WO2018143496A1 - 예측 모드를 유도하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치 - Google Patents

예측 모드를 유도하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2018143496A1
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prediction
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subblock
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장형문
남정학
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엘지전자(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for encoding / decoding a video signal, and more particularly, to a technique for processing a video signal by deriving a prediction mode of a block.
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
  • a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • the present invention is to provide a method for encoding and decoding a video signal more efficiently.
  • the present invention also provides a method of dividing a block into sub-blocks and deriving a prediction mode of each block so that each sub-block can have a different prediction mode without additional syntax signaling. do.
  • the present invention intends to improve the compression performance by decoding in units of sub-blocks to increase the prediction performance and to minimize the bits for signaling the prediction mode.
  • the present invention is to provide a method that can have different prediction modes in the process of performing intra prediction without additional signaling for the sub-blocks in the block.
  • the present invention is to provide a method of deriving the prediction mode of the angle that can not be expressed in the conventional method in the process of deriving the prediction mode of the sub-block (sub-block).
  • the present invention seeks to minimize prediction errors by performing intra prediction on a sub-block basis.
  • the present invention provides a method of dividing a block into sub-block units.
  • the present invention also provides a method of determining and partitioning the shape of a sub-block without separate signaling by syntax defined at a high level.
  • the present invention also provides a method for adaptively dividing a sub-block according to the size of the current block.
  • the present invention provides a method for adaptively partitioning a sub-block according to the prediction mode of the current block.
  • the present invention also provides a method of signaling one representative prediction mode to derive the prediction mode of the sub-block, and deriving the prediction mode of the sub-block from the signaled representative prediction mode. do.
  • the present invention also relates to a method of signaling two prediction modes in order to derive a prediction mode of a sub-block, and deriving a prediction mode of a sub-block from the two signaled prediction modes. to provide.
  • the present invention provides a method of generating a reference pixel to support a prediction direction derived from the direction of a sub-block.
  • the present invention divides a block into sub-blocks, derives the prediction mode of each block so that each sub-block has a different prediction mode without additional syntax signaling, and sub-blocks. By decoding in units of), it is possible to increase the prediction performance and to improve the compression performance by minimizing the bits for signaling the prediction mode.
  • the present invention may allow different prediction modes without additional signaling for sub-blocks within a block in the process of performing intra prediction, and may provide a prediction mode of a sub-block.
  • a prediction mode of an angle that cannot be expressed by the conventional method may be derived.
  • the present invention can minimize prediction errors by performing intra prediction on a sub-block basis.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram for describing an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a prediction direction according to an intra prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and illustrates a case of transmitting a partition syntax and a prediction mode syntax according to subblock partitioning.
  • FIG. 8 to 9 illustrate embodiments to which the present invention is applied and illustrate prediction modes of respective blocks when intra prediction is performed.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining deriving a prediction mode of a sub block based on at least one of an intra prediction mode, a representative direction, or a sub directionality of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of constructing an MPM list to signal a prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a method of dividing a block into sub-block units as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 illustrates a syntax structure for sub-block partitioning according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 to 23 illustrate embodiments to which the present invention is applied and show a sub block structure that may be defined by the syntax of FIG. 13.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating a method of generating a prediction signal in units of a sub block based on a sub block division flag according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating a method of generating a prediction signal in units of subblocks according to whether a subblock is symmetrically divided or asymmetrically divided according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 26 to 28 are diagrams for explaining adaptive block division based on a block size according to embodiments to which the present invention is applied.
  • 29 shows a syntax structure for sub-block partitioning according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 30 illustrates a case in which a current block having a rectangular shape is divided into sub blocks having a square shape as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 31 is a flowchart illustrating a method of dividing a subblock symmetrically or asymmetrically based on a subblock splitting flag according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 32 to 33 are diagrams for describing a method of defining a shape of a sub block based on a prediction mode according to embodiments to which the present invention is applied.
  • 34 to 35 illustrate embodiments to which the present invention is applied and define the shape of a subblock according to a prediction mode.
  • 36 is a flowchart illustrating a method of deriving a prediction mode of a subblock based on one representative prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 37 is a flowchart illustrating a method of deriving a prediction mode of a subblock based on the prediction mode of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 38 to 40 illustrate embodiments to which the present invention is applied and illustrate a method of deriving a new prediction mode by adjusting a representative prediction mode.
  • FIG. 41 is a diagram for explaining a method of deriving a prediction mode of a sub-block based on two signaled prediction modes according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 42 to 44 are embodiments to which the present invention is applied and are diagrams for describing a method of deriving a prediction mode of each subblock based on a distance of each subblock in a block.
  • FIG. 45 is a diagram to describe a prediction mode derived based on the direction of a subblock according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 47 to 49 illustrate reference samples used when 65 intra directional prediction modes are applied as embodiments to which the present invention is applied.
  • 50 to 52 illustrate embodiments to which the present invention is applied and are a table for describing an interpolation filter and an application method used in generating a reference pixel to support a prediction mode of a subblock.
  • FIG. 53 is a schematic block diagram of a decoder for performing intra prediction based on a prediction mode derivation flag according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method of decoding a video signal, the method comprising: parsing a prediction mode derivation flag for a current block from the video signal, wherein the prediction mode derivation flag sets a prediction mode on a sub-block basis. Indicating whether to induce; Deriving a prediction mode in units of sub-blocks according to the prediction mode derivation flag; Generating a prediction signal based on the derived prediction mode; And reconstructing the video signal based on the prediction signal.
  • the deriving of the prediction mode may include: deriving a adjusted prediction mode based on a prediction mode of a neighboring block of the current subblock; And determining a prediction mode of the current subblock based on at least one of the adjusted prediction mode or the intra prediction mode of the current block.
  • the neighboring block includes at least one of an upper block, a left block, or an upper left block adjacent to the current sub block
  • the adjusted prediction mode is a prediction mode value of any one of the neighboring blocks. It is characterized by being derived as the mean value of the three prediction modes or the median of the three prediction modes.
  • the generating of the prediction signal may include generating a first reference pixel using a first interpolation filter based on a prediction mode of the current subblock; And generating a second reference pixel with respect to the first reference pixels using a second interpolation filter, wherein the prediction signal is generated based on the second reference pixel.
  • the deriving of the prediction mode may include: deriving a adjusted prediction mode based on a prediction mode of a neighboring block adjacent to the current block; And determining a prediction mode of each subblock based on a position distance of each subblock, wherein a direction angle corresponding to the prediction mode of each subblock is a first direction corresponding to the adjusted prediction mode.
  • the difference between the 1st direction angle and the 2nd direction angle corresponding to the intra prediction mode of the current block is determined by being proportional to the position distance.
  • the method further comprises obtaining an intra prediction mode of the current block from the video signal, when the intra prediction mode is an intra angular prediction mode, the prediction The mode derivation flag is obtained.
  • the method further comprises obtaining a sub-block division flag for intra prediction from the video signal, wherein the sub-block division flag indicates whether the prediction block for intra prediction is divided into sub blocks.
  • the subblocks may include at least one of a symmetrical or asymmetrical block.
  • the prediction block for intra prediction is divided into sub-blocks according to the sub-block division flag, obtaining at least one of position information of the sub-block or size information of the sub-block
  • the location information and the size information is characterized in that it includes both information on the horizontal direction and the vertical direction.
  • the present invention also provides an apparatus for decoding a video signal, the apparatus comprising: a parser for parsing a prediction mode derivation flag for a current block from the video signal; A prediction unit for deriving a prediction mode on a sub-block basis according to the prediction mode derivation flag and generating a prediction signal based on the derived prediction mode; And a reconstruction unit reconstructing the video signal based on the prediction signal, wherein the prediction mode derivation flag indicates whether to induce a prediction mode on a sub-block basis.
  • the prediction unit may derive the adjusted prediction mode based on the prediction mode of the neighboring block of the current sub-block, and based on at least one of the adjusted prediction mode or the intra prediction mode of the current block. It is characterized by determining the prediction mode of the block.
  • the prediction unit generates a first reference pixel using a first interpolation filter based on the prediction mode of the current subblock, and uses a second interpolation filter on the first reference pixels.
  • the apparatus may further include a reference pixel generator configured to generate a second reference pixel, wherein the prediction signal is generated based on the second reference pixel.
  • the prediction unit may derive the adjusted prediction mode based on the prediction mode of the neighboring block adjacent to the current block, and determine the prediction mode of each subblock based on the position distance of each subblock.
  • the direction angle corresponding to the prediction mode of each sub-block may include a first direction angle corresponding to the adjusted prediction mode and a second direction angle corresponding to the intra prediction mode of the current block. It is determined by calculating the difference of) to be proportional to the position distance.
  • the parser parses a subblock splitting flag for intra prediction from the video signal, wherein the subblock splitting flag indicates whether a prediction block for intra prediction is split into subblocks.
  • the sub blocks are characterized by including at least one of symmetrical or asymmetrical blocks.
  • the parser parses at least one of position information of the subblock or size information of the subblock,
  • the location information and the size information may include both information about a horizontal direction and a vertical direction.
  • terms used in the present invention may be replaced for more appropriate interpretation when there are general terms selected to describe the invention or other terms having similar meanings.
  • signals, data, samples, pictures, frames, blocks, etc. may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • partitioning, decomposition, splitting, and division may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 may include an image splitter 110, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, a filter 160, and a decoder. It may include a decoded picture buffer (DPB) 170, an inter predictor 180, an intra predictor 185, and an entropy encoder 190.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image divider 110 may divide an input image (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • One embodiment of the present invention provides a method of dividing a block into sub-block units.
  • an embodiment of the present invention provides a method of determining and partitioning a shape of a sub-block without separate signaling by syntax defined at a high level.
  • the present invention also provides a method for adaptively dividing a sub-block according to the size of the current block.
  • the present invention provides a method for adaptively partitioning a sub-block according to the prediction mode of the current block.
  • the terms are only used for the convenience of description of the present invention, the present invention is not limited to the definition of the terms.
  • the term coding unit is used as a unit used in encoding or decoding a video signal, but the present invention is not limited thereto and may be appropriately interpreted according to the present invention.
  • the encoder 100 may generate a residual signal by subtracting a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 from the input image signal and generate the residual signal.
  • the dual signal is transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may generate a transform coefficient by applying a transform technique to the residual signal.
  • the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied to blocks of variable size rather than square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantized coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 may entropy code the quantized signal and output the bitstream.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal may restore the residual signal by applying inverse quantization and inverse transformation through an inverse quantization unit 140 and an inverse transformation unit 150 in a loop.
  • a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the reconstruction signal and outputs it to the reproduction apparatus or transmits the decoded picture buffer to the decoding picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180. As such, by using the filtered picture as a reference picture in the inter prediction mode, not only image quality but also encoding efficiency may be improved.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the inter prediction unit 180 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized in units of blocks at the time of encoding / decoding, a blocking artifact or a ringing artifact may exist. have.
  • the inter prediction unit 180 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter in order to solve performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • the subpixel refers to a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • the integer pixel refers to an actual pixel existing in the reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter, or the like may be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the precision of prediction.
  • the inter prediction unit 180 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to integer pixels, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block. You can make predictions.
  • the intra predictor 185 may predict the current block by referring to samples around the block to which current encoding is to be performed.
  • the intra prediction unit 185 may perform the following process to perform intra prediction. First, reference samples necessary for generating a prediction signal may be prepared. The prediction signal may be generated using the prepared reference sample. Then, the prediction mode is encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference sample has been predicted and reconstructed, there may be a quantization error. Accordingly, the reference sample filtering process may be performed for each prediction mode used for intra prediction to reduce such an error.
  • the present invention provides a method of dividing a prediction unit into sub-block units, signals one representative prediction mode to derive the prediction mode of the sub-block, and signals the representative prediction mode. It provides a method for deriving the prediction mode of a sub-block from.
  • the present invention also relates to a method of signaling two prediction modes in order to derive a prediction mode of a sub-block, and deriving a prediction mode of a sub-block from the two signaled prediction modes. to provide.
  • the present invention provides a method of generating a reference pixel to support a prediction direction derived from the direction of a sub-block.
  • a prediction signal generated by the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 includes a parser (not shown), an entropy decoder 210, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 230, a filter 240, and a decoded picture buffer (DPB). It may be configured to include a decoded picture buffer unit (250), an inter predictor 260, an intra predictor 265, and a reconstructor (not shown).
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoder 200 may receive a signal output from the encoder 100 of FIG. 1, and may parse or acquire a syntax element through a parser (not shown). The parsed or obtained signal may be entropy decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse transformer 230 inversely transforms a transform coefficient to obtain a residual signal.
  • the reconstruction unit (not shown) generates a reconstructed signal by adding the obtained residual signal to a prediction signal output from the inter prediction unit 260 or the intra prediction unit 265.
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal and outputs the filtering to the reproducing apparatus or transmits it to the decoded picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240, the inter prediction unit 260, and the decoder. The same may be applied to the intra predictor 265.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a division structure of a coding unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder may split one image (or picture) in units of a rectangular Coding Tree Unit (CTU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • the size of the CTU may be set to any one of 64x64, 32x32, and 16x16, but the present invention is not limited thereto.
  • the encoder may select and use the size of the CTU according to the resolution of the input video or the characteristics of the input video.
  • the CTU may include a coding tree block (CTB) for a luma component and a coding tree block (CTB) for two chroma components corresponding thereto.
  • One CTU may be decomposed into a quadtree (QT) structure.
  • QT quadtree
  • one CTU may be divided into four units having a square shape and each side is reduced by half in length.
  • the decomposition of this QT structure can be done recursively.
  • a root node of a QT may be associated with a CTU.
  • the QT may be split until it reaches a leaf node, where the leaf node may be referred to as a coding unit (CU).
  • CU coding unit
  • a CU may mean a basic unit of coding in which an input image is processed, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU may include a coding block (CB) for a luma component and a CB for two chroma components corresponding thereto.
  • CB coding block
  • the size of the CU may be determined as any one of 64x64, 32x32, 16x16, and 8x8.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the CU may be larger or more diverse.
  • the CTU corresponds to a root node and has the smallest depth (ie, level 0) value.
  • the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image. In this case, the CTU corresponds to a CU.
  • the CTU may be decomposed in QT form, and as a result, lower nodes having a depth of level 1 may be generated. And, a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 1 corresponds to a CU.
  • CU (a), CU (b) and CU (j) corresponding to nodes a, b and j are divided once in the CTU and have a depth of level 1.
  • At least one of the nodes having a depth of level 1 may be split into QT again.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a level 2 depth corresponds to a CU.
  • CU (c), CU (h), and CU (i) corresponding to nodes c, h and i are divided twice in the CTU and have a depth of level 2.
  • At least one of the nodes having a depth of 2 may be divided into QTs.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 3 corresponds to a CU.
  • CU (d), CU (e), CU (f), and CU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in the CTU, and level 3 Has a depth of
  • the maximum size or the minimum size of the CU may be determined according to characteristics (eg, resolution) of the video image or in consideration of encoding efficiency. Information about this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size may be referred to as a largest coding unit (LCU), and a CU having a minimum size may be referred to as a smallest coding unit (SCU).
  • LCU largest coding unit
  • SCU smallest coding unit
  • a CU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each partitioned CU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, the depth information may include information about the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the size and maximum depth information of the LCU. Or conversely, using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
  • information indicating whether the corresponding CU is split may be delivered to the decoder.
  • the information may be defined as a split flag and may be represented by a syntax element "split_cu_flag".
  • the division flag may be included in all CUs except the SCU. For example, if the split flag value is '1', the corresponding CU is divided into four CUs again. If the split flag value is '0', the CU is not divided any more and the coding process for the CU is not divided. Can be performed.
  • the division process of the CU has been described as an example, but the QT structure described above may also be applied to the division process of a transform unit (TU) which is a basic unit for performing transformation.
  • TU transform unit
  • the TU may be hierarchically divided into a QT structure from a CU to be coded.
  • a CU may correspond to a root node of a tree for a transform unit (TU).
  • the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be determined by any one of 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of a high resolution image, the size of the TU may be larger or more diverse.
  • information indicating whether the corresponding TU is divided may be delivered to the decoder.
  • the information may be defined as a split transform flag and may be represented by a syntax element "split_transform_flag".
  • the division conversion flag may be included in all TUs except the TU of the minimum size. For example, if the value of the division conversion flag is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the division conversion flag is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • a CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • a CU may be divided into prediction units (PUs).
  • the PU is a basic unit for generating a prediction block, and may generate different prediction blocks in PU units within one CU.
  • the PU may be divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a prediction unit according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the PU is divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
  • FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
  • one CU may be divided into two types (ie, 2Nx2N or NxN). Can be.
  • N ⁇ N type PU when divided into N ⁇ N type PU, one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
  • the division of the PU may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • one CU has 8 PU types (ie, 2Nx2N, NxN, 2NxN). , Nx2N, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD).
  • PU splitting in the form of NxN may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • nLx2N, nRx2N, 2NxnU, and 2NxnD types which are Asymmetric Motion Partition (AMP).
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • AMP cannot be used when the CU to which the PU belongs is a CU of the minimum size.
  • an optimal partitioning structure of a coding unit (CU), a prediction unit (PU), and a transformation unit (TU) is subjected to the following process to perform a minimum rate-distortion. It can be determined based on the value. For example, looking at an optimal CU partitioning process in a 64x64 CTU, rate-distortion cost can be calculated while partitioning from a 64x64 CU to an 8x8 CU.
  • the specific process is as follows.
  • the partition structure of the optimal PU and TU that generates the minimum rate-distortion value is determined by performing inter / intra prediction, transform / quantization, inverse quantization / inverse transform, and entropy encoding for a 64x64 CU.
  • the 32x32 CU is subdivided into four 16x16 CUs, and a partition structure of an optimal PU and TU that generates a minimum rate-distortion value for each 16x16 CU is determined.
  • a prediction mode is selected in units of PUs, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means a basic unit in which actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for a luma component and a TB for two chroma components corresponding thereto.
  • TB transform block
  • the TUs are hierarchically divided into quadtree structures from one CU to be coded.
  • the TU divided from the CU may be divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • a root node of the quadtree is associated with a CU.
  • the quadtree is split until it reaches a leaf node, and the leaf node corresponds to a TU.
  • the CU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CU corresponds to a TU.
  • a node ie, a leaf node
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • FIG. 3B TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a TU.
  • TU (c), TU (h), and TU (i) corresponding to nodes c, h, and i are divided twice in a CU and have a depth of two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in a CU. Has depth.
  • a TU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Each divided TU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, it may include information about the size of the TU.
  • information indicating whether the corresponding TU is split may be delivered to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the smallest TU. For example, if the value of the flag indicating whether to split is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the flag indicating whether to split is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • FIG. 5 to 6 illustrate embodiments to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an intra prediction method
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a prediction direction according to an intra prediction mode.
  • the decoder may derive an intra prediction mode of the current processing block (S501).
  • the prediction direction may have a prediction direction with respect to the position of a reference sample used for prediction according to a prediction mode.
  • an intra prediction mode having a prediction direction is referred to as an intra_angular prediction mode or an intra directional mode.
  • an intra prediction mode having no prediction direction there are an intra planner (INTRA_PLANAR) prediction mode and an intra DC (INTRA_DC) prediction mode.
  • Table 1 illustrates an intra prediction mode and related names
  • FIG. 6 illustrates a prediction direction according to the intra prediction mode.
  • intra prediction prediction is performed on the current processing block based on the derived prediction mode. Since the reference sample used for the prediction and the specific prediction method vary according to the prediction mode, when the current block is encoded in the intra prediction mode, the decoder may derive the prediction mode of the current block to perform the prediction.
  • the decoder may check whether neighboring samples of the current processing block can be used for prediction and configure reference samples to be used for prediction (S502).
  • the neighboring samples of the current processing block are the samples adjacent to the left boundary of the current processing block of size nS x nS and a total of 2 x nS samples neighboring the bottom-left, of the current processing block. It means a total of 2 x nS samples adjacent to the top boundary and a sample adjacent to the top-right and one sample neighboring the top-left of the current processing block.
  • the decoder can construct reference samples for use in prediction by substituting samples that are not available with the available samples.
  • the decoder may perform filtering of reference samples based on the intra prediction mode (S503).
  • Whether filtering of the reference sample is performed may be determined based on the size of the current processing block.
  • the filtering method of the reference sample may be determined by the filtering flag transmitted from the encoder.
  • the decoder may generate a prediction block for the current processing block based on the intra prediction mode and the reference samples (S504). That is, the decoder predicts the current processing block based on the intra prediction mode derived in the intra prediction mode derivation step S501 and the reference samples obtained through the reference sample configuration step S502 and the reference sample filtering step S503.
  • a block may be generated (ie, predictive sample generation).
  • the left boundary sample ie, the sample in the prediction block adjacent to the left boundary
  • the upper side of the prediction block in step S504.
  • (top) boundary samples i.e., samples in prediction blocks adjacent to the upper boundary
  • filtering may be applied to the left boundary sample or the upper boundary sample in the vertical direction mode and the horizontal mode among the intra directional prediction modes similarly to the INTRA_DC mode.
  • the value of the prediction sample may be derived based on a reference sample located in the prediction direction.
  • a boundary sample which is not located in the prediction direction among the left boundary sample or the upper boundary sample of the prediction block may be adjacent to a reference sample which is not used for prediction. That is, the distance from the reference sample not used for prediction may be much closer than the distance from the reference sample used for prediction.
  • the decoder may adaptively apply filtering to left boundary samples or upper boundary samples depending on whether the intra prediction direction is vertical or horizontal. That is, when the intra prediction direction is the vertical direction, the filtering may be applied to the left boundary samples, and when the intra prediction direction is the horizontal direction, the filtering may be applied to the upper boundary samples.
  • FIG. 7 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and illustrates a case of transmitting a partition syntax and a prediction mode syntax according to subblock partitioning.
  • a block when an edge is distributed in various directions, a block may be divided into sub blocks 1 to 13, and a quadtree split syntax may be used.
  • the prediction mode of the divided subblocks may be determined based on the direction of each edge.
  • the accuracy of the predictive block is improved to reduce prediction errors, and at the same time, a rate due to syntax for division and prediction mode syntax of the PU may be increased.
  • the present invention can increase the compression efficiency by minimizing the prediction error while minimizing the rate due to syntax.
  • FIG. 8 to 9 illustrate embodiments to which the present invention is applied and illustrate prediction modes of respective blocks when intra prediction is performed.
  • image information encoded by an optimal prediction method in blocks in an intra prediction frame may be checked.
  • the prediction directions of the adjacent blocks are similar but signaled separately, the compression effect can be improved through the present invention.
  • each block is encoded in a prediction mode in a direction similar to that of an adjacent neighboring block.
  • adjacent neighboring blocks of a block encoded in intra prediction mode 9 are mostly predicted by intra prediction mode 9 (9 Angular) or intra prediction mode 8 (8 Angular). It can be seen that neighboring neighboring blocks of the block coded in mode 12 (12 Angular) are mostly predicted by intra prediction mode 12 (12 Angular) or intra prediction mode 11 (11 Angular).
  • FIG. 9 illustrates prediction information of blocks in an intra prediction frame coded for an image different from that of FIG. 8.
  • adjacent neighboring blocks of the block encoded in the intra prediction mode 33 are confirmed to be predicted by the intra prediction modes 27, 28, 29, and 31 (27, 28, 29, 31 Angular). Can be.
  • the present invention may derive the prediction block in units of subblocks in consideration of such encoding characteristics.
  • each block may have a different prediction mode by deriving a prediction block for each block without overhead of bitrate.
  • all blocks induce prediction modes in the same direction, there is an advantage that the prediction error is reduced.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining deriving a prediction mode of a sub block based on at least one of an intra prediction mode, a representative direction, or a sub directionality of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10A illustrates an intra prediction mode (or directionality) of neighboring blocks A, B, C, and D
  • FIG. 10B illustrates a prediction mode (or directionality) of subblocks.
  • the current block in the frame is likely to have an edge similar to that of an adjacent neighboring block.
  • the prediction direction may change as the edge direction changes.
  • the present invention can divide the current block into sub-blocks of fixed or predetermined size without further dividing into PUs.
  • the present invention is based on at least one of an intra prediction mode, a representative prediction mode (or representative directionality), or a sub prediction mode (or sub directionality) of a neighboring block (A, B, C, D).
  • the prediction mode can be derived in units of subblocks.
  • the subblocks may be encoded and decoded based on the derived prediction mode.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of constructing an MPM list to signal a prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a current block and a neighboring block to be coded have similar image characteristics.
  • the current block and the neighboring block have a high probability of having the same or similar intra prediction modes.
  • the encoder can use the prediction mode of the neighboring block to encode the prediction mode of the current block.
  • the encoder may identify or derive the prediction mode of the neighboring block (S1110).
  • the prediction mode of the current block may be determined based on the prediction mode of the left neighboring block and the prediction mode of the upper neighboring block, and the prediction mode of the corresponding neighboring block may be determined as Most Probable Modes (MPM).
  • MPM may refer to a mode used to prevent loss of overlapping information and improve coding efficiency in consideration of the similarity between the current block and the neighboring block in the intra prediction mode coding. Determining the MPM may be expressed as listing up the most probable modes (MPM) candidate (or MPM list).
  • the encoder may determine whether the prediction mode of the left neighboring block and the prediction mode of the upper neighboring block are the same (S1120).
  • the first MPM may be set to the prediction mode of the left neighboring block, and the second MPM is set to the prediction mode of the upper neighboring block.
  • the third MPM may be set to any one of an intra planner mode, an intra DC mode, or an intra vertical mode (S1130).
  • the encoder may determine whether the prediction mode of the left neighboring block is less than 2 (S1140).
  • the first MPM may be set to an intra planner mode
  • the second MPM may be set to an intra DC mode
  • the third MPM may be set to an intra vertical mode. (S1150).
  • the first MPM may be set to the prediction mode of the left neighboring block
  • the second MPM may be set to (prediction mode-1 of the left neighboring block)
  • the third MPM may be set to (prediction mode + 1 of the left neighboring block) (S1160).
  • the encoder may determine whether an optimal intra prediction mode to be applied to the current block belongs to the previously configured MPM candidate.
  • the encoder may encode the MPM flag and the MPM index.
  • the MPM flag may indicate whether the intra prediction mode of the current block is derived from neighboring intra predicted blocks (that is, the intra prediction mode of the current block belongs to the MPM).
  • the MPM index may indicate which MPM mode is applied as the intra prediction mode of the current block among the MPM candidates.
  • the encoder may encode the intra prediction mode of the current block.
  • the encoder can use the prediction mode of the neighboring block to encode the prediction mode of the current block, and the present invention can derive the prediction mode of the sub blocks in the current block.
  • An embodiment of the present invention may perform intra prediction using 35 prediction modes. That is, for the 35 prediction modes, there are 33 directional prediction modes in total except for the intra DC and the intra planner.
  • one prediction mode is signaled in a PU unit, which is a prediction block unit
  • a PU is divided into TUs, which are transform block units of a quadtree, to generate a prediction block in TU units, and to perform encoding and decoding.
  • a mode selected with a high probability among prediction modes may be configured as a list by MPM, and may be encoded on or off in the prediction mode in the MPM list.
  • the prediction mode may be determined by signaling an index of which prediction mode in the MPM list to perform prediction.
  • the prediction mode can be determined by signaling with a fixed 5 bits which mode is encoded in a non-MPM mode except for the prediction mode included in the MPM list. have.
  • Analyzing the statistics of the prediction mode of the actual intra prediction frame has a high probability of selecting the prediction mode of the MPM list.
  • the prediction mode constituting the MPM list includes the prediction mode of the left block adjacent to the current block or the prediction mode of the upper block.
  • a prediction mode of a similar direction is included around the prediction mode of the left block.
  • the construction of such an MPM list may infer that the prediction mode of the current block is due to the similarity with the prediction mode of the neighboring block.
  • Another embodiment of the present invention may perform intra prediction using 67 prediction modes.
  • the 67 prediction modes there are a total of 65 directional prediction modes except for the intra DC and the intra planner.
  • the present invention is not limited to this, and more or less directional prediction modes can be defined, and in such a case the concept of the present invention will be applicable.
  • FIG. 12 is a diagram for describing a method of dividing a block into sub-block units as an embodiment to which the present invention is applied.
  • One embodiment of the present invention provides a method for dividing a block into sub-block units.
  • encoding and decoding are performed by dividing into sub-block units, and the current block may be divided into sub-blocks having an arbitrary size and coded.
  • One embodiment of the present invention may provide a method for signaling a size of a subblock for intra prediction at a specific level.
  • the specific level may include at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a coding unit, a prediction unit, a transform unit, and a block level. Can be.
  • One embodiment of the present invention provides a method for adaptively determining and dividing a subblock size according to the size of a current block and a method for adaptively dividing a subblock according to a prediction direction.
  • One embodiment of the present invention proposes a method of dividing a sub block or a method of determining the shape of the sub block without separate signaling by syntax defined at a high level.
  • the block is divided into non-square blocks to enable prediction, transformation, and quantization.
  • SDIP short distance intra prediction
  • the shape of the prediction block in intra prediction may be defined as a rectangle or a line.
  • the prediction error may be further reduced by performing prediction and reconstruction of the inside of the block in smaller rectangular or line units.
  • FIG. 12 (a) illustrates a binary tree structure of a quadtree binary tree (QTBT), in which case a binary split syntax may be required.
  • QTBT quadtree binary tree
  • the SDIP may be understood as one of block structures and may be understood as a subset concept of QTBT.
  • a syntax may be defined so that a sub block may be divided into a non-square form as well as a square form, and a binary tree may be obtained without dividing into a binary tree in a quadtree structure.
  • FIG. 13 illustrates a syntax structure for sub-block partitioning according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • One embodiment of the present invention may provide a method for signaling a size of a subblock for intra prediction at a specific level.
  • the specific level may include at least one of a sequence parameter set, a picture parameter set, a slice header, a coding unit, a prediction unit, a transform unit, and a block level. Can be.
  • the present invention may define an asymmetric splitting flag for subblock splitting.
  • the asymmetric splitting flag means whether a block is split asymmetrically for intra prediction.
  • the asymmetric splitting flags may be defined in the X-axis and Y-axis directions, for example, Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX and Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY.
  • Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX (S1301) is 1, it means that the prediction block for intra prediction is split asymmetrically in the X-axis direction, and 0 means that it is symmetrically split in the X-axis direction.
  • Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY (S1302) is 1, it means that the prediction block for intra prediction is split asymmetrically in the Y-axis direction, and 0 means that it is symmetrically split in the Y-axis direction.
  • the present invention can define split position information (or split distance information) for sub-block splitting.
  • the split position information (or split distance information) may mean a distance from the upper left vertex position of the prediction block or may mean coordinate information.
  • the divided position information may be defined in the X-axis and Y-axis directions, for example, Intra_SubBlock_Log2_OffsetX and Intra_SubBlock_Log2_OffsetY.
  • Intra_SubBlock_Log2_OffsetX indicates that the sub-block is divided by 1 ⁇ Intra_SubBlock_Log2_OffsetX in the X-axis direction from the reference position (for example, (0, 0)) of the prediction block.
  • Intra_SubBlock_Log2_OffsetY indicates that the sub-block is divided by 1 ⁇ Intra_SubBlock_Log2_OffsetY in the Y-axis direction from the reference position (for example, (0, 0)) of the prediction block.
  • the present invention can define the width information and the height information of the sub-block for sub-block division.
  • the width information of the sub block may be defined as Intra_SubBlock_Log2_Width
  • the height information may be defined as Intra_SubBlock_Log2_Height.
  • Intra_SubBlock_Log2_Width (S1305) represents the width size of the sub block, and the sub blocks are divided to have a block width of 1 ⁇ Intra_SubBlock_Log2_Width.
  • Intra_SubBlock_Log2_Height (S1308) represents the height size of the sub block, and the sub blocks are divided to have a block height of 1 ⁇ Intra_SubBlock_Log2_Height.
  • the partition structure of the sub block can be defined by a flag.
  • quad split flags may be defined and expressed as QuadStruct_Split_Flag.
  • the partition structure of the sub blocks may be represented by the number of sub blocks.
  • QuadStruct_Split_Flag indicates whether the current block is divided into four sub blocks. If QuadStruct_Split_Flag is 1, this indicates that the current block is divided into four sub-blocks, and if 0, it is divided into a number of sub blocks defined by Intra_SubBlock_Log2_OffsetX and Intra_SubBlock_Log2_OffsetY.
  • the decoder to which the present invention is applied may obtain an asymmetric splitting flag for subblock splitting.
  • the decoder may acquire Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX and Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY (S1301 and S1302).
  • the decoder may check whether a prediction block for intra prediction is split asymmetrically in the X-axis direction and / or the Y-axis direction (S1303 and S1306).
  • the decoder may obtain split position information in the X-axis direction. For example, the decoder may acquire Intra_SubBlock_Log2_OffsetX (S1304).
  • the decoder may obtain width information of the sub-block. For example, the decoder may acquire Intra_SubBlock_Log2_Width (S1305).
  • the decoder may obtain split position information in the Y-axis direction. For example, the decoder may acquire Intra_SubBlock_Log2_OffsetY (S1307).
  • the decoder may obtain height information of the sub-block. For example, the decoder may acquire Intra_SubBlock_Log2_Height (S1308).
  • the decoder may determine whether the prediction block for intra prediction is asymmetrically divided in the X-axis direction and the Y-axis direction (S1309).
  • the decoder may acquire a quad split flag (S1310).
  • the quad division flag indicates whether the current block is divided into four sub blocks.
  • QuadStruct_Split_Flag 1
  • the current block is divided into four sub blocks, and if 0, it is divided into a number of sub blocks defined by Intra_SubBlock_Log2_OffsetX and Intra_SubBlock_Log2_OffsetY.
  • FIG. 14 to 23 illustrate embodiments to which the present invention is applied and show a sub block structure that may be defined by the syntax of FIG. 13.
  • FIG. 14 illustrates a partition structure of a subblock when Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX is 1.
  • the block A may be divided once in the X-axis direction, and A1 and A2 represent the divided blocks. At this time, the A1 A2 subblocks are divided at a position separated by d1 from the upper left position (0,0) of the current block.
  • d1 may be defined by an IntraSubBlockOffsetX value
  • the Intra_SubBlock_Log2_OffsetX value represents a distance of 1 ⁇ Intra_SubBlock_Log2_OffsetX in the X-axis direction.
  • the block A may be divided once in the Y-axis direction, and A1 and A2 represent the divided blocks. At this time, the A1 A2 subblocks are divided at a position separated by d1 from the upper left position (0,0) of the current block.
  • d1 may be defined by an IntraSubBlockOffsetY value
  • the Intra_SubBlock_Log2_OffsetY value represents a distance of 1 ⁇ Intra_SubBlock_Log2_OffsetY in the Y-axis direction.
  • FIG. 16 illustrates a partition structure of a subblock when Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX and Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY are both 1 and QuadStruct_Split_Flag is 1.
  • QuadStruct_Split_Flag 1
  • block A is divided into four subblocks, and as a result, block A is divided into four subblocks A1, A2, A3, and A4 as shown in FIGS. 16A and 16B. Divided.
  • FIG. 17 illustrates a partition structure of a subblock when Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX and Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY are both 1 and QuadStruct_Split_Flag is 0.
  • block A is divided into any number of subblocks, where any number is not 4 and may be defined by IntraSubBlockOffsetX and IntraSubBlockOffsetY. For example, in the case of FIG. 17, this may mean splitting into three sub-blocks A1, A2, and A3.
  • the block A is divided into three sub blocks A1, A2, and A3.
  • FIG. 18 illustrates a partition structure of a subblock when Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY is 0 and Intra_SubBlock_Log2_Height has a value of 1 or more.
  • Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY 1
  • 0 means that it is symmetrically split in the Y-axis direction.
  • block A is symmetrically divided in the Y-axis direction.
  • FIG. 18 shows four divisions (A1, A2, A3, A4). If the block is 8x8, if Intra_SubBlock_Log2_Height is 2, the height of the sub-block is 4, and the current block is divided into two 2N x N blocks. Dividable.
  • FIG. 19 illustrates a partition structure of a subblock when Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX is 0 and Intra_SubBlock_Log2_Width has a value of 1 or more.
  • Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX 1
  • block A is symmetrically divided in the X-axis direction.
  • FIG. 19 shows a quadrant (A1, A2, A3, A4). If Intra_SubBlock_Log2_Width is 2 when the block is 8x8, the width of the sub-block is 4, and thus the current block is divided into two 2N x N blocks. Dividable.
  • block A may be divided into A1 to A8 blocks.
  • the above-described embodiments may be applied to the width and height of the sub block.
  • the width and height of the subblock may vary depending on the size of the block. For example, if Intra_SubBlock_Log2_Height and Intra_SubBlock_Log2_Width are both 1, the 8x8 block may be divided into 2x2 16 subblocks because the width and the height are 2, respectively. If the current block is a 16x16 block, the current block may be divided into 64 subblocks.
  • the block A is symmetrically divided in both the X-axis direction and the Y-axis direction. Accordingly, as shown in FIG. 22, the block A may be divided into 16 sub blocks A1 to A16, and FIG. 23A may be divided into four sub blocks A1 to A4.
  • the above-described embodiments may be applied to the width and height of the sub block.
  • the width and height of the subblock may vary depending on the size of the block.
  • Intra_SubBlock_Log2_Height and Intra_SubBlock_Log2_Width are both 1 as shown in FIG. 22, the 8x8 block may be divided into 2x2 16 subblocks because the width and the height are 2 respectively. If the current block is a 16x16 block, the current block may be divided into 64 subblocks.
  • the 8x8 block can be divided into 4x4 4 subblocks because the width and the height are 4 respectively.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating a method of generating a prediction signal in units of a sub block based on a sub block division flag according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder to which the present invention is applied may acquire a subblock splitting flag for intra prediction (S2410).
  • the sub block partition flag may mean an asymmetric partition flag for sub block partition.
  • the asymmetric split flag includes at least one of an asymmetric split flag in X-axis or an asymmetric split flag in Y-axis. can do.
  • the asymmetric splitting flag in the X-axis direction indicates whether the prediction block for intra prediction is asymmetrically split in the X-axis direction
  • the asymmetric splitting flag in the Y-axis direction indicates the prediction block for the intra prediction in the Y-axis direction It indicates whether the asymmetric partitioning.
  • the decoder may acquire at least one of position information of the sub block or size information of the sub block based on the sub block division flag (S2420).
  • the decoder may obtain split position information in the X-axis direction.
  • the decoder may obtain width information of the sub-block.
  • the decoder may obtain split position information in the Y-axis direction.
  • the decoder may obtain height information of the sub-block.
  • the decoder may acquire a quad split flag (S2430).
  • the quad division flag indicates whether the current block is divided into four sub blocks. For example, if QuadStruct_Split_Flag is 1, the current block is divided into four sub blocks, and if 0, it is divided into a number of sub blocks defined by Intra_SubBlock_Log2_OffsetX and Intra_SubBlock_Log2_OffsetY.
  • the decoder may induce a prediction mode of the sub block (S2440).
  • all of the embodiments described herein may be applied to a method of deriving a prediction mode of the subblock.
  • the decoder may generate a prediction signal of a sub block based on the derived prediction mode (S2450).
  • the generated prediction signal may be added with the residual signal to generate a reconstruction signal.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating a method of generating a prediction signal in units of subblocks according to whether a subblock is symmetrically divided or asymmetrically divided according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder to which the present invention is applied may acquire a subblock splitting flag for intra prediction (S2510).
  • the sub block partition flag may mean an asymmetric partition flag for sub block partition.
  • the asymmetric split flag includes at least one of an asymmetric split flag in X-axis or an asymmetric split flag in Y-axis. can do.
  • the decoder may check whether the prediction block for intra prediction is asymmetrically divided in the X-axis / Y-axis direction based on the sub-block division flag (S2520).
  • the decoder may obtain split position information in the X-axis direction (S2530).
  • the decoder may acquire width information of the sub-block (S2540).
  • the decoder may obtain split position information in the Y-axis direction (S2530).
  • the decoder may obtain height information of the sub-block (S2540).
  • the decoder may check whether a prediction block for intra prediction is asymmetrically divided in both X and Y axis directions based on the sub-block division flag (S2550).
  • step S2550 may be included in step S2520.
  • the decoder may acquire a quad split flag (S2560).
  • the quad division flag indicates whether the current block is divided into four sub blocks. For example, if QuadStruct_Split_Flag is 1, the current block is divided into four sub blocks, and if 0, it is divided into a number of sub blocks defined by Intra_SubBlock_Log2_OffsetX and Intra_SubBlock_Log2_OffsetY.
  • the decoder may perform step S2570 without obtaining the quad split flag.
  • the decoder may induce a prediction mode of the sub block (S2570).
  • all of the embodiments described herein may be applied to a method of deriving a prediction mode of the subblock.
  • the decoder may generate a prediction signal of a sub block based on the derived prediction mode (S2580).
  • the generated prediction signal may be added with the residual signal to generate a reconstruction signal.
  • 26 to 28 are diagrams for explaining adaptive block division based on a block size according to embodiments to which the present invention is applied.
  • One embodiment of the present invention proposes a method for adaptively dividing a sub block according to the size of a current block.
  • the shape of the sub block in the current block may be predetermined in units of a specific level.
  • the shape of the predetermined subblock constrains the prediction method of the current block and prevents the selection of the optimal block structure.
  • the size of the subblock may be defined in units of 4x4, 2x2 or even pixels. This has the advantage of maximizing prediction performance by subdividing the subblock partition of the current block.
  • the complexity of the method of deriving a prediction mode for each subblock also increases. For example, if a 128x128 block is divided into 4x4 subblocks, the current block is divided into 1024 subblocks, and a prediction mode must be derived for each subblock unit, and prediction, transformation, and encoding must be performed. This not only increases the high complexity at the encoder and decoder stages, but also increases the quantization coefficients on the transform domain, which may result in poor compression efficiency in the residual signal coding step.
  • an embodiment of the present invention proposes a method of adaptively dividing a subblock according to the size of a current block.
  • the present invention proposes a method of signaling how many sub-blocks to divide the current block in order to adaptively divide according to the size of the current block.
  • the present invention can divide a large block into a large subblock and a small block into a small subblock by signaling how many subblocks to divide.
  • 64 sub-blocks may be made by dividing the block into 8 horizontal and vertical blocks.
  • 256x256 blocks are divided into 64 32x32 subblocks
  • 128x128 blocks are divided into 64 16x16 subblocks
  • 64x64 blocks are 64 8x8 subblocks.
  • 26 (d) divided the 32x32 block into 64 4x4 subblocks.
  • the present invention can adaptively divide the sub-blocks according to the block size.
  • the present invention provides a method of dividing a current block into 16 sub-blocks. Referring to FIG. 27, it can be seen that the embodiments of FIG. 27 are also divided into sub-blocks having different sizes according to the size of each block.
  • FIG. 27 (a) divides a 256x256 block into 16 64x64 subblocks
  • FIG. 27 (b) divides a 128x128 block into 16 32x32 subblocks
  • a 64x64 block is divided into 16 16x16 subblocks
  • FIG. 27 (d) shows that the 32x32 block is divided into 16 8x8 subblocks
  • FIG. 27 (e) shows that the 16x16 block is divided into 16 4x4 subblocks.
  • Another embodiment of the present invention provides a method of dividing the current block into sub-blocks when the current block is a rectangular block.
  • FIG. 28 shows a method of dividing into subblocks when the current block has a 2N ⁇ N or N ⁇ 2N form.
  • the current block can be divided into four pieces in the horizontal and vertical directions while maintaining the shape of the current block.
  • signaling may be necessary for how many subblocks to divide into high level units. This will be described in more detail with reference to FIG. 29.
  • 29 shows a syntax structure for sub-block partitioning according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention may define an asymmetric splitting flag for subblock splitting.
  • the asymmetric splitting flag means whether a block is split asymmetrically.
  • the asymmetric splitting flag may be defined as Asymmetric_Split_SubBlock_Flag (S2910). If Asymmetric_Split_SubBlock_Flag (S2910) is 1, the block is divided asymmetrically, and 0 means that the block is symmetrically divided.
  • the present invention is not limited thereto, and all of the embodiments of the asymmetric partition flag described above are applicable.
  • the decoder may obtain the number information of the subblocks based on the asymmetric splitting flag.
  • the decoder may provide information on the number of sub-blocks of a short distance on the X-axis or the Y-axis. short distance on X-axis or Y-axis).
  • the number information of the sub blocks having a short distance on the X axis or the Y axis may be represented by numSubBlockInShortDistance (S2930).
  • the decoder may determine total size information of sub-blocks or minimum size information of the sub-blocks. information of a sub-block).
  • the total number information may be represented by numTotalSubBlock S2940
  • the minimum size information may be represented by minSubBlockLog2Size (S2950).
  • the minimum size information means information for determining the minimum size of the sub-block. For example, when the current block is 4x4 and numTotalSubBlock is 16, it is possible to prevent subblock division into 1 pixel. That is, in this case, the 4x4 block is not divided.
  • FIG. 30 illustrates a case in which a current block having a rectangular shape is divided into sub blocks having a square shape as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the Asymmetric_Split_SubBlock_Flag is 1 and the numSubBlockInShortDistance is 2.
  • the vertical length of the short length is divided into two subblocks.
  • the divided vertical length may be 64, and the current block may be encoded into eight subblocks having a 64x64 size.
  • the short length horizontal is divided into two sub blocks.
  • the divided horizontal length may be 64, and the current block may be encoded into eight sub-blocks having a size of 64x64.
  • FIG. 31 is a flowchart illustrating a method of dividing a subblock symmetrically or asymmetrically based on a subblock splitting flag according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder may parse the subblock splitting flag (S3110).
  • the sub-block division flag may mean an asymmetric division flag indicating whether a block is divided asymmetrically.
  • the above-described embodiments of the asymmetric splitting flag can be applied to all of the above-described embodiments.
  • the decoder may check whether the block is asymmetrically partitioned based on the asymmetric partitioning flag (S3120).
  • the decoder may include number information of sub-block in short distance on X-axis or Y -axis) can be obtained (S3130).
  • the decoder determines total number information of sub-blocks or minimum size information of sub-blocks. At least one of -block) may be obtained (S3140).
  • the decoder may induce a prediction mode of the subblock (S3150).
  • the decoder may induce a prediction mode of the subblock (S3150).
  • all of the embodiments described herein may be applied to a method of deriving a prediction mode of the subblock.
  • the decoder may generate a prediction signal of a sub block based on the derived prediction mode (S3160).
  • the generated prediction signal may be added with the residual signal to generate a reconstruction signal.
  • 32 to 33 are diagrams for describing a method of defining a shape of a sub block based on a prediction mode according to embodiments to which the present invention is applied.
  • the present invention proposes a method for adaptively dividing a subblock based on the prediction mode of the current block.
  • the above-described embodiments are divided into blocks of a defined type or a predetermined number of blocks regardless of the prediction direction to perform prediction and encoding on a sub-block basis. Therefore, the present embodiment proposes a method of defining the shape of a subblock based on a prediction mode or a prediction direction.
  • An object of the present invention is to divide into sub-blocks, derive an intra prediction mode of each sub-block, and encode each sub-block. Once the prediction direction is determined, it is possible to know which pixel to refer to and determine the shape of the prediction block based on the position of the reference pixel to apply the effects of the above-described embodiments as it is.
  • the prediction mode of the current sub block A is the horizontal mode HOR.
  • the reference pixel of the current subblock A is a pixel adjacent to the left side. Accordingly, as shown in FIG. 32 (b), more efficient coding may be possible if the blocks on the same Y axis as the block A can be bundled and encoded.
  • the concept of the present invention may be equally applicable to the vertical mode VER. However, the diagonal mode DIAG may be applied differently from the horizontal mode HOR or the vertical mode VER.
  • Reference pixels of the current sub-block A are pixels adjacent to the left side and the upper side.
  • the current sub-block A uses the reference pixels shown in FIG. 33 (c).
  • 34 to 35 illustrate embodiments to which the present invention is applied and define the shape of a subblock according to a prediction mode.
  • the present invention largely divides the prediction mode into three categories and defines a block shape according to each category.
  • the present invention may define three types of prediction modes: a horizontal type, a vertical type, and a diagonal type.
  • FIG. 35A shows the horizontal type HOR_TYPE
  • FIG. 35B shows the diagonal type DIAG_TYPE
  • FIG. 35C shows the vertical type VER_TYPE.
  • encoding may be performed by grouping blocks on the same Y axis as shown in FIG. 35 (a), and the prediction mode of the current subblock is In the case of the vertical type VER_TYPE, encoding may be performed by grouping blocks on the same X axis as illustrated in FIG.
  • encoding may be performed in units of subblocks as shown in FIG. 35 (b), or encoding may be performed by grouping subblocks in diagonal directions. .
  • 36 is a flowchart illustrating a method of deriving a prediction mode of a subblock based on one representative prediction mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • An embodiment of the present invention proposes a method of signaling one representative prediction mode to derive the prediction mode of the subblock and deriving the prediction mode of the subblock from the signaled representative prediction mode.
  • the decoder may parse the intra prediction mode from the video signal (S3610).
  • the decoder may check whether it is predicted to the directional prediction mode based on the intra prediction mode (S3620).
  • the decoder may parse a prediction mode derivation flag (S3630). On the other hand, when the intra prediction mode is not the directional prediction mode, the decoder performs prediction according to the intra prediction mode of the current block (S3670).
  • the decoder may induce a prediction mode for all subblocks in the current block. That is, the decoder may induce a prediction mode for all subblocks by checking whether the decoder is the last subblock (S3660).
  • the prediction mode derivation flag may be information indicating whether the current block is divided into subblocks and the prediction mode is derived on a subblock basis.
  • Subblock partitioning method of the above embodiments may be applied to the embodiments described herein.
  • FIG. 37 is a flowchart illustrating a method of deriving a prediction mode of a subblock based on the prediction mode of a neighboring block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder may derive or confirm the prediction mode of the neighboring block of the current subblock (S3710).
  • the decoder may derive the adjusted prediction mode of the current subblock based on the prediction mode of the neighboring block (S3720).
  • the adjusted prediction mode may mean a prediction mode value or an adjustment value used to adjust the prediction mode of the current subblock.
  • the neighboring block may mean a left block and an upper block of the current sub block.
  • the neighboring block may mean a left block and an upper block of the current block.
  • the present invention is not limited thereto, and the neighboring block may include at least one of a left block, an upper block, an upper left block, or an upper right block of the current sub block (or the current block).
  • the adjusted prediction mode may mean an average value of prediction mode values of the left block and the upper block.
  • the adjusted prediction mode may be one of prediction mode values of the left block or the upper block.
  • the adjusted prediction mode may be one of the prediction mode values of the neighboring blocks, an average value, or a median value.
  • the decoder may adjust the representative prediction mode of the current subblock using the adjusted prediction mode (S3730).
  • the representative prediction mode may mean an intra prediction mode of the current subblock or an intra prediction mode of the current block including the current subblock.
  • the decoder may adjust the representative prediction mode by calculating an average value between the adjusted prediction mode and the representative prediction mode.
  • the representative prediction mode may be adjusted by adding or subtracting the adjusted prediction mode to the representative prediction mode.
  • the decoder may generate a prediction signal of the current subblock based on an adjusted representative prediction mode (S3740).
  • the adjusted representative prediction mode may be referred to as a new prediction mode.
  • the adjusted representative prediction mode of the current subblock may be used to derive the prediction mode of another subblock (S3750).
  • 38 to 40 illustrate embodiments to which the present invention is applied and illustrate a method of deriving a new prediction mode by adjusting a representative prediction mode.
  • one long dotted arrow indicates a signaled representative prediction mode and four short dotted arrows indicate a prediction mode of neighboring blocks.
  • the representative prediction mode may mean an intra prediction mode of the current subblock or an intra prediction mode of the current block including the current subblock.
  • the neighboring block may mean a left block A and an upper block B, C, or D of the current sub block (or the current block).
  • the present invention is not limited thereto and the above-described embodiments may be applicable.
  • the present invention can derive the adjusted prediction mode of the current subblock based on the prediction mode of the neighboring block, and induce a new prediction mode by adjusting the representative prediction mode of the current subblock based on the adjusted prediction mode.
  • FIG. 39 is a diagram for describing a method of deriving a prediction mode of a first subblock S1 in a current block.
  • one long dotted arrow indicates a representative prediction mode (O)
  • four short dotted arrows indicate a prediction mode (N) of neighboring blocks
  • a solid arrow indicates a adjusted prediction mode (X)
  • bold The dashed arrows indicate the adjusted representative prediction mode R, ie the new prediction mode.
  • the decoder uses the prediction mode of the upper block B neighboring the current sub-block S1 and the prediction mode of the left block A.
  • the adjusted prediction mode X of S1) can be derived.
  • the adjusted prediction mode X may be derived as an average value between the prediction mode of the upper block B and the prediction mode of the left block A.
  • FIG. the present invention is not limited thereto and other embodiments described herein are applicable.
  • the decoder may adjust the representative prediction mode O based on the adjusted prediction mode X.
  • the decoder may derive the adjusted representative prediction mode R, that is, the new prediction mode by calculating an average value between the adjusted prediction mode X and the representative prediction mode O.
  • the present invention is not limited thereto and other embodiments described herein are applicable.
  • 40 is a diagram for describing a method of deriving a prediction mode of a second subblock S2 in a current block.
  • a long dotted arrow indicates a representative prediction mode (O)
  • two short dotted arrows indicate a prediction mode (N) of neighboring blocks
  • a solid arrow indicates a adjusted prediction mode (X)
  • a thick dotted arrow Denotes the adjusted representative prediction mode R, i.e., the new prediction mode.
  • the decoder uses the prediction mode of the upper block B neighboring the current subblock S2 and the prediction mode of the left block (the first subblock S1).
  • the adjusted prediction mode X of the current subblock S2 may be derived.
  • the prediction mode of the left block (first sub-block S1) may mean a new prediction mode of the first sub-block S1.
  • the adjusted prediction mode X may be derived as an average value between the prediction mode of the upper block B and the prediction mode of the left block (first sub-block S1).
  • the present invention is not limited thereto and other embodiments described herein are applicable.
  • the decoder may adjust the representative prediction mode O based on the adjusted prediction mode X.
  • the decoder may derive the adjusted representative prediction mode R, that is, the new prediction mode by calculating an average value between the adjusted prediction mode X and the representative prediction mode O.
  • the present invention is not limited thereto and other embodiments described herein are applicable.
  • the new prediction mode of the second subblock may be used to derive the prediction mode of the other subblock.
  • a new prediction mode of subblocks in the current block can be used to derive the prediction mode of another subblock.
  • FIG. 41 is a diagram for explaining a method of deriving a prediction mode of a sub-block based on two signaled prediction modes according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention proposes a method of signaling two prediction modes in order to derive the prediction mode of the sub block and deriving the prediction mode of the sub block based on the signaled two prediction modes.
  • the two prediction modes may include a representative prediction mode and a adjusted prediction mode.
  • the representative prediction mode may mean an intra prediction mode (A) of the current block or an intra prediction mode (A) of the current subblock
  • the adjusted prediction mode may mean an intra prediction mode (B) of the lower right block. have.
  • the direction information may be additionally transmitted for each sub block by using a prediction mode derivation flag.
  • the direction information may mean a prediction mode value or a direction angle determined based on the position (or distance) of the subblock.
  • the position of the sub block may mean a distance away from the reference position of the current block (eg, the upper left vertex position) to the sub block.
  • the direction angles of the respective sub blocks may be calculated in proportion to the direction (or position) of the sub blocks corresponding to the two prediction modes of points A and B.
  • a new prediction mode corresponding to the direction angle may be determined.
  • the prediction mode derivation flag may be referred to as a distance-based prediction mode derivation flag, and may mean whether a prediction mode is derived based on a distance for a subblock. For example, when the distance-based prediction mode derivation flag is 1, the prediction mode is derived based on the distance for the sub block, and when 0, the prediction is performed using the intra prediction mode of the current block.
  • the distance-based prediction mode derivation flag may be information indicating whether the current block is divided into subblocks and the prediction mode is derived based on the distance in units of subblocks. have.
  • 42 to 44 are embodiments to which the present invention is applied and are diagrams for describing a method of deriving a prediction mode of each subblock based on a distance of each subblock in a block.
  • the present invention proposes a method of deriving a prediction mode of each subblock based on the distance (or position) of the subblock.
  • two prediction modes may be used, and the above-described embodiments may be applied.
  • the representative prediction mode of the two prediction modes may be decomposed into the X and Y axes to calculate the X and Y axis lengths of the sub blocks according to the positions of the respective sub blocks.
  • the direction angle or prediction mode of each sub block can be derived.
  • the prediction mode of the point A may mean a representative prediction mode of the current block
  • the prediction mode of the point B may mean the adjusted prediction mode of the current block.
  • Equations 3 to 5 the Y-axis lengths of the sub blocks S6, S10, and S14 are calculated as shown in Equations 3 to 5 below.
  • N represents the number of horizontal or vertical pixels of the N ⁇ N block.
  • Equations 8 to 10 the X-axis lengths of the sub blocks S2, S3, and S8 are calculated as shown in Equations 8 to 10 below.
  • the present invention can calculate the direction angle of the sub block based on the X-axis component and the Y-axis component of each sub block, and can derive the prediction mode value corresponding to the direction angle.
  • Equation 13 the direction angle of the sub block may be calculated through Equation 13.
  • x, y represents coordinate information of the sub block.
  • FIG. 45 is a diagram to describe a prediction mode derived based on the direction of a subblock according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • One embodiment of the present invention proposes a method of generating a reference pixel to support a prediction mode derived based on the direction of a subblock.
  • the solid line represents the intra directional prediction mode defined in FIG. 6, and the dotted line represents the new prediction mode of the sub block.
  • the reference pixel for the intra directional prediction mode follows a method of additionally generating 31 pixels between pixels using a 2-TAP 32-phase interpolation filter and copying reference pixels according to each prediction direction.
  • Each subblock generates a new prediction direction and generates a prediction block based thereon.
  • the prediction direction of each subblock may be derived as an additional prediction direction rather than the prediction direction defined in FIG. 6.
  • FIG. 46 illustrates reference samples in the intra prediction direction defined in FIG. 6, but illustrates reference pixels from the 26th prediction mode to the 34th prediction mode without drawing reference pixels in all directions.
  • the two pixels X1 and X2 at both ends represent integer pixels.
  • Reference pixels between two integer pixels may be generated using a 2-TAP interpolation filter, and the reference pixel indicated by the arrow may be used as the prediction pixel.
  • 47 to 49 illustrate reference samples used when 65 intra directional prediction modes are applied as embodiments to which the present invention is applied.
  • a reference pixel may be generated by applying a 4-TAP 32-Phase interpolation-filter to two integer pixels X1 and X2.
  • a 4-TAP 32-Phase interpolation-filter may be applied to two integer pixels X1 and X2.
  • reference pixels cannot be generated by the 32-phase interpolation filter described above.
  • 50 to 52 illustrate embodiments to which the present invention is applied and are a table for describing an interpolation filter and an application method used in generating a reference pixel to support a prediction mode of a subblock.
  • An embodiment of the present invention proposes an interpolation filter used in the process of generating a reference pixel and a method of applying the same to support a new prediction direction of a subblock as shown in FIG. 49.
  • the present invention may use a 64-phase interpolation filter for affine-prediction of inter prediction. It can mix several filters to support more than 32, 64-phase or higher phases.
  • interpolation when prediction is performed using a new prediction mode of a subblock, interpolation may be performed using an interpolation filter as shown in FIG. 50.
  • the interpolation of FIG. 50 is a 4-TAP 32-phase filter.
  • the pixel and the pixel may be first interpolated in 32-phase, and the interpolated pixel may be used to secondarily interpolate using the interpolation filter of FIG. 51.
  • the present invention can support a new prediction direction of a subblock.
  • the reference pixel closest to the supported range may be used.
  • FIG. 51 has 64-phase as an interpolation filter for luma
  • FIG. 52 is an interpolation filter for chroma.
  • FIG. 53 is a schematic block diagram of a decoder for performing intra prediction based on a prediction mode derivation flag according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the intra predictor to which the present invention is applied may largely include a first intra predictor 5310 and a second intra predictor 5320.
  • the decoder may parse the prediction mode derivation flag and perform intra prediction based thereon.
  • the first intra predictor 5310 may perform intra prediction according to a new prediction mode derived in sub-block units. .
  • the second intra prediction unit 5320 may perform intra prediction according to the intra prediction mode of the current block.
  • the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units illustrated in FIGS. 1, 2, and 53 may be implemented and performed on a computer, a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providing devices, internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices, and the like, for processing video and data signals Can be used for
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium includes all kinds of storage devices for storing computer readable data.
  • the computer-readable recording medium may include, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical data storage device. Can be.
  • the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).
  • the bit stream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.

Landscapes

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Abstract

본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서, 상기 비디오 신호로부터 현재 블록에 대한 예측 모드 유도 플래그(prediction mode derivation flag)를 파싱하는 단계, 여기서 상기 예측 모드 유도 플래그는 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하는지 여부를 나타냄; 상기 예측 모드 유도 플래그에 따라, 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하는 단계; 상기 유도된 예측 모드에 기초하여 예측 신호를 생성하는 단계; 및 상기 예측 신호에 기초하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

예측 모드를 유도하여 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치
본 발명은 비디오 신호의 인코딩/디코딩 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 블록의 예측 모드를 유도하여 비디오 신호를 처리하는 기술에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
본 발명은 보다 효율적으로 비디오 신호를 인코딩, 디코딩하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 블록을 서브 블록(sub-block)으로 분할하고 추가적인 신택스 시그널링 없이 각 서브 블록(sub-block)이 서로 다른 예측 모드를 가질 수 있도록 각 블록의 예측모드를 유도하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 서브 블록(sub-block) 단위로 디코딩하여 예측 성능을 높이고 예측 모드를 시그널링하기 위한 비트를 최소한으로 하여 압축 성능을 향상시키고자 한다.
또한, 본 발명은 인트라 예측을 수행하는 과정에서 블록 내부의 서브 블록(sub-block)에 대한 추가적인 시그널링 없이 서로 다른 예측 모드를 가질 수 있는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 서브 블록(sub-block)의 예측 모드를 유도하는 과정에서 기존의 방법에서는 표현하지 못하는 각도의 예측 모드를 유도하는 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 서브 블록(sub-block) 단위의 인트라 예측을 수행함으로써 예측 에러를 최소화하고자 한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해,
본 발명은 블록을 서브 블록(sub-block) 단위로 분할하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 하이-레벨(high level)에 정의된 신택스에 의하여 별도의 시그널링 없이 서브 블록(sub-block)의 모양을 결정하여 분할하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 현재 블록의 크기에 따라 적응적으로 서브 블록(sub-block)을 분할하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 현재 블록의 예측 모드에 따라 적응적으로 서브 블록(sub-block)을 분할하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 서브 블록(sub-block)의 예측 모드를 유도하기 위하여 하나의 대표 예측모드를 시그널링하고, 시그널링된 대표 예측모드로부터 서브 블록(sub-block)의 예측 모드를 유도하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 서브 블록(sub-block)의 예측 모드를 유도하기 위하여 2개의 예측 모드를 시그널링하고, 시그널링된 2개의 예측 모드로부터 서브 블록(sub-block)의 예측 모드를 유도하는 방법에 대하여 제공한다.
또한, 본 발명은 서브 블록(sub-block)의 방향성으로 유도된 예측 방향을 지원하기 위하여 참조 픽셀을 생성하는 방법을 제공한다.
본 발명은 블록을 서브 블록(sub-block)으로 분할하고 추가적인 신택스 시그널링 없이 각 서브 블록(sub-block)이 서로 다른 예측 모드를 가질 수 있도록 각 블록의 예측모드를 유도하고 서브 블록(sub-block) 단위로 디코딩함으로써 예측 성능을 높이고 예측 모드를 시그널링하기 위한 비트를 최소한으로 하여 압축 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 인트라 예측을 수행하는 과정에서 블록 내부의 서브 블록(sub-block)에 대한 추가적인 시그널링 없이 서로 다른 예측 모드를 가질 수 있도록 할 수 있으며, 서브 블록(sub-block)의 예측 모드를 유도하는 과정에서 기존의 방법에서는 표현하지 못하는 각도의 예측 모드를 유도할 수 있다.
또한, 본 발명은 서브 블록(sub-block) 단위의 인트라 예측을 수행함으로써 예측 에러를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록 분할에 따라 분할 신택스와 예측 모드 신택스를 전송하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 9는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 인트라 예측이 수행될 때 각 블록의 예측 모드를 나타낸다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 이웃 블록의 인트라 예측 모드, 대표 방향성 또는 서브 방향성 중 적어도 하나에 기초하여 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드를 시그널링하기 위해 MPM 리스트를 구성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록을 서브 블록 단위로 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록 분할을 위한 신택스 구조를 나타낸다.
도 14 내지 도 23은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 상기 도 13의 신택스에 의해 정의될 수 있는 서브 블록 구조를 나타낸다.
도 24는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록 분할 플래그에 기초하여 서브 블록 단위로 예측 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록의 대칭적 분할 또는 비대칭적 분할 여부에 따라 서브 블록 단위로 예측 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 26 내지 도 28은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 블록 크기에 기초하여 적응적으로 블록 분할을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록 분할을 위한 신택스 구조를 나타낸다.
도 30은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 직사각형 형태를 갖는 현재 블록에 대해 정사각형 형태의 서브 블록으로 분할하는 경우를 나타낸다.
도 31은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록 분할 플래그에 기초하여 서브 블록을 대칭적 또는 비대칭적으로 분할하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 32 내지 도 33은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 모양을 정의하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 34 내지 도 35는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 예측 모드에 따른 서브 블록의 모양을 정의하는 도면이다.
도 36은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 하나의 대표 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 37은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 38 내지 도 40은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 대표 예측 모드를 조정하여 새로운 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 41은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 시그널링된 2개의 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 42 내지 44는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 블록 내 각 서브 블록의 거리에 기초하여 각 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 45는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록의 방향성에 기초하여 유도된 예측 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 46은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 33개의 인트라 방향성 예측 모드가 적용될 때 이용되는 참조 샘플을 나타낸다.
도 47 내지 도 49는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 65개의 인트라 방향성 예측 모드가 적용될 때 이용되는 참조 샘플을 나타낸다.
도 50 내지 도 52는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 서브 블록의 예측 모드를 지원하기 위해 참조 픽셀을 생성하는 과정에서 이용되는 인터폴레이션 필터와 적용 방법을 설명하기 위한 표이다.
도 53은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 유도 플래그에 기초하여 인트라 예측을 수행하는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서, 상기 비디오 신호로부터 현재 블록에 대한 예측 모드 유도 플래그(prediction mode derivation flag)를 파싱하는 단계, 여기서 상기 예측 모드 유도 플래그는 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하는지 여부를 나타냄; 상기 예측 모드 유도 플래그에 따라, 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하는 단계; 상기 유도된 예측 모드에 기초하여 예측 신호를 생성하는 단계; 및 상기 예측 신호에 기초하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측 모드를 유도하는 단계는, 현재 서브 블록의 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 조정 예측 모드를 유도하는 단계; 및 상기 조정 예측 모드 또는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 상기 현재 서브 블록의 예측 모드를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 이웃 블록은 상기 현재 서브 블록에 인접한 상측 블록, 좌측 블록 또는 좌상측 블록 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 조정 예측 모드는 상기 이웃 블록 중 어느 하나의 예측 모드 값, 어느 2개 예측 모드의 평균값 또는 3개 예측 모드의 중간값으로 유도되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측 신호를 생성하는 단계는, 상기 현재 서브 블록의 예측 모드에 기초하여 제1 인터폴레이션 필터를 이용하여 제1 참조 픽셀을 생성하는 단계; 및 상기 제1 참조 픽셀들에 대해 제2 인터폴레이션 필터를 이용하여 제2 참조 픽셀을 생성하는 단계를 더 포함하되, 상기 예측 신호는 상기 제2 참조 픽셀에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측 모드를 유도하는 단계는, 상기 현재 블록에 인접하는 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 조정 예측 모드를 유도하는 단계; 및 각 서브 블록의 위치 거리에 기초하여 상기 각 서브 블록의 예측 모드를 결정하는 단계를 더 포함하되, 상기 각 서브 블록의 예측 모드에 대응되는 방향각은, 상기 조정 예측 모드에 대응되는 제1 방향각(1st direction angle)과 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대응되는 제2 방향각(2nd direction angle)의 차이를 상기 위치 거리에 비례하도록 산출함으로써 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 방법은, 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 획득하는 단계를 더 포함하되, 상기 인트라 예측 모드가 인트라 방향성 예측 모드(intra angular prediction mode)인 경우, 상기 예측 모드 유도 플래그가 획득되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 방법은, 상기 비디오 신호로부터 인트라 예측을 위한 서브 블록 분할 플래그를 획득하는 단계를 더 포함하되, 상기 서브 블록 분할 플래그는 인트라 예측을 위한 예측 블록이 서브 블록들로 분할되는지 여부를 나타내며, 상기 서브 블록들은 대칭적 또는 비대칭적 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 방법은, 상기 서브 블록 분할 플래그에 따라 인트라 예측을 위한 예측 블록이 서브 블록들로 분할되는 경우, 서브 블록의 위치 정보 또는 서브 블록의 사이즈 정보 중 적어도 하나를 획득하는 단계를 더 포함하되, 상기 위치 정보 및 상기 사이즈 정보는 수평 방향 및 수직 방향에 대한 정보를 모두 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 비디오 신호를 디코딩하는 장치에 있어서, 상기 비디오 신호로부터 현재 블록에 대한 예측 모드 유도 플래그(prediction mode derivation flag)를 파싱하는 파싱부; 상기 예측 모드 유도 플래그에 따라 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하고, 상기 유도된 예측 모드에 기초하여 예측 신호를 생성하는 예측부; 및 상기 예측 신호에 기초하여 상기 비디오 신호를 복원하는 복원부를 포함하되, 상기 예측 모드 유도 플래그는 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하는지 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측부는, 현재 서브 블록의 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 조정 예측 모드를 유도하고, 상기 조정 예측 모드 또는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 상기 현재 서브 블록의 예측 모드를 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측부는, 상기 현재 서브 블록의 예측 모드에 기초하여 제1 인터폴레이션 필터를 이용하여 제1 참조 픽셀을 생성하고, 상기 제1 참조 픽셀들에 대해 제2 인터폴레이션 필터를 이용하여 제2 참조 픽셀을 생성하는 참조 픽셀 생성부를 더 포함하고, 상기 예측 신호는 상기 제2 참조 픽셀에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 예측부는, 상기 현재 블록에 인접하는 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 조정 예측 모드를 유도하고, 각 서브 블록의 위치 거리에 기초하여 상기 각 서브 블록의 예측 모드를 결정하되, 상기 각 서브 블록의 예측 모드에 대응되는 방향각은, 상기 조정 예측 모드에 대응되는 제1 방향각(1st direction angle)과 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대응되는 제2 방향각(2nd direction angle)의 차이를 상기 위치 거리에 비례하도록 산출함으로써 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 파싱부는, 상기 비디오 신호로부터 인트라 예측을 위한 서브 블록 분할 플래그를 파싱하되, 상기 서브 블록 분할 플래그는 인트라 예측을 위한 예측 블록이 서브 블록들로 분할되는지 여부를 나타내고, 상기 서브 블록들은 대칭적 또는 비대칭적 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서, 상기 파싱부는, 상기 서브 블록 분할 플래그에 따라 인트라 예측을 위한 예측 블록이 서브 블록들로 분할되는 경우, 서브 블록의 위치 정보 또는 서브 블록의 사이즈 정보 중 적어도 하나를 파싱하되, 상기 위치 정보 및 상기 사이즈 정보는 수평 방향 및 수직 방향에 대한 정보를 모두 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 용어들은 발명을 설명하기 위해 선택된 일반적인 용어들이나, 유사한 의미를 갖는 다른 용어가 있는 경우 보다 적절한 해석을 위해 대체 가능할 것이다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다. 또한, 파티셔닝(partitioning), 분해(decomposition), 스플리팅 (splitting) 및 분할(division) 등의 경우에도 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상(Input image)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 예를 들어, 상기 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다.
본 발명의 일실시예는 블록을 서브 블록(sub-block) 단위로 분할하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 일실시예는 하이-레벨(high level)에 정의된 신택스에 의하여 별도의 시그널링 없이 서브 블록(sub-block)의 모양을 결정하여 분할하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 현재 블록의 크기에 따라 적응적으로 서브 블록(sub-block)을 분할하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 현재 블록의 예측 모드에 따라 적응적으로 서브 블록(sub-block)을 분할하는 방법을 제공한다.
다만, 상기 용어들은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 사용할 뿐이며, 본 발명은 해당 용어의 정의에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해, 비디오 신호를 인코딩 또는 디코딩하는 과정에서 이용되는 단위로써 코딩 유닛이라는 용어를 사용하지만, 본 발명은 그에 한정되지 않으며 발명 내용에 따라 적절하게 해석 가능할 것이다.
인코더(100)는 입력 영상 신호에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호를 복원할 수 있다. 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(180)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽쳐로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(180)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(180)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 인트라 예측부(185)는 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
본 발명은 예측 유닛을 서브 블록(sub-block) 단위로 분할하는 방법을 제공하고, 서브 블록(sub-block)의 예측 모드를 유도하기 위하여 하나의 대표 예측 모드를 시그널링하고, 시그널링된 대표 예측 모드로부터 서브 블록(sub-block)의 예측 모드를 유도하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 서브 블록(sub-block)의 예측 모드를 유도하기 위하여 2개의 예측 모드를 시그널링하고, 시그널링된 2개의 예측 모드로부터 서브 블록(sub-block)의 예측 모드를 유도하는 방법에 대하여 제공한다.
또한, 본 발명은 서브 블록(sub-block)의 방향성으로 유도된 예측 방향을 지원하기 위하여 참조 픽셀을 생성하는 방법을 제공한다.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 파싱부(미도시), 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 인터 예측부(260), 인트라 예측부(265) 및 복원부(미도시)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호를 수신할 수 있고, 파싱부(미도시)를 통해 신택스 엘리먼트를 파싱 또는 획득할 수 있다. 파싱 또는 획득된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩될 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 변환 계수를 역변환하여 레지듀얼 신호(residual signal)를 획득하게 된다.
복원부(미도시)는 획득된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)를 생성한다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할할 수 있다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
예를 들어, CTU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)을 포함할 수 있다.
하나의 CTU은 쿼드트리(quadtree, 이하 'QT'라 함) 구조로 분해될 수 있다. 예를 들어, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 각 변의 길이가 절반씩 감소하는 4개의 유닛으로 분할될 수 있다. 이러한 QT 구조의 분해는 재귀적으로 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, QT의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련될 수 있다. QT는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할될 수 있고, 이때 상기 리프 노드는 코딩 유닛(CU: Coding Unit)으로 지칭될 수 있다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미할 수 있다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함할 수 있다. 예를 들어, CU의 크기는 64x64, 32x32, 16x16, 8x8 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, CU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
도 3을 참조하면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, 레벨 0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당된다.
CTU은 QT 형태로 분해될 수 있으며, 그 결과 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드들이 생성될 수 있다. 그리고, 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 레벨 1의 깊이를 가진다.
레벨 1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 레벨 2의 깊이를 가진다.
또한, 레벨 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 QT 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 레벨 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 QT 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_cu_flag"로 표현될 수 있다. 상기 분할 플래그는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 상기 분할 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 코딩 과정이 수행될 수 있다.
앞서 도 3의 실시예에서는 CU의 분할 과정에 대해 예로 들어 설명하였으나, 변환을 수행하는 기본 단위인 변환 유닛(TU: Transform Unit)의 분할 과정에 대해서도 상술한 QT 구조를 적용할 수 있다.
TU는 코딩하려는 CU로부터 QT 구조로 계층적으로 분할될 수 있다. 예를 들어, CU은 변환 유닛(TU)에 대한 트리의 루트 노트(root node)에 해당될 수 있다.
TU는 QT 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. 예를 들어, TU의 크기는 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 중 어느 하나로 정해질 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 고해상도 영상일 경우, TU의 크기는 더 커지거나 다양해질 수 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보가 디코더에 전달될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 분할 변환 플래그로 정의될 수 있으며, 신택스 엘리먼트 "split_transform_flag"로 표현될 수 있다.
상기 분할 변환 플래그는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 상기 분할 변환 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
상기에서 설명한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할할 수 있다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2Nx2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2Nx2N 또는 NxN)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2Nx2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2Nx2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2Nx2N, NxN, 2NxN, Nx2N, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, NxN 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2NxN 형태 및 세로 방향으로 분할되는 Nx2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64x64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64x64 크기의 CU에서 8x8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64x64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64x64 CU를 32x32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32x32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32x32 CU를 16x16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16x16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16x16 CU를 8x8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8x8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16x16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8x8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16x16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16x16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32x32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16x16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32x32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32x32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64x64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32x32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64x64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드트리 구조로 계층적으로 분할된다.
TU는 쿼드트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다.
CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
도 5 내지 도 6은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 5는 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 유도(derivation)할 수 있다(S501).
인트라 예측에서는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향을 가질 수 있다. 본 명세서에서는 예측 방향을 가지는 인트라 예측 모드를 인트라 방향성 예측 모드(Intra_Angular prediction mode) 또는 인트라 방향성 모드라고 한다. 반면, 예측 방향을 가지지 않는 인트라 예측 모드로서, 인트라 플래너(INTRA_PLANAR) 예측 모드, 인트라 DC(INTRA_DC) 예측 모드가 있다.
표 1은 인트라 예측 모드와 관련 명칭에 대하여 예시하고, 도 6은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
표 1
인트라 예측 모드(Intra prediction mode) 관련 명칭(Associated name)
0 인트라 플래너(INTRA_PLANAR)
1 인트라 DC(INTRA_DC)
2 ... 34 인트라 방향성 2 ... 인트라 방향성 34(INTRA_ANGULAR2 ... INTRA_ANGULAR34)
인트라 예측에서는 유도되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 유도할 수 있다.
디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다(S502).
인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nS x nS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2 x nS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2 x nS 개의 샘플들 및 현재 처리 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 의미한다.
그러나, 현재 처리 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있다(S503).
참조 샘플의 필터링 수행 여부는 현재 처리 블록의 크기에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 참조 샘플의 필터링 방법은 인코더로부터 전달되는 필터링 플래그에 의해 결정될 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드와 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다(S504). 즉, 디코더는 인트라 예측 모드 유도 단계(S501)에서 유도된 인트라 예측 모드와 참조 샘플 구성 단계(S502)와 참조 샘플 필터링 단계(S503)를 통해 획득한 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성(즉, 예측 샘플 생성)할 수 있다.
현재 처리 블록이 INTRA_DC 모드로 인코딩된 경우 처리 블록 간의 경계의 불연속성(discontinuity)를 최소화하기 위해, S504 단계에서 예측 블록의 좌측(left) 경계 샘플(즉, 좌측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)과 상측(top) 경계 샘플(즉, 상측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)을 필터링할 수 있다.
또한, S504 단계에서 인트라 방향성 예측 모드들 중 수직 방향 모드(vertical mode) 및 수평 방향 모드(horizontal mode)에 대해서도 INTRA_DC 모드와 유사하게 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플에 필터링을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 현재 처리 블록이 수직 모드(vertical mode) 또는 수평 모드(horizontal mode)로 인코딩된 경우, 예측 방향에 위치하는 참조 샘플에 기반하여 예측 샘플의 값을 유도할 수 있다. 이때, 예측 블록의 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플 중 예측 방향에 위치하지 않는 경계 샘플이 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과 인접할 수 있다. 즉, 예측에 사용되는 참조 샘플과의 거리보다 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과의 거리가 훨씬 가까울 수 있다.
따라서, 디코더는 인트라 예측 방향이 수직 방향인지 수평 방향인지에 따라 적응적으로 좌측 경계 샘플들 또는 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다. 즉, 인트라 예측 방향이 수직 방향인 경우, 좌측 경계 샘플들에 필터링을 적용하고, 인트라 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록 분할에 따라 분할 신택스와 예측 모드 신택스를 전송하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 7(a)를 살펴보면, 하나의 블록에 연속된 엣지가 존재하고 엣지가 각 블록 내부에서 서로 다른 방향으로 존재하는 것을 확인할 수 있다. 이러한 경우, 실제 예측을 수행하기 위해서는 블록을 분할하여 각 블록을 위한 예측 모드를 시그널링하여야 한다.
예를 들어, 도 7(b)와 같이, 엣지가 다양한 방향으로 분포하고 있는 경우, 블록은 서브 블록들(1~13)로 분할될 수 있고, 이때 쿼드트리 분할 신택스가 이용될 수 있다. 분할된 서브 블록들의 예측 모드는 각 에지의 방향에 기초하여 결정될 수 있다. 다만, 서브 블록으로 분할하여 부호화할 경우, 예측 블록의 정확성이 향상되어 예측 에러가 줄어드는 동시에 분할을 위한 신택스와 PU의 예측 모드 신택스로 인한 레이트가 증가될 수 있다.
따라서, 본 발명은 예측 에러를 최소화하는 동시에 신택스로 인한 레이트를 최소화함으로써 압축 효율을 높힐 수 있다.
도 8 내지 도 9는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 인트라 예측이 수행될 때 각 블록의 예측 모드를 나타낸다.
상기 도 8 내지 도 9를 살펴보면, 인트라 예측 프레임 내 블록에서 최적의 예측 방법으로 부호화된 영상 정보를 확인할 수 있다. 이때, 인접 블록의 예측 방향이 유사하지만 개별적으로 시그널링되는 경우, 본 발명을 통해 압축 효과를 향상시킬 수 있다.
상기 도 8은 부호화된 인트라 예측 프레임 내 블록의 예측 정보를 나타낸다. 상기 도 8을 살펴보면, 각 블록은 인접한 이웃 블록의 예측 방향과 유사한 방향의 예측 모드로 부호화된 것을 확인할 수 있다.
예를 들어, 인트라 예측 모드 9 (9 Angular)로 부호화된 블록의 인접한 이웃 블록들은 대부분 인트라 예측 모드 9 (9 Angular) 또는 인트라 예측 모드 8 (8 Angular)에 의해 예측된 것을 확인할 수 있고, 인트라 예측 모드 12 (12 Angular)로 부호화된 블록의 인접한 이웃 블록들은 대부분 인트라 예측 모드 12 (12 Angular) 또는 인트라 예측 모드 11 (11 Angular)에 의해 예측된 것을 확인할 수 있다.
다른 예로, 도 9를 통해 프레임 내부의 엣지의 연속성과 그로 인한 예측 방향의 유사성을 확인할 수 있다. 상기 도 9는 도 8과는 다른 영상에 대해 부호화한 인트라 예측 프레임 내 블록의 예측 정보를 나타낸다.
상기 도 9를 살펴보면, 인트라 예측 모드 33 (33 Angular)로 부호화된 블록의 인접한 이웃 블록들은 인트라 예측 모드 27, 28, 29, 및 31 (27, 28, 29, 31 Angular) 에 의해 예측된 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 이러한 부호화 특성을 고려하여 서브 블록 단위로 예측 블록을 유도할 수 있다. 본 발명은, 각 블록이 비트레이트의 오버헤드 없이 각 블록 마다 예측 블록을 유도함으로써 서로 다른 예측 모드를 가질 수 있다. 또한, 모든 블록이 동일 방향의 예측 모드를 유도하는 경우, 예측 에러가 줄어들어드는 장점이 있다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 이웃 블록의 인트라 예측 모드, 대표 방향성 또는 서브 방향성 중 적어도 하나에 기초하여 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10(a)는 이웃 블록(A,B,C,D)의 인트라 예측 모드(또는 방향성)를 나타내고, 도 10(b)는 서브 블록들의 예측 모드(또는 방향성)를 나타낸다.
영상 특성상, 프레임 내 현재 블록은 인접한 이웃 블록과 유사한 형태의 엣지가 이어져 있을 가능성이 높다. 다만, 블록 내부에서 유사한 방향으로 엣지가 존재하지만 엣지의 방향이 변하면서 예측 방향이 변하는 경우가 있다.
이와 같이 블록 내부의 엣지 로테이션 같은 효과를 처리하기 위하여, 본 발명은 현재 블록을 PU로 추가 분할 하지 않고 고정된 또는 기결정된 크기의 서브 블록으로 분할할 수 있다.
상기 도 10(b)를 살펴보면, 본 발명은 이웃 블록(A,B,C,D)의 인트라 예측 모드, 대표 예측 모드(또는 대표 방향성) 또는 서브 예측 모드(또는 서브 방향성) 중 적어도 하나에 기초하여 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도할 수 있다. 이렇게 유도된 예측 모드에 기초하여 서브 블록을 부호화 및 복호화할 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드를 시그널링하기 위해 MPM 리스트를 구성하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
일반적으로 영상에 대한 블록 분할이 되면, 코딩하려는 현재 블록과 이웃 블록은 비슷한 영상 특성을 갖게 된다. 인트라 예측 모드의 경우, 현재 블록과 이웃 블록은 서로 동일하거나 비슷한 인트라 예측 모드를 가질 확률이 높다. 따라서, 인코더는 현재 블록의 예측 모드를 인코딩하기 위해 이웃 블록의 예측 모드를 이용할 수 있다.
먼저, 인코더는 이웃 블록이 인트라 코딩된 경우, 이웃 블록의 예측 모드를 확인 또는 유도할 수 있다(S1110).
예를 들어, 좌측 이웃 블록의 예측 모드와 상측 이웃 블록의 예측 모드를 기초로 현재 블록의 예측 모드를 결정할 수 있고, 이때 해당 이웃 블록의 예측 모드를 MPM(Most Probable Modes)으로 결정할 수 있다. 여기서, MPM이라 함은 인트라 예측 모드 코딩시 현재 블록과 이웃 블록의 유사성을 고려하여 중복되는 정보의 손실을 막고 코딩 효율을 향상시키기 위해 이용되는 모드를 의미할 수 있다. MPM을 결정하는 것은, MPM(most probable modes) 후보(또는, MPM 리스트)를 리스트 업(list up)한다고 표현할 수도 있다.
상기 인코더는 상기 좌측 이웃 블록의 예측 모드와 상기 상측 이웃 블록의 예측 모드가 같은지 여부를 확인할 수 있다(S1120).
만약, 상기 좌측 이웃 블록의 예측 모드와 상기 상측 이웃 블록의 예측 모드가 같지 않은 경우, 첫번째 MPM은 상기 좌측 이웃 블록의 예측 모드로 설정될 수 있고, 두번째 MPM은 상기 상측 이웃 블록의 예측 모드로 설정될 수 있으며, 세번째 MPM은 인트라 플래너 모드, 인트라 DC 모드, 또는 인트라 수직 모드 중 어느 하나로 설정될 수 있다(S1130).
한편, 상기 좌측 이웃 블록의 예측 모드와 상기 상측 이웃 블록의 예측 모드가 같은 경우, 상기 인코더는 상기 좌측 이웃 블록의 예측 모드가 2보다 작은지 여부를 확인할 수 있다(S1140).
만약, 상기 좌측 이웃 블록의 예측 모드가 2보다 작은 경우, 첫번째 MPM은 인트라 플래너 모드로 설정될 수 있고, 두번째 MPM은 인트라 DC 모드로 설정될 수 있으며, 세번째 MPM은 인트라 수직 모드로 설정될 수 있다(S1150).
한편, 상기 좌측 이웃 블록의 예측 모드가 2보다 작은 않은 경우, 첫번째 MPM은 상기 좌측 이웃 블록의 예측 모드로 설정될 수 있고, 두번째 MPM은 (좌측 이웃 블록의 예측 모드-1)로 설정될 수 있으며, 세번째 MPM은 (좌측 이웃 블록의 예측 모드+1)로 설정될 수 있다(S1160).
그리고, 상기 인코더는 현재 블록에 적용될 최적의 인트라 예측 모드가 앞서 구성된 MPM 후보 내에 속하는지 판단할 수 있다.
만약, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 MPM 후보에 속하는 경우, 인코더는 MPM 플래그과 MPM 인덱스를 인코딩할 수 있다. 여기서, MPM 플래그는 현재 블록의 인트라 예측 모드는 주변의 인트라 예측된 블록으로부터 유도(즉, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 MPM 내 속함)되는지 여부를 지시할 수 있다.
또한, MPM 인덱스는 상기 MPM 후보 중에서 현재 블록의 인트라 예측 모드로서 어떠한 MPM 모드가 적용되는지를 나타낼 수 있다.
반면, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 MPM 후보에 속하지 않는 경우, 인코더는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 인코딩할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 인코더는 현재 블록의 예측 모드를 인코딩하기 위해 이웃 블록의 예측 모드를 이용할 수 있으며, 본 발명은 현재 블록 내 서브 블록들의 예측 모드를 유도할 수 있다.
본 발명의 일실시예는 35개의 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 즉, 35개의 예측 모드의 경우 인트라 DC와 인트라 플래너(PLANAR)를 제외하고 총 33개의 방향성 예측 모드가 존재한다. 또한 예측 블록 단위인 PU단위로 하나의 예측 모드를 시그널링하지만 PU는 쿼드트리의 변환 블록 단위인 TU로 분할되어 TU 단위로 예측 블록을 생성하고 부호화 및 복호화를 수행한다.
이때, 현재 블록의 예측 모드를 효과적으로 시그널링하기 위하여 예측 모드 중 높은 확률로 선택이 되는 모드를 MPM으로 리스트를 구성하고 MPM 리스트에 있는 예측 모드로 부호화할 것인지 온/오프 할 수 있다. 만약 MPM 리스트에 있는 모드로 부호화 할 경우, MPM 리스트 중 어떤 예측 모드로 예측을 수행할 것인지에 대한 인덱스를 시그널링하여 예측 모드를 결정할 수 있다. 반대로, MPM 리스트에 존재하지 않는 모드로 부호화할 경우, 전체 예측 모드 중 MPM 리스트에 포함된 예측 모드를 제외한 non-MPM 모드 중 어떤 모드로 부호화 할 것인지를 고정된 5비트로 시그널링하여 예측 모드를 결정할 수 있다.
실제 인트라 예측 프레임의 예측 모드의 통계를 분석해 보면 MPM 리스트의 예측 모드가 선택되는 확률이 높다. 상기 도 11의 과정에 의해 구성된 MPM 리스트의 특징을 살펴보면, MPM 리스트를 구성하고 있는 예측 모드는 현재 블록에 인접한 좌측 블록의 예측 모드 또는 상측 블록의 예측 모드가 포함되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 좌측 블록의 예측 모드를 중심으로 유사한 방향성의 예측 모드가 포함되는 것을 알 수 있다. 이와 같은 MPM 리스트의 구성은, 현재 블록의 예측 모드가 이웃 블록의 예측 모드와 유사성에 기인한다는 것을 추론할 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예는 67개의 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 상기 67개의 예측 모드의 경우 인트라 DC와 인트라 플래너(PLANAR)를 제외하고 총 65개의 방향성 예측 모드가 존재한다.
본 발명은 이에 한정되지 않으며, 더 많거나 더 적은 방향성 예측 모드를 정의할 수 있으며, 그러한 경우에도 본 발명의 컨셉은 적용 가능할 것이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 블록을 서브 블록 단위로 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일실시예는 블록을 서브 블록 단위로 분할하는 방법에 대하여 제공한다. 본 발명에서 제안하는 방법은 기본적으로 서브 블록 단위로 분할하여 부호화 및 복호화가 수행되며, 현재 블록은 임의의 크기의 서브 블록으로 분할되어 코딩될 수 있다.
본 발명의 일실시예는 특정 레벨에서 인트라 예측을 위한 서브 블록의 크기를 시그널링하는 방법을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 레벨은 시퀀스 파라미터 셋(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 셋(Picture Parameter Set), 슬라이스 헤더(Slice header), 코딩 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 블록 레벨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예는 현재 블록의 크기에 따라 적응적으로 서브 블록의 크기를 결정하고 분할하는 방법 및 예측 방향에 따라 적응적으로 서브 블록을 분할하는 방법을 제공한다.
서브 블록 분할 실시예
본 발명의 일실시예는 하이 레벨에 정의된 신택스에 의하여 별도의 시그널링 없이 서브 블록을 분할하는 방법 또는 서브 블록의 모양을 결정하는 방법을 제안한다.
바이너리-트리(binary tree) 구조가 이용될 경우, 블록은 비정방형(Non-Square) 블록으로 분할되어 예측, 변환 및 양자화가 가능하다.
반면, 쿼드트리 구조에서 비정방형(Non-Square) 블록으로 분할하여 예측을 수행하기 위해서는 SDIP(short distance intra prediction)를 이용할 수 있다. 여기서, SDIP는 참조 샘플(reference sample)과 예측되는 위치(predicted position)와의 거리를 줄일 수 있는 인트라 예측 방법을 의미한다. 예를 들어, 인트라 예측시 예측 블록(prediction block)의 모양은 직사각형(Rectangular) 또는 라인(Line)으로 정의될 수 있다. 이와 같이, 블록의 내부를 더 작은 직사각형(Rectangular) 또는 라인(Line) 단위로 예측 및 복원을 수행함으로써, 예측 오차를 더 줄일 수 있다.
도 12(a)는 QTBT(QuadtreeBinarytree)의 바이너리 트리 구조를 나타내며, 이 경우 바이너리 분할 신택스(binary split syntax)가 필요할 수 있다.
도 12(b)는 SDIP의 비정방형 PU 분할 구조를 나타내며, 이 경우 파티셔닝 모드 신택스가 필요할 수 있다. 상기 SDIP는 블록 구조의 하나로 이해될 수 있으며, QTBT의 서브셋 개념으로 이해될 수도 있다.
본 발명은 서브 블록을 정방형 형태 뿐만 아니라 비정방형(Non-Square) 형태로도 분할이 가능하도록 신택스를 정의할 수 있으며, 쿼드트리 구조에서 바이너리 트리로 분할하지 않고도 바이너리 트리의 효과를 얻을 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록 분할을 위한 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명의 일실시예는 특정 레벨에서 인트라 예측을 위한 서브 블록의 크기를 시그널링하는 방법을 제공할 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 레벨은 시퀀스 파라미터 셋(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 셋(Picture Parameter Set), 슬라이스 헤더(Slice header), 코딩 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 블록 레벨 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명은 서브 블록 분할을 위해 비대칭적 분할 플래그를 정의할 수 있다. 상기 비대칭적 분할 플래그는 인트라 예측을 위해 블록이 비대칭적으로 분할되는지 여부를 의미한다. 그리고, 상기 비대칭적 분할 플래그는 X축, Y축 방향으로 각각 정의될 수 있으며, 예를 들어, Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX 및 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY 로 정의될 수 있다.
Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX (S1301)가 1이면, 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 방향으로 비대칭적으로 분할되는 것을 의미하고, 0이면 X축 방향으로 대칭적으로 분할되는 것을 의미한다.
Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY (S1302)가 1이면, 인트라 예측을 위한 예측 블록이 Y축 방향으로 비대칭적으로 분할되는 것을 의미하고, 0이면 Y축 방향으로 대칭적으로 분할되는 것을 의미한다.
본 발명은 서브 블록 분할을 위해 분할 위치 정보(또는 분할 거리 정보)를 정의할 수 있다. 상기 분할 위치 정보(또는 분할 거리 정보)는 예측 블록의 좌상측 꼭지점 위치로부터의 거리를 의미하거나 좌표 정보를 의미할 수 있다. 그리고, 상기 분할 위치 정보는 X축, Y축 방향으로 각각 정의될 수 있으며, 예를 들어 Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 및 Intra_SubBlock_Log2_OffsetY 로 정의될 수 있다.
Intra_SubBlock_Log2_OffsetX (S1304)는, 서브 블록이 예측 블록의 기준 위치(예를 들어, (0,0))로부터 X축 방향으로 1<<Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 만큼 떨어져 분할되는 것을 나타낸다.
Intra_SubBlock_Log2_OffsetY (S1307)는, 서브 블록이 예측 블록의 기준 위치(예를 들어, (0,0))로부터 Y축 방향으로 1<<Intra_SubBlock_Log2_OffsetY 만큼 떨어져 분할되는 것을 나타낸다.
본 발명은 서브 블록 분할을 위해 서브 블록의 너비 정보 및 높이 정보를 정의할 수 있다. 예를 들어, 서브 블록의 너비 정보는 Intra_SubBlock_Log2_Width로, 높이 정보는 Intra_SubBlock_Log2_Height로 정의될 수 있다.
Intra_SubBlock_Log2_Width (S1305)는 서브 블록의 너비 사이즈를 나타내고, 서브 블록들은 1<<Intra_SubBlock_Log2_Width 만큼의 블록 너비를 갖도록 분할된다.
Intra_SubBlock_Log2_Height (S1308)는 서브 블록의 높이 사이즈를 나타내고, 서브 블록들은 1<<Intra_SubBlock_Log2_Height 만큼의 블록 높이를 갖도록 분할된다.
본 발명은 서브 블록의 분할 구조를 플래그로 정의할 수 있다. 예를 들어, 쿼드 분할 플래그를 정의할 수 있으며, QuadStruct_Split_Flag로 표현할 수 있다. 다른 예로, 서브 블록의 분할 구조는 서브 블록의 개수에 의해 표현될 수도 있다.
QuadStruct_Split_Flag (S1310)는 현재 블록을 4개의 서브 블록으로 분할되는지 여부를 나타낸다. QuadStruct_Split_Flag 가 1이면 현재 블록을 4개의 서브 블록으로 분할되는 것을 나타내고, 0이면 Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 및 Intra_SubBlock_Log2_OffsetY에 의해 정의되는 개수의 서브 블록들로 분할되는 것을 의미한다.
본 발명이 적용되는 디코더는 서브 블록 분할을 위해 비대칭적 분할 플래그를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 디코더는 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX 및 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY 를 획득할 수 있다(S1301, S1302).
상기 비대칭적 분할 플래그에 따라, 상기 디코더는 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 방향 및/또는 Y축방향으로 비대칭적으로 분할되는지 여부를 확인할 수 있다(S1303, S1306).
X축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 방향으로 비대칭적으로 분할되는 경우(S1303), 상기 디코더는 X축 방향의 분할 위치 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 디코더는 Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 를 획득할 수 있다(S1304).
반면, 상기 X축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 방향으로 대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 서브 블록의 너비 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 디코더는 Intra_SubBlock_Log2_Width 를 획득할 수 있다(S1305).
Y축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 인트라 예측을 위한 예측 블록이 Y축 방향으로 비대칭적으로 분할되는 경우(S1306), 상기 디코더는 Y축 방향의 분할 위치 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 디코더는 Intra_SubBlock_Log2_OffsetY 를 획득할 수 있다(S1307).
반면, 상기 Y축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 인트라 예측을 위한 예측 블록이 Y축 방향으로 대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 서브 블록의 높이 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 디코더는 Intra_SubBlock_Log2_Height 를 획득할 수 있다(S1308).
그리고, 상기 디코더는 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 방향 및 Y축 방향으로 비대칭적으로 분할되었는지 여부를 확인할 수 있다(S1309).
만약 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 방향 및 Y축 방향으로 비대칭적으로 분할된 경우, 상기 디코더는 쿼드 분할 플래그를 획득할 수 있다(S1310). 여기서, 상기 쿼드 분할 플래그는 현재 블록이 4개의 서브 블록들로 분할되는지 여부를 나타낸다.
예를 들어, QuadStruct_Split_Flag 가 1이면 현재 블록은 4개의 서브 블록으로 분할되는 것을 나타내고, 0이면 Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 및 Intra_SubBlock_Log2_OffsetY에 의해 정의되는 개수의 서브 블록들로 분할되는 것을 의미한다.
이하에서는, 서브 블록을 분할하는 실시예들에 대해 살펴보도록 하며, 이하의 설명은 일실시예들에 불과하며 본 발명의 컨셉에 따라 더 다양한 실시예가 이용가능할 수 있다.
도 14 내지 도 23은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 상기 도 13의 신택스에 의해 정의될 수 있는 서브 블록 구조를 나타낸다.
도 14는 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX가 1일 경우 서브 블록의 분할 구조를 나타낸다.
Aasymmetric_Split_SubBlock_FlagX = 1인 경우, 블록(A)은 X축 방향으로 1회 분할될 수 있으며, A1, A2는 분할된 블록을 나타낸다. 이때, A1 A2 서브 블록들은 현재 블록의 좌상단 위치(0,0)에서 d1 만큼 떨어진 위치에서 분할된다. 여기서, d1은 IntraSubBlockOffsetX 값에 의해 정의될 수 있으며, Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 값은 X축 방향으로 1<<Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 만큼의 거리를 나타낸다.
그리고, A2 서브 블록의 너비(d2)는 IntraSubBlockRemainX 로 정의될 수 있으며, IntraSubBlockRemainX = (BlockWidth - IntraSubBlockOffsetX) 로 정의될 수 있다.
도 15는 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY가 1일 경우 서브 블록의 분할 구조를 나타낸다.
Aasymmetric_Split_SubBlock_FlagY = 1인 경우, 블록(A)은 Y축 방향으로 1회 분할될 수 있으며, A1, A2는 분할된 블록을 나타낸다. 이때, A1 A2 서브 블록들은 현재 블록의 좌상단 위치(0,0)에서 d1 만큼 떨어진 위치에서 분할된다. 여기서, d1은 IntraSubBlockOffsetY 값에 의해 정의될 수 있으며, Intra_SubBlock_Log2_OffsetY 값은 Y축 방향으로 1<<Intra_SubBlock_Log2_OffsetY 만큼의 거리를 나타낸다.
그리고, A2 서브 블록의 높이(d2)는 IntraSubBlockRemainY 로 정의될 수 있으며, IntraSubBlockRemainY = (BlockHeight - IntraSubBlockOffsetY) 로 정의될 수 있다.
도 16은 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX 및 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY가 모두 1이고, QuadStruct_Split_Flag가 1인 경우 서브 블록의 분할 구조를 나타낸다.
Aasymmetric_Split_SubBlock_FlagX = 1이므로 블록(A)은 X축 방향으로 1회 분할되고, Aasymmetric_Split_SubBlock_FlagY = 1이므로 블록(A)는 Y축 방향으로도 1회 분할된다.
이때, d1은 IntraSubBlockOffsetX = 1<<Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 에 의해 정의되고, d2는 IntraSubBlockOffsetY = 1<<Intra_SubBlock_Log2_OffsetY 에 의해 정의된다.
또한, QuadStruct_Split_Flag가 1이므로 블록(A)은 4개의 서브 블록들로 분할되고, 결국 도 16(a),(b)와 같이 블록(A)는 A1, A2, A3, A4 4개의 서브 블록들로 분할된다.
도 17은 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX 및 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY가 모두 1이고, QuadStruct_Split_Flag가 0인 경우 서브 블록의 분할 구조를 나타낸다.
Aasymmetric_Split_SubBlock_FlagX = 1이므로 블록(A)은 X축 방향으로 1회 분할되고, Aasymmetric_Split_SubBlock_FlagY = 1이므로 블록(A)는 Y축 방향으로도 1회 분할된다.
이때, d1은 IntraSubBlockOffsetX = 1<<Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 에 의해 정의되고, d2는 IntraSubBlockOffsetY = 1<<Intra_SubBlock_Log2_OffsetY 에 의해 정의된다.
반면, QuadStruct_Split_Flag가 0이므로 블록(A)은 임의의 개수의 서브 블록들로 분할되고, 여기서 임의의 개수는 4가 아니고 IntraSubBlockOffsetX와 IntraSubBlockOffsetY에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 17의 경우 A1, A2, A3 3개의 서브 블록으로 분할되는 것을 의미할 수 있다.
결국 도 17(a),(b)와 같이 블록(A)는 A1, A2, A3 3개의 서브 블록들로 분할된다.
도 18은 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY가 0이고 Intra_SubBlock_Log2_Height가 1이상의 값을 갖는 경우 서브 블록의 분할 구조를 나타낸다.
Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY = 1이면, 인트라 예측을 위한 예측 블록이 Y축 방향으로 비대칭적으로 분할되는 것을 의미하고, 0이면 Y축 방향으로 대칭적으로 분할되는 것을 의미한다. 상기 도 18의 경우, Aasymmetric_Split_SubBlock_FlagY = 0이므로 블록(A)는 Y축 방향으로 대칭적으로 분할된다.
이 경우, SDIP와 같이 동일한 모양으로 4분할 가능하지만 2N x N 블록 모양으로도 분할될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 18은 4분할(A1,A2,A3,A4)을 나타내고, 만약 블록이 8x8일 경우 Intra_SubBlock_Log2_Height가 2이면 서브-블록의 높이가 4이므로 현재 블록은 2개의 2N x N 블록으로 분할 가능하다.
도 19는 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX가 0이고 Intra_SubBlock_Log2_Width가 1이상의 값을 갖는 경우 서브 블록의 분할 구조를 나타낸다.
Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX = 1이면, 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 방향으로 비대칭적으로 분할되는 것을 의미하고, 0이면 X축 방향으로 대칭적으로 분할되는 것을 의미한다. 상기 도 19의 경우, Aasymmetric_Split_SubBlock_FlagX = 0이므로 블록(A)는 X축 방향으로 대칭적으로 분할된다.
이 경우, SDIP와 같이 동일한 모양으로 4분할 가능하지만 2N x N 블록 모양으로도 분할될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 19는 4분할(A1,A2,A3,A4)을 나타내고, 만약 블록이 8x8일 경우 Intra_SubBlock_Log2_Width가 2이면 서브-블록의 너비가 4이므로 현재 블록은 2개의 2N x N 블록으로 분할 가능하다.
도 20 및 도 21은 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX 와 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY 의 값이 서로 다른 경우를 나타낸다.
상기 도 20은 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX = 0 이고 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY = 1 인 경우를 나타내고, 상기 도 21은 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX = 1 이고 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY = 0 인 경우를 나타낸다.
상기 도 20을 살펴보면, SDIP 또는 QTBT에서 표현하지 못하는 블록으로 분할 가능하다. 예를 들어, Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX = 0 이므로 블록(A)는 X축 방향으로 대칭적으로 분할되고, Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY = 1 이므로 Y축 방향으로 비대칭적으로 분할된다. 따라서, 상기 도 20과 같이, 블록(A)는 A1~A8 블록들로 분할될 수 있다.
상기 도 21의 경우, Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX = 1 이므로 블록(A)는 X축 방향으로 비대칭적으로 분할되고, Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY = 0 이므로 Y축 방향으로 대칭적으로 분할된다. 따라서, 상기 도 21과 같이, 블록(A)는 A1~A8 블록들로 분할될 수 있다.
이때, 서브 블록의 너비와 높이는 앞서 살펴본 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 서브 블록의 너비와 높이는 블록의 크기에 따라 그 값이 달라질 수 있다. 구체적 예로, Intra_SubBlock_Log2_Height 와 Intra_SubBlock_Log2_Width 가 모두 1인 경우, 너비, 높이가 각각 2이므로 8x8 블록은 2x2 16개 서브 블록들로 분할될 수 있다. 만약, 현재 블록이 16x16 블록인 경우에는 64개의 서브 블록들로 분할될 수 있다.
도 22 내지 도 23은 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX와 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY 가 모두 0 인 경우를 나타낸다.
상기 도 22를 살펴보면, Asymmetric_Split_SubBlock_FlagX = 0 이고 Asymmetric_Split_SubBlock_FlagY = 0 이므로 블록(A)는 X축 방향 및 Y축 방향으로 모두 대칭적으로 분할된다. 따라서, 상기 도 22와 같이, 블록(A)는 A1~A16 16개의 서브 블록들로 분할될 수 있고, 도 23(a)는 A1~A4 4개의 서브 블록들로 분할될 수 있다.
이때, 서브 블록의 너비와 높이는 앞서 살펴본 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 서브 블록의 너비와 높이는 블록의 크기에 따라 그 값이 달라질 수 있다. 구체적 예로, 상기 도 22와 같이 Intra_SubBlock_Log2_Height 와 Intra_SubBlock_Log2_Width 가 모두 1인 경우, 너비, 높이가 각각 2이므로 8x8 블록은 2x2 16개 서브 블록들로 분할될 수 있다. 만약, 현재 블록이 16x16 블록인 경우에는 64개의 서브 블록들로 분할될 수 있다.
상기 도 23(a)와 같이 Intra_SubBlock_Log2_Height 와 Intra_SubBlock_Log2_Width 가 모두 2인 경우, 너비, 높이가 각각 4이므로 8x8 블록은 4x4 4개 서브 블록들로 분할될 수 있다.
상기 도 23(b)와 같이 Intra_SubBlock_Log2_Height 와 Intra_SubBlock_Log2_Width 가 모두 3인 경우, 너비, 높이가 각각 8이므로 8x8 블록은 서브 블록들로 분할되지 않을 수 있다.
도 24는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록 분할 플래그에 기초하여 서브 블록 단위로 예측 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명이 적용되는 디코더는, 인트라 예측을 위한 서브 블록 분할 플래그를 획득할 수 있다(S2410). 여기서, 서브 블록 분할 플래그는 서브 블록 분할을 위한 비대칭적 분할 플래그를 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 비대칭적 분할 플래그는 X축 방향의 비대칭적 분할 플래그(asymmetric split flag in X-axis) 또는 Y축 방향의 비대칭적 분할 플래그(asymmetric split flag in Y-axis) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 X축 방향의 비대칭적 분할 플래그는 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 방향으로 비대칭적으로 분할되는지 여부를 나타내고, 상기 Y축 방향의 비대칭적 분할 플래그는 인트라 예측을 위한 예측 블록이 Y축 방향으로 비대칭적으로 분할되는지 여부를 나타낸다.
상기 디코더는 상기 서브 블록 분할 플래그에 기초하여 서브 블록의 위치 정보 또는 서브 블록의 사이즈 정보 중 적어도 하나를 획득할 수 있다(S2420).
예를 들어, X축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 예측 블록이 X축 방향으로 비대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 X축 방향의 분할 위치 정보를 획득할 수 있다. 반면, 상기 X축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 예측 블록이 X축 방향으로 대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 서브 블록의 너비 정보를 획득할 수 있다.
Y축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 예측 블록이 Y축 방향으로 비대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 Y축 방향의 분할 위치 정보를 획득할 수 있다. 반면, 상기 Y축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 예측 블록이 Y축 방향으로 대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 서브 블록의 높이 정보를 획득할 수 있다.
상기 디코더는, 쿼드 분할 플래그를 획득할 수 있다(S2430). 여기서, 상기 쿼드 분할 플래그는 현재 블록이 4개의 서브 블록들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, QuadStruct_Split_Flag 가 1이면 현재 블록은 4개의 서브 블록으로 분할되는 것을 나타내고, 0이면 Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 및 Intra_SubBlock_Log2_OffsetY에 의해 정의되는 개수의 서브 블록들로 분할되는 것을 의미한다.
상기와 같이, 상기 서브 블록 분할 플래그 및 상기 쿼드 분할 플래그에 기초하여 서브 블록들의 구조가 결정되면, 상기 디코더는 서브 블록의 예측 모드를 유도할 수 있다(S2440). 여기서, 상기 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법은 본 명세서에서 설명하는 실시예들이 모두 적용될 수 있다.
상기 디코더는 상기 유도된 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 예측 신호를 생성할 수 있다(S2450). 그리고, 생성된 예측 신호는 레지듀얼 신호와 합산되어 복원 신호를 생성할 수 있다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록의 대칭적 분할 또는 비대칭적 분할 여부에 따라 서브 블록 단위로 예측 신호를 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명이 적용되는 디코더는, 인트라 예측을 위한 서브 블록 분할 플래그를 획득할 수 있다(S2510). 여기서, 서브 블록 분할 플래그는 서브 블록 분할을 위한 비대칭적 분할 플래그를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 비대칭적 분할 플래그는 X축 방향의 비대칭적 분할 플래그(asymmetric split flag in X-axis) 또는 Y축 방향의 비대칭적 분할 플래그(asymmetric split flag in Y-axis) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 디코더는, 상기 서브 블록 분할 플래그에 기초하여 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축/Y축 방향으로 비대칭적으로 분할되는지 여부를 확인할 수 있다(S2520).
만약, X축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 예측 블록이 X축 방향으로 비대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 X축 방향의 분할 위치 정보를 획득할 수 있다(S2530). 반면, 상기 X축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 예측 블록이 X축 방향으로 대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 서브 블록의 너비 정보를 획득할 수 있다(S2540).
그리고, Y축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 예측 블록이 Y축 방향으로 비대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 Y축 방향의 분할 위치 정보를 획득할 수 있다(S2530). 반면, 상기 Y축 방향의 비대칭적 분할 플래그에 따라 예측 블록이 Y축 방향으로 대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 서브 블록의 높이 정보를 획득할 수 있다(S2540).
한편, 상기 디코더는, 상기 서브 블록 분할 플래그에 기초하여 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 및 Y축 방향으로 모두 비대칭적으로 분할되는지 여부를 확인할 수 있다(S2550). 본 발명에서는 편의상 별도의 단계로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, S2550 단계는 S2520 단계에 포함될 수 있다.
만약, 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 및 Y축 방향으로 모두 비대칭적으로 분할되는 경우, 상기 디코더는 쿼드 분할 플래그를 획득할 수 있다(S2560). 여기서, 상기 쿼드 분할 플래그는 현재 블록이 4개의 서브 블록들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, QuadStruct_Split_Flag 가 1이면 현재 블록은 4개의 서브 블록으로 분할되는 것을 나타내고, 0이면 Intra_SubBlock_Log2_OffsetX 및 Intra_SubBlock_Log2_OffsetY에 의해 정의되는 개수의 서브 블록들로 분할되는 것을 의미한다.
한편, 인트라 예측을 위한 예측 블록이 X축 및 Y축 방향으로 모두 비대칭적으로 분할되지 않는 경우, 상기 디코더는 상기 쿼드 분할 플래그를 획득하지 않고 S2570 단계를 수행할 수 잇다.
상기와 같이, 상기 서브 블록 분할 플래그 및 상기 쿼드 분할 플래그에 기초하여 서브 블록들의 구조가 결정되면, 상기 디코더는 서브 블록의 예측 모드를 유도할 수 있다(S2570). 여기서, 상기 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법은 본 명세서에서 설명하는 실시예들이 모두 적용될 수 있다.
상기 디코더는 상기 유도된 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 예측 신호를 생성할 수 있다(S2580). 그리고, 생성된 예측 신호는 레지듀얼 신호와 합산되어 복원 신호를 생성할 수 있다.
도 26 내지 도 28은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 블록 크기에 기초하여 적응적으로 블록 분할을 수행하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일실시예는 현재 블록의 크기에 따라 적응적으로 서브 블록을 분할하는 방법을 제안한다.
현재 블록 내 서브 블록의 형태는 특정 레벨 단위로 기결정되어 있을 수 있다. 기결정된 서브 블록의 형태는 상기 현재 블록의 예측 방법에 제약을 주고 최적의 블록 구조를 선택하지 못하게 한다.
한편, 하이 레벨(high level)에서 서브 블록의 크기를 4x4 또는 2x2 심지어 픽셀 단위로 정의할 수도 있다. 이는 현재 블록의 서브 블록 분할을 세분화하여 예측 성능을 최대화할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 현재 블록의 크기가 커질수록 서브 블록의 개수가 증가하기 때문에 각 서브 블록을 예측하고 부호화하는데 높은 복잡도가 소요된다. 뿐만 아니라, 서브 블록의 개수가 증가할수록 각 서브 블록을 위한 예측 모드를 유도하는 방법에 대한 복잡도도 증가하게 된다. 예를 들어, 128x128 블록을 4x4 서브 블록으로 분할하게 되면 현재 블록은 1024개의 서브 블록들로 분할이 되고 각 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하고, 예측, 변환 그리고 부호화를 수행하여야 한다. 이는 인코더와 디코더 단에서 높은 복잡도를 증가시킬 뿐만 아니라 변환 도메인 상의 양자화 계수를 증가시켜, 잔차 신호 부호화 단계에서 오히려 압축 효율이 떨어질 수도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에서는 현재 블록의 크기에 따라 적응적으로 서브 블록을 분할하는 방법을 제안한다.
본 발명은, 현재 블록의 크기에 따라 적응적으로 분할하기 위하여 상기 현재 블록을 몇 개의 서브 블록으로 분할할지를 시그널링하는 방법을 제안한다. 본 발명은, 몇 개의 서브 블록으로 분할할지를 시그널링함으로써 큰 블록은 큰 서브 블록으로, 그리고 작은 블록은 작은 서브 블록으로 분할할 수 있다.
예를 들어, 도 26과 같이 블록을 64개의 서브 블록으로 분할하는 것으로 결정하면 가로, 세로를 각 8개로 분할하여 64개의 서브 블록을 만들 수 있다. 도 26(a)에서는 256x256 블록을 64개의 32x32 서브 블록으로 분할하였고, 도 26(b)는 128x128 블록을 64개의 16x16 서브 블록으로 분할하였으며, 도 26(c)에서는 64x64 블록을 64개의 8x8 서브 블록으로 분할하였고, 도 26(d)는 32x32 블록을 64개의 4x4 서브 블록으로 분할하였다.
이를 통해, 본 발명은 블록 크기에 따라 적응적으로 서브 블록을 분할할 수 있다.
다른 실시예로, 본 발명은 현재 블록을 16개의 서브 블록으로 분할하는 방법을 제공한다. 도 27을 살펴보면, 도27의 실시예들 또한 각 블록의 크기에 따라 각기 다른 크기의 서브 블록으로 분할되는 것을 확인할 수 있다.
도 27(a)는 256x256 블록을 16개의 64x64 서브 블록으로 분할하였고, 도 27(b)는 128x128 블록을 16개의 32x32 서브 블록으로 분할하였으며, 도 27(c)에서는 64x64 블록을 16개의 16x16 서브 블록으로 분할하였고, 도 27(d)는 32x32 블록을 16개의 8x8 서브 블록으로 분할하였고, 도 27(e)는 16x16 블록을 16개의 4x4 서브 블록으로 분할하였음을 확인할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는, 현재 블록이 직사각형 블록인 경우 상기 현재 블록을 서브 블록으로 분할하는 방법을 제공한다.
도 28은 현재 블록이 2N x N 또는 N x 2N 형태인 경우 서브 블록으로 분할하는 방법을 보여준다. 현재 블록을 16개의 서브 블록으로 분할하면 현재 블록의 형태를 유지하면서 가로, 세로 방향으로 각각 4개로 분할할 수 있다. 이때, 현재 블록의 크기에 따른 서브 블록을 분할하기 위해서는 앞서 언급한 바와 같이 하이 레벨(high level) 단위로 몇 개의 서브 블록으로 분할할 것인지에 대해 시그널링이 필요할 수 있다. 이에 대해서는 도 29에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
도 29는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록 분할을 위한 신택스 구조를 나타낸다.
본 발명은 서브 블록 분할을 위해 비대칭적 분할 플래그를 정의할 수 있다. 상기 비대칭적 분할 플래그는 블록이 비대칭적으로 분할되는지 여부를 의미한다. 예를 들어, 상기 비대칭적 분할 플래그는 Asymmetric_Split_SubBlock_Flag (S2910)로 정의될 수 있다. Asymmetric_Split_SubBlock_Flag (S2910)가 1이면, 블록이 비대칭적으로 분할되는 것을 의미하고, 0이면 대칭적으로 분할되는 것을 의미한다. 또한, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 앞서 설명한 비대칭적 분할 플래그의 실시예들이 모두 적용 가능하다.
디코더는, 상기 비대칭적 분할 플래그에 기초하여 서브 블록의 개수 정보를 획득할 수 있다. 일실시예로, 상기 비대칭적 분할 플래그에 기초하여 블록이 비대칭적으로 분할되는 경우(S2920), 상기 디코더는 X축 또는 Y축 상 짧은 거리의 서브 블록의 개수 정보(number information of sub-block in short distance on X-axis or Y-axis)를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 X축 또는 Y축 상 짧은 거리의 서브 블록의 개수 정보는 numSubBlockInShortDistance (S2930)로 표현될 수 있다.
반면, 상기 비대칭적 분할 플래그에 기초하여 블록이 대칭적으로 분할되는 경우(S2920), 상기 디코더는 서브 블록의 전체 개수 정보(total number information of sub-block) 또는 서브 블록의 최소 사이즈 정보(minimum size information of sub-block) 중 적어도 하나를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 전체 개수 정보(total number information)는 numTotalSubBlock(S2940)으로 표현될 수 있고, 상기 최소 사이즈 정보(minimum size information)는 minSubBlockLog2Size 로 표현될 수 있다(S2950). 여기서, 상기 최소 사이즈 정보는 서브 블록의 최소 사이즈를 정하기 위한 정보를 의미한다. 예를 들어, 현재 블록이 4x4 이고 numTotalSubBlock 이 16인 경우 1픽셀로 서브 블록 분할이 되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 이 경우 4x4 블록은 분할이 되지 않는다.
도 30은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 직사각형 형태를 갖는 현재 블록에 대해 정사각형 형태의 서브 블록으로 분할하는 경우를 나타낸다.
상기 도 30을 살펴보면, Asymmetric_Split_SubBlock_Flag가 1이고 numSubBlockInShortDistance가 2인 경우를 나타낸다.
도 30(a)의 경우, 256x128 형태의 블록에서 Asymmetric_Split_SubBlock_Flag가 1이고 numSubBlockInShortDistance가 2이기 때문에 짧은 길이의 세로를 2개의 서브 블록으로 나눈 것을 확인할 수 있다. 이때, 분할된 세로 길이는 64가 되고 현재 블록은 64x64 크기의 서브 블록 8개로 부호화가 수행될 수 있다.
마찬가지로, 도 30(b)의 경우, 128x256 형태의 블록에서 Asymmetric_Split_SubBlock_Flag가 1이고 numSubBlockInShortDistance가 2이기 때문에 짧은 길이의 가로를 2개의 서브 블록으로 나눈 것을 확인할 수 있다. 이때, 분할된 가로 길이는 64가 되고 현재 블록은 64x64 크기의 서브 블록 8개로 부호화가 수행될 수 있다.
도 31은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록 분할 플래그에 기초하여 서브 블록을 대칭적 또는 비대칭적으로 분할하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
디코더는 서브 블록 분할 플래그를 파싱할 수 있다(S3110). 여기서, 상기 서브 블록 분할 플래그는 블록이 비대칭적으로 분할되는지 여부를 나타내는 비대칭적 분할 플래그를 의미할 수 있다. 상기 비대칭적 분할 플래그는 앞서 설명한 실시예들이 모두 적용 가능하다.
상기 디코더는, 상기 비대칭적 분할 플래그에 기초하여 블록이 비대칭적으로 분할되었는지 여부를 확인할 수 있다(S3120).
상기 비대칭적 분할 플래그에 기초하여 블록이 비대칭적으로 분할된 경우, 상기 디코더는 X축 또는 Y축 상 짧은 거리의 서브 블록의 개수 정보(number information of sub-block in short distance on X-axis or Y-axis)를 획득할 수 있다(S3130).
반면, 상기 비대칭적 분할 플래그에 기초하여 블록이 대칭적으로 분할된 경우, 상기 디코더는 서브 블록의 전체 개수 정보(total number information of sub-block) 또는 서브 블록의 최소 사이즈 정보(minimum size information of sub-block) 중 적어도 하나를 획득할 수 있다(S3140).
이와 같이, 상기 서브 블록 분할 플래그에 기초하여 서브 블록들의 구조가 결정되면, 상기 디코더는 서브 블록의 예측 모드를 유도할 수 있다(S3150). 여기서, 상기 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법은 본 명세서에서 설명하는 실시예들이 모두 적용될 수 있다.
상기 디코더는 상기 유도된 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 예측 신호를 생성할 수 있다(S3160). 그리고, 생성된 예측 신호는 레지듀얼 신호와 합산되어 복원 신호를 생성할 수 있다.
도 32 내지 도 33은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 모양을 정의하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 현재 블록의 예측 모드에 기초하여 적응적으로 서브 블록을 분할하는 방법을 제안한다.
앞서 설명한 실시예들은 예측 방향과 상관없이 각각 정의된 형태의 블록 또는 정해진 개수의 블록으로 분할되어 서브 블록 단위로 예측, 부호화를 수행한다. 따라서, 본 실시예에서는 예측 모드 또는 예측 방향에 기초하여 서브 블록의 모양을 정의하는 방법을 제안한다.
본 발명은 서브 블록으로 분할하고 각 서브 블록의 인트라 예측 모드를 유도하여 각 서브 블록 단위로 부호화를 하는데 목적이 있다. 예측 방향이 정해지면 어떤 픽셀을 참조할지 알 수 있고, 참조 픽셀의 위치에 기초하여 예측 블록의 형태를 결정함으로써 앞서 설명한 실시예들의 효과를 그대로 적용할 수 있다.
도 32(a)를 살펴보면, 서브 블록이 16개로 분할되어 있고 현재 서브 블록(A)의 예측 모드가 수평 모드(HOR)라고 가정해 보자. 상기 현재 서브 블록(A)의 참조 픽셀은 좌측에 인접한 픽셀이다. 따라서, 도 32(b)와 같이, 블록 A와 동일한 Y축 상에 있는 블록들을 묶어서 부호화할 수 있다면 보다 효율적인 코딩이 가능할 수 있다. 이러한 본 발명의 컨셉은 수직 모드(VER)인 경우에도 동일하게 적용할 수 있을 것이다. 다만, 대각 모드(DIAG)는 수평 모드(HOR) 또는 수직 모드(VER)와 다르게 적용될 수 있다.
도 33(a)를 살펴보면, 서브 블록이 16개로 분할되어 있고 현재 서브 블록(A)의 예측 모드가 대각 모드(DIAG)라고 가정해 보자.
상기 현재 서브 블록(A)의 참조 픽셀은 좌측 및 상측에 인접한 픽셀들이다. 그러나, 도 33(b)와 같이, 블록 A와 동일한 Y축 상에 있는 블록들을 묶어서(블록 B와 같이) 부호화할 경우, 상기 현재 서브 블록(A)는 도 33(c)에 표시된 참조 픽셀들을 이용하여 예측을 수행하는 것과 같은 효과를 갖는다. 따라서, 대각 모드(DIAG)의 경우에는 수평 모드(HOR) 또는 수직 모드(VER)와 다르게 적용할 필요가 있다.
이하에서는, 수평 모드(HOR), 수직 모드(VER), 또는 대각 모드(DIAG) 각각의 경우 보다 효율적으로 예측을 수행하는 실시예를 설명하도록 한다.
도 34 내지 도 35는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 예측 모드에 따른 서브 블록의 모양을 정의하는 도면이다.
본 발명은 예측 모드를 크게 3개의 카테고리로 구분하고 각 카테고리에 따른 블록 형태를 정의한다.
도 34를 살펴보면, 본 발명은 예측 모드를 수평 타입, 수직 타입 및 대각 타입 3개의 타입으로 정의할 수 있다.
도 35(a)는 수평 타입(HOR_TYPE)을 나타내고, 도 35(b)는 대각 타입(DIAG_TYPE)을 나타내고, 도 35(c)는 수직 타입(VER_TYPE)을 나타낸다.
따라서, 현재 서브 블록의 예측 모드가 수평 타입(HOR_TYPE)에 대응되는 경우, 상기 도 35(a)와 같이 동일한 Y축 상에 있는 블록들을 묶어서 부호화를 수행할 수 있고, 현재 서브 블록의 예측 모드가 수직 타입(VER_TYPE)에 대응되는 경우, 상기 도 35(c)와 같이 동일한 X축 상에 있는 블록들을 묶어서 부호화를 수행할 수 있다.
반면, 현재 서브 블록의 예측 모드가 대각 타입(DIAG_TYPE)에 대응되는 경우에는, 상기 도 35(b)와 같이 서브 블록 단위로 부호화를 수행하거나, 대각 방향의 서브 블록들을 묶어서 부호화를 수행할 수 있다.
도 36은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 하나의 대표 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일실시예는 서브 블록의 예측 모드를 유도하기 위하여 하나의 대표 예측 모드를 시그널링하고, 시그널링된 대표 예측 모드로부터 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법에 대하여 제안한다.
디코더는 비디오 신호로부터 인트라 예측 모드를 파싱할 수 있다(S3610).
상기 디코더는 상기 인트라 예측 모드에 기초하여 방향성 예측 모드로 예측되었는지 여부를 확인할 수 있다(S3620).
상기 인트라 예측 모드가 방향성 예측 모드인 경우, 상기 디코더는 예측 모드 유도 플래그(prediction mode derivation flag)를 파싱할 수 있다(S3630). 반면, 상기 인트라 예측 모드가 방향성 예측 모드가 아닌 경우, 상기 디코더는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 예측을 수행한다(S3670).
여기서, 상기 예측 모드 유도 플래그(prediction mode derivation flag)는 서브 블록에 대해 예측 모드를 유도하는지 여부를 나타내며, SIDD(Sub-Block Intra Direction Derivation) flag로 표현할 수 있다. 예를 들어, SIDD flag = 1 이면, 현재 블록은 서브 블록으로 분할되고 분할된 서브 블록에 대해 예측 모드를 유도하는 것을 나타낸다. 반면, SIDD flag = 0 이면, 서브 블록 분할 없이 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 예측을 수행한다.
상기 디코더는 상기 예측 모드 유도 플래그(prediction mode derivation flag)에 기초하여 서브 블록에 대해 예측 모드를 유도하는지 여부를 확인할 수 있다(S3640). 즉, SIDD flag = 1 이면 현재 서브 블록에 대해 예측 모드를 유도하고(S3650), SIDD flag = 0 이면 서브 블록 분할 없이 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 예측을 수행한다(S3670).
또한, SIDD flag = 1 이면, 상기 디코더는 상기 현재 블록 내 모든 서브 블록들에 대해 예측 모드를 유도할 수 있다. 즉, 상기 디코더는 마지막 서브 블록인지 여부를 확인함으로써 모든 서브 블록들에 대해 예측 모드를 유도할 수 있다(S3660).
다른 실시예로, 예측 모드 유도 플래그(prediction mode derivation flag)는 현재 블록을 서브 블록으로 분할하고 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다.
위 실시예들의 서브 블록 분할 방법은 본 명세서에서 설명한 실시예들이 적용될 수 있을 것이다.
이하에서는, 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 37은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
디코더는 현재 서브 블록의 이웃 블록의 예측 모드를 유도 또는 확인할 수 있다(S3710).
상기 디코더는 상기 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 상기 현재 서브 블록의 조정 예측 모드를 유도할 수 있다(S3720). 여기서, 상기 조정 예측 모드는 상기 현재 서브 블록의 예측 모드를 조정하기 위해 이용되는 예측 모드 값 또는 조정값을 의미할 수 있다. 그리고, 상기 이웃 블록은 상기 현재 서브 블록의 좌측 블록 및 상측 블록을 의미할 수 있다. 또는 상기 이웃 블록은 상기 현재 블록의 좌측 블록 및 상측 블록을 의미할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 이웃 블록은 상기 현재 서브 블록(또는 현재 블록)의 좌측 블록, 상측 블록, 좌상측 블록 또는 우상측 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 조정 예측 모드는 상기 좌측 블록 및 상측 블록의 예측 모드 값들의 평균값을 의미할 수 있다. 다른 예로, 상기 조정 예측 모드는 상기 좌측 블록 또는 상측 블록의 예측 모드 값들 중 어느 하나의 값일 수 있다. 또는, 상기 조정 예측 모드는 상기 이웃 블록들의 예측 모드 값들 중 어느 하나의 값이거나 평균값(average value)이거나 중간값(median value)일 수 있다.
상기 디코더는 상기 조정 예측 모드를 이용하여 상기 현재 서브 블록의 대표 예측 모드를 조정할 수 있다(S3730). 여기서, 상기 대표 예측 모드는 상기 현재 서브 블록의 인트라 예측 모드를 의미하거나 상기 현재 서브 블록을 포함하는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 의미할 수 있다.
일실시예로, 상기 디코더는 상기 조정 예측 모드와 상기 대표 예측 모드 간의 평균값을 산출함으로써 상기 대표 예측 모드를 조정할 수 있다. 또는, 상기 대표 예측 모드에 상기 조정 예측 모드를 합산하거나 감산함으로써 상기 대표 예측 모드를 조정할 수도 있다.
상기 디코더는 조정된 대표 예측 모드(adjusted representative prediction mode)에 기초하여 상기 현재 서브 블록의 예측 신호를 생성할 수 있다(S3740). 본 명세서에서는 편의상 상기 조정된 대표 예측 모드를 새로운 예측 모드(new prediction mode)라고 부를 수 있다.
한편, 상기 현재 서브 블록의 조정된 대표 예측 모드는 다른 서브 블록의 예측 모드를 유도하기 위해 이용될 수 있다(S3750).
도 38 내지 도 40은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 대표 예측 모드를 조정하여 새로운 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 38을 살펴보면, 1개의 긴 점선 화살표는 시그널링된 대표 예측 모드를 나타내고, 4개의 짧은 점선 화살표들은 이웃 블록들의 예측 모드를 나타낸다.
여기서, 상기 대표 예측 모드는 상기 현재 서브 블록의 인트라 예측 모드를 의미하거나 상기 현재 서브 블록을 포함하는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 의미할 수 있다.
상기 이웃 블록은 상기 현재 서브 블록(또는 현재 블록)의 좌측 블록(A) 및 상측 블록(B,C,D)을 의미할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 앞서 설명한 실시예들이 적용 가능할 것이다.
이와 같이, 본 발명은 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 현재 서브 블록의 조정 예측 모드를 유도하고, 상기 조정 예측 모드에 기초하여 상기 현재 서브 블록의 대표 예측 모드를 조정함으로써 새로운 예측 모드를 유도할 수 있다.
도 39는 현재 블록 내 첫번째 서브 블록(S1)의 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 39를 살펴보면, 1개의 긴 점선 화살표는 대표 예측 모드(O)를 나타내고, 4개의 짧은 점선 화살표들은 이웃 블록들의 예측 모드(N)를 나타내고, 실선 화살표는 조정 예측 모드(X)를 나타내고, 굵은 점선 화살표는 조정된 대표 예측 모드(R), 즉 새로운 예측 모드를 나타낸다.
첫번째 서브 블록이 현재 서브 블록(S1)이라고 하면, 디코더는 상기 현재 서브 블록(S1)에 이웃하는 상측 블록(B)의 예측 모드와 좌측 블록(A)의 예측 모드를 이용하여 상기 현재 서브 블록(S1)의 조정 예측 모드(X)를 유도할 수 있다.
예를 들어, 상기 조정 예측 모드(X)는 상기 상측 블록(B)의 예측 모드와 상기 좌측 블록(A)의 예측 모드 간의 평균값으로 유도될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 명세서에서 설명한 다른 실시예들이 적용가능하다.
상기 디코더는 상기 조정 예측 모드(X)에 기초하여 상기 대표 예측 모드(O)를 조정할 수 있다. 예를 들어, 상기 디코더는 상기 조정 예측 모드(X)와 상기 대표 예측 모드(O) 간의 평균값을 산출함으로써 조정된 대표 예측 모드(R), 즉 새로운 예측 모드를 유도할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 명세서에서 설명한 다른 실시예들이 적용가능하다.
도 40은 현재 블록 내 두번째 서브 블록(S2)의 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 40을 살펴보면, 긴 점선 화살표는 대표 예측 모드(O)를 나타내고, 2개의 짧은 점선 화살표들은 이웃 블록들의 예측 모드(N)를 나타내고, 실선 화살표는 조정 예측 모드(X)를 나타내고, 굵은 점선 화살표는 조정된 대표 예측 모드(R), 즉 새로운 예측 모드를 나타낸다.
두번째 서브 블록이 현재 서브 블록(S2)이라고 하면, 디코더는 상기 현재 서브 블록(S2)에 이웃하는 상측 블록(B)의 예측 모드와 좌측 블록(첫번째 서브 블록, S1)의 예측 모드를 이용하여 상기 현재 서브 블록(S2)의 조정 예측 모드(X)를 유도할 수 있다. 여기서, 좌측 블록(첫번째 서브 블록, S1)의 예측 모드는 앞서 설명한 바와 같이, 첫번째 서브 블록(S1)의 새로운 예측 모드를 의미할 수 있다.
예를 들어, 상기 조정 예측 모드(X)는 상기 상측 블록(B)의 예측 모드와 상기 좌측 블록(첫번째 서브 블록, S1)의 예측 모드 간의 평균값으로 유도될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 명세서에서 설명한 다른 실시예들이 적용가능하다.
상기 디코더는 상기 조정 예측 모드(X)에 기초하여 상기 대표 예측 모드(O)를 조정할 수 있다. 예를 들어, 상기 디코더는 상기 조정 예측 모드(X)와 상기 대표 예측 모드(O) 간의 평균값을 산출함으로써 조정된 대표 예측 모드(R), 즉 새로운 예측 모드를 유도할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 본 명세서에서 설명한 다른 실시예들이 적용가능하다.
이와 같이, 두번째 서브 블록의 새로운 예측 모드는 다른 서브 블록의 예측 모드를 유도하기 위해 이용될 수 있다. 마찬가지로, 현재 블록 내 서브 블록들의 새로운 예측 모드는 다른 서브 블록의 예측 모드를 유도하기 위해 이용될 수 있다.
도 41은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 시그널링된 2개의 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 서브 블록의 예측 모드를 유도하기 위하여 2개의 예측 모드를 시그널링하고, 시그널링된 2개의 예측 모드에 기초하여 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법에 대하여 제안한다. 여기서, 상기 2개의 예측 모드는 대표 예측 모드 및 조정 예측 모드를 포함할 수 있다. 상기 대표 예측 모드는 현재 블록의 인트라 예측 모드(A) 또는 현재 서브 블록의 인트라 예측 모드(A)를 의미할 수 있고, 상기 조정 예측 모드는 우하단 블록의 인트라 예측 모드(B)를 의미할 수 있다.
본 발명은 현재 블록의 인트라 예측 모드를 부호화하고, 상기 인트라 예측 모드가 방향성 예측 모드인 경우, 예측 모드 유도 플래그(prediction mode derivation flag)를 이용하여 추가적으로 서브 블록마다 방향 정보를 전송할 수 있다. 여기서, 상기 방향 정보는 서브 블록의 위치(또는 거리)에 기초하여 결정되는 예측 모드 값 또는 방향각을 의미할 수 있다. 상기 서브 블록의 위치는 현재 블록의 기준 위치(예를 들어, 좌상측 꼭지점 위치)로부터 상기 서브 블록까지 떨어진 거리를 의미할 수 있다.
예를 들어, 도 41을 살펴보면, A, B 지점의 2개의 예측 모드에 대응되는 방향각을 서브 블록의 거리(또는 위치)에 비례하여 각 서브 블록의 방향각을 산출할 수 있으며, 상기 산출된 방향각에 대응되는 새로운 예측 모드를 결정할 수 있다.
이 경우, 상기 예측 모드 유도 플래그는 거리-기반 예측 모드 유도 플래그(distance-based prediction mode derivation flag)라 부를 수 있으며, 서브 블록에 대해 거리에 기초하여 예측 모드를 유도하는지 여부를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 거리-기반 예측 모드 유도 플래그가 1이면 서브 블록에 대해 거리에 기초하여 예측 모드를 유도하고, 0이면 현재 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 예측을 수행한다.
다른 실시예로, 상기 거리-기반 예측 모드 유도 플래그(distance-based prediction mode derivation flag)는 현재 블록을 서브 블록으로 분할하고 서브 블록 단위로 거리에 기초하여 예측 모드를 유도하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다.
도 42 내지 44는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 블록 내 각 서브 블록의 거리에 기초하여 각 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
본 발명은 서브 블록의 거리(또는 위치)에 기초하여 각 서브 블록의 예측 모드를 유도하는 방법을 제안한다. 이때, 2개의 예측 모드가 이용될 수 있으며, 이는 앞서 설명한 실시예들이 적용될 수 있다.
예를 들어, 2개의 예측 모드 중 대표 예측 모드를 X축과 Y축으로 분해하여 각 서브 블록의 위치에 따라 서브 블록의 X축, Y축 길이를 계산할 수 있다. 각 서브 블록에 대해 X축, Y축 거리를 이용하여 방향각을 계산하면 각 서브 블록의 방향각 또는 예측 모드를 유도할 수 있다.
도 42를 살펴보면, NxN 블록의 A, B 지점의 예측 모드에 대응되는 방향각을 각각 θ1, θ2라 하고 X축의 길이를 1로 가정하면, A, B 지점의 Y축 길이는 다음 수학식 1 내지 2에 의해 산출될 수 있다. 여기서, A 지점의 예측 모드는 현재 블록의 대표 예측 모드를 의미할 수 있고, B 지점의 예측 모드는 현재 블록의 조정 예측 모드를 의미할 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2017001235-appb-M000001
수학식 2
Figure PCTKR2017001235-appb-M000002
위 수학식 1,2에 기초하여, 서브 블록 S6, S10, S14 의 Y축 길이를 계산하면 다음 수학식 3 내지 5와 같다.
수학식 3
Figure PCTKR2017001235-appb-M000003
수학식 4
Figure PCTKR2017001235-appb-M000004
수학식 5
Figure PCTKR2017001235-appb-M000005
여기서, N은 N x N 블록의 가로 또는 세로 픽셀 수를 나타낸다.
또한, 도 43을 살펴보면, N x N 블록의 A, B 지점의 예측 모드에 대응되는 방향각을 각각 θ1, θ2라 하고 Y축의 길이를 1로 가정하면, A, B 지점의 X축 길이는 다음 수학식 6 내지 7에 의해 산출될 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2017001235-appb-M000006
수학식 7
Figure PCTKR2017001235-appb-M000007
위 수학식 6,7에 기초하여, 서브 블록 S2, S3, S8 의 X축 길이를 계산하면 다음 수학식 8 내지 10과 같다.
수학식 8
Figure PCTKR2017001235-appb-M000008
수학식 9
Figure PCTKR2017001235-appb-M000009
수학식 10
Figure PCTKR2017001235-appb-M000010
위 수식들을 이용하여 각 서브 블록의 위치에서 X축 길이 및 Y축 길이를 유도할 수 있다.
따라서, 본 발명은 각 서브 블록의 X축 성분 및 Y축 성분에 기초하여 서브 블록의 방향각을 산출할 수 있고, 상기 방향각에 대응되는 예측 모드 값을 유도할 수 있다.
예를 들어, 도 44를 살펴보면, 서브 블록 S6의 X축 성분과 Y축 성분을 다음 수학식 11 내지 12라고 한다면, 수학식 13을 통해 서브 블록의 방향각을 산출할 수 있다.
수학식 11
Figure PCTKR2017001235-appb-M000011
수학식 12
Figure PCTKR2017001235-appb-M000012
여기서, x,y는 서브 블록의 좌표 정보를 나타낸다.
수학식 13
Figure PCTKR2017001235-appb-M000013
도 45는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 서브 블록의 방향성에 기초하여 유도된 예측 모드를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 일실시예는 서브 블록의 방향성에 기초하여 유도된 예측 모드를 지원하기 위하여 참조 픽셀을 생성하는 방법을 제안한다.
도 45를 살펴보면, 실선은 도 6에서 정의된 인트라 방향성 예측 모드를 나타내고, 점선은 서브 블록의 새로운 예측 모드를 나타낸다.
인트라 방향성 예측 모드를 위한 참조 픽셀은 2-TAP 32-phase 인터폴레이션 필터를 이용하여 픽셀과 픽셀 사이의 31개 픽셀을 추가적으로 생성한 후 각 예측 방향에 따라 참조 픽셀을 복사하는 방법을 따른다.
각 서브 블록은 새로운 예측 방향을 생성하고 그에 기초하여 예측 블록을 생성한다. 이때 각 서브 블록의 예측 방향은 도 6에서 정의된 예측 방향이 아닌 추가적인 예측 방향으로 유도될 수 있다.
도 46은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 33개의 인트라 방향성 예측 모드가 적용될 때 이용되는 참조 샘플을 나타낸다.
도 46은 상기 도 6에서 정의된 인트라 예측 방향에 따른 참조 샘플을 나타낸 것이며, 다만 모든 방향에 따른 참조 픽셀을 그리지 않고 26번 예측 모드부터 34번 예측 모드까지의 참조 픽셀을 나타낸 것이다.
양쪽 끝의 2개 픽셀들(X1,X2)은 정수 픽셀(integer pixel)을 나타낸다. 2개의 정수 픽셀들 사이의 참조 픽셀들은 2-TAP 인터폴레이션 필터를 이용하여 생성될 수 있으며, 화살표가 가리키는 참조 픽셀이 예측 픽셀로 이용될 수 있다.
도 47 내지 도 49는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 65개의 인트라 방향성 예측 모드가 적용될 때 이용되는 참조 샘플을 나타낸다.
도 47을 살펴보면, 2개의 정수 픽셀들(X1,X2)에 대해 4-TAP 32-Phase 인터폴레이션-필터를 적용함으로써 참조 픽셀을 생성할 수 있다. 그러나, 도 47의 참조 픽셀만으로는 서브 블록의 새로운 예측 모드를 지원하기 어려운 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 서브 블록의 새로운 예측 모드를 지원하기 위해 보다 세밀한 참조 픽셀 생성 방법이 필요하다.
도 48을 살펴보면, 서브 블록의 새로운 예측 방향이 점선 화살표가 가리키는 곳이라고 가정하면, 앞서 설명한 32-phase 인터폴레이션-필터에 의해서는 참조 픽셀을 생성할 수 없게 된다.
따라서, 서브 블록의 새로운 예측 방향에 대응되는 참조 픽셀을 생성하기 위해서는 도 49와 같이 p와 q 픽셀 사이를 추가적으로 인터폴레이션할 필요가 있다. 상기 도 49를 살펴보면, p와 q 픽셀 사이를 인터폴레이션함으로써 X 위치의 참조 픽셀을 생성할 수 있게 된다.
도 50 내지 도 52는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 서브 블록의 예측 모드를 지원하기 위해 참조 픽셀을 생성하는 과정에서 이용되는 인터폴레이션 필터와 적용 방법을 설명하기 위한 표이다.
본 발명의 일실시예는 상기 도 49와 같이 서브 블록의 새로운 예측 방향을 지원하기 위하여 참조 픽셀을 생성하는 과정에서 사용되는 인터폴레이션 필터와 그 적용 방법을 제안한다.
예를 들어, 본 발명은 인터 예측의 아핀 예측(affine-prediction)을 위한 64-phase 인터폴레이션 필터를 이용할 수 있다. 이는 32, 64-phase 이상의 phase를 지원하기 위하여 여러 개의 필터를 혼합할 수 있다.
본 발명에 따라 서브 블록의 새로운 예측 모드를 이용하여 예측을 수행하는 경우, 도 50과 같은 인터폴레이션 필터를 사용하여 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 상기 도 50의 인터폴레이션은 4-TAP 32-phase 필터이다.
상기 도 50을 이용하여 1차적으로 픽셀과 픽셀 사이를 32-phase로 인터폴레이션하고, 인터폴레이션된 픽셀을 이용하여 도 51의 인터폴레이션 필터를 이용하여 2차적으로 인터폴레이션을 수행할 수 있다. 예를 들어, 2번의 인터폴레이션을 통하여 본 발명은 32*64 = 2048 phase까지 인터폴레이션을 할 수 있다. 이로써 본 발명은 서브 블록의 새로운 예측 방향을 지원할 수 있다. 다만, 위와 같은 2번의 인터폴레이션으로도 지원되지 않는 예측 방향의 경우, 지원 가능한 범위 중 가장 가까운 참조픽셀을 이용할 수 있다.
상기 도 51은 루마(luma)를 위한 인터폴레이션 필터로써 64-phase를 가지고 있고, 도 52는 크로마(chroma)를 위한 인터폴레이션 필터이다.
도 53은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 예측 모드 유도 플래그에 기초하여 인트라 예측을 수행하는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 인트라 예측부는 크게 제 1 인트라 예측부(5310)와 제 2 인트라 예측부(5320)를 포함할 수 있다.
디코더는 예측 모드 유도 플래그를 파싱하고, 그에 기초하여 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 예측 모드 유도 플래그에 따라 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하는 경우, 상기 제 1 인트라 예측부(5310)는 서브 블록 단위로 유도된 새로운 예측 모드에 따라 인트라 예측을 수행할 수 있다.
반면, 상기 예측 모드 유도 플래그에 따라 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하지 않는 경우, 상기 제 2 인트라 예측부(5320)는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 인트라 예측을 수행할 수 있다.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 도 1, 도 2 및 도 53에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 및 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트 스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (15)

  1. 비디오 신호를 디코딩하는 방법에 있어서,
    상기 비디오 신호로부터 현재 블록에 대한 예측 모드 유도 플래그(prediction mode derivation flag)를 획득하는 단계, 여기서 상기 예측 모드 유도 플래그는 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하는지 여부를 나타냄;
    상기 예측 모드 유도 플래그에 따라, 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하는 단계;
    상기 유도된 예측 모드에 기초하여 예측 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 예측 신호에 기초하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 예측 모드를 유도하는 단계는,
    현재 서브 블록의 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 조정 예측 모드를 유도하는 단계; 및
    상기 조정 예측 모드 또는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 상기 현재 서브 블록의 예측 모드를 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이웃 블록은 상기 현재 서브 블록에 인접한 상측 블록, 좌측 블록 또는 좌상측 블록 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 조정 예측 모드는 상기 이웃 블록 중 어느 하나의 예측 모드 값, 어느 2개 예측 모드의 평균값 또는 3개 예측 모드의 중간값으로 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 예측 신호를 생성하는 단계는,
    상기 현재 서브 블록의 예측 모드에 기초하여 제1 인터폴레이션 필터를 이용하여 제1 참조 픽셀을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 참조 픽셀들에 대해 제2 인터폴레이션 필터를 이용하여 제2 참조 픽셀을 생성하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 예측 신호는 상기 제2 참조 픽셀에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 예측 모드를 유도하는 단계는,
    상기 현재 블록에 인접하는 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 조정 예측 모드를 유도하는 단계; 및
    각 서브 블록의 위치 거리에 기초하여 상기 각 서브 블록의 예측 모드를 결정하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 각 서브 블록의 예측 모드에 대응되는 방향각은, 상기 조정 예측 모드에 대응되는 제1 방향각(1st direction angle)과 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대응되는 제2 방향각(2nd direction angle)의 차이를 상기 위치 거리에 비례하도록 산출함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 획득하는 단계를 더 포함하되,
    상기 인트라 예측 모드가 인트라 방향성 예측 모드(intra angular prediction mode)인 경우, 상기 예측 모드 유도 플래그가 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 비디오 신호로부터 인트라 예측을 위한 서브 블록 분할 플래그를 획득하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 서브 블록 분할 플래그는 인트라 예측을 위한 예측 블록이 서브 블록들로 분할되는지 여부를 나타내며,
    상기 서브 블록들은 대칭적 또는 비대칭적 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 서브 블록 분할 플래그에 따라 인트라 예측을 위한 예측 블록이 서브 블록들로 분할되는 경우, 서브 블록의 위치 정보 또는 서브 블록의 사이즈 정보 중 적어도 하나를 획득하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 위치 정보 및 상기 사이즈 정보는 수평 방향 및 수직 방향에 대한 정보를 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 비디오 신호를 디코딩하는 장치에 있어서,
    상기 비디오 신호로부터 현재 블록에 대한 예측 모드 유도 플래그(prediction mode derivation flag)를 파싱하는 파싱부;
    상기 예측 모드 유도 플래그에 따라 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하고, 상기 유도된 예측 모드에 기초하여 예측 신호를 생성하는 예측부; 및
    상기 예측 신호에 기초하여 상기 비디오 신호를 복원하는 복원부
    를 포함하되,
    상기 예측 모드 유도 플래그는 서브 블록 단위로 예측 모드를 유도하는지 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 예측부는,
    현재 서브 블록의 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 조정 예측 모드를 유도하고, 상기 조정 예측 모드 또는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 상기 현재 서브 블록의 예측 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이웃 블록은 상기 현재 서브 블록에 인접한 상측 블록, 좌측 블록 또는 좌상측 블록 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 조정 예측 모드는 상기 이웃 블록 중 어느 하나의 예측 모드 값, 어느 2개 예측 모드의 평균값 또는 3개 예측 모드의 중간값으로 유도되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 예측부는,
    상기 현재 서브 블록의 예측 모드에 기초하여 제1 인터폴레이션 필터를 이용하여 제1 참조 픽셀을 생성하고, 상기 제1 참조 픽셀들에 대해 제2 인터폴레이션 필터를 이용하여 제2 참조 픽셀을 생성하는 참조 픽셀 생성부를 더 포함하고,
    상기 예측 신호는 상기 제2 참조 픽셀에 기초하여 생성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 예측부는,
    상기 현재 블록에 인접하는 이웃 블록의 예측 모드에 기초하여 조정 예측 모드를 유도하고, 각 서브 블록의 위치 거리에 기초하여 상기 각 서브 블록의 예측 모드를 결정하되,
    상기 각 서브 블록의 예측 모드에 대응되는 방향각은, 상기 조정 예측 모드에 대응되는 제1 방향각(1st direction angle)과 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대응되는 제2 방향각(2nd direction angle)의 차이를 상기 위치 거리에 비례하도록 산출함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 파싱부는,
    상기 비디오 신호로부터 인트라 예측을 위한 서브 블록 분할 플래그를 파싱하되,
    상기 서브 블록 분할 플래그는 인트라 예측을 위한 예측 블록이 서브 블록들로 분할되는지 여부를 나타내고,
    상기 서브 블록들은 대칭적 또는 비대칭적 블록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 파싱부는,
    상기 서브 블록 분할 플래그에 따라 인트라 예측을 위한 예측 블록이 서브 블록들로 분할되는 경우, 서브 블록의 위치 정보 또는 서브 블록의 사이즈 정보 중 적어도 하나를 파싱하되,
    상기 위치 정보 및 상기 사이즈 정보는 수평 방향 및 수직 방향에 대한 정보를 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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