로 화면 내 예측 모드를 결정한다는 것은 적어도 2개의 화면 내 예측 모드를 이용해서 상기 화면 내 예측 모드의 값을 등간격으로 나누어 서브 블록에 할당하는 것을 의미할 수 있다.
예를 들어, 도 14의 (a)에 도시된 예에서, SPIPM_TL이 24이고 SPIPM_TR이 21일 때, 서브 블록 A, B, C, D의 화면 내 예측 모드는 SPIPM_TL과 SPIPM_TR의 값을 이용하여 등간격으로 결정될 수 있다. 예컨대, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 서브 블록 A = 24, B = 23, C = 22, D = 21로 결정될수 있다. 예를 들어, 도 14의 (a)에 도시된 예에서, SPIPM_TL이 25이고 SPIPM_BL이 38일 때, 서브 블록 A, E, I, M의 화면 내 예측 모드는 SPIPM_TL과 SPIPM_BL의 값을 이용하여 등간격으로 결정될 수 있다. 예컨대, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 서브 블록 A = 24, E = 29, I = 34, M = 38로 결정될수 있다. 예를 들어, 도 14의 (a)에 도시된 예에서, SPIPM_BL이 38이고 SPIPM_BR이 35일 때, 서브 블록 M, N, O, P의 화면 내 예측 모드는 SPIPM_BL과 SPIPM_BR의 값을 이용하여 등간격으로 결정될 수 있다. 예컨대, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 서브 블록 M = 38, N = 37, O = 36, P = 35로 결정될수 있다. 예를 들어, 도 14의 (a)에 도시된 예에서, SPIPM_TR이 21이고 SPIPM_BR이 35일 때, 서브 블록 D, H, I, P의 화면 내 예측 모드는 SPIPM_TR과 SPIPM_BR의 값을 이용하여 등간격으로 결정될 수 있다. 예컨대, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, D = 21, H = 26, I = 31, P = 35가 될수 있다.
현재 블록의 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드가 모두 결정된 후, 두 번째 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드가 결정될 수 있다. 도 14에 도시된 예에서, 상기 두 번째 바깥쪽에 위치한 서브 블록들은 서브 블록 F, G, J, K일 수 있다. 이때, SPIPM_TL은 두 번째 바깥쪽 서브 블록 중 좌상단 서브 블록(도 14의 (a)에서 서브 블록 F)의 좌상단 위치의 모드(도 14의 (a)에서 서브 블록 A의 모드)값으로 재설정될 수 있다. 또한, SPIPM_TR은 두번째 바깥쪽 서브 블록 중 우상단 서브 블록(도 14의 (a)에서 서브 블록 G)의 우상단 위치의 모드(도 14의 (a)에서 서브 블록 D의 모드)값으로 재설정될 수 있다. 또한, SPIPM_BL은 두번째 바깥쪽 서브 블록 중 좌하단 서브 블록(도 14의 (a)에서 서브 블록 J)의 좌하단 위치의 모드(도 14의 (a)에서 서브 블록 M의 모드)값으로 재설정될 수 있다. 또한, SPIPM_BR은 두번째 바깥쪽 서브 블록 중 우하단 서브 블록(도 14의 (a)에서 서브 블록 K)의 우하단 위치의 모드(도 14의 (a)에서 서브 블록 P의 모드)값으로 재설정될 수 있다. 이러한 과정은 현재 블록 내의 모든 서브 블록들의 모드가 결정될 때까지 재귀적으로 반복될 수 있다.
예를 들어, 도 14의 (b)에 도시된 예에서, SPIPM_TL이 24이고 SPIPM_TR이 21일 때, 서브 블록 F, G의 화면 내 예측 모드는 SPIPM_TL과 SPIPM_TR의 값을 이용하여 등간격으로 결정될 수 있다. 예컨대, 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이, 서브 블록 F = 24, G = 21로 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 14의 (b)에 도시된 예에서, SPIPM_BL이 38이고 SPIPM_BR이 35일 때, 서브 블록 J, K의 화면 내 예측 모드는 SPIPM_TL과 SPIPM_TR의 값을 이용하여 등간격으로 결정될 수 있다. 예컨대, 도 14의 (c)에 도시된 바와 같이, 서브 블록 J = 38, K = 35로 결정될 수 있다.
등간격 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측을 위해 추가적으로 엔트로피 부호화/복호화해야 하는 정보들은 다음 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
현재 블록에 대해 등간격 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드의 유도가 수행되었는지 여부를 지시하는 정보: ES_flag
사용된 SPIPM 셋(set)을 알려주는 인덱스: SPIPM_idx
이하, 양선형 필터(Bilinear filter) 모델을 이용하여 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드를 유도하는 또 다른 실시예를 설명한다.
도 15는 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드를 유도하는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
양선형 필터 모델을 이용하여 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드를 결정하기 위해 적어도 2개의 SPIPM이 필요할 수 있다. 일 예로, 도 15의 (a)에 도시된 바와 같이, SPIPM_TL의 후보 모드 중 1개, SPIPM_TR의 후보 모드 중 1개, SPIPM_BL의 후보 모드 중 1개, SPIPM_BR의 후보 모드 중 1개를 선택해 총 4개를 선택할 수 있다. 선택된 4개의 SPIPM 후보 모드들은, 도 9에 도시된 바와 같이, IPMD 값의 합이 작은 순서대로 차례로 SPIPM 리스트를 채울 수 있다.
현재 블록 내 좌상단 서브 블록(도 15의 (a)에서 서브 블록 A)의 모드는 SPIPM_TL 값으로 결정될 수 있다. 또한, 우상단 서브 블록(도 15의 (a)에서 서브 블록 D)의 모드는 SPIPM_TR 값으로 결정될 수 있다. 또한, 좌하단 서브 블록(도 15의 (a)에서 서브 블록 M)의 모드는 SPIPM_BL 값으로 결정될 수 있다. 또한, 우하단 서브 블록(도 15의 (a)에서 서브 블록 P)의 모드는 SPIPM_BR 값으로 결정될 수 있다. 도 15의 (b)에 도시된 바와 같이, 현재 블록 내의 좌상단, 우상단, 좌하단 및 우하단 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 각각 SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및 SPIPM_BR 값으로 결정될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 현재 블록 내의 좌상단, 우상단, 좌하단 및 우하단 서브 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나는 SPIPM_TL, SPIPM_TR, SPIPM_BL 및 SPIPM_BR 값 중 적어도 하나로 결정될 수 있다.
그 외 서브 블록들의 화면 내 예측 모드는 양선형 필터 기법을 이용해서 결정될 수 있다. 예컨대, 아래의 수학식 5가 이용될 수 있다. 수학식 5에서, function()은 floor() 또는 ceil() 또는 round() 중 적어도 하나가 될 수 있다. 도 15에 도시된 예에서는, function()이 round()일 수 있다. 또한, 수학식 5에서, # of SubBlk in wdt는 현재 블록의 가로 방향의 서브 블록의 개수를 의미할 수 있다. 마찬가지로, # of SubBlk in hgt는 현재 블록의 세로 방향의 서브 블록의 개수를 의미할 수 있다.
Figure PCTKR2017013591-appb-M000005
예를 들어, 도 15의 (c)에 도시된 바와 같이, 나머지 서브 블록들의 화면 내 예측 모드는 는 상기 수학식 5를 이용하여 결정될 수 있다.
양선형 필터 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측을 위해 추가적으로 엔트로피 부호화/복호화해야 하는 정보들은 다음 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
현재 블록 에 대해 양선형 필터 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드의 유도가 수행되었는지 여부를 지시하는 정보: BF_flag
사용된 SPIPM 셋을 알려주는 인덱스: SPIPM_idx
상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 현재 블록에 인접한 복원 블록들 중 화면 내 예측을 이용하여 부호화/복호화된 블록들의 화면 내 예측 모드들 중 적어도 하나 이상을 이용하여 서브 블록 별로 화면 내 예측 모드가 유도되고, 유도된 화면 내 예측 모드를 이용하여 서브 블록 단위로 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 이때, 서브 블록 단위로 이전에 부호화/복호화된 서브 블록에 포함된 샘플은 이후 서브 블록 단위의 화면 내 예측을 위한 참조 샘플로 사용될 수 있다.
부호화기에서는 서브 블록 단위로 화면 내 예측을 수행한 후 생성되는 잔여 블록에 대해서 1차 변환, 2차 변환, 양자화 중 적어도 하나를 수행하여 변환 계수를 생성할 수 있다. 생성된 변환 계수는 엔트로피 부호화될 수 있다. 1차 변환, 2차 변환, 양자화는 현재 블록에 대해 수행될 수도 있고, 서브 블록 단위로 수행될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록 전체에 대해 1차 변환, 2차 변환, 양자화 중 적어도 하나가 수행될 수도 있고, 서브 블록 별로 1차 변환, 2차 변환, 양자화 중 적어도 하나가 수행될 수도 있다. 이때, 현재 블록 또는 서브 블록에 대해 1차 변환, 2차 변환, 양자화 중 아무것도 수행되지 않을 수도 있다.
복호화기에서는 변환 계수가 엔트로피 복호화될 수 있다. 엔트로피 복호화된 변환 계수에 대해 역양자화, 1차 역변환, 2차 역변환 중 적어도 하나를 수행하여 복원된 잔여 블록을 생성할 수 있다. 1차 변환, 2차 변환, 양자화는 현재 블록에 대해 수행될 수도 있고, 서브 블록 단위로 수행될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록 전체에 대해 1차 변환, 2차 변환, 양자화 중 적어도 하나가 수행될 수도 있고, 서브 블록 별로 1차 변환, 2차 변환, 양자화 중 적어도 하나가 수행될 수도 있다. 이때, 현재 블록 또는 서브 블록에 대해 1차 변환, 2차 변환, 양자화 중 아무것도 수행되지 않을 수도 있다.
화면 내 예측에 관한 정보는 비트스트림으로부터 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 상기 화면 내 예측에 관한 정보는 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), APS(adaptation parameter set), 슬라이스(slice) 헤더, 타일(tile) 헤더 중 적어도 하나를 통하여 시그널링 될 수 있다.
MPM(Most Probable Mode) 매칭 여부를 나타내는 플래그: 예) prev_intra_luma_pred_flag
MPM 리스트 내에서 위치를 지정해주는 색인: 예) mpm_idx
휘도 성분 화면내 예측 모드 정보: 예) rem_intra_luma_pred_mode
색차 성분 화면내 예측 모드 정보: 예) intra_chroma_pred_mode
주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록 및 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 유도함을 나타내는 플래그: 예) NDIP_flag
N개의 MPM 리스트를 이용하여, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도하거나, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 엔트로피 부호화/복호화할 때, 상기 N개의 MPM 리스트 별로 각 MPM 리스트에 포함된 화면 내 예측 모드들 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 화면 내 예측 모드가 존재하는지 여부를 나타내는 지시자(MPM flag): 예) MPM_FLAG_1, MPM_FLAG_2, …, MPM_FLAG_N
상기 N개의 MPM 리스트 중 특정 MPM 리스트에 포함된 화면 내 예측 모드들 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 화면 내 예측 모드가 존재할 경우, 해당 화면 내 예측 모드가 특정 MPM 리스트 내 존재하는 위치 혹은 순서에 대한 색인(index) 정보: 예) MPM_IDX_1, MPM_IDX_2, …, MPM_IDX_N
현재 블록에 대해 변환 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측이 수행되었는지 지시하는 정보 및 사용된 SPIPM 셋을 알려주는 인덱스: 예) TBIP_flag, SPIPM_idx
현재 블록에 대해 등간격 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드의 유도가 수행되었는지 여부를 지시하는 정보 및 사용된 SPIPM 셋을 알려주는 인덱스: ES_flag, SPIPM_idx
현재 블록에 대해 양선형 필터 모델을 이용한 서브 블록 단위의 화면 내 예측 모드의 유도가 수행되었는지 여부를 지시하는 정보 및 사용된 SPIPM 셋을 알려주는 인덱스: BF_flag, SPIPM_idx
상기 MPM (Most Probable Mode) flag가 1인 경우, 휘도 성분의 화면 내 예측 모드는 MPM 색인(mpm _ idx ) 을 이용하여 이미 부호화/복호화된 인접 유닛들의 화면 내 모드들을 포함하는 후보 모드들로부터 유도될 수 있다.
상기 MPM (Most Probable Mode) flag가 0인 경우, 휘도 성분의 화면 내 예측 모드는 휘도 성분에 대한 화면 내 예측 모드 정보(rem_ intra _ luma _ pred _mode)를 이용하여 부호화/복호화될 수 있다.
색차 성분의 화면 내 예측 모드는, 색차 성분에 대한 화면 내 예측 모드 정보(intra_chroma_pred_mode) 및/또는 대응하는 휘도 성분 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 이용하여 부호화/복호화될 수 있다.
상기 화면 내 예측에 관한 정보는 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상에 기반하여 비트스트림으로부터 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 예를 들어, NDIP_flag는 블록의 분할 정보와 관련된 정보에 기반하여 부호화/복호화될 수 있다.
일 예로, split_flag, quadtree_flag, binarytree_flag 중 적어도 하나 이상이 '0' 이어서 더 이상 분할되지 않는 경우, 상기 NDIP_flag는 부호화/복호화될 수 있다. 일 예로, binarytree_flag가 1인 경우, NDIP_flag는 부호화/복호화되지 않을 수 있다.
상기 화면 내 예측에 관한 정보 중 적어도 하나 이상은 블록의 크기, 형태 중 적어도 하나 이상에 기반하여 시그널링되지 않을 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 소정의 크기에 해당하는 경우, 현재 블록에 대한 화면 내 예측에 관한 정보 중 하나 이상이 시그널링되지 않고, 이전에 부호화/복호화된 상위 블록 크기에 해당하는 화면 내 예측에 관한 하나 이상의 정보가 이용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 형태가 직사각형인 경우, 현재 블록에 대한 화면 내 예측에 관한 정보 중 하나 이상이 시그널링되지 않고 이전에 부호화/복호화된 상위 블록 크기에 해당하는 화면 내 예측에 관한 하나 이상의 정보가 이용될 수 있다.
상기 화면 내 예측에 관한 정보 중 적어도 하나 이상을 엔트로피 부호화/복호화할 때, 아래의 이진화(binarization) 방법 중 적어도 하나 이상이 이용될 수 있다.
- 절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법
- K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법
- 단항(Unary) 이진화 방법
- 절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법
이하에서, 참조 샘플 구성 단계(S520)에 대해 보다 상세히 설명한다.
상기 유도된 화면 내 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록 또는 현재 블록보다 작은 크기 및/또는 형태를 가지는 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행함에 있어, 예측을 위해 사용되는 참조 샘플을 구성할 수 있다. 이하에서는 현재 블록을 기준으로 설명하며 상기 현재 블록은 서브 블록을 의미할 수 있다. 상기 참조 샘플은 현재 블록 주변의 복원된 하나 이상의 샘플 또는 샘플 조합을 이용하여 구성할 수 있다. 추가적으로 상기 참조 샘플을 구성함에 있어 필터링이 적용될 수 있다. 이때 복수의 복원 샘플 라인 상의 각 복원 샘플들을 그대로 사용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 또는, 동일 복원 샘플 라인 상의 샘플 간 필터링 후 참조 샘플을 구성할 수 있다. 또는, 서로 다른 복원 샘플 라인 상의 샘플 간 필터링 후 참조 샘플을 구성할 수 있다. 상기 구성된 참조 샘플은 ref[m, n], 주변의 복원된 샘플 또는 이를 필터링한 샘플은 rec[m, n]으로 나타낼 수 있다. 이때, 상기 m 또는 n은 소정의 정수 값일 수 있다. 현재 블록의 크기가 W(가로) x H(세로)인 경우, 현재 블록 내의 왼쪽 상단 샘플 위치는 (0, 0)일 때, 해당 샘플 위치를 기준으로 가장 근접한 왼쪽 상단의 참조 샘플의 상대적인 위치를 (-1, -1)로 설정할 수 있다.
도 16은 현재 블록의 화면 내 예측에 이용될 수 있는 주변의 복원 샘플 라인들을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, 현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인을 이용하여, 참조 샘플이 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 16에 도시된 복수의 복원 샘플 라인 중 하나의 라인을 선택하고, 선택된 복원 샘플 라인을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 상기 선택된 복원 샘플 라인은 복수의 복원 샘플 라인들 중 특정 라인으로 고정적으로 선택될 수 있다. 또는, 상기 선택된 복원 샘플 라인은 복수의 복원 샘플 라인 중 특정 라인으로 적응적으로 선택될 수 있다. 이때 선택되는 복원 샘플 라인에 대한 지시자가 시그널링될 수 있다.
예를 들어, 도 16에 도시된 복수의 복원 샘플 라인 중 하나 이상의 복원 샘플 라인의 조합을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 일 예로, 참조 샘플은 하나 이상의 복원 샘플들의 가중합(또는 가중 평균)으로 구성될 수 있다. 상기 가중합에 이용되는 가중치는 현재 블록으로부터의 거리에 기초하여 부여될 수 있다. 이때, 현재 블록에 가까울수록 더 큰 가중치가 부여될 수 있으며, 예컨대, 아래의 수학식 6가 이용될 수 있다.
Figure PCTKR2017013591-appb-M000006
또는, 현재 블록으로부터의 거리 또는 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기반하여 복수의 복원 샘플들의 평균값, 최대값, 최소값, 중간값, 최빈값 중 적어도 하나 이상의 값을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
또는, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값의 변화(변화량)에 기초하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 예컨대, 연속하는 두 개의 복원 샘플들의 값이 임계치 이상 차이나는지 여부, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값이 연속적으로 또는 불연속적으로 변하는지 여부 등 적어도 하나 이상에 기초하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 예컨대, rec[-1, -1]과 rec[-2, -1]이 임계치 이상 차이나는 경우, ref[-1, -1]은 rec[-1, -1]로 결정되거나, rec[-1, -1]에 소정의 가중치를 부여한 가중 평균을 적용한 값으로 결정될 수 있다. 예컨대, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값이 현재 블록에 가까워질수록 n씩 변하는 경우, 참조 샘플 ref[-1, -1] = rec[-1, -1]-n으로 결정될 수 있다.
상기 참조 샘플 구성에 사용되는 복원 샘플 라인의 개수, 위치, 구성 방법 중 적어도 하나는 현재 블록의 상단 또는 좌측의 경계가 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 블록(CTB) 중 적어도 하나의 경계에 해당하는 경우에 따라 다르게 결정될 수 있다.
예를 들어, 복원 샘플 라인 1과 2를 이용하여 참조 샘플을 구성함에 있어, 현재 블록의 상단 경계가 CTB 경계에 해당하는 경우, 상단에 대해서는 복원 샘플 라인 1을 이용하고, 좌측에 대해서는 복원 샘플 라인 1 및 2를 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원 샘플 라인 1 내지 4를 이용하여 참조 샘플을 구성함에 있어, 현재 블록의 상단 경계가 CTB 경계에 해당하는 경우, 상단에 대해서는 복원 샘플 라인 1 내지 2를 이용하고 좌측에 대해서는 복원 샘플 라인 1 내지 4를 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원 샘플 라인 2를 이용하여 참조 샘플을 구성함에 있어, 현재 블록의 상단 경계가 CTB 경계에 해당하는 경우, 상단에 대해서는 복원 샘플 라인 1을 이용하고, 좌측에 대해서는 복원 샘플 라인 2를 이용할 수 있다.
상기 과정을 통하여 구성되는 참조 샘플의 라인은 1개 이상의 복수일 수 있다.
상기 현재 블록의 상단의 참조 샘플 구성 방법과 좌측의 참조 샘플 구성 방법이 상이할 수 있다.
상기의 방법 중 적어도 하나 이상의 방법으로 참조 샘플을 구성했음을 나타내는 정보를 부호화/복호화할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 복원 샘플 라인을 사용했는지 여부를 나타내는 정보를 부호화/복호화할 수 있다.
현재 블록이 복수 개의 서브 블록들로 분할되고 각 서브 블록이 독립적인 화면 내 예측 모드를 가질 때, 각 서브 블록에 대해 참조 샘플을 구성할 수 있다.
도 17은 현재 블록에 포함된 서브 블록에 대해 참조 샘플을 구성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 현재 블록이 16x16이고 16개의 4x4 서브 블록들이 독립된 화면 내 예측 모드를 가질 때, 각 서브 블록의 참조 샘플은 서브 블록의 예측을 수행하는 스캐닝 방식에 따라, 적어도 다음 한가지 방식으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 인접한 N개의 복원 샘플 라인을 이용하여 각 서브 블록의 참조샘플을 구성할 수 있다. 도 17에 도시된 예는 상기 N이 1인 경우이다.
예를 들어, 래스터 스캔 순서(raster scan order)(1->2->3->….15->16)에 따라 복수 개의 서브 블록을 예측할 때, K번째 서브 블록의 참조 샘플을 구성함에 있어 기 부호화/복호화된 좌측, 상단, 우상단 및 좌하단 중 적어도 하나 이상의 서브 블록의 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
예를 들어, Z-스캔 순서(1->2->5->6->3->4->7->… 12->15->16)에 따라 복수 개의 서브 블록을 예측할 때, K번째 서브 블록의 참조 샘플을 구성함에 있어 기 부호화/복호화된 좌측, 상단, 우상단 및 좌하단 중 적어도 하나 이상의 서브 블록의 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
예를 들어, 지그재그 스캔(zigzag-scan) 순서(1->2->5->9->6->3->4->… 12->15->16)으로 복수 개의 서브 블록을 예측할 때, K번째 서브 블록의 참조 샘플을 구성함에 있어 기 부호화/복호화된 좌측, 상단, 우상단 및 좌하단 중 적어도 하나 이상의 서브 블록 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
예를 들어, 수직 스캔 순서(vertical scan order)(1->5->9->13->2->6->… 8->12->16)에 따라 복수 개의 서브 블록을 예측할 때, K번째 서브 블록의 참조 샘플을 구성함에 있어 기 부호화/복호화된 좌측, 상단, 우상단 및 좌하단 중 적어도 하나 이상의 서브 블록의 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
상기 스캔 순서 이 외의 스캔 순서에 따라 복수 개의 서브 블록을 예측할 때, K번째 서브 블록의 참조 샘플을 구성함에 있어 기 부호화/복호화된 좌측, 상단, 우상단 및 좌하단의 서브 블록의 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
상기 참조 샘플을 선택함에 있어, 참조 샘플을 포함하고 있는 블록의 가용성(availability) 판단 및/또는 패딩(padding)이 수행될 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플을 포함하고 있는 블록이 가용한 경우에는 해당하는 상기 참조 샘플을 이용할 수 있다. 한편, 상기 참조 샘플을 포함하고 있는 블록이 가용하지 않은 경우에는 주변의 가능한 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 참조 샘플을 패딩하여 대체할 수 있다.
상기 참조 샘플이 픽처, 타일, 슬라이스, 부호화 트리 블록(CTB), 소정의 경계 중 적어도 하나의 경계 밖에 존재하는 경우, 상기 참조 샘플은 가용하지 않다고 판단될 수 있다.
현재 블록을 제한된 화면 내 예측(CIP: constrained intra prediction)으로 부호화하는 경우에, 상기 참조 샘플을 포함한 블록이 화면 간 모드로 부/복호화되어 있으면 상기 참조 샘플은 가용하지 않다고 판단된 수 있다.
도 18은 가용한 복원 샘플을 이용하여 가용하지 않은 복원 샘플을 대체하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상기 주변의 복원 샘플이 가용하지 않다고 판단되는 경우, 주변의 가용한 복원 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 대체할 수 있다. 예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같이, 가용한 샘플과 가용하지 않은 샘플이 존재하는 경우, 하나 이상의 가용한 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 대체할 수 있다.
비가용 샘플의 샘플값은 소정의 순서에 따라, 가용 샘플의 샘플값으로 대체될 수 있다. 비가용 샘플의 대체에 이용되는 가용 샘플은 비가용 샘플에 인접한 가용 샘플일 수 있다. 인접한 가용 샘플이 없는 경우, 가장 먼저 출현하는 또는 가장 가까운 가용 샘플이 이용될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 순서는 예컨대, 좌하단에서 우상단의 순서일 수 있다. 또는 우상단에서 좌하단의 순서일 수 있다. 또는 좌상단 코너에서 우상단 및/또는 좌하단의 순서일 수 있다. 또는 우상단 및/또는 좌하단에서 좌상단 코너의 순서일 수 있다.
도 18에 도시된 바와 같이, 좌하단 샘플 위치인 0부터 시작하여 우상단 샘플의 순서로 비가용 샘플의 대체가 수행될 수 있다. 이 경우, 처음의 가용하지 않은 샘플 4개는 가장 먼저 출현하는 또는 가장 가까운 가용 샘플 a의 값으로 대체될 수 있다. 다음의 가용하지 않은 샘플 13개는 마지막 가용 샘플 b의 값으로 대체될 수 있다.
또는, 비가용 샘플은 가용한 샘플들의 조합을 이용하여 대체될 수 있다. 예를 들어, 비가용 샘플의 양쪽 끝에 인접한 가용 샘플의 평균값을 이용하여 상기 비가용 샘플을 대체할 수 있다. 예컨대, 도 18에 있어서, 처음의 가용하지 않은 샘플 4개는 가용 샘플 a의 값으로 채우고, 다음의 가용하지 않은 샘플 13개는 가용 샘플 b와 c의 평균값으로 채울 수 있다. 또는, 13개의 비가용 샘플은 가용 샘플 b와 c의 샘플값 사이의 임의의 값으로 대체될 수 있다. 이 경우, 비가용 샘플들은 서로 다른 값으로 대체될 수 있다. 예컨대, 비가용 샘플은 가용 샘플 a에 근접할수록 a의 값에 근접한 값으로 대체될 수 있다. 마찬가지로 비가용 샘플은 가용 샘플 b에 근접할수록 b의 값에 근접한 값으로 대체될 수 있다. 즉, 비가용 샘플로부터 가용 샘플 a 및/또는 b까지의 거리에 기초하여, 비가용 샘플의 값이 결정될 수 있다.
비가용 샘플의 대체를 위해 상기 방법들을 포함하는 복수의 방법 중 하나 이상이 선택적으로 적용될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 방법은 비트스트림에 포함된 정보에 의해 시그널링 되거나, 부호화기와 복호화기가 미리 정한 방법이 이용될 수 있다. 또는 비가용 샘플의 대체 방법은 미리 정한 방식에 의해 유도될 수 있다. 예컨대, 가용 샘플 a와 b의 값의 차이 및/또는 비가용 샘플의 개수에 기초하여 비가용 샘플의 대체 방법을 선택할 수 있다. 예컨대, 두 개의 가용 샘플의 값의 차이와 임계값의 비교 및/또는 비가용 샘플의 개수와 임계값의 비교에 기초하여 비가용 샘플의 대체 방법이 선택될 수 있다. 예컨대, 두 개의 가용 샘플의 값의 차이가 임계값보다 크거나, 및/또는 비가용 샘플의 개수가 임계값보다 큰 경우, 비가용 샘플들은 서로 다른 값을 갖도록 대체될 수 있다.
상기 구성된 하나 이상의 참조 샘플에 대해서 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나 이상에 따라 필터링 적용 여부를 결정할 수 있다. 상기 필터링을 적용하는 경우에는 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 크기 및 형태 중 적어도 하나에 따라 필터 유형이 달라질 수 있다.
예를 들어, 상기 복수 개의 참조 샘플 라인의 각각에 대한 필터링 적용 여부 및/또는 유형을 다르게 결정할 수 있다. 예를 들어, 인접한 첫 번째 라인에 대해서는 필터링을 적용하고 두 번째 라인에 대해서는 필터링을 적용하지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 참조 샘플에 대해 필터링을 적용한 값과 적용하지 않은 값을 같이 사용할 수 있다. 예를 들어, 화면 내 예측 모드, 블록 크기/형태 중 적어도 하나에 따라 3-tap 필터, 5-tap 필터, 7-tap 필터 중 적어도 하나 이상을 다르게 선택하여 적용할 수 있다.
이하에서, 화면 내 예측 수행 단계(S530)에 대해 보다 상세히 설명한다.
상기 유도된 화면 내 예측 모드 및 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록 또는 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이하 상세한 설명에서 현재 블록은 서브 블록을 의미할 수 있다.
예를 들어, 비방향성 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 비방향성 화면 내 예측 모드는 DC 모드, Planar 모드 중 적어도 하나일 수 있다.
DC 모드의 화면 내 예측은 상기 구성된 참조 샘플 중 하나 이상의 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 수행될 수 있다. 이때, 현재 블록의 경계에 위치한 하나 이상의 예측 샘플에 대해 필터링이 적용될 수 있다. 상기 DC 모드의 화면 내 예측은 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 수행될 수 있다.
도 19는 현재 블록의 형태에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 예시도이다.
예를 들어, 도 19의 (a)에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 형태가 정사각형인 경우, 현재 블록의 상단과 좌측의 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 예측리 수행될 수 있다.
예를 들어, 도 19의 (b)에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 형태가 직사각형인 경우, 현재 블록의 가로 및 세로 중 길이가 긴 쪽에 인접한 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 예측이 수행될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 소정의 범위에 해당하는 경우, 현재 블록의 상단 또는 좌측의 참조 샘플 중 소정의 샘플들이 선택되고 선택된 샘플들의 평균값을 이용하여 예측이 수행될 수 있다.
Planar 모드의 화면 내 예측은 상기 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에 따라 상기 구성된 하나 이상의 참조 샘플로부터의 거리를 고려한 가중합을 계산하여 수행될 수 있다.
예를 들어, 예측 블록은 예측 대상 샘플의 위치 (x, y)에 의존적인 N개의 참조 샘플들의 가중합 (weighted sum)으로 구할 수 있다. N은 양의 정수일 수 있으며, 예컨대, 4일 수 있다.
예를 들어, 방향성 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 방향성 예측 모드는 수평 모드, 수직 모드, 소정의 각도를 가지는 모드 중 적어도 하나 이상의 모드일 수 있다.
수평/수직 모드의 화면 내 예측은 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에서 수평/수직 선상에 존재하는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다.
소정의 각도를 가지는 모드의 화면 내 예측은 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에서 소정의 각도 선 상 및 주변에 존재하는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 이때, N개의 참조 샘플이 이용될 수 있다. 상기 N은 2, 3, 4, 5, 6 등의 양의 정수일 수 있다. 또한, 예를 들어 2-tap, 3-tap, 4-tap, 5-tap, 6-tap 필터 등 N-tap 필터를 적용하여 예측이 수행될 수 있다.
예를 들어, 위치 정보에 기반하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이때 위치 정보는 부호화/복호화될 수 있으며 상기 위치에 있는 복원된 샘플 블록이 현재 블록의 화면 내 예측 블록으로 유도될 수 있다. 또는 복호화기에서 현재 블록과 유사한 블록을 검색하여 찾아낸 블록이 현재 블록의 화면 내 예측 블록으로 유도될 수 있다.
예를 들어, 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 복원된 휘도 성분를 이용하여 색차 성분에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 블록의 복원된 하나의 색차 성분 Cb를 이용하여 다른 색차 성분 Cr에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
전술한 다양한 화면 내 예측 방법을 하나 이상 결합하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 소정의 비방향성 화면 내 예측 모드를 이용하여 예측한 블록과 소정의 방향성 화면 내 예측 모드를 이용하여 예측한 블록의 가중합을 통하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 블록을 구성할 수 있다. 이때, 가중치(weight)는 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 블록의 크기, 형태 및/또는 샘플의 위치 중 적어도 하나 이상에 따라서 다르게 적용될 수 있다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type)이 정의되고, 해당 슬라이스 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 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. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 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. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 현재 블록을 하나 이상의 서브 블록들로 분할하는 단계;
    상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계; 및
    상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계는,
    상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 방향 필드(Intra Prediction Direction Field, IPDF)를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 IPDF를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 IPDF의 생성은 변환 모델을 사용하여 수행되고,
    상기 변환 모델은 강체 변환(rigid transform), 닮음 변환(similarity transform), 어파인 변환(affine transform), 호모그래피 변환(homography transform) 및 3차원 변환(3D transform) 중 적어도 하나를 포함하는 영상 복호화 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 IPDF의 생성에 이용되는 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드는 시드 위치(seed point)를 포함하는 시드 블록(seed block)의 시드 위치 화면 내 예측 모드(seed point intra prediction mode, SPIPM)이고,
    상기 시드 위치는 상기 현재 블록 또는 상기 서브 블록의 크기 또는 형태에 기초하여 적응적으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드들을 SPIPM 후보로서 포함하는 SPIPM의 리스트가 구성되고,
    상기 SPIPM의 리스트로부터 상기 IPDF의 생성을 위해 필요한 개수의 SPIPM이 선택되는 영상 복호화 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 인접 블록들 중 상기 IPDF를 이용하여 화면 내 예측 모드가 유도된 인접 블록이 있는 경우, 상기 현재 블록의 IPDF는 상기 인접 블록의 IPDF에 기초하여 생성되는 영상 복호화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 현재 블록의 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들이 유도되고,
    상기 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들을 이용하여, 나머지 적어도 하나의 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 유도되되,
    상기 가장 바깥쪽에 위치한 2개의 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들과 상기 나머지 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 등간격이 되도록 유도되는 영상 복호화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 현재 블록의 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들이 유도되고,
    상기 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들을 이용하여, 나머지 적어도 하나의 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 유도되되,
    상기 나머지 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 상기 가장 바깥쪽에 위치한 2개의 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들의 양선형 보간에 의해 유도되는 영상 복호화 방법.
  9. 화면 내 예측부를 포함하는 영상 복호화 장치에 있어서,
    상기 화면 내 예측부는, 현재 블록을 하나 이상의 서브 블록들로 분할하고, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 유도하고, 상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각에 대한 화면 내 예측을 수행하는 영상 복호화 장치.
  10. 현재 블록을 하나 이상의 서브 블록들로 분할하는 단계;
    상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계; 및
    상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 방향 필드(Intra Prediction Direction Field, IPDF)를 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 IPDF를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 IPDF의 생성은 변환 모델을 사용하여 수행되고,
    상기 변환 모델은 강체 변환(rigid transform), 닮음 변환(similarity transform), 어파인 변환(affine transform), 호모그래피 변환(homography transform) 및 3차원 변환(3D transform) 중 적어도 하나를 포함하는 영상 부호화 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 IPDF의 생성에 이용되는 상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드는 시드 위치(seed point)를 포함하는 시드 블록(seed block)의 시드 위치 화면 내 예측 모드(seed point intra prediction mode, SPIPM)이고,
    상기 시드 위치는 상기 현재 블록 또는 상기 서브 블록의 크기 또는 형태에 기초하여 적응적으로 결정되는 영상 부호화 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드들을 SPIPM 후보로서 포함하는 SPIPM의 리스트가 구성되고,
    상기 SPIPM의 리스트로부터 상기 IPDF의 생성을 위해 필요한 개수의 SPIPM이 선택되는 영상 부호화 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 인접 블록들 중 상기 IPDF를 이용하여 화면 내 예측 모드가 유도된 인접 블록이 있는 경우, 상기 현재 블록의 IPDF는 상기 인접 블록의 IPDF에 기초하여 생성되는 영상 부호화 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 현재 블록의 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들이 결정되고,
    상기 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들을 이용하여, 나머지 적어도 하나의 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 결정되되,
    상기 가장 바깥쪽에 위치한 2개의 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들과 상기 나머지 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 등간격이 되도록 결정되는 영상 부호화 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 인접 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 현재 블록의 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들이 결정되고,
    상기 가장 바깥쪽에 위치한 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들을 이용하여, 나머지 적어도 하나의 서브 블록의 화면 내 예측 모드가 결정되되,
    상기 나머지 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 상기 가장 바깥쪽에 위치한 2개의 서브 블록들의 화면 내 예측 모드들의 양선형 보간에 의해 결정되는 영상 부호화 방법.
  18. 화면 내 예측부를 포함하는 영상 부호화 장치에 있어서,
    상기 화면 내 예측부는, 현재 블록을 하나 이상의 서브 블록들로 분할하고, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 결정하고, 상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각에 대한 화면 내 예측을 수행하는 영상 부호화 장치.
  19. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체로서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록을 하나 이상의 서브 블록들로 분할하는 단계;
    상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록에 인접한 인접 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각의 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계; 및
    상기 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 서브 블록들의 각각에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.
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