WO2019098758A1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

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

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임성창
강정원
고현석
이진호
이하현
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한국전자통신연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a video encoding / decoding method, an apparatus, and a recording medium storing a bitstream. More particularly, the present invention relates to a video encoding / decoding method and apparatus using intra prediction, and a recording medium storing a bit stream generated by the video encoding method or apparatus of the present invention.
  • HD image and ultra high definition (UHD) image are increasing in various applications.
  • UHD image data has high resolution and high quality, the amount of data increases relative to the existing image data. Therefore, when the image data is transmitted using a medium such as a wired / wireless broadband line or stored using an existing storage medium, The storage cost is increased.
  • a high-efficiency image encoding / decoding technique for an image having higher resolution and image quality is required.
  • An inter picture prediction technique for predicting a pixel value included in a current picture from a previous or a subsequent picture of a current picture by an image compression technique an intra picture prediction technique for predicting a pixel value included in a current picture using pixel information in a current picture
  • There are various techniques such as a transformation and quantization technique for compressing the energy of the residual signal, an entropy coding technique for assigning a short code to a value having a high appearance frequency, and a long code to a value having a low appearance frequency.
  • the image data can be effectively compressed and transmitted or stored.
  • Intra prediction is a prediction technique that allows only spatial reference, and refers to a method of predicting a current block by referring to samples that have already been reconstructed around a block to be currently encoded.
  • neighboring reference samples are not the brightness values of the original image but are values reconstructed by prediction and restoration before the post-processing filtering is applied. Since the reference values have been previously encoded and restored, .
  • Intra prediction can be effective only in a flat region having continuity and a region having a certain direction for the reference signal in the periphery, and the coding efficiency is significantly lower in the region having no intra-image characteristic than the inter-picture prediction.
  • a method is needed to increase the coding efficiency of the intra-picture prediction because only the intra-picture prediction is required for the first picture, the random access and the error robustness.
  • An object of the present invention is to provide an image encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency.
  • the method of decoding an image includes the steps of: deriving a first intra-picture prediction mode for a current block; generating a first intra-picture prediction block corresponding to the first intra-picture prediction mode; Generating a second intra-picture prediction mode corresponding to the second intra-picture prediction mode, and generating a second intra-picture prediction block corresponding to the second intra-picture prediction mode, And generating a final in-picture prediction block by weighting the blocks.
  • the first intra-picture prediction mode may be derived based on at least one candidate mode included in the MPM list of the current block.
  • the first intra-picture prediction mode may be derived based on intra-picture prediction modes of one or more neighboring blocks of the current block.
  • the second intra-picture prediction mode may be derived to one of the candidate modes included in the MPM list of the current block.
  • the step of deriving the second intra-picture prediction mode may include generating candidate intra-picture prediction blocks corresponding to the candidate modes, Calculating a degree of matching between first intra-picture prediction blocks and deriving a candidate mode with respect to the intra-picture prediction block having the largest matching degree among the intra-picture intra prediction blocks to the second intra-picture prediction mode . ≪ / RTI >
  • the matching degree is calculated using Sum of Absolute Differences (SAD) or Sum of Absolute Transformed Differences (SATD), and a candidate intra prediction block having the highest degree of matching is calculated using the SAD Or SATD may be the smallest block.
  • SAD Sum of Absolute Differences
  • SATD Sum of Absolute Transformed Differences
  • generation of the intra-candidate intra prediction block or calculation of the degree of matching may be skipped for the same mode as the first intra-prediction mode among the candidate modes.
  • the weight may be greater than a weight for an intra prediction block corresponding to a mode other than the predetermined mode.
  • the predetermined mode may be the first candidate mode of the MPM list.
  • the candidate mode may be induced to the second intra-picture prediction mode.
  • an image encoding method including: deriving a first intra-picture prediction mode for a current block; generating a first intra-picture prediction block corresponding to the first intra-picture prediction mode; Generating a second intra-picture prediction mode corresponding to the second intra-picture prediction mode, and generating a second intra-picture prediction block corresponding to the second intra-picture prediction mode, And generating a final in-picture prediction block by weighting the blocks.
  • the first intra-picture prediction mode may be derived based on at least one candidate mode included in the MPM list of the current block.
  • the first intra-picture prediction mode may be derived based on intra-picture prediction modes of one or more neighboring blocks of the current block.
  • the second intra-picture prediction mode may be derived to one of the candidate modes included in the MPM list of the current block.
  • the step of deriving the second intra-picture prediction mode may include generating intra-picture intra prediction blocks corresponding to the candidate modes, Calculating a degree of matching between first intra-picture prediction blocks and deriving a candidate mode with respect to the intra-picture prediction block having the largest matching degree among the intra-picture intra prediction blocks to the second intra-picture prediction mode . ≪ / RTI >
  • the matching degree is calculated using a Sum of Absolute Differences (SAD) or a Sum of Absolute Transformed Differences (SATD), and a candidate intra- Or SATD may be the smallest block.
  • SAD Sum of Absolute Differences
  • SATD Sum of Absolute Transformed Differences
  • generation of the intra-candidate intra prediction block or calculation of the degree of matching may be skipped for the same mode as the first intra-prediction mode among the candidate modes.
  • the weight may be greater than a weight for an intra prediction block corresponding to a mode other than the predetermined mode.
  • the candidate mode may be induced to the second intra-picture prediction mode.
  • a computer readable recording medium can store a bit stream generated by the image encoding method according to the present invention.
  • a video encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency can be provided.
  • a method and apparatus for encoding / decoding an image using intra-picture prediction with improved compression efficiency can be provided.
  • a recording medium storing a bitstream generated by a video encoding / decoding method or apparatus of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a division structure of an image when coding and decoding an image.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of an intra prediction process.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of an inter-picture prediction process.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a process of transformation and quantization.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining various embodiments for dividing one block into a plurality of blocks.
  • FIG. 8 is a view for explaining an embodiment in which one block is subjected to a quad-tree post-binary tree division, and signaling information on division type and / or division type is shown.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining various embodiments for dividing a current block into two subblocks.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining intra-frame prediction according to the present invention.
  • 11 is a diagram for explaining spatial neighboring blocks of a current block used when constructing the MPM list.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an embodiment for rearranging candidate modes in the MPM list.
  • 13 is an exemplary diagram for explaining the relationship between a luminance block and a color difference block.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a plurality of restored sample lines.
  • FIG. 15 is a view for explaining a process of replacing a sample that is not available by using an available sample.
  • 16 is a view showing various filter shapes.
  • 17 is a diagram for explaining intra-picture prediction according to the block type.
  • 18 is a diagram for explaining peripheral samples of a current block used to derive the parameters of the models.
  • 19 is an exemplary diagram for explaining reconstruction of a color component block.
  • 20 is a view for explaining an embodiment for performing reconstruction using a plurality of top and / or left reference sample lines.
  • 21 is an exemplary diagram for explaining a reference sample used for reconstruction in accordance with an intra-picture prediction mode or a coding parameter of a corresponding block.
  • 22 is an exemplary diagram for explaining the reconstructed first color component correspondence block when the second color component prediction target block is 4x4.
  • 23 is a diagram for explaining a sample of the first color component and a sample of the second color component.
  • 24 is a diagram for explaining an embodiment for generating a template.
  • 25 is a view for explaining an embodiment for generating an intermediate intra-frame prediction block based on template matching based on the MPM list.
  • 26 is a view for explaining an embodiment for generating a final intra-frame prediction block using a template and one intermediate intra-frame intra prediction block.
  • FIG. 27 is a view for explaining an embodiment in which a final intra-picture prediction block is generated using a template and a plurality of intra-picture intra prediction blocks.
  • FIG. 28 is a diagram for explaining a scanning method of the transform coefficients.
  • first, second, etc. in the present invention 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 a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • / or < / RTI &gt includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are shown separately to represent different characteristic functions and do not mean that each component is composed of separate hardware or software constituent units. That is, each constituent unit is included in each constituent unit for convenience of explanation, and at least two constituent units of the constituent units may be combined to form one constituent unit, or one constituent unit may be divided into a plurality of constituent units to perform a function.
  • the integrated embodiments and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention, unless they depart from the essence of the present invention.
  • Some of the elements of the present invention are not essential elements that perform essential functions in the present invention, but may be optional elements only for improving performance.
  • the present invention can be implemented only with components essential for realizing the essence of the present invention, except for the components used for the performance improvement, and can be implemented by only including the essential components except the optional components used for performance improvement Are also included in the scope of the present invention.
  • an image may denote a picture constituting a video, or may represent a moving image itself.
  • " encoding and / or decoding of an image may mean “ encoding and / or decoding of moving image ", which means “ encoding and / or decoding of one of images constituting a moving image " It is possible.
  • moving image and “video” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • the target image may be a coding target image to be coded and / or a decoding target image to be decoded.
  • the target image may be an input image input to the encoding device or an input image input to the decoding device.
  • the target image may have the same meaning as the current image.
  • image image
  • picture picture
  • frame and “screen” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • the target block may be a current block to be coded and / or a current block to be decoded.
  • the target block may be the current block that is the current encoding and / or decoding target.
  • the terms "object block” and "current block” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • block and “unit” may be used interchangeably and may be used interchangeably. Or “ block " may represent a particular unit.
  • a specific signal may be a signal indicating a specific block.
  • an original signal may be a signal representing a target block.
  • the prediction signal may be a signal representing a prediction block.
  • the residual signal may be a signal representing a residual block.
  • each of the specified information, data, flag, index and element, attribute, etc. may have a value.
  • a value of " 0 " such as information, data, flags, indexes and elements, attributes may represent a logical false or a first predefined value. That is to say, the values " 0 ", False, Logical False, and First Default values can be used interchangeably.
  • a value of " 1 " such as information, data, flags, indexes and elements, attributes may represent a logical true or a second predetermined value. That is to say, the values " 1 ", " true ", " logical "
  • i When a variable such as i or j is used to represent a row, column or index, the value of i may be an integer greater than or equal to 0 and may be an integer greater than or equal to one. In other words, in embodiments, rows, columns, indexes, etc. may be counted from zero and counted from one.
  • Encoder An apparatus that performs encoding. That is, it may mean a coding apparatus.
  • Decoder An apparatus that performs decoding. That is, it may mean a decoding apparatus.
  • a block may mean a unit.
  • the current block may be a current block to be encoded at the time of encoding or a current block to be decoded at the time of decoding. Also, the current block may be at least one of a coding block, a prediction block, a residual block, and a transform block.
  • Sample It is the basic unit that constitutes a block. It can be expressed as a value from 0 to 2 Bd - 1 according to the bit depth (B d ).
  • a sample may be used in the same sense as a pixel or a pixel. That is, the samples, pixels, and pixels may have the same meaning.
  • Unit It can mean unit of image encoding and decoding.
  • a unit may be an area obtained by dividing one image.
  • a unit may mean a divided unit when an image is divided into subdivided units and then encoded or decoded. That is, one image can be divided into a plurality of units.
  • predetermined processing can be performed for each unit.
  • One unit may be further subdivided into smaller units having a smaller size than the unit.
  • the unit may be a block, a macroblock, a coding tree unit, a coding tree block, a coding unit, a coding block, A Prediction Unit, a Prediction Block, a Residual Unit, a Residual Block, a Transform Unit, a Transform Block, and the like.
  • the unit may also include a Luma component block, a corresponding chroma component block, and a syntax element for each block in order to be distinguished from the block.
  • the unit may have various sizes and shapes, and in particular the shape of the unit may include not only squares but also geometric figures that can be expressed in two dimensions, such as rectangles, trapezoids, triangles, pentagons.
  • the unit information may include at least one of a unit type indicating a coding unit, a prediction unit, a residual unit, a conversion unit, etc., a unit size, a unit depth, a unit encoding and decoding order,
  • Coding Tree Unit It is composed of two chrominance component (Cb, Cr) coded tree blocks related to one luminance component (Y) coded tree block. It may also include the blocks and the syntax elements for each block.
  • Each coding tree unit may be divided into a plurality of subunits such as a quad tree, a binary tree, a ternary tree, or the like in order to configure a lower unit such as a coding unit, a prediction unit, Can be divided. It can be used as a term to refer to a sample block which is a processing unit in the process of image encoding / decoding like an input image.
  • the quadtree may mean a quarternary tree.
  • Coding Tree Block It can be used as a term for designating any one of a Y encoded tree block, a Cb encoded tree block, and a Cr encoded tree block.
  • Neighbor block It can mean a block adjacent to the current block.
  • a block adjacent to the current block may refer to a block that is bordered by the current block or a block located within a predetermined distance from the current block.
  • the neighboring block may mean a block adjacent to the vertex of the current block.
  • a block adjacent to the vertex of the current block may be a block vertically adjacent to a neighboring block that is adjacent to the current block, or a block that is laterally adjacent to a neighboring block vertically adjacent to the current block.
  • a neighboring block may mean a restored neighboring block.
  • Reconstructed Neighbor Block may refer to a neighboring block that has already been encoded or decoded in a spatial / temporal manner around the current block.
  • the restored neighboring block may mean the restored neighboring unit.
  • the reconstructed spatial neighboring block may be a block already in the current picture and reconstructed through encoding and / or decoding.
  • the reconstructed temporal neighboring block may be a restored block at a position corresponding to the current block of the current picture in the reference picture or a neighboring block thereof.
  • Unit Depth This can mean the degree to which the unit is divided.
  • the root node can correspond to the first unit that has not been divided.
  • the superordinate node may be referred to as a root node.
  • the uppermost node may have a minimum depth value. At this time, the uppermost node may have a depth of Level 0.
  • a node with a depth of level 1 can represent a unit created as the first unit is once partitioned.
  • a node with a depth of level 2 may represent a unit created as the first unit is divided twice.
  • a node with a depth of level n may represent a unit created as the first unit is divided n times.
  • a leaf node may be the lowest node, and may be a node that can not be further divided.
  • the depth of the leaf node may be the maximum level.
  • the default value of the maximum level may be three.
  • the root node has the shallower depth and the leaf node has the deepest depth.
  • the level at which the unit exists may denote unit depth.
  • Bitstream may mean a bit string containing encoded image information.
  • Parameter Set Corresponds to header information in the structure in the bitstream. At least one of a video parameter set, a sequence parameter set, a picture parameter set and an adaptation parameter set may be included in the parameter set.
  • the set of parameters may also include a slice header and tile header information.
  • Parsing means to determine the value of a syntax element by entropy decoding the bitstream, or it may mean entropy decoding itself.
  • Symbol It can mean at least one of a syntax element of a unit to be encoded / decoded, a coding parameter, a value of a transform coefficient, and the like.
  • the symbol may mean a target of entropy encoding or a result of entropy decoding.
  • Prediction Mode It may be a mode to be encoded / decoded by intra prediction or a mode to be coded / decoded by inter prediction.
  • Prediction Unit It can mean a basic unit for performing prediction such as inter-picture prediction, intra-picture prediction, inter-picture compensation, in-picture compensation, and motion compensation.
  • One prediction unit may be divided into a plurality of smaller partitions or a plurality of lower prediction units.
  • the plurality of partitions may also be a base unit in performing prediction or compensation.
  • the partition generated by the division of the prediction unit may also be a prediction unit.
  • Prediction Unit Partition It can mean a prediction unit divided form.
  • Reference Picture List may refer to a list including one or more reference pictures used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the types of the reference image list may be LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) Lists can be used.
  • Inter-Prediction Indicator It can mean inter-picture prediction direction (unidirectional prediction, bidirectional prediction, etc.) of the current block. Or the number of reference images used in generating a prediction block of the current block. Or the number of prediction blocks used when inter-picture prediction or motion compensation is performed on the current block.
  • Prediction list utilization flag indicates whether to generate a prediction block using at least one reference image in a specific reference image list.
  • the inter-picture prediction indicator can be derived using the prediction list utilization flag, and conversely, the inter prediction prediction indicator can be used to derive the prediction list utilization flag. For example, when the prediction list utilization flag indicates a first value of 0, it can be indicated that a prediction block is not generated using the reference image in the reference image list, and when indicating a second value of 1, It can be shown that a prediction block can be generated using the image list.
  • Reference Picture Index It can refer to an index indicating a specific reference image in a reference image list.
  • Reference picture refers to an image referred to by a specific block for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the reference image may be an image including a reference block referred to by the current block for intra-picture prediction or motion compensation.
  • reference picture and “reference picture” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • Motion Vector It can be a two-dimensional vector used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the motion vector may mean an offset between a block to be encoded / decoded and a reference block.
  • (mvX, mvY) may represent a motion vector.
  • mvX may represent a horizontal component
  • mvY may represent a vertical component.
  • the search region may be a two-dimensional region for searching for a motion vector during inter-picture prediction.
  • the size of the search area may be MxN.
  • M and N may be positive integers, respectively.
  • Motion Vector Candidate It can be a block that is a candidate for prediction or a motion vector of the block when the motion vector is predicted.
  • the motion vector candidate may be included in the motion vector candidate list.
  • Motion Vector Candidate List may refer to a list constructed using one or more motion vector candidates.
  • Motion Vector Candidate Index Indicates an indicator indicating a motion vector candidate in a motion vector candidate list. And may be an index of a motion vector predictor.
  • Motion Information At least one of a motion vector, a reference image index, an inter-picture prediction indicator, a prediction list utilization flag, a reference image list information, a reference image, a motion vector candidate, a motion vector candidate index, a merge candidate, Can mean information including one.
  • Merge Candidate List It can mean a list composed of one or more merge candidates.
  • the merge candidate may include motion information such as an inter-picture prediction indicator, a reference picture index for each list, a motion vector, a prediction list utilization flag, and an inter-picture prediction indicator.
  • merge Index This can be an indicator that points to a merge candidate in the merge candidate list.
  • the merge index may indicate a block from which the merge candidate is derived, among the restored blocks spatially / temporally adjacent to the current block. Further, the merge index may indicate at least one of the motion information of the merge candidate.
  • Transform Unit It can mean a basic unit for performing residual signal encoding / decoding such as transform, inverse transform, quantization, inverse quantization, and transform coefficient encoding / decoding.
  • One conversion unit may be divided and divided into a plurality of lower conversion units having a smaller size.
  • the transform / inverse transform may include at least one of a first transform / inverse transform and a second transform / inverse transform.
  • Scaling can be a process of multiplying a quantized level by an argument.
  • a transform coefficient can be generated as a result of scaling to a quantized level.
  • Scaling can also be referred to as dequantization.
  • Quantization Parameter This value can be used to generate a quantized level using a transform coefficient in quantization. Alternatively, it may mean a value used in generating a transform coefficient by scaling the quantized level in the inverse quantization.
  • the quantization parameter may be a value mapped to a quantization step size.
  • Residual Quantization Parameter It can mean the difference value between the predicted quantization parameter and the quantization parameter of the unit to be encoded / decoded.
  • Scan may mean a method of arranging the order of coefficients in a unit, block, or matrix. For example, arranging a two-dimensional array in a one-dimensional array is called a scan. Alternatively, arranging the one-dimensional arrays in the form of a two-dimensional array may be called scanning or inverse scanning.
  • Transform Coefficient It can mean the coefficient value generated after the conversion in the encoder. Alternatively, it may mean a coefficient value generated after performing at least one of entropy decoding and inverse quantization in a decoder. The quantized level or the quantized transform coefficient level to which the quantization is applied to the transform coefficient or the residual signal may be included in the meaning of the transform coefficient.
  • Quantized Level It means a value generated by performing quantization on a transform coefficient or a residual signal in an encoder. Alternatively, it may mean a value to be subjected to inverse quantization before performing inverse quantization in the decoder. Similarly, quantized transform coefficient levels that are the result of transform and quantization can also be included in the meaning of the quantized levels.
  • Non-zero Transform Coefficient A non-zero transform coefficient or a non-zero transform coefficient level or a quantized level.
  • Quantization Matrix It can mean a matrix used in the quantization or inverse quantization process to improve the subjective image quality or the objective image quality of the image.
  • the quantization matrix may also be referred to as a scaling list.
  • Quantization Matrix Coefficient It can mean each element in the quantization matrix.
  • the quantization matrix coefficient may be referred to as a matrix coefficient.
  • Default Matrix It can mean a predetermined quantization matrix predefined in the encoder and decoder.
  • Non-default Matrix It can mean a quantization matrix that is not predefined in the encoder and the decoder but is signaled by the user.
  • Statistic value Statistical value for at least one of variables having specific values that can be computed, coding parameters, constants, and the like can be calculated by averaging, weighted average, weighted sum, minimum value, maximum value, Value. ≪ / RTI >
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the encoding apparatus 100 may be an encoder, a video encoding apparatus, or an image encoding apparatus.
  • the video may include one or more images.
  • the encoding apparatus 100 may sequentially encode one or more images.
  • an encoding apparatus 100 includes a motion prediction unit 111, a motion compensation unit 112, an intra prediction unit 120, a switch 115, a subtractor 125, a transform unit 130, An inverse quantization unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference picture buffer 190.
  • the entropy encoding unit 150 may include an inverse quantization unit 140, an entropy encoding unit 150, an inverse quantization unit 160,
  • the encoding apparatus 100 may perform encoding in an intra mode and / or an inter mode on an input image. Also, the encoding apparatus 100 can generate a bitstream including information encoded through encoding of an input image, and output the generated bitstream. The generated bit stream may be stored in a computer-readable recording medium or may be streamed through a wired / wireless transmission medium.
  • the switch 115 can be switched to intra, and when the inter mode is used in the prediction mode, the switch 115 can be switched to the inter.
  • the intra mode may mean intra prediction mode
  • the inter mode may mean inter prediction mode.
  • the encoding apparatus 100 may generate a prediction block for an input block of an input image.
  • the encoding apparatus 100 may code the residual block using a residual of the input block and the prediction block.
  • the input image can be referred to as the current image which is the object of the current encoding.
  • the input block may be referred to as the current block or the current block to be coded.
  • the intra predictor 120 can use a sample of a block already encoded / decoded around the current block as a reference sample.
  • the intra predictor 120 can perform spatial prediction of a current block using a reference sample and generate prediction samples of an input block through spatial prediction.
  • intra prediction may mean intra prediction.
  • the motion predicting unit 111 can search the reference image for the best match with the input block in the motion estimation process, and derive the motion vector using the searched region .
  • the search area may be used as the area.
  • the reference picture may be stored in the reference picture buffer 190.
  • it when encoding / decoding of the reference image has been processed, it can be stored in the reference picture buffer 190.
  • the motion compensation unit 112 may generate a prediction block for a current block by performing motion compensation using a motion vector.
  • the inter prediction may mean inter picture prediction or motion compensation.
  • the motion estimator 111 and the motion compensator 112 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a part of a reference image when the motion vector does not have an integer value .
  • a motion prediction and a motion compensation method of a prediction unit included in a corresponding encoding unit based on an encoding unit is performed using a skip mode, a merge mode, Advanced Motion Vector Prediction (AMVP) mode, and current picture reference mode, and performs inter-picture prediction or motion compensation according to each mode.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the subtractor 125 may generate a residual block using the difference between the input block and the prediction block.
  • the residual block may be referred to as a residual signal.
  • the residual signal may mean a difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual signal may be a signal generated by transforming, quantizing, or transforming and quantizing the difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual block may be a residual signal in a block unit.
  • the transforming unit 130 may perform a transform on the residual block to generate a transform coefficient, and output the generated transforming coefficient.
  • the transform coefficient may be a coefficient value generated by performing a transform on the residual block.
  • the transforming unit 130 may skip transforming the residual block.
  • a quantized level can be generated by applying quantization to the transform coefficients or residual signals.
  • the quantized level may also be referred to as a transform coefficient.
  • the quantization unit 140 can generate a quantized level by quantizing the transform coefficient or the residual signal according to the quantization parameter, and output the generated quantized level. At this time, the quantization unit 140 can quantize the transform coefficient using the quantization matrix.
  • the entropy encoding unit 150 can generate a bitstream by performing entropy encoding based on the values calculated by the quantization unit 140 or the coding parameters calculated in the encoding process according to the probability distribution And can output a bit stream.
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding of information on a sample of an image and information for decoding an image.
  • the information for decoding the image may include a syntax element or the like.
  • the entropy encoding unit 150 may use an encoding method such as exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) for entropy encoding.
  • CAVLC Context-Adaptive Variable Length Coding
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding using a Variable Length Coding / Code (VLC) table.
  • VLC Variable Length Coding / Code
  • the entropy encoding unit 150 derives a binarization method of a target symbol and a probability model of a target symbol / bin and then outputs a derived binarization method, a probability model, a context model, May be used to perform arithmetic coding.
  • the entropy encoding unit 150 may change a two-dimensional block form coefficient into a one-dimensional vector form through a transform coefficient scanning method to encode a transform coefficient level (a quantized level).
  • the coding parameter may include not only information (flag, index, etc.) signaled by the encoder and signaled to the decoder, but also information derived from the coding or decoding process, such as a syntax element, and may be encoded or decoded It can mean the necessary information when.
  • Signaling a flag or an index may mean that the encoder encodes the flag or index into entropy encoding and includes the bitstream in the bitstream.
  • the decoder decodes the corresponding flag or index from the bitstream. It may mean entropy decoding (Entropy Decoding).
  • the encoded current image can be used as a reference image for another image to be processed later. Accordingly, the encoding apparatus 100 can reconstruct or decode the encoded current image, and store the reconstructed or decoded image in the reference picture buffer 190 as a reference image.
  • the quantized level can be dequantized in the inverse quantization unit 160, And may be inverse transformed by the inverse transform unit 170.
  • the dequantized and / or inverse transformed coefficients may be combined with a prediction block through an adder 175.
  • a reconstructed block may be generated by summing the dequantized and / or inverse transformed coefficients and the prediction block.
  • the dequantized and / or inverse transformed coefficient means a coefficient in which at least one of inverse quantization and inverse transform is performed, and may mean a restored residual block.
  • the restoration block may pass through the filter unit 180.
  • the filter unit 180 may include at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) Can be applied.
  • the filter unit 180 may be referred to as an in-loop filter.
  • the deblocking filter can remove block distortion occurring at the boundary between the blocks. It may be determined whether to apply a deblocking filter to the current block based on a number of columns included in the block or a sample included in the row to determine whether to perform the deblocking filter. When a deblocking filter is applied to a block, different filters can be applied according to the deblocking filtering strength required.
  • a sample offset value may be added to the sample value to compensate for encoding errors using a sample adaptive offset.
  • the sample adaptive offset can correct the offset from the original image in units of samples for the deblocked image.
  • a method of dividing a sample included in an image into a predetermined number of regions and determining an offset to be performed and applying an offset to the corresponding region or applying an offset considering edge information of each sample may be used.
  • the adaptive loop filter can perform filtering based on the comparison between the reconstructed image and the original image. After dividing the samples included in the image into predetermined groups, a filter to be applied to the group may be determined, and different filtering may be performed for each group. Information relating to whether to apply the adaptive loop filter can be signaled by a coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of the adaptive loop filter to be applied according to each block can be changed.
  • CU coding unit
  • the reconstructed block or reconstructed image obtained through the filter unit 180 may be stored in the reference picture buffer 190.
  • the reconstruction block through the filter 180 may be part of the reference image.
  • the reference image may be a restored image composed of restoration blocks that have passed through the filter unit 180.
  • the stored reference picture can then be used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the decoding apparatus 200 may be a decoder, a video decoding apparatus, or an image decoding apparatus.
  • the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an intra prediction unit 240, a motion compensation unit 250, an adder 255, A filter unit 260, and a reference picture buffer 270.
  • the decoding apparatus 200 can receive the bit stream output from the encoding apparatus 100.
  • the decoding apparatus 200 may receive a bitstream stored in a computer-readable recording medium or a bitstream streamed through a wired / wireless transmission medium.
  • the decoding apparatus 200 can perform decoding in an intra mode or an inter mode with respect to a bit stream. Also, the decoding apparatus 200 can generate a reconstructed image or a decoded image through decoding, and output a reconstructed image or a decoded image.
  • the switch When the prediction mode used for decoding is the intra mode, the switch can be switched to intra.
  • the prediction mode used for decoding is the inter mode, the switch can be switched to the inter.
  • the decoding apparatus 200 can obtain a reconstructed residual block by decoding the input bitstream, and can generate a prediction block. Once the restored residual block and the prediction block are obtained, the decoding apparatus 200 can generate a reconstruction block to be decoded by adding the restored residual block and the prediction block.
  • the block to be decoded can be referred to as a current block.
  • the entropy decoding unit 210 may generate the symbols by performing entropy decoding according to the probability distribution of the bitstream.
  • the generated symbols may include symbols in the form of quantized levels.
  • the entropy decoding method may be a reversal of the above-described entropy encoding method.
  • the entropy decoding unit 210 may change the one-dimensional vector form factor into a two-dimensional block form through a transform coefficient scanning method to decode a transform coefficient level (quantized level).
  • the quantized level may be inversely quantized in the inverse quantization unit 220 and inversely transformed in the inverse transformation unit 230.
  • the quantized level can be generated as a reconstructed residual block as a result of performing inverse quantization and / or inverse transform.
  • the inverse quantization unit 220 may apply the quantization matrix to the quantized level.
  • the intraprediction unit 240 can generate a prediction block by performing spatial prediction on the current block using the sample value of the already decoded block around the current block to be decoded.
  • the motion compensation unit 250 can generate a prediction block by performing motion compensation on the current block using the motion vector and the reference image stored in the reference picture buffer 270.
  • the motion compensation unit 250 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a part of the reference image when the value of the motion vector does not have an integer value. It is possible to determine whether the motion compensation method of the prediction unit included in the encoding unit is based on the encoding unit in order to perform motion compensation, such as a skip mode, merge mode, AMVP mode, or current picture reference mode, To perform motion compensation.
  • the adder 255 may add the restored residual block and the predicted block to generate a restored block.
  • the filter unit 260 may apply at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset, and an adaptive loop filter to a restoration block or a restored image.
  • the filter unit 260 may output a restored image.
  • the restored block or reconstructed image may be stored in the reference picture buffer 270 and used for inter prediction.
  • the reconstruction block through the filter unit 260 may be part of the reference image. In other words, the reference image may be a reconstructed image including reconstruction blocks through the filter unit 260.
  • the stored reference picture can then be used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a division structure of an image when coding and decoding an image.
  • Figure 3 schematically shows an embodiment in which one unit is divided into a plurality of lower units.
  • a coding unit can be used for coding and decoding.
  • An encoding unit can be used as a basic unit of image encoding / decoding.
  • the encoding unit can be used in a unit in which the intra-frame prediction mode and the inter-frame prediction mode are distinguished during image encoding / decoding.
  • the encoding unit may be a basic unit used for a process of prediction, conversion, quantization, inverse transform, inverse quantization, or encoding / decoding of transform coefficients.
  • an image 300 is sequentially divided in units of a Largest Coding Unit (LCU), and a divided structure is determined in LCU units.
  • the LCU can be used with the same meaning as a coding tree unit (CTU).
  • the division of a unit may mean division of a block corresponding to the unit.
  • the block division information may include information about the depth of the unit.
  • the depth information may indicate the number and / or the number of times the unit is divided.
  • One unit may be divided hierarchically into a plurality of subunits with depth information based on a tree structure. That is to say, the unit and the lower unit generated by the division of the unit can correspond to the node and the child node of the node, respectively.
  • Each divided subunit may have depth information.
  • the depth information may be information indicating the size of the CU and may be stored for each CU. Since the unit depth indicates the number and / or degree of division of the unit, the division information of the lower unit may include information on the size of the lower unit.
  • the divided structure may mean the distribution of a coding unit (CU) in the CTU 310.
  • This distribution can be determined according to whether or not to divide one CU into CUs of two or more positive integers (including 2, 4, 8, 16, etc.).
  • the horizontal size and the vertical size of the CU generated by the division are respectively one half of the horizontal size and the vertical size of the CU before the division, or a size smaller than the horizontal size of the CU before the division according to the divided number and a size smaller than the vertical size Lt; / RTI >
  • the CU may be recursively partitioned into a plurality of CUs.
  • the size of at least one of the horizontal and vertical sizes of the partitioned CUs can be reduced compared to at least one of the horizontal and vertical sizes of the CUs before partitioning.
  • the partitioning of the CU can be done recursively up to a predetermined depth or a predetermined size.
  • the depth of the CTU may be zero
  • the depth of the Smallest Coding Unit (SCU) may be a predetermined maximum depth.
  • the CTU may be an encoding unit having a maximum encoding unit size as described above
  • the SCU may be an encoding unit having a minimum encoding unit size.
  • the division starts from the CTU 310, and the depth of the CU increases by one every time the horizontal size and / or the vertical size of the CU is reduced by the division.
  • the unpartitioned CU may have a size of 2Nx2N.
  • a CU having a size of 2Nx2N can be divided into four CUs having an NxN size. The size of N can be reduced by half each time the depth is increased by one.
  • information on whether or not the CU is divided can be expressed through division information of the CU.
  • the division information may be 1-bit information. All CUs except SCU can contain partition information. For example, if the value of the division information is the first value, the CU may not be divided, and if the value of the division information is the second value, the CU may be divided.
  • a CTU having a depth of 0 may be a 64x64 block. 0 may be the minimum depth.
  • An SCU with a depth of 3 may be an 8x8 block. 3 may be the maximum depth.
  • the CUs of the 32x32 block and the 16x16 block can be represented by depth 1 and depth 2, respectively.
  • the horizontal and vertical sizes of the divided four encoding units can be respectively half as large as the horizontal and vertical sizes of the encoding units before being divided have.
  • each of the 4 divided encoding units may have a size of 16x16.
  • the encoding unit is divided into a quad-tree type (quad-tree partition).
  • the horizontal or vertical size of the two divided encoding units may be half the size of the horizontal or vertical size of the encoding unit before being divided .
  • the two divided encoding units may each have a size of 16x32.
  • the two divided encoding units may each have a size of 8x16.
  • the coding unit can be divided into three coding units by dividing the horizontal or vertical size of the coding unit before division into a ratio of 1: 2: 1.
  • the three divided encoding units may have sizes of 16x8, 16x16 and 16x8 from the upper side, respectively.
  • the three divided encoding units may have sizes of 8x32, 16x32, and 8x32 from the left side, respectively.
  • the CTU 320 of FIG. 3 is an example of a CTU to which a quad tree partition, a binary tree partition, and a triple partition tree are all applied.
  • a quadtree division in order to divide the CTU, at least one of a quadtree division, a binary tree division, and a triple division tree division may be applied.
  • Each partition may be applied based on a predetermined priority.
  • quadtree partitioning may be applied to CTU preferentially.
  • An encoding unit, which can no longer be quad-tree partitioned, can correspond to a leaf node of a quadtree.
  • An encoding unit corresponding to a leaf node of a quad tree may be a root node of a binary tree and / or a triplet tree. That is, the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be binary tree divided, triple divided tree divided, or no longer divided.
  • the encoding unit corresponding to the leaf node of the quad tree is subjected to binary tree division or triple tree division so that the encoding unit generated is not subjected to the quad tree division again, so that the division of the block and / Can be effectively performed.
  • the division of the encoding unit corresponding to each node of the quadtree can be signaled using the quad partition information.
  • the quad partition information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is quad-tree partitioned.
  • Quad partition information having a second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is not quad-tree partitioned.
  • the quad partition information may be a flag having a predetermined length (e.g., 1 bit).
  • the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree can be binary tree divided or triple divided tree.
  • the encoding unit generated by the binary tree division or the triple division tree division may be again binary tree division or triple division tree division or may not be further divided.
  • the partition where there is no priority between the binary tree partition and the triple partition tree partition may be referred to as a multi-type tree partition. That is, the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be the root node of the multi-type tree.
  • the division of the encoding unit corresponding to each node of the hybrid type tree may be signaled using at least one of the division type information of the hybrid type tree, the division direction information, and the division tree information. Division information, division direction information, and division tree information may be sequentially signaled for division of an encoding unit corresponding to each node of the hybrid type tree.
  • the division information of the hybrid type tree having the first value may indicate that the encoding unit is a hybrid type tree.
  • Information indicating whether the hybrid type tree has the second value e.g., '0'
  • the encoding unit may further include the division direction information.
  • the dividing direction information can indicate the dividing direction of the composite type tree division.
  • the division direction information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is divided in the vertical direction.
  • the division direction information having the second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is divided in the horizontal direction.
  • the encoding unit may further include segmentation tree information.
  • the partition tree information can indicate the tree used for the complex tree partition.
  • the segmentation tree information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is binary tree segmented.
  • the segmentation tree information having the second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is divided into three segments.
  • the division information, the division tree information, and the division direction information may each be a flag having a predetermined length (e.g., 1 bit).
  • At least one of quad partition information, partition information of the hybrid type tree, partition direction information, and partition tree information may be entropy-encoded / decoded.
  • information of a neighboring encoding unit adjacent to the current encoding unit may be used.
  • the context information for entropy encoding / decoding of the information of the current encoding unit can be derived based on the information of the surrounding encoding unit.
  • the information of the surrounding encoding unit may include at least one of the quad division information of the encoding unit, the division type information of the hybrid type tree, the division direction information, and the division tree information.
  • binary tree partitioning may be performed preferentially. That is, the binary tree segmentation is applied first, and the encoding unit corresponding to the leaf node of the binary tree can be set as the root node of the triplet tree. In this case, the quad tree segmentation and the binary tree segmentation may not be performed for the encoding unit corresponding to the node of the triple segment tree.
  • An encoding unit that is no longer segmented by a quadtree segmentation, a binary tree segmentation and / or a tri-segment tree segmentation may be a unit of encoding, prediction and / or conversion. That is, the encoding unit may not be further divided for prediction and / or conversion. Therefore, a division structure for dividing an encoding unit into a prediction unit and / or a conversion unit, division information, and the like may not exist in the bitstream.
  • the encoding unit can be recursively divided until the size becomes equal to or smaller than the size of the maximum conversion block. For example, when the size of the encoding unit is 64x64 and the size of the maximum conversion block is 32x32, the encoding unit can be divided into four 32x32 blocks for conversion. For example, when the size of the encoding unit is 32x64 and the size of the maximum conversion block is 32x32, the encoding unit can be divided into two 32x32 blocks for conversion.
  • whether or not the division of the encoding unit for conversion is not signaled separately, but may be determined by comparing the width or height of the encoding unit or the width or height of the maximum conversion block. For example, when the width of the encoding unit is larger than the width of the maximum conversion block, the encoding unit can be bisected vertically. Further, when the vertical length of the encoding unit is larger than the vertical length of the maximum conversion block, the encoding unit can be bisected horizontally.
  • Information on the maximum and / or minimum size of the encoding unit information on the maximum and / or minimum size of the conversion block may be signaled or determined at a higher level of the encoding unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • the minimum size of the encoding unit may be determined to be 4x4.
  • the maximum size of the transform block may be determined to be 64x64.
  • the minimum size of the transform block may be determined to be 4x4.
  • Information on the minimum size (quadtree minimum size) of the encoding unit corresponding to the leaf node of the quad tree and / or information on the maximum depth (hybrid tree maximum depth) from the root node to the leaf node of the hybrid tree, May be signaled or determined at a higher level of the unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • Information about the quadtree minimum size and / or information about the hybrid tree maximum depth may be signaled or determined for each of the on-screen slice and the on-screen slice.
  • the difference information between the size of the CTU and the maximum size of the transform block may be signaled or determined at a higher level of the encoding unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • Information on the maximum size (binary tree maximum size) of the encoding unit corresponding to each node of the binary tree can be determined based on the size of the encoding tree unit and the difference information.
  • the maximum size of the encoding unit corresponding to each node of the triplet tree may have different values depending on the type of the slice. For example, in the case of an in-screen slice, the maximum size of the triplet tree may be 32x32.
  • the maximum size of the triplet tree may be 128x128.
  • the minimum size (minimum tree size of the binary tree) of the encoding unit corresponding to each node of the binary tree and / or the minimum size of the encoding unit corresponding to each node of the triplet tree Size can be set.
  • the binary tree maximum size and / or the triplet tree maximum size may be signaled or determined at the slice level.
  • the binary tree minimum size and / or triplet tree minimum size may be signaled or determined at the slice level.
  • the quad partition information, the partition information of the hybrid type tree, the partition tree information and / or the partition direction information may or may not exist in the bit stream.
  • the encoding unit does not include the quad-partition information, and the quad-partition information can be inferred as the second value.
  • the size (horizontal and vertical) of the encoding unit corresponding to a node of the hybrid tree is larger than the binary tree maximum size (horizontal and vertical) and / or the triplet tree maximum size (horizontal and vertical) Binary tree segmentation and / or triple segmentation tree segmentation. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value. This is because, when the encoding unit is subjected to binary tree segmentation and / or triple segmentation, encoding units smaller than the minimum size of the binary tree and / or the minimum size of the triplet tree are generated.
  • the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the encoding unit corresponding to the node of the hybrid tree It is possible to signal whether the tree is divided or not. Otherwise, the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the dividing direction information can be signaled. Otherwise, the division direction information is not signaled and can be inferred as a value indicating a direction in which division is possible.
  • the partitioning tree information is not signaled and can be inferred as a value indicating a partitionable tree.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of an intra prediction process.
  • the arrows from the center to the outline in FIG. 4 may indicate the prediction directions of the intra prediction modes.
  • Intra-picture coding and / or decoding may be performed using reference samples of neighboring blocks of the current block.
  • the neighboring blocks may be reconstructed neighboring blocks.
  • intra-picture coding and / or decoding may be performed using values of reference samples or encoding parameters included in the reconstructed neighboring blocks.
  • the prediction block may refer to a block generated as a result of performing intra prediction.
  • the prediction block may correspond to at least one of CU, PU, and TU.
  • the unit of the prediction block may be at least one of CU, PU, and TU.
  • the prediction block may be a block in the form of a square having a size of 2x2, 4x4, 16x16, 32x32 or 64x64, or may be a rectangular block having a size of 2x8, 4x8, 2x16, 4x16 and 8x16.
  • the intra prediction can be performed according to the intra prediction mode for the current block.
  • the number of intra prediction modes that the current block can have is a predetermined fixed value and may be a value determined differently depending on the property of the prediction block.
  • the attributes of the prediction block may include the size of the prediction block and the shape of the prediction block.
  • the number of intra prediction modes can be fixed to N, regardless of the size of the block.
  • the number of intra prediction modes may be 3, 5, 9, 17, 34, 35, 36, 65,
  • the number of intra prediction modes may differ depending on the size of the block and / or the type of the color component.
  • the number of intra prediction modes may be different depending on whether the color component is a luma signal or a chroma signal.
  • the larger the size of the block the larger the number of intra prediction modes.
  • the number of intra-picture prediction modes of the luminance component block may be larger than the number of intra-picture prediction modes of the chrominance component block.
  • the intra prediction mode may be a non-directional mode or a directional mode.
  • the non-directional mode may be a DC mode or a planar mode
  • the angular mode may be a prediction mode having a specific direction or angle.
  • the intra prediction mode may be expressed by at least one of a mode number, a mode value, a mode number, a mode angle, and a mode direction.
  • the number of intra prediction modes may be one or more of M including the non-directional and directional modes.
  • a step of checking whether samples included in the reconstructed neighboring block are available as a reference sample of the current block to predict the current block on-screen can be performed. If there is a sample that can not be used as a reference sample of the current block, a sample value of a sample that can not be used as a reference sample by using a value obtained by copying and / or interpolating at least one sample value of samples included in the restored neighboring block And then used as a reference sample of the current block.
  • the intra-picture prediction may apply the filter to at least one of the reference sample or the prediction sample based on at least one of the intra-picture prediction mode and the size of the current block.
  • the weighted sum of the upper and left reference samples of the current sample, the upper-left and lower-left reference samples of the current block is used A sample value of a sample to be predicted can be generated.
  • an average value of the upper and left reference samples of the current block can be used when a prediction block of the current block is generated.
  • prediction blocks can be generated using the upper, left, upper right and / or lower left reference samples of the current block. It is also possible to perform real-valued interpolation to generate a predicted sample value.
  • the intra-picture prediction mode of the current block can be predicted from the intra-picture prediction mode of a block existing around the current block and entropy-encoded / decoded. If the intra-picture prediction mode of the current block is the same as the intra-picture prediction mode of the neighboring block, information indicating that the intra-picture prediction mode of the current block is the same as the intra-picture prediction mode of the current block can be signaled using predetermined flag information. Also, it is possible to signal the indicator information on the intra-picture prediction mode that is the same as the intra-picture prediction mode of the current block among the intra-picture prediction modes of the plurality of neighboring blocks.
  • the intra-picture prediction mode information of the current block is entropy-encoded / decoded by performing entropy encoding / decoding based on the intra-picture prediction mode of the neighboring block if the intra-picture prediction mode of the current block is different from that of the current block.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an embodiment of an inter-picture prediction process.
  • the rectangles shown in FIG. 5 may represent images.
  • arrows can indicate the prediction direction.
  • Each image can be classified into an I picture (Intra Picture), a P picture (Predictive Picture), a B picture (Bi-predictive Picture) or the like according to a coding type.
  • An I-picture can be encoded / decoded through intra-picture prediction without inter-picture prediction.
  • the P picture can be encoded / decoded through inter-picture prediction using only reference pictures existing in unidirectional (e.g., forward or backward).
  • the B picture can be encoded / decoded through inter-picture prediction using reference pictures existing in both directions (e.g., forward and backward).
  • it can be encoded / decoded by inter-picture prediction using reference pictures existing bidirectionally or inter-picture prediction using reference pictures existing in one direction of forward and backward directions.
  • the bi-directional may be forward and reverse.
  • the encoder can perform inter picture prediction or motion compensation
  • the decoder can perform motion compensation corresponding thereto.
  • the inter-picture prediction according to the embodiment will be described in detail below.
  • Inter-view prediction or motion compensation may be performed using a reference image and motion information.
  • the motion information on the current block can be derived during inter-picture prediction by the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus 200, respectively.
  • the motion information may be derived using motion information of the restored neighboring block, motion information of a collocated block (col block), and / or blocks adjacent to the call block.
  • the call block may be a block corresponding to the spatial position of the current block in a collocated picture (col picture).
  • the call picture may be one picture among at least one reference picture included in the reference picture list.
  • the derivation method of the motion information may be different depending on the prediction mode of the current block.
  • the prediction mode may be an AMVP mode, a merge mode, a skip mode, a current picture reference mode, and the like as prediction modes to be applied for inter-picture prediction.
  • the merge mode may be referred to as a motion merge mode.
  • a candidate motion vector candidate list can be generated.
  • the motion vector candidate can be derived using the generated motion vector candidate list.
  • the motion information of the current block can be determined based on the derived motion vector candidate.
  • a motion vector of a call block or a block adjacent to a call block may be referred to as a temporal motion vector candidate, and a motion vector of a restored neighboring block may be referred to as a spatial motion vector candidate ).
  • the encoding apparatus 100 can calculate a motion vector difference (MVD) between a motion vector of a current block and a motion vector candidate, and entropy-encode the MVD.
  • the encoding apparatus 100 can generate a bitstream by entropy encoding a motion vector candidate index.
  • the motion vector candidate index may indicate an optimal motion vector candidate selected from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list.
  • the decoding apparatus 200 can entropy-decode the motion vector candidate index from the bitstream and select the motion vector candidate of the decoding target block from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list using the entropy-decoded motion vector candidate index .
  • the decoding apparatus 200 can derive the motion vector of the current block to be decoded through the sum of the entropy-decoded MVD and the motion vector candidates.
  • the bitstream may include a reference image index indicating a reference image.
  • the reference image index may be entropy encoded and signaled from the encoding device 100 to the decoding device 200 through a bitstream.
  • the decoding apparatus 200 may generate a prediction block for a current block to be decoded based on the derived motion vector and reference image index information.
  • the merge mode may mean the merging of movements for a plurality of blocks.
  • the merge mode may be a mode for deriving motion information of a current block from motion information of a neighboring block.
  • a merge candidate list can be generated using the motion information of the restored neighboring block and / or the motion information of the call block.
  • the motion information may include at least one of 1) a motion vector, 2) a reference picture index, and 3) an inter-picture prediction indicator.
  • the prediction indicator may be unidirectional (L0 prediction, L1 prediction) or bidirectional.
  • the merge candidate list may represent a list in which motion information is stored.
  • the motion information stored in the merge candidate list includes motion information (a spatial merge candidate) of a neighboring block adjacent to the current block and motion information (a temporal merge candidate) of a block collocated with the current block in the reference image temporal merge candidate), new motion information generated by a combination of motion information existing in the existing candidate list, and zero-merge candidate.
  • the encoding apparatus 100 may entropy-encode at least one of a merge flag and a merge index to generate a bitstream and then signal to the decoding apparatus 200.
  • the merge flag may be information indicating whether to perform the merge mode on a block-by-block basis
  • the merge index may be information on which of neighboring blocks adjacent to the current block to merge with.
  • the neighboring blocks of the current block may include at least one of the left adjacent block, the upper adjacent block, and the temporal adjacent block of the current block.
  • the skip mode may be a mode in which motion information of a neighboring block is directly applied to a current block.
  • the encoding apparatus 100 can entropy-encode information on which block motion information is to be used as motion information of the current block, and signal the motion information to the decoding apparatus 200 through the bitstream.
  • the encoding apparatus 100 may not signal the syntax element related to at least one of the motion vector difference information, the encoding block flag, and the transform coefficient level (quantized level) to the decoding apparatus 200.
  • the current picture reference mode may refer to a prediction mode using the preexisting reconstructed region in the current picture to which the current block belongs. At this time, a vector may be defined to specify the pre-reconstructed region. Whether or not the current block is coded in the current picture reference mode can be encoded using the reference picture index of the current block. A flag or index indicating whether the current block is a block coded in the current picture reference mode may be signaled or may be inferred through a reference picture index of the current block. If the current block is coded in the current picture reference mode, the current picture may be added to the fixed position or any position within the reference picture list for the current block. The fixed position may be, for example, a position where the reference picture index is zero or the last position. If the current picture is added to any position within the reference picture list, a separate reference picture index indicating the arbitrary position may be signaled.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a process of transformation and quantization.
  • the quantized level may be generated by performing a conversion and / or quantization process on the residual signal as shown in FIG.
  • the residual signal may be generated as a difference between the original block and the prediction block (intra prediction block or inter prediction block).
  • the prediction block may be a block generated by intra-picture prediction or inter-picture prediction.
  • the transformation may include at least one of a primary transformation and a secondary transformation. When the primary conversion is performed on the residual signal, the conversion coefficient can be generated, and the secondary conversion coefficient can be generated by performing the secondary conversion on the conversion coefficient.
  • the Primary Transform may be performed using at least one of a plurality of predefined transformation methods.
  • a plurality of pre-defined conversion methods may include Discrete Cosine Transform (DCT), Discrete Sine Transform (DST) or Karhunen-Loeve Transform (KLT) based transforms.
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Karhunen-Loeve Transform
  • a secondary transform can be performed on the transform coefficients generated after the first-order transform is performed.
  • the transforming method applied to the primary transform and / or the secondary transform may be determined according to at least one of the encoding parameters of the current block and / or the neighboring block. Or conversion information indicating the conversion method may be signaled.
  • a quantized level can be generated by performing quantization on the result of performing the primary conversion and / or the secondary conversion or the residual signal.
  • the quantized level may be scanned according to at least one of upper right diagonal scan, vertical scan, and horizontal scan based on at least one of an intra-picture prediction mode or a block size / shape.
  • an up-right diagonal scan can be used to change the form of a one-dimensional vector by scanning the coefficients of the block.
  • a vertical scan in which two-dimensional block type coefficients are scanned in the column direction instead of the upper-right diagonal scan in accordance with the size of a conversion block and / or an intra-frame prediction mode, and a horizontal scan in which a two-dimensional block type coefficient is scanned in a row direction may be used .
  • the scanned quantized levels may be entropy encoded and included in the bitstream.
  • the decoder can generate a quantized level by entropy decoding the bitstream.
  • the quantized levels may be inverse-scanned and arranged in a two-dimensional block form. At this time, at least one of upper right diagonal scanning, vertical scanning, and horizontal scanning may be performed as a method of inverse scanning.
  • a residual signal may be generated.
  • an image can be divided into a plurality of blocks and encoded / decoded. Units and blocks may be used interchangeably herein.
  • 7 is a diagram for explaining various embodiments for dividing one block (e.g., CTU, CTB, or CU) into a plurality of blocks (e.g., CU, PU, or TU). 7, w represents the horizontal size of the block and h represents the vertical size of the block.
  • one CTU may be recursively partitioned into a plurality of CUs using a quadtree structure.
  • a prediction method (intra-picture prediction or inter-picture prediction) to be applied in one CU unit can be determined.
  • one CU may be divided into M PUs.
  • one CU may be recursively divided into N TUs using a quadtree structure.
  • M and N may be positive integers of 2 or more.
  • this division structure is defined as " binary-tree after quad-tree division ".
  • one CTU may be quad-tree-then binary-truncated and recursively partitioned into two or four CUs.
  • quadtree partitioning can be performed before binary tree partitioning.
  • BT binary-tree
  • the size and / or shape of the two blocks generated by the binary tree segmentation may be the same or different.
  • one block is divided into four blocks, it can be said that it is divided by using a quadtree structure.
  • the size and / or shape of some or all of the four blocks generated by the quadtree partitioning may be the same or different.
  • a CU obtained by dividing a CTU into a binary tree structure after a quadtree may have a square (square) or a non-square (rectangular) shape.
  • At least one of the first flag and the first index may be signaled when the CU is divided using the quadtree binary tree split structure.
  • first flag indicates the first value, it may indicate that the corresponding CU is quad-tree partitioned. If the first flag indicates a second value, it may indicate that the corresponding CU is no longer partitioned.
  • the first index indicates a first value, it may indicate that the corresponding CU is no longer partitioned. If the first index indicates a second value, it indicates that the CU is symmetrically divided in the horizontal direction. If the first index indicates a third value, it indicates that the CU is symmetrically divided in the vertical direction.
  • the first flag and the first index indicating the division type and / or division type for the CU may be signaled as separate syntax elements and signaled as one syntax element.
  • Information indicating whether or not to divide the quadtree, information indicating whether to divide the binary tree, information indicating the binary tree division type may be signaled separately, or may be signaled as a syntax element in which some or all of them are integrated.
  • the binary tree symmetric partition may have two symmetric partition types, i.e., symmetric splitting in the horizontal direction or symmetric partition in the vertical direction.
  • the leaf node of the binary tree may mean CU.
  • the blocks corresponding to the two nodes obtained by the binary tree symmetric partitioning may have the same size.
  • the binary tree asymmetric partition may have two asymmetric partition types of asymmetric splitting or longitudinal asymmetric partitioning.
  • a leaf node in a binary tree can mean a CU.
  • the blocks corresponding to the two nodes obtained by the asymmetric division of the binary tree may have different sizes.
  • information about partitioning type and / or partitioning ratio can be additionally signaled.
  • the leaf nodes of the quadtree can be further divided into a binary tree structure.
  • the leaf node of the quad tree or the leaf node of the binary tree may mean CU.
  • the CU corresponding to the final leaf node in the quadtree binary tree partition structure can be a unit of prediction and conversion without further division. That is, in the quadtree binary tree split structure, CU, PU, and TU can all have the same size.
  • a prediction method in-picture prediction or inter-picture prediction
  • the CU may include one Luma (Y) component block and two chroma (Cb / Cr) component blocks. Further, the CU may include only one luminance component block, or may include only two color difference component blocks. Also, the CU may include only one luminance component block, only a Cr chrominance component block, or only a Cb chrominance component block.
  • a division structure in the form of a quad-tree after binary-tree may be used.
  • Quadtree partitioning after binary tree refers to partitioning using a binary tree structure and partitioning using a quadtree structure.
  • Quadtree split after binary tree and “Quadtree binary tree split” may differ only in the order of the tree structure applied to the partition.
  • the above description of " Quadtree binary tree partitioning " can be applied similarly to " Quadtree partitioning after binary tree ".
  • a combined quad-tree and binary-tree type split structure can be used as another embodiment of dividing an image into a plurality of blocks.
  • one CTU can be recursively partitioned into two or four CUs using a combined quadtree and binary tree partition structure.
  • a quadtree partition or a binary tree partition can be performed for one CU.
  • Different block division structures may be applied to the luminance signal and the color difference signal in the image or one block (e.g., CTU).
  • the luminance signal and the color difference signal in a specific slice (for example, I slice) or a block (for example, CTU) included in the slice may be divided using different block division structures.
  • the luminance signal and the color difference signal in a slice (for example, P or B slice) or a block (for example, CTU) included in the slice may be divided using the same block division structure.
  • the chrominance signal includes the Cb signal and the Cr signal
  • different intraframe prediction modes may be used for the Cb signal and the Cr signal
  • intra-prediction modes for the Cb signal and the Cr signal are respectively entropy-encoded / decoded
  • the intra-frame prediction mode of the Cr signal may be entropy-encoded / decoded using the intra-frame prediction mode of the Cr signal
  • the intra-frame prediction mode of the Cb signal may be entropy-encoded / .
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an embodiment in which one block (e.g., a CTU or a CU) is subjected to a quad-tree post-binary truncation, and signaling information on division type and / or division type.
  • one block e.g., a CTU or a CU
  • quad-tree post-binary truncation e.g., a quad-tree post-binary truncation
  • Quad tree partitioning can be signaled by the QT split flag. Whether or not to divide the binary tree can be signaled by the BT split flag.
  • the binary tree partition type can be signaled by the BT split type.
  • the current block (e.g., CU) has a square, triangular or rectangular shape and may correspond to a leaf node of a quad tree or a leaf node of a binary tree.
  • a coding / decoding process such as intra-picture prediction, inter-picture prediction, primary / secondary conversion, inverse transform, quantization, inverse quantization, entropy coding / Can be performed.
  • the current block is divided into at least one or more symmetric and / or asymmetric sub-blocks, and different in-picture and / or inter-picture prediction information may be derived for each sub-block.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining various embodiments for dividing a current block into two subblocks.
  • two sub-blocks obtained by division are defined as a first sub-block and a second sub-block, respectively, and the first sub-block can be defined as a sub-block A and the second sub- have.
  • the minimum size of the sub-block may be defined as MxN.
  • M and N may be the same or different positive integers.
  • a 4x4 block can be defined as a minimum size of a sub-block.
  • a flag indicating whether the sub-block is divided in units of block (e.g., CU) and / or index information about the sub- Or may be variably derived based on the encoding parameters of the current block.
  • the current block is divided into at least one symmetric and / or asymmetric sub-block, no further block segmentation may be performed for a particular block size or below / below a particular block depth.
  • the information on the specific block size or the specific block depth includes a video parameter set VPS, a sequence parameter set SPS, a picture parameter set PPS, a tile header, a slice header, a CTU, a CU / RTI > may be entropy encoded / decoded in one or more of the units.
  • the divided sub-blocks may have any shape other than a square and / or rectangular shape.
  • the subblock is divided into two subblocks of a triangle shape in which the diagonal boundary is divided from the upper left corner to the lower right corner of the current block, or divided into two subblocks And can be divided into two sub-blocks in the form of a triangle. Or divided into four sub-blocks of triangular shape by dividing the diagonal boundary from the upper left corner to the lower right corner and dividing the diagonal boundary from the upper right corner to the lower left corner.
  • the two sub-blocks of the triangular shape may be referred to as asymmetric sub-blocks divided into asymmetric division types.
  • the remaining area excluding the lower right area (second sub-block (sub-block B)) of the current block is referred to as a first sub- Sub-block A).
  • the encoder and decoder may store a table or list of a plurality of asymmetric partition types.
  • the index or flag is determined by referring to the table or list, and the index or flag can be transmitted to the decoder.
  • the encoder / decoder may determine the asymmetric division type of the current block based on the encoding parameters of the current block.
  • the encoder / decoder may determine an asymmetric division type of the current block from a neighboring block of the current block. At this time, the asymmetric division type of the current block may be determined based on the coding parameters such as the division type of the neighboring block.
  • each sub-block may have a horizontal and / or vertical size that is less than or equal to the width (w) and / or the height (h) of the current block.
  • the second sub-block may have a size of 3w / 4 x 3h / 4.
  • the ratio of the horizontal and / or vertical length of the second sub-block to the current block may be set at a predetermined ratio in the encoder and decoder, or may be set based on information signaled to the decoder in the encoder.
  • the current block may refer to a leaf node of a quad tree or a leaf node of a binary tree.
  • the current block (e.g., CU) may be a leaf node of a quadtree or a leaf node of a binary tree.
  • At least one of encoding / decoding processes such as inverse transform, quantization, inverse quantization, entropy encoding / decoding, and intra-loop filtering may be performed in units of size, shape, and / or depth of sub-blocks.
  • the prediction information of the current block is different from the predictive information of the current block by deriving different inter picture prediction information between sub-blocks, And intra-picture / inter-picture prediction information derivation.
  • the flag for whether the sub-block is divided in units of block (e.g., CU) and / or the index information for the sub- Or may be variably derived based on the encoding parameters of the current block.
  • a flag indicating whether or not sub-block based encoding and decoding is performed and a sub-block partitioning index are signaled through a bitstream May be variably derived based on the coding parameters of the block.
  • the index information is explicitly transmitted, at least one of the following entropy encoding / decoding methods can be used, and after being binarized, it can be finally encoded / decoded with CABAC (ae (v)).
  • the slice type may mean at least one of an I slice, a P slice, and a B slice.
  • the picture type may mean at least one of an I picture, a P picture, and a B picture.
  • the tile group may mean a picture division type including at least one tile, and the tile group may mean at least one of an I tile group, a P tile group, and a P tile group.
  • the slice may be used in the same sense as a picture and a tile group.
  • whether or not the current block is divided into at least one symmetric and / or asymmetric sub-block can be determined based on the size of the current block. For example, if the current block has a horizontal size of w and a vertical size of h, it may be determined whether the w * h or w + h value is compared with a value for a particular size to be divided into symmetric and / or asymmetric subblocks.
  • whether or not the current block is divided into at least one symmetric and / or asymmetric sub-block may be determined according to the encoding mode of the current block. For example, if the current block is a skip mode or a merge mode, it may be divided into one or more symmetric and / or asymmetric sub-blocks.
  • the motion vector value, the motion vector difference value, the reference image, the reference image list, the prediction list utilization flag value, And the weight value used for generating the final prediction block may be different from each other.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining intra-frame prediction according to the present invention.
  • the intra-picture prediction of the current block may include an intra-picture prediction mode inducing step S1010, a reference sample building step S1020, and / or an intra-picture prediction performing step S1030.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived.
  • the intra-picture prediction mode of the current block includes a method of using the intra-picture prediction mode of the neighboring block, a method of entropy encoding / decoding the intra-picture prediction mode of the current block from the bit stream, a method of using encoding parameters of the neighboring block, Can be derived using a method using the inner prediction mode.
  • the method using the intra-frame prediction mode of the neighboring block at least one of an intra-frame prediction mode of a neighboring block, a combination of at least one intra-frame prediction mode of the neighboring blocks, and an intra- The intra prediction mode of the current block can be derived.
  • a reference sample may be constructed by performing at least one of a reference sample selection, a reference sample padding, and a reference sample filtering.
  • intra-picture prediction may be performed by performing at least one of non-directional prediction, directional prediction, positional information-based prediction, inter-chrominance prediction, and template matching-based prediction.
  • filtering for the prediction samples may be additionally performed.
  • One or more reconstructed neighboring blocks may be used to derive the intra prediction mode of the current block.
  • the position of the restored neighboring block may be a predetermined fixed position or a position derived by encoding / decoding.
  • encoding / decoding may refer to entropy encoding and decoding. (-1, H-1), (W-1, -1), (W, -1) when the coordinates of the upper left corner sample of the current block of WxH- ), (-1, H), and (-1, -1) coordinates and neighboring blocks of the blocks.
  • W and H may represent the length of the current block (W) and the length (H) of the current block or the number of samples.
  • the in-picture prediction mode of the inaccessible neighboring block may be replaced with a predetermined in-picture prediction mode.
  • the predetermined intra-picture prediction mode may be, for example, a DC mode, a Planar mode, a vertical mode, a horizontal mode, and / or a diagonal mode.
  • a neighboring block is located outside the boundary of at least one predetermined unit of a picture, slice, tile, or CTU (Coding Tree Unit), or is inter-screen predicted or coded in PCM mode, have.
  • the intra-picture prediction mode of the unused neighboring block may not be replaced, and the unused neighboring block may not be used.
  • the intra-frame prediction mode of the current block may be derived as the intra-frame prediction mode of a neighboring block at a predetermined position or a statistical value of an intra-frame prediction mode of two or more neighboring blocks.
  • a statistical value may mean at least one of an average value, a maximum value, a minimum value, a mode value, a median value, a weighted average value, and an interpolated value.
  • the intra-picture prediction mode of the current block based on the size of the neighboring blocks.
  • the in-picture prediction mode of a neighboring block having a relatively large size can be induced to the in-picture prediction mode of the current block.
  • the statistical value may be calculated by assigning a relatively large weight to the intra-picture prediction mode of a block having a relatively large size.
  • modes with relatively large weights may be predefined or signaled. For example, a relatively large weight can be given to at least one of a vertical direction mode, a horizontal direction mode, a diagonal direction mode, and a non-directional mode. The same weight may be given to the modes.
  • the intra-picture prediction mode of the neighboring block is directional.
  • the non-directional mode can be induced to the intra-picture prediction mode of the current block.
  • the intra-picture prediction mode of the current block may be derived using the intra-picture prediction mode of the neighboring blocks other than the non-directional mode.
  • one or more MPM (Most Probable Mode) lists can be constructed.
  • the MPM list includes one or more MPM candidate modes, and the MPM candidate mode may include an intra-picture prediction mode and / or an intra-picture prediction mode of at least one or more spatial neighboring blocks that have been encoded / decoded.
  • 11 is a diagram for explaining spatial neighboring blocks of a current block used when constructing the MPM list.
  • a maximum number k of candidate modes to be included in the MPM list is determined from at least one of the spatial neighboring blocks of the current block (k is a positive integer of 6 or less). In the following description, for example, k is 5.
  • the order of deriving the MPM candidate mode from the neighboring blocks may be arbitrarily set by the encoder / decoder.
  • the MPM candidate mode may be derived in the order of the left block L, the upper block A, the lower left block BL, the upper right block AR and the upper left block AL.
  • the MPM candidate mode can be derived in the order of the left block L and the upper block A.
  • Planar mode and / or DC mode which is a non-directional mode, can be regarded as an intra-picture prediction mode having a high probability of occurrence.
  • the Planar and / or DC mode may be included in the MPM list as the MPM candidate mode. That is, the Planar and / or DC modes may always be included in the MPM candidate list.
  • the order in which the Planar mode and / or the DC mode are located on the MPM list can be arbitrarily set by the encoder / decoder.
  • the MPM list can be configured in the order of the left block L, the upper block A, the planar, the DC, the lower left block BL, the upper left block AR, and the upper left block AL.
  • the MPM list can be configured in the order of the left block L, the upper block A, the planar, and the DC.
  • a redundancy check can be performed on whether the intra-picture prediction modes in the configured MPM list are different prediction modes. If the number of intra-prediction modes included in the MPM list after the redundancy check is smaller than the maximum number (for example, six) of the intra-picture prediction modes that the MPM list can include, An intra picture prediction mode in which a predetermined offset is added and / or subtracted from the intra picture prediction mode having directionality can be additionally included in the MPM list.
  • the offset value at this time is not limited to 1 but may be an integer of 2 or more.
  • the MPM list is filled in the order of the vertical mode, the horizontal mode, and the diagonal mode so that up to six different screens
  • An MPM list having a prediction mode can be constructed.
  • the order in which the default mode (vertical mode, horizontal mode, diagonal mode) is filled is not limited to the above example, and may be any order previously defined in the encoder / decoder.
  • mode 0 indicates a planar mode
  • mode 1 indicates a DC mode
  • modes 2 through 66 may indicate a directional mode.
  • the vertical mode may be mode 50
  • the horizontal mode may be mode 18
  • the diagonal mode may be mode 2, mode 34, and / or mode 66.
  • the candidate modes included in the MPM list configured as described above may be rearranged according to a predetermined criterion.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an embodiment for rearranging candidate modes in the MPM list.
  • a prediction block is generated for each of the candidate modes included in the MPM list and a sum of absolute differences (SAD) is obtained in a boundary region between the generated prediction block and the neighboring reference samples of the current block have.
  • the MPM list can be reconstructed by rearranging the MPM candidate modes in the order of the intra-frame prediction mode in which the SAD is small from the small intra-prediction mode to the large SAD (in the ascending order).
  • the MPM list can be configured with a maximum number of candidate modes of the allowed MPM candidate modes. At this time, the MPM list can be configured in the order of the candidate mode with a small SAD.
  • one MPM list can be constructed for the current block of a predetermined size. If the current block of the predetermined size is divided into a plurality of subblocks, the configured MPM list may be used for each subblock. In this case, the size of the current block and the sub-block may be, for example, MxN, and M and N may be a predetermined integer.
  • the current block and / or sub-block may be a CTU, CU, SU (Signaling Unit), QTMax, QTMin, BTMax, BTMin, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, 4x8, 8x16, 16x8, 32x64, 32x8, 4x32, and the like.
  • QTMax and QTMin can represent the maximum size and the minimum size of a block that can be divided into a quadtree, respectively.
  • BTMax and BTMin can represent the maximum size and minimum size of a block that can be divided into a binary tree.
  • the size of a sub-block may mean a sub-block divided structure.
  • the intra-picture prediction mode of the current block can be encoded / decoded using an MPM (Most Probable Mode) flag and / or an MPM index (mpm_idx).
  • MPM Moving Probable Mode
  • MPM index MPM index
  • the MPM flag may indicate whether a candidate mode identical to the in-picture prediction mode of the current block is included in the MPM list.
  • the MPM index can indicate the same candidate as the intra-picture prediction mode of the current block among the candidate modes included in the MPM list.
  • the intra-picture prediction mode of the current block (e.g., luminance component) is determined using at least one of the MPM index mpm_idx and the intra-picture prediction mode of adjacent units of the encoded / .
  • the MPM list may be constructed according to the above-described method, and then the intra-picture prediction mode indicated by the MPM index may be induced to the intra-picture prediction mode of the current block.
  • the MPM index is not transmitted, and the candidate mode of any position in the MPM list may be derived to the intra-picture prediction mode of the current block.
  • the predetermined criterion may be, for example, the Boundary SAD described above. Any position in the MPM list may be, for example, the first (index 0) position of the MPM list.
  • a secondary MPM list (a second MPM list) including one or more candidate modes may be configured.
  • a secondary MPM flag (2nd MPM flag) indicating whether the intra-picture prediction mode of the current block is the same as the candidate mode included in the secondary MPM list can be encoded / decoded.
  • the secondary MPM index (2nd_mpm_idx) can be additionally encoded / decoded.
  • the intra-picture prediction mode of the current block (for example, the luminance component) may be derived using at least one of the secondary MPM index and the intra-picture prediction mode of the encoded / decoded adjacent units.
  • the candidate mode included in the secondary MPM list can be determined based on the intra-picture prediction mode of the neighboring blocks of the current block. For example, the intra-picture prediction mode of the left block or the upper block of the current block can be used. Alternatively, when the sub-blocks adjacent to the upper end of the current block have one or more different intra-picture prediction modes, the intra-picture prediction modes may be included in the secondary MPM list. Similarly, when the subblocks adjacent to the left of the current block have one or more different intra prediction modes, the intra prediction modes may be included in the secondary MPM list. Alternatively, the intra-picture prediction mode may be used to construct a secondary MPM list using intra-picture prediction modes of blocks that have been encoded / decoded earlier than the current block as intra-picture predicted blocks in the current slice.
  • the intra prediction mode of the current block e.g., luminance component
  • the intra prediction mode of the current block can be encoded / decoded using the luminance component residual intra prediction mode index (rem_intra_luma_pred_mode).
  • the intra-picture prediction mode of the chrominance component may be derived using at least one of a chrominance residual intra-picture prediction mode index (intra_chroma_pred_mode) and / or an in-picture prediction mode of the corresponding luminance block.
  • a method of deriving the intra-picture prediction mode of the chrominance component based on the intra-picture prediction mode of the luminance block will be described later.
  • encoded information around the current block is used to construct one or more candidate modes included in the MPM list (and / or the secondary MPM list).
  • a prediction sample of the current block can be generated.
  • a Boundary SAD can be computed between the neighbor reference samples of the current block and the generated prediction samples, as described with reference to FIG. Thereafter, the SADs are sorted in ascending order from the small modes, and the SAD is reduced from the small intra prediction modes to the maximum number of candidate modes that the MPM list (and / or the secondary MPM list) / / ≪ / RTI > secondary MPM list).
  • a prediction block may be generated for each of all intra-picture prediction modes allowed in the encoder / decoder.
  • Boundary SAD can be calculated between the left column, upper left sample, and / or the boundary region (dotted line region) and the surrounding reference sample (gray region) located in the upper row of each generated prediction block. It is possible to arrange the intra-picture prediction modes in the order of the smallest SAD. And may be included in the MPM list (and / or the secondary MPM list) as the candidate mode according to the sorted order.
  • calculation of the boundary SAD may be performed for each of the reference sample lines.
  • one or more columns may be considered for the left column of the prediction block of the current block, and one or more rows may be considered for the top row of the prediction block of the current block.
  • the above method (a method using Boundary SAD) can be applied after searching for a block most similar to the current block from another area where encoding / decoding in the current slice is completed.
  • an intra prediction mode in which the difference between the two blocks is minimum is obtained, (And / or a secondary MPM list).
  • Information indicating that the MPM list (and / or the second MPM list) has been constructed can be encoded / decoded or implicitly derived from the decoder by at least one of the above methods.
  • encoding / decoding the information indicating that the MPM list (and / or the 2nd MPM list) is constructed at least one of the following entropy encoding / decoding methods may be used, and CABAC (ae And can be finally encoded / decoded using
  • the intra prediction mode of the current block can be derived using the intra prediction mode of another color component.
  • an intra prediction mode of the luminance block corresponding to the color difference block may be used.
  • the corresponding luminance block may be one or more.
  • the corresponding luminance block may include at least one of a luminance block position, a chrominance block position, a left upper left sample position of a luminance block, a left upper sample position of a chrominance block, a luminance block size, a chrominance block size, . ≪ / RTI > Or the corresponding luminance block may be determined based on at least one of the size, type, and / or encoding parameter of the luminance block.
  • the luminance block corresponding to the color difference block may include a plurality of partitions. All or part of the plurality of partitions may have different intra prediction modes.
  • the intra-picture prediction mode of the color difference block may be derived based on all or a part of the plurality of partitions in the corresponding luminance block.
  • some partitions may be selectively used based on comparison of the block size, shape, depth information, etc. between the color difference block and the luminance block (all or a part of the plurality of partitions).
  • a partition at a position within a luminance block corresponding to a predetermined position in a color difference block may be selectively used.
  • the predetermined position may mean a position of a corner sample (e.g., upper left sample) of the color difference block or a center sample position.
  • the center sample position may be determined based on the upper left position of the luminance / chrominance block, the half of the horizontal width of the luminance / chrominance block, and the longitudinal size of the luminance / chrominance block.
  • the position of the center sample in the x-axis direction can be determined by adding half the horizontal size of the luminance / chrominance block in the horizontal direction to the upper left position of the luminance / chrominance block.
  • the position of the center sample in the y-axis direction can be determined by adding half of the vertical size of the luminance / chrominance block in the vertical direction to the upper left position of the luminance / chrominance block.
  • the position of the luminance block corresponding to the center sample position of the color difference block may indicate the center sample position of the luminance block.
  • the intra-picture intra-picture prediction mode derivation method according to the present invention is not limited to the use of the intra-picture prediction mode of the corresponding luminance block.
  • at least one of the mpm_idx or the MPM list of the corresponding luminance block may be used or shared to derive an intra prediction mode of the color difference block.
  • 13 is an exemplary diagram for explaining the relationship between a luminance block and a color difference block.
  • the ratio between color components is 4: 2: 0, and the luminance block corresponding to the color difference block may be at least one of A, B, C,
  • the intra prediction mode of the color difference block includes an intra-picture prediction mode of the luminance block A corresponding to the upper left position (0, 0) in the color difference block, a center sample position (nS / 2, nS / 2) or the luminance block B corresponding to another center sample position ((nS / 2) -1, (nS / 2) -1) of the color difference block Can be derived using the prediction mode.
  • the predetermined positions in the color difference block are not limited to (0, 0), ((nS / 2) -1, (nS / 2) -1) and (nS / 2, nS / 2).
  • the predetermined position may be the position of the upper right corner, the lower left corner and / or the lower right corner sample in the color difference block.
  • the center sample position of the color difference block may be (W / 2, H / 2), W may be the width of the block, and H may be the height of the block.
  • the center sample position of the color difference block may be ((W / 2) -1, (H / 2) -1).
  • the predetermined position can be selected based on the shape of the color difference block. For example, when the color difference block is square, the predetermined position may be the center sample position. For example, when the color difference block is a rectangle, the predetermined position may be the upper left sample position. In the above example, the predetermined position in the case where the color difference block is a square and the case where the color difference block is a rectangle may be reversed.
  • the intra prediction mode of the color difference block may be derived using the statistics of at least one intra prediction mode in the luminance block corresponding to the size of the color difference block.
  • the mode corresponding to the average can be induced to the intra prediction mode of the color difference block.
  • in-picture prediction modes of available luminance blocks can be selected. The selection may be based on a predetermined position in the color difference block, or based on the size, shape and / or depth of the color difference block and / or the luminance block.
  • the intra prediction mode of the color difference block can be derived using the intra prediction mode of the selected luminance block.
  • the intra prediction mode of the color difference block can be derived using the intra prediction mode of the large luminance block D.
  • the intra prediction mode of the color difference block can be derived using the intra prediction mode of the luminance block.
  • the in-picture prediction mode of the color difference block can be derived using the intra prediction mode of the luminance block corresponding to the upper left sample position (0, 0) have.
  • the intra prediction mode of the color difference block can be derived using the intra prediction mode.
  • the predetermined range is based on at least one of the information signaled through the bitstream, information about the size (and / or depth) of the block (chrominance block and / or luminance block) and information predefined in the encoder / decoder .
  • a partition having the same shape as the color difference block may be used among the plurality of partitions in the luminance block.
  • a partition having the same shape as the color difference block may be used.
  • the color difference block is square or non-square
  • a square or non-square partition among a plurality of partitions in the luminance block may be used.
  • the in-picture prediction mode of the color difference block is derived by using the intra-picture prediction mode of the luminance block, meaning that the intra-picture prediction mode of the luminance block is used as intraframe prediction mode of the color difference block .
  • the present invention is not limited to the use of the intra-picture prediction mode of the luminance block, and information used in deriving the intra-picture prediction mode of the luminance block including the mpm_idx and MPM lists of the luminance block may be used.
  • the MPM list for the color difference block may be constructed using the intra-picture prediction mode of the luminance block corresponding to the predetermined position.
  • the mpm_idx information for the color difference block can be encoded and signaled.
  • the MPM list for the chrominance block may be configured in a manner similar to the MPM list for the luminance block.
  • the MPM candidate of the color difference block may include an intra-picture prediction mode of the surrounding chrominance block and / or an intra-picture prediction mode of the corresponding luminance block.
  • a second MPM list including one or more intra-picture prediction modes may be configured, and the intra-picture prediction mode of the current block may be derived using the secondary MPM index (2nd_mpm_idx).
  • a secondary indicator e.g., a secondary MPM flag
  • the secondary MPM list may be configured using intra-picture prediction modes of neighboring blocks similar to the primary MPM list.
  • the intra prediction mode included in the primary MPM list may not be included in the secondary MPM list.
  • the number of MPM lists is not limited to one or two, and N MPM lists can be used.
  • the luminance component intra-picture prediction mode of the current block can be encoded / decoded.
  • the chrominance component intra prediction mode can be derived or coded / decoded based on the corresponding luminance component intra prediction mode.
  • At least one of the above-described methods may be applied to derive the intra-picture prediction mode for each divided sub-block.
  • the size and / or shape of the subblock may be of a predetermined size and / or shape (e.g., 4x4) or may be determined according to the size and / or shape of the current block.
  • the size of the sub-block may be determined based on whether or not the neighboring block of the current block is divided, or may be determined based on the intra-picture prediction mode of the neighboring block of the current block.
  • the current block may be divided on the basis of the boundary where the intra-picture prediction mode of the neighboring block is different.
  • the current block may be divided based on whether the neighboring block is an intra-picture coding block or an inter picture coding block.
  • An indicator (e.g., NDIP_flag) indicating that the intra-picture prediction mode of the current block is derived using the intra-picture prediction mode of the neighboring block may be encoded / decoded.
  • the indicator may be encoded / decoded for each unit of at least one of the current block or the sub-block. At this time, the indicator can be encoded / decoded only when the size of the current block or sub-block corresponds to a predetermined size or a predetermined size range.
  • the determination as to whether the size of the current block corresponds to a predetermined size may be performed based on the length of the current block or the length of the current block. For example, if the length of the horizontal or vertical length is divisible, the size of the current block may be determined to correspond to a predetermined size.
  • the in-picture prediction information includes at least one of a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), an adaptation parameter set (APS), a slice header, and a tile header Lt; / RTI > At least one or more of the information regarding intra-picture prediction may not be signaled at a predetermined block size or less. In this case, information on intra-picture prediction of the previously encoded / decoded block (e.g., upper block) may be used.
  • a reference sample for intra-picture prediction can be constructed.
  • the current block may mean a sub-block having a size / shape smaller than a prediction block or a prediction block.
  • the reference sample may be constructed using one or more restored sample or sample combinations around the current block. Filtering may also be applied to the constructed reference samples.
  • the number and / or position of the restoration sample lines used in the reference sample construction may vary depending on the position of the current block in the encoded tree block.
  • Each reconstructed sample on a plurality of reconstructed sample lines can be used as a reference sample intact.
  • a predetermined filter may be applied to the reconstructed sample, and a filtered reconstructed sample may be used to generate a reference sample.
  • the restoration samples to which the filter is applied may belong to the same restoration sample line or belong to different restoration sample lines.
  • An indicator indicating whether to use the plurality of reference sample lines may be signaled.
  • an indicator such as mrl_enabled_flag may be included in at least one of the SPS, PPS, and Slice header to be signaled.
  • the flag may be an indicator indicating whether to use a single reference sample line or a plurality of reference sample lines.
  • the reference sample line index may be further signaled. For example, mrl_index may be signaled to determine how many reference sample lines are constructed and used.
  • mrl_index is 0, it may mean that the first reference sample line adjacent to the current block is constructed. If mrl_index is 1, it means that a second reference sample line, 2, a third reference sample line, and 3, a fourth reference sample line.
  • the first reference sample line to the fourth reference sample line may mean, for example, the restored sample line 1 to the restored sample line 4 shown in FIG. 14, respectively.
  • the mrl_index may be signaled based on at least one of an intra prediction mode, MPM information, a horizontal and vertical length of a current block, an upper boundary of a CTU, and a color component. At this time, if the mrl_index indicator is not signaled, the first reference sample line adjacent to the current block can be constructed and used.
  • the mrl_index indicator can be signaled.
  • the intra prediction mode may be an intra prediction mode of at least one of a current block or a neighboring block adjacent to the current block.
  • the predetermined mode may be at least one of a non-directional prediction mode, a directional prediction mode, a vertical / horizontal mode, an even number mode, and an odd number mode.
  • the mrl_index indicator may be signaled.
  • the intra-picture prediction mode of the neighboring block has an even or odd value
  • the mrl_index indicator may be signaled.
  • the mrl_index indicator may be signaled based on the MPM information of the current block.
  • the MPM information may be at least one of an MPM flag, an MPM index, an MPM list, and an MPM candidate.
  • the MPM flag for the intra-picture prediction mode of the current block indicates matching
  • the mrl_index indicator may be signaled.
  • the directional prediction mode exists in the MPM candidate list or only the directional prediction mode exists
  • the mrl_index indicator can be signaled.
  • the mrl_index indicator may be signaled.
  • the MPM information of the current block may be signaled differently based on the mrl_index indicator. For example, if the mrl_index indicator is not 0, the MPM information may not signal at least one of the MPM information. For example, if the mrl_index indicator is not zero, the MPM flag or residual mode information may not be signaled. On the other hand, if the mrl_index indicator is not 0, the MPM index can be signaled and the intra prediction mode of the current block can be derived using the MPM index. For example, if the mrl_index directive is not zero, it can be determined to be MPM mode without parsing the MPM flag.
  • the mrl_index indicator can be signaled if the width and height of the current block satisfy a predetermined range. For example, if the length or the length is greater than a predetermined size (e.g., 4), the mrl_index indicator may be signaled.
  • a predetermined size e.g. 4
  • the mrl_index indicator may be signaled based on whether the current block is located at the CTU top boundary. For example, if the current block is located at the CTU upper boundary, the mrl_index indicator may not be signaled.
  • the mrl_index indicator is signaled, and if the color component corresponds to a chroma signal, the mrl_index indicator may not be signaled.
  • the mrl_index directive may refer to a reference sample line to be used additionally.
  • the first reference sample line adjacent to the current block is always used, and the reference sample line indicated by the mrl_index indicator can additionally be constructed and used.
  • filtering is applied based on the intra prediction mode and the size / shape of the block, and filtering is not applied to the reference sample line located at the second or higher position from the current block have.
  • filtering may be performed for only one of the left reference sample and the top reference sample. Whether to filter the reference sample can be determined based on at least one of the type, size, and intra-picture prediction mode of the current block.
  • the shape of the current block may be determined by a size comparison or a ratio of the width and the height of the current block.
  • the constructed reference sample can be represented by ref [m, n], a reconstructed sample around it, or a sample filtered by it, as rec [m, n].
  • m or n may be a predetermined integer value indicating the position of the sample.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a plurality of restored sample lines.
  • the reference sample may be constructed by selecting one or more reconstructed sample lines adjacent to the current block. For example, in FIG. 14, one of the plurality of restored sample lines may be selected to constitute a reference sample.
  • a particular line of the reconstructed sample line may be fixedly or adaptively selected.
  • reference samples can be constructed by selecting one or more reconstructed sample lines from a plurality of reconstructed sample lines in FIG. 14 and combining the selected one or more reconstructed sample lines.
  • reference samples can be constructed using weighted averages to which different weights are applied according to distances from the current block.
  • a reference sample may be constructed using at least one of a mean value, a maximum value, a minimum value, an intermediate value, and a mode value of a plurality of reconstruction samples based on at least one of a distance from the current block and an intra prediction mode .
  • a reference sample can be constructed based on a change (change amount) of a value of a plurality of successive reconstruction samples.
  • a reference sample can be constructed based on at least one or more, such as whether or not the values of two consecutive restoration samples differ by more than a threshold value, whether the values of successive plural restoration samples change continuously or discontinuously.
  • ref [-1, -1] is determined as rec [-1, -1] 1, -1] by applying a weighted average to a predetermined weight.
  • two or more restored sample lines may be selected in FIG. 14 to constitute a reference sample.
  • the restoration sample line 1 and the restoration sample line 2 can be fixedly selected, or the reference lines can be selected from the restored sample line 1 to the restoration sample line 4 to constitute a reference sample.
  • two or more restored sample lines may be adaptively selected to constitute a reference sample.
  • one line may be fixedly selected and one or more lines may be adaptively selected to constitute a reference sample.
  • the fixedly selected line may be predefined in the encoder / decoder. If predefined, the information on the permanently selected line may not be signaled.
  • the information about the adaptively selected line may be signaled in the form of an indicator or index.
  • the adaptively selected line may be determined using at least one of coding parameters such as the size / type of a current block or a neighboring block, an intra prediction mode, and the like. In this case, the information necessary for selection may not be signaled.
  • the reference sample line may consist of one or more samples.
  • the length of the current block may be equal to the length of the width or height of the current block. Or a length corresponding to twice the width or length. Or two, three, four, five, six, or seven times the width and length. It can consist of a length plus N samples. That is, the reference sample line may be composed of 2 * (W + H) + N, and N may be an integer of 1 or more.
  • the method of constructing the reference sample adjacent to the top of the current block and the method of constructing the reference sample adjacent to the left may differ.
  • the number of reference sample lines at the top and the number of reference sample lines at the left can be configured differently.
  • one reference sample line adjacent to the top and one reference sample line adjacent to the left may be configured according to at least one of a horizontal or vertical size of the current block and an intra-picture prediction mode.
  • the length of the reference sample line at the top and the length of the reference sample line at the left can be configured differently.
  • the length may be configured differently according to at least one of a horizontal or vertical size of a current block and an intra prediction mode.
  • the length of the reference sample line may be different for each reference sample line.
  • the lengths of the restored sample line 2 to restored sample line 4 can be configured to be longer than the restored sample line 1 by one or more samples.
  • the length of the reference sample line may be different for each of the restored sample lines.
  • the reconstructed sample line n may be constructed as m samples longer or shorter than the reconstructed sample line n-1.
  • the restored sample line n is configured to be longer than the restored sample line n-1 by one sample.
  • information about whether to construct a reference sample using only the nearest reference sample line or a reference sample using a plurality of reference sample lines can be encoded / decoded.
  • the information may be encoded / decoded at at least one level of a sequence, picture, slice, tile, CTU, CU, PU, TU level.
  • information about the availability of a plurality of reference sample lines may be signaled at a higher level.
  • At least one of the number, position, and configuration method of the reconstructed sample lines used in the reference sample construction is such that at least one boundary of the current block corresponds to a boundary of at least one of a picture, a slice, a tile, and an encoded tree block (CTB) It can be different depending on the case.
  • CTB encoded tree block
  • the two or more reference sample lines are constructed, if the upper boundary of the current block corresponds to at least one of a picture, a tile, a slice, and an encoded tree block (CTB) It can be composed of dogs.
  • the upper boundary of the current block is the upper boundary of the CTU, only one reference sample line may be configured, and in other cases, two or more reference sample lines may be formed. At this time, by using only one reference sample line at the upper boundary of the CTU, it is possible to reduce the line buffer for storing in the memory.
  • availability determination and reference sample padding of the block containing the reference sample may be performed. For example, if a block containing a reference sample is available, the corresponding reference sample can be used. On the other hand, if the block containing the reference sample is not available, it can be replaced by padding the useless reference sample using one or more available reference samples.
  • the reference sample may be judged not to be available. If the current block is coded with constrained intra prediction (CIP), if the block including the reference sample is coded / decoded in the inter picture mode, the reference sample can be determined not to be available.
  • CIP constrained intra prediction
  • FIG. 15 is a view for explaining a process of replacing a sample that is not available by using an available sample.
  • the usable restored sample may be used to replace the unusable sample. For example, if there are available and unavailable samples as in Figure 15, one or more available samples may be used to fill the unavailable sample.
  • the sample value of the unavailable sample can be replaced with the sample value of the available sample in a predetermined order.
  • the available sample used to replace the unavailable sample may be an available sample adjacent to the unavailable sample. In the absence of adjacent usable samples, the earliest or closest available sample may be used.
  • the alternative order of the unavailable samples may be, for example, from the bottom left to the top right. Or from the upper right to the lower left. Or in the top left corner and / or in the bottom left corner. Or an upper left corner at the upper left and / or lower left corner.
  • a combination of available samples can be used to fill.
  • an average or interpolated value of available samples located at either end of a sample that is not available may be used to fill the sample that is not available. That is, four of the first unavailable samples are filled with the value of 'a', and the next 13 unavailable samples are interpolated using the average of 'b' and 'c' or interpolation of 'b' and 'c' Can be filled.
  • thirteen unavailable samples may be replaced by any value between the sample values of the available samples b and c.
  • the unavailable samples can be replaced with different values.
  • a non-available sample can be replaced with a value close to the value of a as the available sample a becomes closer to the available sample a.
  • a non-available sample can be replaced with a value close to the value of b as it approaches the available sample b. That is, based on the distance from the unavailable sample to the available samples a and / or b, the value of the unavailable sample can be determined.
  • One or more of a plurality of methods including the above methods for the replacement of unavailable samples may optionally be applied.
  • An alternative method of the unused sample may be signaled by information included in the bitstream, or a method predetermined by an encoder and a decoder may be used.
  • alternate methods of unavailable samples can be derived by a predetermined method.
  • the method of substituting an unavailable sample can be selected based on the difference in the values of available samples a and b and / or the number of unavailable samples.
  • an alternative method of unavailable samples may be selected based on a comparison of the difference between the values of the two available samples and the threshold value, and / or a comparison of the number of unavailable samples with the threshold value.
  • the unavailable samples may be replaced with different values.
  • the selection of an alternative method of the unavailable sample can be performed in a predetermined unit.
  • An alternative method of unavailable samples may be selected for at least one unit of, for example, a video, a sequence, a picture, a slice, a tile, an encoded tree unit, an encoding unit, a prediction unit, and a conversion unit.
  • the selection of the alternative method of the unavailable sample may be based on the information signaled in the predetermined unit, or may be derived in the predetermined unit. Or a method predetermined by an encoder and a decoder may be applied.
  • padding can be performed without determining the availability of a block including the reference sample. 15, when the position of the upper left corner sample of the current block is (0, 0), for the reference sample at the position where the x coordinate or y coordinate is W + H or higher, Lt; / RTI > of the reference sample.
  • a value of ref [W + H-1, -2] can be padded to a sample of ref [W + H, -2] without performing availability determination.
  • padding is performed with the value of ref [W + H-1, -3] without performing the availability determination on the samples of ref [W + H, -3] and ref [W + H + can do. That is, padding can be performed using the closest sample on the same sample line without performing the availability determination for the sample whose x coordinate or y coordinate is W + H or more.
  • (X, y) of the reference sample existing at the upper end of the current block is equal to or greater than W and less than W + H, when the position of the upper left corner sample of the current block is Padding may be performed.
  • the availability determination and padding may be performed on a reference sample existing at a position where the y coordinate of the reference block existing on the left side of the current block is equal to or higher than H and less than W + H.
  • a plurality of reference sample lines may be used. For example, if padding is performed on the first reference sample line adjacent to the current block, a second adjacent reference sample line may be used. For example, padding may be performed using Equation (2) below. That is, the weighted average of the plurality of sample values selected from the first reconstructed sample line and the second reconstructed sample line can be used to derive the sample value of the first reference sample line.
  • the selected restoration samples may be samples at the current sample position and / or at a position adjacent to the current sample.
  • Filtering may be performed on the one or more reference samples constructed above.
  • the filtering may be adaptively performed based on at least one of an intra prediction mode of a current block, a size of a current block, and a shape of a current block. For example, at least one of whether to apply filtering, filter type, filter strength, and filter coefficient may be adaptively determined.
  • filtering may or may not be applied to each of a plurality of reference sample lines.
  • filtering may be applied to the first reference sample line adjacent to the current block, and filtering may not be applied to the second reference sample line.
  • At least one of a 3-tap filter, a 5-tap filter, a 7-tap filter, and an N-tap filter is selected according to at least one of the intra-picture prediction mode of the current block, the size of the current block, And can be applied differently.
  • N may be a positive integer.
  • the filter shape can be selected and applied differently according to at least one of the intra-picture prediction mode of the current block, the size of the current block, and the shape of the current block.
  • FIG. 16 is a diagram showing various filter shapes.
  • the current block type can be determined and determined by comparing the length of the current block with the length of the current block. For example, at least one of the filter application type, the filter type, the filter strength, and the filter coefficient may be adaptively determined depending on whether the current block is a horizontally long rectangle or a vertically long rectangle. Or at least one of the filter application type, the filter type, the filter strength, and the filter coefficient may be adaptively determined depending on whether the current block is a square or a rectangle.
  • non-directional intra-picture prediction can be performed on the current block.
  • the non-directional intra-picture prediction mode may be at least one of a DC mode, a Planar mode, and an LM mode, for example.
  • prediction can be performed using an average value of one or more reference samples among the reference samples.
  • filtering may be applied to one or more prediction samples located at the boundary of the current block.
  • the DC prediction may be performed adaptively based on at least one of the size and shape of the current block.
  • the range of the reference sample used in the DC mode can be specified based on at least one of the size and the shape of the current block.
  • 17 is a diagram for explaining intra-picture prediction according to the block type.
  • the DC prediction can be performed using the average value of the reference samples at the upper and left sides of the current block.
  • neighboring samples adjacent to the left or top of the current block may be selectively used. If the current block shape is rectangular as shown in FIG. 17B, the prediction can be performed using the average value of the reference samples adjacent to the longest side of the current block.
  • the size of the current block corresponds to a predetermined size or is included in a predetermined range
  • predetermined samples among the reference samples at the upper or left side of the current block are selected and prediction is performed using the average value of the selected samples Can be performed.
  • the predetermined size may be a fixed size NxM pre-assigned to the encoder / decoder. N and M are integers greater than 0, and N and M may be the same or different from each other.
  • the predetermined range may mean a threshold value for selecting a reference sample of the current block.
  • the threshold value may be implemented by at least one of a minimum value and a maximum value.
  • the minimum value and / or the minimum value may be a fixed value predefined in the encoder / decoder, or may be a variable value encoded and signaled by the encoder.
  • one or more average values may be used to perform the prediction.
  • the current block is a square or a non-square block
  • at least one of a first average value using the upper reference sample and a second average value using the left reference sample may be used.
  • the DC prediction value of the current block may be the first average value or the second average value.
  • the DC prediction value of the current block may be a value obtained through weighted sum of the first average value and the second average value.
  • the weights for the first and second mean values may be 1: 1.
  • a shift operation can be used to calculate all DC values.
  • the above method can be applied even when the sum of the length, height, or width and height of the current block represented by the sample length is not a square of two.
  • the method can be applied to both luma DC prediction and chroma DC prediction. Or luma DC prediction and chroma DC prediction.
  • the prediction may be performed based on either the length of the width or the length of the length. For example, a predicted value can be obtained by dividing the sum of the upper reference sample and the left reference sample by the length of the horizontal or vertical length of the current block, whichever is greater. At this time, the division using the value corresponding to the larger one can be performed by a shift operation.
  • a plurality of reference sample lines can be used to perform DC prediction.
  • prediction can be performed using two reference sample lines as shown in Fig. 17 (c).
  • the average value of the reference samples included in the two reference sample lines may be determined as the DC prediction value of the current block.
  • different weights can be given to the reference samples of the first line adjacent to the current block and the reference samples of the second line, respectively.
  • a value obtained by applying a weighting value of 3: 1 to the reference sample of the first line and the reference sample value of the second line e.g., (3 * first line reference sample + second line reference sample + 2) >> 2), and determine an average value of these values as the DC prediction value of the current block.
  • a value of (1 * first line reference sample - second line reference sample) >> 1 may be determined, and an average value of these values may be determined as a DC prediction value of the current block.
  • the weight is not limited to the above example, and may be any weight.
  • the reference sample line adjacent to the current block can be given a relatively larger weight.
  • the number of reference sample lines that can be used is not limited to two, and three or more reference sample lines may be used.
  • prediction can be performed by weighted sum considering the distance from the at least one reference sample according to the position of the in-picture predicted sample of the current block.
  • Filtering can be performed on reference samples or prediction samples of the current block. For example, after filtering is applied to the reference samples, Planar prediction may be performed and filtering may be applied to one or more prediction samples.
  • the sample to be filtered out of the prediction samples may be one, two, or N lines of the upper or left boundary in the current block.
  • a weighted sum of one or more reference samples may be used.
  • five reference samples can be used as shown in Fig. 17 (d).
  • the reference samples r [-1, -1], r [x, -1], r [-1, y], r [W, -1] , r [-1, H] may be used.
  • W and H may be the length of the current block and the length of the current block, respectively.
  • a prediction sample pred [x, y] can be generated using the following equation (3).
  • Equation (3) a, b, c, d, and e may represent weights.
  • N may be log 2 (a + b + c + d + e).
  • Planar prediction can be performed using a plurality of reference sample lines. For example, a weighted sum of two reference sample lines can be used to predict. For example, a weighted sum of reference samples included in two reference sample lines may be used. In this case, a reference sample adjacent to the reference sample selected in the first reference sample line may be selected from the second reference sample line. For a reference sample of (-1, -1) coordinates, a reference sample of (-2, -2) coordinates may be selected. Planar prediction can be performed by weighting the selected reference samples, and the weights are as described in the DC prediction.
  • the mode may be at least one of a horizontal mode, a vertical mode, and a mode having a predetermined angle.
  • prediction can be performed using one or more reference samples existing on the horizontal or vertical line at the position of the sample to be predicted.
  • a plurality of reference sample lines may be used, for example, if two reference sample lines are used, the prediction may be performed using two reference samples, either horizontally or vertically.
  • N reference sample lines N reference samples on a horizontal or vertical line may be used.
  • the statistics of the first reference sample (e.g., r [x, -1]) on the first reference sample line and the second reference sample (e.g., r [ The value can be predicted.
  • the predicted value of the vertical mode can be determined by calculating the value of (3 * r [x, -1] + r [x, -2] +2) >> 2.
  • the predicted value of the vertical mode can be determined by calculating the value of (3 * r [x, -1] - r [x, -2] +1) >> 1.
  • the predicted value of the vertical mode can be determined by calculating the value of (r [x, -1] + r [x, -2] +1) >> 1.
  • the variation of the sample value on the vertical line can be considered.
  • the predicted value of the vertical mode can be determined by calculating the value of (r [x, -1] + (r [x, -1] - r [x, -2]) >> N.
  • N may be an integer of 1 or more.
  • the N may be a fixed value.
  • prediction can be performed using one or more reference samples existing on and around a predetermined angular line at the position of the intra-picture prediction target sample.
  • the reference sample used may be at least one of N, 2, 3, 4, 5, and 6.
  • prediction can be performed by applying at least one of N-tap filters to N reference samples, for example, 2-tap, 3-tap, 4-tap, 5-tap, and 6-tap filters.
  • N-tap filters for example, 2-tap, 3-tap, 4-tap, 5-tap, and 6-tap filters.
  • at least one of the reference samples may be located at the top of the current block, and the remainder may be located at the left side of the current block.
  • the reference samples located at the top of the current block (or the reference samples located at the left) may be located on the same line or may be located on different lines.
  • intra prediction may be performed based on position information.
  • the position information can be encoded / decoded and the reconstructed sample block at the position can be guided to the in-picture prediction block of the current block.
  • a block similar to the current block may be searched in the decoder, and the found block may be guided to the intra-frame prediction block of the current block.
  • the search for the similar block may be performed in an encoder or a decoder, and the range (search range) in which the search is performed may be limited to a predetermined range.
  • the restored sample block among the pictures including the current block may be the search range.
  • the CTU or the predetermined CU size including the current block may be the search range.
  • the intra prediction can be performed based on the position information based on the block similar to the current block among the restored samples in the CTU.
  • the retrieval can be performed based on a template. For example, one or more reconstructed samples adjacent to the current block may be used as a template, and a sample similar to the template may be searched in the CTU.
  • Based intra prediction can be performed when the CTU is configured only in the intra-picture coding mode or when the luminance block and the color difference block have different division structures.
  • information indicating that the current CTU is configured only in the intra-picture coding mode can be signaled.
  • the intra-picture prediction based on the position information may be performed.
  • the luminance block and chrominance block of the current CTU have different division structures (for example, when dual_tree or separate_tree is 1), intra prediction on the basis of position information may be available.
  • the intra-picture prediction based on the position information may be unavailable.
  • intra-picture prediction between color components can be performed. For example, it is possible to perform intra prediction on a chrominance component using the reconstructed luminance component of the current block. Alternatively, the intra-picture prediction may be performed on the other chrominance components Cr using the reconstructed one chrominance component Cb.
  • Intra-picture prediction between color components may include a color component block reconstruction step, a prediction parameter derivation step, and / or an intercolor interpolation prediction step.
  • the color component may be at least one of a luma signal, a chroma signal, Red, Green, Blue, Y, Cb and Cr.
  • the second color component, the third color component, and the fourth color component to predict the first color component.
  • the color component signal used for prediction may be at least one of an original signal, a reconstructed signal, a residual / residual signal, and a prediction signal.
  • At least one of the samples of the first color component corresponding block corresponding to the target block and / or the samples of the neighboring blocks of the corresponding block may be used.
  • the reconstructed luminance component block Y corresponding to the chrominance component block may be used.
  • Equation (4) When the chrominance component is predicted using the luminance component, the following Equation (4) can be used.
  • Pred C (i, j) represents a predicted color difference sample for the current block
  • rec L (i, j) represents a reconstructed luminance sample of the current block.
  • rec L '(i, j) may be a downsampled reconstructed luminance sample.
  • the parameters [alpha] and [beta] can be derived by minimizing the regression error between the reconstructed luminance samples around the current block and the reconstructed chrominance samples.
  • the two modes may include a single model mode and a multiple model mode.
  • the single model mode can use one linear model when predicting the chrominance components from the luminance components for the current block.
  • the complex model mode can use two linear models.
  • the samples adjacent to the current block can be classified into two groups. That is, the parameters? And? For each group can be derived, respectively.
  • classification of luminance samples of the current block may be performed based on rules used for classification of adjacent luminance samples.
  • a threshold for classifying adjacent samples into two groups can be calculated.
  • the threshold value can be calculated as an average value of the restored adjacent luminance samples. However, it is not so limited, and at least one of various statistical values recognized in this specification can be used instead of the average value. If the adjacent samples are larger than the threshold value, they can be classified into the first group and the second group.
  • the complex model mode has been described as using two linear models, but the present invention is not limited thereto, and may include a case of using two or more linear models.
  • samples can be classified into N groups, and for this purpose, N-1 thresholds can be calculated.
  • the linear model may include a simple linear model (hereinafter referred to as 'LM1'), a complex linear model (hereinafter referred to as 'LM2') and a complex filter linear model (hereinafter referred to as 'LM3' .
  • 'LM1' simple linear model
  • 'LM2' complex linear model
  • 'LM3' complex filter linear model
  • FIG. 18 is a diagram for explaining neighboring samples of a current block (hereinafter referred to as 'neighbor data set') used to derive parameters of the models.
  • the adjacent data set for deriving the parameters of LM1 may be composed of a pair of luminance samples and color difference samples in line area B and line area C shown in Fig.
  • the adjacent data set for deriving the parameters of LM2 and LM3 may be composed of a pair of luminance samples and color difference samples in line area B, line area C, line area E and line area F shown in Fig.
  • the adjacent data set is not limited to the example described above.
  • N adjacent data sets may be used for each mode.
  • N may be an integer of 2 or more, especially 3.
  • the parameters of the linear model can be calculated using both the top template and the left template. Or there are two LM modes (LM_A mode and LM_L mode), and the upper template and the left template can be used in the LM_A mode and the LM_L mode, respectively. That is, in the LM_A mode, the linear model parameters can be obtained using only the upper template. When the position of the upper left corner sample of the current block is (0, 0), the upper template can be extended from (0, -n) to (W + H-1, -n). In this case, n may be an integer of 1 or more. Similarly, in the LM_L mode, linear model parameters can be obtained using only the left template. The left template may be extended to (-n, 0) to (-n, H + W-1). In this case, n may be an integer of 1 or more.
  • Two quadrants of samples can be used to derive the parameters of the linear model.
  • the samples used to derive the parameters of the linear model may be determined based on the number of shorter sides of the current block.
  • m samples of n samples adjacent to the top when the current block size is n x m and n > m can be selected, for example, by evenly performing subsampling.
  • the number of samples used to derive the parameters of the linear model may be 2m.
  • m samples out of n samples adjacent to the top may not be used.
  • n samples For example, of the n samples, m samples farthest from the short side of the width and the height of the current block may not be used. In this case, the number of samples used to derive the parameters of the linear model may be n (n-samples adjacent to the top + m samples adjacent to the left).
  • a Cb component block when intra prediction is performed on the Cr component block, a Cb component block can be used.
  • intra-picture prediction is performed on the fourth color component block, a combination of at least one of the first color component block, the second color component block and the third color component block corresponding to the block may be used.
  • Whether to perform intra-picture prediction between color components can be determined based on at least one of the size and the shape of the current object block. For example, when the size of the target block is a CTU size, a predetermined size, or a predetermined size range, intraprediction between color components can be performed on the target block. Alternatively, when the type of the target block is a predetermined type, inter-color-pixel intra-picture prediction can be performed on the target block.
  • the predetermined shape may be a square. In this case, if the target block is a rectangle, intra-picture prediction between color components may not be performed. When the predetermined shape is a rectangle, the above-described embodiment can operate in reverse.
  • whether or not intra-picture prediction between color components is to be performed may be determined based on at least one or more encoding parameters of a corresponding block corresponding to a prediction target block and a neighboring block of a corresponding block. For example, when the corresponding block is inter-picture predicted under a CIP (Constrained intra prediction) environment, intra-picture prediction between color components may not be performed. Alternatively, when the intra-picture prediction mode of the corresponding block corresponds to a predetermined mode, intra-picture prediction between color components can be performed. Alternatively, based on at least one or more of the CBF information of the corresponding block and the neighboring blocks, it may be determined whether to perform intra-picture prediction between color components.
  • the encoding parameter is not limited to the prediction mode of the block, and various parameters described above that can be used for encoding / decoding can be used.
  • the color component block reconstruction step is described below.
  • the first color component block When predicting a second color component block using the first color component block, the first color component block may be reconstructed. For example, when the color space of an image is YCbCr and the ratio between color components is one of 4: 4: 4, 4: 2: 2, and 4: 2: 0, the sizes of blocks between color components may be different. Therefore, when predicting a second color component block using a first color component block having a different size, the first color component block may be reconstructed to equalize the sizes of the two blocks. At this time, the reconstructed block may include at least one of a sample of the first color component corresponding block and a sample of the neighboring block.
  • 19 is an exemplary diagram for explaining reconstruction of a color component block.
  • p1 [x, y] can represent a sample at the (x, y) position of the first color component block.
  • p1 '[x, y] may represent a sample at the (x, y) position of the block in which the first color component block is reconstructed.
  • the first color component block may be down-sampled to reconstruct a block having the same size as the size of the second color component block have.
  • the downsampling may be performed by applying an N-tap filter for one or more samples (where N is an integer greater than or equal to one). At this time, at least one of the following equations (5) to (9) may be used.
  • the encoder may select one downsampling method in a predetermined manner. For example, the encoder may select a downsampling method that has the best effect.
  • the selected downsampling method may be coded and signaled to the decoder.
  • the signaled information may be index information indicating the downsampling method.
  • the method of performing downsampling using two or more samples is not limited to the embodiments of Equations (5) to (9).
  • two or more samples that may be used to calculate the downsampled value p1 '[x, y] may be selected from p1 [2x, 2y] and samples adjacent thereto.
  • the adjacent samples are p1 [2x-1, 2y-1], p2 [2x-1, 2y], p1 [2x-1, 2y + 1] 1], p1 [2x + 1, 2y-1], p1 [2x + 1, 2y], p1 [2x + 1, 2y], p1 [2x + 1, 2y + 1].
  • Downsampling can be performed by calculating the average or weighted average using two or more samples.
  • the downsampling may be performed by selecting a particular sample from one or more samples. At this time, at least one of the following equations (10) to (13) may be used.
  • the first color component block can be up-sampled and reconstructed into blocks having the same size as the size of the second color component block have.
  • the following expression (14) can be used.
  • a filter may be applied to one or more samples. For example, a filter may be applied to at least one of the samples included in at least one of the first color component corresponding block, the neighboring block of the corresponding block, the second color component target block, and the neighboring block of the target block.
  • the mrl_index indicator corresponding to a predetermined one of the plurality of reference sample lines may be signaled.
  • reconstruction can be performed using a predetermined line corresponding to the signaled mrl_index directive. For example, if the mrl_index indicator is 0, a reconstruction process can be performed using the first and second reference sample lines adjacent to the first color component correspondence block. Or if the mrl_index indicator is 1, the reconstruction process may be performed using the second and third reference sample lines adjacent to the first color component correspondence block. Or if the mrl_index indicator is 3, the reconstruction process may be performed using the third and fourth reference sample lines adjacent to the first color component correspondence block. A reference sample line corresponding to the mrl_index indicator may be used for the second color component target block.
  • the reference sample used for reconstruction may be selected differently .
  • the number of reference sample lines at the top and the number of reference sample lines at the left may be different from each other.
  • the predetermined area may be at least one of a picture, a slice, a tile, a CTU, and a CU.
  • reconstruction can be performed using only the left reference sample without using the upper reference sample. If the left boundary of the block corresponding to the first color component corresponds to the boundary of the predetermined area, reconstruction can be performed using only the upper reference sample without using the left reference sample.
  • N upper reference sample lines and M left reference sample lines may be used, where N may be less than M. For example, when the upper boundary corresponds to the boundary of the predetermined area, N may be 1, and when the left boundary corresponds to the boundary of the predetermined area, M may be 1.
  • the reconstruction may be performed using the N upper reference sample lines and / or the M left reference sample lines of the first color component corresponding block irrespective of whether or not it corresponds to the boundary of the predetermined area.
  • 20 is a view for explaining an embodiment for performing reconstruction using a plurality of top and / or left reference sample lines.
  • reconstruction can be performed using four upper reference sample lines and four left reference sample lines.
  • the number of upper and left reference sample lines used for reconstruction may be different.
  • two upper reference sample lines and four left reference sample lines may be used, or one upper reference sample line and three left reference sample lines may be used Alternatively, one upper reference sample line and two left reference sample lines may be used.
  • N The number of reference sample lines used is not limited to the above example, and N upper reference sample lines and M left reference sample lines may be used. N and M may be the same or different. If both the upper and left boundaries correspond to the boundaries of the predetermined area, N and M may be the same and may be, for example, 1. Or, under the same conditions, N may be set smaller than M. This is because more resources (memory) are needed to store the upper reference sample line than the left reference sample line.
  • the reconstruction may be performed using one or more reference samples that do not fall outside the lengths of the horizontal and vertical lengths of the first color component corresponding block.
  • the first color component corresponding to at least one of the size, shape, and encoding parameters of at least one of the first color component corresponding block and its neighboring block, the second color component target block, Reference block reconstruction of a block can be performed differently.
  • a reference sample may be reconstructed using a sample of a block in an intra-picture coding mode without using a sample of a block in which the coding mode of the first color component corresponding block or the neighboring block is the inter picture coding mode.
  • 21 is an exemplary diagram for explaining a reference sample used for reconstruction in accordance with an intra-picture prediction mode or a coding parameter of a corresponding block.
  • the reference sample reconstruction of the first color component block can be performed differently according to the intra-frame prediction mode of the first color component correspondence block.
  • the in-picture prediction mode of the corresponding block is a non-directional mode such as a DC mode or a Planar mode, or a directional mode using both the upper reference sample and the left reference sample, And a reference sample existing on the left side of the reference sample.
  • the in-picture prediction mode of the corresponding block is a directional mode using the upper reference sample and the upper-left reference sample, at least one of the reference samples existing at the upper and upper left ends is used To perform the reconstruction.
  • the in-picture prediction mode of the corresponding block is a directional mode using the left and lower left reference samples, at least one of the reference samples existing at the left and lower left ends, as shown in FIG. 21C, Can be used to perform reconstruction.
  • reference sample reconstruction of the first color component correspondence block may be performed differently according to the quantization parameter of at least one of the first color component correspondence block or the neighboring block.
  • a reconstruction can be performed using a reference sample belonging to an upper block having a relatively small quantization parameter value (QP) of a neighboring block.
  • QP quantization parameter value
  • the reconstruction can be performed using the reference sample around the first color component corresponding block that is a square.
  • the reconstruction is performed using the reference samples around the 32x32 block can do.
  • reference samples around the reconstructed 32x32 block may be shared as reference samples of the first color component block corresponding to the second 16x8 block located below the second color component correspondence block.
  • the prediction parameter deriving step is described below.
  • Prediction parameters can be derived using at least one of the reference sample of the reconstructed first color component correspondence block and the reference sample of the second color component prediction target block.
  • the first color component and the first color component block may refer to the reconstructed first color component and the reconstructed first color component block.
  • FIG. 22 is an exemplary diagram for explaining the reconstructed first color component correspondence block when the second color component prediction target block is 4x4. At this time, there may be N reference sample lines.
  • the predictive parameter may be derived using the top and left reference samples of the reconstructed first color component correspondence block or the second color component prediction target block as shown in Fig. 22 (a).
  • the prediction parameter may be derived by adaptively using the reconstructed reference sample of the first color component, based on the intra-picture prediction mode of the first color component corresponding block.
  • the reference sample of the second color component may also be adaptively used based on the intra-picture prediction mode of the first color component corresponding block.
  • the intra-picture prediction mode of the first color component corresponding block is the non-directional mode such as the DC mode or the planar mode, or the directional mode using both the upper reference sample and the left reference sample
  • the upper and left reference samples of the first color component correspondence block can be used.
  • the in-picture prediction mode of the first color component correspondence block is the directional mode using the upper reference sample
  • the upper reference sample of the first color component corresponding block is used as shown in (b) or (c) .
  • the left reference sample of the first color component corresponding block is used as shown in (d) or (e) .
  • a reference sample used for prediction for each mode can be used as a reference sample of the first color component.
  • the intra prediction mode is the vertical mode
  • the reference sample shown in FIG. 22B can be used.
  • the intra prediction mode is the horizontal mode
  • the reference sample shown in (d) of FIG. 22 can be used.
  • the intra-picture prediction mode is the upper right corner diagonal mode
  • the reference sample shown in FIG. 22C can be used.
  • the in-picture prediction mode is the left-bottom-end diagonal mode
  • the reference sample shown in (e) of FIG. 22 can be used.
  • the reference sample shown in (f) of FIG. 22 can be used. If the intra-picture prediction mode is a directional mode corresponding to a 45-degree diagonal line, at least one of upper-left or lower-left reference samples may be used as shown in FIG. 22 (g).
  • the reference samples used according to the intra prediction mode can be stored and used as a look-up table.
  • Derivation of the prediction parameter may be performed by adaptively using the reference samples of the first color component or the second color component according to the size and / or shape of the first color component block and / or the second color component block.
  • the size of the second color component target block is 64x64
  • 32, 16 or 8 reference samples out of the upper or left reference samples of the first color component or the second color component block are used .
  • reference samples of the first or second color component block may be adaptively used.
  • the predetermined size is not limited to 64x64, and may be a signal that is signaled through a bitstream or a size that is derived based on coding parameters of a current block and a neighboring block.
  • a reference sample adjacent to the longer side of the horizontal and vertical directions may be used.
  • the type of the target block is 32x8, the top reference sample of the first color component or the second color component block may be used.
  • a reference sample of the square block can be used.
  • the type of the target block is 32x8, a reference sample located around the 32x32 block may be used.
  • Derivation of the prediction parameter may be performed using the reference sample of the reconstructed first color component block and the reference sample of the second color component block.
  • a predictive parameter may be derived based on at least one of a correlation, a change amount, an average value, a distribution, and the like between reference samples of the color components.
  • at least one of LS (Least Square) and LMS (Least Mean Square) methods can be used.
  • the predictive parameter may be at least one of a, b, or alpha, beta.
  • Equation (15) p2 n may represent a reference sample of the second color component, and p1 ' n may represent a reference sample of the reconstructed first color component.
  • N may be the number of horizontal or vertical reference samples used, and a and b may represent prediction parameters.
  • the correlation between the reference samples can be calculated using the following equation (16).
  • BitDepth may represent the bit depth.
  • p1 ' may represent a reconstructed sample of the first color component, and p2 may represent a sample of the second color component.
  • 23 is a diagram for explaining a sample of the first color component and a sample of the second color component.
  • the predictive parameter When deriving the predictive parameter, if there is an area in which the reference sample does not exist, the predictive parameter can be derived using only the reference sample that exists.
  • One or more prediction parameters may be derived. For example, a value of a reference sample used to derive the predictive parameter may derive a first predictive parameter from reference samples that satisfy a particular condition. Further, the second prediction parameter may be derived from the reference samples that do not satisfy the specific condition.
  • the specific condition may correspond to a case where the value of the reference sample is smaller than the statistical value (e.g., average value) of the reference sample.
  • a default parameter may be used instead of deriving a predictive parameter using a reference sample.
  • the basic predictive parameters may be predetermined in an encoder and a decoder.
  • the prediction parameters a and b may be 1 and 0, respectively.
  • the derived predictive parameter may be encoded / decoded.
  • prediction parameters for predicting Cb and Cr may be derived from Y, respectively.
  • a prediction parameter for predicting Cr can be derived from Cb.
  • prediction parameters derived from Y can be used to predict Cb without deriving prediction parameters for predicting Cr.
  • the inter-chrominance prediction step will be described below.
  • intra-picture prediction between color components can be performed using at least one of the derived prediction parameters.
  • prediction can be performed on the second color component target block by applying the derived prediction parameter to the reconstructed signal of the reconstructed first color component.
  • p2 [x, y] may be a prediction block of the second color component target block.
  • p1 '[x, y] may be a first color component block or a reconstructed first color component block.
  • prediction can be performed on the second color component target block by applying the derived prediction parameter to the reconstructed residual signal of the first color component, using Equation (18) below.
  • p1'_residual may represent a residual signal of the re-one-color component.
  • p2_pred can represent a predicted signal by performing intra-picture prediction on the second color component target block.
  • the one or more predicted parameters may be applied to the reconstructed sample of the first color component.
  • intra-picture prediction between color components can be performed by applying a first prediction parameter derived from a reference sample satisfying the specific condition .
  • intra-picture intra-picture prediction can be performed by applying a second predictive parameter derived from a reference sample that does not satisfy the specific condition have.
  • the specific condition may correspond to a case where the value of the reference sample is smaller than the statistical value (e.g., average value) of the reference sample of the first color component.
  • the inter-color component prediction method can also be applied to the inter-picture prediction mode. For example, in performing inter-picture prediction for a current block, inter-picture prediction is performed for the first color component, prediction is performed for the second color component by intercolor interpolation or inter-picture prediction and inter- Can be performed.
  • the first color component may be a luminance component
  • the second color component may be a chrominance component.
  • Inter-color component prediction can be performed using the predicted sample or the reconstructed sample of the luminance component.
  • prediction of the chrominance component can be performed by applying the inter-chrominance prediction parameter to the prediction sample.
  • the prediction sample may be a sample that has undergone at least one of motion compensation, motion compensation, overlapped block motion compensation (OBMC), and bi-directional optical flow (BIO).
  • inter-color component prediction can be performed adaptively according to the encoding parameters of the first color component. For example, it is possible to determine whether to perform the inter-color-component prediction according to the CBF information of the first color component.
  • the CBF information may be information indicating whether a residual signal exists or not. That is, when the CBF of the first color component is 1, inter-color component prediction can be performed on the second color component. When the CBF of the first color component is 0, the inter picture prediction can be performed without performing inter-color component prediction on the second color component.
  • a flag indicating whether to perform inter-chromatic inter-component prediction can be signaled.
  • a flag indicating whether to perform the intercolor inter-prediction can be signaled. For example, when the CBF of the first color component is 1, the flag may be signaled to determine whether to perform color component prediction.
  • an inter-picture motion prediction or a compensation value for the second color component may be used.
  • inter-picture motion prediction or compensation for the second color component may be performed using inter-picture prediction information for the first color component.
  • prediction can be performed through a weighted sum of inter-color component prediction values and inter-picture motion compensation values for the second color component.
  • template matching based prediction can be performed.
  • the method comprising the steps of: explicitly and / or implicitly deriving at least one intra-picture prediction mode (first intra-picture prediction mode) for a current block and performing a template matching based on the derived intra- Template) can be generated. Also, at least one intermediate intra prediction block is generated based on the second intra prediction mode, and a prediction block for the current block is determined as a final sum by weighted sum between the template and the intermediate intra prediction block Can be generated. In this case, the first intra-picture prediction mode and the second intra-picture prediction mode may be different.
  • 24 is a diagram for explaining an embodiment for generating a template.
  • the intra-picture prediction mode N of the current block may be derived explicitly and / or implicitly.
  • the intra-frame prediction block can be generated by performing intra-frame prediction based on the derived intra-frame prediction mode N, and the generated intra-frame prediction block can be defined as a template.
  • N may be 0 or a positive integer greater than zero.
  • a template generated in the template matching-based prediction process may be represented by a first intra-picture prediction block, and an intermediate intra-picture prediction block may be represented by a second intra-picture prediction block.
  • an intermediate intra-picture prediction block may be represented by a second intra-picture prediction block.
  • at the time of generating the last intra-picture prediction block of the current block by weighted sum of the first intra-picture prediction block and the second intra-picture prediction block at least one first intra-picture prediction block and / Can be used.
  • the intra prediction mode of the current block may be explicitly encoded / decoded according to at least one of the various embodiments described herein. Alternatively, the same intra-picture prediction mode may be implicitly derived in the encoder and the decoder.
  • the first intra-picture prediction block may be generated using the intra-picture prediction mode explicitly or implicitly derived as described above.
  • the encoder and the decoder may generate a first intra-picture prediction block using a predetermined intra-picture prediction mode.
  • the predetermined intra-picture prediction mode may be a Planar mode or a DC mode.
  • the predetermined intra-picture prediction mode may be plural.
  • a plurality of prediction blocks corresponding to each of the plurality of intra-picture prediction modes may be generated, and a first intra-picture prediction block (template) may be generated by weighting the plurality of intra-picture prediction blocks generated.
  • the weighted block of the two generated intra-picture prediction blocks can be defined as a template.
  • a template may be generated using an intra-frame prediction mode of at least one of neighboring blocks spatially adjacent to the current block.
  • the neighboring block may be a block in which encoding / decoding has been completed using the intra prediction in the current block.
  • a predetermined statistical value may be obtained using one or more intra-picture prediction modes derived from one or more neighboring blocks, and a template may be generated using an intra-picture prediction mode indicated by the statistical value.
  • the statistical value may include at least one of an average value, a maximum value, a minimum value, an intermediate value, and a mode value.
  • the template may be generated using one or more intra prediction modes included in the MPM list.
  • a template can be generated using an intra prediction mode or an angular prediction mode having a direction indicated by the first MPM index in the MPM list. If there are a plurality of intra-picture prediction modes having directionality in the MPM list, a template can be generated using an intra-picture prediction mode having a smaller MPM index.
  • An intra prediction mode for generating a template may be generated by deriving one or more explicit and / or implicit intra prediction modes.
  • the intra-picture prediction mode information transmitted from the encoder may be entropy-encoded / decoded to be explicitly derived, and then the intra-picture prediction block A corresponding to the intra-picture prediction mode may be generated.
  • the template can be generated by the weighted sum of the intra-frame prediction block A and / or the intra-
  • the fixed intra-picture prediction modes may be plural, and a plurality of intra-picture prediction blocks B may be generated accordingly.
  • the fixed intra-picture prediction mode may be a Planar mode or a DC mode.
  • an intra-frame prediction block corresponding to an intra-frame prediction mode of at least one neighboring block that has been encoded / decoded using intra-frame prediction as a block spatially adjacent to the current block, B can be generated.
  • the neighboring block may be the neighboring block L shown in FIG.
  • the peripheral block is not limited thereto, and may be at least one of the neighboring blocks A, AR, BL, AL, JL and JA shown in FIG.
  • one or more intra-frame prediction modes are derived from one or more blocks shown in FIG. 11, and then a screen corresponding to the statistical values of the at least one intra- The prediction block B can be generated.
  • the statistical value may be an average value, a median value, a mode value, or the like. However, the statistical value is not limited to this, and may mean at least one of a maximum value, a minimum value, a weighted average value, and an interpolation value.
  • an intra-frame prediction block B corresponding to at least one intra-frame prediction mode included in the MPM list for the current block can be generated.
  • the intra prediction mode used to generate the intra prediction block B may be an intra prediction mode indicated by the first MPM index of the MPM list.
  • the intra-picture prediction mode used for generating the intra-picture prediction block B may be an intra-picture prediction mode having directionality among the modes in the MPM list. In this case, if a plurality of modes having directionality exist in the MPM list, the intra-frame prediction block B having a smaller MPM index can be used to generate the intra-frame prediction block B.
  • one or more template matching based intermediate intra prediction blocks may be generated using the generated template.
  • 25 is a view for explaining an embodiment for generating an intermediate intra-frame prediction block based on template matching based on the MPM list.
  • the left table shown in Fig. 25 shows the MPM list for the current block.
  • the MPM list includes six candidate modes, and each candidate mode may be indicated by an index (MPM idx).
  • the intra prediction modes included in the MPM list are X, Y, N, Z, K, and L.
  • the prediction blocks can be generated using each of the intra prediction modes included in the MPM list.
  • the prediction block 0 is a prediction block corresponding to the intra-picture prediction mode X
  • the prediction block 5 is a prediction block corresponding to the intra-picture prediction mode L.
  • the prediction blocks 1 to 4 corresponding to the intra-picture prediction modes Y, N, Z, and K can also be generated.
  • the prediction block 0 to the prediction block 5 are described as a prediction block n (n is one of 0 to 5).
  • Template matching may be performed by calculating at least one of Sum of Absolute Differences (SAD) and / or Sum of Absolute Transformed Differences (SATD) between the template and the prediction block n.
  • SAD Sum of Absolute Differences
  • SATD Sum of Absolute Transformed Differences
  • template matching may be omitted for the same mode as the intra-picture prediction mode (for example, N in FIG. 25) used in generating the template from among the intra-picture prediction modes included in the MPM list.
  • template matching is performed for each of the intra-picture prediction modes included in the MPM list to calculate SAD_0 (or SARD_0) to SAD_5 (or SARD_5), and then intra-picture prediction with the smallest SAD and /
  • the prediction block can be defined as an intra-scene intra prediction block.
  • the prediction block 0 corresponding to the intra prediction mode X may be the intra prediction intra prediction block.
  • the calculated SAD and / or SATD may be sorted in ascending order, and the M intra-picture prediction blocks may be defined as intra-picture intra prediction blocks in the order of small SAD and / or SATD.
  • M is a positive integer equal to or greater than 1 and may be less than or equal to the maximum number of candidate modes constituting the MPM list. For example, when the maximum number of candidate modes constituting the MPM list is 7, the maximum value of M may be defined as 7.
  • the order of the intra prediction modes in the MPM list may be rearranged using at least one of the SAD and / or the SATD.
  • a prediction block can be generated using each of the intra prediction modes included in the secondary MPM list. Thereafter, template matching between the template and the prediction block generated using the mode included in the secondary MPM list can be performed. Template matching may be performed by calculating at least one of Sum of Absolute Differences (SAD) and / or Sum of Absolute Transformed Differences (SATD) between the template and the prediction block. In this case, template matching may be omitted for the same mode as the intra-picture prediction mode used when the template is generated from the intra-picture prediction modes included in the secondary MPM list.
  • An intra-frame prediction block having the smallest SAD and / or SATD may be defined as an intra-frame intra prediction block.
  • the calculated SAD and / or SATD may be sorted in ascending order, and the M intra-picture prediction blocks may be defined as intra-picture intra prediction blocks in the order of small SAD and / or SATD.
  • M is a positive integer equal to or greater than 1 and may be equal to or less than the maximum number of candidate modes constituting the secondary MPM list. For example, if the maximum number of candidate modes constituting the secondary MPM list is 16, the maximum value of M may be defined as 16.
  • the order of the intra prediction modes in the secondary MPM list can be rearranged using at least one of the SAD and / or the SATD.
  • an intra-frame prediction block corresponding to an intra-frame prediction mode of the at least one encoded / decoded neighboring block may be defined as an intra-frame intra prediction block.
  • the neighboring blocks may be at least one of the neighboring blocks L, A, AR, BL, AL, JL and JA shown in FIG.
  • a predetermined statistical value may be obtained using one or more intra-picture prediction modes derived from one or more neighboring blocks, and an intra-frame prediction block corresponding to the statistical value may be defined as an intra-frame intra-prediction block.
  • the statistical value may include at least one of an average value, a maximum value, a minimum value, an intermediate value, and a mode value.
  • the statistical value may be calculated using intra-picture prediction modes of all intra-picture predicted neighboring blocks shown in FIG.
  • a prediction block corresponding to the intra-picture prediction mode in which a predetermined offset is added to and / It can be defined as an inner prediction block.
  • offset may be a positive integer of 1 or more.
  • the final intra-frame prediction block for the current block can be generated using the template and at least one intra-frame intra prediction block. At this time, a weighted sum can be used.
  • 26 is a view for explaining an embodiment for generating a final intra-frame prediction block using a template and one intermediate intra-frame intra prediction block.
  • the final in-frame prediction block can be generated by weighting the template and the intermediate intra-prediction block.
  • FIG. 27 is a view for explaining an embodiment in which a final intra-picture prediction block is generated using a template and a plurality of intra-picture intra prediction blocks.
  • a final prediction block can be generated by weighting a template and a plurality of intra-scene intra-prediction blocks.
  • the weight for performing the weighted sum may be derived as follows.
  • the sum of all the weights used in the weighted sum may be 1 or not.
  • each weight may be greater than or equal to one.
  • all weights used in the weighted sum may be the same.
  • different weights may be applied for each according to a given priority between the template and / or at least one intra-scene intra prediction block.
  • a higher weighting value may be applied to a template corresponding to a predetermined intra-picture prediction mode and / or an intra-picture intra prediction block than a intra-picture prediction block corresponding to the remaining modes.
  • a lower weight may be applied to the template corresponding to the predetermined intra-picture prediction mode and / or the intra-picture intra prediction block.
  • the predetermined intra prediction mode may be the first intra prediction mode of the MPM list. In this case, a relatively high weight can be given to the intra-picture prediction block corresponding to the intra-picture prediction mode first in the MPM list.
  • the encoder determines whether to perform the method proposed in the present invention, and can perform entropy coding on the indication whether to perform the prediction. Whether or not to perform the method proposed in the present invention can be determined by comparing the rate-distortion cost value before applying the proposed method and the rate-distortion cost value after the application.
  • the performance indication information may be conditionally entropy-coded according to a coding parameter of the current block.
  • the performance indication information can be entropy encoded only when the intra prediction mode of the current block is coded in the mode included in the MPM list and / or the secondary MPM list.
  • the decoder may entropy decode the performance indication information from the bitstream and then perform or not perform the method proposed in the present invention according to the received information.
  • the execution indication information may be omitted according to the encoding parameter of the current block. For example, it may be determined whether to perform the proposed method based on the size, shape and / or depth of the current block. For example, the proposed method may be performed or not performed only if the current block is less than or greater than a predetermined size, shape, or depth.
  • the information on the predetermined size, shape, and / or depth may be a video parameter set VPS, a sequence parameter set SPS, a picture parameter set PPS, a tile header, a slice header ), CTU, and CU in units of at least one of them.
  • the size of the current block is less than or equal to a predetermined first size and / or a predetermined second size or greater and is divided into a binary tree leaf node and / or a quad tree leaf node, .
  • it can perform the proposed method when it is encoded in a mode included in the MPM list and / or the secondary MPM list.
  • the predetermined threshold value may mean a reference size or depth for determining the block structure.
  • the predetermined threshold value may be expressed in at least one of a minimum value and a maximum value.
  • the predetermined threshold value may be a fixed value predefined in the encoder / decoder, variably derived based on the encoding parameter of the current block, or may be signaled through the bitstream.
  • the proposed method may or may not be performed when the size or depth of the current block is less than or equal to a predetermined first threshold value and / or a predetermined second threshold value or greater.
  • the proposed method may not be performed.
  • the encoder performs at least one of conversion, quantization, entropy encoding, entropy decoding, inverse quantization, and inverse transform on the residual signal between the current block and the prediction block to determine the encoding mode for the current block, And the encoding mode can be determined in the direction in which image quality loss is minimized.
  • the determined encoding mode can be encoded as encoding mode information, and the encoding mode information can be used with the same meaning as encoding parameters.
  • the encoding mode determination process for the merge mode and / or the skip mode is performed in accordance with a condition Merge mode and / or skip mode candidate block.
  • the merge mode encoding decision process for the candidate block in the mode and / or skip mode can be performed.
  • OBMC Overlapped Block Motion Compensation
  • the encoding mode determination process for the primary transformation and / or the secondary transformation may be omitted according to the encoding parameters of the current block and / or neighboring blocks temporally / spatially adjacent to the current block .
  • the number of 1D conversion kernels that can be used for the primary conversion in the primary conversion is a maximum of N, and thus the primary conversion index (ucTrIdx) is entropy-encoded / decoded from 0 to N-1
  • the encoding mode determination process of the current block can be performed only for the primary conversion index used for the primary conversion of the neighboring blocks of the current block.
  • the first-order transformation index information (ucTrIdx) for the 1D transformation kernel used for the first-order transformation is subjected to a shift operation .
  • the primary transformation index information (ucTrIdx) for the 1D transformation kernel used for the primary transformation in the intra-picture coding mode decision process for the current block a division operation and / or a shift operation can be used.
  • the primary transformation index information ucTrIdx may be entropy-encoded using a division operation as shown in Equation 19 below.
  • the primary transformation index information (ucTrIdx) can be entropy-encoded using the shift operation as shown in the following equation (20).
  • the equations (19) and (20) can similarly be used when entropy encoding the first order transformation index information (ucTrIdx) for the 1D transformation kernel used for the first order transformation in the inter picture coding mode decision process for the current block .
  • get (0,0,1) may be replaced with get (0,0,3) in the equations (19) and (20).
  • the residual signal generated after intra-picture or inter-picture prediction can be converted into the frequency domain through a conversion process as part of the quantization process.
  • DCT type 2 DCT-II
  • various DCT and DST kernels can be used as the first order transformation.
  • the conversion using the conversion kernels may be performed by a separable transform that performs a one-dimensional transform (1D transform) on the horizontal and vertical directions of the residual signal, or a two-dimensional non-separable Transform).
  • the DCT and DST types used for conversion are shown in Table 1 below.
  • At least one of DST-II, DCT-IV, DST-IV, DCT-VIII and DST-VII can be adaptively used in 1D conversion in addition to DCT-II.
  • a transform set may be constructed to derive the DCT or DST type used in the transform.
  • different sets of transforms can be defined for horizontal and vertical directions depending on the intra prediction mode.
  • the encoder / decoder may perform the transform and inverse transform using the transform included in the transform set corresponding to the intra-picture prediction mode of the current block.
  • the transform set is not transmitted, but is mapped by the encoder / decoder in accordance with the same rules as in Table 1, but information indicating which transform is used among the transforms belonging to the transform set may be signaled.
  • Such a method of using various transforms can be applied to the residual signal generated through in-screen or inter-picture prediction.
  • the encoder / decoder may perform 1D conversion for vertical and / or horizontal directions using transform set 0 of Table 1.
  • information indicating which one-dimensional transform is used for the vertical and / or horizontal directions may be entropy encoded / decoded.
  • the encoder may perform a secondary transform to increase the energy concentration of the transformed coefficients as shown in FIG. 6 after the above-mentioned primary conversion is completed.
  • the quadratic transform may also perform a separate transform that performs one-dimensional transforms for each of the horizontal and vertical directions, or may perform a two-dimensional non-isolated transform.
  • the information used for the transformation may be transmitted or may be implicitly derived in the encoder / decoder according to the encoding information of the current block and the neighboring block.
  • a transform set can be defined for a quadratic transform, such as a first transform, and the transform set can be defined according to the same rules in the encoder / decoder as opposed to entropy encoding / decoding.
  • information indicating which transform is used among the transforms belonging to the transform set may be transmitted, and may be applied to at least one of residual signals generated through intra-picture or inter-picture prediction.
  • the decoder can perform the second-order inverse transformation according to whether or not the second-order inverse transformation is performed, and perform the first-order inverse transformation on the result of performing the second-order inverse transformation according to whether the first inverse transformation is performed.
  • the primary conversion and the secondary conversion may be applied to at least one signal component of the luminance / chrominance components or may be adaptively applied according to an arbitrary coding block size / type. Whether or not the primary transformation and the secondary transformation are used for an arbitrary encoding block and the index indicating the used primary transformation and / or secondary transformation are entropy-encoded / decoded, or the encoding information of the current block and the neighboring block And may be implicitly derived from the encoder / decoder in accordance with at least one of the at least one of them.
  • FIG. 28 is a diagram for explaining a scanning method of the transform coefficients.
  • the residual signal generated through in-picture or inter-picture prediction is subjected to a quantization process, and an entropy encoding process can be performed on the quantized transform coefficients.
  • the quantized transform coefficients are scanned according to diagonal, vertical or horizontal directions based on at least one of the minimum size and / or the shape of the intra-picture prediction mode and the encoding block of the current block Scanning).
  • the entropy-decoded quantized transform coefficients may be inverse-scanned and arranged in a block form, and at least one of inverse quantization and inverse transform may be performed for the corresponding block.
  • at least one of the diagonal scan, the horizontal scan, and the vertical scan shown in FIG. 28 can be performed by the reverse scanning method.
  • inter-picture prediction may be performed on the first color component, and inter-picture prediction may be performed on the second color component.
  • the first color component may be a luminance component
  • the second color component may be a chrominance component.
  • the first color component may be a chrominance component
  • the second color component may be a luminance component.
  • the filtering may be using one or more reference samples to apply filtering on one or more prediction samples.
  • the predetermined mode may be at least one of a non-directional mode, a directional mode, a horizontal mode, and a vertical mode.
  • filtering for the prediction sample may be applied. For example, if the size of the current block corresponds to a predetermined range, filtering for the prediction sample may be applied. For example, if the width of the current block is smaller than 64 and the size of the vertical is smaller than 64, the filtering may be applied. Or if the width and height of the current block are greater than a predetermined size or smaller than a predetermined size.
  • filtering for the prediction sample may be applied based on a reference sample line used for prediction. For example, if the reference sample used in the prediction corresponds to the first reference sample line adjacent to the current block, the filtering may be applied. On the other hand, if the reference sample line used in the prediction corresponds to a second or more reference sample line adjacent to the current block, the filtering may not be applied. Mrl_index may be used in determining the reference sample line. For example, if the index for the current block is 0, the filtering is applied, and if the index is greater than 0, the filtering may not be applied.
  • the filtering may be applied when the color component of the current block is a luminance signal, and the filtering may not be applied when the color component of the current block is a luminance signal.
  • the prediction of the current block may be performed by combining the at least one prediction method.
  • the weight may be differently applied according to at least one of the intra-picture prediction mode of the current block, the size / type of the current block, and the position of the predicted sample.
  • the weights may be applied differently depending on at least one of the encoding mode, the intra prediction mode, the inter prediction mode, and the size / type of the current block.
  • the intra prediction mode is a non-directional mode such as DC or Planar
  • a weight corresponding to 1/2 can be applied to the intra prediction sample and the inter prediction sample, respectively.
  • the in-picture prediction mode is the vertical mode
  • the weight value for the in-picture prediction sample may decrease as the distance from the upper reference sample increases.
  • the weight value for the intra-frame prediction sample may decrease as the distance from the left reference sample increases.
  • the sum of the weight values applied to the intra-frame prediction samples and the weight values applied to the inter-frame prediction samples may be 2 squares (e.g., 4, 8, 16, 32). If the size of the current block corresponds to a predetermined range, a weight corresponding to 1/2 can be applied to the intra-prediction sample and the inter-prediction sample, respectively.
  • the intra prediction mode may be fixed or signaled to at least one of a DC mode and a Planar mode. Or an MPM candidate mode, and may determine the intra prediction mode by signaling an MPM index.
  • the MPM candidate mode may be derived using an intra prediction mode of a neighboring block and the mode of the neighboring block may be changed to a predetermined representative mode. For example, when the intra-picture prediction mode of the neighboring block is the directional mode in the vertical direction, the mode is changed to the vertical mode, and in the horizontal direction, the mode can be changed to the horizontal mode.
  • the inter picture prediction mode may be at least one of a skip mode, a merge mode, and an AMVP mode. That is, when the inter-picture prediction mode of the current block is the merge mode, the prediction of the current block is performed by weighting sum of predicted values predicted using the motion information corresponding to the merge index and predicted values using the DC or Planar mode, Can be performed.
  • intra-picture prediction of the current block can be performed through weighted addition of one or more prediction samples using a plurality of reference sample lines.
  • prediction can be performed through a weighted sum of the first predicted value predicted using the first reference sample line adjacent to the current block and the second predicted value predicted using the second or more reference sample lines.
  • the reference sample line used for generating the second predicted value may be a reference sample line indicated by mrl_index.
  • the weights of the first predicted value and the second predicted value may be the same.
  • the weights to be applied to the first predicted value and the second predicted value may be variably determined according to the intra-picture prediction mode of the current block, the size / type of the current block, and the position of the predicted sample.
  • the first predicted value may be a value predicted using a predetermined mode. For example, it may be at least one of DC and Planar modes.
  • the second predicted value may be a value predicted using an intra prediction mode of the current block derived in the intra prediction mode derivation step.
  • filtering may not be performed on the prediction sample.
  • the order of applying the embodiment may be different between the encoder and the decoder, and the order of applying the embodiment may be the same in the encoder and the decoder.
  • the embodiment can be performed for each of the luminance and chrominance signals, and the embodiments of the luminance and chrominance signals can be performed in the same manner.
  • the shape of the block to which the embodiments of the present invention are applied may have a square shape or a non-square shape.
  • the embodiments of the present invention can be applied to at least one of a size of at least one of an encoding block, a prediction block, a transform block, a block, a current block, an encoding unit, a prediction unit, a conversion unit,
  • the size may be defined as a minimum size and / or a maximum size for applying the embodiments, or may be defined as a fixed size to which the embodiment is applied.
  • the first embodiment may be applied to the first embodiment at the first size
  • the second embodiment may be applied at the second size. That is, the embodiments can be applied in combination according to the size.
  • the above embodiments of the present invention may be applied only when the minimum size is larger than the maximum size. That is, the embodiments may be applied only when the block size is within a certain range.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 8x8 or more.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 4x4.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or less.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or more and 64x64 or less.
  • the embodiments of the present invention may be applied according to a temporal layer.
  • a separate identifier may be signaled to identify the temporal hierarchy to which the embodiments are applicable and the embodiments may be applied to the temporal hierarchy specified by the identifier.
  • the identifier may be defined as a lowest hierarchical layer and / or a highest hierarchical layer to which the embodiment is applicable, or may be defined as indicating a specific hierarchical layer to which the embodiment is applied.
  • a fixed temporal layer to which the above embodiment is applied may be defined.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the lowest layer.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer identifier of the current image is 1 or more.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the highest layer.
  • the slice type to which the embodiments of the present invention are applied is defined and the embodiments of the present invention can be applied according to the slice type.
  • the embodiments of the present invention described above can be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be those known and used by those skilled in the computer software arts.
  • 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 and DVDs, 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.
  • program instructions include machine language code such as those generated by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules for performing the processing according to the present invention, and vice versa.
  • the present invention can be used to encode / decode an image.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
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Abstract

템플릿 매칭 기반 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 영상 복호화 방법은 현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
화면내 예측은 공간적 참조만을 허용하는 예측 기술로, 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 이미 재구성 되어 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측하는 방법을 말한다. 화면내 예측에서 말하는 주변의 참조 샘플은 원 영상의 밝기 값이 아닌 예측과 복원으로 재구성된 밝기 값으로 후처리 필터링이 적용되기 이전의 값이며, 이전에 부호화되고 복원되었으므로 부호화기 및 복호화기에서 참조 샘플로 사용할 수 있다.
화면내 예측은 개념적으로 주변의 참조 신호에 대해 연속성을 가진 평탄한 영역과 일정한 방향성을 가진 영역에서만 효과적일 수 있으며, 이러한 영상 내 특성이 없는 영역은 화면간 예측에 비해 부호화 효율이 상당히 떨어지게 된다. 특히 영상 부호화 시, 첫 번째 픽처 및 임의 접근(Random Access)과 에러 강인성을 위해 화면내 예측으로만 영상을 부호화 해야되므로 화면내 예측의 부호화 효율을 높일 수 있는 방법이 필요하다.
본 발명은 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 압축 효율이 향상된 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 영상 부호화/복호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 적어도 하나의 후보 모드에 기초하여 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 하나 이상의 주변 블록들의 화면내 예측 모드들에 기초하여 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 하나로 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계는, 상기 후보 모드들에 대응하는 후보 화면내 예측 블록들을 생성하는 단계, 상기 후보 화면내 예측 블록들의 각각과 상기 제1 화면내 예측 블록 사이의 매칭도를 계산하는 단계, 및 상기 후보 화면내 예측 블록들 중 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록에 관한 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 매칭도는 SAD(Sum of Absolute Differences) 또는 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)를 이용하여 계산되고, 상기 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록은 상기 SAD 또는 SATD가 가장 작은 블록일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 후보 모드들 중 상기 제1 화면내 예측 모드와 동일한 모드에 대해서는 상기 후보 화면내 예측 블록의 생성 또는 상기 매칭도 계산을 스킵할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 소정의 모드와 동일한 상기 제1 화면내 예측 모드 또는 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 상기 제1 화면내 예측 블록 또는 상기 제2 화면내 예측 블록에 대한 가중치는 상기 소정의 모드 이외의 모드에 대응하는 화면내 예측 블록에 대한 가중치보다 클 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 소정의 모드는 MPM 리스트의 첫번째 후보 모드일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드 및 이에 대응하는 상기 제2 화면내 예측 블록이 n개(n은 2 이상의 정수)인 경우, 상기 매칭도가 큰 순서로 n개의 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 적어도 하나의 후보 모드에 기초하여 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 하나 이상의 주변 블록들의 화면내 예측 모드들에 기초하여 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 하나로 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계는, 상기 후보 모드들에 대응하는 후보 화면내 예측 블록들을 생성하는 단계, 상기 후보 화면내 예측 블록들의 각각과 상기 제1 화면내 예측 블록 사이의 매칭도를 계산하는 단계, 및 상기 후보 화면내 예측 블록들 중 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록에 관한 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 매칭도는 SAD(Sum of Absolute Differences) 또는 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)를 이용하여 계산되고, 상기 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록은 상기 SAD 또는 SATD가 가장 작은 블록일 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 후보 모드들 중 상기 제1 화면내 예측 모드와 동일한 모드에 대해서는 상기 후보 화면내 예측 블록의 생성 또는 상기 매칭도 계산을 스킵할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 소정의 모드와 동일한 상기 제1 화면내 예측 모드 또는 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 상기 제1 화면내 예측 블록 또는 상기 제2 화면내 예측 블록에 대한 가중치는 상기 소정의 모드 이외의 모드에 대응하는 화면내 예측 블록에 대한 가중치보다 클 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제2 화면내 예측 모드 및 이에 대응하는 상기 제2 화면내 예측 블록이 n개(n은 2 이상의 정수)인 경우, 상기 매칭도가 큰 순서로 n개의 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 영상 부호화/복호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 하나의 블록을 복수의 블록으로 분할하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 하나의 블록을 쿼드트리 후 이진트리 분할하고, 분할 여부 및/또는 분할 형태에 관한 정보를 시그널링하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 현재 블록을 2개의 서브 블록으로 분할하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 MPM 리스트를 구성할 때 이용되는 현재 블록의 공간적 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 MPM 리스트 내의 후보 모드들을 재정렬하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 휘도 블록과 색차 블록의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 14는 복수의 복원 샘플 라인을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 가용한 샘플을 이용하여 가용하지 않은 샘플을 대체하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 다양한 필터 모양을 도시한 도면이다.
도 17은 블록의 형태에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 상기 모델들의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 현재 블록의 주변 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 색 성분 블록의 재구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 20은 복수의 상단 및/또는 좌측 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성을 수행하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 대응 블록의 화면 내 예측 모드 또는 부호화 파라미터에 따라 재구성에 이용되는 참조 샘플을 설명하기 위한 예시도이다.
도 22는 제2 색 성분 예측 대상 블록이 4x4인 경우, 재구성된 제1 색 성분 대응 블록을 설명하기 위한 예시도이다.
도 23은 제1 색 성분의 샘플 및 제2 색 성분의 샘플을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 템플릿을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 MPM 리스트에 기초하여 템플릿 매칭 기반 중간 단계 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 템플릿과 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 템플릿과 복수의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 변환 계수의 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "동영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "동영상을 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다.
이하에서, 용어들 "동영상" 및 "비디오"는 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 영상은 부호화의 대상인 부호화 대상 영상 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 영상일 수 있다. 또한, 대상 영상은 부호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있고, 복호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있다. 여기서, 대상 영상은 현재 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
이하에서, 용어들 "영상", "픽처", "프레임(frame)" 및 "스크린(screen)"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 블록은 부호화의 대상인 부호화 대상 블록 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 블록일 수 있다. 또한, 대상 블록은 현재 부호화 및/또는 복호화의 대상인 현재 블록일 수 있다. 예를 들면, 용어들 "대상 블록" 및 "현재 블록"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 용어들 "블록" 및 "유닛"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다. 또는 "블록"은 특정한 유닛을 나타낼 수 있다.
이하에서, 용어들 "영역(region)" 및 "세그먼트(segment)"는 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 특정한 신호는 특정한 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예를 들면, 원(original) 신호는 대상 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예측(prediction) 신호는 예측 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 잔여(residual) 신호는 잔여 블록(residual block)을 나타내는 신호일 수 있다.
실시예들에서, 특정된 정보, 데이터, 플래그(flag), 색인(index) 및 요소(element), 속성(attribute) 등의 각각은 값을 가질 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "0"은 논리 거짓(logical false) 또는 제1 기정의된(predefined) 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "0", 거짓, 논리 거짓 및 제1 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "1"은 논리 참(logical true) 또는 제2 기정의된 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "1", 참, 논리 참 및 제2 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다.
행, 열 또는 색인(index)을 나타내기 위해 i 또는 j 등의 변수가 사용될 때, i의 값은 0 이상의 정수일 수 있으며, 1 이상의 정수일 수도 있다. 말하자면, 실시예들에서 행, 열 및 색인 등은 0에서부터 카운트될 수 있으며, 1에서부터 카운트될 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 부호화 장치를 의미할 수 있다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 복호화 장치를 의미할 수 있다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미할 수 있으며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다. 즉, 샘플, 화소, 픽셀은 서로 같은 의미를 가질 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 즉, 하나의 영상은 복수의 유닛들로 분할될 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 정사각형뿐만 아니라 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree), 3분할트리(ternary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 샘플 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다. 여기서, 쿼드트리는 4분할트리(quarternary tree)를 의미할 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽처 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 영상 내에서 현재 픽처의 현재 블록과 대응하는 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미할 수 있다. 트리 구조(Tree Structure)에서 가장 상위 노드(Root Node)는 분할되지 않은 최초의 유닛에 대응할 수 있다. 가장 상위 노드는 루트 노드로 칭해질 수 있다. 또한, 가장 상위 노드는 최소의 깊이 값을 가질 수 있다. 이 때, 가장 상위 노드는 레벨(Level) 0의 깊이를 가질 수 있다. 레벨 1의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 한 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 2의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 두 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 n의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 n번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 리프 노드(Leaf Node)는 가장 하위의 노드일 수 있으며, 더 분할될 수 없는 노드일 수 있다. 리프 노드의 깊이는 최대 레벨일 수 있다. 예를 들면, 최대 레벨의 기정의된 값은 3일 수 있다. 루트 노드는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더(header) 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문 요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 모드(Prediction Mode): 화면 내 예측으로 부호화/복호화되는 모드 또는 화면 간 예측으로 부호화/복호화되는 모드를 지시하는 정보일 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 예측 유닛은 더 작은 크기를 가지는 복수의 파티션(Partition) 또는 복수의 하위 예측 유닛들로 분할 될 수도 있다. 복수의 파티션들 또한 예측 또는 보상의 수행에 있어서의 기본 단위일 수 있다. 예측 유닛의 분할에 의해 생성된 파티션 또한 예측 유닛일 수 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미할 수 있다.
참조 영상 리스트(Reference Picture List): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 하나 이상의 참조 영상들을 포함하는 리스트를 의미할 수 있다. 참조 영상 리스트의 종류는 LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) 등이 있을 수 있으며, 화면 간 예측에는 1개 이상의 참조 영상 리스트들이 사용될 수 있다.
화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 현재 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향 예측 등)을 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 개수를 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대해 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 개수를 의미할 수 있다.
예측 리스트 활용 플래그(prediction list utilization flag): 특정 참조 영상 리스트 내 적어도 하나의 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하는지 여부를 나타낸다. 예측 리스트 활용 플래그를 이용하여 화면 간 예측 지시자를 도출할 수 있고, 반대로 화면 간 예측 지시자를 이용하여 예측 리스트 활용 플래그를 도출할 수 있다. 예를 들어, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값인 0을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트 내 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하지 않는 것을 나타낼 수 있고, 제2 값인 1을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있는 것을 나타낼 수 있다.
참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상을 지시하는 색인을 의미할 수 있다.
참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 블록이 참조하는 영상을 의미할 수 있다. 또는, 참조 영상은 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 위해 현재 블록이 참조하는 참조 블록을 포함하는 영상일 수 있다. 이하, 용어 "참조 픽처" 및 "참조 영상"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 움직임 벡터는 부호화/복호화 대상 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. mvX는 수평(horizontal) 성분, mvY는 수직(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.
탐색 영역(Search Range): 탐색 영역은 화면 간 예측 중 움직임 벡터에 대한 탐색이 이루어지는 2차원의 영역일 수 있다. 예를 들면, 탐색 영역의 크기는 MxN일 수 있다. M 및 N은 각각 양의 정수일 수 있다.
움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 블록 혹은 그 블록의 움직임 벡터를 의미할 수 있다. 또한, 움직임 벡터 후보는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함될 수 있다.
움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 하나 이상의 움직임 벡터 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)일 수 있다.
움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자 뿐만 아니라 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트 정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 머지 후보, 머지 색인 등 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 하나 이상의 머지 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 의미할 수 있다. 머지 후보는 화면 간 예측 지시자, 각 리스트에 대한 참조 영상 색인, 움직임 벡터, 예측 리스트 활용 플래그, 화면 간 예측 지시자 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.
머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 또한, 머지 색인은 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다. 또한, 머지 색인은 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 더 작은 크기를 가지는 복수의 하위 변환 유닛들로 분할될 수 있다. 여기서, 변환/역변환은 1차 변환/역변환 및 2차 변환/역변환 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
스케일링(Scaling): 양자화된 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있다. 양자화된 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수를 이용하여 양자화된 레벨(quantized level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 양자화된 레벨을 스케일링하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분(difference) 값을 의미할 수 있다.
스캔(Scan): 유닛, 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다. 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨 혹은 양자화된 레벨을 의미할 수 있다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미할 수 있다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미할 수 있다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
통계값(statistic value): 연산 가능한 특정 값들을 가지는 변수, 부호화 파라미터, 상수 등 적어도 하나에 대한 통계값은 해당 특정 값들의 평균값, 가중평균값, 가중합값, 최소값, 최대값, 최빈값, 중간값, 보간값 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 부호화된 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장될 수 있거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 사용하여 잔여 블록을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 샘플을 참조 샘플로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이때, 상기 영역으로 탐색 영역을 사용할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 여기서, 참조 영상에 대한 부호화/복호화가 처리되었을 때 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)과 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나, 양자화하거나, 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 생성된 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 생성된 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 샘플에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태(form) 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 색인 등)뿐만 아니라, 부호화 과정 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 형태, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 3분할트리 형태의 분할 여부, 3분할트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 3분할트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 여부, 복합형트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 복합형트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 트리(이진트리 혹은 3분할 트리), 예측 모드(화면 내 예측 또는 화면 간 예측), 화면 내 휘도 예측 모드/방향, 화면 내 색차 예측 모드/방향, 화면 내 분할 정보, 화면 간 분할 정보, 부호화 블록 분할 플래그, 예측 블록 분할 플래그, 변환 블록 분할 플래그, 참조 샘플 필터링 방법, 참조 샘플 필터 탭, 참조 샘플 필터 계수, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 예측 블록 경계 필터링 방법, 예측 블록 경계 필터 탭, 예측 블록 경계 필터 계수, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 색인, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 색인, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 색인, 2차 변환 색인, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 잔여 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프 필터 적용 여부, 적응적 루프 필터 계수, 적응적 루프 필터 탭, 적응적 루프 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 중요 계수 플래그, 마지막 중요 계수 플래그, 계수 그룹 단위 부호화 플래그, 마지막 중요 계수 위치, 계수 값이 1보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 2보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 3보다 큰지에 대한 플래그, 나머지 계수 값 정보, 부호(sign) 정보, 복원된 휘도 샘플, 복원된 색차 샘플, 잔여 휘도 샘플, 잔여 색차 샘플, 휘도 변환 계수, 색차 변환 계수, 휘도 양자화된 레벨, 색차 양자화된 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 크기, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 형태, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 횟수, CTU 크기 정보, 최소 블록 크기 정보, 최대 블록 크기 정보, 최대 블록 깊이 정보, 최소 블록 깊이 정보, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 입력 샘플 비트 심도, 복원 샘플 비트 심도, 잔여 샘플 비트 심도, 변환 계수 비트 심도, 양자화된 레벨 비트 심도, 휘도 신호에 대한 정보, 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 색인을 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 복호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 참조 픽처 버퍼(190)에 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수와 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 샘플, 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 루프내 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에서 발생한 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 샘플을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 샘플 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 샘플 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 샘플의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(180)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 샘플 값을 이용하는 공간적 예측을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다. 필터부(260)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(260)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 예측 모드 및 화면 간 예측 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 복수의 하위 유닛들로 분할될 수 있다. 말하자면, 유닛 및 상기의 유닛의 분할에 의해 생성된 하위 유닛은 노드 및 상기의 노드의 자식 노드에 각각 대응할 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다. 유닛 깊이는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 하위 유닛의 분할 정보는 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
분할 구조는 CTU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. 재귀적 분할에 의해, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나의 크기가 분할 전의 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나에 비해 감소될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, CTU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, CTU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. CTU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 예를 들면, 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 또한, 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 4개의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소할 수 있다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 CTU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할(쿼드트리 분할, quad-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 8x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 8x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할(이진트리 분할, binary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기를 1:2:1의 비율로 분할함으로써, 3개의 부호화 유닛으로 분할 할 수 있다. 일 예로, 16x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 상측부터 각각 16x8, 16x16 및 16x8의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 좌측부터 각각 8x32, 16x32 및 8x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 3분할트리(ternary-tree) 형태로 분할(3분할트리 분할, ternary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
도 3의 CTU(320)는 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할이 모두 적용된 CTU의 일 예이다.
전술한 바와 같이, CTU를 분할하기 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 각각의 분할은 소정의 우선 순위에 기초하여 적용될 수 있다. 예컨대, CTU에 대해 쿼드트리 분할이 우선적으로 적용될 수 있다. 더 이상 쿼드트리 분할될 수 없는 부호화 유닛은 쿼드트리의 리프 노드에 해당될 수 있다. 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 및/또는 3분할트리의 루트 노드가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 이 때, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 이진트리 분할하거나 3분할트리 분할하여 생성된 부호화 유닛에 대해서는 다시 쿼드트리 분할이 수행되지 않도록 함으로써, 블록의 분할 및/또는 분할 정보의 시그널링을 효과적으로 수행할 수 있다.
쿼드트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 쿼드 분할 정보를 이용하여 시그널링될 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 쿼드 분할 정보는 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에는 우선순위가 존재하지 않을 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할될 수 있다. 또한, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해 생성된 부호화 유닛은 다시 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에 우선순위가 존재하지 않는 경우의 분할은 복합형트리 분할(multi-type tree partition)이라고 호칭할 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 복합형트리(multi-type tree)의 루트 노드가 될 수 있다. 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 시그널링될 수 있다. 상기 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할을 위해 순차적으로 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보가 시그널링될 수도 있다.
제1값(예컨대, '1')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 방향 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 방향 정보는 복합형트리 분할의 분할 방향을 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 세로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 가로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 트리 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 트리 정보는 복합형트리 분할을 위해 사용된 트리를 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 이진트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 3분할트리 분할됨을 지시할 수 있다.
분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및 분할 방향 정보는 각각 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나는 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 상기 정보들의 엔트로피 부호화/복호화를 위해, 현재 부호화 유닛에 인접한 주변 부호화 유닛의 정보가 이용될 수 있다. 예컨대, 좌측 부호화 유닛 및/또는 상측 부호화 유닛의 분할 형태(분할 여부, 분할 트리 및/또는 분할 방향)는 현재 부호화 유닛의 분할 형태와 유사할 확률이 높다. 따라서, 주변 부호화 유닛의 정보에 기초하여, 현재 부호화 유닛의 정보의 엔트로피 부호화/복호화를 위한 컨텍스트 정보를 유도할 수 있다. 이때, 주변 부호화 유닛의 정보에는 해당 부호화 유닛의 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
다른 실시예로서, 이진트리 분할과 3분할트리 분할 중, 이진트리 분할이 우선적으로 수행될 수 있다. 즉, 이진트리 분할이 먼저 적용되고, 이진트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 3분할트리의 루트 노드로 설정할 수도 있다. 이 경우, 3분할트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해서는 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다.
쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할에 의해 더 이상 분할되지 않는 부호화 유닛은 부호화, 예측 및/또는 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 예측 및/또는 변환을 위해 부호화 유닛이 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 따라서, 부호화 유닛을 예측 유닛 및/또는 변환 유닛으로 분할하기 위한 분할 구조, 분할 정보 등이 비트스트림에 존재하지 않을 수 있다.
다만, 분할의 단위가 되는 부호화 유닛의 크기가 최대 변환 블록의 크기보다 큰 경우, 해당 부호화 유닛은 최대 변환 블록의 크기와 같거나 또는 작은 크기가 될 때까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 64x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 4개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 32x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 2개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 변환을 위한 부호화 유닛의 분할 여부는 별도로 시그널링되지 않고, 상기 부호화 유닛의 가로 또는 세로와 최대 변환 블록의 가로 또는 세로의 비교에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 가로가 최대 변환 블록의 가로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 세로로 2등분 될 수 있다. 또한, 부호화 유닛의 세로가 최대 변환 블록의 세로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 가로로 2등분 될 수 있다.
부호화 유닛의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보, 변환 블록의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최대 크기는 64x64로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다.
쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(쿼드트리 최소 크기)에 관한 정보 및/또는 복합형트리의 루트 노드에서 리프 노드에 이르는 최대 깊이(복합형트리 최대 깊이)에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 상기 쿼드트리 최소 크기에 관한 정보 및/또는 상기 복합형트리 최대 깊이에 관한 정보는 화면 내 슬라이스와 화면 간 슬라이스의 각각에 대해 시그널링되거나 결정될 수 있다.
CTU의 크기와 변환 블록의 최대 크기에 대한 차분 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(이진트리 최대 크기)에 관한 정보는 부호화 트리 유닛의 크기와 상기 차분 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(3분할트리 최대 크기)는 슬라이스의 타입에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예컨대, 화면 내 슬라이스인 경우, 3분할트리 최대 크기는 32x32일 수 있다. 또한, 예컨대, 화면 간 슬라이스인 경우, 3분할 트리 최대 크기는 128x128일 수 있다. 예컨대, 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(이진트리 최소 크기) 및/또는 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(3분할트리 최소 크기)는 부호화 블록의 최소 크기로 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 이진트리 최대 크기 및/또는 3분할트리 최대 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 또한, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다.
전술한 다양한 블록의 크기 및 깊이 정보에 기초하여, 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및/또는 분할 방향 정보 등이 비트스트림에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
예컨대, 부호화 유닛의 크기가 쿼드트리 최소 크기보다 크지 않으면, 상기 부호화 유닛은 쿼드 분할 정보를 포함하지 않고, 해당 쿼드 분할 정보는 제2값으로 추론될 수 있다.
예컨대, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최대 크기(가로 및 세로) 및/또는 3분할트리 최대 크기(가로 및 세로)보다 큰 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최소 크기(가로 및 세로)와 동일하거나, 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 3분할트리 최소 크기(가로 및 세로)의 두 배와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다. 왜냐하면, 상기 부호화 유닛을 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할할 경우, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기보다 작은 부호화 유닛이 생성되기 때문이다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 복합형트리 내의 깊이가 복합형트리 최대 깊이와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할, 수평 방향 이진트리 분할, 수직 방향 3분할트리 분할 및 수평 방향 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 가능한 경우에만, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수평 방향 이진트리 분할이 모두 가능하거나, 수직 방향 3분할트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 방향 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 방향 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 방향을 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수직 방향 3분할트리 분할이 모두 가능하거나, 수평 방향 이진트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 트리 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 트리 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 트리를 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 중심으로부터 외곽으로의 화살표들은 화면 내 예측 모드들의 예측 방향들을 나타낼 수 있다.
화면 내 부호화 및/또는 복호화는 현재 블록의 주변 블록의 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록일 수 있다. 예를 들면, 화면 내 부호화 및/또는 복호화는 복원된 주변 블록이 포함하는 참조 샘플의 값 또는 부호화 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다.
예측 블록은 화면 내 예측의 수행의 결과로 생성된 블록을 의미할 수 있다. 예측 블록은 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 예측 블록의 단위는 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나의 크기일 수 있다. 예측 블록은 2x2, 4x4, 16x16, 32x32 또는 64x64 등의 크기를 갖는 정사각형의 형태의 블록일 수 있고, 2x8, 4x8, 2x16, 4x16 및 8x16 등의 크기를 갖는 직사각형 모양의 블록일 수도 있다.
화면 내 예측은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드에 따라 수행될 수 있다. 현재 블록이 가질 수 있는 화면 내 예측 모드의 개수는 기정의된 고정된 값일 수 있으며, 예측 블록의 속성에 따라 다르게 결정된 값일 수 있다. 예를 들면, 예측 블록의 속성은 예측 블록의 크기 및 예측 블록의 형태 등을 포함할 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기에 관계없이 N개로 고정될 수 있다. 또는, 예를 들면, 화면 내 예측 모드의 개수는 3, 5, 9, 17, 34, 35, 36, 65, 또는 67 등일 수 있다. 또는, 화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기 및/또는 색 성분(color component)의 타입에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, 색 성분이 휘도(luma) 신호인지 아니면 색차(chroma) 신호인지에 따라 화면 내 예측 모드의 개수가 다를 수 있다. 예컨대, 블록의 크기가 커질수록 화면 내 예측 모드의 개수는 많아질 수 있다. 또는 휘도 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수는 색차 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수보다 많을 수 있다.
화면 내 예측 모드는 비방향성 모드 또는 방향성 모드일 수 있다. 비방향성 모드는 DC 모드 또는 플래너(Planar) 모드일 수 있으며, 방향성 모드(angular mode)는 특정한 방향 또는 각도를 가지는 예측 모드일 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드는 모드 번호, 모드 값, 모드 숫자, 모드 각도, 모드 방향 중 적어도 하나로 표현될 수 있다. 화면 내 예측 모드의 개수는 상기 비방향성 및 방향성 모드를 포함하는 하나 이상의 M개 일 수 있다.
현재 블록을 화면 내 예측하기 위해 복원된 주변 블록에 포함되는 샘플들이 현재 블록의 참조 샘플로 이용 가능한지 여부를 검사하는 단계가 수행될 수 있다. 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플이 존재할 경우, 복원된 주변 블록에 포함된 샘플들 중 적어도 하나의 샘플 값을 복사 및/또는 보간한 값을 이용하여 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플의 샘플 값으로 대체한 후, 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 있다.
화면 내 예측 시 화면 내 예측 모드 및 현재 블록의 크기 중 적어도 하나에 기반하여 참조 샘플 또는 예측 샘플 중 적어도 하나에 필터를 적용할 수 있다.
플래너 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 예측 대상 샘플의 예측 블록 내 위치에 따라, 현재 샘플의 상단 및 좌측 참조 샘플, 현재 블록의 우상단 및 좌하단 참조 샘플의 가중합을 이용하여 예측 대상 샘플의 샘플값을 생성할 수 있다. 또한, DC 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 현재 블록의 상단 및 좌측 참조 샘플들의 평균 값을 이용할 수 있다. 또한, 방향성 모드의 경우 현재 블록의 상단, 좌측, 우상단 및/또는 좌하단 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성 할 수 있다. 예측 샘플 값 생성을 위해 실수 단위의 보간을 수행 할 수도 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 블록의 주변에 존재하는 블록의 화면 내 예측 모드로부터 예측하여 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하다는 정보를 시그널링할 수 있다. 또한, 복수 개의 주변 블록의 화면 내 예측 모드 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 화면 내 예측 모드에 대한 지시자 정보를 시그널링 할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 상이하면 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 기초로 엔트로피 부호화/복호화를 수행하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 사각형은 영상을 나타낼 수 있다. 또한, 도 5에서 화살표는 예측 방향을 나타낼 수 있다. 각 영상은 부호화 타입에 따라 I 픽처(Intra Picture), P 픽처(Predictive Picture), B 픽처(Bi-predictive Picture) 등으로 분류될 수 있다.
I 픽처는 화면 간 예측 없이 화면 내 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. P 픽처는 단방향(예컨대, 순방향 또는 역방향)에 존재하는 참조 영상만을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. B 픽처는 쌍방향(예컨대, 순방향 및 역방향)에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화 될 수 있다. 또한, B 픽처인 경우, 쌍방향에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측 또는 순방향 및 역방향 중 일 방향에 존재하는 참조 영상을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. 여기에서, 쌍방향은 순방향 및 역방향일 수 있다. 여기서, 화면 간 예측이 사용되는 경우, 부호화기에서는 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있고, 복호화기에서는 그에 대응하는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
아래에서, 실시예에 따른 화면 간 예측에 대해 구체적으로 설명된다.
화면 간 예측 혹은 움직임 보상은 참조 영상 및 움직임 정보를 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록에 대한 움직임 정보는 부호화 장치(100) 및 복호화 장치(200)의 각각에 의해 화면 간 예측 중 도출될 수 있다. 움직임 정보는 복원된 주변 블록의 움직임 정보, 콜 블록(collocated block; col block)의 움직임 정보 및/또는 콜 블록에 인접한 블록을 이용하여 도출될 수 있다. 콜 블록은 이미 복원된 콜 픽처(collocated picture; col picture) 내에서 현재 블록의 공간적 위치에 대응하는 블록일 수 있다. 여기서, 콜 픽처는 참조 영상 리스트에 포함된 적어도 하나의 참조 영상 중에서 하나의 픽처일 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 화면 간 예측을 위해 적용되는 예측 모드로서, AMVP 모드, 머지 모드, 스킵 모드, 현재 픽처 참조 모드 등이 있을 수 있다. 여기서 머지 모드를 움직임 병합 모드(motion merge mode)라고 지칭할 수 있다.
예를 들면, 예측 모드로서, AMVP가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터, 콜 블록의 움직임 벡터, 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터, (0, 0) 움직임 벡터 중 적어도 하나를 움직임 벡터 후보로 결정하여 움직임 벡터 후보 리스트(motion vector candidate list)를 생성할 수 있다. 생성된 움직임 벡터 후보 리스트를 이용하여 움직임 벡터 후보를 유도할 수 있다. 유도된 움직임 벡터 후보를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 콜 블록의 움직임 벡터 또는 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터를 시간적 움직임 벡터 후보(temporal motion vector candidate)라 지칭할 수 있고, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터를 공간적 움직임 벡터 후보(spatial motion vector candidate)라 지칭할 수 있다.
부호화 장치(100)는 현재 블록의 움직임 벡터 및 움직임 벡터 후보 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 계산할 수 있고, MVD를 엔트로피 부호화할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 후보 색인을 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 움직임 벡터 후보 색인은 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 후보를 지시할 수 있다. 복호화 장치(200)는 움직임 벡터 후보 색인을 비트스트림으로부터 엔트로피 복호화하고, 엔트로피 복호화된 움직임 벡터 후보 색인을 이용하여 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화된 MVD 및 움직임 벡터 후보의 합을 통해 복호화 대상 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
비트스트림은 참조 영상을 지시하는 참조 영상 색인 등을 포함할 수 있다. 참조 영상 색인은 엔트로피 부호화되어 비트스트림을 통해 부호화 장치(100)로부터 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다. 복호화 장치(200)는 유도된 움직임 벡터와 참조 영상 색인 정보에 기반하여 복호화 대상 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식의 다른 예로, 머지 모드가 있다. 머지 모드란 복수의 블록들에 대한 움직임의 병합을 의미할 수 있다. 머지 모드는 현재 블록의 움직임 정보를 주변 블록의 움직임 정보로부터 유도하는 모드를 의미할 수 있다. 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 생성할 수 있다. 움직임 정보는 1) 움직임 벡터, 2) 참조 영상 색인, 및 3) 화면 간 예측 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예측 지시자는 단방향 (L0 예측, L1 예측) 또는 쌍방향일 수 있다.
머지 후보 리스트는 움직임 정보들이 저장된 리스트를 나타낼 수 있다. 머지 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보는, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 정보(공간적 머지 후보(spatial merge candidate)) 및 참조 영상에서 현재 블록에 대응되는(collocated) 블록의 움직임 정보(시간적 머지 후보(temporal merge candidate)), 이미 머지 후보 리스트에 존재하는 움직임 정보들의 조합에 의해 생성된 새로운 움직임 정보 및 제로 머지 후보 중 적어도 하나일 수 있다.
부호화 장치(100)는 머지 플래그(merge flag) 및 머지 색인(merge index) 중 적어도 하나를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성한 후 복호화 장치(200)로 시그널링할 수 있다. 머지 플래그는 블록 별로 머지 모드를 수행할지 여부를 나타내는 정보일 수 있고, 머지 색인은 현재 블록에 인접한 주변 블록들 중 어떤 블록과 머지를 할 것인가에 대한 정보일 수 있다. 예를 들면, 현재 블록의 주변 블록들은 현재 블록의 좌측 인접 블록, 상단 인접 블록 및 시간적 인접 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
스킵 모드는 주변 블록의 움직임 정보를 그대로 현재 블록에 적용하는 모드일 수 있다. 스킵 모드가 사용되는 경우, 부호화 장치(100)는 어떤 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로서 이용할 것인지에 대한 정보를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 통해 복호화 장치(200)에 시그널링할 수 있다. 이때, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 차분 정보, 부호화 블록 플래그 및 변환 계수 레벨(양자화된 레벨) 중 적어도 하나에 관한 구문 요소를 복호화 장치(200)에 시그널링하지 않을 수 있다.
현재 픽처 참조 모드는 현재 블록이 속한 현재 픽처 내의 기-복원된 영역을 이용한 예측 모드를 의미할 수 있다. 이때, 상기 기-복원된 영역을 특정하기 위해 벡터가 정의될 수 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화되는지 여부는 현재 블록의 참조 영상 색인을 이용하여 부호화될 수 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화된 블록인지 여부를 나타내는 플래그 혹은 색인이 시그널링될 수도 있고, 현재 블록의 참조 영상 색인을 통해 유추될 수도 있다. 현재 블록이 현재 픽처 참조 모드로 부호화된 경우, 현재 픽처는 현재 블록을 위한 참조 영상 리스트 내에서 고정 위치 또는 임의의 위치에 추가될 수 있다. 상기 고정 위치는 예를 들어, 참조 영상 색인이 0인 위치 또는 가장 마지막 위치일 수 있다. 현재 픽처가 참조 영상 리스트 내에서 임의의 위치에 추가되는 경우, 상기 임의의 위치를 나타내는 별도의 참조 영상 색인이 시그널링될 수도 있다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이 잔여 신호에 변환 및/또는 양자화 과정을 수행하여 양자화된 레벨이 생성될 수 있다. 상기 잔여 신호는 원본 블록과 예측 블록(화면 내 예측 블록 혹은 화면 간 예측 블록) 간의 차분으로 생성될 수 있다. 여기에서, 예측 블록은 화면 내 예측 또는 화면 간 예측에 의해 생성된 블록일 수 있다. 여기서, 변환은 1차 변환 및 2차 변환 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 잔여 신호에 대해서 1차 변환을 수행하면 변환 계수가 생성될 수 있고, 변환 계수에 2차 변환을 수행하여 2차 변환 계수를 생성할 수 있다.
1차 변환(Primary Transform)은 기-정의된 복수의 변환 방법 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 일예로, 기-정의된 복수의 변환 방법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform) 또는 KLT(Karhunen-Loeve Transform) 기반 변환 등을 포함할 수 있다. 1차 변환이 수행 후 생성되는 변환 계수에 2차 변환(Secondary Transform)을 수행할 수 있다. 1차 변환 및/또는 2차 변환시에 적용되는 변환 방법은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 또는 변환 방법을 지시하는 변환 정보가 시그널링될 수도 있다.
1차 변환 및/또는 2차 변환이 수행된 결과 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 양자화된 레벨을 생성할 수 있다. 양자화된 레벨은 화면 내 예측 모드 또는 블록 크기/형태 중 적어도 하나를 기준으로 우상단 대각 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔 중 적어도 하나에 따라 스캐닝(scanning) 될 수 있다. 예를 들어, 우상단(up-right) 대각 스캐닝을 이용하여 블록의 계수를 스캔함으로써 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 블록의 크기 및/또는 화면 내 예측 모드에 따라 우상단 대각 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 스캐닝된 양자화된 레벨은 엔트로피 부호화되어 비트스트림에 포함될 수 있다.
복호화기에서는 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 양자화된 레벨을 생성할 수 있다. 양자화된 레벨은 역 스캐닝(Inverse Scanning)되어 2차원의 블록 형태로 정렬될 수 있다. 이때, 역 스캐닝의 방법으로 우상단 대각 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
양자화된 레벨에 역양자화를 수행할 수 있고, 2차 역변환 수행 여부에 따라 2차 역변환을 수행할 수 있고, 2차 역변환이 수행된 결과에 1차 역변환 수행 여부에 따라 1차 역변환을 수행하여 복원된 잔여 신호가 생성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 영상은 다수의 블록 단위로 분할되어 부호화/복호화될 수 있다. 본 명세서에서 유닛과 블록은 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 7은 하나의 블록(예컨대, CTU, CTB 또는 CU)을 복수의 블록(예컨대, CU, PU 또는 TU)으로 분할하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서 w는 블록의 가로 크기, h는 블록의 세로 크기를 나타낸다.
예컨대, 하나의 CTU는 쿼드트리 구조를 이용하여 재귀적으로 복수의 CU들로 분할될 수 있다. 하나의 CU 단위로 적용될 예측 방법(화면 내 예측 또는 화면 간 예측)이 결정될 수 있다.
예컨대, 하나의 CU는 M개의 PU들로 분할될 수 있다. 또한, 예컨대, 하나의 CU는 쿼드트리 구조를 이용하여 재귀적으로 N개의 TU들로 분할될 수 있다. 여기서, M과 N은 2 이상의 양의 정수일 수 있다.
영상을 복수의 블록으로 분할하는 일 예로, 쿼드트리 구조를 이용한 분할 후 이진트리 구조를 이용한 분할을 수행할 수 있다. 이하에서, 이러한 분할 구조를 “쿼드트리 후 이진트리(binary-tree after quad-tree) 분할”이라고 정의한다.
예컨대, 도 7에 도시된 예에서, 하나의 CTU는 쿼드트리 후 이진트리 분할되어 2개 혹은 4개의 CU들로 재귀적으로 분할될 수 있다. 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서는 쿼드트리 분할이 이진트리 분할보다 먼저 수행될 수 있다. 여기서, 하나의 블록이 2개의 블록으로 분할되는 경우 이진트리(Binary-tree, BT) 구조를 이용해서 분할되었다고 할 수 있다. 이진트리 분할에 의해 생성된 2개의 블록의 크기 및/또는 형태는 동일하거나 상이할 수 있다. 하나의 블록이 4개의 블록으로 분할되는 경우 쿼드트리 구조를 이용해서 분할되었다고 할 수 있다. 쿼드트리 분할에 의해 생성된 4개의 블록의 일부 또는 전부의 크기 및/또는 형태는 동일하거나 상이할 수 있다. CTU를 쿼드트리 후 이진트리 구조로 분할하여 획득된 CU는 정방형(정사각형) 혹은 비정방형(직사각형) 형태를 가질 수 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 제1 플래그 및 제1 인덱스 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다.
상기 제1 플래그가 제1 값을 지시하는 경우, 해당 CU가 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 상기 제1 플래그가 제2 값을 지시하는 경우, 해당 CU가 더 이상 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
상기 제1 인덱스가 제1 값을 지시하는 경우, 해당 CU가 더 이상 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 상기 제1 인덱스가 제2 값을 지시하는 경우, 해당 CU가 가로 방향 대칭 분할됨을 지시할 수 있다. 상기 제1 인덱스가 제3 값을 지시하는 경우, 해당 CU가 세로 방향 대칭 분할됨을 지시할 수 있다.
해당 CU에 대한 분할 여부 및/또는 분할 형태를 지시하는 상기 제1 플래그 및 제1 인덱스는 별개의 신택스 요소로 시그널링될 수도 있고, 하나의 신택스 요소로 시그널링될 수도 있다. 또는 쿼드트리 분할 여부를 지시하는 정보, 이진트리 분할 여부를 지시하는 정보, 이진트리 분할 형태를 지시하는 정보가 각각 별개로 시그널링되거나, 일부 또는 전부가 통합된 신택스 요소로 시그널링될 수도 있다.
도 7에 도시된 예와 같이, 이진트리 대칭 분할은 가로 방향 대칭 분할(symmetric splitting) 혹은 세로 방향 대칭 분할의 2가지의 대칭 분할 형태를 가질 수 있다. 이 때, 이진트리의 리프 노드는 CU를 의미할 수 있다. 또한, 이진트리 대칭 분할에 의해 획득된 2개의 노드에 해당하는 블록들은 서로 동일한 크기를 가질 수 있다.
도 7에 도시된 예와 같이, 이진트리 비대칭 분할은 가로 방향 비대칭 분할(asymmetric splitting) 혹은 세로 방향 비대칭 분할의 2가지의 비대칭 분할 형태를 가질 수 있다. 마찬가지로, 이진트리의 리프 노드는 CU를 의미할 수 있다. 또한, 이진트리 비대칭 분할에 의해 획득된 2개의 노드에 해당하는 블록들은 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 이진트리 대칭 분할의 경우와는 달리, 이진트리 비대칭 분할의 경우, 분할 형태 및/또는 분할 비율에 관한 정보가 추가적으로 시그널링될 수 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서, 쿼드트리의 리프(leaf) 노드는 추가적으로 이진트리 구조로 분할될 수 있다. 이때, 쿼드트리의 리프 노드 혹은 이진트리의 리프 노드는 CU를 의미할 수 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서의 최종 리프 노드에 해당하는 CU는 추가 분할 없이 예측과 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서는 CU, PU 및 TU가 모두 같은 크기를 가질 수 있다. 또한, CU 단위로 예측 방법(화면 내 예측 또는 화면 간 예측)이 결정될 수 있다. 즉, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서는 화면 내 예측, 화면 간 예측, 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화, 루프 내 필터링 과정이 정방형(정사각형) 블록 혹은 비정방형(직사각형) 블록 단위로 수행될 수 있다.
CU는 하나의 휘도(Luma; Y) 성분 블록 및 2개의 색차(Chroma; Cb/Cr) 성분 블록들을 포함할 수 있다. 또한, CU는 하나의 휘도 성분 블록만을 포함하거나, 2개의 색차 성분 블록들만을 포함할 수도 있다. 또한, CU는 하나의 휘도 성분 블록만을 포함하거나, Cr 색차 성분 블록만을 포함하거나, Cb 색차 성분 블록만을 포함할 수 있다.
영상을 다수의 블록으로 분할하는 다른 실시예로서, 이진트리 후 쿼드트리(quad-tree after binary-tree) 형태의 분할 구조가 사용될 수 있다. “이진트리 후 쿼드트리 분할”이란 이진트리 구조를 이용한 분할 후 쿼드트리 구조를 이용한 분할을 수행하는 분할을 의미한다. “이진트리 후 쿼드트리 분할”과 “쿼드트리 후 이진트리 분할”은 분할에 적용되는 트리 구조의 순서만이 다를 수 있다. 따라서, 트리구조의 순서를 제외하고 “쿼드트리 후 이진트리 분할”에 관한 상기 설명은 “이진트리 후 쿼드트리 분할”에 유사하게 적용될 수 있다.
영상을 다수의 블록으로 분할하는 또 다른 실시예로서, 조합된 쿼드트리 및 이진트리(Combined quad-tree and binary-tree) 형태의 분할 구조가 사용될 수 있다. 이 때, 하나의 CTU는 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조를 이용해서 2개 혹은 4개의 CU들로 재귀적으로 분할될 수 있다. 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조에서는 하나의 CU에 대해 쿼드트리 분할 혹은 이진트리 분할이 수행될 수 있다.
영상 또는 하나의 블록(예컨대, CTU) 내의 휘도 신호와 색차 신호에 대해 서로 다른 블록 분할 구조가 적용될 수 있다. 일 예로, 특정 슬라이스(예컨대, I 슬라이스) 또는 해당 슬라이스에 포함된 블록(예컨대, CTU) 내의 휘도 신호와 색차 신호는 서로 다른 블록 분할 구조를 이용하여 분할될 수 있다. 또한, 그렇지 않은 슬라이스(예컨대, P 혹은 B 슬라이스) 또는 해당 슬라이스에 포함된 블록(예컨대, CTU) 내의 휘도 신호와 색차 신호는 동일한 블록 분할 구조를 이용하여 분할될 수 있다. 색차 신호가 Cb 신호와 Cr 신호를 포함하는 경우, Cb 신호와 Cr 신호에 대해 서로 다른 화면 내 예측 모드가 이용될 수 있고, Cb 신호와 Cr 신호에 대한 화면 내 예측 모드가 각각 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또는, Cr 신호의 화면 내 예측 모드를 이용하여 Cb 신호의 화면 내 예측 모드를 엔트로피 부호화/복호화하거나, 반대로 Cb 신호의 화면 내 예측 모드를 이용하여 Cr 신호의 화면 내 예측 모드를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
도 8은 하나의 블록(예컨대, CTU 또는 CU)을 쿼드트리 후 이진트리 분할하고, 분할 여부 및/또는 분할 형태에 관한 정보를 시그널링하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
쿼드트리 분할 여부는 QT split flag에 의해 시그널링될 수 있다. 이진트리 분할 여부는 BT split flag에 의해 시그널링될 수 있다. 이진트리 분할 형태는 BT split type에 의해 시그널링될 수 있다.
현재 블록(예컨대, CU)은 정사각형, 삼각형 또는 직사각형 형태를 가지며, 쿼드트리의 리프 노드 또는 이진트리의 리프 노드에 해당할 수 있다. 또한, 현재 블록의 크기, 형태 및/또는 깊이 단위로 화면내 예측, 화면간 예측, 1차/2차 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화, 루프 내 필터링 등의 부호화/복호화 과정이 수행될 수 있다.
현재 블록은 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할되고, 각 서브 블록 별로 서로 다른 화면내 및/또는 화면간 예측 정보가 유도될 수 있다.
도 9는 현재 블록을 2개의 서브 블록으로 분할하는 다양한 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 있어서, 분할에 의해 획득된 2개의 서브 블록은 각각 제1 서브 블록 및 제2 서브 블록으로 정의하고, 제1 서브 블록을 서브 블록 A, 제2 서브 블록을 서브 블록 B로 명기할 수 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할되는 경우, 서브 블록의 최소 크기는 MxN으로 정의할 수 있다. 이 때, M, N은 동일하거나 상이한 양의 정수일 수 있다. 예컨대, 4x4 블록을 서브 블록의 최소 크기로 정의할 수 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할 되는 경우, 블록(예컨대, CU) 단위로 서브 블록 분할 여부에 대한 플래그 및/또는 서브 블록 분할 타입에 대한 인덱스 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할되는 경우, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이 이하/미만에 대해서는 더 이상의 블록 분할이 수행되지 않을 수 있다. 상기 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU, CU 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 비대칭 서브 블록으로 분할 시, 분할되는 서브 블록은 정사각형 및/또는 직사각형 형태 외에 임의의 형태를 가질 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 2개의 서브 블록으로 분할되는 경우, 현재 블록의 좌상단에서 우하단으로 대각 경계를 나눈 삼각형 형태의 2개의 서브 블록으로 분할되거나 또는 현재 블록의 우상단에서 좌하단으로 대각 경계를 나눈 삼각형 형태의 2개의 서브 블록으로 분할될 수 있다. 또는 좌상단에서 우하단으로 대각 경계를 나누고 우상단에서 좌하단으로 대각 경계를 나누어 삼각형 형태의 4개의 서브 블록으로 분할될 수 있다. 상기 삼각형 형태의 2개의 서브 블록들을 비대칭 분할 형태로 분할된 비대칭 서브 블록이라고 할 수 있다.
도 9의 (a)는 분할이 수행되지 않은 현재 블록(CU)을 나타낸다.
일 예로, 도 9의 (b)와 같이 현재 블록이 2개의 서브 블록으로 분할되는 경우, 현재 블록의 우하단 영역(제2 서브 블록 (서브 블록 B))을 제외한 나머지 영역을 제1 서브 블록 (서브 블록 A)으로 정의할 수 있다.
부호화기 및 복호화기는 복수의 비대칭 분할 형태에 관한 테이블 또는 리스트를 저장할 수 있다. 부호화기에서 현재 블록의 비대칭 분할 형태가 결정되면, 상기 테이블 또는 리스트를 참조하여 인덱스 또는 플래그가 결정되고, 상기 인덱스 또는 플래그가 복호화기에 전송될 수 있다. 또는, 부호화기/복호화기는 현재 블록의 부호화 파라미터에 기초하여 현재 블록의 비대칭 분할 형태를 결정할 수도 있다. 또는, 부호화기/복호화기는 현재 블록의 이웃 블록으로부터 현재 블록의 비대칭 분할 형태를 결정할 수도 있다. 이때, 이웃 블록의 분할 형태 등의 부호화 파라미터에 기초하여 현재 블록의 비대칭 분할 형태를 결정할 수도 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 비대칭 서브 블록으로 분할되는 경우, 각 서브 블록은 현재 블록의 가로 (w) 및/또는 세로 (h) 크기보다 같거나 작은 가로 및/또는 세로 크기를 가질 수 있다.
일 예로, 도 9의 (b)~(e)와 같이 현재 블록이 2개의 서브 블록으로 분할되는 경우, 제2 서브 블록은 3w/4 x 3h/4의 크기를 가질 수 있다.
한편, 현재 블록 대비 제2 서브 블록의 가로 및/또는 세로의 비율은 부호화기 및 복호화기에 기 정의된 비율로 설정되거나, 부호화기에서 복호화기로 시그널링되는 정보에 기초하여 설정될 수 있다.
현재 블록(예컨대, CU)은 쿼드트리의 리프 노드 혹은 이진트리의 리프 노드를 의미할 수 있으며, 현재 블록의 부호화/복호화를 위해 수행되는 화면내 예측, 화면간 예측, 1차/2차 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화 및 루프 내 필터링 등의 부호화/복호화 과정 중 적어도 하나 이상은 서브 블록의 크기, 형태 및/또는 깊이 단위로 수행될 수 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할되는 경우, 현재 블록의 예측 정보는 서브 블록간 서로 다른 화면간 예측 정보 유도, 서브 블록간 서로 다른 화면내 예측 정보 유도 및 서브 블록간 결합된 화면내/화면간 예측 정보 유도 중 적어도 하나 이상의 방법을 이용하여 유도될 수 있다.
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할 되는 경우, 블록(예컨대, CU) 단위로 서브 블록 분할 여부에 대한 플래그 및/또는 서브 블록 분할 타입에 대한 인덱스 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다. 이 경우, 도 9의 (b) ~ (j)의 비대칭 서브 블록 파티셔닝 타입 중 적어도 하나 이상의 타입을 이용하여 서브 블록의 분할 타입을 정의한 후, 부호화/복호화를 수행할 수 있다. 예컨대, 도 9의 (b) ~ (e)의 4가지 타입을 사용하는 경우, 서브 블록 기반 부호화 및 복호화 여부에 대한 플래그 및 서브 블록 파티셔닝 (Sub-block partitioning) 인덱스가 비트스트림을 통해 시그널링되거나 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다. 이 때, 인덱스 정보를 명시적으로 전송하는 경우, 적어도 아래의 엔트로피 부호화/복호화 방법 중 하나 이상을 사용할 수 있으며, 이진화된 후에 CABAC(ae(v))으로 최종 부호화/복호화 될 수 있다.
절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법
K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법
단항(Unary) 이진화 방법
절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법
현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할될지 여부는 현재 블록의 슬라이스 타입, 픽처 타입, 타일 그룹(tile group) 타입 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 여기서, 상기 슬라이스 타입은 I 슬라이스, P 슬라이스, B 슬라이스 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 상기 픽처 타입은 I 픽처, P 픽처, B 픽처 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 상기 타일 그룹은 적어도 하나 이상의 타일을 포함하는 픽처 분할 형태를 의미할 수 있고, 상기 타일 그룹은 I 타일 그룹, P 타일 그룹, P 타일 그룹 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 상기 슬라이스는 픽처, 타일 그룹과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
또한, 현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할될지 여부는 현재 블록의 크기에 기반해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 크기가 w이고 세로 크기가 h인 경우에 w * h 혹은 w + h 값을 특정 크기에 관한 값과 비교하여 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할될지 결정될 수 있다.
또한, 현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할될지 여부는 현재 블록의 부호화 모드에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 스킵 모드 혹은 머지 머지 모드일 경우, 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할될 수 있다.
또한, 현재 블록이 적어도 하나 이상의 대칭 및/또는 비대칭 서브 블록으로 분할된 경우, 각 서브 블록 간 움직임 벡터 값, 움직임 벡터 차분 값, 참조 영상, 참조 영상 리스트, 예측 리스트 활용 플래그 값, 서브 블록들을 가산하여 최종 예측 블록 생성에 사용되는 가중치 값 등이 서로 다를 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
현재 블록에 대한 화면 내 예측은, 화면 내 예측 모드 유도 단계(S1010), 참조 샘플 구성 단계(S1020) 및/또는 화면 내 예측 수행 단계(S1030)를 포함할 수 있다.
단계 S1010에서, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 유도될 수 있다. 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법, 비트스트림으로부터 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 엔트로피 부호화/복호화하는 방법, 주변 블록의 부호화 파라미터를 이용하는 방법 또는 색 성분의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법을 이용하여 유도될 수 있다. 상기 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법에 따르면, 주변 블록의 화면 내 예측 모드, 주변 블록의 하나 이상의 화면 내 예측 모드의 조합 및 하나 이상의 MPM을 이용하여 유도된 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 유도될 수 있다.
단계 S1020에서, 참조 샘플 선택, 참조 샘플 패딩 및 참조 샘플 필터링 중 적어도 하나 이상을 수행하여 참조 샘플이 구성될 수 있다.
단계 S1030에서, 비방향성 예측, 방향성 예측, 위치 정보 기반 예측, 색 성분간 예측 및 템플릿 매칭 기반 예측 중 적어도 하나 이상을 수행하여 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 단계 S1030에서, 예측 샘플에 대한 필터링이 추가적으로 수행될 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도하기 위해 하나 이상의 복원된 주변 블록이 이용될 수 있다. 복원된 주변 블록의 위치는 기정의된 고정 위치이거나 부호화/복호화하여 유도된 위치일 수 있다. 이하 부호화/복호화는 엔트로피 부호화 및 복호화를 의미할 수 있다. 예컨대, WxH 크기의 현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 좌표를 (0, 0)이라 할 때, 상기 주변 블록은 (-1, H-1), (W-1, -1), (W, -1), (-1, H) 및 (-1, -1) 좌표에 인접한 블록들 및 상기 블록들의 주변 블록들 중 적어도 하나일 수 있다. 이때, 상기 W 및 H는 상기 현재 블록의 가로(W) 및 세로(H)의 길이 또는 샘플의 개수를 나타낼 수 있다.
가용하지 않은 주변 블록의 화면 내 예측 모드는 소정의 화면 내 예측 모드로 대체될 수 있다. 상기 소정의 화면 내 예측 모드는 예컨대, DC 모드, Planar 모드, 수직 모드, 수평 모드 및/또는 대각 모드일 수 있다. 예컨대, 주변 블록이 픽처, 슬라이스, 타일, CTU(Coding Tree Unit) 등 중 적어도 하나의 소정의 유닛의 경계 밖에 위치하거나 화면 간 예측되거나 PCM 모드로 부호화된 경우 해당 주변 블록은 비가용으로 판단될 수 있다. 또는, 상기 주변 블록이 비가용한 경우, 상기 비가용 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 대체하지 않고, 상기 비가용 주변 블록을 이용하지 않을 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 소정 위치의 주변 블록의 화면 내 예측 모드 또는 둘 이상의 주변 블록의 화면 내 예측 모드의 통계값으로 유도될 수 있다. 본 명세서에서 통계값은, 평균값, 최대값, 최소값, 최빈값, 중간값, 가중 평균값 및 보간값 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
또는 주변 블록들의 크기에 기초하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 예컨대, 상대적으로 크기가 큰 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 또는 상대적으로 크기가 큰 블록의 화면 내 예측 모드에 상대적으로 큰 가중치를 부여하여 통계값을 계산할 수도 있다. 또는, 상대적으로 큰 가중치가 부여되는 모드들이 미리 정의되거나 시그널링될 수 있다. 예컨대, 수직 방향 모드, 수평 방향 모드, 대각 방향 모드, 비방향성 모드 중 적어도 하나에 대해 상대적으로 큰 가중치가 부여될 수 있다. 상기 모드들에 대해서는 동일한 가중치가 부여될 수도 있다.
또는 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 방향성인지의 여부가 고려될 수 있다. 예컨대, 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 비방향성인 경우, 상기 비방향성 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 또는 상기 비방향성 모드를 제외한 다른 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수도 있다.
현재 블록의 화면내 예측 모드를 유도하기 위해, 하나 이상의 MPM (Most Probable Mode) 리스트를 구성할 수 있다. MPM 리스트는 하나 이상의 MPM 후보 모드를 포함하며, MPM 후보 모드는 부호화/복호화가 완료된 적어도 하나 이상의 공간적 주변 블록의 화면내 예측 모드 및/또는 임의의 화면내 예측 모드를 포함할 수 있다.
도 11은 MPM 리스트를 구성할 때 이용되는 현재 블록의 공간적 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, MPM 리스트를 구성하는 화면내 예측 모드의 수를 6개라 가정하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 공간적 주변 블록들 중 적어도 하나로부터 MPM 리스트에 포함될 후보 모드를 최대 k개(k는 6 이하의 양의 정수)까지 순차적으로 유도할 수 있다. 이하의 설명에서, 예컨대, k는 5이다.
주변 블록들로부터 MPM 후보 모드를 유도하는 순서는 부호화기/복호화기에서 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 좌측 블록(L), 상단 블록(A), 좌하단 블록(BL), 우상단 블록(AR) 및 좌상단 블록(AL) 순서로 MPM 후보 모드를 유도할 수 있다. 또한, 좌측 블록(L), 상단 블록(A) 순서로 MPM 후보 모드를 유도할 수 있다. 비방향성 모드인 Planar 모드 및/또는 DC 모드는 발생 확률이 높은 화면내 예측 모드로 간주할 수 있다. 따라서, 상기 공간적 주변 블록으로부터 유도된 5개의 화면내 예측 모드 내에 Planar 모드 및/또는 DC 모드가 포함되지 않은 경우, Planar 및/또는 DC 모드를 MPM 후보 모드로서 MPM 리스트에 포함시킬 수 있다. 즉, MPM 후보 리스트에는 Planar 및/또는 DC 모드가 항상 포함될 수 있다.
이 때, MPM 리스트상에 Planar 모드 및/또는 DC 모드가 위치하는 순서는 부호화기/복호화기에서 임의로 설정할 수 있다. 예컨대, 좌측 블록(L), 상단 블록(A), planar, DC, 좌하단 블록(BL), 우상단 블록(AR) 및 좌상단 블록(AL) 순서로 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 좌측 블록(L), 상단 블록(A), planar, DC 순서로 MPM 리스트를 구성할 수 있다.
상기 구성된 MPM 리스트 내의 화면내 예측 모드가 서로 다른 예측 모드인지에 대한 중복성 검사가 수행될 수 있다. 중복성 검사 이후의 MPM 리스트 내에 포함된 화면내 예측 모드의 수가 MPM 리스트가 포함할 수 있는 화면내 예측 모드의 최대 개수(예를 들어, 6개)보다 작은 경우, MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드 중에서 방향성을 가지는 화면내 예측 모드에 소정의 오프셋을 가산 및/또는 감산한 화면내 예측 모드를 추가적으로 MPM 리스트에 포함시킬 수 있다. 이 때의 오프셋 값은 1로 한정되지 않으며, 2 이상의 정수일 수 있다.
만약, 상기의 과정을 통해서도 MPM 리스트가 채워지지 않은 경우, 예컨대, MPM 후보 모드가 6개 미만인 경우, 수직 모드, 수평 모드, 대각 모드의 순서로 MPM 리스트를 채워나감으로써 최대 6개의 서로 다른 화면내 예측 모드를 가지는 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 디폴트 모드(수직 모드, 수평 모드, 대각 모드)가 채워지는 순서는 상기 예에 한정되지 않으며, 부호화기/복호화기에서 기 정의된 임의의 순서일 수 있다. 화면내 예측 모드의 수가 최대 67인 경우, 모드 0은 Planar 모드, 모드 1은 DC 모드를 나타내며, 모드 2 내지 모드 66은 방향성 모드를 나타낼 수 있다. 또한, 수직 모드는 모드 50, 수평 모드는 모드 18, 대각 모드는 모드 2, 모드 34 및/또는 모드 66일 수 있다.
예를 들어, 전술한 바와 같이 구성된 MPM 리스트 내에 포함된 후보 모드들은 소정의 기준에 따라 재정렬될 수 있다.
도 12는 MPM 리스트 내의 후보 모드들을 재정렬하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
MPM 리스트에 포함된 후보 모드의 각각에 대해 예측 블록을 생성하고, 생성된 예측 블록과 현재 블록의 주변 참조 샘플과의 경계(Boundary) 영역에서 SAD (Sum of absolute differences)(Boundary SAD)를 구할 수 있다. 그 후, SAD가 작은 화면내 예측 모드부터 SAD가 큰 화면내 예측 모드의 순서(올림차순)로 MPM 후보 모드들을 재정렬함으로써, MPM 리스트를 재구성할 수 있다.
또는, 복수의 MPM 후보 모드들을 대상으로 각각 SAD를 계산한 후, 허용된 MPM 후보 모드의 최대 개수만큼의 후보 모드들로 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 이 때, SAD가 작은 후보 모드의 순서로 MPM 리스트가 구성될 수 있다.
MPM 리스트를 구성함에 있어, 소정 크기의 현재 블록에 대해 하나의 MPM 리스트가 구성될 수 있다. 만약 상기 소정 크기의 현재 블록이 복수의 서브 블록들로 분할되는 경우, 각 서브 블록들에 대해서도 상기 구성된 MPM 리스트가 이용될 수 있다. 이 때, 상기 현재 블록 및 서브 블록의 크기는 예컨대, MxN일 수 있으며, M과 N은 각각 소정의 정수일 수 있다. 예를 들어, 현재 블록 및/또는 서브 블록은 CTU, CU, SU(signalling unit), QTMax, QTMin, BTMax, BTMin, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, 4x8, 8x16, 16x8, 32x64, 32x8, 4x32 등 중 적어도 하나의 크기를 가질 수 있다. 이때, QTMax 및 QTMin은 쿼드트리로 분할될 수 있는 블록의 최대 크기 및 최소의 크기를 각각 나타낼 수 있다. 또한, BTMax 및 BTMin은 이진트리로 분할될 수 있는 블록의 최대 크기 및 최소 크기를 각각 나타낼 수 있다. 이하에서, 서브 블록의 크기는 서브 블록의 분할 구조를 의미할 수 있다.
현재 블록의 화면내 예측 모드는 MPM(Most Probable Mode) flag 및/또는 MPM 색인(mpm_idx)을 이용하여 부호화/복호화될 수 있다. 상기 MPM flag는 현재 블록의 화면내 예측 모드와 동일한 후보 모드가 MPM 리스트에 포함되는지 여부를 지시할 수 있다. MPM 색인은 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 현재 블록의 화면내 예측 모드와 동일한 후보를 지시할 수 있다.
예컨대, MPM flag가 1인 경우, 현재 블록(예컨대, 휘도 성분)의 화면내 예측 모드는 MPM 색인(mpm_idx)과 부호화/복호화된 현재 블록의 인접 유닛들의 화면내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도될 수 있다. 일 예로 MPM flag가 1인 경우, 전술한 방법에 따라 MPM 리스트를 구성한 후, MPM 색인이 가리키는 화면내 예측 모드를 현재 블록의 화면내 예측 모드로 유도할 수 있다.
구성된 MPM 리스트가 소정의 기준에 따라 재정렬된 경우, MPM 색인이 전송되지 않고, MPM 리스트 내 임의의 위치의 후보 모드가 현재 블록의 화면내 예측 모드로 유도될 수도 있다. 상기 소정의 기준은 예컨대, 전술한 Boundary SAD일 수 있다. 상기 MPM 리스트 내 임의의 위치는 예컨대, MPM 리스트의 첫번째(0번 인덱스) 위치일 수 있다.
예컨대, MPM flag가 0인 경우, 하나 이상의 후보 모드를 포함하는 2차 MPM 리스트(2nd MPM list)가 구성될 수 있다. 또한, 현재 블록의 화면내 예측 모드가 2차 MPM 리스트에 포함된 후보 모드와 동일한지 여부를 지시하는 2차 MPM flag(2nd MPM flag)가 부호화/복호화될 수 있다.
상기 2차 MPM flag가 1인 경우, 2차 MPM 색인(2nd_mpm_idx)가 추가적으로 부호화/복호화될 수 있다. 이 때, 현재 블록(예컨대, 휘도 성분)의 화면내 예측 모드는 2차 MPM 색인과 부호화/복호화 된 인접 유닛들의 화면내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도될 수 있다.
2차 MPM 리스트에 포함되는 후보 모드는 현재 블록의 주변 블록들의 화면내 예측 모드에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 왼쪽 블록 또는 상단 블록의 화면내 예측 모드가 이용될 수 있다. 또는, 현재 블록의 상단에 인접한 서브 블록들이 서로 다른 하나 이상의 화면내 예측 모드를 가지는 경우, 해당 화면내 예측 모드들이 2차 MPM 리스트에 포함될 수 있다. 유사하게, 현재 블록의 왼쪽에 인접한 서브 블록들이 서로 다른 하나 이상의 화면내 예측 모드를 가지는 경우, 해당 화면내 예측 모드들이 2차 MPM 리스트에 포함될 수 있다. 또는 현재 슬라이스 내에서 화면내 예측된 블록들로서 현재 블록보다 먼저 부호화/복호화가 완료된 블록들의 화면내 예측 모드를 이용하여 2차 MPM 리스트를 구성할 수도 있다.
상기 MPM flag 및 2차 MPM flag가 모두 0인 경우, 현재 블록(예컨대, 휘도 성분)의 화면내 예측 모드는 휘도 성분 잔여 화면내 예측 모드 색인(rem_intra_luma_pred_mode)을 이용하여 부호화/복호화 될 수 있다.
또한, 색차 성분의 화면내 예측 모드는, 색차 성분 잔여 화면내 예측 모드 색인(intra_chroma_pred_mode) 및/또는 대응하는 휘도 블록의 화면내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도될 수 있다. 휘도 블록의 화면내 예측 모드에 기초하여 색차 성분의 화면내 예측 모드를 유도하는 방법에 대해서는 후술한다.
이하에서, MPM 리스트(및/또는 2차 MPM 리스트)에 포함되는 하나 이상의 후보 모드들을 구성하기 위해 현재 블록 주변의 부호화된 정보를 이용하는 다른 실시예를 설명한다.
예를 들어, 모든 화면내 예측 모드의 각각에 대해, 현재 블록의 예측 샘플을 생성할 수 있다. 예측 블록이 생성되면, 도 12를 참조하여 설명한 바와 같이, 현재 블록의 주변 참조 샘플과 생성된 예측 샘플 사이에서 Boundary SAD를 계산할 수 있다. 이 후, SAD가 작은 모드들부터 올림차순으로 정렬하고, MPM 리스트(및/또는 2차 MPM 리스트)가 포함할 수 있는 후보 모드의 최대 개수에 맞춰 SAD가 작은 화면내 예측 모드들부터 MPM 리스트(및/또는 2차 MPM 리스트)에 포함시킬 수 있다.
도 12에 도시된 실시예에서, 8x8 크기의 현재 블록이 화면내 예측되는 경우, 부호화기/복호화기에 허용된 모든 화면내 예측 모드의 각각에 대해 예측 블록이 생성될 수 있다. 생성된 각각의 예측 블록의 좌측 열, 좌상단 샘플 및/또는 상단 행에 위치한 Boundary 영역(점선 영역)과 주변 참조 샘플(회색 영역) 사이에서 Boundary SAD를 계산할 수 있다. 상기 SAD가 작은 순서대로 화면내 예측 모드를 정렬할 수 있다. 상기 정렬된 순서에 따라 후보 모드로서 MPM 리스트(및/또는 2차 MPM 리스트)에 포함시킬 수 있다.
하나 이상의 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, Boundary SAD의 계산은 참조 샘플 라인의 각각에 대해 수행될 수 있다. 또는, Boundary SAD를 계산시, 현재 블록의 예측 블록의 좌측 열에 대해 하나 이상의 열들이 고려될 수 있으며, 마찬가지로 현재 블록의 예측 블록의 상단 행에 대해서도 하나 이상의 행들이 고려될 수 있다.
다른 실시예로서, 현재 슬라이스 내의 부호화/복호화가 완료된 다른 영역으로부터 현재 블록과 가장 유사한 블록을 검색한 후, 상기 방법(Boundary SAD를 이용한 방법)을 적용할 수 있다. 이 경우, 상기 방법을 적용하거나 또는 현재 블록과 가장 유사한 블록 및 해당 블록에서 화면내 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성한 뒤, 두 블록 사이의 차분값이 최소가 되는 화면내 예측 모드를 구하여 MPM 리스트(및/또는 2차 MPM 리스트)에 포함시킬 수 있다.
상기의 방법 중 적어도 하나 이상의 방법으로 MPM 리스트(및/또는 2nd MPM 리스트)를 구성했음을 나타내는 정보를 부호화/복호화하거나 복호화기에서 묵시적으로 유도할 수 있다. MPM 리스트(및/또는 2nd MPM 리스트)를 구성했음을 나타내는 상기 정보를 부호화/복호화 하는 경우, 적어도 아래의 엔트로피 부호화/복호화 방법 중 하나 이상을 사용할 수 있으며, 이진화된 후에 CABAC(ae(v))을 이용하여 최종적으로 부호화/복호화될 수 있다.
- 절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법
- K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법
- 단항(Unary) 이진화 방법
- 절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법
화면 내 예측 모드를 유도하는 또 다른 실시예로서, 다른 색 성분의 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 색차 블록인 경우, 상기 색차 블록에 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드가 이용될 수 있다. 상기 대응하는 휘도 블록은 하나 이상일 수 있다. 상기 대응하는 휘도 블록은 휘도 블록의 위치, 색차 블록의 위치, 휘도 블록의 좌상단 샘플 위치, 색차 블록의 좌상단 샘플 위치, 휘도 블록의 크기, 색차 블록의 크기, 형태 및/또는 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 또는 상기 대응하는 휘도 블록은 휘도 블록의 크기, 형태 및/또는 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수도 있다.
색차 블록에 대응하는 휘도 블록은 복수의 파티션을 포함할 수 있다. 상기 복수의 파티션의 전부 또는 일부는 상이한 화면 내 예측 모드를 가질 수 있다. 색차 블록의 화면 내 예측 모드는 대응하는 휘도 블록 내 복수의 파티션의 전부 또는 일부에 기반하여 유도될 수 있다. 이때, 색차 블록과 휘도 블록(복수의 파티션 전부 또는 일부) 간의 블록 크기, 형태, 깊이 정보 등의 비교에 기반하여 일부 파티션이 선택적으로 이용될 수 있다. 색차 블록 내 소정의 위치에 대응하는 휘도 블록 내 위치의 파티션이 선택적으로 이용될 수도 있다. 상기 소정의 위치는 색차 블록의 코너 샘플(예를 들어, 좌상단 샘플) 위치 또는 중앙 샘플 위치를 의미할 수 있다. 상기 중앙 샘플 위치는 휘도/색차 블록의 좌상단 위치와 휘도/색차 블록의 가로 크기의 반, 휘도/색차 블록의 세로 크기의 반을 기초로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 휘도/색차 블록의 좌상단 위치에 가로 방향으로 휘도/색차 블록의 가로 크기의 반을 가산하여 중앙 샘플의 x축 방향 위치를 결정할 수 있다. 또한, 상기 휘도/색차 블록의 좌상단 위치에 세로 방향으로 휘도/색차 블록의 세로 크기의 반을 가산하여 중앙 샘플의 y축 방향 위치를 결정할 수 있다. 이때, 상기 색차 블록의 중앙 샘플 위치에 대응하는 휘도 블록의 위치는 휘도 블록의 중앙 샘플 위치를 의미할 수 있다.
본 발명에 따른 색 성분 간 화면 내 예측 모드의 유도 방법은, 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 대응하는 휘도 블록의 mpm_idx 또는 MPM list 중 적어도 하나를 이용하거나 공유하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수도 있다.
도 13은 휘도 블록과 색차 블록의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 13에 도시된 예에서, 색 성분 간 비율은 4:2:0 이며, 색차 블록에 대응하는 휘도 블록은 A, B, C, D 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 13에 도시된 예에서, 색차 블록의 화면 내 예측 모드는 색차 블록 내 좌상단 위치 (0, 0)에 대응하는 휘도 블록 A의 화면 내 예측 모드, 색차 블록의 중앙 샘플 위치 (nS/2, nS/2)에 대응하는 휘도 블록 D의 화면 내 예측 모드, 또는 색차 블록의 또 다른 중앙 샘플 위치 ((nS/2)-1, (nS/2)-1)에 대응하는 휘도 블록 B의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도될 수 있다. 상기 색차 블록 내 소정의 위치는 (0, 0), ((nS/2)-1, (nS/2)-1) 및 (nS/2, nS/2)로 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 소정의 위치는 색차 블록 내 우상단, 좌하단 및/또는 우하단 코너 샘플의 위치일 수 있다. 상기 색차 블록의 중앙 샘플 위치는 (W/2, H/2) 일 수 있으며, W는 블록의 가로, H는 블록의 세로 길이일 수 있다. 또한, 상기 색차 블록의 중앙 샘플 위치는 ((W/2)-1, (H/2)-1)일 수 있다.
상기 소정의 위치는 색차 블록의 형태에 기초하여 선택될 수 있다. 예컨대, 색차 블록이 정사각형인 경우, 상기 소정의 위치는 중앙 샘플 위치일 수 있다. 예컨대, 색차 블록이 직사각형인 경우, 상기 소정의 위치는 좌상단 샘플 위치일 수 있다. 상기 예에서, 색차 블록이 정사각형인 경우와 직사각형인 경우에서의 상기 소정의 위치는 반대일 수도 있다.
다른 실시예로서, 색차 블록의 크기에 대응하는 휘도 블록 내의 하나 이상의 화면 내 예측 모드의 통계값을 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
도 13에 도시된 예에서, 예컨대, 휘도 블록 A와 D의 화면 내 예측 모드의 평균에 해당하는 모드 또는 색차 블록의 크기에 대응하는 휘도 블록 내의 A, B, C, D 의 화면 내 예측 모드의 평균에 해당하는 모드를 색차 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다.
이용 가능한 휘도 블록의 화면 내 예측 모드가 복수 개 존재하는 경우, 그 중 전부 또는 일부가 선택될 수 있다. 상기 선택은 색차 블록 내의 소정의 위치에 기반하거나, 색차 블록 및/또는 휘도 블록의 크기, 형태 및/또는 깊이에 기반하여 수행될 수 있다. 상기 선택된 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
예를 들어, 색차 블록 내 좌상단 샘플 위치 (0, 0)에 대응하는 휘도 블록 A와 색차 블록 내 중앙 샘플 위치 (nS/2, nS/2)에 대응하는 휘도 블록 D의 크기가 비교하여 상대적으로 큰 휘도 블록 D의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
또는, 색차 블록 내 소정의 위치에 대응하는 휘도 블록이 색차 블록보다 크거나 같으면, 해당 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
또는, 색차 블록의 크기가 소정의 범위에 해당하는 경우, 색차 블록 내 좌상단 샘플 위치 (0, 0)에 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
또는, 색차 블록의 크기가 소정의 범위에 해당하는 경우, 색차 블록 내 소정의 위치 (0, 0)과 (nS/2, nS/2)에 대응하는 휘도 블록의 크기를 비교하여 큰 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
상기 소정의 범위는 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보, 블록(색차 블록 및/또는 휘도 블록)의 크기(및/또는 깊이)에 관한 정보 및 부호화기/복호화기에서 미리 정의된 정보 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다.
또는, 색차 블록의 형태가 직사각형인 경우, 색차 블록 내 중앙 샘플 위치 (nS/2, nS/2)에 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드 혹은 색차 블록의 또 다른 중앙 샘플 위치 ((nS/2)-1, (nS/2)-1)에 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
또는, 휘도 블록 내 복수의 파티션 중, 색차 블록과 같은 형태를 갖는 파티션이 이용될 수 있다. 예컨대, 색차 블록이 정방형 또는 비정방형인 경우, 휘도 블록 내 복수의 파티션 중 정방형 또는 비정방형의 파티션이 이용될 수 있다.
도 13을 참조하여 설명한 예에서, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록의 화면 내 예측 모드를 유도한다는 의미는, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드가 색차 블록의 화면 내 예측 모드로서 그대로 이용되는 경우를 포함한다. 또한, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 것에 한정되지 않으며, 휘도 블록의 mpm_idx, MPM 리스트를 포함하여, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드 유도시 이용된 정보를 이용할 수도 있다.
또는, 상기 소정의 위치에 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 색차 블록에 대한 MPM 리스트를 구성할 수도 있다. 이 경우, 색차 블록에 대한 mpm_idx 정보가 부호화되어 시그널링될 수 있다. 색차 블록에 대한 MPM 리스트는 휘도 블록에 대한 MPM 리스트와 유사한 방법으로 구성될 수 있다. 그러나, 색차 블록의 MPM 후보는 주변 색차 블록의 화면 내 예측 모드 및/또는 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드를 포함할 수 있다.
MPM flag가 0인 경우, 하나 이상의 화면 내 예측 모드를 포함하는 2차 MPM 리스트를 구성하고, 2차 MPM 인덱스(2nd_mpm_idx)를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 이때, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 2차 MPM 리스트에 포함되는지를 지시하는 2차 지시자(예컨대, 2차 MPM flag)가 부호화/복호화될 수 있다. 2차 MPM 리스트는 1차 MPM 리스트와 유사하게 주변 블록의 화면 내 예측 모드들을 이용하여 구성될 수 있다. 이때, 1차 MPM 리스트에 포함된 화면 내 예측 모드는 2차 MPM 리스트에 포함되지 않을 수 있다. MPM 리스트의 개수는 1개 또는 2개로 한정되지 않으며, N개의 MPM 리스트가 이용될 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드가 복수의 MPM 리스트 중 하나에 포함되지 않는 경우, 현재 블록의 휘도 성분 화면 내 예측 모드는 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 색차 성분 화면 내 예측 모드는 대응하는 휘도 성분 화면 내 예측 모드에 기초하여 유도되거나, 부호화/복호화될 수 있다.
현재 블록이 복수의 서브 블록(sub block)으로 분할되는 경우, 분할된 각각의 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하기 위해 전술한 방법 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
서브 블록의 크기 및/또는 형태는 소정의 크기 및/또는 형태(예컨대, 4x4)이거나 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 결정될 수 있다. 또는, 서브 블록의 크기는 현재 블록의 주변 블록의 분할 여부에 기반하여 결정되거나 현재 블록의 주변 블록의 화면 내 예측 모드에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 상이한 경계를 기준으로 현재 블록이 분할될 수 있다. 또는, 주변 블록이 화면 내 부호화 블록인지 화면 간 부호화 블록인지에 기반하여 현재 블록이 분할될 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드가 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도됨을 나타내는 지시자(예컨대, NDIP_flag)가 부호화/복호화될 수 있다. 상기 지시자는 현재 블록 또는 서브 블록 중 적어도 하나의 단위마다 부호화/복호화될 수 있다. 이때 현재 블록 또는 서브 블록의 크기가 소정의 크기 또는 소정의 크기 범위에 해당하는 경우에만 상기 지시자가 부호화/복호화될 수 있다.
현재 블록의 크기가 소정의 크기에 해당하는지의 판단은 현재 블록의 가로 또는 세로의 길이에 기초하여 수행될 수 있다. 예컨대, 가로 또는 세로의 길이가 분할 가능한 길이이면, 현재 블록의 크기가 소정의 크기에 해당하는 것으로 판단될 수 있다.
화면 내 예측에 관한 정보는 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), APS(adaptation parameter set), 슬라이스(slice) 헤더, 타일(tile) 헤더 중 적어도 하나를 통하여 시그널링 될 수 있다. 소정의 블록 크기 이하에서는 화면 내 예측에 관한 정보 중 적어도 하나 이상이 시그널링되지 않을 수 있다. 이 경우, 이전에 부호화/복호화된 블록(예컨대, 상위 블록)의 화면 내 예측에 관한 정보가 이용될 수 있다.
상기 유도된 화면 내 예측 모드에 기초하여, 화면 내 예측을 위한 참조 샘플이 구성될 수 있다. 이하의 설명에서 현재 블록은 예측 블록 또는 예측 블록보다 작은 크기/형태를 가지는 서브 블록을 의미할 수 있다. 참조 샘플은 현재 블록의 주변의 복원된 하나 이상의 샘플 또는 샘플 조합을 이용하여 구성될 수 있다. 또한, 구성된 참조 샘플에 대하여 필터링이 적용될 수 있다.
참조 샘플 구성에 사용되는 복원 샘플 라인의 개수 및/또는 위치는 부호화 트리 블록 내 현재 블록의 위치에 따라 달라질 수 있다. 복수의 복원 샘플 라인 상의 각 복원 샘플은 그대로 참조 샘플로 사용될 수 있다. 또는 복원 샘플에 소정의 필터를 적용하고, 필터링된 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 생성할 수도 있다. 필터가 적용되는 복원 샘플들은 동일한 복원 샘플 라인에 속하거나 다른 복원 샘플 라인에 속할 수 있다.
상기 복수의 참조 샘플 라인을 사용하는지 여부를 나타내는 지시자가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, SPS, PPS, Slice header 중 적어도 하나에 mrl_enabled_flag 와 같은 지시자가 포함되어 시그널링될 수 있다. 상기 플래그는 단일 참조 샘플 라인을 사용하는지 또는 복수 참조 샘플 라인을 사용하는지 여부를 나타내는 지시자일 수 있다.
상기 지시자가 복수 참조 샘플 라인을 사용함을 나타내는 경우, 참조 샘플 라인 인덱스가 추가로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, mrl_index가 시그널링되어 몇 번째 참조 샘플 라인이 구성되고 이용되는지 결정할 수 있다.
상기 mrl_index가 0이면 현재 블록에 인접한 첫번째 참조 샘플 라인이 구성되는 것을 의미할 수 있다. 또한, mrl_index가 1이면 두번째 참조 샘플 라인, 2이면 세번째 참조 샘플 라인, 3이면 네번째 참조 샘플 라인이 구성되는 것을 의미할 수 있다. 첫번째 참조 샘플 라인 내지 네번째 참조 샘플 라인은 예를 들어, 도 14에 도시된 복원 샘플 라인 1 내지 복원 샘플 라인 4를 각각 의미할 수 있다.
상기 mrl_index는 화면내 예측 모드, MPM 정보, 현재 블록의 가로 및 세로 길이, CTU 상단 경계 여부, 색 성분 중 적어도 하나에 기반하여 시그널링될 수 있다. 이때, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링되지 않는 경우에는, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인이 구성되고 이용될 수 있다.
예를 들어, 화면내 예측 모드가 소정의 모드에 해당하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 상기 화면내 예측 모드는 현재 블록 또는 현재 블록에 인접한 주변 블록 중 적어도 하나의 화면내 예측 모드일 수 있다. 상기 소정의 모드는 비방향성 예측 모드, 방향성 예측 모드, 수직/수평 모드, 짝수 번호 모드, 홀수 번호 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 좌측 또는 상단에 인접한 블록의 화면내 예측 모드가 방향성 예측 모드에 해당하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 또는 상기 주변 블록의 화면내 예측 모드가 짝수 또는 홀수의 값을 갖는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 MPM 정보에 기반하여 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 상기 MPM 정보는 MPM 플래그, MPM 인덱스, MPM 리스트, MPM 후보 중 적어도 하나일 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 화면내 예측 모드에 대한 MPM 플래그가 매칭함을 나타내는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 또는 MPM 후보 리스트 내에 방향성 예측 모드가 존재하거나 방향성 예측 모드만이 존재하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 또는 MPM 후보 리스트 내에 비방향성 예측 모드가 존재하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 또는 상기 mrl_index 지시자에 기반하여 상기 현재 블록의 MPM 정보가 다르게 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 mrl_index 지시자가 0이 아닌 경우에는 상기 MPM 정보 중 적어도 하나를 시그널링하지 않을 수 있다. 예컨대, 상기 mrl_index 지시자가 0이 아닌 경우에 MPM 플래그 또는 잔여 모드 정보가 시그널링되지 않을 수 있다. 한편, 상기 mrl_index 지시자가 0이 아닌 경우에 MPM 인덱스가 시그널링될 수 있으며, 상기 MPM 인덱스를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 예컨대, mrl_index 지시자가 0이 아닌 경우, MPM 플래그의 파싱 없이 MPM 모드인 것으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 가로 및 세로 길이가 소정의 범위를 만족하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 예컨대, 가로 또는 세로의 길이가 소정의 크기(예컨대, 4) 보다 큰 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 CTU 상단 경계에 위치하는지 여부에 기반하여 상기 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 CTU 상단 경계에 위치하는 경우, 상기 mrl_index 지시자가 시그널링되지 않을 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 색 성분이 휘도(luma) 신호에 해당하는 경우 상기 mrl_index 지시자가 시그널링되고, 색차(chroma) 신호에 해당하는 경우 상기 mrl_index 지시자가 시그널링되지 않을 수 있다.
또는, 상기 mrl_index 지시자는 추가적으로 이용되는 참조 샘플 라인을 의미할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인은 항상 이용하고, 상기 mrl_index 지시자가 지시하는 참조 샘플 라인이 추가적으로 구성되고 이용될 수 있다.
복수의 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, 각 참조 샘플 라인마다 필터링 적용 여부를 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 참조 샘플 라인에 대하여는 화면내 예측 모드 및 블록의 크기/형태에 기반하여 필터링이 적용되고, 현재 블록으로부터 두번째 이상에 위치하는 참조 샘플 라인에 대하여는 필터링이 적용되지 않을 수 있다. 또한, 하나의 참조 샘플 라인에 있어서, 좌측 참조 샘플 및 상단 참조 샘플 중 하나에 대해서만 필터링이 수행될 수도 있다. 어느 참조 샘플을 필터링할지 여부는 현재 블록의 형태, 크기 및 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 현재 블록의 형태는 현재 블록의 가로와 세로의 크기 비교 또는 비율(ratio)에 의해 결정될 수 있다.
상기 구성된 참조 샘플은 ref[m, n], 주변의 복원된 샘플 또는 이를 필터링 한 샘플은 rec[m, n]으로 나타낼 수 있다. 이때, m 또는 n은 샘플의 위치를 나타내는 소정의 정수 값일 수 있다. 현재 블록 내의 왼쪽 상단 샘플 위치가 (0, 0)일 때, 현재 블록의 왼쪽 상단의 참조 샘플의 위치는 (-1, -1)로 설정될 수 있다.
도 14는 복수의 복원 샘플 라인을 설명하기 위한 도면이다.
참조 샘플은 현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인을 선택함으로써 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 14에서 복수 개의 복원 샘플 라인 중 하나의 라인을 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
예컨대, 복원 샘플 라인 중 특정 라인이 고정적으로 또는 적응적으로 선택될 수 있다.
다른 실시 예로서, 도 14에서 복수 개의 복원 샘플 라인 중 하나 이상의 복원 샘플 라인을 선택하고, 선택된 하나 이상의 복원 샘플 라인을 조합함으로써 참조 샘플을 구성할 수 있다.
예컨대, 수학식 1과 같이 현재 블록으로부터의 거리에 따라 다른 가중치가 적용된 가중 평균을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000001
또는, 현재 블록으로부터의 거리 및 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기반하여 복수의 복원 샘플들의 평균값, 최대값, 최소값, 중간값, 최빈값 중 적어도 하나 이상의 계산값을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
또는, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값의 변화(변화량)에 기초하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 예컨대, 연속하는 두 개의 복원 샘플들의 값이 임계치 이상 차이나는지 여부, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값이 연속적으로 또는 불연속적으로 변하는지 여부 등 적어도 하나 이상에 기초하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 예컨대, rec[-1, -1]과 rec[-2, -1]이 임계치 이상 차이나는 경우, ref[-1, -1]은 rec[-1, -1]로 결정되거나, rec[-1, -1]에 소정의 가중치를 부여한 가중 평균을 적용한 값으로 결정될 수 있다. 예컨대, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값이 현재 블록에 가까워질수록 n씩 변하는 경우, 참조 샘플 ref[-1, -1] = rec[-1, -1]-n으로 결정될 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 도 14에서 2 개 이상의 복원 샘플 라인을 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 일 예로, 복원 샘플 라인 1 과 복원 샘플 라인 2 를 고정적으로 선택하거나, 복원 샘플 라인 1 내지 복원 샘플 라인 4에 해당하는 4개의 라인을 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
또는, 2 개 이상의 복원 샘플 라인을 적응적으로 선택하여 참조 샘플을 구성할 수도 있다. 일 예로, 1 개의 라인은 고정적으로 선택하고 다른 1 개 이상의 라인은 적응적으로 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
상기 고정적으로 선택되는 라인은 부호화기/복호화기에서 미리 정의될 수 있다. 미리 정의된 경우, 상기 고정적으로 선택된 라인에 대한 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
상기 적응적으로 선택되는 라인에 대한 정보는 지시자 또는 인덱스의 형태로 시그널링될 수 있다. 상기 적응적으로 선택되는 라인은 현재 블록이나 주변 블록의 크기/형태, 화면 내 예측 모드 등의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 결정될 수 있다. 이 경우, 선택에 필요한 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
상기 참조 샘플 라인은 하나 이상의 샘플로 구성될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 또는 세로의 길이와 동일한 길이로 구성될 수 있다. 또는 상기 가로 또는 세로 길이의 2 배에 해당하는 길이로 구성될 수 있다. 또는 상기 가로 및 세로 길이의 2배에 1, 2, 3, … N 개의 샘플을 더한 길이로 구성될 수 있다. 즉, 상기 참조 샘플 라인은 2*(W+H) + N 으로 구성할 수 있으며, N은 1 이상의 정수일 수 있다.
상기 현재 블록의 상단에 인접한 참조 샘플을 구성하는 방법과 좌측에 인접한 참조 샘플을 구성하는 방법은 상이할 수 있다. 예를 들어, 상단의 참조 샘플 라인의 개수와 좌측의 참조 샘플 라인의 개수를 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기, 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 따라 상단에 인접한 참조 샘플 라인은 1 개, 좌측에 인접한 참조 샘플 라인은 2 개로 구성할 수 있다. 예를 들어, 상단의 참조 샘플 라인의 길이와 좌측의 참조 샘플 라인의 길이를 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기, 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 따라 상기 길이를 다르게 구성할 수 있다.
상기 참조 샘플 라인의 길이는 각 참조 샘플 라인마다 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 도 14에서 복원 샘플 라인 2 내지 복원 샘플 라인 4의 길이는 복원 샘플 라인 1보다 하나 이상의 샘플만큼 길게 구성할 수 있다.
상기 참조 샘플 라인의 길이는 상기 복원 샘플 라인마다 상이할 수 있다. 예를 들어, 복원 샘플 라인 n은 복원 샘플 라인 n-1보다 m개의 샘플만큼 길게 또는 짧게 구성될 수 있다. 도 14에 도시된 예에서는, 복원 샘플 라인 n은 복원 샘플 라인 n-1보다 1 개의 샘플만큼 길게 구성된다.
전술한 바와 같이, 가장 가까운 참조 샘플 라인만을 이용하여 참조 샘플을 구성할지 또는 복수의 참조 샘플 라인들을 이용하여 참조 샘플을 구성할지 여부에 관한 정보는 부호화/복호화될 수 있다. 예컨대 상기 정보는, 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 타일, CTU, CU, PU, TU 레벨 중 적어도 하나의 레벨에서 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 복수의 참조 샘플 라인들의 이용가능성에 대한 정보가 보다 상위 레벨에서 시그널링될 수도 있다.
상기 참조 샘플 구성에 사용되는 복원 샘플 라인의 개수, 위치, 구성 방법 중 적어도 하나는 현재 블록의 상단 또는 좌측의 경계가 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 블록(CTB) 중 적어도 하나의 경계에 해당하는 경우에 따라 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 상기 2 개 이상의 참조 샘플 라인을 구성하는 경우, 현재 블록의 상단 경계가 픽처, 타일, 슬라이스, 부호화 트리 블록(CTB) 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상단에 인접한 참조 샘플 라인을 1 개로 구성할 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 상단 경계가 CTU의 상단 경계인 경우에는 1 개의 참조 샘플 라인만을 구성하고 그 이외의 경우는 2 개 이상의 참조 샘플 라인을 구성할 수 있다. 이때, CTU 상단 경계의 참조 샘플 라인을 1 개만 사용함으로써 메모리에 저장하기 위한 라인 버퍼(line buffer)를 감소하는 효과를 볼 수 있다.
참조 샘플을 선택함에 있어, 참조 샘플을 포함하고 있는 블록의 가용성(availability) 판단 및 참조 샘플 패딩(padding)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플을 포함하고 있는 블록이 가용한 경우에는 해당하는 상기 참조 샘플을 이용할 수 있다. 한편, 상기 참조 샘플을 포함하고 있는 블록이 가용하지 않은 경우에는 주변의 가용한 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 참조 샘플을 패딩함으로써 대체할 수 있다.
참조 샘플이 픽처, 타일, 슬라이스, 부호화 트리 블록(CTB) 및 소정의 경계 중 적어도 하나의 경계 밖에 존재하는 경우, 상기 참조 샘플은 가용하지 않다고 판단될 수 있다. 현재 블록이 제한된 화면내 예측(CIP: constrained intra prediction)으로 부호화되는 경우에, 상기 참조 샘플을 포함한 블록이 화면 간 모드로 부호화/복호화되어 있으면 상기 참조 샘플은 가용하지 않다고 판단될 수 있다.
도 15는 가용한 샘플을 이용하여 가용하지 않은 샘플을 대체하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
상기 주변의 복원된 샘플이 가용하지 않다고 판단되는 경우, 주변의 가용한 복원된 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 대체할 수 있다. 예를 들어, 도 15와 같이 가용한 샘플과 가용하지 않은 샘플이 존재하는 경우 하나 이상의 가용한 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 채울 수 있다.
비가용 샘플의 샘플값은 소정의 순서에 따라, 가용 샘플의 샘플값으로 대체될 수 있다. 비가용 샘플의 대체에 이용되는 가용 샘플은 비가용 샘플에 인접한 가용 샘플일 수 있다. 인접한 가용 샘플이 없는 경우, 가장 먼저 출현하는 또는 가장 가까운 가용 샘플이 이용될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 순서는 예컨대, 좌하단에서 우상단의 순서일 수 있다. 또는 우상단에서 좌하단의 순서일 수 있다. 또는 좌상단 코너에서 우상단 및/또는 좌하단의 순서일 수 있다. 또는 우상단 및/또는 좌하단에서 좌상단 코너의 순서일 수 있다.
예를 들어, 왼쪽 아래의 샘플 위치인 0부터 시작하여 가용한 샘플로 가용하지 않은 샘플을 채울 수 있다. 즉, 처음의 가용하지 않은 샘플 4개는 ‘a' 값으로 채우고, 다음의 가용하지 않은 샘플 13개는 ‘b' 값으로 채울 수 있다.
예를 들어, 가용한 샘플들의 조합을 이용하여 채울 수 있다. 예를 들어, 가용하지 않은 샘플의 양쪽 끝에 위치한 가용한 샘플의 평균값 또는 보간을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 채울 수 있다. 즉, 처음의 가용하지 않은 샘플 4개는 ‘a'의 값으로 채우고, 다음의 가용하지 않은 샘플 13개는 ‘b'와 ‘c'의 평균값 또는 'b'와 'c'의 보간을 이용하여 채울 수 있다.
또는, 13개의 비가용 샘플은 가용 샘플 b와 c의 샘플값 사이의 임의의 값으로 대체될 수 있다. 이 경우, 비가용 샘플들은 서로 다른 값으로 대체될 수 있다. 예컨대, 비가용 샘플은 가용 샘플 a에 근접할수록 a의 값에 근접한 값으로 대체될 수 있다. 마찬가지로 비가용 샘플은 가용 샘플 b에 근접할수록 b의 값에 근접한 값으로 대체될 수 있다. 즉, 비가용 샘플로부터 가용 샘플 a 및/또는 b까지의 거리에 기초하여, 비가용 샘플의 값이 결정될 수 있다. 비가용 샘플의 대체를 위해 상기 방법들을 포함하는 복수의 방법 중 하나 이상이 선택적으로 적용될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 방법은 비트스트림에 포함된 정보에 의해 시그널링 되거나, 부호화기와 복호화기가 미리 정한 방법이 이용될 수 있다. 또는 비가용 샘플의 대체 방법은 미리 정한 방식에 의해 유도될 수 있다. 예컨대, 가용 샘플 a와 b의 값의 차이 및/또는 비가용 샘플의 개수에 기초하여 비가용 샘플의 대체 방법을 선택할 수 있다. 예컨대, 두 개의 가용 샘플의 값의 차이와 임계값의 비교 및/또는 비가용 샘플의 개수와 임계값의 비교에 기초하여 비가용 샘플의 대체 방법이 선택될 수 있다. 예컨대, 두 개의 가용 샘플의 값의 차이가 임계값보다 크거나, 및/또는 비가용 샘플의 개수가 임계값보다 큰 경우, 비가용 샘플들은 서로 다른 값을 갖도록 대체될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 방법의 선택은 소정의 단위로 수행될 수 있다. 예컨대, 비디오, 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 유닛, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 중 적어도 하나 이상의 단위에 대해 비가용 샘플의 대체 방법이 선택될 수 있다. 이 때, 비가용 샘플의 대체 방법의 선택은 상기 소정의 단위로 시그널링되는 정보에 기초하거나, 상기 소정의 단위로 유도될 수 있다. 또는 부호화기와 복호화기에서 미리 정한 방법이 적용될 수도 있다.
상기 참조 샘플이 소정의 위치에 해당하는 경우, 상기 참조 샘플을 포함하는 블록의 가용성을 판단하지 않고 패딩을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 15에서, 현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, x좌표 또는 y좌표가 W+H 이상인 위치의 참조 샘플에 대해서는 상기 가용성 판단을 수행하지 않고 주변의 참조 샘플을 이용하여 패딩할 수 있다.
예를 들어, ref[W+H, -2] 의 샘플에 대해 가용성 판단을 수행하지 않고 ref[W+H-1, -2]의 값으로 패딩할 수 있다. 예를 들어, ref[W+H, -3] 및 ref[W+H+1, -3] 의 샘플에 대해 가용성 판단을 수행하지 않고 ref[W+H-1, -3] 의 값으로 패딩할 수 있다. 즉, x좌표 또는 y좌표가 W+H 이상인 샘플에 대해서는 가용성 판단을 수행하지 않고, 동일 샘플 라인 상의 가장 가까운 샘플을 이용하여 패딩을 수행할 수 있다.
현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, 현재 블록의 상단에 존재하는 참조 샘플 중 x좌표가 W 이상이고 W+H 미만인 위치에 존재하는 참조 샘플에 대해 상기 가용성 판단 및 패딩이 수행될 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 좌측에 존재하는 참조 샘플 중 y좌표가 H 이상이고, W+H 미만인 위치에 존재하는 참조 샘플에 대해 상기 가용성 판단 및 패딩이 수행될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, rec[x, -1] (x = -1 ~ W+H-1) 및/또는 rec[-1, y] (y = 0 ~ H+W-1)에 해당하는 참조 샘플에 대해 상기 가용성 판단 및 패딩이 수행될 수 있다.
상기 패딩을 수행함에 있어, 복수의 참조 샘플 라인이 이용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인에 대해 패딩을 수행하는 경우, 두 번째 인접한 참조 샘플 라인이 이용될 수 있다. 예를 들어, 아래의 수학식 2를 이용하여 패딩이 수행될 수 있다. 즉, 첫 번째 복원 샘플 라인과 두 번째 복원 샘플 라인으로부터 선택된 복수의 샘플 값의 가중 평균을 이용하여 첫 번째 참조 샘플 라인의 샘플 값을 유도할 수 있다. 이 때, 선택되는 복원 샘플들은 현재 샘플 위치 및/또는 현재 샘플에 인접한 위치의 샘플들일 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000002
상기 구성된 하나 이상의 참조 샘플들에 대해서 필터링이 수행될 수 있다. 상기 필터링은 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 현재 블록의 형태 중 적어도 하나 이상에 기초하여 적응적으로 수행될 수 있다. 예컨대, 필터링 적용 여부, 필터 유형, 필터 세기 및 필터 계수 중 적어도 하나가 적응적으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 복수의 참조 샘플 라인의 각각에 대해 필터링 적용 여부를 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인에 대해서는 필터링을 적용하고 두 번째 참조 샘플 라인에 대해서는 필터링을 적용하지 않을 수 있다. 예를 들어, 동일한 참조 샘플에 대해 필터링을 적용한 값과 적용하지 않은 값을 같이 사용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 현재 블록의 형태 중 적어도 하나에 따라 3-tap 필터, 5-tap 필터, 7-tap 필터, N-tap 필터 중 적어도 하나 이상을 다르게 선택하여 적용할 수 있다. 이 때, N은 양의 정수일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 화면내 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 현재 블록의 형태 중 적어도 하나에 따라 필터 모양을 다르게 선택하여 적용할 수 있다. 예컨대, 도 16은 다양한 필터 모양을 도시한 도면이다.
현재 블록의 형태는 현재 블록의 가로의 길이와 세로의 길이를 비교하여 판단 및 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 가로로 긴 직사각형인지 세로로 긴 직사각형인지에 따라 필터 적용 유무, 필터 유형, 필터 세기 및 필터 계수 중 적어도 하나가 적응적으로 결정될 수 있다. 또는 현재 블록이 정방형인지 직사각형인지에 따라 필터 적용 유무, 필터 유형, 필터 세기 및 필터 계수 중 적어도 하나가 적응적으로 결정될 수 있다.
상기 유도된 화면 내 예측 모드 및 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 대해 비방향성 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 비방향성 화면 내 예측 모드는 예컨대, DC 모드, Planar 모드, LM 모드 중 적어도 하나일 수 있다.
DC 모드의 경우, 상기 구성한 참조 샘플 중 하나 이상의 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 현재 블록의 경계에 위치한 하나 이상의 예측 샘플에 대해 필터링이 적용될 수 있다. DC 예측은 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 수행될 수 있다. 또한, 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여, DC 모드에 이용되는 참조 샘플의 범위가 특정될 수 있다.
도 17은 블록의 형태에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 현재 블록의 형태가 도 17의 (a)와 같이 정사각형인 경우, 현재 블록의 상단과 좌측의 참조 샘플의 평균값을 이용하여 DC 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 비정방형인 경우, 현재 블록의 좌측 또는 상단에 인접한 주변 샘플이 선택적으로 이용될 수 있다. 현재 블록의 형태가 도 17의 (b)와 같이 직사각형인 경우, 현재 블록의 가로 및 세로 중 긴 쪽에 인접한 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 소정의 크기에 해당하거나 또는 소정의 범위에 포함되는 경우, 현재 블록의 상단 또는 좌측의 참조 샘플 중 소정의 샘플들이 선택되고, 선택된 샘플들의 평균값을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 상기 소정의 크기는 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 크기 NxM일 수 있다. N과 M은 0보다 큰 정수이며, N과 M은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 소정의 범위는 현재 블록의 참조 샘플을 선택하기 위한 임계값을 의미할 수 있다. 상기 임계값은 최소값 및 최대값 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 최소값 및/또는 최소값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 부호화기에서 부호화되어 시그널링되는 가변적인 값일 수도 있다.
예를 들어, 하나 이상의 평균값을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 현재 블록이 정방형 또는 비정방형인 경우, 상단 참조 샘플을 이용한 제1 평균값과 좌측 참조 샘플을 이용한 제2 평균값 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 현재 블록의 DC 예측 값은 상기 제1 평균값 또는 제2 평균값일 수 있다. 또는 상기 현재 블록의 DC 예측 값은 상기 제1 평균값과 제2 평균값의 가중합을 통하여 획득된 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 평균값에 대한 가중치는 1:1 일 수 있다.
상기 방법에 따르면, 모든 DC 값의 계산을 위해 시프트 연산을 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 방법은 샘플 길이로 표현되는 현재 블록의 가로, 세로 또는 가로와 세로의 합이 2의 자승이 아닐 경우에도 적용될 수 있다. 상기 방법은 루마 DC 예측 및 크로마 DC 예측에 모두 적용될 수 있다. 또는 루마 DC 예측 및 크로마 DC 예측 중 한 쪽에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록이 비정방형인 경우, 가로의 길이 또는 세로의 길이 중 하나에 기반하여 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상단 참조 샘플과 좌측 참조 샘플의 합을 상기 현재 블록의 가로의 길이 또는 세로의 길이 중 큰 쪽으로 나누어 예측값을 구할 수 있다. 이 때, 상기 큰 쪽에 해당하는 값을 이용한 나눗셈은 shift 연산으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 복수의 참조 샘플 라인을 이용하여 DC 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 17의 (c)에서와 같이 2 개의 참조 샘플 라인을 이용하여 예측을 수행할 수 있다.
예컨대, 상기 2 개의 참조 샘플 라인에 포함되는 참조 샘플들의 평균 값을 상기 현재 블록의 DC 예측 값으로 결정할 수 있다.
또는, 현재 블록에 인접한 제1 라인의 참조 샘플과 제2 라인의 참조 샘플에 대해 각각 다른 가중치를 부여할 수 있다. 예를 들어, 제1 라인의 참조 샘플과 제2 라인의 참조 샘플 값에 각각 3:1의 가중치를 적용한 값(예컨대, (3*제1 라인 참조 샘플 + 제2 라인 참조 샘플 +2) >> 2의 값)을 구하고, 이들 값들의 평균 값을 상기 현재 블록의 DC 예측 값으로 결정할 수 있다. 또는, (3*제1 라인 참조 샘플 - 제2 라인 참조 샘플) >> 1의 값을 구하고, 이들 값들의 평균 값을 상기 현재 블록의 DC 예측 값으로 결정할 수도 있다. 상기 가중치는 전술한 예로 한정되지 않으며, 임의의 가중치가 될 수 있다. 이 때, 현재 블록에 인접한 참조 샘플 라인일수록 상대적으로 더 큰 가중치가 부여될 수 있다. 이용될 수 있는 참조 샘플 라인의 수는 두 개로 한정되지 않으며, 3 개 이상의 참조 샘플 라인이 이용될 수도 있다.
Planar 모드의 경우, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에 따라 상기 구성한 하나 이상의 참조 샘플로부터의 거리를 고려한 가중합으로 예측을 수행할 수 있다.
현재 블록의 참조 샘플 또는 예측 샘플에 대하여 필터링을 수행할 수 있다. 예컨대, 참조 샘플에 대하여 필터링을 적용한 후, Planar 예측을 수행하고, 하나 이상의 예측 샘플에 대하여 필터링을 적용할 수 있다. 상기 예측 샘플 중 필터링 대상 샘플은 현재 블록 내의 상단 또는 좌측 경계의 1, 2, 또는 N 개의 라인일 수 있다.
상기 Planar 예측을 수행하기 위해, 하나 이상의 참조 샘플의 가중합을 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 17의 (d)와 같이 5 개의 참조 샘플을 이용할 수 있다. 예컨대, [x, y] 위치의 대상 샘플을 예측하기 위해, 참조 샘플 r[-1, -1], r[x, -1], r[-1, y], r[W, -1], r[-1, H]가 이용될 수 있다. 이 때, W 및 H 는 각각 현재 블록의 가로 및 세로의 길이일 수 있다. 일예로, 아래의 수학식 3을 이용하여 예측 샘플 pred[x, y]를 생성할 수 있다. 수학식 3에서, a, b, c, d, e 는 가중치를 나타낼 수 있다. N은 log2(a+b+c+d+e) 일 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000003
다른 실시 예로서, 복수 개의 참조 샘플 라인을 이용하여 Planar 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 2 개의 참조 샘플 라인의 가중합을 이용하여 예측할 수 있다. 예를 들어, 2 개의 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들의 가중합이 이용될 수 있다. 이 경우, 제1 참조 샘플 라인에서 선택된 참조 샘플과 인접한 참조 샘플이 제2 참조 샘플 라인으로부터 선택될 수 있다. (-1, -1) 좌표의 참조 샘플에 대해서는 (-2, -2) 좌표의 참조 샘플이 선택될 수 있다. 상기 선택된 참조 샘플들의 가중합으로써 planar 예측이 수행될 수 있으며, 가중치는 DC 예측에서 설명된 바와 같다.
방향성 예측 모드의 경우, 수평 모드, 수직 모드 및 소정의 각도를 가지는 모드 중 적어도 하나 이상의 모드일 수 있다.
수평 또는 수직 모드의 경우, 예측 대상 샘플의 위치에서 수평 또는 수직 선상에 존재하는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 복수의 참조 샘플 라인이 이용될 수 있으며, 예컨대, 2 개의 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, 수평 또는 수직 선상의 2 개의 참조 샘플을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 마찬가지로, N 개의 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, 수평 또는 수직 선상의 N 개의 참조 샘플들이 이용될 수 있다.
수직 모드의 경우, 첫 번째 참조 샘플 라인 상의 제1 참조 샘플(예컨대, r[x, -1])과 두 번째 참조 샘플 라인 상의 제2 참조 샘플(예컨대, r[x, -2]) 의 통계값으로 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, (3*r[x, -1] + r[x, -2] +2)>>2 의 값을 계산하여 수직 모드의 예측값을 결정할 수 있다. 또는, (3*r[x, -1] - r[x, -2] +1)>>1 의 값을 계산하여 수직 모드의 예측값을 결정할 수 있다. 또는, (r[x, -1] + r[x, -2] +1)>>1 의 값을 계산하여 수직 모드의 예측값을 결정할 수 있다.
예를 들어, 수직 선상의 샘플 값의 변화량이 고려될 수 있다. 예컨대, (r[x, -1] + (r[x, -1] - r[x, -2])>>N) 의 값을 계산하여 수직 모드의 예측값을 결정할 수 있다. 이 때, N은 1 이상의 정수일 수 있다. 상기 N은 고정된 값일 수 있다. 또는 예측 대상 샘플의 y 좌표가 증가함에 따라 N 값도 증가할 수 있다. 예를 들어, N = y+1 일 수 있다.
수평 모드의 경우에도, 상기 수직 모드에 대해 설명된 하나 이상의 방법이 이용될 수 있다.
소정의 각도를 가지는 모드의 경우, 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에서 소정의 각도선 상 및 그 주변에 존재하는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 예측을 수행 할 수 있다. 이 때, 상기 이용되는 참조 샘플은 N개로 2, 3, 4, 5, 6 개 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, N 개의 참조 샘플에 N-tap 필터 즉, 예를 들어 2-tap, 3-tap, 4-tap, 5-tap, 6-tap 필터 중 적어도 하나를 적용함으로써 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 참조 샘플의 적어도 하나는 현재 블록의 상단에, 나머지는 현재 블록의 좌측에 각각 위치할 수도 있다. 현재 블록의 상단에 위치하는 참조 샘플들(또는 좌측에 위치하는 참조 샘플들)은 서로 동일한 라인에 위치한 것일 수도 있고, 상이한 라인에 위치한 것일 수도 있다.
다른 실시 예로서, 화면 내 예측은 위치 정보에 기반하여 수행될 수 있다. 이 때 위치 정보는 부호화/복호화될 수 있으며 상기 위치에 있는 복원된 샘플 블록을 현재 블록의 화면 내 예측 블록으로 유도할 수 있다. 또는 복호화기에서 현재 블록과 유사한 블록을 검색하여 찾아낸 블록을 현재 블록의 화면 내 예측 블록으로 유도할 수 있다. 상기 유사한 블록을 검색하는 것은 부호화기 또는 복호화기에서 수행될 수 있으며, 상기 검색이 수행되는 범위(검색 범위)는 소정의 범위 내로 제한될 수 있다. 예컨대, 현재 블록을 포함하고 있는 픽처 중 복원된 샘플 블록이 상기 검색 범위일 수 있다. 또는 현재 블록을 포함하고 있는 CTU 또는 소정의 CU 크기가 상기 검색 범위일 수 있다. 즉, CTU 내에서 복원된 샘플 중 현재 블록과 유사한 블록을 찾아서 위치 정보 기반의 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 상기 검색은 템플릿 기반으로 수행할 수 있다. 예컨대, 현재 블록 주변에 인접한 하나 이상의 복원 샘플을 템플릿으로 하고, 상기 템플릿과 유사한 샘플을 CTU 내에서 검색할 수 있다.
상기 CTU가 화면 내 부호화 모드로만 구성된 경우 또는 휘도 블록과 색차 블록이 서로 다른 분할 구조를 갖는 경우에 상기 위치 정보 기반 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 예컨대, 화면 간 예측이 가능한 P/B 슬라이스의 경우, 현재 CTU 가 화면 내 부호화 모드로만 구성되었음을 나타내는 정보가 시그널링될 수 있다. 이때, 상기 정보가 화면 내 부호화 모드로만 구성됨을 나타내는 경우, 상기 위치 정보 기반의 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 또는 현재 CTU의 휘도 블록과 색차 블록이 서로 다른 분할 구조를 갖는 것을 나타내는 경우(예컨대, dual_tree 또는 separate_tree가 1인 경우), 위치 정보 기반의 화면내 예측이 가용할 수 있다. 반대로, CTU 내에 화면 내 부호화 블록과 화면 간 부호화 블록이 모두 존재하거나 휘도 블록과 색차 블록이 동일한 분할 구조를 갖는 경우, 위치 정보 기반의 화면내 예측이 비가용할 수 있다.
다른 실시 예로서, 색 성분간 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 복원된 휘도 성분을 이용하여 색차 성분에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 블록의 복원된 하나의 색차 성분 Cb를 이용하여 다른 색차 성분 Cr에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
색 성분간 화면 내 예측은 색 성분 블록 재구성 단계, 예측 파라미터 유도 단계 및/또는 색 성분간 예측 수행 단계를 포함할 수 있다. 상기 색 성분은 휘도(luma) 신호, 색차(chroma) 신호, Red, Green, Blue, Y, Cb, Cr 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 제2 색 성분, 제3 색 성분, 제4 색 성분 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 제1 색 성분에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 예측에 이용되는 색 성분의 신호는 원본 신호, 복원된 신호, 잔차/레지듀얼 신호, 예측 신호 중 적어도 하나일 수 있다.
제2 색 성분 대상 블록에 대해 화면 내 예측을 수행할 때, 상기 대상 블록에 대응하는 제1 색 성분 대응 블록의 샘플 및/또는 대응 블록의 주변 블록의 샘플 중 적어도 하나 이상의 샘플을 이용할 수 있다. 예를 들어, 색차 성분 블록 Cb 또는 Cr에 대해 화면 내 예측을 수행할 때, 상기 색차 성분 블록에 대응하는 복원된 휘도 성분 블록 Y를 이용할 수 있다.
휘도 성분을 이용하여 색차 성분을 예측하는 경우, 아래의 수학식 4가 사용될 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000004
상기 수학식 4에서, PredC (i, j)는 현재 블록에 대한 예측 색차 샘플을 나타내고, recL(i, j)는 현재 블록의 복원된 휘도 샘플을 나타낼 수 있다. 이 때, recL'(i, j)는 다운 샘플링된 복원된 휘도 샘플일 수 있다. 파라미터 α 및 β는 현재 블록 주변의 복원된 휘도 샘플 및 복원된 색차 샘플 사이의 회귀 오차(regression error)를 최소화함으로써 유도될 수 있다.
휘도 성분을 이용하여 색차 성분을 예측하기 위한 두 가지 모드가 존재할 수 있다. 상기 두 가지의 모드는 단일 모델 모드(single model mode)와 복합 모델 모드(multiple model mode)를 포함할 수 있다. 단일 모델 모드는 현재 블록에 대해서 휘도 성분으로부터 색차 성분을 예측할 때, 하나의 선형 모델을 이용할 수 있다. 복합 모델 모드는 두 가지 선형 모델을 이용할 수 있다.
복합 모델 모드의 경우, 현재 블록에 인접한 샘플들(인접 휘도 샘플들 및 인접 색차 샘플들)은 두 개의 그룹으로 분류될 수 있다. 즉, 각각의 그룹에 대한 파라미터 α 및 β가 각각 유도될 수 있다. 또한, 인접 휘도 샘플들의 분류에 사용된 규칙에 기초하여 현재 블록의 휘도 샘플들의 분류가 수행될 수 있다.
예를 들어, 인접 샘플들을 두 개의 그룹으로 분류하기 위한 임계치가 계산될 수 있다. 임계치는 복원된 인접 휘도 샘플들의 평균값으로 계산될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않으며, 본 명세서에서 인지하고 있는 다양한 통계값 중 적어도 하나가 평균값 대신 이용될 수 있다. 인접 샘플이 임계치보다 크면 제1 그룹으로, 그렇지 않으면 제2 그룹으로 분류할 수 있다.
상기에서, 복합 모델 모드는 두 가지 선형 모델을 이용하는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 둘 이상의 선형 모델을 이용하는 경우를 포함할 수 있다. 이 때, N 개의 선형 모델을 이용하는 경우, 샘플들은 N 개의 그룹으로 분류될 수 있으며, 이를 위해, N-1 개의 임계치가 계산될 수 있다.
전술한 바와 같이, 휘도 성분으로부터 색차 성분을 예측할 때, 선형 모델이 이용될 수 있다. 이 때, 선형 모델은 단순 선형 모델(이하, 'LM1'이라 함), 복합 선형 모델(이하, 'LM2'라 함), 복합 필터 선형 모델(이하, 'LM3'이라 함)을 포함할 수 있다. 상기 모델들의 파라미터는 현재 블록 주변의 복원된 휘도 샘플 및 복원된 색차 샘플 사이의 회귀 오차(regression error)를 최소화함으로써 유도될 수 있다.
도 18은 상기 모델들의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 현재 블록의 주변 샘플들(이하, '인접 데이터 셋'이라 함)을 설명하기 위한 도면이다.
LM1의 파라미터를 유도하기 위한 인접 데이터 셋은, 도 18에 도시된 라인 영역 B와 라인 영역 C의 휘도 샘플과 색차 샘플의 쌍으로 구성될 수 있다. LM2 및 LM3의 파라미터를 유도하기 위한 인접 데이터 셋은, 도 18에 도시된 라인 영역 B, 라인 영역 C, 라인 영역 E 및 라인 영역 F의 휘도 샘플과 색차 샘플의 쌍으로 구성될 수 있다.
그러나, 인접 데이터 셋은 상기 설명한 예로 한정되지 않는다. 예컨대, 현재 블록 내의 휘도 샘플과 색차 샘플 사이의 다양한 선형 관계를 커버하기 위해, 각 모드에 대해 N 개의 인접 데이터 셋을 이용할 수 있다. 예컨대, N은 2 이상의 정수로서, 특히 3일 수 있다.
선형 모델의 파라미터는 상단 템플릿과 좌측 템플릿을 모두 사용하여 계산될 수 있다. 또는 두 개의 LM 모드들(LM_A 모드 및 LM_L 모드)이 존재하고, 상단 템플릿과 좌측 템플릿은 각각 LM_A 모드 및 LM_L 모드에서 사용될 수 있다. 즉, LM_A 모드에서는 상단 템플릿만을 이용하여 선형 모델 파라미터를 구할 수 있다. 현재 블록의 좌측상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, 상단 템플릿은 (0, -n) 내지 (W+H-1, -n)까지 확장될 수 있다. 이 때, n은 1 이상의 정수일 수 있다. 마찬가지로, LM_L 모드에서는 좌측 템플릿만을 이용하여 선형 모델 파라미터를 구할 수 있다. 좌측 템플릿은 (-n, 0) 내지 (-n, H+W-1)까지 확장될 수 있다. 이 때, n은 1 이상의 정수일 수 있다.
선형 모델의 파라미터를 유도하기 위해 2의 자승개의 샘플들이 이용될 수 있다. 현재 색차 블록이 정사각형이 아닐 경우, 선형 모델의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 샘플들은, 현재 블록의 가로 및 세로 중 짧은 쪽의 개수를 기준으로 결정될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 현재 블록의 크기가 n x m이고, n > m 일 때, 상단에 인접한 n 개의 샘플들 중 m 개의 샘플들이, 예컨대, 서브샘플링을 균등하게 수행함으로써, 선택될 수 있다. 이 경우, 선형 모델의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 샘플들의 개수는 2m 개일 수 있다. 다른 실시 예로서, 현재 블록의 크기가 n x m이고, n > m 일 때, 상단에 인접한 n 개의 샘플들 중 m 개의 샘플들은 사용하지 않을 수 있다. 예컨대, n 개의 샘플들 중, 현재 블록의 가로 및 세로 중 짧은 쪽에서 가장 멀리 떨어진 m 개의 샘플들은 사용하지 않을 수 있다. 이 경우, 선형 모델의 파라미터를 유도하기 위해 이용되는 샘플들의 개수는 n 개(상단에 인접한 샘플 n-m개 + 좌측에 인접한 샘플 m개)일 수 있다.
또는, Cr 성분 블록에 대해 화면 내 예측을 수행할 때, Cb 성분 블록을 이용할 수 있다. 또는, 제4 색 성분 블록에 대해 화면 내 예측을 수행할 때, 상기 블록에 대응하는 제1 색 성분 블록, 제2 색 성분 블록, 제3 색 성분 블록 중 적어도 하나 이상의 조합을 이용할 수 있다.
색 성분간 화면 내 예측을 수행할 지 여부는 현재 대상 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 대상 블록의 크기가 CTU 크기이거나, 소정의 크기 이상이거나, 소정의 크기 범위에 해당하는 경우, 상기 대상 블록에 대해 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또는, 대상 블록의 형태가 소정의 형태인 경우, 상기 대상 블록에 대해 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 상기 소정의 형태는 정사각형일 수 있다. 이 경우, 대상 블록이 직사각형이면, 색 성분간 화면 내 예측은 수행되지 않을 수도 있다. 상기 소정의 형태가 직사각형인 경우, 전술한 실시예는 반대로 동작할 수 있다.
또는, 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 지 여부는 예측 대상 블록에 대응하는 대응 블록 및 대응 블록의 주변 블록 중 적어도 하나 이상의 부호화 파라미터에 기초하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, CIP(Constrained intra prediction) 환경하에서 대응 블록이 화면 간 예측된 경우, 색 성분간 화면 내 예측은 수행되지 않을 수 있다. 또는, 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 소정의 모드에 해당하는 경우, 색 성분간 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 또는, 대응 블록 및 주변 블록의 CBF 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여 색 성분간 화면 내 예측 수행 여부를 결정할 수도 있다. 상기 부호화 파라미터는 블록의 예측 모드에 한정되지 않으며, 부호화/복호화에 이용될 수 있는 전술한 다양한 파라미터가 이용될 수 있다.
색 성분 블록 재구성 단계에 대해 이하에서 설명한다.
제1 색 성분 블록을 이용하여 제2 색 성분 블록을 예측할 때, 상기 제1 색 성분 블록을 재구성할 수 있다. 예를 들어, 영상의 색 공간이 YCbCr 이며, 색 성분간 비율이 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 중 하나일 경우 색 성분간 블록의 크기가 상이할 수 있다. 따라서, 크기가 다른 제1 색 성분 블록을 이용하여 제2 색 성분 블록을 예측할 때, 두 블록의 크기를 같게 하기 위해 상기 제1 색 성분 블록을 재구성할 수 있다. 이 때, 재구성된 블록은 상기 제1 색 성분 대응 블록의 샘플 및 주변 블록의 샘플 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 19는 색 성분 블록의 재구성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 19의 (a)에서, p1[x, y]는 제1 색 성분 블록의 (x, y) 위치의 샘플을 나타낼 수 있다. 도 19의 (b)에서, p1'[x, y]은 상기 제1 색 성분 블록을 재구성한 블록의 (x, y) 위치의 샘플을 나타낼 수 있다.
제1 색 성분 블록의 크기가 제2 색 성분 블록의 크기보다 큰 경우, 상기 제1 색 성분 블록을 다운 샘플링(down-sampling)하여 제2 색 성분 블록의 크기와 같은 크기의 블록으로 재구성할 수 있다. 상기 다운 샘플링은 하나 이상의 샘플에 대해 N-tap 필터를 적용하여 수행될 수 있다(N은 1이상의 정수). 이 때, 아래의 수학식 5 내지 수학식 9 중 적어도 하나 이상의 수학식이 이용될 수 있다. 복수의 다운 샘플링 방법 중 하나가 선택적으로 사용되는 경우, 부호화기는 하나의 다운 샘플링 방법을 소정의 방법으로 선택할 수 있다. 예컨대, 부호화기는 최적의 효과를 갖는 다운 샘플링 방법을 선택할 수 있다. 선택된 다운 샘플링 방법은 부호화되어 복호화기로 시그널링될 수 있다. 시그널링되는 정보는 다운 샘플링 방법을 지시하는 인덱스 정보일 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000005
Figure PCTKR2018014111-appb-M000006
Figure PCTKR2018014111-appb-M000007
Figure PCTKR2018014111-appb-M000008
Figure PCTKR2018014111-appb-M000009
둘 이상의 샘플을 이용하여 다운 샘플링을 수행하는 방법은 상기 수학식 5 내지 수학식 9의 실시예로 한정되지 않는다. 예컨대, 다운 샘플링된 값 p1'[x, y]를 계산하기 위해 이용될 수 있는 둘 이상의 샘플들은 p1[2x, 2y] 및 이에 인접한 샘플들로부터 선택될 수 있다. 상기 인접한 샘플들은 p1[2x-1, 2y-1], p[2x-1, 2y], p1[2x-1, 2y+1], p1[2x, 2y-1], p1[2x, 2y+1], p1[2x+1, 2y-1], p1[2x+1, 2y], p1[2x+1, 2y+1]로부터 선택될 수 있다. 둘 이상의 샘플들을 이용하여 평균 또는 가중 평균을 계산함으로써 다운 샘플링을 수행할 수 있다.
또는, 상기 다운 샘플링은 하나 이상의 샘플 중에서 특정 샘플을 선택하여 수행될 수 있다. 이 때, 아래의 수학식 10 내지 수학식 13 중 적어도 하나 이상의 수학식이 이용될 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000010
Figure PCTKR2018014111-appb-M000011
Figure PCTKR2018014111-appb-M000012
Figure PCTKR2018014111-appb-M000013
제1 색 성분 블록의 크기가 제2 색 성분 블록의 크기보다 작은 경우, 상기 제1 색 성분 블록을 업 샘플링(up-sampling)하여 제2 색 성분 블록의 크기와 같은 크기의 블록으로 재구성할 수 있다. 이 때, 아래의 수학식 14가 이용될 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000014
상기 재구성 과정을 수행함에 있어, 하나 이상의 샘플에 대해 필터를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분 대응 블록, 대응 블록의 주변 블록, 제2 색 성분 대상 블록, 대상 블록의 주변 블록 중 적어도 하나 이상에 포함된 하나 이상의 샘플에 대해 필터를 적용할 수 있다.
전술한 참조 샘플 구성 단계에서, 복수의 참조 샘플 라인 중 소정의 라인에 해당하는 mrl_index 지시자가 시그널링될 수 있다. 이 때, 상기 재구성 과정에서는 상기 시그널링된 mrl_index 지시자에 해당하는 소정의 라인을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 mrl_index 지시자가 0인 경우, 제1 색 성분 대응 블록에 인접한 첫번째 및 두번째 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성 과정을 수행할 수 있다. 또는 상기 mrl_index 지시자가 1인 경우, 제1 색 성분 대응 블록에 인접한 두번째 및 세번째 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성 과정을 수행할 수 있다. 또는 상기 mrl_index 지시자가 3인 경우, 제1 색 성분 대응 블록에 인접한 세번째 및 네번째 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성 과정을 수행할 수 있다. 제2 색 성분 대상 블록에 대하여 상기 mrl_index 지시자에 해당하는 참조 샘플 라인을 이용할 수 있다.
상기 재구성 과정을 수행함에 있어, 제2 색 성분 대상 블록의 경계 또는 대응하는 제1 색 성분 대응 블록의 경계 중 적어도 하나가 소정 영역의 경계에 해당하는 경우 재구성에 이용되는 참조 샘플을 다르게 선택할 수 있다. 이 때, 상단의 참조 샘플 라인의 개수와 좌측의 참조 샘플 라인의 개수가 서로 다를 수 있다. 상기 소정 영역은 예컨대, 픽처, 슬라이스, 타일, CTU, CU 중 적어도 하나일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 색 성분 대응 블록의 상단 경계가 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, 상단의 참조 샘플은 이용하지 않고 좌측의 참조 샘플만을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 상기 제1 색 성분 대응 블록의 좌측 경계가 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, 좌측의 참조 샘플은 이용하지 않고 상단의 참조 샘플만을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 또는, N개의 상단 참조 샘플 라인과 M개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용할 수 있으며, 이때, N은 M 보다 작을 수 있다. 예컨대, 상단 경계가 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, N은 1일 수 있고, 좌측 경계가 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, M은 1일 수 있다.
또는, 상기 소정 영역의 경계에 해당하는지의 여부에 관계없이, 상기 제1 색 성분 대응 블록의 N개의 상단 참조 샘플 라인 및/또는 M개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성을 수행할 수도 있다.
도 20은 복수의 상단 및/또는 좌측 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성을 수행하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20의 (a)에 도시된 바와 같이, 4개의 상단 참조 샘플 라인 및 4개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다.
예를 들어, 제1 색 성분 대응 블록의 상단 또는 좌측의 경계가 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, 재구성에 이용되는 상단 및 좌측 참조 샘플 라인의 개수는 상이할 수 있다. 예컨대, 도 20의 (b) 내지 (d)에 도시된 바와 같이, 2개의 상단 참조 샘플 라인 및 4개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용하거나, 1개의 상단 참조 샘플 라인 및 3개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용하거나, 1개의 상단 참조 샘플 라인 및 2개의 좌측 참조 샘플 라인을 이용할 수 있다.
이용되는 참조 샘플 라인의 수는 상기 예에 한정되지 않으며, N개의 상단 참조 샘플 라인과 M개의 좌측 참조 샘플 라인이 이용될 수 있다. N, M은 동일하거나 상이할 수 있다. 상단 및 좌측의 경계가 모두 상기 소정 영역의 경계에 해당하는 경우, N과 M은 동일할 수 있으며, 예컨대 1일 수 있다. 또는, 동일한 조건에서 N은 M보다 작게 설정될 수 있다. 이는 좌측 참조 샘플 라인보다 상단 참조 샘플 라인을 저장하는데 더 많은 자원(메모리)이 필요하기 때문이다.
또는, 도 20의 (e)에 도시된 바와 같이, 제1 색 성분 대응 블록의 가로 및 세로의 길이를 벗어나지 않는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 재구성을 수행할 수도 있다.
상기 재구성을 수행함에 있어, 제1 색 성분 대응 블록 및 그 주변 블록, 제2 색 성분 대상 블록 및 그 주변 블록 중 적어도 하나의 블록의 크기, 형태, 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 따라 제1 색 성분 대응 블록의 참조 샘플 재구성을 다르게 수행할 수 있다.
예를 들어, 제1 색 성분 대응 블록 또는 주변 블록 중 부호화 모드가 화면 간 부호화 모드인 블록의 샘플은 이용하지 않고, 화면 내 부호화 모드인 블록의 샘플을 이용하여 참조 샘플을 재구성할 수 있다.
도 21은 대응 블록의 화면 내 예측 모드 또는 부호화 파라미터에 따라 재구성에 이용되는 참조 샘플을 설명하기 위한 예시도이다.
제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 제1 색 성분 블록의 참조 샘플 재구성을 다르게 수행할 수 있다. 예컨대, 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 DC 모드 또는 Planar 모드와 같이 비방향성 모드이거나, 상단 참조 샘플과 좌측 참조 샘플을 모두 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 21의 (a)에 도시된 바와 같이, 상단 및 좌측에 존재하는 참조 샘플 중 적어도 하나 이상을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 또는, 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 상단 참조 샘플과 우상단 참조 샘플을 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 21의 (b)에 도시된 바와 같이, 상단 및 우상단에 존재하는 참조 샘플 중 적어도 하나 이상을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 또는, 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 좌측 및 좌하단의 참조 샘플을 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 21의 (c)에 도시된 바와 같이, 좌측 및 좌하단에 존재하는 참조 샘플 중 적어도 하나 이상을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다.
또는, 제1 색 성분 대응 블록 또는 주변 블록 중 적어도 하나 이상의 양자화 파라미터에 따라 제1 색 성분 대응 블록의 참조 샘플 재구성을 다르게 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 21의 (d)에 도시된 바와 같이, 주변 블록의 양자화 파라미터 값(QP)이 상대적으로 작은 위쪽 블록에 속한 참조 샘플을 이용하여 재구성을 수행 할수 있다.
또는, 제2 색 성분 대상 블록의 형태가 직사각형인 경우, 정사각형인 제1 색 성분 대응 블록 주변의 참조 샘플을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다.
또는, 제2 색 성분 대상 블록이 2개의 블록(예컨대, 2개의 16x8 블록)으로 분할되고, 제1 색 성분 대응 블록은 예컨대, 32x16 블록인 경우, 32x32 블록 주변의 참조 샘플을 이용하여 재구성을 수행할 수 있다. 이때 상기 제2 색 성분 대응 블록 중 아래쪽에 위치한 두번째 16x8 블록에 대응하는 제1 색 성분 블록의 참조 샘플로서 상기 재구성한 32x32 블록 주변의 참조 샘플을 공유할 수 있다.
예측 파라미터 유도 단계에 대해 이하에서 설명한다.
상기 재구성한 제1 색 성분 대응 블록의 참조 샘플과 제2 색 성분 예측 대상 블록의 참조 샘플 중 적어도 하나 이상을 이용하여 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 이하, 제1 색 성분 및 제1 색 성분 블록은 재구성한 제1 색 성분 및 재구성한 제1 색 성분 블록을 의미할 수 있다.
도 22는 제2 색 성분 예측 대상 블록이 4x4인 경우, 재구성된 제1 색 성분 대응 블록을 설명하기 위한 예시도이다. 이때, 참조 샘플 라인은 N개 일 수 있다.
예측 파라미터는, 도 22의 (a)에 도시된 바와 같이 재구성된 제1 색 성분 대응 블록 또는 제2 색 성분 예측 대상 블록의 상단과 좌측의 참조 샘플을 이용하여 유도될 수 있다.
예를 들어, 예측 파라미터는, 제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드에 기반하여, 상기 재구성된 제1 색 성분의 참조 샘플을 적응적으로 이용함으로써 유도될 수 있다. 이때, 제2 색 성분의 참조 샘플도 상기 제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드에 기반하여 적응적으로 이용될 수 있다.
제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 DC 모드 또는 Planar 모드와 같이 비방향성 모드이거나, 상단 참조 샘플과 좌측 참조 샘플을 모두 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 22의 (a)에 도시된 바와 같이 제1 색 성분 대응 블록의 상단과 좌측 참조 샘플을 이용할 수 있다.
제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 상단 참조 샘플을 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 22의 (b) 또는 (c)에 도시된 바와 같이, 제1 색 성분 대응 블록의 상단 참조 샘플을 이용할 수 있다.
제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 좌측 참조 샘플을 이용하는 방향성 모드인 경우, 도 22의 (d) 또는 (e)에 도시된 바와 같이, 제1 색 성분 대응 블록의 좌측 참조 샘플을 이용할 수 있다.
또는, 제1 색 성분 대응 블록의 화면 내 예측 모드가 방향성 모드인 경우, 각 모드마다 예측에 이용하는 참조 샘플을 상기 제1 색 성분의 참조 샘플로 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 화면 내 예측 모드가 수직 모드이면 도 22의 (b)에 도시된 참조 샘플을 이용할 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드가 수평 모드이면 도 22의 (d)에 도시된 참조 샘플을 이용할 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드가 우상단 대각선 모드이면 도 22의 (c)에 도시된 참조 샘플을 이용할 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드가 좌하단 대각선 모드이면 도 22의 (e)에 도시된 참조 샘플을 이용할 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드가 수직 모드와 우상단 대각선 모드의 사이에 존재하는 모드이면 도 22의 (f)에 도시된 참조 샘플을 이용할 수 있다. 상기 화면내 예측 모드가 45도 대각선에 해당하는 방향성 모드인 경우, 도 22의 (g)와 같이 우상단 또는 좌하단의 참조 샘플 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 화면 내 예측 모드에 따라 이용되는 참조 샘플은 룩업 테이블(Look-up table)로 저장하여 이용할 수 있다.
예측 파라미터의 유도는 제1 색 성분 블록 및/또는 제2 색 성분 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 상기 제1 색 성분 또는 제2 색 성분의 참조 샘플을 적응적으로 이용하여 수행될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 색 성분 대상 블록의 크기가 64x64인 경우, 상기 제1 색 성분 또는 제2 색 성분 블록의 상단 또는 좌측의 참조 샘플 중 32개, 16개 또는 8개의 참조 샘플이 이용될 수 있다. 상기와 같이, 제2 색 성분 대상 블록의 크기가 소정의 크기에 해당하는 경우, 상기 제1 또는 제2 색 성분 블록의 참조 샘플이 적응적으로 이용될 수 있다. 상기 소정의 크기는 64x64로 한정되지 않으며, 비트스트림을 통해 시그널링되거나, 현재 블록 및 주변 블록의 부호화 파라미터에 기초하여 유도되는 크기일 수 있다.
또는, 제2 색 성분 대상 블록의 형태가 직사각형인 경우, 가로 및 세로 중 긴 쪽에 인접한 참조 샘플이 이용될 수 있다. 예컨대, 상기 대상 블록의 형태가 32x8인 경우, 상기 제1 색 성분 또는 제2 색 성분 블록의 상단 참조 샘플이 이용될 수 있다.
또는, 제2 색 성분 대상 블록의 형태가 직사각형인 경우, 정사각형 블록의 참조 샘플을 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 대상 블록의 형태가 32x8인 경우, 32x32 블록의 주변에 위치한 참조 샘플이 이용될 수 있다.
예측 파라미터의 유도는 상기 재구성된 제1 색 성분 블록의 참조 샘플 및 제2 색 성분 블록의 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 색 성분의 참조 샘플간 연관성, 변화량, 평균값, 분포 등 중 적어도 하나에 기반하여 예측 파라미터가 유도될 수 있다. 이 떄, LS(Least Square), LMS(Least Mean Square) 등의 방법 중 적어도 하나가 이용될 수 있다.
LMS 방법을 이용하여 예측 파라미터를 유도하는 경우, 예측 파라미터는 a, b 또는 알파, 베타 중 적어도 하나일 수 있다. 아래의 수학식 15를 이용하여, 제1 색 성분 참조 샘플과 제2 색 성분 참조 샘플 간의 에러를 최소화하는 예측 파라미터를 유도할 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000015
상기 수학식 15에서, p2n은 제2 색 성분의 참조 샘플, p1'n은 재구성된 제1 색 성분의 참조 샘플을 나타낼 수 있다. N은 이용되는 참조 샘플의 가로 또는 세로의 개수, a 및 b 는 예측 파라미터를 나타낼 수 있다.
이 때, 아래의 수학식 16을 이용하여, 참조 샘플 간의 연관성을 계산할 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000016
상기 수학식 16에서, BitDepth는 비트 심도를 나타낼 수 있다. p1'은 재구성된 제1 색 성분의 샘플, p2는 제2 색 성분의 샘플을 나타낼 수 있다.
도 23은 제1 색 성분의 샘플 및 제2 색 성분의 샘플을 설명하기 위한 도면이다.
예측 파라미터를 유도할 때, 참조 샘플이 존재하지 않는 영역이 있는 경우 존재하는 참조 샘플만을 이용하여 예측 파라미터를 유도할 수 있다.
상기 예측 파라미터를 하나 이상 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 예측 파라미터를 유도하기 위해 이용하는 참조 샘플의 값이 특정 조건을 만족하는 참조 샘플들로부터 제1 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 또한, 상기 특정 조건을 만족하지 않는 참조 샘플들로부터 제2 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 상기 특정 조건은 참조 샘플의 값이 참조 샘플의 통계값(예컨대, 평균값) 보다 작은 경우에 해당할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 참조 샘플을 이용하여 예측 파라미터를 유도하지 않고, 기본 예측 파라미터(default parameter)가 이용될 수도 있다. 상기 기본 예측 파라미터는 부호화기와 복호화기에서 기정의될 수 있다. 예컨대, 예측 파라미터 a, b는 각각 1, 0일 수 있다.
또는, 예측 파라미터가 유도되는 경우, 유도된 예측 파라미터는 부호화/복호화될 수 있다.
Y, Cb, Cr 간의 색 성분간 예측을 수행하는 경우, Cb 와 Cr을 예측하기 위한 예측 파라미터를 Y로부터 각각 유도할 수도 있다. 또는 Cr을 예측하기 위한 예측 파라미터를 Cb로부터 유도할 수 있다. 또는 Cr을 예측하기 위한 예측 파라미터를 유도하지 않고, Cb를 예측하기 위해 Y로부터 유도한 예측 파라미터를 이용할 수 있다.
색 성분간 예측 수행 단계에 대해 이하에서 설명한다.
전술한 바와 같이, 예측 파라미터가 유도되면, 유도된 예측 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 아래의 수학식 17을 이용하여, 재구성된 제1 색 성분의 복원된 신호에 상기 유도된 예측 파라미터를 적용함으로써, 제2 색 성분 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000017
상기 수학식 17에 있어서, p2[x, y]는 제2 색 성분 대상 블록의 예측 블록일 수 있다. p1'[x, y]는 제1 색 성분 블록 또는 재구성된 제1 색 성분 블록일 수 있다.
또는, 아래의 수학식 18을 이용하여, 재구성된 제1 색 성분의 잔차 신호에 상기 유도된 예측 파라미터를 적용함으로써 제2 색 성분 대상 블록에 대한 예측을 수행할 수도 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000018
상기 수학식 18에 있어서, p1'_residual은 재1 색 성분의 잔차 신호를 나타낼 수 있다. 또한, p2_pred는 제2 색 성분 대상 블록에 대해 화면 내 예측을 수행하여 예측한 신호를 나타낼 수 있다.
상기 유도한 예측 파라미터가 하나 이상인 경우, 상기 제1 색 성분의 복원된 샘플에 상기 하나 이상의 예측 파라미터를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분의 복원된 샘플이 특정 조건을 만족하는 경우, 상기 특정 조건을 만족하는 참조 샘플로부터 유도된 제1 예측 파라미터를 적용하여 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제1 색 성분의 복원된 샘플이 상기 특정 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 특정 조건을 만족하지 않는 참조 샘플로부터 유도된 제2 예측 파라미터를 적용하여 색 성분간 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 상기 특정 조건은 참조 샘플의 값이 상기 제1 색 성분의 참조 샘플의 통계값(예컨대, 평균값) 보다 작은 경우에 해당할 수 있다.
상기 색 성분간 예측 방법은 화면 간 예측 모드에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 대한 화면 간 예측을 수행함에 있어, 제1 색 성분에 대해서는 화면 간 예측을 수행하고 제2 색 성분에 대해서는 색 성분간 예측 또는 화면 간 예측과 색 성분간 예측을 결합한 예측을 수행할 수 있다. 예컨대 상기 제1 색 성분은 휘도 성분, 제2 색 성분은 색차 성분일 수 있다.
상기 휘도 성분의 예측 샘플 또는 복원 샘플을 이용하여 색 성분간 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 휘도 성분에 대하여 화면간 예측을 수행한 후, 예측 샘플에 대해 색 성분간 예측 파라미터를 적용하여 색차 성분에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때 상기 예측 샘플은 움직임 보상, 움직임 보정, OBMC(Overlapped block motion compensation), BIO(Bi-directional optical flow) 중 적어도 하나를 수행한 샘플을 의미할 수 있다.
또한, 상기 색 성분간 예측은 제1 색 성분의 부호화 파라미터에 따라 적응적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분의 CBF 정보에 따라 상기 색 성분간 예측의 수행여부를 결정할 수 있다. 상기 CBF 정보는 잔차 신호의 존재 유무를 나타내는 정보일 수 있다. 즉, 상기 제1 색 성분의 CBF가 1인 경우, 제2 색 성분에 대해 색 성분간 예측을 수행할 수 있다. 상기 제1 색 성분의 CBF가 0인 경우, 제2 색 성분에 대해 색 성분간 예측을 수행하지 않고 상기 화면 간 예측을 수행할 수 있다. 또는, 상기 색 성분간 예측을 수행하는지 여부를 나타내는 플래그를 시그널링할 수 있다.
상기 제1 색 성분의 부호화 파라미터가 소정의 조건에 만족하는 경우, 상기 색 성분간 예측을 수행하는지 여부를 나타내는 플래그를 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분의 CBF가 1인 경우, 상기 플래그를 시그널링하여 색 성분 예측 수행 여부를 결정할 수 있다.
상기 제2 색 성분에 대하여 색 성분간 예측을 수행함에 있어, 제2 색 성분에 대한 화면간 움직임 예측 또는 보상 값을 이용할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분에 대한 화면간 예측 정보를 이용하여 제2 색 성분에 대한 화면간 움직임 예측 또는 보상을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제2 색 성분에 대한 색 성분간 예측 값과 화면간 움직임 보상 값의 가중합을 통하여 예측을 수행할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 템플릿 매칭 기반 예측을 수행할 수 있다.
템플릿 매칭 기반 예측을 수행하는 경우, 현재 블록에 대해 적어도 하나의 화면내 예측 모드(제1 화면내 예측 모드)를 명시적 및/또는 묵시적으로 유도하고, 유도된 화면내 예측 모드에 기초하여 템플릿(Template)을 생성할 수 있다. 또한, 제2 화면내 예측 모드에 기초하여 중간 단계 화면내 예측 블록(Intermediate Intra Predictor)을 적어도 하나 이상 생성하고, 템플릿과 중간 단계 화면내 예측 블록 사이의 가중합으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 최종적으로 생성할 수 있다. 이 때, 제1 화면내 예측 모드와 제2 화면내 예측 모드는 상이할 수 있다.
도 24는 템플릿을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 24에 도시된 바와 같이, 먼저 현재 블록의 화면내 예측 모드 N이 명시적 및/또는 묵시적으로 유도될 수 있다. 유도된 화면내 예측 모드 N에 기초하여 화면내 예측을 수행함으로써 화면내 예측 블록을 생성할 수 있고, 생성된 화면내 예측 블록을 템플릿(Template)으로 정의할 수 있다. 이 때, N은 0 또는 0보다 큰 양의 정수일 수 있다.
본 명세서에서, 템플릿 매칭 기반 예측 과정에서 생성된 템플릿은 제1 화면내 예측 블록으로 표현될 수 있으며, 중간 단계 화면내 예측 블록은 제2 화면내 예측 블록으로 표현될 수 있다. 또한, 제1 화면내 예측 블록과 제2 화면내 예측 블록의 가중합으로 현재 블록의 최종 화면내 예측 블록을 생성할 때, 하나 이상의 제1 화면내 예측 블록 및/또는 제2 화면내 예측 블록이 사용될 수 있다.
현재 블록의 화면내 예측 모드는 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예 중 적어도 하나에 따라 명시적으로 부호화/복호화될 수 있다. 또는, 부호화기 및 복호화기에서 동일한 화면내 예측 모드가 묵시적으로 유도될 수 있다. 상기와 같이 명시적으로 또는 묵시적으로 유도된 화면내 예측 모드를 이용하여 제1 화면내 예측 블록을 생성할 수 있다.
또는, 부호화기와 복호화기에서 소정의 화면내 예측 모드를 이용하여 제1 화면내 예측 블록을 생성할 수도 있다.
상기 소정의 화면내 예측 모드는 Planar 모드 또는 DC 모드일 수 있다.
상기 소정의 화면내 예측 모드는 복수일 수 있다. 이 경우, 복수의 화면내 예측 모드의 각각에 대응하는 복수의 예측 블록들을 생성한 후, 생성된 복수의 화면내 예측 블록들을 가중합하여 제1 화면내 예측 블록(템플릿)을 생성할 수 있다. 예컨대, Planar 모드 및 DC 모드에 대응하는 2개의 화면내 예측 블록을 생성한 후, 생성된 2개의 화면내 예측 블록을 가중합한 블록을 템플릿으로 정의할 수 있다.
다른 실시예로서, 현재 블록에 공간적으로 인접한 주변 블록들 중 적어도 하나의 주변 블록의 화면내 예측 모드를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다. 이 떄, 상기 주변 블록은 현재 블록의 이전에 화면내 예측을 이용하여 부호화/복호화가 완료된 블록일 수 있다.
예컨대, 도 11에 도시된 예에서, 주변 블록 L, A, AR, BL, AL, JL 및 JA 중 적어도 하나가 화면내 예측 모드로 부호화/복호화 된 경우, 해당 주변 블록의 화면내 예측 모드를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다.
또는, 하나 이상의 주변 블록들로부터 유도된 하나 이상의 화면내 예측 모드들을 이용하여 소정의 통계값을 구한 후, 해당 통계값이 나타내는 화면내 예측 모드를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다. 이 때, 상기 통계값은 평균값, 최대값, 최소값, 중간값 및 최빈값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는, 현재 블록에 대한 MPM 리스트를 구성한 후, MPM 리스트에 포함된 하나 이상의 화면내 예측 모드를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다. 예컨대, MPM 리스트 내에서 첫 번째 MPM 인덱스가 지시하는 화면내 예측 모드 또는 방향성을 가진 화면내 예측 모드(angular prediction mode)를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다. 만약 MPM 리스트 내에 방향성을 가진 화면내 예측 모드가 복수 개 존재하는 경우, 보다 작은 MPM 인덱스를 가지는 화면내 예측 모드를 이용하여 템플릿을 생성할 수 있다.
템플릿을 생성하기 위한 화면내 예측 모드는 하나 이상의 명시적 및/또는 묵시적 화면내 예측 모드를 유도하여 생성될 수 있다.
일 예로, 부호화기에서 전송된 화면내 예측 모드 정보를 엔트로피 부호화/복호화 하여 명시적으로 유도한 후, 해당 화면내 예측 모드에 대응하는 화면내 예측 블록 A를 생성할 수 있다. 또한, 고정된 화면내 예측 모드 N에 대응하는 화면내 예측 블록 B를 생성한 후, 화면내 예측 블록 A 및/또는 화면내 예측 블록 B의 가중합으로 템플릿을 생성할 수 있다. 상기 고정된 화면내 예측 모드는 복수 개일 수 있으며, 그에 따라 복수 개의 화면내 예측 블록 B가 생성될 수도 있다. 상기 고정된 화면내 예측 모드는 Planar 모드 또는 DC 모드일 수 있다.
상기 화면내 예측 블록 B를 생성하는 다른 실시예로, 현재 블록에 공간적으로 인접한 블록으로서, 화면내 예측을 이용하여 부호화/복호화가 완료된 하나 이상의 주변 블록의 화면내 예측 모드에 대응하는 화면내 예측 블록 B를 생성할 수 있다. 상기 주변 블록은 도 11에 도시된 주변 블록 L일 수 있다. 또는 상기 주변 블록은 이에 한정되지 않으며, 도 11에 도시된 주변 블록 A, AR, BL, AL, JL 및 JA 중 적어도 하나일 수 있다.
상기 화면내 예측 블록 B를 생성하는 다른 실시예로, 도 11에 도시된 하나 이상의 블록들로부터 하나 이상의 화면내 예측 모드를 유도한 후, 유도된 하나 이상의 화면내 예측 모드의 통계값에 대응하는 화면내 예측 블록 B를 생성할 수 있다. 상기 통계값은 평균값, 중간값, 최빈값 등일 수 있다. 그러나, 상기 통계값은 이에 한정되지 않으며, 최대값, 최소값, 가중 평균값 및 보간값 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
상기 화면내 예측 블록 B를 생성하는 다른 실시예로, 현재 블록에 대한 MPM 리스트에 포함된 적어도 하나 이상의 화면내 예측 모드에 대응하는 화면내 예측 블록 B를 생성할 수 있다. 상기 화면내 예측 블록 B를 생성하기 위해 이용되는 화면내 예측 모드는 MPM 리스트의 첫 번째 MPM 인덱스가 지시하는 화면내 예측 모드일 수 있다. 또는, 상기 화면내 예측 블록 B를 생성하기 위해 이용되는 화면내 예측 모드는 MPM 리스트 내의 모드들 중, 방향성을 가진 화면내 예측 모드 일 수 있다. 이 때, MPM 리스트 내에 방향성을 가진 모드가 복수 개 존재하는 경우, 보다 작은 MPM 인덱스를 가지는 화면내 예측 모드를 이용하여 화면내 예측 블록 B를 생성할 수 있다.
이후, 생성된 템플릿을 이용하여 하나 이상의 템플릿 매칭 기반 중간 단계 화면내 예측 블록(intermediate intra prediction block)을 생성할 수 있다.
도 25는 MPM 리스트에 기초하여 템플릿 매칭 기반 중간 단계 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25에 도시된 좌측 테이블은 현재 블록에 대한 MPM 리스트를 나타낸다. 예를 들어, MPM 리스트에는 6개의 후보 모드가 포함되며, 각 후보 모드는 인덱스(MPM idx)에 의해 지시될 수 있다. 도 25에 도시된 실시예에서, MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드는 X, Y, N, Z, K 및 L이다.
MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드의 각각을 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 도 25에 있어서, 예측 블록 0는 화면내 예측 모드 X에 대응되는 예측 블록이고, 예측 블록 5는 화면내 예측 모드 L에 대응되는 예측 블록이다. 마찬가지로, 도 25에 도시되지는 않았으나, 화면내 예측 모드 Y, N, Z 및 K에 대해서도 대응되는 예측 블록 1 내지 예측 블록 4가 생성될 수 있다. 이하에서 예측 블록 0 내지 예측 블록 5는 예측 블록 n(n은 0 내지 5 중 하나)이라 기재한다.
이후, 템플릿과 MPM 리스트에 포함된 모드를 이용하여 생성된 상기 예측 블록 n 간의 템플릿 매칭을 수행할 수 있다. 템플릿 매칭은 템플릿과 예측 블록 n 사이의 SAD (Sum of Absolute Differences) 및/또는 SATD (Sum of Absolute Transformed Differences) 중 적어도 하나를 계산함으로써 수행될 수 있다. 이 때, MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드들 중 템플릿을 생성할 때 이용된 화면내 예측 모드(예컨대, 도 25에서는 N)와 동일한 모드에 대해서는 템플릿 매칭을 생략할 수 있다.
전술한 바와 같이, MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드의 각각에 대해 템플릿 매칭을 수행하여 SAD_0(또는 SARD_0) 내지 SAD_5(또는 SARD_5)를 계산한 후, 가장 작은 SAD 및/또는 SATD를 가지는 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 예컨대, SAD_0이 가장 작은 경우, 화면내 예측 모드 X에 대응되는 예측 블록 0이 중간 단계 화면내 예측 블록이 될 수 있다.
또는, 계산된 SAD 및/또는 SATD를 올림차순으로 정렬 후, SAD 및/또는 SATD 가 작은 순서로 M개의 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 이 때, M은 1 이상의 양의 정수로서, MPM 리스트를 구성하는 후보 모드의 최대 개수보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, MPM 리스트를 구성하는 후보 모드의 최대 개수가 7인 경우, M의 최대값은 7로 정의될 수 있다.
상기 SAD 및/또는 SATD 중 적어도 하나를 이용하여 MPM 리스트 내의 화면내 예측 모드들의 순서를 재정렬할 수 있다.
전술한 템플릿 매칭에 관한 설명은 MPM 리스트 대신 2차 MPM 리스트를 이용하는 경우에도 유사하게 적용될 수 있다.
즉, 2차 MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드의 각각을 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 이후, 템플릿과 2차 MPM 리스트에 포함된 모드를 이용하여 생성된 상기 예측 블록 간의 템플릿 매칭을 수행할 수 있다. 템플릿 매칭은 템플릿과 예측 블록 사이의 SAD (Sum of Absolute Differences) 및/또는 SATD (Sum of Absolute Transformed Differences) 중 적어도 하나를 계산함으로써 수행될 수 있다. 이 때, 2차 MPM 리스트에 포함된 화면내 예측 모드들 중 템플릿을 생성할 때 이용된 화면내 예측 모드와 동일한 모드에 대해서는 템플릿 매칭을 생략할 수 있다. 이후, 가장 작은 SAD 및/또는 SATD를 가지는 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 또는, 계산된 SAD 및/또는 SATD를 올림차순으로 정렬 후, SAD 및/또는 SATD 가 작은 순서로 M개의 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 이 때, M은 1 이상의 양의 정수로서, 2차 MPM 리스트를 구성하는 후보 모드의 최대 개수보다 작거나 같을 수 있다. 예를 들어, 2차 MPM 리스트를 구성하는 후보 모드의 최대 개수가 16인 경우, M의 최대값은 16으로 정의될 수 있다.
상기 SAD 및/또는 SATD 중 적어도 하나를 이용하여 2차 MPM 리스트 내의 화면내 예측 모드들의 순서를 재정렬할 수 있다.
다른 실시예로서, 적어도 하나 이상의 부호화/복호화가 완료된 주변 블록들의 화면내 예측 모드에 대응하는 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 상기 주변 블록은 예컨대, 도 11에 도시된 주변 블록 L, A, AR, BL, AL, JL 및 JA 중 적어도 하나일 수 있다.
또는, 하나 이상의 주변 블록들로부터 유도된 하나 이상의 화면내 예측 모드들을 이용하여 소정의 통계값을 구한 후, 해당 통계값에 대응하는 화면내 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 이 때, 상기 통계값은 평균값, 최대값, 최소값, 중간값 및 최빈값 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 통계값은 도 11에 도시된 모든 화면내 예측된 주변 블록들의 화면내 예측 모드들을 이용하여 계산될 수 있다.
다른 실시예로서, 템플릿을 생성할 때 사용된 화면내 예측 모드를 N이라 할 때, N에 소정의 오프셋(offset)을 가산 및/또는 감산한 화면내 예측 모드에 대응하는 예측 블록을 중간 단계 화면내 예측 블록으로 정의할 수 있다. 이때, offset은 1 이상의 양의 정수일 수 있다.
전술한 바와 같이 템플릿 및 적어도 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록을 생성한 후, 템플릿과 적어도 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 현재 블록에 대한 최종 화면내 예측 블록을 생성할 수 있다. 이 때, 가중합이 이용될 수 있다.
도 26은 템플릿과 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 26에 도시된 바와 같이, 템플릿과 중간 단계 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성할 수 있다.
도 27은 템플릿과 복수의 중간 단계 화면내 예측 블록을 이용하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 27에 도시된 바와 같이, 템플릿과 복수의 중간 단계 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
도 26 및 도 27을 참조하여 설명한 실시예에서, 가중합을 수행하기 위한 가중치는 아래와 같이 유도될 수 있다. 이 때, 가중합에 사용된 모든 가중치의 합은 1일 수도 있고, 아닐 수도 있다. 또한, 각각의 가중치는 1보다 크거나 음수일 수 있다.
예컨대, 가중합에 사용된 모든 가중치는 동일할 수 있다.
또는, 템플릿 및/또는 적어도 하나의 중간 단계 화면내 예측 블록들 사이의 소정의 우선 순위에 따라 각각에 대해 서로 다른 가중치가 적용될 수 있다.
예를 들어, 소정의 화면내 예측 모드와 대응하는 템플릿 및/또는 중간 단계 화면내 예측 블록에 대해서는 나머지 모드에 대응하는 화면내 예측 블록 대비 보다 높은 가중치가 적용될 수 있다. 또는 반대로, 소정의 화면내 예측 모드에 대응하는 템플릿 및/또는 중간 단계 화면내 예측 블록에 대해서 보다 낮은 가중치가 적용될 수도 있다. 예를 들어, 상기 소정의 화면내 예측 모드는 MPM 리스트의 첫 번째 화면내 예측 모드일 수 있다. 이 경우, MPM 리스트의 첫 번째로 화면내 예측 모드에 대응하는 화면내 예측 블록에 대해서 상대적으로 높은 가중치가 부여될 수 있다.
부호화기는, 화면내 예측을 이용하여 현재 블록을 부호화할 때, 본 발명에서 제안된 방법을 수행할지 여부를 결정하고, 그 수행 여부를 지시하는 수행 여부 지시 정보를 엔트로피 부호화할 수 있다. 본 발명에서 제안된 방법을 수행할지 여부는 제안된 방법을 적용하기 전의 율-왜곡 비용값과 적용한 후의 율-왜곡 비용값의 비교 등을 통해 결정될 수 있다.
상기 수행 여부 지시 정보는 현재 블록의 부호화 파라미터에 따라 조건적으로 엔트로피 부호화될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 화면내 예측 모드가 MPM 리스트 및/또는 2차 MPM 리스트에 포함된 모드로 부호화된 경우에만 상기 수행 여부 지시 정보를 엔트로피 부호화할 수 있다. 복호화기는 수행 여부 지시 정보를 비트스트림으로부터 엔트로피 복호화한 후, 수신된 정보에 따라 본 발명에서 제안된 방법을 수행하거나 수행하지 않을 수 있다.
상기 수행 여부 지시 정보는 현재 블록의 부호화 파라미터에 따라 생략될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기, 형태 및/또는 깊이에 기초하여 상기 제안된 방법을 수행할 지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 소정의 크기, 형태 또는 깊이 이하 또는 이상의 블록인 경우에만 상기 제안된 방법이 수행되거나 또는 수행되지 않도록 제한될 수 있다. 이 때, 상기 소정의 크기, 형태 및/또는 깊이에 대한 정보는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU, CU 중 적어도 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 소정의 제1 크기 이하 및/또는 소정의 제2 크기 이상이며, 이진트리 리프노드 및/또는 쿼드트리 리프노드로 분할된 경우에는 제안된 방법을 수행하거나 수행하지 않을 수 있다.
또는, MPM 리스트 및/또는 2차 MPM 리스트에 포함된 모드로 부호화된 경우에 상기 제안된 방법을 수행할 수 있다.
현재 블록의 크기 혹은 깊이와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 상기 제안된 방법을 수행할 지 여부가 결정될 수 있다. 이 떄, 소정의 문턱값은 블록 구조를 결정하는 기준 크기 혹은 깊이를 의미할 수 있다. 소정의 문턱값은 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.
일 예로, 현재 블록의 크기 혹은 깊이가 소정의 제1 문턱값 이하 및/또는 소정의 제2 문턱값 이상인 경우에는 제안된 방법을 수행하거나 수행하지 않을 수 있다.
또는, 현재 블록의 깊이가 소정의 문턱값과 같고, 현재 블록이 쿼드트리 리프 노드에 해당하는 경우, 제안된 방법을 수행하지 않을 수 있다.
부호화기는 현재 블록에 대한 부호화 모드를 결정하기 위해 현재 블록과 예측 블록 사이의 잔차 신호에 대해 변환, 양자화, 엔트로피 부호화, 엔트로피 복호화, 역양자화, 역변환 중 적어도 하나 이상의 과정을 수행한 후, 요구 비트량 및 화질 손실이 최소화되는 방향으로 부호화 모드를 결정할 수 있다. 상기 결정된 부호화 모드는 부호화 모드 정보로서 부호화될 수 있으며, 부호화 모드 정보는 부호화 파라미터와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
현재 블록에 대한 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 후보 블록의 최대 개수가 M이라 가정할 때, 머지 모드 및/또는 스킵 모드에 대한 부호화 모드 결정 과정은 후술하는 조건에 따라 M보다 같거나 작은 개수의 머지 모드 및/또는 스킵 모드 후보 블록에 대해서만 수행될 수 있다.
머지 모드 및/또는 스킵 모드에 대한 부호화 모드 결정 과정에서, 현재 블록 (쿼드트리 리프노드 및/또는 이진트리 리프노드)을 부호화기에서 재부호화 시, 최초 부호화 과정에서 스킵 모드로 결정난 경우, 모든 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 후보 블록에 대해 스킵 모드 부호화 결정 과정을 수행할 수 있다.
머지 모드 및/또는 스킵 모드에 대한 부호화 모드 결정 과정에서, 현재 블록 (쿼드트리 리프노드 및/또는 바이너리트리 리프노드)을 부호화기에서 재부호화 시, 최초 부호화 과정에서 머지 모드로 결정난 경우, 모든 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 후보 블록에 대해 머지 모드 부호화 결정 과정을 수행할 수 있다.
머지 모드 및/또는 스킵 모드에 대한 부호화 모드 결정 과정에서, 현재 블록 (쿼드트리 리프노드 및/또는 바이너리트리 리프노드)을 부호화기에서 재부호화 시, 최초 부호화 과정에서 스킵 모드 및/또는 머지 모드로 결정난 경우, 모든 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 후보 블록에 대한 움직임 보상 과정에서 OBMC (Overlapped Block Motion Compensation) 과정을 수행할 수 있다.
현재 블록에 대한 부호화 모드 결정 과정에서, 현재 블록 및/또는 현재 블록에 시/공간적으로 인접한 주변 블록의 부호화 파라미터에 따라 1차 변환 및/또는 2차 변환에 대한 부호화 모드 결정 과정을 생략할 수 있다.
예컨대, 1차 변환에서 1차 변환에 사용될 수 있는 1D 변환 커널의 개수가 최대 N개이고 이에 따라 1차 변환 인덱스(ucTrIdx)가 0부터 N-1까지 엔트로피 부호화/복호화된다고 가정할 때, 인덱스 0에서 현재 블록에 대한 CBF가 0이면 이후 인덱스(ucTrIdx =1, … N-1)에 대한 부호화 모드 결정 과정은 생략될 수 있다. 또는, 현재 블록의 주변 블록의 1차 변환에 사용된 1차 변환 인덱스에 대해서만 현재 블록의 부호화 모드 결정 과정을 수행할 수 있다.
현재 블록에 대한 화면내 및/또는 화면간 부호화 모드 결정 과정에서, 1차 변환에 사용된 1D 변환 커널에 대한 1차 변환 인덱스 정보(ucTrIdx)를 엔트로피 부호화하는 과정에서 나눗셈 연산을 시프트(shift) 연산으로 대체할 수 있다.
현재 블록에 대한 화면내 부호화 모드 결정 과정에서, 1 차 변환에 사용된 1D 변환 커널에 대한 1차 변환 인덱스 정보(ucTrIdx)를 엔트로피 부호화할 때, 나눗셈 연산 및/또는 시프트 연산을 사용할 수 있다. 예컨대, 나눗셈 연산을 사용하여 아래의 수학식 19와 같이, 1차 변환 인덱스 정보(ucTrIdx)를 엔트로피 부호화할 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000019
또는, 시프트 연산을 사용하여 아래의 수학식 20과 같이, 1차 변환 인덱스 정보(ucTrIdx)를 엔트로피 부호화할 수 있다.
Figure PCTKR2018014111-appb-M000020
현재 블록에 대한 화면간 부호화 모드 결정 과정에서, 1 차 변환에 사용된 1D 변환 커널에 대한 1차 변환 인덱스 정보(ucTrIdx)를 엔트로피 부호화할 때에도 상기 수학식 19 및 수학식 20이 유사하게 사용될 수 있다. 다만 이때, 수학식 19 및 수학식 20에 있어서, get(0, 0, 1)은 get(0, 0, 3)으로 치환될 수 있다.
화면내 또는 화면간 예측 이후 생성된 잔차 신호는 양자화 과정의 일환으로 변환 과정을 통해 주파수 도메인으로 변환될 수 있다. 이 때 수행되는 1차 변환은 DCT type 2(DCT-II)외에 다양한 DCT, DST 커널 등이 사용될 수 있다. 이러한 변환 커널들을 이용한 변환은 잔차 신호의 수평 및 수직 방향에 대해 1차원 변환(1D transform)을 각각 수행하는 분리 변환(Separable Transform)으로 수행될 수도 있고, 또는 2차원 비분리 변환(2D Non-separable Transform)으로 수행될 수도 있다.
변환에 사용되는 DCT, DST 타입은 아래 표 1과 같다.
변환 세트 변환
0 DCT-VII, DCT-VIII
1 DST-VII, DST-I
2 DST-VII, DCT-V
DCT-II 외에 DST-II, DCT-IV, DST-IV, DCT-VIII, DST-VII 중 적어도 하나를 1D 변환 시 적응적으로 사용할 수 있다. 또는 변환 세트(Transform set)를 구성하여 변환에 사용된 DCT 또는 DST 타입을 유도할 수도 있다. 예를 들어, 화면내 예측 모드에 따라 수평, 수직 방향에 대해 서로 다른 변환 세트를 기 정의할 수 있다. 부호화기/복호화기는 현재 블록의 화면내 예측 모드에 대응하는 변환 세트에 포함된 변환을 이용하여 변환 및 역변환을 수행할 수 있다. 이 경우, 변환 세트는 전송되지 않고, 부호화기/복호화기에서 표 1과 같이 동일한 규칙에 따라 매핑되며, 다만 해당 변환 세트에 속한 변환 중에서 어떤 변환이 사용되었는지를 지시하는 정보가 시그널링될 수 있다. 이와 같이 다양한 변환을 사용하는 방법이 화면내 또는 화면간 예측을 통해 생성된 잔차 신호에 적용될 수 있다. 예컨대, 화면간 예측 시, 부호화기/복호화기에서 표 1의 변환 세트 0을 이용하여 수직 및/또는 수평 방향에 대해 1D 변환을 수행할 수 있다. 이 경우, 수직 및/또는 수평 방향에 대해 어떤 1차원 변환이 사용되었는지를 지시하는 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 수직 및/또는 수평 방향 변환에 대해 DST-II, DCT-IV, DST-IV, DCT-VIII, DST-VII 중 적어도 하나 중 어떤 변환을 사용한지를 지시하는 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.부호화기에서는 상기 전술한 1차 변환이 완료된 이후, 도 6에 도시된 바와 같이, 변환 계수(Transformed coefficients)에 대한 에너지 집중도를 높이기 위해 2차 변환(Secondary transform)을 수행할 수 있다. 2차 변환 역시 수평 및 수직 방향에 대해 1차원 변환을 각각 수행하는 분리 변환을 수행할 수도 있고, 또는 2차원 비분리 변환을 수행할 수도 있다. 또한, 변환에 사용된 정보가 전송되거나 또는 현재 블록 및 주변 블록의 부호화 정보에 따라 부호화기/복호화기에서 묵시적으로 유도될 수도 있다. 예를 들어, 1차 변환과 같이 2차 변환에 대해서도 변환 세트를 정의할 수 있으며, 변환 세트는 엔트로피 부호화/복호화되는 것이 아니라 부호화기/복호화기에서 동일한 규칙에 따라 정의될 수 있다. 이 경우, 해당 변환 세트에 속한 변환 중에서 어떤 변환이 사용되었는지를 지시하는 정보가 전송될 수 있으며, 화면내 또는 화면간 예측을 통해 생성된 잔차 신호 중 적어도 하나 이상에 적용될 수 있다. 복호화기에서는 2차 역변환 수행 여부에 따라 2차 역변환을 수행할 수 있고, 1차 역변환 수행 여부에 따라 2차 역변환이 수행된 결과에 대해 1차 역변환을 수행할 수 있다.
상기 1차 변환 및 2차 변환은 휘도/색차 성분 중 적어도 하나 이상의 신호 성분에 적용되거나 임의의 부호화 블록 크기/형태에 따라 적응적으로 적용될 수 있다. 임의의 부호화 블록에 대해 상기 1차 변환 및 2차 변환이 사용되는지의 여부 및 사용된 1차 변환 및/또는 2차 변환을 지시하는 인덱스가 엔트로피 부호화/복호화되거나 또는 현재 블록 및 주변 블록의 부호화 정보 중 적어도 하나 이상에 따라 부호화기/복호화기에서 묵시적으로 유도할 수 있다.
도 28은 변환 계수의 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
화면내 또는 화면간 예측을 통해 생성된 잔차 신호는 1차 및 2차 변환이 완료된 후, 양자화 과정을 거치게 되며, 양자화된 변환 계수에 대해서는 엔트로피 부호화 과정이 수행될 수 있다. 이 때, 양자화된 변환 계수는 도 28에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 화면 내 예측 모드 및 부호화 블록의 최소 크기 및/또는 형태 중 적어도 하나 이상을 기준으로 대각선, 수직 또는 수평 방향에 따라 스캐닝(Scanning) 될 수 있다. 또한, 엔트로피 복호화된 양자화된 변환 계수는 역 스캐닝(Inverse Scanning)되어 블록 형태로 정렬될 수 있으며, 해당 블록에 대해 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나가 수행될 수 있다. 이 때, 역스캐닝의 방법으로 도 28에 도시된 대각 스캔, 수평 스캔 및 수직 스캔 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
상기 화면내 또는 화면간 예측을 수행함에 있어, 제1 색 성분에 대하여 화면내 예측, 제2 색 성분에 대하여 화면간 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 색 성분은 휘도 성분, 제2 색 성분은 색차 성분일 수 있다. 또는 그 반대로 제1 색 성분은 색차 성분, 제2 색 성분은 휘도 성분일 수 있다.
상기 예측 샘플에 대하여 필터링을 적용함에 있어, 현재 블록의 화면내 예측 모드, 가로 및 세로 크기, 블록 형태, 복수의 참조 샘플 라인 기반의 예측, 색 성분 중 적어도 하나에 기반하여 필터링의 적용 여부를 다르게 할 수 있다. 상기 필터링은 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여, 하나 이상의 예측 샘플에 대하여 필터링을 적용하는 것일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 화면내 예측 모드가 소정의 모드에 해당하는 경우, 상기 예측 샘플에 대한 필터링을 적용할 수 있다. 예컨대, 상기 소정의 모드는 비방향성 모드, 방향성 모드, 수평 모드, 수직 모드 중 적어도 하나일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 소정의 범위에 해당하는 경우, 상기 예측 샘플에 대한 필터링을 적용할 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 가로의 크기가 64보다 작고, 세로의 크기가 64보다 작은 경우, 상기 필터링을 적용할 수 있다. 또는 현재 블록의 가로 및 세로의 크기가 소정의 크기보다 크거나 또는 소정의 크기보다 작은 경우 상기 필터링을 적용할 수 있다.
예를 들어, 예측에 사용된 참조 샘플 라인에 기반하여 상기 예측 샘플에 대한 필터링을 적용할 수 있다. 예컨대, 상기 예측에 사용된 참조 샘플이 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인에 해당하는 경우, 상기 필터링을 적용할 수 있다. 한편, 상기 예측에 사용된 참조 샘플 라인이 현재 블록에 인접한 두 번째 이상의 참조 샘플 라인에 해당하는 경우, 상기 필터링을 적용하지 않을 수 있다. 상기 참조 샘플 라인을 판단함에 있어 mrl_index가 이용될 수 있다. 예컨대, 현재 블록에 대한 상기 인덱스가 0인 경우, 상기 필터링을 적용하고, 상기 인덱스가 0 보다 큰 경우, 상기 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 색 성분이 휘도 신호인 경우 상기 필터링을 적용하고, 색차 신호인 경우 상기 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
상기 하나 이상의 예측 방법을 결합하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 소정의 비방향성 화면 내 예측 모드를 이용하여 예측한 값과 소정의 방향성 화면 내 예측 모드를 이용하여 예측한 값의 가중합을 통하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때, 가중치는 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 현재 블록의 크기/형태 및 예측 대상 샘플의 위치 중 적어도 하나에 따라서 다르게 적용될 수 있다.
예를 들어, 소정의 화면내 예측 모드를 이용하여 예측한 값과 소정의 화면간 예측 모드를 이용하여 예측한 값의 가중합을 통하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때, 가중치는 부호화 모드, 화면내 예측 모드, 화면간 예측 모드, 현재 블록의 크기/형태 중 적어도 하나에 따라서 다르게 적용될 수 있다. 예컨대, 화면내 예측 모드가 DC 또는 Planar와 같이 비방향성 모드인 경우, 화면내 예측 샘플과 화면간 예측 샘플에 각각 1/2에 해당하는 가중치를 적용할 수 있다. 또는, 상기 화면내 예측 모드가 수직 모드인 경우, 화면내 예측 샘플에 대한 가중치 값이 상단 참조 샘플에서 멀어질수록 감소할 수 있다. 마찬가지로, 상기 화면내 예측 모드가 수평 모드인 경우, 화면내 예측 샘플에 대한 가중치 값이 좌측 참조 샘플에서 멀어질수록 감소할 수 있다. 상기 화면내 예측 샘플에 적용한 가중치값과 화면간 예측 샘플에 적용한 가중치값의 합은 2의 자승(예컨대, 4, 8, 16, 32)일 수 있다. 또한, 현재 블록의 크기가 소정의 범위에 해당하는 경우, 화면내 예측 샘플과 화면간 예측 샘플에 각각 1/2에 해당하는 가중치를 적용할 수 있다.
상기 화면내 예측 모드는 DC 모드 또는 Planar 모드 중 적어도 하나로 고정되거나 시그널링되어 결정될 수 있다. 또는, MPM 후보 모드 중 하나일 수 있으며 MPM 인덱스를 시그널링하여 상기 화면내 예측 모드를 결정할 수 있다. 상기 MPM 후보 모드는 주변 블록의 화면내 예측 모드를 이용하여 유도될 수 있으며 상기 주변 블록의 모드는 소정의 대표 모드로 변경될 수 있다. 예컨대, 주변 블록의 화면내 예측 모드가 수직 방향의 방향성 모드인 경우, 수직 모드로 변경되고, 수평 방향의 방향성 모드인 경우, 수평 모드로 변경될 수 있다.
상기 화면간 예측 모드는 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 즉, 현재 블록의 화면간 예측 모드가 머지 모드인 경우, 머지 인덱스에 해당하는 움직임 정보로 예측한 화면간 예측 값과 DC 또는 Planar 모드를 이용하여 예측된 값의 가중합을 통하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 복수 참조 샘플 라인을 이용한 하나 이상의 예측 샘플의 가중합을 통하여 현재 블록의 화면내 예측을 수행할 수 있다. 예컨대, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인을 이용하여 예측한 제1 예측값과 두 번째 이상의 참조 샘플 라인을 이용하여 예측한 제2 예측값의 가중합을 통하여 예측을 수행할 수 있다. 상기 제2 예측값을 생성하기 위해 이용한 참조 샘플 라인은 mrl_index 가 지시하는 참조 샘플 라인일 수 있다. 상기 제1 예측값과 제2 예측값에 대한 가중치는 동일할 수 있다. 또는 상기 제1 예측값과 제2 예측값에 적용될 가중치는 현재 블록의 화면내 예측 모드, 현재 블록의 크기/형태 및 예측 대상 샘플의 위치에 따라 가변적으로 결정될 수도 있다. 상기 제1 예측값은 소정의 모드를 이용하여 예측한 값일 수 있다. 예컨대, DC, Planar 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 제2 예측값은 상기 화면내 예측 모드 유도 단계에서 유도된 현재 블록의 화면내 예측 모드를 이용하여 예측한 값일 수 있다.
상기 하나 이상의 예측 샘플에 대한 가중합으로 예측을 수행하는 경우, 상기 예측 샘플에 대한 필터링을 수행하지 않을 수 있다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type)이 정의되고, 해당 슬라이스 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
    상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계;
    현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
    상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 적어도 하나의 후보 모드에 기초하여 유도되는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 하나 이상의 주변 블록들의 화면내 예측 모드들에 기초하여 유도되는 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 하나로 유도되는 영상 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계는,
    상기 후보 모드들에 대응하는 후보 화면내 예측 블록들을 생성하는 단계;
    상기 후보 화면내 예측 블록들의 각각과 상기 제1 화면내 예측 블록 사이의 매칭도를 계산하는 단계;
    상기 후보 화면내 예측 블록들 중 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록에 관한 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 매칭도는 SAD(Sum of Absolute Differences) 또는 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)를 이용하여 계산되고,
    상기 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록은 상기 SAD 또는 SATD가 가장 작은 블록인 영상 복호화 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 후보 모드들 중 상기 제1 화면내 예측 모드와 동일한 모드에 대해서는 상기 후보 화면내 예측 블록의 생성 또는 상기 매칭도 계산을 스킵하는 영상 복호화 방법.
  8. 상기 제1항에 있어서,
    소정의 모드와 동일한 상기 제1 화면내 예측 모드 또는 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 상기 제1 화면내 예측 블록 또는 상기 제2 화면내 예측 블록에 대한 가중치는 상기 소정의 모드 이외의 모드에 대응하는 화면내 예측 블록에 대한 가중치보다 큰 영상 복호화 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 소정의 모드는 MPM 리스트의 첫번째 후보 모드인 영상 복호화 방법.
  10. 상기 제5항에 있어서,
    상기 제2 화면내 예측 모드 및 이에 대응하는 상기 제2 화면내 예측 블록이 n개(n은 2 이상의 정수)인 경우,
    상기 매칭도가 큰 순서로 n개의 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 영상 복호화 방법.
  11. 현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
    상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계;
    현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
    상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 적어도 하나의 후보 모드에 기초하여 유도되는 영상 부호화 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 하나 이상의 주변 블록들의 화면내 예측 모드들에 기초하여 유도되는 영상 부호화 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제2 화면내 예측 모드는 상기 현재 블록의 MPM 리스트에 포함된 후보 모드들 중 하나로 유도되는 영상 부호화 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계는,
    상기 후보 모드들에 대응하는 후보 화면내 예측 블록들을 생성하는 단계;
    상기 후보 화면내 예측 블록들의 각각과 상기 제1 화면내 예측 블록 사이의 매칭도를 계산하는 단계;
    상기 후보 화면내 예측 블록들 중 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록에 관한 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 매칭도는 SAD(Sum of Absolute Differences) 또는 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)를 이용하여 계산되고,
    상기 매칭도가 가장 큰 후보 화면내 예측 블록은 상기 SAD 또는 SATD가 가장 작은 블록인 영상 부호화 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 후보 모드들 중 상기 제1 화면내 예측 모드와 동일한 모드에 대해서는 상기 후보 화면내 예측 블록의 생성 또는 상기 매칭도 계산을 스킵하는 영상 부호화 방법.
  18. 상기 제11항에 있어서,
    소정의 모드와 동일한 상기 제1 화면내 예측 모드 또는 상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 상기 제1 화면내 예측 블록 또는 상기 제2 화면내 예측 블록에 대한 가중치는 상기 소정의 모드 이외의 모드에 대응하는 화면내 예측 블록에 대한 가중치보다 큰 영상 부호화 방법.
  19. 상기 제15항에 있어서,
    상기 제2 화면내 예측 모드 및 이에 대응하는 상기 제2 화면내 예측 블록이 n개(n은 2 이상의 정수)인 경우,
    상기 매칭도가 큰 순서로 n개의 후보 모드를 상기 제2 화면내 예측 모드로 유도하는 영상 부호화 방법.
  20. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서,
    상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록에 대한 제1 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
    상기 제1 화면내 예측 모드에 대응하는 제1 화면내 예측 블록을 생성하는 단계;
    현재 블록에 대한 제2 화면내 예측 모드를 유도하는 단계;
    상기 제2 화면내 예측 모드에 대응하는 제2 화면내 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 화면내 예측 블록과 상기 제2 화면내 예측 블록을 가중합하여 최종 화면내 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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