WO2018155985A1 - 비디오 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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WO2018155985A1
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이배근
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주식회사 케이티
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    • H04N19/96—Tree coding, e.g. quad-tree coding

Definitions

  • the present invention relates to a video signal processing method and apparatus.
  • High efficiency image compression techniques can be used to solve these problems caused by high resolution and high quality image data.
  • An inter-screen prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from a picture before or after the current picture using an image compression technique an intra prediction technique for predicting pixel values included in a current picture using pixel information in the current picture
  • An object of the present invention is to provide a multi-tree partitioning method and apparatus capable of effectively dividing an encoding / decoding target block in encoding / decoding a video signal.
  • An object of the present invention is to provide a multi-tree partitioning method and apparatus for dividing an encoding / decoding target block into symmetrical or asymmetrical blocks in encoding / decoding video signals.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for generating an interpolated intra prediction sample corresponding to a divided coding block by multi-tree partitioning.
  • An object of the present invention is to provide a recording medium including a video signal bitstream encoded by the encoding method.
  • the method may further include: identifying a directional intra prediction mode of a current coding block, and determining an interpolation filter type for directional intra prediction sample interpolation applied to the directional intra prediction mode according to the shape of the current coding block. And generating an intra prediction sample by applying the determined interpolation filter.
  • an interpolation filter having different filter taps is applied according to whether the shape of the current coding block is non-square or square.
  • an interpolation filter having a filter tap smaller than that of the square is applied.
  • an interpolation filter having different filter taps is applied.
  • an interpolation filter having a small filter tap may be applied.
  • an interpolation filter having a filter tap smaller than the case where the current coding block is larger than the reference size is applied.
  • an interpolation filter having different filter taps is applied.
  • an interpolation filter having different filter taps is applied depending on whether the intra prediction mode is a horizontal mode or a vertical mode.
  • the method may further include an interpolation filtering step in which any one of the vertical direction, the horizontal direction, and the vertical / horizontal direction is selectively performed when the interpolation filter type is determined.
  • the interpolation filter may have the same number of taps, but differently apply an interpolation filter having a different filter coefficient.
  • an interpolation filter having the same number of taps but having different filter intensities may be differently applied.
  • the method may further include: identifying a directional intra prediction mode of a current coding block, and determining an interpolation filter type for directional intra prediction sample interpolation applied to the directional intra prediction mode according to a shape of a current coding block. And generating an intra prediction sample by applying the determined interpolation filter.
  • the image decoding apparatus checks the directional intra prediction mode of the current coding block, and determines the type of interpolation filter for directional intra prediction sample interpolation applied to the directional intra prediction mode according to the shape of the current coding block. And a decoder for generating an intra prediction sample by applying the determined interpolation filter.
  • the image signal bitstream included in the recording medium may include: identifying a directional intra prediction mode of a current coding block, according to a shape of a current coding block, And determining an interpolation filter type for directional intra prediction sample interpolation applied to the directional intra prediction mode, and generating an intra prediction sample by applying the determined interpolation filter. do.
  • the encoding / decoding efficiency of a video signal can be increased.
  • the encoding / decoding efficiency of an image signal can be increased by dividing an encoding / decoding target block into a symmetrical or asymmetrical block.
  • the encoding / decoding efficiency of an image signal can be increased by applying an intra prediction sample interpolation filter to a shape and / or size of a current block.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a partition mode that can be applied to a coding block when the coding block is encoded by inter-screen prediction.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a partition type that allows quad tree and binary tree partitioning as an embodiment to which the invention is applied.
  • FIG. 5 illustrates an example of hierarchically splitting a coding block based on quad tree and binary tree splitting as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 illustrates an example of hierarchically partitioning coding blocks based on quad tree and symmetric binary tree splitting as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a partition form in which an asymmetric binary tree split is allowed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 8 illustrates a split form of a coding block based on quad tree and symmetric / asymmetric binary tree splitting as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a coding block partitioning method based on quad tree and binary tree partitioning according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 illustrates, as an embodiment to which the present invention is applied, a syntax element included in a network abstraction layer (NAL) to which quadtree and binary tree splits are applied.
  • NAL network abstraction layer
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a partition type in which asymmetric quad tree division is allowed as another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a coding block partitioning method based on asymmetric quad tree partitioning according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 illustrates, as another embodiment to which the present invention is applied, a syntax element included in a network abstraction layer (NAL) to which asymmetric quadtree splitting is applied.
  • NAL network abstraction layer
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a partition type allowing quad tree and triple tree division as another embodiment to which the present invention is applied.
  • 15 is a flowchart illustrating a coding block partitioning method based on quadtree and tripletree partitioning as another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 16 illustrates, as another embodiment to which the present invention is applied, a syntax element included in a network abstraction layer (NAL) to which quad tree and triple tree splits are applied.
  • NAL network abstraction layer
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a basic partition type in which multi-tree partitioning is allowed as another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an extended partition type in which multi-tree partitioning is allowed as another embodiment to which the present invention is applied.
  • 19 is a flowchart illustrating a coding block partitioning method based on multi-tree partitioning according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 20 illustrates a type of intra prediction mode that is pre-defined in an image encoder / decoder as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 21 illustrates a type of intra prediction mode extended to an image encoder / decoder according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 22 is a flowchart schematically illustrating an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 23 illustrates a method of correcting a prediction sample of a current block based on difference information of neighboring samples, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 24 and 25 illustrate a method of correcting a prediction sample based on a predetermined correction filter according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 26 is a table illustrating intra direction parameters intraPredAng from Mode 2 to Mode 34 which are the directional intra prediction modes shown in FIG. 20.
  • 27 and 28 are diagrams illustrating a one-dimensional reference sample group in which reference samples are rearranged in a line according to the present invention.
  • FIG. 29 is a flowchart to which different interpolation filters are applied according to types of coding units according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 30 to 32 exemplarily illustrate a flowchart in which different interpolation filters are applied according to types of coding units according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • NAL network abstraction layer
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • unit used in the present application may be replaced with a “block”, and thus, the term “coding tree unit” and “coding tree block”, “coding unit” and “coding block” are used herein. ”,“ Prediction unit ”and“ prediction block ”,“ transform unit ”and“ transform block ”can be interpreted in the same sense.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding apparatus 100 may include a picture splitter 110, a predictor 120 and 125, a transformer 130, a quantizer 135, a realigner 160, and an entropy encoder. 165, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 145, a filter 150, and a memory 155.
  • each of the components shown in FIG. 1 is independently illustrated to represent different characteristic functions in the image encoding apparatus, and does not mean that each of the components is made of separate hardware or one software component unit.
  • each component is included in each component for convenience of description, and at least two of the components may be combined into one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function.
  • Integrated and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.
  • the components may not be essential components for performing essential functions in the present invention, but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented including only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving performance. Also included in the scope of the present invention.
  • the picture dividing unit 110 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be a prediction unit (PU), a transform unit (TU), or a coding unit (CU).
  • the picture dividing unit 110 divides one picture into a combination of a plurality of coding units, prediction units, and transformation units, and combines one coding unit, prediction unit, and transformation unit on a predetermined basis (eg, a cost function). You can select to encode the picture.
  • one picture may be divided into a plurality of coding units.
  • a recursive tree structure such as a quad tree structure may be used, and coding is divided into other coding units by using one image or a largest coding unit as a root.
  • the unit may be split with as many child nodes as the number of split coding units. Coding units that are no longer split according to certain restrictions become leaf nodes. That is, when it is assumed that only square division is possible for one coding unit, one coding unit may be split into at most four other coding units.
  • a coding unit may be used as a unit for encoding or may be used as a unit for decoding.
  • the prediction unit may be split in the form of at least one square or rectangle having the same size in one coding unit, or the prediction unit of any one of the prediction units split in one coding unit is different from one another. It may be divided to have a different shape and / or size than the unit.
  • the intra prediction may be performed without splitting into a plurality of prediction units NxN.
  • the predictors 120 and 125 may include an inter predictor 120 that performs inter prediction and an intra predictor 125 that performs intra prediction. Whether to use inter prediction or intra prediction on the prediction unit may be determined, and specific information (eg, an intra prediction mode, a motion vector, a reference picture, etc.) according to each prediction method may be determined. In this case, the processing unit in which the prediction is performed may differ from the processing unit in which the prediction method and the details are determined. For example, the method of prediction and the prediction mode may be determined in the prediction unit, and the prediction may be performed in the transform unit. The residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the transformer 130.
  • specific information eg, an intra prediction mode, a motion vector, a reference picture, etc.
  • prediction mode information and motion vector information used for prediction may be encoded by the entropy encoder 165 together with the residual value and transmitted to the decoder.
  • the original block may be encoded as it is and transmitted to the decoder without generating the prediction block through the prediction units 120 and 125.
  • the inter prediction unit 120 may predict the prediction unit based on the information of at least one of the previous picture or the next picture of the current picture. In some cases, the inter prediction unit 120 may predict the prediction unit based on the information of the partial region in which the encoding is completed in the current picture. You can also predict units.
  • the inter predictor 120 may include a reference picture interpolator, a motion predictor, and a motion compensator.
  • the reference picture interpolator may receive reference picture information from the memory 155 and generate pixel information of an integer pixel or less in the reference picture.
  • a DCT based 8-tap interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of integer pixels or less in units of 1/4 pixels.
  • a DCT-based interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of an integer pixel or less in units of 1/8 pixels.
  • the motion predictor may perform motion prediction based on the reference picture interpolated by the reference picture interpolator.
  • various methods such as full search-based block matching algorithm (FBMA), three step search (TSS), and new three-step search algorithm (NTS) may be used.
  • FBMA full search-based block matching algorithm
  • TSS three step search
  • NTS new three-step search algorithm
  • the motion vector may have a motion vector value of 1/2 or 1/4 pixel units based on the interpolated pixels.
  • the motion prediction unit may predict the current prediction unit by using a different motion prediction method.
  • various methods such as a skip method, a merge method, an advanced motion vector prediction (AMVP) method, an intra block copy method, and the like may be used.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the intra predictor 125 may generate a prediction unit based on reference pixel information around the current block, which is pixel information in the current picture. If the neighboring block of the current prediction unit is a block that has performed inter prediction, and the reference pixel is a pixel that has performed inter prediction, the reference pixel of the block that has performed intra prediction around the reference pixel included in the block where the inter prediction has been performed Can be used as a substitute for information. That is, when the reference pixel is not available, the unavailable reference pixel information may be replaced with at least one reference pixel among the available reference pixels.
  • a prediction mode may have a directional prediction mode using reference pixel information according to a prediction direction, and a non-directional mode using no directional information when performing prediction.
  • the mode for predicting the luminance information and the mode for predicting the color difference information may be different, and the intra prediction mode information or the predicted luminance signal information used for predicting the luminance information may be utilized to predict the color difference information.
  • intra prediction When performing intra prediction, if the size of the prediction unit and the size of the transform unit are the same, the intra prediction on the prediction unit is performed based on the pixels on the left of the prediction unit, the pixels on the upper left, and the pixels on the top. Can be performed. However, when performing intra prediction, if the size of the prediction unit is different from that of the transform unit, intra prediction may be performed using a reference pixel based on the transform unit. In addition, intra prediction using NxN division may be used only for a minimum coding unit.
  • the intra prediction method may generate a prediction block after applying an adaptive intra smoothing (AIS) filter to a reference pixel according to a prediction mode.
  • AIS adaptive intra smoothing
  • the type of AIS filter applied to the reference pixel may be different.
  • the intra prediction mode of the current prediction unit may be predicted from the intra prediction mode of the prediction unit existing around the current prediction unit.
  • the prediction mode of the current prediction unit is predicted by using the mode information predicted from the neighboring prediction unit, if the intra prediction mode of the current prediction unit and the neighboring prediction unit is the same, the current prediction unit and the neighboring prediction unit using the predetermined flag information If the prediction modes of the current prediction unit and the neighboring prediction unit are different, entropy encoding may be performed to encode the prediction mode information of the current block.
  • a residual block may include a prediction unit performing prediction based on the prediction units generated by the prediction units 120 and 125 and residual information including residual information that is a difference from an original block of the prediction unit.
  • the generated residual block may be input to the transformer 130.
  • the transform unit 130 converts the residual block including residual information of the original block and the prediction unit generated by the prediction units 120 and 125 into a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), and a KLT. You can convert using the same conversion method. Whether to apply DCT, DST, or KLT to transform the residual block may be determined based on intra prediction mode information of the prediction unit used to generate the residual block.
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • KLT KLT
  • the quantization unit 135 may quantize the values converted by the transformer 130 into the frequency domain.
  • the quantization coefficient may change depending on the block or the importance of the image.
  • the value calculated by the quantization unit 135 may be provided to the inverse quantization unit 140 and the reordering unit 160.
  • the reordering unit 160 may reorder coefficient values with respect to the quantized residual value.
  • the reordering unit 160 may change the two-dimensional block shape coefficients into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method. For example, the reordering unit 160 may scan from DC coefficients to coefficients in the high frequency region by using a Zig-Zag scan method and change them into one-dimensional vectors.
  • a vertical scan that scans two-dimensional block shape coefficients in a column direction instead of a zig-zag scan may be used, and a horizontal scan that scans two-dimensional block shape coefficients in a row direction. That is, according to the size of the transform unit and the intra prediction mode, it is possible to determine which scan method among the zig-zag scan, the vertical scan, and the horizontal scan is used.
  • the entropy encoder 165 may perform entropy encoding based on the values calculated by the reordering unit 160. Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • the entropy encoder 165 receives residual value coefficient information, block type information, prediction mode information, partition unit information, prediction unit information, transmission unit information, and motion of the coding unit from the reordering unit 160 and the prediction units 120 and 125.
  • Various information such as vector information, reference frame information, interpolation information of a block, and filtering information can be encoded.
  • the entropy encoder 165 may entropy encode a coefficient value of a coding unit input from the reordering unit 160.
  • the inverse quantizer 140 and the inverse transformer 145 inverse quantize the quantized values in the quantizer 135 and inversely transform the transformed values in the transformer 130.
  • the residual value generated by the inverse quantizer 140 and the inverse transformer 145 is reconstructed by combining the prediction units predicted by the motion estimator, the motion compensator, and the intra predictor included in the predictors 120 and 125. You can create a Reconstructed Block.
  • the filter unit 150 may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • a deblocking filter may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • ALF adaptive loop filter
  • the deblocking filter may remove block distortion caused by boundaries between blocks in the reconstructed picture.
  • it may be determined whether to apply a deblocking filter to the current block based on the pixels included in several columns or rows included in the block.
  • a strong filter or a weak filter may be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • horizontal filtering and vertical filtering may be performed in parallel when vertical filtering and horizontal filtering are performed.
  • the offset correction unit may correct the offset with respect to the original image on a pixel-by-pixel basis for the deblocking image.
  • the pixels included in the image are divided into a predetermined number of areas, and then, an area to be offset is determined, an offset is applied to the corresponding area, or offset considering the edge information of each pixel. You can use this method.
  • Adaptive Loop Filtering may be performed based on a value obtained by comparing the filtered reconstructed image with the original image. After dividing the pixels included in the image into a predetermined group, one filter to be applied to the group may be determined and filtering may be performed for each group. For information related to whether to apply ALF, a luminance signal may be transmitted for each coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of an ALF filter to be applied may vary according to each block. In addition, regardless of the characteristics of the block to be applied, the same type (fixed form) of the ALF filter may be applied.
  • ALF Adaptive Loop Filtering
  • the memory 155 may store the reconstructed block or picture calculated by the filter unit 150, and the stored reconstructed block or picture may be provided to the predictors 120 and 125 when performing inter prediction.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image decoder 200 includes an entropy decoder 210, a reordering unit 215, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 225, a predictor 230, 235, and a filter unit ( 240, a memory 245 may be included.
  • the input bitstream may be decoded by a procedure opposite to that of the image encoder.
  • the entropy decoder 210 may perform entropy decoding in a procedure opposite to that of the entropy encoding performed by the entropy encoder of the image encoder. For example, various methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be applied to the method performed by the image encoder.
  • various methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be applied to the method performed by the image encoder.
  • the entropy decoder 210 may decode information related to intra prediction and inter prediction performed by the encoder.
  • the reordering unit 215 may reorder the entropy decoded bitstream by the entropy decoding unit 210 based on a method of rearranging the bitstream. Coefficients expressed in the form of a one-dimensional vector may be reconstructed by reconstructing the coefficients in a two-dimensional block form.
  • the reordering unit 215 may be realigned by receiving information related to coefficient scanning performed by the encoder and performing reverse scanning based on the scanning order performed by the corresponding encoder.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoder and the coefficient values of the rearranged block.
  • the inverse transform unit 225 may perform an inverse transform, i.e., an inverse DCT, an inverse DST, and an inverse KLT, for a quantization result performed by the image encoder, that is, a DCT, DST, and KLT. Inverse transformation may be performed based on a transmission unit determined by the image encoder.
  • the inverse transform unit 225 of the image decoder may selectively perform a transform scheme (eg, DCT, DST, KLT) according to a plurality of pieces of information such as a prediction method, a size of a current block, and a prediction direction.
  • a transform scheme eg, DCT, DST, KLT
  • the prediction units 230 and 235 may generate the prediction block based on the prediction block generation related information provided by the entropy decoder 210 and previously decoded blocks or picture information provided by the memory 245.
  • Intra prediction is performed on a prediction unit based on a pixel, but when intra prediction is performed, when the size of the prediction unit and the size of the transformation unit are different, intra prediction may be performed using a reference pixel based on the transformation unit. Can be. In addition, intra prediction using NxN division may be used only for a minimum coding unit.
  • the predictors 230 and 235 may include a prediction unit determiner, an inter predictor, and an intra predictor.
  • the prediction unit determiner receives various information such as prediction unit information input from the entropy decoder 210, prediction mode information of the intra prediction method, and motion prediction related information of the inter prediction method, and distinguishes the prediction unit from the current coding unit, and predicts It may be determined whether the unit performs inter prediction or intra prediction.
  • the inter prediction unit 230 predicts the current prediction based on information included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture including the current prediction unit by using information required for inter prediction of the current prediction unit provided by the image encoder. Inter prediction may be performed on a unit. Alternatively, inter prediction may be performed based on information of some regions pre-restored in the current picture including the current prediction unit.
  • a motion prediction method of a prediction unit included in a coding unit based on a coding unit includes a skip mode, a merge mode, an AMVP mode, and an intra block copy mode. It can be determined whether or not it is a method.
  • the intra predictor 235 may generate a prediction block based on pixel information in the current picture.
  • intra prediction may be performed based on intra prediction mode information of the prediction unit provided by the image encoder.
  • the intra predictor 235 may include an adaptive intra smoothing (AIS) filter, a reference pixel interpolator, and a DC filter.
  • the AIS filter is a part of filtering the reference pixel of the current block and determines whether to apply the filter according to the prediction mode of the current prediction unit.
  • AIS filtering may be performed on the reference pixel of the current block by using the prediction mode and the AIS filter information of the prediction unit provided by the image encoder. If the prediction mode of the current block is a mode that does not perform AIS filtering, the AIS filter may not be applied.
  • the reference pixel interpolator may generate a reference pixel having an integer value or less by interpolating the reference pixel. If the prediction mode of the current prediction unit is a prediction mode for generating a prediction block without interpolating the reference pixel, the reference pixel may not be interpolated.
  • the DC filter may generate the prediction block through filtering when the prediction mode of the current block is the DC mode.
  • the reconstructed block or picture may be provided to the filter unit 240.
  • the filter unit 240 may include a deblocking filter, an offset correction unit, and an ALF.
  • Information about whether a deblocking filter is applied to a corresponding block or picture, and when the deblocking filter is applied to the corresponding block or picture, may be provided with information about whether a strong filter or a weak filter is applied.
  • the deblocking filter related information provided by the image encoder may be provided and the deblocking filtering of the corresponding block may be performed in the image decoder.
  • the offset correction unit may perform offset correction on the reconstructed image based on the type of offset correction and offset value information applied to the image during encoding.
  • the ALF may be applied to a coding unit based on ALF application information, ALF coefficient information, and the like provided from the encoder. Such ALF information may be provided included in a specific parameter set.
  • the memory 245 may store the reconstructed picture or block to use as a reference picture or reference block, and may provide the reconstructed picture to the output unit.
  • a coding unit is used as a coding unit for convenience of description, but may also be a unit for performing decoding as well as encoding.
  • the current block represents a block to be encoded / decoded, and according to the encoding / decoding step, a coding tree block (or a coding tree unit), an encoding block (or a coding unit), a transform block (or a transform unit), or a prediction block. (Or prediction unit) or the like.
  • 'unit' may indicate a basic unit for performing a specific encoding / decoding process
  • 'block' may indicate a sample array having a predetermined size.
  • 'block' and 'unit' may be used interchangeably.
  • the coding block (coding block) and the coding unit (coding unit) may be understood to have the same meaning.
  • One picture may be divided into square or non-square basic blocks and encoded / decoded.
  • the basic block may be referred to as a coding tree unit.
  • a coding tree unit may be defined as the largest coding unit allowed in a sequence or slice. Information regarding whether the coding tree unit is square or non-square or the size of the coding tree unit may be signaled through a sequence parameter set, a picture parameter set or a slice header.
  • the coding tree unit may be divided into smaller sized partitions.
  • the partition generated by dividing the coding tree unit is called depth 1
  • the partition generated by dividing the partition having depth 1 may be defined as depth 2. That is, a partition generated by dividing a partition that is a depth k in a coding tree unit may be defined as having a depth k + 1.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a partition mode that may be applied to a coding block when a coding block is encoded by intra picture prediction or inter picture prediction.
  • An arbitrary size partition generated as a coding tree unit is split is defined as a coding unit. can do.
  • Figure 3 (a) shows the coding unit is 2Nx2N size.
  • the coding unit may be split recursively or split into basic units for performing prediction, quantization, transform, or in-loop filtering.
  • a partition of any size generated as a coding unit is divided may be defined as a coding unit, or a transform unit (TU) or a prediction unit that is a basic unit for performing prediction, quantization, transform, or in-loop filtering.
  • PU Prediction Unit
  • a prediction block having the same size as the coding block or a size smaller than the coding block may be determined through prediction division of the coding block.
  • Predictive partitioning of a coding block may be performed by a partition mode (Part_mode) indicating a partition type of a coding block.
  • Part_mode partition mode
  • the size or shape of the prediction block may be determined according to the partition mode of the coding block.
  • the division type of the coding block may be determined through information specifying any one of partition candidates.
  • the partition candidates available to the coding block may include an asymmetric partition shape (eg, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD) according to the size, shape, or coding mode of the coding block.
  • a partition candidate available to a coding block may be determined according to an encoding mode of the current block. For example, when the coding block is encoded by inter-screen prediction, any one of eight partition modes may be applied to the coding block, as shown in the example illustrated in FIG. On the other hand, when a coding block is encoded by intra prediction, PART_2Nx2N or PART_NxN among the eight partition modes of FIG. 3 (b) may be applied to the coding block.
  • PART_NxN may be applied when the coding block has a minimum size.
  • the minimum size of the coding block may be predefined in the encoder and the decoder.
  • information about the minimum size of the coding block may be signaled through the bitstream.
  • the minimum size of the coding block is signaled through the slice header, and accordingly, the minimum size of the coding block may be defined for each slice.
  • the partition candidates available to the coding block may be determined differently according to at least one of the size or shape of the coding block.
  • the number or type of partition candidates that a coding block may use may be differently determined according to at least one of the size or shape of the coding block.
  • the type or number of asymmetric partition candidates among partition candidates available to the coding block may be limited according to the size or shape of the coding block.
  • the number or type of asymmetric partition candidates that a coding block may use may be differently determined according to at least one of the size or shape of the coding block.
  • the size of the prediction block may have a size of 64x64 to 4x4.
  • the prediction block may not have a 4x4 size in order to reduce the memory bandwidth.
  • the coding block may be divided according to the partition mode indicated by the partition index, and each partition generated as the coding block is divided may be defined as the coding block.
  • a coding tree unit is included in a category of a coding unit. That is, in an embodiment to be described later, the coding unit may refer to a coding tree unit or may mean a coding unit generated as the coding tree unit is divided.
  • 'partition' generated as the coding block is split may be understood as meaning 'coding block'.
  • the coding unit may be divided by at least one line.
  • the line dividing the coding unit may have a predetermined angle.
  • the predetermined angle may be a value within the range of 0 degrees to 360 degrees.
  • a 0 degree line may mean a horizontal line
  • a 90 degree line may mean a vertical line
  • a 45 degree or 135 degree line may mean a diagonal line.
  • the plurality of lines may all have the same angle. Alternatively, at least one of the plurality of lines may have a different angle from other lines. Alternatively, the coding tree unit or the plurality of lines dividing the coding unit may be set to have a predefined angle difference (eg, 90 degrees).
  • Information about a coding tree unit or a line dividing the coding unit may be defined and encoded in a partition mode. Alternatively, information about the number of lines, the direction, the angle, the position of the lines in the block, and the like may be encoded.
  • a coding tree unit or a coding unit is divided into a plurality of coding units using at least one of a vertical line and a horizontal line.
  • the number of vertical lines or horizontal lines partitioning the coding unit may be at least one.
  • a coding tree unit or a coding unit may be divided into two partitions using one vertical line or one horizontal line, or the coding unit may be divided into three partitions using two vertical lines or two horizontal lines. .
  • one vertical line and one horizontal line may be used to divide the coding unit into four partitions of 1/2 length and width.
  • the partitions may have a uniform size.
  • either partition may have a different size than the remaining partitions, or each partition may have a different size.
  • a coding unit is divided into four partitions as a quad tree-based partition, and that a coding unit is divided into two partitions is assumed to be a binary tree-based partition.
  • the coding unit is divided into three partitions as triple tree based partitioning.
  • the partitioning is performed by applying the at least two partitioning schemes.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a partition type that allows quad tree and binary tree partitioning as an embodiment to which the invention is applied.
  • the input video signal is decoded in predetermined block units, and the basic unit for decoding the input video signal in this way is called a coding block.
  • the coding block may be a unit for performing intra / inter prediction, transformation, and quantization.
  • a prediction mode eg, an intra prediction mode or an inter prediction mode
  • the coding block can be a square or non-square block with any size in the range 8x8 to 64x64, and can be a square or non-square block with a size of 128x128, 256x256 or more.
  • the coding block may be hierarchically divided based on at least one of a quad tree and a binary tree.
  • quad tree-based partitioning divides a 2Nx2N coding block into four NxN coding blocks (Fig. 4 (a)), and binary tree-based partitioning divides one coding block into two coding blocks. Each can mean. Even if binary tree-based partitioning is performed, there may be a square coding block at a lower depth.
  • Binary tree-based partitioning may be performed symmetrically or asymmetrically.
  • the coding block divided based on the binary tree may be a square block or a non-square block such as a rectangle.
  • a partition type that allows binary tree based partitioning may be symmetric 2NxN (horizontal non-square coding unit) or Nx2N (vertical non-square coding unit), as in the example shown in FIG. 4 (b).
  • a partition type allowing partitioning based on a binary tree may include at least one of asymmetric nLx2N, nRx2N, 2NxnU, or 2NxnD, as shown in the example of FIG. .
  • Binary tree-based partitioning may be limitedly limited to either symmetric or asymmetric partitions.
  • configuring the coding tree unit into square blocks may correspond to quad tree CU partitioning
  • configuring the coding tree unit into symmetric non-square blocks may correspond to binary tree CU partitioning
  • Configuring the coding tree unit into square blocks and symmetric non-square blocks may correspond to quad and binary tree CU partitioning.
  • quad-tree & binary-tree (QTBT) partitioning the partitioning method based on the quad tree and the binary tree.
  • coding blocks that are no longer split may be used as prediction blocks or transform blocks. That is, in a Quad-Tree & Binary-Tree (QTBT) splitting method based on a quad tree and a binary tree, a coding block may be a prediction block, and the prediction block may be a transform block.
  • QTBT Quad-Tree & Binary-Tree
  • a prediction image may be generated in units of coding blocks, and a residual signal that is a difference between the original image and the prediction image may be converted in units of coding blocks.
  • generating the prediction image in units of coding blocks may mean that motion information is determined based on the coding block or one intra prediction mode is determined based on the coding block. Accordingly, the coding block may be encoded using at least one of a skip mode, an intra prediction or an inter prediction.
  • a coding block it is also possible to split a coding block to use a prediction block or transform block having a smaller size than the coding block.
  • BT may be set such that only symmetric division is allowed.
  • the coding efficiency may be lowered.
  • Asymetric Binary Tree Partitioning refers to splitting a coding block into two smaller coding blocks.
  • the coding block may be divided into two asymmetrical coding blocks.
  • Binary tree-based partitioning may be performed on a coding block in which quadtree-based partitioning is no longer performed.
  • Quadtree-based partitioning may no longer be performed on a coding block partitioned based on binary tree.
  • the division of the lower depth may be determined depending on the division type of the upper depth. For example, when binary tree-based partitioning is allowed in two or more depths, only a binary tree-based partitioning of the same type as a binary tree partitioning of an upper depth may be allowed in a lower depth. For example, when the binary tree based splitting is performed in the 2NxN form at the upper depth, the binary tree based splitting in the 2NxN form may be performed at the lower depth. Alternatively, when binary tree-based partitioning is performed in an Nx2N form at an upper depth, Nx2N-type binary tree-based partitioning may be allowed in a lower depth.
  • slices, coding tree units, or coding units only certain types of binary tree based partitioning may be used.
  • the 2NxN or Nx2N type binary tree based partitioning may be limited to the coding tree unit.
  • the allowed partition type may be predefined in the encoder or the decoder, and information about the allowed partition type or the not allowed partition type may be encoded and signaled through a bitstream.
  • FIG. 5 illustrates an example of hierarchically splitting a coding block based on quad tree and binary tree splitting as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the first coding block 300 having a split depth of k may be divided into a plurality of second coding blocks based on a quad tree.
  • the second coding blocks 310 to 340 are square blocks having half the width and the height of the first coding block, and the split depth of the second coding block may be increased to k + 1.
  • the second coding block 310 having the division depth k + 1 may be divided into a plurality of third coding blocks having the division depth k + 2. Partitioning of the second coding block 310 may be selectively performed using either a quart tree or a binary tree according to a partitioning scheme.
  • the splitting scheme may be determined based on at least one of information indicating splitting based on the quad tree or information indicating splitting based on the binary tree.
  • the second coding block 310 When the second coding block 310 is divided on the basis of the quart tree, the second coding block 310 is divided into four third coding blocks 310a having half the width and the height of the second coding block, The split depth can be increased to k + 2.
  • the second coding block 310 when the second coding block 310 is divided on a binary tree basis, the second coding block 310 may be split into two third coding blocks. In this case, each of the two third coding blocks is a non-square block having one half of the width and the height of the second coding block, and the split depth may be increased to k + 2.
  • the second coding block may be determined as a non-square block in the horizontal direction or the vertical direction according to the division direction, and the division direction may be determined based on information about whether the binary tree-based division is the vertical direction or the horizontal direction.
  • the second coding block 310 may be determined as an end coding block that is no longer split based on the quad tree or the binary tree, and in this case, the corresponding coding block may be used as a prediction block or a transform block.
  • the third coding block 310a may be determined as an end coding block like the division of the second coding block 310, or may be further divided based on a quad tree or a binary tree.
  • the third coding block 310b split based on the binary tree may be further divided into a vertical coding block 310b-2 or a horizontal coding block 310b-3 based on the binary tree, and corresponding coding
  • the partition depth of the block can be increased to k + 3.
  • the third coding block 310b may be determined as an end coding block 310b-1 that is no longer split based on the binary tree, in which case the coding block 310b-1 may be used as a prediction block or a transform block. Can be.
  • the above-described partitioning process allows information about the size / depth of a coding block that allows quad-tree based partitioning, information about the size / depth of the coding block that allows binary tree-based partitioning, or binary-tree based partitioning. It may be limitedly performed based on at least one of information about the size / depth of the coding block that is not.
  • the size of the coding block may be limited to a predetermined number, or the size of the coding block in the predetermined unit may have a fixed value.
  • the size of the coding block in the sequence or the size of the coding block in the picture may be limited to 256x256, 128x128 or 32x32.
  • Information representing the size of a coding block in a sequence or picture may be signaled through a sequence header or picture header.
  • the coding unit may take a square or a rectangle of any size.
  • FIG. 6 illustrates an example of hierarchically partitioning coding blocks based on quad tree and symmetric binary tree splitting as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which only a specific form, for example, a partition based on a symmetric binary tree is allowed.
  • FIG. 6A illustrates an example in which only Nx2N type binary tree based partitioning is allowed.
  • the depth 1 coding block 601 may be divided into two Nx2N blocks 601a and 601b at depth 2
  • the depth 2 coding block 602 may be divided into two Nx2N blocks 602a and 602b at depth 3. .
  • the depth 1 coding block 603 may be divided into two 2NxN blocks 603a and 603b at depth 2
  • the depth 2 coding block 604 may be divided into two 2NxN blocks 604a and 604b at depth 3. .
  • FIG. 6C illustrates an example of dividing a block divided into a symmetric binary tree into a symmetric binary tree.
  • the depth 1 coding block 605 is divided into two Nx2N blocks 605a and 605b at depth 2
  • the depth 2 coding block 605a generated after the division is divided into two Nx2N blocks 605a1, at depth 3. 605a2).
  • the partitioning scheme is equally applicable to 2N ⁇ N coding blocks generated by symmetric binary tree partitioning.
  • Quad_split_flag may indicate whether a coding block is divided into four coding blocks
  • binary_split_flag may indicate whether a coding block is divided into two coding blocks.
  • the number of times that binary tree splitting is allowed, the depth for which binary tree splitting is allowed or the number of depths for which binary tree splitting is allowed may be obtained.
  • the information may be encoded in a coding tree unit or a coding unit and transmitted to a decoder through a bitstream.
  • a syntax 'max_binary_depth_idx_minus1' indicating a maximum depth that allows binary tree splitting may be encoded / decoded through the bitstream through the bitstream.
  • max_binary_depth_idx_minus1 + 1 may indicate the maximum depth allowed for binary tree splitting.
  • the result of performing binary tree splitting on the coding units having depth 2 (eg, 605a and 605b) and the coding units having depth 3 (eg, 605a1 and 605a2) is illustrated.
  • information indicating the number of times binary tree splitting has been performed in the coding tree unit for example, two times
  • information indicating the maximum depth (eg, depth 3) allowed for binary tree splitting in the coding tree unit or in the coding tree unit.
  • At least one of information representing the number of depths (eg, two, depth 2, and depth 3) allowed for binary tree splitting may be encoded / decoded through a bitstream.
  • At least one of the number of times that the binary tree split is allowed, the depth in which the binary tree split is allowed, or the number of the depths in which the binary tree split is allowed may be obtained for each sequence and slice.
  • the information may be encoded in a sequence, picture or slice unit and transmitted through a bitstream.
  • at least one of the number of binary tree splits, the maximum depth allowed for binary tree splits, or the number of depths allowed for binary tree splits may be different in the first and second slices. For example, in the first slice, binary tree splitting is allowed only at one depth, while in the second slice, binary tree splitting may be allowed at two depths.
  • At least one of the number of times that a binary tree split is allowed, the depth that allows a binary tree split, or the number of depths that a binary tree split allows may be differently set according to a temporal identifier (Temporal_ID) of a slice or a picture.
  • Temporal_ID may be used to identify each of a plurality of layers of an image having at least one scalability among a view, a spatial, a temporal, or a quality. will be.
  • CUs partitioned by binary partitioning can be restricted from using Transform skip.
  • transformskip may be applied only in at least one of a horizontal direction and a vertical direction. Applying only the horizontal transform skip refers to performing scaling and quantization without performing transform in the horizontal direction, and performing transformation by specifying at least one transform such as DCT or DST in the vertical direction.
  • applying only the vertical transform skip indicates that the transform is performed by specifying at least one transform such as DCT or DST in the horizontal direction, and performs only scaling and quantization without performing transform in the vertical direction.
  • the syntax hor_transform_skip_flag indicating whether to apply the horizontal transform skip and the syntax ver_transform_skip_flag indicating whether to apply the vertical transform skip may be signaled.
  • the transform skip When applying the transform skip to at least one of the horizontal direction and the vertical direction, it is also possible to signal in which direction the transform skip is applied depending on the type of the CU. Specifically, for example, in the case of a 2NxN type CU The transform may be performed in the horizontal direction and the transform skip may be applied in the vertical direction. In the case of an Nx2N type CU, the transform skip may be applied in the horizontal direction and the transform may be performed in the vertical direction.
  • the transform may be at least one of DCT or DST.
  • the transform may be performed in the vertical direction and the transform skip may be applied in the horizontal direction.
  • the transform skip may be applied in the vertical direction and the horizontal direction is transformed. You can also do
  • the transform may be at least one of DCT or DST.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a partition form in which an asymmetric binary tree split is allowed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a 2Nx2N coding block includes two coding blocks having a width ratio of n: (1-n) or a height ratio of n It may be split into two coding blocks: (1-n).
  • n may represent a real number greater than 0 and less than 1.
  • FIG. 7 for example, as asymmetric binary tree partitioning is applied to a coding block, two coding blocks 701, 702 having a width ratio of 1: 3, or two coding blocks 703, 704 having a 3: 1, Or two coding blocks 705, 706 with a height ratio of 1: 3 or two coding blocks 707, 708 with a 3: 1 are shown.
  • a left partition having a width of 1 / 4W and a right partition having a width of 3 / 4W may be generated.
  • a partitioned form in which the width of the left partition is smaller than the width of the right partition may be referred to as an nLx2N binary partition.
  • a left partition having a width of 3 / 4W and a right partition having a width of 1 / 4W may be generated.
  • the partition type whose width of the right partition is smaller than the width of the left partition may be referred to as nRx2N binary partition.
  • a top partition having a height of 1 / 4H and a bottom partition having a height of 3 / 4H may be generated.
  • a partition type in which the height of the upper partition is smaller than the height of the lower partition may be referred to as a 2NxnU binary partition.
  • an upper partition having a height of 3 / 4H and a lower partition having a height of 1 / 4H may be generated.
  • a partitioned form in which the height of the lower partition is smaller than the height of the upper partition may be referred to as a 2NxnD binary partition.
  • the width ratio or height ratio between two coding blocks is 1: 3 or 3: 1.
  • the width ratio or height ratio between two coding blocks generated by asymmetric binary tree partitioning is not limited thereto.
  • the coding block may be divided into two coding blocks having a different width ratio or a different height ratio than that shown in FIG. 7.
  • an asymmetric binary partition shape of a coding block may be determined based on information signaled through a bitstream.
  • a partitioning type of a coding block may include information indicating a partitioning direction of a coding block and a coding block. The partition may be determined based on information indicating whether the first partition generated as the partition is smaller than the second partition.
  • the information indicating the splitting direction of the coding block may be a 1-bit flag indicating whether the coding block is split in the vertical direction or in the horizontal direction.
  • hor_binary_flag may indicate whether a coding block is divided in a horizontal direction.
  • a value of hor_binary_flag equal to 1 indicates that the coding block is divided in the horizontal direction
  • a value of hor_binary_flag equal to 0 may indicate that the coding block is divided in the vertical direction.
  • ver_binary_flag indicating whether the coding block is divided in the vertical direction may be used.
  • the information indicating whether the first partition has a smaller size than the second partition may be a 1-bit flag.
  • is_left_above_small_part_flag may indicate whether the size of the left or top partition generated as the coding block is split is smaller than the right or bottom partition.
  • the value of is_left_above_small_part_flag equal to 1 may mean that the size of the left or top partition is smaller than the right or bottom partition
  • the value of is_left_above_small_part_flag equal to 0 may mean that the size of the left or top partition is larger than the right or bottom partition.
  • is_right_bottom_small_part_flag may be used indicating whether the size of the right or bottom partition is smaller than the left or top partition.
  • the size of the first partition and the second partition may be determined using information representing a width ratio, a height ratio, or a width ratio between the first partition and the second partition.
  • a value of hor_binary_flag equal to 0 and a value of is_left_above_small_part_flag equal to 1 indicate an nLx2N binary partition
  • a value of hor_binary_flag equal to 0 and a value of is_left_above_small_part_flag equal to 0 may indicate an nRx2N binary partition.
  • a value of hor_binary_flag equal to 1 and a value of is_left_above_small_part_flag equal to 1 indicate a 2NxnU binary partition
  • a value of hor_binary_flag equal to 1 indicates a 2NxnU binary partition
  • a value of hor_binary_flag equal to 1 indicates a 2NxnD binary partition
  • a value of hor_binary_flag 1
  • a value of is_left_above_small_part_flag equal to 0 may indicate a 2NxnD binary partition.
  • the asymmetric binary partition type of the coding block may be determined by index information indicating the partition type of the coding block.
  • the index information is information signaled through the bitstream, and may be encoded with a fixed length (that is, a fixed number of bits) or may be encoded with a variable length.
  • Table 1 shows partition indexes for asymmetric binary partitions.
  • Asymmetric binary tree partitioning may be used depending on the QTBT partitioning method. For example, if quad tree partitioning or binary tree partitioning is no longer applied to a coding block, whether to apply asymmetric binary tree partitioning to the coding block. Can be determined.
  • whether to apply asymmetric binary tree splitting to the coding block may be determined by information signaled through the bitstream. For example, the information may be a 1-bit flag 'asymmetric_binary_tree_flag', and based on the flag, it may be determined whether asymmetric binary tree splitting is applied to the coding block.
  • the coding block may be split into two blocks. If so, it may be determined whether the partition type is binary tree split or asymmetric binary tree split.
  • whether the partition type of the coding block is binary tree partitioning or asymmetric binary tree partitioning may be determined by information signaled through the bitstream.
  • the information may be a one-bit flag 'is_asymmetric_split_flag', and based on the flag, it may be determined whether the coding block is divided into symmetrical or asymmetrical forms.
  • Different indexes may be allocated and according to the index information, it may be determined whether a coding block is divided into a symmetrical form or an asymmetrical form.
  • Table 2 shows an example in which different indices are assigned to a symmetric binary partition and an asymmetric binary partition.
  • Binary partition index Binarization 2NxN (horizontal binary partition) 0 0 Nx2N (vertical binary partition)
  • the coding tree block or coding block may be subdivided into a plurality of coding blocks through quad tree splitting, binary tree splitting or asymmetric binary tree splitting.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which a coding block is divided into a plurality of coding blocks using QTBT and asymmetric binary tree splitting. Referring to FIG. 9, it can be seen that asymmetric binary tree splits are performed in depth 2 partitioning of the first grip, depth 3 partitioning of the second figure, and depth 3 partitioning of the third figure. Coding blocks divided by asymmetric binary tree partitioning are performed. May be restricted so that it is no longer split.
  • quad-tree, binary tree, or asymmetric binary tree related information may not be encoded / decoded in a coding block generated through asymmetric binary tree partitioning. That is, for a coding block generated through asymmetric binary tree partitioning, a flag indicating whether a quad tree is split, a flag indicating whether a binary tree is split, a binary tree, or an asymmetric binary tree split direction is specified. Encoding / decoding of syntax, such as an indicating flag or index information indicating an asymmetric binary partition, may be omitted. As another example, whether to allow binary tree partitioning may be determined depending on whether to allow QTBT. As an example, asymmetric binary tree partitioning may be restricted from a picture or slice in which a split method based on QTBT is not used.
  • Information indicating whether asymmetric binary tree partitioning is allowed may be encoded and signaled in units of blocks, slices, or pictures.
  • the information indicating whether asymmetric binary tree partitioning is allowed may be a 1-bit flag.
  • the value of is_used_asymmetric_QTBT_enabled_flag equal to 0 may indicate that asymmetric binary tree partitioning is not used.
  • the value may be set to 0 without signaling is_used_asymmetric_QTBT_enabled_flag.
  • FIG. 8 illustrates a split form of a coding block based on quad tree and symmetric / asymmetric binary tree splitting as an embodiment to which the present invention is applied.
  • depth 1 coding block 801 is divided into two asymmetrical nLx2N blocks 801a and 801b at depth 2
  • depth 2 coding block 801b is also divided into two symmetrical Nx2N blocks 801b1 and 801b2 at depth 3. The divided example is shown.
  • the depth 2 coding block 802 illustrates an example divided into two asymmetric nRx2N blocks 802a and 802b at depth 3.
  • the depth 2 coding block 803 shows an example divided into two asymmetric two 2N ⁇ nU blocks 803a and 803b at depth 3.
  • the split type allowed for the coding block may be determined.
  • at least one of the partition type, partition type, or number of partitions allowed between the coding block generated by the quad tree split and the coding block generated by the binary tree split may be different.
  • the coding block may allow both quad tree splitting, binary tree splitting, and asymmetric binary tree splitting. That is, when the coding block is generated based on quad tree partitioning, all the partition types shown in FIG. 10 may be applied to the coding block.
  • a 2N ⁇ 2N partition indicates a case in which the coding block is no longer partitioned and NxN. Denotes a case in which a coding block is quadtree-divided, and Nx2N and 2NxN may indicate a case in which a coding block is binary-tree divided.
  • nLx2N, nRx2N, 2NxnU, and 2NxnD may represent a case where a coding block is asymmetric binary tree split.
  • the asymmetric binary tree splitting may be limited to the coding block. That is, when the coding block is generated based on binary tree partitioning, it may be restricted to apply an asymmetric partition type (nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD) among the partition types shown in FIG. 7 to the coding block.
  • an asymmetric partition type nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a coding block partitioning method based on quad tree and binary tree partitioning according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the depth k coding block is divided into the depth k + 1 coding blocks.
  • quad tree splitting is applied to the depth k current block (S910). If quad tree splitting is applied, the current block is split into four square blocks (S920). On the other hand, if quad tree splitting is not applied, it is determined whether binary tree splitting is applied to the current block (S930). If binary tree splitting is not applied, then the current block becomes a depth k + 1 coding block without splitting.
  • S930 if binary tree partitioning is applied to the current block, it is checked whether either symmetrical binary partitioning or asymmetrical binary partitioning is applied (S940).
  • the partition type applied to the current block is determined (S950).
  • the partition type applied to the step S950 may be any one of the form of FIG. 4 (b) in the case of symmetry, or one of the form of FIG. 4 (c) in case of the asymmetry.
  • the current block is divided into two depth k + 1 coding blocks according to the determined partition type (S960).
  • FIG. 10 illustrates, as an embodiment to which the present invention is applied, a syntax element included in a network abstraction layer (NAL) to which quadtree and binary tree splits are applied.
  • NAL network abstraction layer
  • the compressed image to which the present invention is applied may be packetized in units of a network abstract layer (hereinafter, referred to as NAL) and transmitted through a transmission medium.
  • NAL network abstract layer
  • the present invention is not limited to the NAL, but may be applied to various data transmission schemes to be developed in the future.
  • NAL unit to which the present invention is applied for example, as shown in Figure 10, video parameter set (VPS), sequence parameter set (SPS), picture parameter set (PPS) and at least one slice set (Slice) It may include.
  • syntax elements included in the sequence parameter set are illustrated in FIG. 10, the syntax elements may be included in the picture parameter set (PPS) or the slice set (Slice).
  • syntax elements to be commonly applied to sequence units or picture units for each syntax element may be included in a sequence parameter set (SPS) or a picture parameter set (PPS).
  • the syntax element applied only to the slice is preferably included in the slice set (Slice). Therefore, this can be selected in consideration of encoding performance and efficiency.
  • syntax elements to which quad tree and binary tree splits are applied are as follows. Although all syntax elements shown in FIG. 10 may be set as essential elements, dual syntax elements may be selectively set in consideration of encoding efficiency and performance.
  • 'quad_split_flag' indicates whether a coding block is divided into four coding blocks.
  • 'binary_split_flag' may indicate whether a coding block is split into two coding blocks.
  • 'max_binary_depth_idx_minus1' may be defined as a syntax element indicating the maximum depth allowed for binary tree splitting.
  • “max_binary_depth_idx_minus1 + 1" may indicate the maximum depth allowed for binary tree splitting.
  • 'ver_transform_skip_flag' may be set as a syntax element indicating whether to apply the horizontal transform skip and 'hor_transform_skip_flag' and a syntax element indicating whether to apply the vertical transform skip.
  • the value when binary tree partitioning is not used in picture units or slice units, the value may be set to 0 without signaling is_used_asymmetric_QTBT_enabled_flag.
  • 'asymmetric_binary_tree_flag' may indicate whether asymmetric binary tree partitioning is applied to the current block.
  • 'is_left_above_small_part_flag' indicating whether the size of the right or bottom partition is smaller than the left or top partition may be used.
  • the coding unit (or coding tree unit) may be recursively divided by at least one vertical line or horizontal line.
  • quad tree splitting may be divided into a method of splitting a coding block using horizontal lines and vertical lines
  • binary tree splitting may be summarized as a method of splitting coding blocks using a horizontal line or vertical lines.
  • the partition form of the coding block to be quad tree divided and binary tree divided is not limited to the example illustrated in FIGS. 4 to 8, and an extended partition form other than that shown may be used. That is, the coding block may be recursively divided into different forms from those shown in FIGS. 4 to 8.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a partition type in which asymmetric quad tree division is allowed as another embodiment to which the present invention is applied.
  • the horizontal line or the vertical line may split the coding block into an asymmetric shape.
  • the asymmetry may mean a case in which the heights of the blocks divided by the horizontal lines are not the same or the widths of the blocks divided by the vertical lines are not the same.
  • a horizontal line divides a coding block into an asymmetric form
  • a vertical line divides a coding block into a symmetric form
  • a horizontal line divides a coding block into a symmetric form
  • a vertical line divides a coding block into an asymmetric form. It may be.
  • both horizontal and vertical lines may split the coding block into an asymmetric shape.
  • 11 (a) shows a symmetric quad tree split form of a coding block
  • (b) to (k) shows an asymmetric quad tree split form of a coding block
  • 11 (a) shows an example in which both horizontal and vertical lines are used for symmetrical division.
  • 11 (b) and 11 (c) show an example in which horizontal lines are used for symmetrical division, while vertical lines are used for asymmetrical division.
  • 11 (d) and (e) show an example in which vertical lines are used for symmetrical division, while horizontal lines are used for asymmetrical division.
  • the information may include a first indicator indicating whether the partitioned form of the coding block is symmetrical or asymmetrical.
  • the first indicator may be encoded in units of blocks or may be encoded for each vertical line or horizontal line.
  • the first indicator may include information indicating whether a vertical line is used for symmetric division and information indicating whether a horizontal line is used for symmetric division.
  • the first indicator may be encoded only for at least one of a vertical line or a horizontal line, and another split form in which the first indicator is not encoded may be derived dependently by the first indicator.
  • another split form in which the first indicator is not encoded may have a value opposite to that of the first indicator. That is, when the first indicator indicates that the vertical line is used for asymmetric division, the horizontal line may be set to be used for symmetric division opposite to the first indicator.
  • the second indicator may be further encoded with respect to the vertical line or the horizontal line.
  • the second indicator may indicate at least one of the position of the vertical line or the horizontal line used for the asymmetric division or the ratio between the blocks divided by the vertical line or the horizontal line.
  • Quad tree splitting may be performed using a plurality of vertical lines or a plurality of horizontal lines. As an example, it is also possible to divide a coding block into four blocks by combining at least one of one or more vertical lines or one or more horizontal lines.
  • 11 (f) to 11 (k) show an example of dividing a coding block asymmetrically by combining a plurality of vertical lines / horizontal lines and one horizontal line / vertical line.
  • quadtree splitting divides a coding block into three blocks by two vertical lines or two horizontal lines, and any one of the divided three blocks into two blocks.
  • a block located in the middle of the blocks divided by two vertical lines or two horizontal lines may be divided by one horizontal line or vertical line.
  • a block located at one boundary of a coding block may be divided by one horizontal line or a vertical line.
  • information eg, partition index
  • partition index for specifying a partition among three partitions may be signaled through the bitstream.
  • At least one of a horizontal line or a vertical line may be used to divide the coding block into an asymmetric form, and the other may be used to divide the coding block into a symmetric form.
  • a plurality of vertical lines or horizontal lines may be used to split a coding block in a symmetrical form, or one horizontal line or vertical lines may be used to split a coding block in a symmetrical form.
  • horizontal lines or vertical lines may be used to split a coding block in a symmetrical form or may be used to split asymmetrically.
  • FIG. 11 (f) illustrates a partition form in which a middle coding block divided into two asymmetrical shapes by two vertical lines is divided into two symmetrical coding blocks by a horizontal line.
  • FIG. 11 (g) illustrates a partition form in which a middle coding block divided into two asymmetrical shapes by two horizontal lines is divided into two symmetrical coding blocks by a vertical line.
  • Figure 11 (h) and (i) shows a partition form in which the middle coding block divided into two asymmetrical forms by two vertical lines divided into two asymmetrical coding blocks by a horizontal line again.
  • 11 (j) and 11 (k) show a partition form in which a middle coding block divided into two asymmetrical shapes by two horizontal lines is further divided into two asymmetrical coding blocks by a vertical line.
  • the coding block When combining a plurality of vertical / horizontal lines and one horizontal / vertical line, the coding block is divided into four partitions (i.e., four coding blocks) of at least two different sizes.
  • the partitioning of a coding block into four partitions of at least two different sizes may be referred to as three types of asymmetric quad-tree partitioning.
  • the information about the three asymmetric quad tree partitionings may be encoded based on at least one of the aforementioned first indicator or second indicator.
  • the first indicator may indicate whether the splitting form of the coding block is symmetrical or asymmetrical.
  • the first indicator may be encoded in units of blocks or may be encoded for each vertical line or horizontal line.
  • the first indicator may include information indicating whether one or more vertical lines are used for symmetric division and information indicating whether one or more horizontal lines are used for symmetric division.
  • the first indicator may be encoded only for at least one of a vertical line or a horizontal line, and another split form in which the first indicator is not encoded may be derived dependently by the first indicator.
  • the second indicator may be further encoded with respect to the vertical line or the horizontal line.
  • the second indicator may indicate at least one of the position of the vertical line or the horizontal line used for the asymmetric division or the ratio between the blocks divided by the vertical line or the horizontal line.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a coding block partitioning method based on asymmetric quad tree partitioning according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • step S1210 it is determined whether the quad tree split is applied to the depth k current block (S1210). As a result of the determination of step S1210, if quad tree splitting is not applied, the current block becomes a depth k + 1 coding block without splitting. If it is determined in step S1210 that the quad tree split is applied, it is determined whether the asymmetric quad tree split is applied to the current block (S1220). If the asymmetric quad tree split is not applied and the symmetric quad tree split is applied, the current block is split into four square blocks (S1230).
  • an asymmetric quad tree split it is determined whether three asymmetric quad tree splits are applied to the current block (S1240). If three kinds of asymmetric quad tree splits are not applied, the current block is divided into four two kinds of asymmetric blocks (S1250). In this case, the partition information may be divided into any one partition form of FIGS. 11 (b) to (e).
  • the current block is divided into four kinds of three asymmetric blocks (S1260).
  • the partition information may be partitioned into one of the partitions of FIGS. 11 (f) to 11 (k).
  • FIG. 13 illustrates, as another embodiment to which the present invention is applied, a syntax element included in a network abstraction layer (NAL) to which asymmetric quadtree splitting is applied.
  • the NAL unit to which the present invention is applied may include, for example, a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), and at least one slice set (Slice).
  • VPS video parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • Slice at least one slice set
  • FIG. 13 illustrates syntax elements included in a sequence parameter set (SPS)
  • syntax elements may be included in a picture parameter set (PPS) or a slice set (Slice).
  • syntax elements to be commonly applied to sequence units or picture units for each syntax element may be included in a sequence parameter set (SPS) or a picture parameter set (PPS).
  • the syntax element applied only to the slice is preferably included in the slice set (Slice). Therefore, this can be selected in consideration of encoding performance and efficiency.
  • the syntax element 'Is_used_asymmertic_quad_tree_flag' indicates whether quad tree splitting is performed asymmetrically.
  • FIGS. 11A to 11K may be represented as indexes by 'asymmetric_quadtree_partition_index'.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a partition type allowing quad tree and triple tree division as another embodiment to which the present invention is applied.
  • the coding block may be hierarchically divided based on at least one of a quad tree and a triple tree.
  • quad tree-based partitioning divides a 2Nx2N coding block into four NxN coding blocks (FIG. 14 (a)), and triple tree-based partitioning divides one coding block into three coding blocks. Each can mean. Even if triple tree-based partitioning is performed, there may be a square coding block at a lower depth.
  • Triple tree based splitting may be performed symmetrically (FIG. 14B) or may be performed asymmetrically (FIG. 14C).
  • the coding block divided based on the triple tree may be a square block or a non-square block such as a rectangle.
  • a partition type that allows triple tree-based partitioning is a 2Nx (2N / 3) (horizontal non-square coding unit) that is symmetric with the same width or height, as in the example shown in FIG. 14 (b). ) Or (2N / 3) x2N (a vertical non-square coding unit).
  • a partition type that allows triple tree-based partitioning may be an asymmetric partition type including coding blocks having different widths or heights, as shown in the example illustrated in FIG. 14C.
  • a partition type that allows triple tree-based partitioning may be an asymmetric partition type including coding blocks having different widths or heights, as shown in the example illustrated in FIG. 14C.
  • at least two coding blocks 1401 and 1403 are defined to be located at both sides with k values having the same width (or height) size, and the rest.
  • One block 1402 may be defined to have a value of 2k as a width (or height) size and be located between the same size blocks 1401 and 1403.
  • a method of dividing a CTU or a CU into three sub-partitions having a non-square shape as shown in FIG. 14 is called a triple tree CU partitioning method.
  • a CU divided into triple tree partitioning may be further restricted to not perform partitioning.
  • 15 is a flowchart illustrating a coding block partitioning method based on quadtree and tripletree partitioning as another embodiment to which the present invention is applied.
  • the depth k coding block is divided into the depth k + 1 coding blocks.
  • the quad tree split is applied to the depth k current block (S1510). If quad tree splitting is applied, the current block is split into four square blocks (S1520). On the other hand, if the quad tree split has not been applied, it is determined whether the triple tree split is applied to the current block (S1530). If triple tree splitting is not applied, the current block becomes a depth k + 1 coding block without splitting.
  • the partition type applied to the current block is determined according to the determination result of S1540 (S1550).
  • the partition type applied to the step S1550 may be any one of the shape of FIG. 14 (b) in the case of symmetry, and one of the shape of FIG. 14 (c) in the case of the asymmetry.
  • the current block is divided into three depth k + 1 coding blocks according to the determined partition type in operation S1560.
  • FIG. 16 illustrates, as another embodiment to which the present invention is applied, a syntax element included in a network abstraction layer (NAL) to which quad tree and triple tree splits are applied.
  • NAL network abstraction layer
  • the NAL unit to which the present invention is applied may include, for example, a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), and at least one slice set (Slice).
  • VPS video parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • Slice at least one slice set
  • FIG. 16 illustrates syntax elements included in a sequence parameter set (SPS)
  • syntax elements may be included in a picture parameter set (PPS) or a slice set (Slice).
  • syntax elements to be commonly applied to sequence units or picture units for each syntax element may be included in a sequence parameter set (SPS) or a picture parameter set (PPS).
  • the syntax element applied only to the slice is preferably included in the slice set (Slice). Therefore, this can be selected in consideration of encoding performance and efficiency.
  • 'isUseTripleTreeFlag' indicates whether triple tree partitioning is applied to the current block, and is also a syntax element indicating a split direction of the coding block, and 'hor_triple_flag' indicates whether the coding block has been split in the horizontal direction.
  • 'hor_triple_flag 1
  • this may indicate that the coding block is split in the horizontal direction
  • ver_triple_flag indicating whether a coding block is divided in the vertical direction may be used in the same manner.
  • FIG. 14B may be defined to mean a 2Nx (2N / 3) partition type.
  • partition types of FIGS. 14A to 14C may be represented as indexes by 'asymmetric_tripletree_partition_index'.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a partition type in which multi-tree partitioning is allowed as another embodiment to which the present invention is applied.
  • a method of partitioning a CTU or CU using at least one of the aforementioned quad tree partitioning, binary partitioning, or triple tree partitioning is called multi-tree CU partitioning. Any of the N partitions described above may be used to partition a CTU or a CU. Specifically, for example, as shown in FIG. 17, nine partitions may be used to partition a CTU or a CU.
  • Partitioning may be performed using quad-tree partitioning, binary tree partitioning, or triple-tree partitioning, either in sequence units or in picture units, or the CTU or CU may be partitioned using any one or two partitionings.
  • Quad tree partitioning is used by default, and binary tree partitioning and triple tree partitioning are optional. In this case, it may be signaled whether to use binary tree partitioning and / or triple tree partitioning in a sequence parameter set or a picture parameter set.
  • quad tree partitioning and triple tree partitioning can be used as standard, and binary tree partitioning can be optionally used.
  • the syntax isUseBinaryTreeFlag may be signaled indicating whether to use binary tree partitioning in the sequence header. If isUseBinaryTreeFlag is 1, CTU or CU can be partitioned using binary tree partitioning in the current sequence.
  • the syntax isUseTripleTreeFlag may be signaled indicating whether triple tree partitioning is used in the sequence header. If isUseTripleTreeFlag is 1, CTU or CU can be partitioned using triple tree partitioning in the current sequence header.
  • the partition form divided by multi-tree partitioning can be limited to nine basic partitions shown in Figs. 17A to 17I, for example.
  • (A) shows a quad tree partition form
  • (b)-(c) shows a symmetric binary tree partition form
  • (d)-(e) shows an asymmetric triple tree partition form
  • (f)- (i) shows an asymmetric binary tree partition type.
  • each partition type shown in FIG. 17 in connection with the above description detailed descriptions thereof will be omitted.
  • FIGS. 18 (j) to (u) may be extended to further include 12 partitions shown in FIGS. 18 (j) to (u), for example, in the form of partitions divided by multi-tree partitioning.
  • 18 (j) to (m) show an asymmetric quad tree partition form
  • (n) to (s) show three asymmetric quad tree partition forms
  • (t) to (u) show a symmetric triple tree partition form.
  • each partition type shown in FIG. 18 in the same manner as described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • 19 is a flowchart illustrating a coding block partitioning method based on multi-tree partitioning according to another embodiment to which the present invention is applied.
  • the depth k coding block is divided into the depth k + 1 coding blocks.
  • the quad tree split is applied to the depth k current block (S1910). If the quad tree split has not been applied, it is determined whether the binary tree split is applied to the current block (S1950). In addition, if binary tree splitting is not applied, it is determined whether triple tree splitting is applied to the current block (S1990). If triple tree splitting is not applied as a result of the step S1950, the current block becomes a depth k + 1 coding block without splitting.
  • step S1910 if quad tree splitting is applied, it is checked whether a symmetric or asymmetric quad tree splitting is performed (S1920). Thereafter, the partition information is checked to determine the block partition type of the current block (S1930), and the current block is divided into four blocks according to the determined partition type (S1940). For example, when the symmetric quad tree is applied, it is divided into the partition form of FIG. 17 (a). In addition, when the asymmetric quad tree is applied, it is divided into any one partition form of FIGS. 18 (j) to (m). Alternatively, when three kinds of asymmetric quad trees are applied, they are divided into any one partition form of Figs. 18 (n) to (s). However, as described above, if only the basic partition type of FIG. 17 is applied to the multi-tree partition type, only the symmetric square block of FIG. 17 (a) may be applied without determining whether the quad tree is asymmetric.
  • step S1950 if binary tree splitting is applied, it is checked whether a symmetric or asymmetric binary tree splitting is performed (S1960). Thereafter, the partition information is determined to determine the block partition type of the current block (S1970), and the current block is divided into two blocks according to the determined partition type (S1980). For example, when the symmetric binary tree is applied, the partition is divided into one of the partitions of FIGS. 17B and 17C. In addition, when an asymmetric binary tree is applied, it divides into any partition form of FIG.17 (f)-(i).
  • step S1990 if triple tree split is applied, it is checked whether symmetric or asymmetric triple tree split is performed (S1960). Thereafter, the partition information is determined to determine a block partition type of the current block (S1970), and the current block is divided into three blocks according to the determined partition type (S1980). For example, when an asymmetric triple tree is applied, it is divided into any one partition form of FIGS. 17 (d) and (e). In addition, when the symmetric binary tree is applied, it divides into any partition form of FIG. 18 (t)-(u). However, as described above, if the multi-tree partition type applies only the basic partition type of FIG. 17, the asymmetric triple block defined in 17 (d) and (e) is not determined without determining whether the triple tree is asymmetric. Only applicable.
  • 'is_used_Multitree_flag' indicating whether to split a multi-tree may be defined.
  • FIG. 20 illustrates a type of intra prediction mode that is pre-defined in an image encoder / decoder as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the image encoder / decoder may perform intra prediction using any one of pre-defined intra prediction modes.
  • the pre-defined intra prediction mode for intra prediction may consist of a non-directional prediction mode (eg, planar mode, DC mode) and 33 directional prediction modes.
  • more directional prediction modes may be used than 33 directional prediction modes to increase the accuracy of intra prediction. That is, the angle of the directional prediction mode may be further subdivided to define M extended directional prediction modes (M> 33), and the predetermined angle may be defined using at least one of the 33 pre-defined directional prediction modes. It is also possible to derive and use a directional prediction mode with.
  • a larger number of intra prediction modes may be used than the 35 intra prediction modes shown in FIG. 20.
  • the angle of the directional prediction mode is further subdivided, or the directional prediction mode having a predetermined angle is decoded by using at least one of a predetermined number of directional modes, so that the number of the directional prediction modes is greater than 35 intra prediction modes.
  • Intra prediction mode may be used. In this case, using an intra prediction mode larger than 35 intra prediction modes may be referred to as an extended intra prediction mode.
  • the extended intra prediction mode may be configured of two non-directional prediction modes and 65 extended directional prediction modes.
  • the extended intra prediction mode may be applied to a luminance component and a chrominance component. The same may be used for the same or different numbers of intra prediction modes may be used for each component. For example, 67 extended intra prediction modes may be used in the luminance component, and 35 intra prediction modes may be used in the chrominance component.
  • intra prediction may be performed using different numbers of intra prediction modes according to a color difference format. For example, in 4: 2: 0 format, intra prediction may be performed using 67 intra prediction modes in a luminance component, and 35 intra prediction modes may be used in a chrominance component, and in 4: 4: 4 format. Intra prediction may be used using 67 intra prediction modes in both a luminance component and a chrominance component.
  • intra prediction may be performed using different numbers of intra prediction modes according to the size and / or shape of the block. That is, intra prediction may be performed using 35 intra prediction modes or 67 intra prediction modes according to the size and / or shape of the PU or CU. For example, if the size of a CU or PU is less than 64x64 or an asymmetric partition, intra prediction can be performed using 35 intra prediction modes, and the size of the CU or PU is greater than or equal to 64x64. In this case, intra prediction may be performed using 67 intra prediction modes. Intra_2Nx2N may allow 65 directional intra prediction modes, and Intra_NxN may allow only 35 directional intra prediction modes.
  • the size of a block to which the extended intra prediction mode is applied may be set differently for each sequence, picture, or slice. For example, in the first slice, the extended intra prediction mode is set to be applied to a block larger than 64x64 (eg, a CU or a PU), and in the second slice, the extended intra prediction mode is set to be applied to a block larger than 32x32. Can be.
  • Information representing the size of a block to which the extended intra prediction mode is applied may be signaled for each sequence, picture, or slice unit. For example, the information indicating the size of a block to which the extended intra prediction mode is applied may be defined as 'log2_extended_intra_mode_size_minus4' after taking a log value to the size of the block and subtracting an integer 4.
  • a value of 0 for log2_extended_intra_mode_size_minus4 indicates that an extended intra prediction mode may be applied to a block having a size larger than 16x16 or a block larger than 16x16. It may indicate that the extended intra prediction mode may be applied to a block having a block size or a block having a size larger than 32 ⁇ 32.
  • the number of intra prediction modes may be determined in consideration of at least one of a color difference component, a color difference format, a size, or a shape of a block.
  • the intra prediction mode candidates (for example, the number of MPMs) used to determine the intra prediction mode of the block to be encoded / decoded are not limited to the examples described above. It may be determined accordingly. A method of determining an intra prediction mode of an encoding / decoding target block and a method of performing intra prediction using the determined intra prediction mode will be described with reference to the drawings to be described later.
  • 22 is a flowchart schematically illustrating an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • an intra prediction mode of a current block may be determined (S2200).
  • the intra prediction mode of the current block may be derived based on the candidate list and the index.
  • the candidate list includes a plurality of candidates, and the plurality of candidates may be determined based on the intra prediction mode of the neighboring block adjacent to the current block.
  • the neighboring block may include at least one of blocks located at the top, bottom, left, right, or corner of the current block.
  • the index may specify any one of a plurality of candidates belonging to the candidate list.
  • the candidate specified by the index may be set to the intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode used by the neighboring block for intra prediction may be set as a candidate.
  • an intra prediction mode having a direction similar to that of the neighboring block may be set as a candidate.
  • the intra prediction mode having similar directionality may be determined by adding or subtracting a predetermined constant value to the intra prediction mode of the neighboring block.
  • the predetermined constant value may be an integer of 1, 2 or more.
  • the candidate list may further include a default mode.
  • the default mode may include at least one of a planner mode, a DC mode, a vertical mode, and a horizontal mode.
  • the default mode may be adaptively added in consideration of the maximum number of candidates included in the candidate list of the current block.
  • the maximum number of candidates that can be included in the candidate list may be three, four, five, six, or more.
  • the maximum number of candidates that may be included in the candidate list may be a fixed value preset in the image encoder / decoder and may be variably determined based on the attributes of the current block.
  • the attribute may mean the position / size / type of the block, the number / type of intra prediction modes that the block can use, the color difference attribute, the color difference format, and the like.
  • information indicating the maximum number of candidates included in the candidate list may be separately signaled, and the maximum number of candidates included in the candidate list may be variably determined using the information.
  • Information indicating the maximum number of candidates may be signaled at least one of a sequence level, a picture level, a slice level, or a block level.
  • the intra prediction mode of the neighboring block is converted into an index corresponding to the extended intra prediction mode, or corresponding to the 35 intra prediction modes.
  • the candidate can be derived by converting to an index.
  • a pre-defined table may be used for the conversion of the index, or a scaling operation based on a predetermined value may be used.
  • the pre-defined table may define a mapping relationship between different groups of intra prediction modes (eg, extended intra prediction modes and 35 intra prediction modes).
  • the left neighbor block uses 35 intra prediction modes and the intra prediction mode of the left neighbor block is 10 (horizontal mode), it is converted from the extended intra prediction mode to index 16 corresponding to the horizontal mode. Can be.
  • the upper neighboring block uses the extended intra prediction mode and the intra prediction mode index of the upper neighboring block is 50 (vertical mode), it may be converted from the 35 intra prediction modes to the index 26 corresponding to the vertical mode. have.
  • an intra prediction mode may be derived independently of each of the luminance component and the chrominance component, and the chrominance component may be derived as a dependency on the intra prediction mode of the luminance component.
  • the intra prediction mode of the chrominance component may be determined based on the intra prediction mode of the luminance component, as shown in Table 1 below.
  • intra_chroma_pred_mode means information signaled to specify the intra prediction mode of the chrominance component
  • IntraPredModeY indicates the intra prediction mode of the luminance component.
  • a reference sample for intra prediction of a current block may be derived (S2210). Specifically, a reference sample for intra prediction may be derived based on a neighboring sample of the current block.
  • the peripheral sample may mean a reconstruction sample of the above-described peripheral block, which may be a reconstruction sample before the in-loop filter is applied or a reconstruction sample after the in-loop filter is applied.
  • the surrounding sample reconstructed before the current block may be used as the reference sample, and the surrounding sample filtered based on a predetermined intra filter may be used as the reference sample. Filtering the surrounding samples using an intra filter may be referred to as reference sample smoothing.
  • the intra filter may include at least one of a first intra filter applied to a plurality of peripheral samples located on the same horizontal line or a second intra filter applied to a plurality of peripheral samples located on the same vertical line. Depending on the position of the peripheral sample, either the first intra filter or the second intra filter may be selectively applied, or two intra filters may be applied in duplicate. In this case, at least one filter coefficient of the first intra filter or the second intra filter may be (1, 2, 1), but is not limited thereto.
  • the filtering may be adaptively performed based on at least one of the intra prediction mode of the current block or the size of the transform block for the current block. For example, filtering may not be performed when the intra prediction mode of the current block is a DC mode, a vertical mode, or a horizontal mode.
  • the size of the transform block is NxM, filtering may not be performed.
  • N and M may be the same or different values, and may be any one of 4, 8, 16, or more values.
  • filtering may not be performed.
  • filtering may be selectively performed based on a comparison result between a difference between the intra prediction mode and the vertical mode (or the horizontal mode) of the current block and a pre-defined threshold. For example, filtering may be performed only when the difference between the intra prediction mode and the vertical mode of the current block is larger than the threshold.
  • the threshold value may be defined for each transform block size as shown in Table 4.
  • the intra filter may be determined as one of a plurality of intra filter candidates pre-defined in the image encoder / decoder. To this end, a separate index for specifying an intra filter of the current block among the plurality of intra filter candidates may be signaled. Alternatively, the intra filter may be determined based on at least one of the size / shape of the current block, the size / shape of the transform block, the information about the filter strength, or the variation of surrounding samples. See FIG. 22. In operation S2220, intra prediction may be performed using an intra prediction mode and a reference sample of the current block.
  • the prediction sample of the current block may be obtained using the intra prediction mode determined in S2200 and the reference sample derived in S2210.
  • the process may further include a correction process for the prediction sample generated through the above-described prediction process, which will be described in detail with reference to FIGS. 23 to 24.
  • the correction process to be described later is not limited to being applied only to the intra prediction sample, but may also be applied to the inter prediction sample or the reconstruction sample.
  • FIG. 23 illustrates a method of correcting a prediction sample of a current block based on difference information of neighboring samples, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the prediction sample of the current block may be corrected based on difference information of a plurality of neighboring samples for the current block.
  • the correction may be performed on all prediction samples belonging to the current block, or may be performed only on prediction samples belonging to a predetermined partial region.
  • Some areas may be one row / column or a plurality of rows / columns, which may be pre-configured areas for correction in the image encoder / decoder. For example, correction may be performed on one row / column positioned at the boundary of the current block or a plurality of rows / columns from the boundary of the current block.
  • some regions may be variably determined based on at least one of the size / shape of the current block or the intra prediction mode.
  • the neighboring samples may belong to at least one of the neighboring blocks located at the top, left, and top left corners of the current block.
  • the number of peripheral samples used for the calibration may be two, three, four or more.
  • the position of the neighboring samples may be variably determined according to the position of the prediction sample to be corrected in the current block. Alternatively, some of the surrounding samples may have a fixed position regardless of the position of the prediction sample to be corrected, and others may have a variable position according to the position of the prediction sample to be corrected.
  • the difference information of the neighboring samples may mean a difference sample between the neighboring samples, or may mean a value obtained by scaling the difference sample to a predetermined constant value (eg, 1, 2, 3, etc.).
  • a predetermined constant value eg, 1, 2, 3, etc.
  • the predetermined constant value may be determined in consideration of the position of the prediction sample to be corrected, the position of the column or row to which the prediction sample to be corrected belongs, and the position of the prediction sample within the column or row.
  • the intra prediction mode of the current block is the vertical mode
  • the difference sample between the peripheral sample p (-1, y) adjacent to the left boundary of the current block and the upper left peripheral sample p (-1, -1) is used.
  • Equation 1 a final prediction sample may be obtained.
  • the intra prediction mode of the current block is the horizontal mode
  • the difference sample between the neighboring sample p (x, -1) and the upper left neighboring sample p (-1, -1) adjacent to the upper boundary of the current block is used.
  • Equation 2 a final prediction sample may be obtained.
  • the difference sample between the peripheral sample p (-1, y) adjacent to the left boundary of the current block and the upper left peripheral sample p (-1, -1) is used.
  • the final prediction sample can be obtained.
  • the difference sample may be added to the prediction sample, and the difference sample may be scaled to a predetermined constant value and then added to the prediction sample.
  • the predetermined constant value used for scaling may be determined differently depending on the column and / or the row.
  • the prediction sample may be corrected as in Equations 3 and 4 below.
  • the intra prediction mode of the current block is the horizontal mode
  • the difference sample between the neighboring sample p (x, -1) and the upper left neighboring sample p (-1, -1) adjacent to the upper boundary of the current block is used.
  • the final prediction sample can be obtained, as described above in the vertical mode.
  • the prediction sample may be corrected as in Equations 5 and 6 below.
  • 24 and 25 illustrate a method of correcting a prediction sample based on a predetermined correction filter according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the prediction sample may be corrected based on the surrounding sample of the prediction sample to be corrected and a predetermined correction filter.
  • the neighboring sample may be specified by an angular line of the directional prediction mode of the current block, and may be one or more samples located on the same angular line as the prediction sample to be corrected.
  • the neighboring sample may be a prediction sample belonging to the current block or may be a reconstruction sample belonging to a neighboring block reconstructed before the current block.
  • the number of taps, strength, or filter coefficients of the correction filter is at least one of the position of the prediction sample to be corrected, whether the prediction sample to be corrected is located at the boundary of the current block, the intra prediction mode of the current block, the angle of the directional prediction mode, the periphery It may be determined based on at least one of the prediction mode (inter or intra mode) of the block or the size / shape of the current block.
  • the lower left prediction / restore sample 2401 may belong to the previous line of the line to which the prediction sample 2402 to be corrected belongs, which may belong to the same block as the current sample, or a neighboring block adjacent to the current block. It may belong to.
  • Filtering for the prediction sample 2402 may be performed only on a line located at a block boundary, or may be performed on a plurality of lines.
  • a correction filter in which at least one of the filter tap number or the filter coefficient is different for each line may be used. For example, you can use the (1 / 2,1 / 2) filter for the left first line 2402 closest to the block boundary and the (12/16, 4/16) filter for the second line 2403.
  • a (14/16, 2/16) filter may be used
  • a (15/16, 1/16) filter may be used.
  • filtering may be performed at a block boundary as shown in FIG. 25, and the prediction sample may be corrected using a 3-tap correction filter.
  • Filtering can be performed using a 3-tap correction filter which takes as input the lower left sample 2502 of the prediction sample 2501 to be corrected, the lower sample 2503 of the lower left sample and the prediction sample 2501 to be corrected. have.
  • the position of the peripheral sample used in the correction filter may be determined differently based on the directional prediction mode.
  • the filter coefficients of the correction filter may be determined differently according to the directional prediction mode.
  • Different correction filters may be applied depending on whether the neighboring block is an inter mode or an intra mode.
  • a filtering method that adds more weight to the predictive sample may be used than when the neighboring block is encoded in the inter mode.
  • the intra prediction mode is 34
  • the (1/2, 1/2) filter is used when the neighboring block is encoded in the inter mode
  • (4/16) when the neighboring block is encoded in the intra mode is encoded in the intra mode.
  • 12/16) filters can be used.
  • the number of lines filtered in the current block may be different according to the size / shape of the current block (eg, coding block, prediction block). For example, if the size of the current block is less than or equal to 32x32, filter only one line at the block boundary; otherwise, filter on multiple lines, including one line at the block boundary. It may be.
  • FIGS. 24 and 25 are described based on the case of using the 35 intra prediction modes mentioned in FIG. 20, but the same / similarity may be applied to the case of using the extended intra prediction mode of FIG. 21.
  • intra prediction of the current block may be performed based on the directionality of the directional prediction mode.
  • FIG. 26 illustrates an intra direction parameter intraPredAng from Mode 2 to Mode 34, which is the directional intra prediction mode shown in FIG.
  • 33 directional intra prediction modes have been described by way of example, but more or fewer directional intra prediction modes may be defined.
  • An intra direction parameter for the current block may be determined based on a lookup table that defines a mapping relationship between the directional intra prediction mode and the intra direction parameter.
  • an intra direction parameter for the current block may be determined based on the information signaled through the bitstream.
  • Intra prediction of the current block may be performed using at least one of a left reference sample or a top reference sample, depending on the directionality of the directional intra prediction mode.
  • the upper reference sample is a reference sample having a y-axis coordinate smaller than the predicted sample (x, 0) included in the top row in the current block (eg, (-1, -1) to (2W-1, -1) ),
  • the left reference sample includes reference samples (for example, (-1, -1) to (-) having x-axis coordinates smaller than the predicted sample (0, y) included in the leftmost column in the current block. 1, 2H-1)).
  • reference samples of the current block may be arranged in one dimension. Specifically, when both the top reference sample and the left reference sample should be used for intra prediction of the current block, it is assumed that they are arranged in a line along the vertical or horizontal direction, and reference samples of each prediction target sample may be selected. .
  • the upper reference samples and the left reference samples may be rearranged along the horizontal or vertical direction to be one-dimensional.
  • the reference sample group P_ref_1D may be configured.
  • 27 and 28 illustrate a one-dimensional reference sample group in which reference samples are rearranged in a line.
  • Whether to rearrange the reference samples in the vertical direction or in the horizontal direction may be determined according to the directionality of the intra prediction mode. If the intra direction parameter of the current block is negative, for example, if the intra prediction mode index is between 11 and 25, the one-dimensional reference sample group in which the top reference samples and the left reference samples are rearranged along the horizontal or vertical direction. Can be used.
  • the top reference samples of the current block are rotated counterclockwise so that the left reference samples and the top reference samples are in the vertical direction.
  • One-dimensional reference sample groups can be created.
  • the left reference samples of the current block are rotated clockwise in the clockwise direction, as in the example shown in FIG. 28, so that the left reference samples and the top reference samples are rotated.
  • One-dimensional reference sample groups arranged in the horizontal direction may be generated.
  • intra prediction for the current block may be performed using only left reference samples or top reference samples. Accordingly, for the intra prediction modes in which the intra direction parameter is not negative, the one-dimensional reference sample group may be generated using only the left reference sample or the top reference samples.
  • a reference sample determination index iIdx for specifying at least one reference sample used to predict the sample to be predicted may be derived.
  • a weight related parameter i fact used to determine a weight applied to each reference sample based on the intra direction parameter may be derived.
  • Equations 7 and 8 show examples of deriving reference sample determination index and weight related parameters.
  • At least one reference sample may be specified for each prediction sample.
  • the position of the reference sample in the one-dimensional reference sample group for predicting the sample to be predicted in the current block may be specified based on the reference sample determination index.
  • a prediction image ie, a prediction sample for the prediction target sample may be generated.
  • a plurality of intra prediction modes may be used to perform intra prediction on the current block. For example, a different intra prediction mode or a different directional intra prediction mode may be applied to each sample to be predicted in the current block. Alternatively, a different intra prediction mode or a different directional intra prediction mode may be applied to a predetermined group of samples in the current block.
  • the predetermined sample group may represent a sub block having a predetermined size / shape, a block including a predetermined number of prediction target samples, a predetermined region, or the like.
  • the number of sample groups may vary depending on the size / shape of the current block, the number of samples to be predicted included in the current block, the intra prediction mode of the current block, etc., and may have a fixed number predefined in the encoder and the decoder. It may be. Alternatively, the number of sample groups included in the current block may be signaled through the bitstream.
  • the plurality of intra prediction modes for the current block may be represented by a plurality of intra prediction mode combinations.
  • the plurality of intra prediction modes may be expressed by a combination of a plurality of non-directional intra prediction modes, a combination of a directional prediction mode and a non-directional intra prediction mode, or a combination of a plurality of directional intra prediction modes.
  • the intra prediction mode may be encoded / decoded for each unit to which different intra prediction modes are applied.
  • prediction may be performed on the prediction target sample by using the plurality of reference samples.
  • the prediction sample may be predicted by interpolating a reference sample at a predetermined position and a neighbor reference sample neighboring the reference sample at the predetermined position.
  • the angular line according to the angle of the intra prediction mode or the slope of the intra prediction mode does not cross the integer pel (ie, the reference sample at the integer position) in the one-dimensional reference sample group.
  • the reference image placed on the corresponding angle line and the reference sample adjacent to the left / right or up / down of the reference sample may be interpolated to generate a prediction image for the sample to be predicted.
  • Equation 9 below illustrates an example of generating a prediction sample P (x, y) for a sample to be predicted by interpolating two or more reference samples.
  • the coefficient of the interpolation filter may be determined based on the weight related parameter i fact .
  • the coefficient of the interpolation filter may be determined based on the distance between the fractional pel and the integer pel (ie, the integer position of each reference sample) located on the angular line.
  • a prediction image for the predicted sample is generated based on the reference sample specified by the intra prediction mode of the current block. Can be.
  • the integer A reference image of the predicted sample may be generated by copying a reference sample of the pel position or considering a position between the reference sample of the integer pel position and the predicted sample.
  • Equation 10 below copies the reference sample P_ref_1D (x + iIdx + 1) in the one-dimensional reference sample group specified by the intra prediction mode of the current block, thereby predicting an image P (x, y) for the sample to be predicted. It shows an example of generating.
  • a predictive image When using a 4 tap interpolation filter, a predictive image may be generated as shown in Equation 11 below.
  • Equation 11 if P_ref_1D (x + idx-1) is a sample outside the boundary of the coding unit, it may be replaced with P_ref_1D (x + idx). In the same manner, when P_ref_1D (x + idx + 2) is a sample outside a coding unit boundary in Equation 11, P_ref_1D (x + idx + 1) may be replaced.
  • the methods of Equations 9 to 11 are called directional intra prediction sample interpolation methods.
  • the present invention further proposes a method of applying different interpolation filters according to the type of coding unit.
  • FIG. 29 is a flowchart to which different interpolation filters are applied according to types of coding units according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • an intra prediction mode is determined (S2900).
  • the intra prediction mode determination may include the directional intra prediction mode according to FIGS. 20 and 21 described above.
  • the shape and / or size of the coding unit CU are checked (S2910).
  • the shape of the coding unit is divided into square or non-square, symmetrical or asymmetrical, extremely asymmetrical, and the like, as described in detail in FIGS. 3 to 19.
  • the size of the coding unit is 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, 128x128, 2x8, 2x16, 2x32, 4x8, 4x16, 4x32, 8x2, as described in detail in FIG. 8x4, 8x16, 8x32, 16x2, 16x4, 16x8, 16x32 and so on.
  • the interpolation filter type applied to the directional intra prediction sample interpolation is determined according to the shape and / or size of the identified coding unit (S2920).
  • the interpolation filter may use a directional intra prediction sample interpolation method using different tap filters based on the width or height of the CU.
  • the other tap filter may mean that at least one of a tap number, a filter coefficient, a filter strength (strong / weak), and a filtering direction (vertical / horizontal) is different.
  • the number of taps, the filter coefficient, and the like may be determined differently according to the filter strength.
  • any one of only vertical, only horizontal, both vertical and horizontal may be selectively performed as an interpolation filtering method.
  • the filtering direction may be differently selected in units of lines (columns / rows) or samples in the CU. Specifically, for example, when the value of either the width or the height of the coding unit is smaller than the reference value N, a 2 tap filter is used instead of the 4 tap filter to perform the directional intra prediction sample interpolation method, and in other CUs.
  • the 4 tap filter may be used to perform the directional intra prediction sample interpolation method.
  • 30 to 32 exemplarily illustrate a flowchart in which different interpolation filters are applied according to types of coding units according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 30 illustrates an example of applying different interpolation filters according to whether a coding unit is square or non-square.
  • FIG. 31 illustrates an example of applying different interpolation filters according to a width or height size when the coding unit is non-square.
  • 32 illustrates an example of applying a different interpolation filter according to an interla prediction mode.
  • the non-square CU means a form in which the width and height constituting the CU are different from each other.
  • n-tap interpolation filter S3010
  • m tap interpolation filter S3020
  • n and m are constants greater than zero.
  • n is greater than or equal to m. If the n taps and the m taps have the same number of taps, the n tap filter and the m tap filter may have different filter coefficients or may be divided into different filter intensities (eg, strong / weak).
  • a directional intra prediction sample interpolation method is performed using a 2 tap filter instead of a 4 tap filter, and a 4 tap filter in other CUs.
  • the directional intra prediction sample interpolation method may be performed by using.
  • a coding unit is non-square (S3100). If the coding unit is a non-square CU, it is determined whether at least one of the width or height of the coding unit is smaller than the reference size (S3110). For example, in the case of a 2x8 coding unit, the width size may be determined as 2, and in the case of an 8x2 coding unit, the height size may be determined as 2. Also, for example, the reference size may be set to 4, but is not limited thereto.
  • the directional intra prediction sample interpolation is applied to the n-tap interpolation filter (S3120).
  • the directional intra prediction sample interpolation is applied to the m tap interpolation filter (S3130).
  • n and m are constants greater than zero.
  • n is greater than or equal to m.
  • the n tap filter and the m tap filter may have different filter coefficients or may be divided into different filter intensities (eg, strong / weak).
  • directional intra prediction sample interpolation is applied to the n-tap interpolation filter (S3120).
  • the ratio of the width or height of a CU i.e., w / h or h / w
  • the directional intra prediction sample interpolation method is performed using a 2 tap filter instead of a 4 tap filter.
  • the directional intra prediction sample interpolation method may be performed using a 4 tap filter.
  • an intra prediction mode of a current coding unit is a horizontal mode or a vertical mode (S3210).
  • An intra prediction mode similar in direction to the horizontal intra prediction mode is called a horizontal intra prediction mode (horizontal mode)
  • an intra prediction mode similar in direction to the vertical intra prediction mode is called a vertical intra prediction mode (vertical mode).
  • an intra prediction mode between MODE 11 and MODE 18 may be regarded as a horizontal mode
  • an intra prediction mode between MODE 19 and MODE 27 may be regarded as a vertical mode.
  • the intra prediction mode between MODE 7 and MODE 13 may be regarded as a horizontal mode
  • the intra prediction mode between MODE 23 and MODE 29 may be considered.
  • n tap interpolation filter S3220
  • m tap interpolation filter S3230
  • step S3210 of determining whether the intra prediction mode is a horizontal mode or a vertical mode it is possible to determine whether to apply according to the type of a coding unit. That is, for example, step S3210 may be applied only when the coding unit is a non-square coding unit. Alternatively, step S3210 may be applied only when the coding unit is an asymmetric coding unit. Alternatively, step S3210 may be applied only when the coding unit is a very asymmetric coding unit.
  • the extremely asymmetric coding unit is a kind of asymmetric coding unit, which means that the width or height of the coding unit is generally shorter than that of the other. For example, a coding unit having a size of 2x16, 16x2, 4x32, 32x4, or the like may correspond to this.
  • n tap filters can be used, where n and m are constants greater than zero. n may be greater than m, or n and m may be the same, in which case the n tap filter and the m tap filter may have different filter coefficients or different filter intensities.
  • NAL unit 33 illustrates, as another embodiment to which the present invention is applied, a syntax element included in a network abstraction layer (NAL) applied to intra prediction sample interpolation.
  • the NAL unit to which the present invention is applied may include, for example, a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), and at least one slice set (Slice).
  • VPS video parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • Slice at least one slice set
  • FIG. 33 illustrates a syntax element included in the picture parameter set PPS
  • the syntax element may be included in the sequence parameter set SPS or the slice set Slice.
  • syntax elements to be commonly applied to sequence units or picture units for each syntax element may be included in a sequence parameter set (SPS) or a picture parameter set (PPS).
  • the syntax element applied only to the slice is preferably included in the slice set (Slice). Therefore, this can be selected in consideration of encoding performance and efficiency.
  • the syntax element 'PreSample_filter_flag' is information indicating whether an interpolation filter is applied to an intra prediction sample. For example, if the value of PreSample_filter_flag is '1', it means that intra prediction sample interpolation is applied to the current coding block. If the value of PreSample_filter_flag is '0', it means that intra prediction sample interpolation is not applied to the current coding block.
  • the syntax element 'idx_PreSample_filte' is information indicating and displaying the type of interpolation filter applied to the intra prediction sample.
  • the interpolation filter type may be determined based on a combination of the aforementioned 4-tap filter, 2-tap filter, filter coefficients, and filter intensities, and used as information for detecting the interpolation filter type.
  • each component for example, a unit, a module, etc. constituting the block diagram may be implemented as a hardware device or software, and a plurality of components are combined into one hardware device or software. It may be implemented.
  • the above-described embodiments may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer components, and may be recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the processing according to the present invention.
  • the present invention can be applied to an electronic device capable of encoding / decoding an image.

Abstract

본 발명은 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 영상 복호화 방법은,부호화된 신택스 요소로부터 변환 블록 코딩 지시자 정보를 확인하는 단계,상기 변환 블록 코딩 지시자 정보가 변환 블록내에 적어도 하나 이상의 유효한 변환 계수가 존재함을 지시하면,상기 변환 블록내 변환 계수를 복호화하는 단계를 포함한다.본 발명에 의하면, 부호화/복호화 대상 변환 블록을 효율적으로 처리함으로써, 영상 신호의 부호화/복호화 효율을 증가시킬 수 있다.

Description

비디오 신호 처리 방법 및 장치
본 발명은 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 발명은 영상 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 부호화/복호화 대상 블록을 효과적으로 분할할 수 있는 멀티 트리 파티셔닝 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 영상 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 부호화/복호화 대상 블록을 대칭 형태 또는 비대칭 형태의 블록으로 분할하는 멀티 트리 파티셔닝 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 멀티 트리 파티셔닝에의해 분할된 코딩 블록에 대응하는 보간된 인트라 예측 샘플을 생성하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 부호화 방법에 의해 부호화된 영상 신호 비트스트림을포함하는 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 코딩 블록의 방향성 인트라 예측 모드를 확인하는 단계,현재 코딩 블록의 형태에 따라, 상기 방향성 인트라 예측 모드에 적용되는 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 위한 보간 필터 종류를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 보간 필터를 적용하여 인트라 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 현재 코딩 블록의 형태가 비정방형인지 정방형인지에 따라, 서로 다른 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용한다.
또한, 상기 현재 코딩 블록의 형태가 비정방형인 경우는, 정방형인 경우보다작은 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용한다.
또한, 상기 현재 코딩 블록의 너비 또는 높이에 따라, 서로 다른 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용한다. 여기서, 상기 현재 코딩 블록의 너비 또는 높이중 적어도 어느 하나가, 기준값보다 작으면, 작은 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용할 수 있다.
또한, 상기 현재 코딩 블록의 형태가 비정방형이고, 너비 또는 높이중 적어도 어느 하나가 기준크기 보다 작은 경우에는, 기준크기 보다 큰 경우보다 작은 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용한다.
또한, 상기 현재 코딩 블록의너비 대 높이비(w/h)가 임계값대비 작은 경우는, 임계값대비 큰 경우 보다 작은 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용한다.
또한, 상기 현재 코딩 블록의 방향성 인트라 예측 모드에 따라, 서로 다른 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용한다.
또한, 상기 인트라 예측 모드가 수평모드인지 수직모드인지에 따라서로 다른 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용한다.
또한, 상기 보간 필터 종류가 결정되면, 수직 방향, 수평 방향, 또는 수직/수평 방향 중 어느 하나가 선택적으로 수행되는 보간 필터링 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 현재 코딩 블록의 형태에 따라, 보간 필터의 탭수는 동일하되, 상이한 필터계수를 가지는 보간 필터를 달리 적용할 수 있다.
또한, 상기 현재 코딩 블록의 형태에 따라, 보간 필터의 탭수는 동일하되, 상이한 필터 강도를 가지는 보간 필터를 달리 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 코딩 블록의 방향성 인트라 예측 모드를 확인하는 단계,현재 코딩 블록의 형태에 따라, 상기 방향성 인트라 예측 모드에 적용되는 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 위한 보간 필터 종류를 결정하는 단계, 및상기 결정된 보간 필터를 적용하여 인트라 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 영상 복호화 장치는, 현재 코딩 블록의 방향성 인트라 예측 모드를 확인하고, 현재 코딩 블록의 형태에 따라, 상기 방향성 인트라 예측 모드에 적용되는 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 위한 보간 필터 종류를 결정하고, 상기 결정된 보간 필터를 적용하여 인트라 예측 샘플을 생성하는 복호화기를 포함한다.
본 발명에 따른, 영상 신호 비트스트림을 포함하는 기록매체에 있어서,상기 기록매체에 포함된 영상 신호 비트스트림은,현재 코딩 블록의 방향성 인트라 예측 모드를 확인하는 단계, 현재 코딩 블록의 형태에 따라, 상기 방향성 인트라 예측 모드에 적용되는 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 위한 보간 필터 종류를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 보간 필터를 적용하여 인트라 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법의해 부호화된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 발명의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 효율적으로 부호화/복호화 대상 블록을 분할함으로써, 영상 신호의 부호화/복호화 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 부호화/복호화 대상 블록을 대칭 형태 또는 비대칭 형태의 블록으로 분할함으로써 영상 신호의 부호화/복호화 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 인트라 예측 샘플 보간 필터를 현재 블록의 형태 및/또는 크기에 맞게 적용함으로써, 영상 신호의 부호화/복호화 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화되었을 때, 코딩 블록에 적용될 수 있는 파티션 모드를 예시한 도면이다.
도 4는 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리(Quad tree) 및 바이너리 트리(Binary tree) 분할(partitioning)이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리 및 바이너리 트리 분할에 기반하여 코딩 블록을 계층적으로 분할하는 일예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리 및 대칭형 바이너리 트리 분할에 기반하여 코딩 블록을 계층적으로 분할하는 일예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 비대칭형 바이너리 트리 분할이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리 및 대칭형/비대칭형 바이너리 트리 분할에 기반한 코딩 블록의 분할 형태를 예시한 것이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리 및 바이너리 트리 분할에 기반한 코딩 블록 분할 방법에 대한 흐름도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리 및 바이너리 트리 분할이 적용되는 네트워크 추상화 계층 (NAL)에 포함되는 신택스 요소(syntax element)를 예를 들어 도시한 것이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 비대칭형 쿼드 트리 분할이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 비대칭형 쿼드 트리 분할에 기반한 코딩 블록 분할 방법에 대한 흐름도이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 비대칭형 쿼드 트리 분할이 적용되는 네트워크 추상화 계층 (NAL)에 포함되는 신택스 요소(syntax element)를 예를 들어 도시한 것이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 쿼드 트리 및 트리플 트리 분할이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 쿼드 트리 및 트리플 트리 분할 에 기반한 코딩 블록 분할 방법에 대한 흐름도이다.
도 16은 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 쿼드 트리 및 트리플 트리 분할이 적용되는 네트워크 추상화 계층 (NAL)에 포함되는 신택스 요소(syntax element)를 예를 들어 도시한 것이다.
도 17은 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 멀티 트리 분할이 허용되는 기본 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 멀티 트리 분할이 허용되는 확장된 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 멀티 트리 분할에 기반한 코딩 블록 분할 방법에 대한 흐름도이다.
도 20은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 영상 부호화기/복호화기에 기-정의된 인트라 예측 모드의 종류를 도시한 것이다.
도 21은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 영상 부호화기/복호화기에 확장된인트라 예측 모드의 종류를 도시한 것이다.
도 22는본 발명이 적용되는 일실시예로서, 인트라 예측 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 23은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 주변 샘플들의 차분 정보에 기반하여 현재 블록의 예측 샘플을 보정하는 방법을 도시한 것이다.
도24 및 도 25는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 소정의 보정 필터를 기반으로 예측 샘플을 보정하는 방법을 도시한 것이다.
도 26은 도 20에 도시된 방향성 인트라 예측 모드인 Mode 2부터 Mode 34까지의 인트라 방향 파라미터(intraPredAng)를 나타낸 테이블이다.
도 27 및 도 28은 본 발명에 따른, 참조 샘플들이 일렬로 재배열된 일차원 레퍼런스 샘플 그룹을 나타낸 도면이다.
도 29는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 종류에 따라 상이한 보간 필터를 적용하는 흐름도를 도시한 것이다.
도 30 내지 도 32는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 종류에 따라 상이한 보간 필터를 적용하는 흐름도를 예시적으로 도시한 것이다.
도 33은 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 인트라 예측 샘플 보간에 적용되는 네트워크 추상화 계층 (NAL)에 포함되는 신택스 요소(syntax element)를 예를 들어 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 출원에서 사용한 “유닛(unit)”은 “블록(block)”으로 대체할 수 있으며, 따라서, 본 명세서에서 “코딩 트리 유닛”과 “코딩 트리 블록”, “코딩 유닛”과 “코딩 블록”, “예측 유닛”과 “예측 블록”, “변환 유닛”과 “변환 블록”은 각각 동일한 의미로 해석할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.
부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.
인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.
인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
또한, 현재 블록은, 부호화/복호화 대상 블록을 나타내는 것으로,부호화/복호화 단계에 따라, 코딩 트리 블록(또는 코딩 트리 유닛), 부호화 블록(또는 부호화 유닛), 변환 블록(또는 변환 유닛) 또는 예측 블록(또는 예측 유닛) 등을 나타내는 것일 수 있다. 본 명세서에서, '유닛'은 특정 부호화/복호화 프로세스를 수행하기 위한 기본 단위를 나타내고, '블록'은 소정 크기의 샘플 어레이를 나타낼 수 있다. 별도의 구분이 없는 한, '블록'과 '유닛'은 동등한 의미로 사용될 수 있다. 예컨대, 후술되는 실시예에서, 부호화 블록(코딩 블록) 및 부호화 유닛(코딩 유닛)은 상호 동등한 의미인 것으로 이해될 수 있다.
하나의 픽쳐는 정방형 또는 비정방형의 기본 블록으로 분할되어 부호화/복호화될 수 있다. 이때, 기본 블록은, 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit)이라 호칭될 수 있다. 코딩 트리 유닛은, 시퀀스 또는 슬라이스에서 허용하는 가장 큰 크기의 코딩 유닛으로 정의될 수도 있다. 코딩 트리 유닛이 정방형 또는 비정방형인지 여부 또는 코딩 트리 유닛의 크기와 관련한 정보는 시퀀스 파라미터 셋트, 픽처 파라미터 셋트 또는 슬라이스 헤더 등을 통해 시그널링될 수 있다. 코딩 트리 유닛은 더 작은 크기의 파티션으로 분할될 수 있다. 이때, 코딩 트리 유닛을 분할함으로써 생성된 파티션을 뎁스 1이라 할 경우, 뎁스 1인 파티션을 분할함으로써 생성된 파티션은 뎁스 2로 정의될 수 있다. 즉, 코딩 트리 유닛 내 뎁스 k인 파티션을 분할함으로써 생성된 파티션은 뎁스 k+1을 갖는 것으로 정의될 수 있다.
도 3은 코딩 블록이 화면 내 예측 또는 화면 간 예측으로 부호화되었을 때, 코딩 블록에 적용될 수 있는 파티션 모드를 예시한 도면이다.코딩 트리 유닛이 분할됨에 따라 생성된 임의 크기의 파티션을 코딩 유닛이라 정의할 수 있다. 예를 들어, 도 3 (a)는 코딩 유닛이 2Nx2N 크기을 도시하였다. 코딩 유닛은 재귀적으로 분할되거나, 예측, 양자화, 변환 또는 인루프 필터링 등을 수행하기 위한 기본 단위로 분할될 수 있다. 일 예로, 코딩 유닛이 분할됨에 따라 생성된 임의 크기의 파티션은 코딩 유닛으로 정의되거나, 예측, 양자화, 변환 또는 인루프 필터링 등을 수행하기 위한 기본 단위인 변환 유닛(TU: Transform Unit) 또는 예측 유닛(PU: Prediction Unit)으로 정의될 수 있다.
또는, 코딩 블록이 결정되면, 코딩 블록의 예측 분할을 통해 코딩 블록과 동일한 크기 또는 코딩 블록보다 작은 크기를 갖는 예측 블록(Prediction Block)을 결정할 수 있다. 코딩 블록의 예측 분할은 코딩 블록의 분할 형태를 나타내는 파티션 모드(Part_mode)에 의해 수행될 수 있다. 예측 블록의 크기 또는 형태는 코딩 블록의 파티션 모드에 따라 결정될 수 있다. 코딩 블록의 분할 형태는 파티션 후보 중 어느 하나를 특정하는 정보를 통해 결정될 수 있다. 이때, 코딩 블록이 이용할 수 있는 파티션 후보에는 코딩 블록의 크기, 형태 또는 부호화 모드 등에 따라 비대칭 파티션 형태(예컨대, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD)가 포함될 수 있다. 일 예로, 코딩 블록이 이용할 수 있는 파티션 후보는 현재 블록의 부호화 모드에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화된 경우, 코딩 블록에는 도 3 (b)에 도시된 예에서와 같이, 8개의 파티션 모드 중 어느 하나가 적용될 수 있다. 반면, 코딩 블록이 화면 내 예측으로 부호화된 경우, 코딩 블록에는 도 3 (b)의 8개 파티션 모드중 PART_2Nx2N 또는 PART_NxN 이 적용될 수 있다.
PART_NxN은 코딩 블록이 최소 크기를 갖는 경우 적용될 수 있다. 여기서, 코딩 블록의 최소 크기는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 것일 수 있다. 또는, 코딩 블록의 최소 크기에 관한 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다. 일 예로, 코딩 블록의 최소 크기는 슬라이스 헤더를 통해 시그널링되고, 이에 따라, 슬라이스별로 코딩 블록의 최소 크기가 정의될 수 있다.
다른 예로, 코딩 블록이 이용할 수 있는 파티션 후보는 코딩 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 따라 상이하게 결정될 수도 있다. 일 예로, 코딩 블록이 이용할 수 있는 파티션 후보의 개수 또는 종류는 코딩 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 따라 상이하게 결정될 수 있다.
또는, 코딩 블록이 이용할 수 있는 파티션 후보들 중 비대칭 파티션 후보들의 종류 또는 개수를 코딩 블록의 크기 또는 형태에 따라 제한할 수도 있다. 일 예로, 코딩 블록이 이용할 수 있는 비대칭 파티션 후보의 개수 또는 종류는 코딩 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 따라 상이하게 결정될 수 있다.
일반적으로, 예측 블록의 크기는 64x64 부터 4x4의 크기를 가질 수 있다. 단, 코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화된 경우, 움직임 보상을 수행할 때, 메모리 대역폭(memory bandwidth)을 줄이기 위해, 예측 블록이 4x4 크기를 갖지 않도록 할 수 있다.
파티션 모드를 이용하여, 코딩 블록을 재귀적으로 분할하는 것도 가능하다. 즉, 파티션 인덱스가 지시하는 파티션 모드에 따라 코딩 블록을 분할할 수 있고, 코딩 블록이 분할됨에 따라 생성된 각 파티션이 코딩 블록으로 정의될 수 있다.
이하, 코딩 유닛을 재귀적으로 분할하는 방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위해, 이하, 코딩 트리 유닛도 코딩 유닛의 범주에 포함되는 것으로 가정 한다. 즉, 후술되는 실시예에서, 코딩 유닛은, 코딩 트리 유닛을 가리키거나, 코딩 트리 유닛이 분할됨에 따라 생성되는 코딩 유닛을 의미할 수 있다. 또한, 코딩 블록이 재귀적으로 분할되는 경우, 코딩 블록이 분할됨에 따라 생성되는 '파티션'은 '코딩 블록'을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
코딩 유닛은 적어도 하나의 라인에 의해 분할될 수 있다. 이때, 코딩 유닛을 분할하는 라인은 소정의 각도를 가질 수도 있다. 여기서, 소정의 각도는, 0도 내지 360도 범위 내의 값일 수 있다. 예컨대, 0도 라인은, 수평 라인, 90도 라인은 수직 라인을 의미하고, 45도 또는 135도 라인은 대각선 라인을 의미할 수 있다.
코딩 유닛이 복수의 라인에 의해 분할되는 경우, 복수의 라인은 모두 동일한 각도를 가질 수 있다. 또는, 복수의 라인 중 적어도 하나는 다른 라인과 상이한 각도를 가질 수도 있다. 또는, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 분할하는 복수의 라인은 기 정의된 각도 차(예컨대, 90도)를 갖도록 설정될 수도 있다.
코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 분할하는 라인에 관한 정보는, 파티션 모드로 정의되어 부호화될 수 있다. 또는, 라인의 개수, 방향, 각도, 블록 내 라인의 위치 등에 대한 정보가 부호화될 수도 있다.
설명의 편의를 위해, 후술되는 실시예에서는, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛은 수직선 및 수평선 중 적어도 하나를 이용하여, 복수의 코딩 유닛으로 분할되는 것으로 가정한다.
코딩 유닛의 파티셔닝이, 수직선(Vertical Line) 또는 수평선(Horizontal Line) 중 적어도 하나에 기초하여 수행된다고 가정할 때, 코딩 유닛을 파티셔닝하는 수직선 또는 수평선의 개수는 적어도 하나 이상일 수 있다. 일 예로, 하나의 수직선 또는 하나의 수평선을 이용하여, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 2개의 파티션으로 분할하거나, 두개의 수직선 또는 두개의 수평선을 이용하여, 코딩 유닛을 3개의 파티션으로 분할할 수 있다. 또는, 하나의 수직선 및 하나의 수평선을 이용하여, 코딩 유닛을 길이 및 너비가 1/2 인 4개의 파티션으로 분할할 수도 있다.
코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 적어도 하나의 수직선 또는 적어도 하나의 수평선을 이용하여 복수의 파티션으로 분할하는 경우, 파티션들은 균일한 크기를 가질 수 있다. 또는, 어느 하나의 파티션이 나머지 파티션과 다른 크기를 갖거나, 각 파티션이 상이한 크기를 가질 수도 있다.
후술되는 실시예들에서는, 코딩 유닛이 4개의 파티션으로 분할되는 것을, 쿼드 트리 기반의 분할이라 가정하고, 코딩 유닛이 2개의 파티션으로 분할되는 것을 바이너리 트리 기반의 분할이라 가정한다. 또한, 코딩 유닛이 3개의 파티션으로 분할되는 것을 트리플 트리 기반의 분할이라 가정한다. 또한 상기 적어도 2가지 이상의 분할 방식을 적용하여 분할되는 것을 멀티 트리 기반의 분할이라 가정한다.
후술되는 도면에서는, 코딩 유닛을 분할하기 위해, 소정 개수의 수직선 또는 소정 개수의 수평선이 이용되는 것으로 도시할 것이나, 도시된 것보다 더 많은 수의 수직선 또는 더 많은 수의 수평선을 이용하여, 코딩 유닛을 도시된 것보다 더 많은 수의 파티션 또는 도시된 것보다 더 적은 수의 파티션으로 분할하는 것 역시 본 발명의 범주에 포함된다고 할 것이다.
도 4는 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리(Quad tree) 및 바이너리 트리(Binary tree) 분할(partitioning)이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
입력 영상 신호는 소정의 블록 단위로 복호화되며, 이와 같이 입력 영상 신호를 복호화하기 위한 기본 단위를 코딩 블록이라 한다. 코딩 블록은 인트라/인터 예측, 변환, 양자화를 수행하는 단위가 될 수 있다. 또한, 코딩 블록 단위로 예측 모드(예컨대, 화면 내 예측 모드 또는 화면 간 예측 모드)가 결정되고, 코딩 블록에 포함된 예측 블록들은, 결정된 예측 모드를 공유할 수 있다. 코딩 블록은 8x8 내지 64x64 범위에 속하는 임의의 크기를 가진 정방형 또는 비정방형 블록일 수 있고, 128x128, 256x256 또는 그 이상의 크기를 가진 정방형 또는 비정방형 블록일 수 있다.
구체적으로, 코딩 블록은 쿼드 트리(quad tree)와 바이너리 트리(binary tree) 중 적어도 하나에 기초하여 계층적으로 분할될 수 있다. 여기서, 쿼드 트리 기반의 분할은 2Nx2N 코딩 블록이 4개의 NxN 코딩 블록으로 분할되는 방식(도 4(a))을, 바이너리 트리 기반의 분할은 하나의 코딩 블록이 2개의 코딩 블록으로 분할되는 방식을 각각 의미할 수 있다. 바이너리 트리 기반의 분할이 수행되었다 하더라도, 하위 뎁스에서는 정방형인 코딩 블록이 존재할 수 있다.
바이너리 트리 기반의 분할은 대칭적으로 수행될 수도 있고, 비대칭적으로 수행될 수도 있다. 또한, 바이너리 트리 기반으로 분할된 코딩 블록은 정방형 블록일 수도 있고, 직사각형과 같은 비정방형 블록일 수도 있다. 일 예로, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 파티션 형태는 도 4 (b)에 도시된 예에서와 같이, 대칭형(symmetric)인 2NxN (수평 방향 비 정방 코딩 유닛) 또는 Nx2N (수직 방향 비정방 코딩 유닛)이 될 수 있다. 또한, 일 예로, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 파티션 형태는 도 4 (c)에 도시된 예에서와 같이, 비대칭형(asymmetric)인 nLx2N, nRx2N, 2NxnU 또는 2NxnD 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바이너리 트리 기반의 분할은, 대칭형 또는 비대칭 형태의 파티션 중 어느 하나만 제한적으로 허용될 수도 있다. 이 경우, 코딩 트리 유닛을, 정방형 블록으로 구성하는 것은 쿼드 트리 CU 파티셔닝에 해당하고, 코딩 트리 유닛을, 대칭형인 비정방형 블록으로 구성하는 것은 바이너리 트리 CU 파티셔닝에 해당할 수 있다. 코딩 트리 유닛을 정방형 블록과 대칭형 비정방형 블록으로 구성하는 것은 쿼드 및 바이너리 트리 CU 파티셔닝에 해당할 수 있다.
이하, 상기 쿼드 트리 및 바이너리 트리에 기반한 분할 방식을 QTBT (Quad-Tree & Binary-Tree) 분할로 명명한다.
쿼드 트리 및 바이너리 트리에 기반한 분할 결과, 더 이상 분할되지 않는 코딩 블록은 예측 블록 또는 변환 블록으로 이용될 수 있다. 즉, 쿼드 트리 및 바이너리 트리에 기반한 QTBT (Quad-Tree & Binary-Tree) 분할 방법에서는, 코딩 블록이 예측 블록이 되고, 예측 블록이 변환 블록이 될 수 있다. 일 예로, QTBT 분할 방법을 이용한 경우, 코딩 블록 단위로 예측 영상을 생성하고, 코딩 블록 단위로 원본 영상과 예측 영상간의 차분인 잔차 신호가 변환될 수 있다. 여기서, 코딩 블록 단위로 예측 영상을 생성하는 것은, 코딩 블록을 기준으로 모션 정보가 결정되거나, 코딩 블록을 기준으로 하나의 인트라 예측 모드가 결정되는 것을 의미할 수 있다. 이에 따라, 코딩 블록은, 스킵 모드, 화면 내 예측 또는 화면 간 예측 중 적어도 하나를 이용하여 부호화될 수 있다.
다른 예로, 코딩 블륵을 분할하여, 코딩 블록보다 작은 크기를 갖는 예측 블록 또는 변환 블록을 이용하는 것도 가능하다.
QTBT 분할 방법에서, BT는 대칭형 분할만이 허용되도록 설정될 수 있다. 다만, 블록 경계에서 오브젝트와 배경이 나누어지는 경우에도, 대칭형 이진 분할만을 허용한다면, 부호화 효율이 낮아질 수 있다. 이에 본 발명에서는, 부호화 효율을 높이기 위해, 코딩 블록을 비대칭으로 파티셔닝하는 방법을 다른 실시예로 후술하고자 한다. 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝(Asymetric Binary Tree Partitioning)은 코딩 블록을 2개의 더 작은 코딩 블록으로 분할하는 것을 나타낸다. 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝의 결과, 코딩 블록은 2개의 비대칭 형태의 코딩 블록으로 분할될 수 있다.
바이너리 트리 기반의 분할은 쿼드 트리 기반의 분할이 더 이상 수행되지 않는 코딩 블록에 대해서 수행될 수 있다.바이너리 트리 기반으로 분할된 코딩 블록에 대해서는 쿼드 트리 기반의 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다.
또한, 하위 뎁스의 분할은 상위 뎁스의 분할 형태에 종속적으로 결정될 수 있다. 일 예로, 2개 이상의 뎁스에서 바이너리 트리 기반의 분할이 허용된 경우, 하위 뎁스에서는 상위 뎁스의 바이너리 트리 분할 형태와 동일한 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용될 수 있다. 예컨대, 상위 뎁스에서 2NxN 형태로 바이너리 트리 기반의 분할이 수행된 경우, 하위 뎁스에서도 2NxN 형태의 바이너리 트리 기반의 분할이 수행될 수 있다. 또는, 상위 뎁스에서 Nx2N 형태로 바이너리 트리 기반의 분할이 수행된 경우, 하위 뎁스에서도 Nx2N 형태의 바이너리 트리 기반의 분할이 허용될 수 있다.
반대로, 하위 뎁스에서, 상위 뎁스의 바이너리 트리 분할 형태와 상이한 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만을 허용하는 것도 가능하다.
시퀀스, 슬라이스, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛에 대해, 특정 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 사용되도록 제한할 수도 있다. 일 예로, 코딩 트리 유닛에 대해 2NxN 또는 Nx2N 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용되도록 제한할 수 있다. 허용되는 파티션 형태는 부호화기 또는 복호화기에 기 정의되어 있을 수도 있고, 허용되는 파티션 형태 또는 허용되지 않는 파티션 형태에 관한 정보를 부호화하여 비트스트림을 통해 시그널링할 수도 있다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리 및 바이너리 트리 분할에 기반하여 코딩 블록을 계층적으로 분할하는 일예를 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 분할 깊이(split depth)가 k인 제1 코딩 블록 300은 쿼드 트리(quad tree)에 기반하여 복수의 제2 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 제2 코딩 블록 310 내지 340은 제1 코딩 블록의 너비와 높이의 절반 크기를 가진 정방형 블록이며, 제2 코딩 블록의 분할 깊이는 k+1로 증가될 수 있다.
분할 깊이가 k+1인 제2 코딩 블록 310은 분할 깊이가 k+2인 복수의 제3 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 제2 코딩 블록 310의 분할은 분할 방식에 따라 쿼트 트리 또는 바이너리 트리 중 어느 하나를 선택적으로 이용하여 수행될 수 있다. 여기서, 분할 방식은 쿼드 트리 기반으로의 분할을 지시하는 정보 또는 바이너리 트리 기반의 분할을 지시하는 정보 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
제2 코딩 블록 310이 쿼트 트리 기반으로 분할되는 경우, 제2 코딩 블록 310은 제2 코딩 블록의 너비와 높이의 절반 크기를 가진 4개의 제3 코딩 블록 310a으로 분할되며, 제3 코딩 블록 310a의 분할 깊이는 k+2로 증가될 수 있다. 반면, 제2 코딩 블록 310이 바이너리 트리 기반으로 분할되는 경우, 제2 코딩 블록 310은 2개의 제3 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 이때, 2개의 제3 코딩 블록 각각은 제2 코딩 블록의 너비와 높이 중 어느 하나가 절반 크기인 비정방형 블록이며, 분할 깊이는 k+2로 증가될 수 있다. 제2 코딩 블록은 분할 방향에 따라 가로 방향 또는 세로 방향의 비정방형 블록으로 결정될 수 있고, 분할 방향은 바이너리 트리 기반의 분할이 세로 방향인지 또는 가로 방향인지에 관한 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 제2 코딩 블록 310은 쿼드 트리 또는 바이너리 트리에 기반하여 더 이상 분할되지 않는 말단 코딩 블록으로 결정될 수도 있고, 이 경우 해당 코딩 블록은 예측 블록 또는 변환 블록으로 이용될 수 있다.
제3 코딩 블록 310a은 제2 코딩 블록 310의 분할과 마찬가지로 말단 코딩 블록으로 결정되거나, 쿼드 트리 또는 바이너리 트리에 기반하여 추가적으로 분할될 수 있다.
한편, 바이너리 트리 기반으로 분할된 제3 코딩 블록 310b은 추가적으로 바이너리 트리에 기반하여 세로 방향의 코딩 블록(310b-2) 또는 가로 방향의 코딩 블록(310b-3)으로 더 분할될 수도 있고, 해당 코딩 블록의 분할 깊이는 k+3으로 증가될 수 있다. 또는, 제3 코딩 블록 310b는 바이너리 트리에 기반하여 더 이상 분할되지 않는 말단 코딩 블록(310b-1)으로 결정될 수 있고, 이 경우 해당 코딩 블록(310b-1)은 예측 블록 또는 변환 블록으로 이용될 수 있다. 다만, 상술한 분할 과정은 쿼드 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 관한 정보, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보 또는 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되지 않는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제한적으로 수행될 수 있다.
코딩 블록이 가질 수 있는 크기는 소정 개수로 제한되거나, 소정 단위 내 코딩 블록의 크기는 고정된 값을 가질 수도 있다. 일 예로, 시퀀스 내 코딩 블록의 크기 또는 픽처 내 코딩 블록의 크기는, 256x256, 128x128 또는 32x32로 제한될 수 있다. 시퀀스 또는 픽처 내 코딩 블록의 크기를 나타내는 정보가 시퀀스 헤더 또는 픽처 헤더를 통해 시그널링 될 수 있다.
쿼드 트리 및 바이너리 트리에 기반한 분할 결과, 코딩 유닛은, 정방형 또는 임의 크기의 직사각형을 띨 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리 및 대칭형 바이너리 트리 분할에 기반하여 코딩 블록을 계층적으로 분할하는 일예를 도시한 것이다.
도 6은 특정 형태, 예를 들어 대칭형 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용된 예를 나타낸 도면이다. 도 6의 (a)는 Nx2N 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용되도록 제한된 예를 나타낸다. 예를 들어, 뎁스 1 코딩 블록 601은 뎁스 2에서 2개의 Nx2N 블록 (601a, 601b)으로 분할되고, 또한, 뎁스 2 코딩 블록 602는 뎁스 3에서 2개의 Nx2N 블록 (602a, 602b)로 분할 가능하다.
도 6의 (b)는 2NxN 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용되도록 제한된 예를 나타낸다. 예를 들어, 뎁스 1 코딩 블록 603은 뎁스 2에서 2개의 2NxN 블록 (603a, 603b)으로 분할되고, 또한, 뎁스 2 코딩 블록 604는 뎁스 3에서 2개의 2NxN 블록 (604a, 604b)로 분할 가능하다.
도 6의 (c)는 대칭형 바이너리 트리로 분할된 블록을 다시 대칭형 바이너리 트리로 분할하는 예를 나타낸다. 예를 들어, 뎁스 1 코딩 블록 605는, 뎁스 2에서 2개의 Nx2N 블록 (605a, 605b)으로 분할되고, 또한, 상기 분할후 생성된 뎁스 2 코딩 블록 605a는 뎁스 3에서 2개의 Nx2N 블록 (605a1, 605a2)로 분할 가능하다. 상기 분할 방식은 대칭형 바이너리 트리 분할에 의해 생성된 2NxN 코딩 블록에 대해서도 동일하게 적용 가능하다.
상기 쿼드 트리 또는 바이너리 트리 기반의 적응적 분할을 구현하기 위해 쿼드 트리 기반의 분할을 지시하는 정보, 쿼드 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 관한 정보, 바이너리 트리 기반의 분할을 지시하는 정보, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되지 않는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보 또는 바이너리 트리 기반의 분할이 세로 방향인지 또는 가로 방향인지에 관한 정보 등이 이용될 수 있다. 일 예로, quad_split_flag는코딩 블록이 4개의 코딩 블록으로 분할되는지 여부를 나타내고, binary_split_flag는 코딩 블록이 2개의 코딩 블록으로 분할되는지 여부를 나타낼 수 있다. 코딩 블록이 2개의 코딩 블록으로 분할되는 경우, 코딩 블록의 분할 방향이 수직 방향인지 또는 수평 방향인지 여부를 나타내는 is_hor_split_flag가 시그널링될 수 있다.
또한, 코딩 트리 유닛 또는 소정의 코딩 유닛에 대해, 바이너리 트리 분할이 허용되는 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 깊이 또는 바이너리 트리 분할이 허용된 뎁스의 개수 등이 획득될 수 있다. 상기 정보는 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛 단위로 부호화되어, 비트스트림을 통해 복호화기로 전송될 수 있다.
일 예로, 비트스트림을 통해, 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스를 나타내는 신택스 'max_binary_depth_idx_minus1'가 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수 있다. 이 경우, max_binary_depth_idx_minus1+1이 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스를 가리킬 수 있다.
또한, 전술한 도 6 (c) 예를 살펴보면, 뎁스 2인 코딩 유닛 (예, 605a, 605b) 및 뎁스 3인 코딩 유닛 (예, 605a1, 605a2)에 대해 바이너리 트리 분할이 수행된 결과가 도시되었다. 이에 따라, 코딩 트리 유닛 내 바이너리 트리 분할이 수행된 횟수(예, 2회)를 나타내는 정보, 코딩 트리 유닛 내 바이너리 트리 분할이 허용된 최대 뎁스(예, 뎁스 3)를 나타내는 정보 또는 코딩 트리 유닛 내 바이너리 트리 분할이 허용된 뎁스의 개수(예, 2개, 뎁스 2 및 뎁스 3)를 나타내는 정보 중 적어도 하나가 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수 있다.
다른 예로, 바이너리 트리 분할이 허용되는 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 깊이 또는 바이너리 트리 분할이 허용된 뎁스의 개수 중 적어도 하나는 시퀀스, 슬라이스별로 획득될 수 있다. 일 예로, 상기 정보는, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 단위로 부호화되어 비트스트림을 통해 전송될 수 있다. 이에 따라, 제1 슬라이스 및 제2 슬라이스의, 바이너리 트리 분할 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스 또는 바이너리 트리 분할이 허용되는 뎁스의 개수 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. 일 예로, 제1 슬라이스에서는, 하나의 뎁스에서만 바이너리 트리 분할이 허용되는 반면, 제2 슬라이스에서는, 두개의 뎁스에서 바이너리 트리 분할이 허용될 수 있다.
또 다른 일 예로, 슬라이스 또는 픽쳐의 시간레벨 식별자(Temporal_ID)에 따라 바이너리 트리 분할이 허용되는 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 깊이 또는 바이너리 트리 분할이 허용되는 뎁스의 개수 중 적어도 하나를 상이하게 설정할 수도 있다. 여기서, 시간레벨 식별자(Temporal_ID)는, 시점(view), 공간(spatial), 시간(temporal) 또는 화질(quality) 중 적어도 하나 이상의 스케일러빌리티(Scalability)를 갖는 영상의 복수개의 레이어 각각을 식별하기 위한 것이다.
또한, 바이너리 파티셔닝으로 파티션된 CU에서는 Transform skip을 사용하지 않도록 제한할 수도 있다. 또는 비 정방형으로 파티션된 CU에서는 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 어느 하나의 방향에서만 transformskip을 적용할 수도 있다. 수평방향 transform skip만 적용하는 것은, 수평 방향으로 transform 수행없이 스케일링과 양자화만 수행하고, 수직 방향으로 DCT 나 DST 등 적어도 어느 하나의 transform을 특정하여 변환을 수행하는 것을 나타낸다.
이와 마찬가지로, 수직방향 transform skip만 적용하는 것은 수평 방향으로 DCT 나 DST 등 적어도 어느 하나의 transform을 특정하여 변환을 수행하고, 수직 방향으로 transform 수행없이 스케일링과 양자화만 수행하는 것을 나타낸다. 수평 방향 transform skip을 적용할지를 알려주는 신택스 hor_transform_skip_flag과 수직 방향 transform skip을 적용 여부를 알려주는 신택스 ver_transform_skip_flag을 시그날링할 수도 있다.
수평방향 또는 수직방향 중 적어도 어느 하나에 transform skip을 적용할 때, CU의 형태에 따라 어느 방향으로 transform skip을 적용할 지를 시그날링 할 수도 있다.구체적으로 예를 들어, 2NxN 형태의 CU인 경우에 수평 방향으로 transform을 수행하고 수직 방향으로 transform skip을 적용할 수도 있으며, Nx2N 형태의 CU인 경우에 수평 방향으로 transform skip을 적용하고 수직 방향을 transform을 수행할 수도 있다. 여기서 transform은 DCT 또는 DST 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
또 다른 예를 들어, 2NxN 형태의 CU인 경우에 수직 방향으로 transform을 수행하고 수평 방향으로 transform skip을 적용할 수도 있으며, Nx2N 형태의 CU인 경우에 수직 방향으로 transform skip을 적용하고 수평 방향을 transform을 수행할 수도 있다. 여기서 transform은 DCT 또는 DST 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 비대칭형 바이너리 트리 분할이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.2Nx2N 코딩 블록은 너비 비가 n:(1-n)인 2개의 코딩 블록 또는 높이 비가 n:(1-n)인 2개의 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 여기서, n은 0보다 크고 1보다 작은 실수를 나타낼 수 있다.
도 7에서는, 예를 들어 코딩 블록에 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝이 적용됨에 따라, 너비 비가 1:3 인 2개의 코딩 블록 (701, 702), 또는 3:1인 2개의 코딩 블록 (703, 704), 또는 높이 비가 1:3 인 2개의 코딩 블록 (705, 706) 또는 3:1인 2개의 코딩 블록(707, 708)이 생성되는 것으로 도시되었다.
구체적으로, WxH 크기의 코딩 블록이 수직 방향으로 분할됨에 따라, 너비가 1/4W인 좌측 파티션 및 너비가 3/4W인 우측 파티션이 생성될 수 있다. 위와 같이, 좌측 파티션의 너비가 우측 파티션의 너비보다 작은 분할 형태를 nLx2N 바이너리 파티션이라 호칭할 수 있다.
WxH 크기의 코딩 블록이 수직 방향으로 분할됨에 따라, 너비가 3/4W인 좌측 파티션 및 너비가 1/4W인 우측 파티션이 생성될 수도 있다. 위와 같이, 우측 파티션의 너비가 좌측 파티션의 너비보다 작은 분할 형태를 nRx2N 바이너리 파티션이라 호칭할 수 있다.
WxH 크기의 코딩 블록이 수평 방향으로 분할됨에 따라, 높이가 1/4H인 상단 파티션 및 높이가 3/4H인 하단 파티션이 생성될 수 있다. 위와 같이, 상단 파티션의 높이가 하단 파티션의 높이보다 작은 분할 형태를 2NxnU 바이너리 파티션이라 호칭할 수 있다.
WxH 크기의 코딩 블록이 수평 방향으로 분할됨에 따라, 높이가 3/4H인 상단 파티션 및 높이가 1/4H인 하단 파티션이 생성될 수 있다. 위와 같이, 하단 파티션의 높이가 상단 파티션의 높이보다 작은 분할 형태를 2NxnD 바이너리 파티션이라 호칭할 수 있다.
도 7에서는 두 코딩 블록간의 너비 비 또는 높이 비가 1:3 또는 3:1인 경우를 예시하였으나, 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝에 의해 생성되는 두 코딩 블록 간 너비 비 또는 높이 비가 이에 한정되는 것은 아니다. 코딩 블록은 도 7에 도시된 것과 상이한 너비 비 또는 상이한 높이 비를 갖는 2개의 코딩 블록으로 분할될 수도 있다.
비대칭 바이너리 트리 파티셔닝을 이용하는 경우, 코딩 블록의 비대칭 바이너리 파티션 형태는 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보에 기초하여 결정될 수 있다.일 예로, 코딩 블록의 분할 형태는 코딩 블록의 분할 방향을 나타내는 정보 및 코딩 블록이 분할됨에 따라 생성되는 제1 파티션이 제2 파티션보다 작은 크기를 갖는지 여부를 나타내는 정보를 기초로 결정될 수 있다.
코딩 블록의 분할 방향을 나타내는 정보는, 코딩 블록이 수직 방향으로 분할되었는지 또는 수평 방향으로 분할되었는지 여부를 나타내는 1비트의 플래그일 수 있다. 일 예로, hor_binary_flag 는 코딩 블록이 수평 방향으로 분할되었는지 여부를 나타낼 수 있다. hor_binary_flag의 값이 1인 것은, 코딩 블록이 수평 방향으로 분할됨을 나타내고, hor_binary_flag의 값이 0인 것은, 코딩 블록이 수직 방향으로 분할됨을 나타낼 수 있다. 또는 코딩 블록이 수직 방향으로 분할되었는지 여부를 나타내는 ver_binary_flag가 이용될 수도 있다.
제1 파티션이 제2 파티션보다 작은 크기를 갖는지 여부를 나타내는 정보는, 1비트의 플래그일 수 있다. 일 예로, is_left_above_small_part_flag는 코딩 블록이 분할됨에 따라 생성된 좌측 또는 상단 파티션의 크기가 우측 또는 하측 파티션 보다 작은지 여부를 나타낼 수 있다. is_left_above_small_part_flag의 값이 1인 것은 좌측 또는 상단 파티션의 크기가 우측 또는 하단 파티션보다 작은 것을 의미하고, is_left_above_small_part_flag의 값이 0인 것은 좌측 또는 상단 파티션의 크기가 우측 또는 하단 파티션보다 큰 것을 의미할 수 있다. 또는, 우측 또는 하단 파티션의 크기가 좌측 또는 상단 파티션보다 작은지 여부를 나타내는 is_right_bottom_small_part_flag를 사용할 수도 있다.
또는, 제1 파티션 및 제2 파티션 간의 너비비, 높이비 또는 넓이비를 나타내는 정보를 사용하여 제1 파티션 및 제2 파티션의 크기를 결정할 수도 있다.
hor_binary_flag의 값이 0이고, is_left_above_small_part_flag의 값이 1인 것은, nLx2N 바이너리 파티션을 나타내고, hor_binary_flag의 값이 0이고, is_left_above_small_part_flag의 값이 0인 것은, nRx2N 바이너리 파티션을 나타낼 수 있다. 또한, hor_binary_flag의 값이 1이고, is_left_above_small_part_flag의 값이 1인 것은, 2NxnU 바이너리 파티션을 나타내고, hor_binary_flag의 값이 1이고, is_left_above_small_part_flag의 값이 0인 것은 2NxnD 바이너리 파티션을 나타낼 수 있다.
다른 예로, 코딩 블록의 비대칭 바이너리 파티션 형태는, 코딩 블록의 파티션 형태를 지시하는 인덱스 정보에 의해 결정될 수도 있다. 여기서, 인덱스 정보는 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보로, 고정된 길이(즉, 고정된 비트 수)로 부호화될 수도 있고, 가변 길이로 부호화될 수도 있다. 일 예로, 하기 표 1은 비대칭 바이너리 파티션별 파티션 인덱스를 나타낸 것이다.
Asymetric partition index Binarization
nLx2N 0 0
nRx2N 1 10
2NxnU 2 100
2NxnD 3 111
비대칭 바이너리 트리 파티셔닝은 QTBT 분할 방법에 종속적으로 이용될 수 있다.일 예로, 코딩 블록에 더 이상 쿼드 트리 분할 또는 바이너리 트리 분할이 적용되지 않는 경우, 해당 코딩 블록에 비대칭 바이너리 트리 분할을 적용할 것인지 여부가 결정될 수 있다. 여기서, 코딩 블록에 비대칭 바이너리 트리 분할을 적용할 것인지 여부는 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 정보는 1비트의 플래그 'asymmetric_binary_tree_flag'일 수 있고, 상기 플래그에 기초하여, 코딩 블록에 비대칭 바이너리 트리 분할이 적용되는지 여부가 결정될 수 있다.또는, 코딩 블록이 2개의 블록으로 분할되는 것으로 결정되는 경우, 그 분할 형태가 바이너리 트리 분할인지 또는 비대칭 바이너리 트리 분할인지 여부가 결정될 수도 있다. 여기서, 코딩 블록의 분할 형태가 바이너리 트리 분할인지 또는 비대칭 바이너리 트리 분할인지 여부는 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 정보는 1비트의 플래그 'is_asymmetric_split_flag'일 수 있고, 상기 플래그에 기초하여, 코딩 블록이 대칭 또는 비대칭 형태로 분할되는지 여부가 결정될 수 있다.다른 예로, 대칭형 바이너리 파티션 및 비대칭형 바이너리 파티션에 서로 다른 인덱스를 할당하고, 인덱스 정보에 따라, 코딩 블록이 대칭 형태 또는 비대칭 형태로 분할되는지 여부를 결정할 수도 있다. 일 예로, 표 2는 대칭형 바이너리 파티션 및 비대칭형 바이너리 파티션에 각기 다른 인덱스가 할당된 예를 나타낸 것이다.
Binary partition index Binarization
2NxN (수평 방향 바이너리 파티션) 0 0
Nx2N(수직 방향 바이너리 파티션) 1 10
nLx2N 2 110
nRx2N 3 1110
2NxnU 4 11110
2NxnD 5 11111
코딩 트리 블록 또는 코딩 블록은, 쿼드 트리 분할, 바이너리 트리 분할 또는 비대칭 바이너리 트리 분할을 통해 복수의 코딩 블록으로 세분화될 수 있다. 일 예로, 도 8은 QTBT 및 비대칭 바이너리 트리 분할을 이용하여 코딩 블록이 복수의 코딩 블록으로 분할되는 예를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 첫번째 그립의 뎁스 2 파티셔닝, 두번째 그림의 뎁스 3 파티셔닝, 세번째 그림의 뎁스 3 파티셔닝에서 각각 비대칭 바이너리 트리 분할이 수행된 것을 확인할 수 있다.비대칭 바이너리 트리 파티셔닝을 통해 분할된 코딩 블록은 더 이상 분할되지 않도록 제한될 수 있다. 일 예로, 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝을 통해 생성된 코딩 블록에는 쿼드 트리, 바이너리 트리 또는 비대칭 바이너리 트리 관련 정보가 부호화/복호화되지 않을 수 있다. 즉, 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝을 통해 생성된 코딩 블록에 대해서는, 쿼드 트리 분할 여부를 나타내는 플래그, 바이너리 트리 분할 여부를 타나내는 플래그, 비대칭 바이너리 트리 분할 여부를 나타내는 플래그, 바이너리 트리 또는 비대칭 바이너리 트리 분할 방향을 나타내는 플래그, 또는 비대칭 바이너리 파티션을 나타내는 인덱스 정보 등의 신택스의 부호화/복호화가 생략될 수 있다.다른 예로, 바이너리 트리 파티셔닝을 허용할 것인지 여부는 QTBT의 허용 여부에 종속적으로 결정될 수 있다. 일 예로, QTBT에 기초한 분할 방법이 사용되지 않는 픽쳐 또는 슬라이스에서는 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝이 사용되지 않도록 제한될 수 있다.
비대칭 바이너리 트리 파티셔닝이 허용되는지 여부를 나타내는 정보가 블록 단위, 슬라이스 단위 또는 픽처 단위로 부호화되어 시그널링될 수도 있다. 여기서, 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝이 허용되는지 여부를 나타내는 정보는 1비트의 플래그일 수 있다. 일 예로, is_used_asymmetric_QTBT_enabled_flag의 값이 0인 것은, 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝이 사용되지 않음을 나타낼 수 있다. 픽처 단위 또는 슬라이스 단위로 바이너리 트리 파티셔닝이 사용되지 않는 경우, is_used_asymmetric_QTBT_enabled_flag를 시그널링하지 않고, 그 값을 0으로 설정할 수도 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리 및 대칭형/비대칭형 바이너리 트리 분할에 기반한 코딩 블록의 분할 형태를 예시한 것이다.
도 8의 (a)는 nLx2N 형태의 비대칭형 바이너리 트리 기반의 분할이 허용된 예를 나타낸다. 예를 들어, 뎁스 1 코딩 블록 801은 뎁스 2에서 비대칭형 2개의 nLx2N 블록 (801a, 801b)으로 분할되고, 또한, 뎁스 2 코딩 블록 801b는 뎁스 3에서 대칭형 2개의 Nx2N 블록 (801b1, 801b2)로 분할된 예를 도시한 것이다.
도 8의 (b)는, nRx2N 형태의 비대칭형 바이너리 트리 기반의 분할이 허용된 예를 나타낸다. 예를 들어, 뎁스 2 코딩 블록 802는 뎁스 3에서 비대칭형 2개의 nRx2N 블록 (802a, 802b)으로 분할된 예를 도시한 것이다.
도 8의 (c)는 2NxnU 형태의 비대칭형 바이너리 트리 기반의 분할이 허용된 예를 나타낸다. 예를 들어, 뎁스 2 코딩 블록 803은 뎁스 3에서 비대칭형 2개의 2NxnU 블록 (803a, 803b)으로 분할된 예를 도시한 것이다.
코딩 블록의 크기, 형태, 분할 깊이 또는 분할 형태 등에 기초하여, 코딩 블록에 허용되는 분할 형태가 결정될 수도 있다. 일 예로, 쿼드 트리 분할에 의해 생성된 코딩 블록 및 바이너리 트리 분할에 의해 생성된 코딩 블록 사이 허용되는 분할 타입, 파티션 형태 또는 파티션 개수 중 적어도 하나는 상이할 수 있다.
일 예로, 코딩 블록이 쿼드 트리 분할에 의해 생성된 것일 경우, 해당 코딩 블록에는, 쿼드 트리 분할, 바이너리 트리 분할 및 비대칭 바이너리 트리 분할 모두 허용될 수 있다. 즉, 코딩 블록이 쿼드 트리 분할에 기초하여 생성된 것일 경우, 코딩 블록에는 도 10에 나타난 모든 파티션 형태가 적용될 수 있다.일 예로, 2Nx2N 파티션은 코딩 블록이 더 이상 분할되지 않는 경우를 나타내고, NxN은 코딩 블록이 쿼드트리 분할되는 경우를 나타내며, Nx2N 및 2NxN은 코딩 블록이 바이너리 트리 분할되는 경우를 나타낼 수 있다. 또한, nLx2N, nRx2N, 2NxnU 및 2NxnD는 코딩 블록이 비대칭 바이너리 트리 분할되는 경우를 나타낼 수 있다.
반면, 코딩 블록이 바이너리 트리 분할에 의해 생성된 것일 경우, 해당 코딩 블록에는 비대칭 바이너리 트리 분할을 제한할 수 있다. 즉, 코딩 블록이 바이너리 트리 분할에 기초하여 생성된 것일 경우, 코딩 블록에는 도 7에 도시된 파티션 형태들 중 비대칭 파티션 형태(nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD)을 적용하는 것이 제한될 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리 및 바이너리 트리 분할에 기반한 코딩 블록 분할 방법에 대한 흐름도이다.
뎁스 k 코딩 블록을, 뎁스 k+1 코딩 블록으로 분할하는 것으로 가정한다. 우선, 뎁스 k 현재 블록에 쿼드 트리 분할이 적용되는 지를 판단한다(S910). 만약 쿼드 트리 분할이 적용되었다면, 현재 블록을 4개의 정방형 블록으로 분할한다(S920). 반면, 만약 쿼드 트리 분할이 적용되지 않았다면, 현재 블록에 바이너리 트리 분할이 적용되는 지를 판단한다(S930). 만약 바이너리 트리 분할도 적용되지 않았다면, 현재 블록은 분할 없이 뎁스 k+1 코딩 블록이 된다. 상기 S930 판단 결과, 현재 블록에 바이너리 트리 분할이 적용되었다면, 대칭형 바이너리 분할 또는 비대칭형 바이너리 분할 중 어느 방식이 적용되는 지를 확인한다(S940). 상기 S940 판단 결과에 따라, 현재 블록에 적용되는 파티션 형태를 결정한다(S950). 예를 들어, 상기 S950 단계에 적용되는 파티션 형태는, 대칭형인 경우 도 4(b) 형태중 어느 하나, 또는 비대칭형인 경우 도4(c) 형태 중 어느 하나가 될 수 있다. 상기 S950을 통해, 결정된 파티션 형태에 따라, 현재 블록을 2개의 뎁스 k+1 코딩 블록으로 분할하게 된다(S960).
도 10은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, 쿼드 트리 및 바이너리 트리 분할이 적용되는 네트워크 추상화 계층 (NAL)에 포함되는 신택스 요소(syntax element)를 예를 들어 도시한 것이다.
본 발명이 적용되는 압축된 영상은, 예를 들어 네트워크 추상화 계층 (Network Abstract Layer, 이하 'NAL' 이라 함) 단위로 패킷화 되어 전송 매체를 통해 전송될 수 있다. 단, 본 발명은 NAL에 한정되지 않으며, 향후 개발될 다양한 데이터 전송 방식에도 적용 가능하다. 본 발명이 적용되는 NAL 유닛은, 예를 들어, 도 10에 도시된 바와 같이 비디오 파라미터 셋 (VPS), 시퀀스 파라미터 셋(SPS), 픽쳐 파라미터 셋(PPS) 및 적어도 하나 이상의 슬라이스 셋(Slice)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 10에서는 시퀀스 파라미터 셋(SPS)에 포함된 신택스 요소를 도시하였으나, 픽쳐 파라미터 셋(PPS) 또는 슬라이스 셋(Slice)에 신택스 요소를 포함하는 것도 가능하다. 또한, 신택스 요소별로 시퀀스 단위 또는 픽쳐 단위에 공통적으로 적용될 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 셋(SPS) 또는 픽쳐 파라미터 셋(PPS)에 포함되도록 할 수 있다. 반면, 해당 슬라이스에만 적용되는 신택스 요소는 슬라이스 셋(Slice)에 포함되는 것이 바람직하다. 따라서, 이는 부호화 성능 및 효율을 고려하여 선택이 가능하다.
관련하여, 쿼드 트리 및 바이너리 트리 분할이 적용되는 신택스 요소를 설명하면 다음과 같다. 도 10에 도시된 모든 신택스 요소를 필수 요소로 설정하는 것도 가능하지만, 부호화 효율 및 성능을 고려하여, 이중 신택스 요소를 선택적으로 설정하는 것도 가능하다.
일 예로, 'quad_split_flag'는 코딩 블록이 4개의 코딩 블록으로 분할되는지 여부를 나타낸다. 'binary_split_flag'는 코딩 블록이 2개의 코딩 블록으로 분할되는지 여부를 나타낼 수 있다. 코딩 블록이 2개의 코딩 블록으로 분할되는 경우, 코딩 블록의 분할 방향이 수직 방향인지 또는 수평 방향인지 여부를 나타내는 'is_hor_split_flag'가 시그널링될 수 있다. “is_hor_split_flag = 1” 이면 수평방향을 “is_hor_split_flag = 0” 이면 수직방향을 나타내는 것으로 정의할 수 있다.
또한, 다른 대안으로, 'isUseBinaryTreeFlag'를 통해 현재 블록에 바이너리 트리 파티셔닝이 적용 여부를 나타내고, 또한, 코딩 블록의 분할 방향을 나타내는 신택스 요소로서, 'hor_binary_flag' 는 코딩 블록이 수평 방향으로 분할되었는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, “hor_binary_flag = 1”인 경우, 코딩 블록이 수평 방향으로 분할됨을 나타내고, “hor_binary_flag = 0”인 경우, 코딩 블록이 수직 방향으로 분할됨을 나타낼 수 있다. 또는 'hor_binary_flag' 대신 코딩 블록이 수직 방향으로 분할되었는지 여부를 나타내는 ver_binary_flag가 이용하여 동일한 방식으로 설정할 수 있다.
또한, 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스를 나타내는 신택스 요소로서, 'max_binary_depth_idx_minus1'을 정의할 수 있다. 예를 들어, “max_binary_depth_idx_minus1 + 1”이 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스를 가리킬 수 있다.
또한, 수평 방향 transform skip을 적용할지를 알려주는 신택스 요소로서, 'hor_transform_skip_flag'과 수직 방향 transform skip을 적용 여부를 알려주는 신택스 요소로 'ver_transform_skip_flag'을 설정할 수도 있다.
또한, 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝이 허용되는지 여부를 나타내는 신택스 요소로서, 'is_used_asymmetric_QTBT_enabled_flag'을 정의할 수 있다. 예를 들어, “is_used_asymmetric_QTBT_enabled_flag = 1” 이면, 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝이 사용되었음을 나타내고, “is_used_asymmetric_QTBT_enabled_flag = 0” 이면, 비대칭 바이너리 트리 파티셔닝이 사용되지 않았음을 나타낼 수 있다. 반면, 픽처 단위 또는 슬라이스 단위로 바이너리 트리 파티셔닝이 사용되지 않는 경우, is_used_asymmetric_QTBT_enabled_flag를 시그널링하지 않고, 그 값을 0으로 설정할 수도 있다. 또한, 다른 대안으로, 'asymmetric_binary_tree_flag'를 통해 현재 블록에 비대칭형 바이너리 트리 파티셔닝이 적용되는 지를 나타낼 수 있다.
또한, 비대칭형 바이너리 트리 분할을 나타내는 신택스 요소로서, 'is_left_above_small_part_flag'는 코딩 블록이 분할됨에 따라 생성된 좌측 또는 상단 파티션의 크기가 우측 또는 하측 파티션 보다 작은지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, “is_left_above_small_part_flag =1” 인 경우, 좌측 또는 상단 파티션의 크기가 우측 또는 하단 파티션보다 작은 것을 의미하고, “is_left_above_small_part_flag = 0”인 경우, 좌측 또는 상단 파티션의 크기가 우측 또는 하단 파티션보다 큰 것을 의미할 수 있다. 또는, 'is_left_above_small_part_flag' 대신, 우측 또는 하단 파티션의 크기가 좌측 또는 상단 파티션보다 작은지 여부를 나타내는 'is_right_bottom_small_part_flag'를 사용할 수도 있다.
관련하여, 상기 신택스 요소들을 조합하여 코딩 블록의 비대칭형 바이너리 파티션 형태를 정의하는 것이 가능하다. 예를 들어, “hor_binary_flag = 0” 이고“is_left_above_small_part_flag =1” 이면 nLx2N 바이너리 파티션을 나타내고, “hor_binary_flag = 0”이고, “is_left_above_small_part_flag = 0” 이면 nRx2N 바이너리 파티션을 나타내는 것으로 설정할 수 있다. 또한, “hor_binary_flag = 1”이고 “is_left_above_small_part_flag = 1” 이면 2NxnU 바이너리 파티션을 나타내고, “hor_binary_flag = 1”이고 “is_left_above_small_part_flag = 0”이면 2NxnD 바이너리 파티션을 나타낼 수 있다. 마찬가지로, 상기 'ver_binary_flag' 및 'is_right_bottom_small_part_flag'의 조합을 이용하여 비대칭형 바이너리 파티션 형태를 나타낼 수 도 있다.
또한, 다른 대안으로, Asymetric_partition_index'에 의해 전술한 표 1의 인덱스를 표시하거나, 또는 'Binary_partition_index'에 의해 전술한 표 2의 인덱스를 표시함에 의해, 코딩 블록의 비대칭형 바이너리 파티션 형태를 정의하는 것이 가능하다.
상술한 예에서 살펴본 바와 같이, 코딩 유닛(또는 코딩 트리 유닛)은 적어도 하나의 수직선 또는 수평선 등에 의해 재귀적으로 분할될 수 있다. 일 예로, 쿼드 트리 분할은, 수평선 및 수직선을 이용하여 코딩 블록을 분할하는 방법이고, 바이너리 트리 분할은, 수평선 또는 수직선을 이용하여 코딩 블록을 분할하는 방법으로 요약될 수 있다. 쿼드 트리 분할 및 바이너리 트리 분할되는 코딩 블록의 파티션 형태는 도 4 내지 도 8에 도시된 예에 한정되지 않으며, 도시된 것 이외의 확장된 파티션 형태가 사용될 수 있다. 즉, 코딩 블록은 도 4 내지 도 8에 도시된 것과 다른 형태로 재귀적으로 분할될 수 있다.
도 11은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 비대칭형 쿼드 트리 분할이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
현재 블록이 쿼드 트리 분할되는 경우, 수평선 또는 수직선 중 적어도 하나는 코딩 블록을 비대칭 형태로 분할할 수도 있다. 여기서, 비대칭은, 수평선에 의해 분할된 블록들의 높이가 동일하지 않은 경우 또는 수직선에 의해 분할된 블록들의 너비가 동일하지 않은 경우 등을 의미할 수 있다. 일 예로, 수평선은 코딩 블록을 비대칭 형태로 분할함에 반해, 수직선은 코딩 블록을 대칭 형태로 분할할 수도 있고, 수평선은 코딩 블록을 대칭 형태로 분할함에 반해, 수직선은 코딩 블록을 비대칭 형태로 분할할 수도 있다. 또는, 수평선 및 수직선 모두 코딩 블록을 비대칭 형태로 분할할 수도 있다.
도 11 (a)는 코딩 블록의 대칭형 쿼드 트리 분할 형태를 나타내고, (b)~(k)는 코딩 블록의 비대칭형 쿼드 트리 분할 형태를 나타낸 도면이다. 도 11 (a)는 수평선 및 수직선이 모두 대칭형 분할에 이용된 예를 나타낸 것이다. 도 11 (b) 및 (c)는 수평선은 대칭형 분할에 이용된 반면, 수직선은 비대칭형 분할에 이용된 예를 나타낸 것이다. 도 11 (d) 및 (e)는 수직선은 대칭형 분할에 이용된 반면, 수평선은 비대칭형 분할에 이용된 예를 나타낸 것이다.
코딩 블록의 분할 형태를 특정하기 위해, 코딩 블록의 분할 형태와 관련된 정보를 부호화할 수 있다. 여기서, 상기 정보는, 코딩 블록의 분할 형태가 대칭형인지 또는 비대칭형인지를 나타내는 제1 지시자를 포함할 수 있다. 제1 지시자는 블록 단위로 부호화될 수도 있고, 수직선 또는 수평선 별로 부호화될 수 있다. 일 예로, 제1 지시자는 수직선이 대칭 분할에 이용되는지 여부를 나타내는 정보 및 수평선이 대칭 분할에 이용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
또는, 상기 제1 지시자는 수직선 또는 수평선 중 적어도 하나에 대해서만 부호화되고, 제1 지시자가 부호화되지 않는 다른 하나의 분할 형태는 제1 지시자에 의해 종속적으로 유도될 수도 있다. 예컨대, 제1 지시자가 부호화되지 않는 다른 하나의 분할 형태는 제1 지시자와 반대의 값을 가질 수 있다. 즉, 제1 지시자가 수직선이 비대칭분할에 이용됨을 나타내는 경우, 수평선은 제1 지시자와 반대인 대칭 분할에 이용되도록 설정될 수 있다.
제1 지시자가 비대칭 분할임을 나타내는 경우, 수직선 또는 수평선에 대해 제2 지시자를 추가 부호화할 수도 있다. 여기서, 제2 지시자는, 비대칭 분할에 이용되는 수직선 또는 수평선의 위치 또는 수직선 또는 수평선에 의해 분할되는 블록 간의 비율 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
복수의 수직선 또는 복수의 수평선을 이용하여, 쿼드 트리 분할이 수행될 수도 있다. 일 예로, 하나 이상의 수직선 또는 하나 이상의 수평선 중 적어도 하나를 조합함으로써, 코딩 블록을 4개의 블록으로 분할하는 것도 가능하다.
도 11 (f)~(k)는 복수의 수직선/수평선과 하나의 수평선/수직선을 조합함으로써, 코딩 블록을 비대칭적으로 분할하는 예를 나타낸 도면이다.
도 11 (f)~(k)를 참조하면, 쿼드트리 분할은, 두개의 수직선 또는 두개의 수평선에 의해 코딩 블록을 세개의 블록으로 분할하고, 분할된 3개의 블록 중 어느 하나를 2개의 블록으로 분할함으로써 수행될 수 있다. 이때, 도 11 (f)~(k)에 도시된 예에서와 같이, 두개의 수직선 또는 두개의 수평선에 의해 분할된 블록 중 가운데에 위치한 블록이 하나의 수평선 또는 수직선에 의해 분할될 수 있다. 도시된 예에 그치지 않고, 코딩 블록의 일측 경계에 위치한 블록이 하나의 수평선 또는 수직선에 의해 분할될 수도 있다. 또는, 3개의 파티션 중 분할되는 파티션을 특정하기 위한 정보(예컨대, 파티션 인덱스)가 비트스트림을 통해 시그날링될 수도 있다.
수평선 또는 수직선 중 적어도 하나는 코딩 블록을 비대칭 형태로 분할하는데 이용되고, 다른 하나는 코딩 블록을 대칭 형태로 분할하는데 이용될 수 있다. 일 예로, 복수의 수직선 또는 수평선이 코딩 블록을 대칭 형태로 분할하는데 이용되거나, 하나의 수평선 또는 수직선이 코딩 블록을 대칭 형태로 분할하는데 이용될 수 있다. 또는, 수평선 또는 수직선 모두 코딩 블록을 대칭 형태로 분할하는데 이용되거나, 비대칭 형태로 분할하는데 이용될 수도 있다.
예를 들어, 도 11(f)는, 2개 수직선에 의해 비대칭 형태로 분할된 가운데 코딩 블록을 수평선에 의해 2개의 대칭형 코딩 블록으로 분할한 파티션 형태를 도시한 것이다. 또한, 도 11(g)는 2개 수평선에 의해 비대칭 형태로 분할된 가운데 코딩 블록을 수직선에 의해 2개의 대칭형 코딩 블록으로 분할한 파티션 형태를 도시한 것이다.
반면, 도 11(h) 및 (i)는, 2개 수직선에 의해 비대칭 형태로 분할된 가운데 코딩 블록을 수평선에 의해 다시 2개의 비대칭형 코딩 블록으로 분할한 파티션 형태를 도시한 것이다. 또한, 도 11(j) 및 (k)는, 2개 수평선에 의해 비대칭 형태로 분할된 가운데 코딩 블록을 수직선에 의해 다시 2개의 비대칭형 코딩 블록으로 분할한 파티션 형태를 도시한 것이다.
복수의 수직선/수평선과 하나의 수평선/수직선을 조합하는 경우, 코딩 블록은 적어도 2개의 서로 다른 크기로 구성된 4개의 파티션(즉, 4개의 코딩 블록)으로 분할된다. 이처럼 코딩 블록을 적어도 2개의 서로 다른 크기로 구성된 4개의 파티션으로 분할하는 것을 3종 비대칭 쿼드 트리 파티셔닝(Triple Type Asymmetric Quad-treeCUpartitioning)이라 호칭할 수 있다.
3종 비대칭 쿼드 트리 파티셔닝에 관한 정보는 전술한 제1 지시자 또는 제2 지시자 중 적어도 하나를 기초로 부호화될 수 있다. 일 예로, 제1 지시자는 코딩 블록의 분할 형태가 대칭형인지 또는 비대칭형인지를 나타낼 수 있다. 제1 지시자는 블록 단위로 부호화될 수도 있고, 수직선 또는 수평선 별로 부호화될 수도 있다. 일 예로, 제1 지시자는 하나 이상의 수직선이 대칭 분할에 이용되는지 여부를 나타내는 정보 및 하나 이상의 수평선이 대칭 분할에 이용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
또는, 상기 제1 지시자는 수직선 또는 수평선 중 적어도 하나에 대해서만 부호화되고, 제1 지시자가 부호화되지 않는 다른 하나의 분할 형태는 제1 지시자에 의해 종속적으로 유도될 수도 있다.
제1 지시자가 비대칭 분할을 나타내는 경우, 수직선 또는 수평선에 대해 제2 지시자를 추가 부호화할 수도 있다. 여기서, 제2 지시자는, 비대칭 분할에 이용되는 수직선 또는 수평선의 위치 또는 수직선 또는 수평선에 의해 분할되는 블록 간의 비율 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
도 12는 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 비대칭형 쿼드 트리 분할에 기반한 코딩 블록 분할 방법에 대한 흐름도이다.
뎁스 k 코딩 블록을, 뎁스 k+1 코딩 블록으로 분할하는 것으로 가정한다. 우선, 뎁스 k 현재 블록에 쿼드 트리 분할이 적용되는 지를 판단한다(S1210). 상기 단계 S1210 판단결과, 쿼드 트리 분할이 적용되지 않았다면, 현재 블록은 분할 없이 뎁스 k+1 코딩 블록이 된다. 만약,단계 S1210 판단결과, 쿼드 트리 분할이 적용되었다면, 현재 블록에 비대칭 쿼드 트리 분할이 적용되는 지를 판단한다(S1220). 만약 비대칭형 쿼드 트리 분할이 적용되지 않고 대칭형 쿼드 트리 분할이 적용되었다면, 현재 블록을 4개의 정방형 블록으로 분할한다(S1230).
반면, 만약 비대칭형 쿼드 트리 분할이 적용되었다면, 현재 블록에 3종 비대칭 쿼드 트리 분할이 적용되는 지를 판단한다(S1240). 만약 3종 비대칭 쿼드 트리 분할이 적용되지 않았다면, 현재 블록을 4개의 2종 비대칭 블록으로 분할한다(S1250). 이때 파티션 정보에 따라 도 11 (b)~(e) 중 어느 하나의 파티션 형태로 분할될 수 있다.
반면, 만약 3종 비대칭 쿼드 트리 분할이 적용되었다면, 현재 블록을 4개의 3종 비대칭 블록으로 분할한다(S1260). 이때 파티션 정보에 따라 도 11 (f)~(k) 중 어느 하나의 파티션 형태로 분할될 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 다른 실시예로서, 비대칭 쿼드 트리 분할이 적용되는 네트워크 추상화 계층 (NAL)에 포함되는 신택스 요소(syntax element)를 예를 들어 도시한 것이다. 본 발명이 적용되는 NAL 유닛은, 예를 들어, 비디오 파라미터 셋 (VPS), 시퀀스 파라미터 셋(SPS), 픽쳐 파라미터 셋(PPS) 및 적어도 하나 이상의 슬라이스 셋(Slice)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 13에서는 시퀀스 파라미터 셋(SPS)에 포함된 신택스 요소를 도시하였으나, 픽쳐 파라미터 셋(PPS) 또는 슬라이스 셋(Slice)에 신택스 요소를 포함하는 것도 가능하다. 또한, 신택스 요소별로 시퀀스 단위 또는 픽쳐 단위에 공통적으로 적용될 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 셋(SPS) 또는 픽쳐 파라미터 셋(PPS)에 포함되도록 할 수 있다. 반면, 해당 슬라이스에만 적용되는 신택스 요소는 슬라이스 셋(Slice)에 포함되는 것이 바람직하다. 따라서, 이는 부호화 성능 및 효율을 고려하여 선택이 가능하다.
신택스 요소 'Is_used_asymmertic_quad_tree_flag'는 쿼드 트리 분할이 비대칭으로 수행되는 지 여부를 나타낸다. 또한, 'Is_used_triple_asymmertic_quad_tree_flag'는 쿼드 트리 분할이 3종 비대칭으로 수행되는 지 여부를 나타낸다. 따라서, 만약 “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 0” 이면 대칭 쿼드 트리 분할을 의미하므로, 'Is_used_triple_asymmertic_quad_tree_flag'는 시그날링 되지 않는다. 반면, “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 이고, “Is_used_triple_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 이면 3종 비대칭 쿼드 트리 분할을 의미한다. 또한, “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 이고, “Is_used_triple_asymmertic_quad_tree_flag = 0” 이면 2종 비대칭 쿼드 트리 분할을 의미한다.
신택스 요소 'hor_asymmetric_flag'는 비대칭 쿼드 트리 분할의 방향을 나타낸다. 즉, 상기 “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 인 경우, 수평 방향 또는 수직 방향으로의 비대칭 분할 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, “hor_asymmetric_flag = 1” 이면 수평 방향으로 비대칭을 나타내고, “hor_asymmetric_flag = 0” 이면 수직 방향으로 비대칭을 나타낸다. 또한 다른 다른 대안으로, 'ver_asymmetric_flag'를 활용하는 것도 가능하다.
신택스 요소 'width_left_asymmetric_flag'는 비대칭 쿼드 트리 분할의 또 다른 방향을 나타낸다. 즉, 상기 “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 인 경우, 너비 방향 좌측 또는 우측 방향으로의 비대칭 분할 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, “width_left_asymmetric_flag' = 1” 이면 너비 좌측 방향으로 비대칭을 나타내고, “width_left_asymmetric_flag = 0” 이면 너비 우측방향으로 비대칭을 나타낸다.
또한 신택스 요소 'height_top_asymmetric_flag'는 비대칭 쿼드 트리 분할의 또 다른 방향을 나타낸다. 즉, 상기 “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 인 경우, 높이 방향 상측 또는 하측 방향으로의 비대칭 분할 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, “height_top_asymmetric_flag' = 1” 이면 높이 상측 방향으로 비대칭을 나타내고, “height_top_asymmetric_flag = 0” 이면 높이 하측 방향으로 비대칭을 나타낸다.
또한, 신택스 요소 'is_used_symmetric_line_flag'는 3종 비대칭 쿼드 트리 분할의 경우, 가운데 블록에 대한 대칭 블록 여부를 나타낸다. 즉, 상기 “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 및 “Is_used_triple_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 인 경우, 가운데 블록의 대칭 분할 여부를 나타낸다.
따라서, 상기 신택스 요소들의 조합을 통해, 도 11 (a)~(k) 에 도시된 파티션 형태를 표현하는 것이 가능하다. 예를 들어, “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 0” 이면 도 11(a) 파티션 형태와 같이 4개 대칭 블록으로 분할됨을 의미한다.
또한, “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 이고 “Is_used_triple_asymmertic_quad_tree_flag = 0” 이면, 도 11 (b)~(e) 파티션 형태중 어느 하나에 해당된다. 이 경우, “hor_asymmetric_flag = 1” 이고 “width_left_asymmetric_flag' = 1” 이면 도 11 (b) 파티션 형태를 의미한다. 또한, “hor_asymmetric_flag = 1” 이고 “width_left_asymmetric_flag' = 0” 이면 도 11 (c) 파티션 형태를 의미한다. 또한, “hor_asymmetric_flag = 0” 이고 “height_top_asymmetric_flag' = 1” 이면 도 11 (d) 파티션 형태를 의미한다. 또한, “hor_asymmetric_flag = 0” 이고 “height_top_asymmetric_flag' = 0” 이면 도 11 (e) 파티션 형태를 의미한다.
또한, “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 이고 “Is_used_triple_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 이면, 도 11 (f)~(k) 파티션 형태중 어느 하나에 에 해당된다. 이 경우, “is_used_symmetric_line_flag = 1” 이면, 도 11 (f),(g) 파티션 형태중 어느 하나에 해당되고, “is_used_symmetric_line_flag = 0” 이면, 도 11 (h)~(k) 파티션 형태중 어느 하나에 해당된다. 또한, 상기 “is_used_symmetric_line_flag = 1” 이고, “hor_asymmetric_flag = 1” 이면 도 11 (f) 파티션 형태로 정의하고, “hor_asymmetric_flag 0” 이면 도 11 (g) 파티션 형태로 정의할 수 있다.
또한, “Is_used_asymmertic_quad_tree_flag = 1”, “Is_used_triple_asymmertic_quad_tree_flag = 1” 및 “is_used_symmetric_line_flag = 0” 인 경우에는, “hor_asymmetric_flag”, “width_left_asymmetric_flag” 및 “height_top_asymmetric_flag” 에 의해 파티션 형태를 정의할 수 있다. 예를 들어, “hor_asymmetric_flag = 1” 이고 “height_top_asymmetric_flag= 0” 이면, 도 11 (h) 파티션 형태를 의미한다. 또한, “hor_asymmetric_flag = 1” 이고 “height_top_asymmetric_flag= 1” 이면, 도 11 (i) 파티션 형태를 의미한다. 또한, “hor_asymmetric_flag = 0” 이고 “width_left_asymmetric_flag' = 0” 이면 도 11 (j) 파티션 형태를 의미한다. 또한, “hor_asymmetric_flag = 0” 이고 “width_left_asymmetric_flag' = 1” 이면 도 11 (k) 파티션 형태를 의미한다.
또한, 다른 대안으로, 'asymmetric_quadtree_partition_index'에 의해 상기 도 11(a)~(k) 파티션 형태를 각각 인덱스로 표시하는 것도 가능하다.
도 14는 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 쿼드 트리 및 트리플 트리 분할이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
코딩 블록은 쿼드 트리(quad tree)와 트리플 트리(triple tree) 중 적어도 하나에 기초하여 계층적으로 분할될 수 있다. 여기서, 쿼드 트리 기반의 분할은 2Nx2N 코딩 블록이 4개의 NxN 코딩 블록으로 분할되는 방식(도 14(a))을, 트리플 트리 기반의 분할은 하나의 코딩 블록이 3개의 코딩 블록으로 분할되는 방식을 각각 의미할 수 있다. 트리플 트리 기반의 분할이 수행되었다 하더라도, 하위 뎁스에서는 정방형인 코딩 블록이 존재할 수 있다.
트리플 트리 기반의 분할은 대칭적으로 수행될 수도 있고 (도 14(b)), 비대칭적으로 수행될 수도 있다 (도 14(c)). 또한, 트리플 트리 기반으로 분할된 코딩 블록은 정방형 블록일 수도 있고, 직사각형과 같은 비정방형 블록일 수도 있다. 일 예로, 트리플 트리 기반의 분할이 허용되는 파티션 형태는 도 14 (b)에 도시된 예에서와 같이, 너비 또는 높이가 동일한 대칭형(symmetric)인 2Nx(2N/3) (수평 방향 비 정방 코딩 유닛) 또는 (2N/3)x2N (수직 방향 비정방 코딩 유닛)이 될 수 있다. 또한, 일 예로, 트리플 트리 기반의 분할이 허용되는 파티션 형태는 도 14 (c)에 도시된 예에서와 같이, 적어도 너비 또는 높이가 상이한 코딩 블록을 포함하는 비대칭형(asymmetric) 파티션 형태가 될 수 있다. 예를 들어, 도 14 (c)에 의한 비대칭형 트리플 트리 파티션 형태는, 적어도 2개의 코딩 블록(1401, 1403)은 동일한 너비 (또는 높이) 크기로 k값을 가지고 양측에 위치하도록 정의하고, 나머지 하나의 블록(1402)은 너비 (또는 높이) 크기로 2k 값을 가지며 상기 동일 크기 블록들 (1401, 1403) 사이에 위치하도록 정의할 수 있다.
관련하여, CTU 또는 CU를 도 14에 도시한 바와 같이 비 정방 형태인 3개의 서브 파티션로 나누는 방식을, 트리플 트리 파티셔닝 방법(triple tree CU partitioning)이라고 부른다. 트리플 트리 파티셔닝으로 나뉘어진 CU는 추가적으로 파티셔닝을 수행하지 않도록 제한할 수도 있다.
도 15는 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 쿼드 트리 및 트리플 트리 분할 에 기반한 코딩 블록 분할 방법에 대한 흐름도이다.
뎁스 k 코딩 블록을, 뎁스 k+1 코딩 블록으로 분할하는 것으로 가정한다. 우선, 뎁스 k 현재 블록에 쿼드 트리 분할이 적용되는 지를 판단한다(S1510). 만약 쿼드 트리 분할이 적용되었다면, 현재 블록을 4개의 정방형 블록으로 분할한다(S1520). 반면, 만약 쿼드 트리 분할이 적용되지 않았다면, 현재 블록에 트리플 트리 분할이 적용되는 지를 판단한다(S1530). 만약 트리플 트리 분할도 적용되지 않았다면, 현재 블록은 분할 없이 뎁스 k+1 코딩 블록이 된다.
상기 S1530 판단 결과, 현재 블록에 트리플 트리 분할이 적용되었다면, 대칭형 트리플 분할 또는 비대칭형 트리플 분할 중 어느 방식이 적용되는 지를 확인한다(S1540). 상기 S1540 판단 결과에 따라, 현재 블록에 적용되는 파티션 형태를 결정한다(S1550). 예를 들어, 상기 S1550 단계에 적용되는 파티션 형태는, 대칭형인 경우 도 14(b) 형태중 어느 하나가 적용되고, 비대칭형인 경우 도 14(c) 형태 중 어느 하나가 될 수 있다. 상기 단계 S1550을 통해, 결정된 파티션 형태에 따라, 현재 블록을 3개의 뎁스 k+1 코딩 블록으로 분할하게 된다(S1560).
도 16은 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 쿼드 트리 및 트리플 트리 분할이 적용되는 네트워크 추상화 계층 (NAL)에 포함되는 신택스 요소(syntax element)를 예를 들어 도시한 것이다. 본 발명이 적용되는 NAL 유닛은, 예를 들어, 비디오 파라미터 셋 (VPS), 시퀀스 파라미터 셋(SPS), 픽쳐 파라미터 셋(PPS) 및 적어도 하나 이상의 슬라이스 셋(Slice)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 16에서는 시퀀스 파라미터 셋(SPS)에 포함된 신택스 요소를 도시하였으나, 픽쳐 파라미터 셋(PPS) 또는 슬라이스 셋(Slice)에 신택스 요소를 포함하는 것도 가능하다. 또한, 신택스 요소별로 시퀀스 단위 또는 픽쳐 단위에 공통적으로 적용될 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 셋(SPS) 또는 픽쳐 파라미터 셋(PPS)에 포함되도록 할 수 있다. 반면, 해당 슬라이스에만 적용되는 신택스 요소는 슬라이스 셋(Slice)에 포함되는 것이 바람직하다. 따라서, 이는 부호화 성능 및 효율을 고려하여 선택이 가능하다.
신택스 요소 'quad_split_flag'는 코딩 블록이 4개의 코딩 블록으로 분할되는지 여부를 나타낸다. 'triple_split_flag'는 코딩 블록이 3개의 코딩 블록으로 분할되는지 여부를 나타낼 수 있다. 코딩 블록이 3개의 코딩 블록으로 분할되는 경우, 코딩 블록의 분할 방향이 수직 방향인지 또는 수평 방향인지 여부를 나타내는 'is_hor_split_flag'가 시그널링될 수 있다. “is_hor_split_flag = 1” 이면 수평 방향을 “is_hor_split_flag = 0” 이면 수직방향을 나타내는 것으로 정의할 수 있다.
또한, 다른 대안으로, 'isUseTripleTreeFlag'를 통해 현재 블록에 트리플 트리 파티셔닝이 적용 여부를 나타내고, 또한, 코딩 블록의 분할 방향을 나타내는 신택스 요소로서, 'hor_triple_flag' 는 코딩 블록이 수평 방향으로 분할되었는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, “hor_triple_flag = 1”인 경우, 코딩 블록이 수평 방향으로 분할됨을 나타내고, “hor_triple_flag = 0”인 경우, 코딩 블록이 수직 방향으로 분할됨을 나타낼 수 있다. 또는 'hor_triple_flag' 대신 코딩 블록이 수직 방향으로 분할되었는지 여부를 나타내는 ver_triple_flag가 이용하여 동일한 방식으로 설정할 수 있다.
또한, 비대칭 트리플 트리 파티셔닝이 허용되는지 여부를 나타내는 신택스 요소로서, 'asymmetric_triple_tree_flag'을 정의할 수 있다. 예를 들어, “asymmetric_triple_tree_flag = 1” 이면 비대칭 트리플 트리 파티셔닝이 사용되었음을 나타내고, “asymmetric_triple_tree_flag = 0” 이면, 비대칭 트리플 트리 파티셔닝이 사용되지 않았음을 나타낼 수 있다. 반면, 픽처 단위 또는 슬라이스 단위로 트리플 트리 파티셔닝이 사용되지 않는 경우, 'asymmetric_triple_tree_flag'를 시그널링하지 않고, 그 값을 0으로 설정할 수도 있다.
따라서, 상기 신택스 요소들의 조합을 통해, 도 14 (a)~(c) 에 도시된 파티션 형태를 표현하는 것이 가능하다. 예를 들어, “isUseTripleTreeFlag = 0” 이면 도 14(a) 파티션 형태와 같이 4개 대칭 블록으로 분할됨을 의미한다.
또한, “isUseTripleTreeFlag = 1” 이고 “asymmetric_triple_tree_flag = 0” 이면, 도 14 (b) 파티션 형태중 어느 하나에 해당된다. 이때, “hor_triple_flag = 1”이면, 도 14 (b) (2N/3)x2N 파티션 형태를 의미하는 것으로 정의하고. “hor_triple_flag = 0”이면, 도 14 (b) 2Nx(2N/3) 파티션 형태를 의미하는 것으로 정의할 수 있다.
또한, “isUseTripleTreeFlag = 1” 이고 “asymmetric_triple_tree_flag = 1” 이면, 도 14 (c) 파티션 형태중 어느 하나에 해당된다. 이때, “hor_triple_flag = 1”이면, 도 14 (c) 왼쪽 파티션 형태를 의미하는 것으로 정의하고. “hor_triple_flag = 0”이면, 도 14 (c) 오른쪽 파티션 형태를 의미하는 것으로 정의할 수 있다.
또한, 다른 대안으로, 'asymmetric_tripletree_partition_index'에 의해 상기 도 14(a)~(c) 파티션 형태를 각각 인덱스로 표시하는 것도 가능하다.
도 17은 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 멀티 트리 분할이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
전술한 쿼드 트리 파티셔닝, 바이너리 파티셔닝, 또는 트리플 트리 파티셔닝중 적어도 어느 하나를 이용하여 CTU 또는 CU를 파티셔닝하는 방법을 멀티 트리 파티셔닝(multi tree CU partitioning)이라고 부른다. 전술한 예시 중 어느 N개의 파티션을 사용하여 CTU 또는 CU를 파티셔닝할 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 17과 같이 9개의 파티셔닝을 이용하여 CTU 또는 CU를 파티셔닝할 수 있다.
시퀀스 단위 또는 픽쳐 단위로 쿼드 트리 파티셔닝, 바이너리 트리 파티셔닝, 또는 트리플 트리 파티셔닝 모두를 사용하여 파티셔닝을 하거나, 그 중 어느 하나 또는 어느 두개의 파티셔닝을 사용하여 CTU 또는 CU를 파티셔닝 할 수도 있다.
쿼드 트리 파티셔닝은 기본으로 사용하고, 바이너리 트리 파티셔닝과 트리플 트리 파티셔닝은 선택적으로 사용할 수도 있다. 이 때, 시퀀스 헤더(sequence parameter set) 또는 픽쳐 헤더(picture parameter set)에서 바이너리 트리 파티셔닝을 사용하는지 및/또는 트리플 트리 파티셔닝을 사용하는지를 시그날링할 수 있다.
또는 쿼드 트리 파티셔닝과 트리플 트리 파티셔닝은 기본으로 사용하고, 바이너리 트리 파티셔닝은 선택적으로 사용할 수도 있다. 예를 들어, 시퀀스 헤더에서 바이너리 트리 파티셔닝을 사용하는지 여부를 나타내는 신택스 isUseBinaryTreeFlag을 시그날링할 수 있다. isUseBinaryTreeFlag값이 1이면 현재 시퀀스에서 바이너리 트리 파티셔닝을 사용하여 CTU 또는 CU를 파티셔닝할 수 있다. 시퀀스 헤더에서 트리플 트리 파티셔닝을 사용하는지 여부를 나타내는 신택스 isUseTripleTreeFlag을 시그날링할 수도 있다. isUseTripleTreeFlag값이 1이면 현재 시퀀스 헤더에서 트리플 트리 파티셔닝을 사용하여 CTU 또는 CU를 파티셔닝할 수 있다.
멀티 트리 파티셔닝에 의해 분할된 파티션 형태는, 예를 들어, 도 17 (a)~(i)에 도시된 9개 기본 파티션으로 한정할 수 있다. 도 17 (a)는 쿼드 트리 파티션 형태를 나타내고, (b)~(c)는 대칭형 바이너리 트리 파티션 형태를 나타내고, (d)~(e)는 비대칭형 트리플 트리 파티션 형태를 나타내고, (f)~(i)는 비대칭형 바이너리 트리 파티션 형태를 나타낸다. 관련하여 도 17에 도시된 각 파티션 형태에 대해서는 전술한 바와 동일하여 이하 상세한 설명은 생략한다.
또한, 다른 대안으로, 멀티 트리 파티셔닝에 의해 분할된 파티션 형태로서, 예를 들어, 도 18 (j)~(u)에 도시된 12개의 파티션을 더 포함하는 것으로 확장할 수 있다. 도 18 (j)~(m)은 비대칭 쿼드 트리 파티션 형태를 나타내고, (n)~(s)는 3종 비대칭 쿼드 트리 파티션 형태를 나타내고, (t)~(u)는 대칭형 트리플 트리 파티션 형태를 나타내다. 관련하여 도 18에 도시된 각 파티션 형태에 대해서는 전술한 바와 동일하여 이하 상세한 설명은 생략한다.
도 19는 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 멀티 트리 분할에 기반한 코딩 블록 분할 방법에 대한 흐름도이다.
뎁스 k 코딩 블록을, 뎁스 k+1 코딩 블록으로 분할하는 것으로 가정한다. 우선, 뎁스 k 현재 블록에 쿼드 트리 분할이 적용되는 지를 판단한다(S1910). 만약 쿼드 트리 분할이 적용되지 않았다면, 현재 블록에 바이너리 트리 분할이 적용되는 지를 판단한다(S1950). 또한, 만약 바이너리 트리 분할이 적용되지 않았다면, 현재 블록에 트리플 트리 분할이 적용되는 지를 판단한다(S1990). 만약 상기 단계 S1950 판단결과, 트리플 트리 분할도 적용되지 않았다면, 현재 블록은 분할 없이 뎁스 k+1 코딩 블록이 된다.
여기서, 상기 단계 S1910 판단 결과, 만약 쿼드 트리 분할이 적용되었다면, 대칭 또는 비대칭 쿼드 트리 분할 여부를 확인한다(S1920). 이후, 파티션 정보를 확인하여 현재 블록의 블록 파티션 형태를 결정하고(S1930), 결정된 파티션 형태에 따라 현재 블록을 4개의 블록으로 분할한다(S1940). 예를 들어, 대칭형 쿼드 트리가 적용된 경우에는, 도 17 (a) 파티션 형태로 분할한다. 또한, 비대칭형 쿼드 트리가 적용된 경우에는, 도 18 (j)~(m) 중 어느 하나의 파티션 형태로 분할한다. 또는, 3종 비대칭형 쿼드 트리가 적용된 경우에는, 도 18 (n)~(s) 중 어느 하나의 파티션 형태로 분할한다. 단, 전술한 바와 같이, 만약 멀티 트리 파티션 형태를 도 17의 기본 파티션 형태만 적용하는 경우에는, 쿼드 트리의 비대칭 여부를 판단하지 않고, 도 17 (a)의 대칭 정방형 블록만 적용할 수 있다.
또한, 상기 단계 S1950 판단 결과, 만약 바이너리 트리 분할이 적용되었다면, 대칭 또는 비대칭 바이너리 트리 분할 여부를 확인한다(S1960). 이후, 파티션 정보를 확인하여 현재 블록의 블록 파티션 형태를 결정하고(S1970), 결정된 파티션 형태에 따라 현재 블록을 2개의 블록으로 분할한다(S1980). 예를 들어, 대칭형 바이너리 트리가 적용된 경우에는, 도 17 (b) 및 (c) 중 어느 하나의 파티션 형태로 분할한다. 또한, 비대칭형 바이너리 트리가 적용된 경우에는, 도 17 (f)~(i) 중 어느 하나의 파티션 형태로 분할한다.
또한, 상기 단계 S1990 판단 결과, 만약 트리플 트리 분할이 적용되었다면, 대칭 또는 비대칭 트리플 트리 분할 여부를 확인한다(S1960). 이후, 파티션 정보를 확인하여 현재 블록의 블록 파티션 형태를 결정하고(S1970), 결정된 파티션 형태에 따라 현재 블록을 3개의 블록으로 분할한다(S1980). 예를 들어, 비대칭형 트리플 트리가 적용된 경우에는, 도 17 (d) 및 (e) 중 어느 하나의 파티션 형태로 분할한다. 또한, 대칭형 바이너리 트리가 적용된 경우에는, 도 18 (t)~(u) 중 어느 하나의 파티션 형태로 분할한다. 단, 전술한 바와 같이, 만약 멀티 트리 파티션 형태를 도 17의 기본 파티션 형태만 적용하는 경우에는, 트리플 트리의 비대칭 여부를 판단하지 않고, 17 (d) 및 (e)의 기 정의된 비대칭 트리플 블록만 적용할 수 있다.
. 멀티 트리 파티셔닝을 표현하는 신택스 요소로서, 멀티 트리 분할 여부를 나타내는 'is_used_Multitree_flag'를 정의할 수 있다. 또한, 전술한 도 10, 13 및 16에서 도시되고 설명된 신택스 요소들을 멀티 트리 파티셔 형태를 결정하는 정보로 활용하는 것이 가능하다.
도 20은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 영상 부호화기/복호화기에 기-정의된 인트라 예측 모드의 종류를 도시한 것이다.
영상 부호화기/복호화기는 기-정의된 인트라 예측 모드 중 어느 하나를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측을 위한 기-정의된 인트라 예측 모드는 비방향성 예측 모드(예를 들어, Planar mode, DC mode) 및 33개의 방향성 예측 모드(directional prediction mode)로 구성될 수 있다.
또는, 인트라 예측의 정확도를 높이기 위해 33개의 방향성 예측 모드보다 더 많은 개수의 방향성 예측 모드가 이용될 수 있다. 즉, 방향성 예측 모드의 각도(angle)를 더 세분화하여 M개의 확장된 방향성 예측 모드를 정의할 수도 있고(M>33), 기-정의된 33개의 방향성 예측 모드 중 적어도 하나를 이용하여 소정의 각도를 가진 방향성 예측 모드를 유도하여 사용할 수도 있다.
도 20에 도시된 35개의 인트라 예측 모드 보다 더 많은 수의 인트라 예측 모드를 이용할 수도 있다. 일 예로, 방향성 예측 모드의 각도를 더 세분화하거나, 기 정의된 소정 개수의 방향성 모드들 중 적어도 하나를 이용하여, 소정의 각도를 가진 방향성 예측 모드를 복호화하여, 35개의 인트라 예측 모드 보다 많은 수의 인트라 예측 모드를 이용할 수 있다. 이때, 35개의 인트라 예측 모드 보다 더 많은 수의 인트라 예측 모드를 이용하는 것을, 확장된 인트라 예측 모드라 호칭할 수 있다.
도 21은 확장된 인트라 예측 모드의 일예이며, 확장된 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 예측 모드와 65개의 확장된 방향성 예측 모드로 구성될 수 있다.확장된 인트라 예측 모드는 휘도 성분과 색차 성분에 대해서 동일하게 사용할 수도 있고, 성분 별로 서로 상이한 개수의 인트라 예측 모드를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 휘도 성분에서는 67개의 확장된 인트라 예측 모드를 사용하고, 색차 성분에서는 35개의 인트라 예측 모드를 사용할 수도 있다.
또는, 색차 포맷(format)에 따라 서로 다른 개수의 인트라 예측 모드를 사용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 4:2:0 format인 경우에는 휘도 성분에서는 67개의 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행하고 색차 성분에서는 35개의 인트라 예측 모드를 사용할 수 있고, 4:4:4 format인 경우에는 휘도 성분과 색차 성분 모두에서 67개의 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
또는, 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 서로 다른 개수의 인트라 예측 모드를 사용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다. 즉, PU 또는 CU의 크기 및/또는 형태에 따라 35개의 인트라 예측 모드 또는 67개의 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다. 예를 들어, CU 또는 PU의 크기가 64x64보다 작거나 비대칭 파티션(asymmetric partition)인 경우에는 35개의 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있고, CU 또는 PU의 크기가 64x64보다 같거나 큰 경우에는 67개의 인트라 예측 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수도 있다. Intra_2Nx2N에서는 65개의 방향성 인트라 예측 모드를 허용할 수도 있으며, Intra_NxN에서는 35개의 방향성 인트라 예측 모드만 허용할 수도 있다.
시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 별로, 확장된 인트라 예측 모드를 적용하는 블록의 크기를 상이하게 설정할 수도 있다. 일 예로, 제1 슬라이스에서는, 64x64 보다 큰 블록(예컨대, CU 또는 PU)에 확장된 인트라 예측 모드가 적용되도록 설정하고, 제2 슬라이스에서는, 32x32 보다 큰 블록에 확장된 인트라 예측 모드가 적용되도록 설정할 수 있다. 확장된 인트라 예측 모드가 적용되는 블록의 크기를 나타내는 정보는, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 단위별로 시그널링될 수 있다. 일 예로, 확장된 인트라 예측 모드가 적용되는 블록의 크기를 나타내는 정보는, 블록의 크기에 로그값을 취한 뒤 정수 4를 차감한 'log2_extended_intra_mode_size_minus4'로 정의될 수 있다. 일 예로, log2_extended_intra_mode_size_minus4 의 값이 0인 것은, 16x16 이상의 크기를 갖는 블록 또는 16x16 보다 큰 크기를 갖는 블록에 확장된 인트라 예측 모드를 적용할 수 있음을 나타내고, log2_extended_intra_mode_size_minus4 의 값이 1인 것은, 32x32 이상의 크기를 갖는 블록 또는 32x32 보다 큰 크기를 갖는 블록에 확장된 인트라 예측 모드를 적용할 수 있음을 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같이, 색차 성분, 색차 포맷, 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나를 고려하여, 인트라 예측 모드의 개수가 결정될 수 있다. 설명한 예에 그치지 않고, 부호화/복호화 대상 블록의 인트라 예측 모드를 결정하기 위해 이용되는, 인트라 예측 모드 후보자(예컨대, MPM의 개수)도, 색차 성분, 색차 포맷, 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 따라 결정될 수도 있다. 후술되는 도면을 참조하여, 부호화/복호화 대상 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 방법 및 결정된 인트라 예측 모드를 이용하여, 인트라 예측을 수행하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.
도 22는본 발명이 적용되는 일실시예로서, 인트라 예측 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 22을 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다(S2200).
구체적으로, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 후보 리스트와 인덱스를 기반으로 유도될 수 있다. 여기서, 후보 리스트는 복수의 후보자를 포함하며, 복수의 후보자는 현재 블록에 인접한 주변 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여 결정될 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 상단, 하단, 좌측, 우측 또는 코너에 위치한 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인덱스는 후보 리스트에 속한 복수의 후보자 중 어느 하나를 특정할 수 있다. 상기 인덱스에 의해 특정된 후보자는 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정될 수 있다.
주변 블록이 인트라 예측에 사용한 인트라 예측 모드가 후보자로 설정될 수 있다. 또한, 주변 블록의 인트라 예측 모드와 유사한 방향성을 가진 인트라 예측 모드가 후보자로 설정될 수도 있다. 여기서, 유사한 방향성을 가진 인트라 예측 모드는 주변 블록의 인트라 예측 모드에 소정의 상수값을 더하거나 뺀 값으로 결정될 수 있다. 소정의 상수값은 1, 2 또는 그 이상의 정수일 수 있다.
상기 후보 리스트는 디폴트 모드를 더 포함할 수도 있다. 디폴트 모드는 플래너 모드, DC 모드, 수직 모드, 수평 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디폴트 모드는 현재 블록의 후보 리스트에 포함 가능한 후보자의 최대 개수를 고려하여 적응적으로 추가될 수 있다.
후보 리스트에 포함 가능한 후보자의 최대 개수는 3개, 4개, 5개, 6개 또는 그 이상일 수 있다. 후보 리스트에 포함 가능한 후보자의 최대 개수는 영상 부호화기/복호화기에 기-설정된 고정된 값일 수 있고, 현재 블록의 속성에 기초하여 가변적으로 결정될 수도 있다. 속성은 블록의 위치/크기/형태, 블록이 사용 가능한 인트라 예측 모드의 개수/종류, 색차 속성, 색차 포맷 등을 의미할 수 있다. 또는, 후보 리스트에 포함 가능한 후보자의 최대 개수를 나타내는 정보가 별도로 시그날링될 수도 있으며, 이를 이용하여 후보 리스트에 포함 가능한 후보자의 최대 개수가 가변적으로 결정될 수도 있다. 상기 후보자의 최대 개수를 나타내는 정보는 시퀀스 레벨, 픽쳐 레벨, 슬라이스 레벨 또는 블록 레벨 중 적어도 하나에서 시그날링될 수 있다.
확장된 인트라 예측 모드와 기-정의된 35개의 인트라 예측 모드가 선택적으로 사용되는 경우, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 확장된 인트라 예측 모드에 대응하는 인덱스로 변환하거나, 또는 35개의 인트라 예측 모드에 대응하는 인덱스로 변환하여 후보자를 유도할 수 있다. 인덱스의 변환을 위해 기-정의된 테이블이 이용될 수도 있고, 소정의 값에 기반한 스케일링 연산이 이용될 수도 있다. 여기서, 기-정의된 테이블은 서로 상이한 인트라 예측 모드 그룹 (예를 들어, 확장된 인트라 예측 모드와 35개의 인트라 예측 모드) 간의 매핑 관계를 정의한 것일 수 있다.
예를 들어, 좌측 주변 블록이 35개의 인트라 예측 모드를 사용하고, 좌측 주변 블록의 인트라 예측 모드가 10(horizontal mode)인 경우, 이를 확장된 인트라 예측 모드에서 horizontal mode에 대응하는 인덱스 16으로 변환할 수 있다.
또는, 상단 주변 블록이 확장된 인트라 예측 모드를 사용하고, 상단 주변 블록의 인트라 예측 모드 인덱스가 50(vertical mode)인 경우, 이를 35개의 인트라 예측 모드에서 vertical mode에 대응하는 인덱스 26으로 변환할 수 있다.
상술한 인트라 예측 모드 결정 방법에 기반하여 휘도 성분과 색차 성분 각각에 대해서 상호 독립적으로 인트라 예측 모드가 유도될 수도 있고, 색차 성분은 휘도 성분의 인트라 예측 모드에 종속성으로 유도될 수도 있다.
구체적으로, 색차 성분의 인트라 예측 모드는 다음 표 1과 같이 휘도 성분의 인트라 예측 모드에 기반하여 결정될 수 있다.
Intra_chroma_pred_mode[xCb][yCb] IntraPredModeY[xCb][yCb]
0 26 10 1 X(0<=X<=34)
0 34 0 0 0 0
1 26 34 26 26 26
2 10 10 34 10 10
3 1 1 1 34 1
4 0 26 10 1 X
표 3에서 intra_chroma_pred_mode는 색차 성분의 인트라 예측 모드를 특정하기 위해 시그날링되는 정보를 의미하며, IntraPredModeY는 휘도 성분의 인트라 예측 모드를 나타낸다. 도 22를 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 유도할 수 있다(S2210).구체적으로, 현재 블록의 주변 샘플에 기반하여 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 유도할 수 있다. 주변 샘플은 상술한 주변 블록의 복원 샘플을 의미할 수 있고, 이는 인루프 필터가 적용되기 이전의 복원 샘플 또는 인루프 필터가 적용된 이후의 복원 샘플일 수 있다.
현재 블록 이전에 복원된 주변 샘플이 참조 샘플로 이용될 수도 있고, 소정의 인트라 필터를 기반으로 필터링된 주변 샘플이 참조 샘플로 이용될 수도 있다. 인트라 필터를 이용하여 주변 샘플을 필터링하는 것을 참조 샘플 스무딩(smoothing)이라 호칭할 수도 있다. 상기 인트라 필터는 동일한 수평 라인에 위치한 복수의 주변 샘플에 적용되는 제1 인트라 필터 또는 동일한 수직 라인에 위치한 복수의 주변 샘플에 적용되는 제2 인트라 필터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 주변 샘플의 위치에 따라 제1 인트라 필터 또는 제2 인트라 필터 중 어느 하나가 선택적으로 적용될 수도 있고, 2개의 인트라 필터가 중복적으로 적용될 수도 있다. 이때, 제1 인트라 필터 또는 제2 인트라 필터 중 적어도 하나의 필터 계수는 (1,2,1)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 필터링은 현재 블록의 인트라 예측 모드 또는 현재 블록에 관한 변환 블록의 크기 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드, 수직 모드 또는 수평 모드인 경우 필터링은 수행되지 않을 수 있다. 상기 변환 블록의 크기가 NxM인 경우, 필터링은 수행되지 않을 수 있다. 여기서, N과 M은 동일하거나 서로 상이한 값일 수 있고, 4, 8, 16 또는 그 이상의 값 중 어느 하나일 수 있다. 일 예로, 변환 블록의 크기가 4x4인 경우, 필터링은 수행되지 않을 수 있다. 또는, 현재 블록의 인트라 예측 모드와 수직 모드(또는 수평 모드)의 차이와 기-정의된 임계치(threshold) 간의 비교 결과에 기초하여 필터링을 선택적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드와 수직 모드의 차이가 임계치보다 큰 경우에 한하여 필터링을 수행할 수 있다. 상기 임계치는 표 4와 같이 변환 블록의 크기 별로 정의될 수 있다.
8x8 transform 16x16 transform 32x32 transform
Threshold 7 1 0
상기 인트라 필터는 영상 부호화기/복호화기에 기-정의된 복수의 인트라 필터 후보 중 어느 하나로 결정될 수 있다. 이를 위해 복수의 인트라 필터 후보 중 현재 블록의 인트라 필터를 특정하는 별도의 인덱스가 시그날링될 수 있다. 또는, 현재 블록의 크기/형태, 변환 블록의 크기/형태, 필터 강도(strength)에 관한 정보, 또는 주변 샘플들의 변화량(variation) 중 적어도 하나에 기초하여 인트라 필터가 결정될 수도 있다.도 22를 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측 모드와 참조 샘플을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다(S2220).
즉, S2200에서 결정된 인트라 예측 모드와 S2210에서 유도된 참조 샘플을 이용하여 현재 블록의 예측 샘플을 획득할 수 있다. 다만, 인트라 예측의 경우 주변 블록의 경계 샘플을 이용하기 때문에 예측 영상의 화질이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 상술한 예측 과정을 통해 생성된 예측 샘플에 대한 보정 과정을 더 수반할 수 있으며, 이하 도 23 내지 도 24를 참조하여 자세히 살펴 보기로 한다. 다만, 후술할 보정 과정은 인트라 예측 샘플에 대해서만 적용되는 것으로 한정되는 것은 아니며, 인터 예측 샘플 또는 복원 샘플에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 23은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 주변 샘플들의 차분 정보에 기반하여 현재 블록의 예측 샘플을 보정하는 방법을 도시한 것이다.
현재 블록에 대한 복수의 주변 샘플들의 차분 정보에 기반하여 현재 블록의 예측 샘플을 보정할 수 있다. 상기 보정은 현재 블록에 속한 모든 예측 샘플에 대해서 수행될 수도 있고, 소정의 일부 영역에 속한 예측 샘플에 대해서만 수행될 수도 있다. 일부 영역은 하나의 행/열 또는 복수의 행/열일 수 있고, 이는 영상 부호화기/복호화기에서 보정을 위해 기-설정된 영역일 수도 있다. 일 예로, 현재 블록의 경계에 위치한 하나의 행/열 또는 현재 블록의 경계로부터 복수의 행/열에 보정이 수행될 수 있다. 또는, 일부 영역은 현재 블록의 크기/형태 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 가변적으로 결정될 수도 있다.
주변 샘플들은 현재 블록의 상단, 좌측, 좌상단 코너에 위치한 주변 블록 중 적어도 하나에 속할 수 있다. 보정을 위해 이용되는 주변 샘플들의 개수는 2개, 3개, 4개 또는 그 이상일 수 있다. 주변 샘플들의 위치는 현재 블록 내 보정 대상인 예측 샘플의 위치에 따라 가변적으로 결정될 수 있다. 또는, 주변 샘플들 중 일부는 보정 대상인 예측 샘플의 위치와 관계없이 고정된 위치를 가지고, 나머지는 보정 대상인 예측 샘플의 위치에 따른 가변적인 위치를 가질 수도 있다.
주변 샘플들의 차분 정보는 주변 샘플들 간의 차분 샘플을 의미할 수도 있고, 상기 차분 샘플을 소정의 상수값(예를 들어, 1, 2, 3 등)으로 스케일링한 값을 의미할 수도 있다. 여기서, 소정의 상수값은 보정 대상인 예측 샘플의 위치, 보정 대상인 예측 샘플이 속한 열 또는 행의 위치, 열 또는 행 내에서 예측 샘플의 위치 등을 고려하여 결정될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수직 모드인 경우, 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 주변 샘플 p(-1,y)과 좌상단 주변 샘플 p(-1,-1) 간의 차분 샘플을 이용하여 다음 수학식 1과 같이 최종 예측 샘플을 획득할 수 있다.
Figure PCTKR2018002342-appb-M000001
예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수평 모드인 경우, 현재 블록의 상단 경계에 인접한 주변 샘플 p(x,-1)과 좌상단 주변 샘플 p(-1,-1) 간의 차분 샘플을 이용하여 다음 수학식 2와 같이 최종 예측 샘플을 획득할 수 있다.
Figure PCTKR2018002342-appb-M000002
예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수직 모드인 경우, 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 주변 샘플 p(-1,y)과 좌상단 주변 샘플 p(-1,-1) 간의 차분 샘플을 이용하여 최종 예측 샘플을 획득할 수 있다. 이때, 상기 차분 샘플을 예측 샘플에 가산할 수도 있고, 상기 차분 샘플을 소정의 상수값으로 스케일링한 후, 이를 예측 샘플에 가산할 수도 있다. 스케일링에 이용되는 소정의 상수값은 열 및/또는 행에 따라 상이하게 결정될 수 있다. 일예로, 다음 수학식 3과 수학식 4와 같이 예측 샘플을 보정할 수 있다.
Figure PCTKR2018002342-appb-M000003
Figure PCTKR2018002342-appb-M000004
예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수평 모드인 경우, 현재 블록의 상단 경계에 인접한 주변 샘플 p(x,-1)과 좌상단 주변 샘플 p(-1,-1) 간의 차분 샘플을 이용하여 최종 예측 샘플을 획득할 수 있으며, 이는 수직 모드에서 상술한 바와 같다. 일예로, 다음 수학식 5와 수학식 6과 같이 예측 샘플을 보정할 수 있다.
Figure PCTKR2018002342-appb-M000005
Figure PCTKR2018002342-appb-M000006
도24와 도 25는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 소정의 보정 필터를 기반으로 예측 샘플을 보정하는 방법을 도시한 것이다.
보정 대상인 예측 샘플의 주변 샘플과 소정의 보정 필터를 기반으로 예측 샘플을 보정할 수 있다. 이때 주변 샘플은 현재 블록의 방향성 예측 모드의 각도 라인(angular line)에 의해 특정될 수 있고, 보정 대상인 예측 샘플과 동일한 각도 라인에 위치한 하나 또는 그 이상의 샘플일 수 있다. 또한, 주변 샘플은 현재 블록에 속하는 예측 샘플일 수도 있고, 현재 블록 이전에 복원된 주변 블록에 속하는 복원 샘플일 수도 있다.
보정 필터의 탭수, 강도(strength) 또는 필터 계수 적어도 하나는 보정 대상인 예측 샘플의 위치, 보정 대상인 예측 샘플이 현재 블록의 경계에 위치하는지 여부, 현재 블록의 인트라 예측 모드, 방향성 예측 모드의 각도, 주변 블록의 예측 모드(인터 또는 인트라 모드) 또는 현재 블록의 크기/형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
도 24를 참조하면, 방향성 예측 모드 중 인덱스가 2 또는 34인 경우에는 도 24와 같이 보정 대상인 예측 샘플의 좌하단에 위치한 적어도 하나의 예측/복원 샘플과 소정의 보정 필터를 이용하여 최종 예측 샘플을 획득할 수 있다. 여기서, 좌하단의 예측/복원 샘플(2401)은 보정 대상인 예측 샘플(2402)이 속한 라인의 이전 라인에 속한 것일 수 있고, 이는 현재 샘플과 동일한 블록에 속한 것일 수도 있고, 현재 블록에 인접한 주변 블록에 속한 것일 수도 있다.
예측 샘플(2402)에 대한 필터링은 블록 경계에 위치한 라인에서만 수행할 수도 있고, 복수의 라인에서 수행할 수도 있다. 각 라인마다 필터 탭수 또는 필터 계수 중 적어도 하나가 상이한 보정 필터가 사용될 수도 있다. 예를 들어, 블록 경계와 가장 가까운 왼쪽 첫번째 라인(2402)의 경우 (1/2,1/2) 필터를 사용할 수 있고, 두번째 라인(2403)의 경우 (12/16, 4/16) 필터를 사용할 수 있고, 세번째 라인(2404)의 경우 (14/16, 2/16) 필터를 사용하며, 네번째 라인(2405)의 경우 (15/16, 1/16) 필터를 사용할 수도 있다.
또는, 방향성 예측 모드 중 인덱스가 3 내지 6사이 또는 30 내지 33 사이의 값일 경우, 도 25와 같이 블록 경계에서 필터링을 수행할 수 있으며, 3-tap의 보정 필터를 사용하여 예측 샘플을 보정할 수 있다. 보정 대상인 예측 샘플(2501)의 좌하단 샘플(2502), 좌하단 샘플의 하단 샘플(2503) 및 보정 대상인 예측 샘플(2501)을 입력으로 하는 3-tap의 보정 필터를 사용하여 필터링을 수행할 수 있다. 보정 필터에 이용되는 주변 샘플의 위치는 방향성 예측 모드에 기반하여 상이하게 결정될 수 있다. 방향성 예측 모드에 따라 보정 필터의 필터 계수가 상이하게 결정될 수도 있다.
주변 블록이 인터 모드인지 인트라 모드인지에 따라 서로 다른 보정 필터가 적용될 수 있다. 주변 블록이 인트라 모드로 부호화된 경우에는 인터 모드로 부호화된 경우보다 예측 샘플에 가중치를 더 주는 필터링 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드가 34인 경우, 주변 블록이 인터 모드로 부호화된 경우에는 (1/2,1/2) 필터를 사용하고, 주변 블록이 인트라 모드로 부호화된 경우에는 (4/16, 12/16) 필터를 사용할 수 있다.
현재 블록(예를 들어, 코딩 블록, 예측 블록)의 크기/형태에 따라 현재 블록 내 필터링되는 라인의 개수는 상이할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 32x32보다 작거나 같은 경우에는 블록 경계에 있는 하나의 라인만 필터링을 수행하고, 그렇지 않은 경우에는 블록 경계에 있는 하나의 라인을 포함한 복수의 라인에 필터링을 수행할 수도 있다.
관련하여, 도 24와 도 25는 도 20에서 언급한 35개의 인트라 예측 모드를 이용하는 경우를 기반으로 설명하나, 도 21의 확장된 인트라 예측 모드를 이용하는 경우에도 동일/유사하게 적용될 수 있다.
현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 예측 모드인 경우, 현재 블록의 인트라 예측은, 방향성 예측 모드의 방향성에 기초하여 수행될 수 있다. 일 예로, 도 26은 도 20에 도시된 방향성 인트라 예측 모드인 Mode 2부터 Mode 34까지의 인트라 방향 파라미터(intraPredAng)를 나타낸 것이다.
도 26에서는, 33개의 방향성 인트라 예측 모드를 예시하여 설명하였으나, 이보다 더 많은 수 혹은 이보다 더 적은 수의 방향성 인트라 예측 모드가 정의되는 것도 가능하다.
방향성 인트라 예측 모드와 인트라 방향 파라미터의 매핑 관계를 정의한 룩업 테이블에 기초하여, 현재 블록에 대한 인트라 방향 파라미터를 결정할 수 있다. 또는, 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보에 기초하여, 현재 블록에 대한 인트라 방향 파라미터를 결정할 수도 있다.
현재 블록의 인트라 예측은, 방향성 인트라 예측 모드의 방향성에 따라, 좌측 참조 샘플 또는 상단 참조 샘플 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 여기서, 상단 참조 샘플은, 현재 블록 내 최상단 행에 포함된 예측 대상 샘플 (x, 0)보다 작은 y축 좌표를 갖는 참조 샘플 (예컨대, (-1, -1)부터 (2W-1, -1))을 의미하고, 좌측 참조 샘플은, 현재 블록 내 최좌측 열에 포함된 예측 대상 샘플 (0, y)보다 작은 x축 좌표를 갖는 참조 샘플들(예컨대, (-1, -1)부터 (-1, 2H-1))을 의미할 수 있다.
인트라 예측 모드의 방향성에 따라, 현재 블록의 참조 샘플들을 일차원으로 배열할 수도 있다. 구체적으로, 현재 블록의 인트라 예측 시 상단 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플을 모두 이용해야 하는 경우, 이들이 수직 또는 수평 방향을 따라 일렬로 배열된 것으로 가정하고, 각 예측 대상 샘플의 참조 샘플을 선정할 수 있다.
일 예로, 인트라 방향 파라미터가 음수인 경우(예컨대, 도 26에서 Mode 11 부터 Mode 25에 해당하는 인트라 예측 모드의 경우), 상단 참조 샘플들 및 좌측 참조 샘플들을 수평 또는 수직 방향을 따라 재배열하여 일차원 레퍼런스 샘플 그룹(P_ref_1D)을 구성할 수 있다.
도 27 및 도 28은 참조 샘플들이 일렬로 재배열된 일차원 레퍼런스 샘플 그룹을 나타낸 도면이다.
참조 샘플들을 수직 방향으로 재배열할 것인지 또는 수평 방향으로 재배열할 것인지는, 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 결정될 수 있다. 현재 블록의 인트라 방향 파라미터가 음수인 경우, 예를 들어, 인트라 예측 모드 인덱스가 11 내지 25 사이인 경우에는, 상단 참조 샘플들 및 좌측 참조 샘플들을 수평 또는 수직 방향을 따라 재배열한 일차원 래퍼랜스 샘플 그룹을 활용할 수 있다.
일 예로, 인트라 예측 모드 인덱스가 11 내지 18 사이인 경우, 도 27에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 상단 참조 샘플들을 반시계 방향으로 회전시켜, 좌측 참조 샘플들 및 상단 참조 샘플들이 수직 방향으로 배열된 일차원 레퍼런스 샘플 그룹을 생성할 수 있다.
반면, 인트라 예측 모드 인덱스가 19내지 25 사이인 경우, 도 28에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 좌측 참조 샘플들을 좌측 참조 샘플들을 시계 방향으로 회전시켜, 좌측 참조 샘플들 및 상단 참조 샘플들이 수평 방향으로 배열된 일차원 레퍼런스 샘플 그룹을 생성할 수 있다.
현재 블록의 인트라 방향 파라미터가 음수가 아닌 경우, 현재 블록에 대한 인트라 예측은 좌측 참조 샘플들 또는 상단 참조 샘플들만을 이용하여 수행될 수 있다. 이에 따라, 인트라 방향 파라미터가 음수가 아닌 인트라 예측 모드들에 대해서는 좌측 참조 샘플 또는 상단 참조 샘플들만을 이용하여, 일차원 레퍼런스 샘플 그룹을 생성할 수 있다.
인트라 방향 파라미터에 기초하여, 예측 대상 샘플을 예측하는데 이용되는 적어도 하나의 참조 샘플을 특정하기 위한 참조 샘플 결정 인덱스 iIdx를 유도할 수 있다. 또한, 인트라 방향 파라미터를 기초로 각 참조 샘플에 적용되는 가중치를 결정하는데 이용되는 가중치 관련 파라미터 ifact를 유도할 수 있다. 일 예로, 하기 수학식 7 및 8은 참조 샘플 결정 인덱스 및 가중치 관련 파라미터를 유도하는 예를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2018002342-appb-M000007
Figure PCTKR2018002342-appb-M000008
참조 샘플 결정 인덱스에 기초하여, 예측 대상 샘플 별로 적어도 하나 이상의 참조 샘플을 특정할 수 있다. 일 예로, 참조 샘플 결정 인덱스에 기초하여, 현재 블록 내 예측 대상 샘플을 예측하기 위한 일차원 레퍼런스 샘플 그룹 내 참조 샘플의 위치를 특정할 수 있다. 특정된 위치의 참조 샘플을 기초로, 예측 대상 샘플에 대한 예측 영상(즉, 예측 샘플)을 생성할 수 있다.
복수의 인트라 예측 모드가 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는데 이용될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록 내 예측 대상 샘플별로 상이한 인트라 예측 모드 또는 상이한 방향성 인트라 예측 모드가 적용될 수 있다. 또는, 현재 블록 내 소정의 샘플 그룹별로 상이한 인트라 예측 모드 또는 상이한 방향성 인트라 예측 모드가 적용될 수도 있다. 여기서, 소정의 샘플 그룹은, 소정 크기/형태를 갖는 서브 블록, 소정 개수의 예측 대상 샘플을 포함하는 블록 또는 소정 영역 등을 나타낼 수 있다. 샘플 그룹의 개수는 현재 블록의 크기/형태, 현재 블록에 포함된 예측 대상 샘플의 개수, 현재 블록의 인트라 예측 모드 등에 따라 가변적으로 결정될 수도 있고, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 고정된 수를 가질 수도 있다. 또는, 비트스트림을 통해 현재 블록에 포함된 샘플 그룹의 개수를 시그널링하는 것도 가능하다.
현재 블록에 대한 복수의 인트라 예측 모드는, 복수의 인트라 예측 모드 조합으로 표현될 수 있다. 일 예로, 복수의 인트라 예측 모드는, 복수의 비방향성 인트라 예측 모드의 조합, 방향성 예측 모드와 비방향성 인트라 예측 모드의 조합 또는 복수의 방향성 인트라 예측 모드의 조합 등으로 표현될 수 있다. 또는, 상이한 인트라 예측 모드가 적용되는 단위별로 인트라 예측 모드를 부호화/복호화할 수도 있다.
현재 블록의 인트라 예측 모드를 고려하였을 때, 예측 대상 샘플이 하나의 참조 샘플만으로 예측되지 않는 것으로 판단되는 경우, 복수의 참조 샘플들을 이용하여, 예측 대상 샘플에 대한 예측을 수행할 수 있다. 구체적으로, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라, 소정 위치의 참조 샘플 및 소정 위치의 참조 샘플에 이웃하는 이웃 참조 샘플을 보간하여, 예측 대상 샘플에 대한 예측을 수행할 수 있다.
일 예로, 인트라 예측 모드의 각도 또는 인트라 예측 모드의 기울기에 따른 가상의 각도 선(angular line)이 일차원 레퍼펀스 샘플 그룹 내 정수 펠(integer pel)(즉, 정수 위치의 참조 샘플)를 지나지 않는 경우, 해당 각도 선상에 놓인 참조 샘플 및 상기 참조 샘플의 좌/우 또는 상/하에 인접한 참조 샘플을 보간하여, 예측 대상 샘플에 대한 예측 영상을 생성할 수 있다. 일 예로, 하기 수학식 9는 둘 이상의 참조 샘플을 보간하여, 예측 대상 샘플에 대한 예측 샘플 P(x, y)를 생성하는 예를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2018002342-appb-M000009
보간 필터의 계수는, 가중치 관련 파라미터 ifact에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 보간 필터의 계수는, 각도 선(angular line) 상에 위치한 소수 펠(fractional pel)과 정수 펠(즉, 각 참조 샘플들의 정수 위치) 사이의 거리에 기초하여 결정될 수 있다.
현재 블록의 인트라 예측 모드를 고려하였을 때, 예측 대상 샘플이 하나의 참조 샘플만으로 예측이 가능한 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 의해 특정되는 참조 샘플에 기초하여 예측 대상 샘플에 대한 예측 영상을 생성할 수 있다.
일 예로, 인트라 예측 모드의 각도 또는 인트라 예측 모드의 기울기에 따른 가상의 각도 선(angular line)이 일차원 레퍼런스 샘플 그룹 내 정수 펠(integer pel)(즉, 정수 위치의 참조 샘플)을 지나는 경우, 정수 펠 위치의 참조 샘플을 복사하거나, 정수 펠 위치의 참조 샘플과 예측 대상 샘플 사이의 위치를 고려하여, 예측 대상 샘플에 대한 예측 영상을 생성할 수 있다. 일 예로, 하기 수학식 10은 현재 블록의 인트라 예측 모드에 의해 특정되는 일차원 레퍼런스 샘플 그룹 내 참조 샘플 P_ref_1D(x+iIdx+1) 을 복사하여, 예측 대상 샘플에 대한 예측 영상 P(x, y)를 생성하는 예를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2018002342-appb-M000010
4 tap 보간 필터(interpolation filter)를 사용하는 경우에는 다음 수학식 11과 같이 예측 영상을 생성할 수도 있다.
Figure PCTKR2018002342-appb-M000011
상기 수학식 11에서 P_ref_1D(x+idx-1)이 코딩 유닛의 경계 밖에 있는 샘플인 경우에는 P_ref_1D(x+idx)로 대체할 수 있다. 마찬가지 방법으로, 상기 수학식 11에서 P_ref_1D(x+idx+2)가 코딩 유닛 경계 밖에 있는 샘플인 경우에는P_ref_1D(x+idx+1)로 대체할 수 있다. 수학식 9 내지 11의 방법을 방향성 인트라 예측 샘플 보간 방법이라고 부른다.
하지만, 전술한 다양한 형태의 코딩 유닛에 동일한 보간 필터를 적용하는 것은 오히려 부호화 및 복호화의 효율을 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다. 에를 들어, CU 크기가 비정방형 이거나 또는 2x1, 16x2와 같은 극소 비대칭 코딩 유닛에서 4 tap 필터를 사용하여 예측 샘플을 생성하면 예측 영상이 오버 스무딩(over smoothing)되는 단점이 발생할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 코딩 유닛의 종류에 따라 상이한 보간 필터를 적용하는 방법을 더 제안한다.
도 29는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 종류에 따라 상이한 보간 필터를 적용하는 흐름도를 도시한 것이다.
도 29를 참조하면, 우선 인트라 예측 모드를 결정한다(S2900). 예를 들어, 인트라 예측 모드 결정은 전술한 도 20 및 도 21에 따른 방향성 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다.
이후, 코딩 유닛(CU)의 형태 및/또는 크기를 확인한다 (S2910). 예를 들어, 코딩 유닛의 형태는 전술한 도 3 내지 도 19에서 성세히 설명한 바와 같이, 정방형 또는 비정방형, 대칭형 또는 비대칭형, 극소 비대칭형 등으로 구분된다. 또한, 예를 들어, 코딩 유닛의 크기는, 전술한 도 3 도 19에서 성세히 설명한 바와 같이, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, 128x128, 2x8, 2x16, 2x32, 4x8, 4x16, 4x32, 8x2, 8x4, 8x16, 8x32, 16x2, 16x4, 16x8, 16x32 등으로 다양한 크기가 존재한다.
다음, 상기 확인된 코딩 유닛의 형태 및/또느 크기에 따라, 방향성 인트라 예측 샘플 보간에 적용되는 보간 필터 종류를 결정한다(S2920). 예를 들어, 상기 보간 필터는 CU의 너비 또는 높이에 기초하여 서로 다른 탭 필터를 사용하여 방향성 인트라 예측 샘플 보간 방법을 사용할 수 있다. 다른 탭 필터라 함은 탭(tap) 수, 필터 계수, 필터 강도(strong/weak), 필터링 방향(vertical/horizontal) 중 적어도 하나가 상이함을 의미할 수 있다. 또한, 필터 강도에 따라 탭수, 필터 계수 등이 상이하게 결정될 수도 있다. 또한, 보간 필터링 방법으로 only vertical, only horizontal, both vertical and horizontal 중 어느 하나가 선택적으로 수행될 수 있다. 또한, 필터링 방향은 CU 내의 라인 단위(열/행) 또는 샘플 단위로 다르게 선택될 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 코딩 유닛의 너비 또는 높이 중 어느 하나의 값이 기준 값 N보다 작은 경우에는 4 tap 필터 대신에 2 tap 필터를 사용하여 방향성 인트라 예측 샘플 보간 방법을 수행하고 그 외의 CU에서는 4 tap 필터를 사용하여 방향성 인트라 예측 샘플 보간 방법을 수행할 수도 있다.
도 30 내지 도 32는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 코딩 유닛의 종류에 따라 상이한 보간 필터를 적용하는 흐름도를 예시적으로 도시한 것이다.
관련하여, 도 30은 코딩 유닛이 정방형인지 비정방형인지에 따라 상이한 보간 필터를 적용한 예를 도시한 것이고, 도 31은 코딩 유닛이 비정방형인 경우 너비 또는 높이 크기에 따라 상이한 보간 필터를 적용한 예를 도시한 것이고, 도 32는 인터라 예측 모드에 따라 상이한 보간 필터를 적용한 예를 도시한 것이다.
도 30을 참조하면, 우선코딩 유닛이 비정방형 인지를 판단한다(S3000). 비정방형 CU 는, CU를 구성하는 너비와 높이가 서로 상이한 형태를 의미한다.
만약, 정방형 CU인 경우. n 탭 보간필터로 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 적용한다(S3010). 반면, 비정방형인 경우, m 탭 보간필터로 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 적용한다(S3020). 여기서, n과 m은 0보다 큰 상수이다. n은 m보다 크거나 동일한 값이다. 만약, n 탭과 m 탭이 동일한 탭수를 가진다면, n 탭 필터와 m 탭 필터는 상이한 필터 계수를 가지거나 또는 상이한 필터 강도(예, strong/weak)로 구분될 수 있다.
구체적으로, 예를 들어, CU의 너비와 높이가 서로 다른 값을 가지는 비정방형일 때는 4 tap 필터 대신에 2 tap 필터를 사용하여 방향성 인트라 예측 샘플 보간 방법을 수행하고, 그 외의 CU에서는 4 tap 필터를 사용하여 방향성 인트라 예측 샘플 보간 방법을 수행할 수도 있다.
도 31을 참조하면, 우선 코딩 유닛이 비정방형 인지를 판단한다(S3100). 만약 코딩 유닛이 비정방형 CU인 경우, 코딩 유닛의 너비 또는 높이중 적어도 어느 하나가 기준 크기보다 작은지를 판단한다(S3110). 예를 들어, 2x8 코딩 유닛인 경우, 너비 크기를 2로 결정할 수 있고, 8x2 코딩 유닛인 경우, 높이 크기를 2로 결정할 수 있다. 또한, 예를 들어 기준 크기는 4 로 설정할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
만약, 상기 단계 S3110 판단 결과, CU의 너비 또는 높이중 적어도 어느 하나가 기준 크기 (예, 4)보다 큰 경우에는, n 탭 보간필터로 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 적용한다(S3120). 반면, CU의 너비 또는 높이중 적어도 어느 하나가 기준 크기 (예, 4)보다 작은 경우에는, m 탭 보간필터로 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 적용한다(S3130). 여기서, n과 m은 0보다 큰 상수이다. n은 m보다 크거나 동일한 값이다. 만약, n 탭과 m 탭이 동일한 탭수를 가진다면, n 탭 필터와 m 탭 필터는 상이한 필터 계수를 가지거나 또는 상이한 필터 강도(예, strong/weak)로 구분될 수 있다. 또는 예를 들어, n=4 탭 필터, m=2탭 필터를 적용할 수 있다.
또한, 만약 상기 단계 S3100 판단 결과, 코딩 유닛이 정방형 CU인 경우, 상기 n 탭 보간필터로 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 적용한다(S3120). 또 다른 예로서, CU의 너비 또는 높이의 비(즉, w/h 또는 h/w)가 특정 임계값보다 작은 경우에는 4 tap 필터 대신에 2 tap 필터를 사용하여 방향성 인트라 예측 샘플 보간 방법을 수행하고, 그 외의 CU에서는 4 tap 필터를 사용하여 방향성 인트라 예측 샘플 보간 방법을 수행할 수도 있다.
도 32을 참조하면, 현재 코딩 유닛의 인트라 예측 모드가 수평모드 인지 수직모드 인지를 판단한다(S3210). 수평 방향 인트라 예측 모드와 방향이 유사한 인트라 예측 모드를 수평 방향 인트라 예측 모드 (수평모드) 라고 부르고, 수직 방향 인트라 예측 모드와 방향이 유사한 인트라 예측 모드를 수직 방향 인트라 예측 모드 (수직 모드) 라고 부른다.
예를 들어, 도21과 같이 67개 인트라 예측 모드를 사용하는 경우에는 MODE 11 내지 MODE 18 사이의 인트라 예측 모드를 수평 모드로 간주할 수 있고,MODE 19 내지 MODE 27사이의 인트라 예측 모드를 수직 모드로 간주할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 도 20과 같이 33개 인트라 예측 모드를 사용하는 경우에는 MODE 7 내지 MODE 13 사이의 인트라 예측 모드를 수평 모드로 간주할 수 있고,MODE 23내지 MODE 29사이의 인트라 예측 모드를 수직 모드로 간주할 수 있다.
만약, 코딩 유닛이 인트라 예측 수평모드에 해당되면, n 탭 보간필터로 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 적용한다(S3220). 반면, 코딩 유닛이 인트라 예측 수직모드에 해당되면, m 탭 보간필터로 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 적용한다(S3230). 여기서, n과 m은 0보다 큰 상수이다. n은 m보다 클 수도 있고, 작을 수도 있다. 혹은, n과 m은 동일할 수도 있으며, 이 경우 n tap 필터와 m tap 필터는 상이한 필터 계수를 가지거나 상이한 필터 강도를 가질 수 있다.
관련하여, 또 다른 실시예로서, 상기 인트라 예측 모드가 수평모드인지 수직모드인지를 판단하는S3210 단계는, 코딩 유닛의 형태에 따라 적용여부를 결정하는 것이 가능하다. 즉, 예를 들어, 코딩 유닛이 비정방 코딩 유닛인 경우에만, 상기 S3210 단계를 적용할 수 있다. 또는, 코딩 유닛이 비대칭 코딩 유닛인 경우에만, 상기 S3210 단계를 적용할 수도 있다. 또는, 코딩 유닛이 극소 비대칭 코딩 유닛인 경우에만, 상기 S3210 단계를 적용할 수도 있다. 상기 극소 비대칭 코딩 유닛은, 비대칭 코딩 유닛의 일 종류로서, 코딩 유닛의 너비 또는 높이가 다른 한 쪽에 비해 매우 짧은 형태를 통칭하는 의미이다. 예를 들어, 2x16, 16x2, 4x32, 32x4 크기를 가지는 코딩 유닛 등이 이에 해당될 수 있다.
구체적으로, 예를 들어, 2x16형태 비대칭 코딩 유닛에서, 인트라 예측 모드가 수평 방향 인트라 예측 모드 (수평모드)인 경우에는 n tap 필터를 사용할 수 있고, 수직 방향 인트라 예측 모드(수직모드)인 경우, m tap 필터를 사용할 수 있다.반면,또 다른 예로서, 16x2 형태 비대칭 코딩 유닛에서, 인트라 예측 모드가 수평 방향 인트라 예측 모드(수평모드)인 경우,m tap 필터를 사용할 수 있고, 수직 방향 인트라 예측 모드(수직모드)인 경우, n tap 필터를 사용할 수 있다.여기서, n과 m은 0보다 큰 상수이다. n은 m보다 클 수 있고, 혹은, n과 m은 동일할 수도 있으며, 이 경우 n tap 필터와 m tap 필터는 상이한 필터 계수를 가지거나 상이한 필터 강도를 가질 수 있다.
도 33은 본 발명이 적용되는 또 다른 실시예로서, 인트라 예측 샘플 보간에 적용되는 네트워크 추상화 계층 (NAL)에 포함되는 신택스 요소(syntax element)를 예를 들어 도시한 것이다. 본 발명이 적용되는 NAL 유닛은, 예를 들어, 비디오 파라미터 셋 (VPS), 시퀀스 파라미터 셋(SPS), 픽쳐 파라미터 셋(PPS) 및 적어도 하나 이상의 슬라이스 셋(Slice)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 도 33에서는 픽쳐 파라미터 셋(PPS)에 포함된 신택스 요소를 도시하였으나, 시퀀스 파라미터 셋(SPS) 또는 슬라이스 셋(Slice)에 해당 신택스 요소를 포함하는 것도 가능하다. 또한, 신택스 요소별로 시퀀스 단위 또는 픽쳐 단위에 공통적으로 적용될 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 셋(SPS) 또는 픽쳐 파라미터 셋(PPS)에 포함되도록 할 수 있다. 반면, 해당 슬라이스에만 적용되는 신택스 요소는 슬라이스 셋(Slice)에 포함되는 것이 바람직하다. 따라서, 이는 부호화 성능 및 효율을 고려하여 선택이 가능하다.
신택스 요소 'PreSample_filter_flag'는 인트라 예측 샘플에 보간 필터가 작용되는 지를 나타내는 정보이다. 예를 들어, PreSample_filter_flag 값이 '1'이면 현재 코딩 블록에 인트라 예측 샘플 보간이 적용됨을 의미하고, PreSample_filter_flag 값이 '0'이면 현재 코딩 블록에 인트라 예측 샘플 보간이 적용되지 않음을 의미한다.
또한, 신택스 요소 'idx_PreSample_filte'는 인트라 예측 샘플에 적용된 보간 필터의 종류를 인텍싱하여 표시하는 정보이다. 예를 들어, 전술한 4탭 필터, 2탭 필터, 필터 계수, 필터 강도 들의 조합으로 보간 필터 타입을 결정하고, 이를 인텍싱하는 정보로 활용될 수 있다.
상술한 실시예는 일련의 단계 또는 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 이는 발명의 시계열적 순서를 한정한 것은 아니며, 필요에 따라 동시에 수행되거나 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 블록도를 구성하는 구성요소(예를 들어, 유닛, 모듈 등) 각각은 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있고, 복수의 구성요소가 결합하여 하나의 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 상술한 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화할 수 있는 전자 장치에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 현재 코딩 블록의 방향성 인트라 예측 모드를 확인하는 단계,
    현재 코딩 블록의 형태에 따라, 상기 방향성 인트라 예측 모드에 적용되는 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 위한 보간 필터 종류를 결정하는 단계, 및
    상기 결정된 보간 필터를 적용하여 인트라 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 코딩 블록의 형태가 비정방형인지 정방형인지에 따라, 서로 다른 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 현재 코딩 블록의 형태가 비정방형인 경우는,, 정방형인 경우보다 작은 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 코딩 블록의 너비 또는 높이에 따라, 서로 다른 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 현재 코딩 블록의 형태가 비정방형이고, 너비 또는 높이중 적어도 어느 하나가 기준크기 보다 작은 경우에는, 기준 크기 보다 큰 경우보다 작은 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 현재 코딩 블록의 너비 대 높이비(w/h)가 임계값대비 작은 경우는, 임계값대비 큰 경우 보다 작은 필터 탭을 가지는보간 필터를 적용하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 코딩 블록의 방향성 인트라 예측 모드에 따라, 서로 다른 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 인트라 예측 모드가 수평모드인지 수직모드인지에 따라서로 다른 필터 탭을 가지는보간 필터를 적용하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제4 항에 있어서,
    상기 현재 코딩 블록의 너비 또는 높이중 적어도 어느 하나가, 기준값보다 작으면, 작은 필터 탭을 가지는 보간 필터를 적용하는, 영상 복호화 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 보간 필터 종류가 결정되면, 수직 방향, 수평 방향, 또는 수직/수평 방향 중 어느 하나가 선택적으로 수행되는 보간 필터링 단계를 더 포함하는, 영상 복호화 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 코딩 블록의 형태에 따라, 보간 필터의 탭수는 동일하되, 상이한 필터계수를 가지는 보간 필터를 달리 적용하는, 영상 복호화 방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 코딩 블록의 형태에 따라, 보간 필터의 탭수는 동일하되, 상이한 필터 강도를 가지는 보간 필터를 달리 적용하는, 영상 복호화 방법.
  13. 현재 코딩 블록의 방향성 인트라 예측 모드를 확인하는 단계,
    현재 코딩 블록의 형태에 따라, 상기 방향성 인트라 예측 모드에 적용되는 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 위한 보간 필터 종류를 결정하는 단계, 및
    상기 결정된 보간 필터를 적용하여 인트라 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.
  14. 현재 코딩 블록의 방향성 인트라 예측 모드를 확인하고, 현재 코딩 블록의 형태에 따라, 상기 방향성 인트라 예측 모드에 적용되는 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 위한 보간 필터 종류를 결정하고, 상기 결정된 보간 필터를 적용하여 인트라 예측 샘플을 생성하는 복호화기를 포함하는, 영상 복호화 장치.
  15. 영상 신호 비트스트림을 포함하는 기록매체에 있어서,상기 기록매체에 포함된 영상 신호 비트스트림은,현재 코딩 블록의 방향성 인트라 예측 모드를 확인하는 단계, 현재 코딩 블록의 형태에 따라, 상기 방향성 인트라 예측 모드에 적용되는 방향성 인트라 예측 샘플 보간을 위한 보간 필터 종류를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 보간 필터를 적용하여 인트라 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법의해 부호화된 것을 특징으로 하는 기록매체.
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