WO2019190282A1 - 곱셈 없는 회전 기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

곱셈 없는 회전 기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2019190282A1
WO2019190282A1 PCT/KR2019/003741 KR2019003741W WO2019190282A1 WO 2019190282 A1 WO2019190282 A1 WO 2019190282A1 KR 2019003741 W KR2019003741 W KR 2019003741W WO 2019190282 A1 WO2019190282 A1 WO 2019190282A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transform
multiplication
block
rotation
inverse
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/003741
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
구문모
살레히파메흐디
김승환
임재현
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Publication of WO2019190282A1 publication Critical patent/WO2019190282A1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/119—Adaptive subdivision aspects, e.g. subdivision of a picture into rectangular or non-rectangular coding blocks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/124—Quantisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/13—Adaptive entropy coding, e.g. adaptive variable length coding [AVLC] or context adaptive binary arithmetic coding [CABAC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/60—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for processing a video signal, and more particularly to a technique for designing a multiplication-free rotation-based transform.
  • Next generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content will result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • the present invention proposes a method of reducing the multiplication number in rotation-based transformation.
  • the present invention proposes a method for designing a rotation-based transformation without multiplication. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the present invention relates to a Givens rotation-based transform structure having a Layered Givens Transform (LGT) or Non-Separable Secondary Transform (NS ST) structure including a primary transform including a cosine transform and / or a sine transform.
  • LGT Layered Givens Transform
  • NS ST Non-Separable Secondary Transform
  • the present invention proposes a method of improving performance by adding a Givens rotation layer to a transform approximated by a Givens rotation based transformation structure.
  • the present invention seeks to propose an encoder / decoder structure to reflect a new transform design.
  • the present invention provides a method of reducing complexity and improving coding efficiency through a new transform design.
  • the present invention provides a method for reducing the multiplication number in rotation based transformation.
  • the present invention provides a method for designing a rotation-based transformation without multiplication.
  • a primary transform consisting of a cosine transform and / or a sine transform is used to give a Gibbons rotation based transform structure having a Layered Givens Transform (LGT) or Non-Separable Secondary Transform (NS ST) structure.
  • LGT Layered Givens Transform
  • NS ST Non-Separable Secondary Transform
  • the present invention provides a method of stocking a Givens rotation layer to improve performance in LGT or NSST approximated to a primary transform.
  • the present invention depends on the transform and block size. Implemented as 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the present invention can reduce memory usage and computational complexity by designing a rotation-based transformation without multiplication, or by reducing the number of multiplications in the rotation-based transformation.
  • the present invention reduces the amount of computation and memory required when performing the first transform by approximating the primary transform to a rotation-based transform such as LGT or NSST when encoding a still image or video. Can be.
  • coding performance can be improved simply by extending the Givens rotation layer without adding transforms having other structures.
  • the new low complexity algorithm can reduce computational complexity and improve coding efficiency.
  • FIG. 1 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is an embodiment to which the present invention can be applied,
  • Figure 3A is QT (QuadTree, hereinafter 'QT,')
  • Figure 3B is BT (Binary Tree, hereinafter 'BT')
  • Figure 3C is TT (Ternary) Tree, hereinafter referred to as 'TT')
  • FIG. 3D is a diagram for describing block division structures by AT (Asymmetric Tree, hereinafter referred to as 'AT').
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of a transform and quantization unit 120/130 and an inverse quantization and inverse transform unit 140/150 in an encoder to which the present invention is applied. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of an inverse quantization and inverse transform unit 220/230 in a decoder according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a table showing a transform configuration group to which MTS (Multiple Transform Selection) is applied according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • MTS Multiple Transform Selection
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an encoding process in which multiple transform transformation (MTS) is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • MTS multiple transform transformation
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a decoding process in which multiple transform transformation (MTS) is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • MTS multiple transform transformation
  • 9 is an embodiment to which the present invention is applied and is a flowchart illustrating a process of encoding an MTS flag and an MTS index.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a decoding process of applying a horizontal transform or a vertical transform to a row or a column based on an MTS flag and an MTS index as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 1 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a schematic block diagram of an inverse transform unit in a decoder.
  • FIG. 12 is a block diagram for performing inverse transformation based on transformation related parameters in an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 is a flowchart to perform inverse transformation based on transformation-related parameters according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 is a flowchart to encode a video signal based on a multiplication-free rotation-based transform as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 15 illustrates a flowchart of decoding a video signal based on a multiplication-free rotation-based transform as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 16 is a diagram for describing a case where the step size of the quantized angle is (2 TT / N) as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 17 illustrates an internal block diagram of Givens rotation-based transform as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 18 is an embodiment to which the present invention is applied and shows an internal block diagram of an i-th Givens rotation layer.
  • FIG. 20 illustrates a multiplication-free implementation of Givens rotation by sub-rotation as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 21 illustrates, as an embodiment to which the present invention is applied, a bitstring table for information of all quantized angles in the first quadrant.
  • FIG. 22 illustrates, as an embodiment to which the present invention is applied, a bitstring table for information of all quantized angles in a fourth quadrant.
  • FIG. 23 illustrates a structure of a Givens rotation including an angle updater for removing a lookup table according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 24 illustrates a structure of a Givens rotation including an angle updater performing only an integer operation, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 25 is an embodiment to which the present invention is applied and is a content streaming system. 2019/190282 1 »(1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • a method for reconstructing a video signal based on a rotation-based transform without multiplication comprising: obtaining a transform block by performing entropy decoding and inverse quantization on a current block; Performing a multiplication-free inverse secondary transform on the transform block; Performing a reverse first order transform on the block on which the inverse second order transform has not been performed; And restoring the video signal using the block on which the inverse first transform is performed, wherein the multiplication-free inverse second transform includes a Givenns Rotation Transform, wherein the Givens rotation transform is provided in plurality. And a transformation obtained by a Givens rotation layer and at least one permutation unit.
  • each of the plurality of Givens rotation layers is composed of N / 2 Givens rotations, and is transformed through scaling and rounding. It is characterized by.
  • each of the N / 2 Givens rotation is characterized by consisting of a cascade of a plurality of sub-rotations.
  • the method further comprises: obtaining a transform index of the current block from the video signal, wherein the transform index corresponds to any one of a plurality of transform combinations consisting of a combination of DST7 and / or DCT8; And deriving a transform combination corresponding to the transform index. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the present invention provides a method of encoding a video signal based on a multiplication-free rotation-based transform, the method comprising: performing a forward first order transform on a current residual block; Performing a multiplication-free forward secondary transform on the block on which the forward primary transform is performed; And performing quantization and entropy encoding on the block on which the multiplication-free forward secondary transform has been performed, wherein the multiplication-free forward secondary transform includes a Givens Rotation Transform, and the Givens rotation transform. Is a transform obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit.
  • the method further comprises rearranging the result of the forward first order transform into a one-dimensional signal, wherein the forward multiplication without multiplication is performed on the rearranged one-dimensional signal. It is done.
  • the method further comprises rearranging the one-dimensional signal output as a result of the forward multiplication without multiplication into a two-dimensional signal, wherein the quantization is performed on the rearranged two-dimensional signal. It is characterized by.
  • the present invention provides an apparatus for reconstructing a video signal based on a rotation-based transform without multiplication, wherein the current block performs entropy decoding and inverse quantization on a current block to obtain a transform block, Multiplication-free inverse secondary transform, and the multiplication-free inverse secondary transform is performed.
  • a transformer for performing inverse first-order transform on the block;
  • a reconstruction unit for reconstructing the video signal using the block on which the inverse first transform is performed, wherein the multiplication-free inverse second transform includes a Givenns Rotation Transform, and the Givens rotation transform includes a plurality. And a transformation obtained by a Givens rotation layer of and at least one permutation unit.
  • the present invention provides a device for encoding a video signal based on a rotation-based transform without multiplication, wherein a forward first transform is performed on a current residual block and a multiplication-free forward 2 is performed on a block on which the forward primary transform is performed.
  • a conversion unit for performing a difference conversion ;
  • a quantization unit configured to perform quantization on a block on which the multiplication without forward quadratic transformation is performed;
  • an entropy encoding unit configured to perform entropy encoding on the quantized block, wherein the forward multiplication without multiplication includes a Givens Rotation Transform, and the Givens rotation transform includes a plurality of Givens rotation layers. and a transformation obtained by a rotation layer and at least one permutation unit.
  • terms used in the present invention may be replaced for more appropriate interpretation when there are general terms selected to describe the invention or other terms having similar meanings.
  • signals, data, samples, pictures, frames, blocks, etc. may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • partitioning, decomposition, splitting, and division may be appropriately replaced and interpreted in each coding process.
  • MTS Multiple Transform Selection
  • AMT Adaptive Multiple Transform
  • EMT Explicit Multiple Transform
  • mts_idx may be expressed as AMT_idx, EMT_idx, tu_mts_idx, AMT_TU_idx, EMT_TU_idx, transform index, or transform combination index. It is not limited to this expression.
  • 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 includes an image splitter 110, a converter 120, 2019/190282 1 »(1 ⁇ 112019/003741
  • the image divider 110 may divide an input image (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • the terms are only used for the convenience of description of the present invention, the present invention is not limited to the definition of the terms.
  • the term coding unit is used as a unit used in encoding or decoding a video signal, but the present invention is not limited thereto and may be appropriately interpreted according to the present invention.
  • the encoder 100 may generate a residual signal by subtracting a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185 from the input image signal, and generate the residual signal. Is transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may generate a transform coefficient by applying a transform technique to the residual signal.
  • the conversion process may be applied to a block (square or rectangle) divided by a quadtree structured square block, a binarytree structure, a ternary tree structure, or an asymmetric tree structure.
  • the transform unit 120 performs a transform based on a plurality of transforms (or transform combinations). 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • MTS Multiple Transform Selection
  • AMT Adaptive Multiple Transform
  • EMT Enhanced Multiple Transform
  • the MTS may refer to a transform scheme performed based on a transform (or transform combinations) adaptively selected from a plurality of transforms (or transform combinations).
  • the plurality of transforms may include the transform (or transform combinations) described in FIG. 6 of the present specification.
  • the transform or transform type may be expressed as, for example, DCT-Type 2, DCT-II, DCT2, or DCT2.
  • the converter 120 may perform the following embodiments.
  • the present invention provides a method of reducing the multiplication number in rotation based transformation.
  • a primary transform including a cosine transform and / or a sine transform is a Givens rotation-based transform structure having a Layered Givens Transform (LGT) or Non-Separable Secondary Transform (NSST) structure. Approximation provides a way.
  • LGT Layered Givens Transform
  • NST Non-Separable Secondary Transform
  • the present invention provides a method of stocking a Givens rotation layer to improve performance in LGT or NSST approximated to a primary transform.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients to the entropy encoding unit 190. 2019/190282 1 »(1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the entropy encoding unit 190 may entropy-code the quantized signal and output the bitstream.
  • the converter 120 and the quantization unit 130 are described as separate functional units, the present invention is not limited thereto and may be combined into one functional unit. In the case of the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 150, the same may be combined into one functional unit.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal may recover the residual signal by applying inverse quantization and inverse transformation through inverse quantization unit 140 and inverse transformation unit 150 in a loop.
  • a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185.
  • deterioration of the block boundary may occur due to the quantization error generated in the compression process as described above. This phenomenon is called blocking artifacts, which is one of the important factors in evaluating image quality.
  • a filtering process may be performed. Through this filtering process, the image quality can be improved by removing the blocking degradation and reducing the error of the current picture.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the reconstruction signal and outputs it to the reproduction apparatus or transmits the decoded picture buffer to the decoded picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as the reference picture in the inter predictor 180. As such, by using the filtered picture as a reference picture in inter prediction mode, 2019/190282 1 »(1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the inter prediction unit 180 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized in units of blocks at the time of encoding / decoding in the past, blocking artifacts or ringing artifacts may exist. have.
  • the inter prediction unit 180 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter to solve performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • the subpixel refers to a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • the integer pixel refers to an actual pixel existing in the reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi linear interpolation, wiener filter, or the like may be applied.
  • the interpolation filter may be applied to the reconstructed picture to improve the accuracy of the example.
  • the inter prediction unit 180 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to an integer pixel, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block. Yes you can.
  • the intra predictor 185 may predict the current block by referring to samples around the block to which current encoding is to be performed.
  • the prediction unit 185 may perform the following process to perform intra prediction. First, a reference sample necessary for generating a prediction signal may be prepared. Then, a prediction signal may be generated using the prepared reference sample. Then, the prediction mode is encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Quantization errors may exist because the reference sample has gone through, e.g., a reconstruction process. Therefore, in order to reduce such an error, a reference sample filtering process may be performed for each prediction mode used for intra prediction.
  • a prediction signal generated through the inter predictor 180 or the intra predictor 185 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
  • 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 includes a parser (not shown), an entropy decoder 210, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 230, a filter 240, and a decoded picture buffer (DPB). It may include a decoded picture buffer unit) 250, an inter predictor 260, and an intra predictor 265.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoder 200 may receive a signal output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal may be entropy decoded through the entropy encoding unit 210.
  • Inverse quantization unit 220 entropy using the quantization step size information 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the inverse transform unit 230 inversely transforms the transform coefficient to obtain a residual signal.
  • the present invention provides a method of configuring a transform combination for each transform configuration group divided by at least one of a prediction mode, a block size, or a block shape.
  • 230 may perform an inverse transform based on the transform combination constructed by the present invention.
  • the embodiments described herein may be applied.
  • the inverse transform unit 230 may perform the following embodiments.
  • the present invention provides a method of reducing the multiplication number in rotation based transformation.
  • the present invention provides a method of designing a rotation-based transformation without multiplication.
  • a primary transform consisting of a cosine transform and / or a sine transform is used to give a Gibbons rotation based transform structure having a Layered Givens Transform (LGT) or Non-Separable Secondary Transform (NS ST) structure.
  • LGT Layered Givens Transform
  • NS ST Non-Separable Secondary Transform
  • the present invention provides a method of adding a Givens rotation layer to the LGT or NSST approximated to the primary transform to improve performance.
  • a method for reconstructing a video signal based on a rotation-based transform without multiplication comprising: obtaining a transform block by performing entropy decoding and inverse quantization on a current block; Performing a multiplication-free inverse secondary transform on the transform block; Multiplication 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the multiplication-free inverse second transform includes a Givenns Rotation Transform, wherein the Givens rotation transform is provided in plurality. And a transformation obtained by a Givens rotation layer and at least one permutation unit.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 are described as separate functional units, the present invention is not limited thereto and may be combined into one functional unit.
  • a reconstructed signal is generated by adding the obtained residual signal to a prediction signal output from the inter predictor 260 or the intra predictor 265.
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal and outputs the filtering to the reproducing apparatus or transmits it to the decoded picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as the reference picture in the inter predictor 260.
  • FIG. 3 is an embodiment to which the present invention can be applied,
  • Figure 3A is a QT (QuadTree, hereinafter 'QT,')
  • Figure 3B is a BT (Binary Tree, hereinafter 'BT')
  • Figure 3C is a TT ( Ternary Tree, hereinafter referred to as 'TT')
  • FIG. 3D is a diagram for describing block division structures by an AT (Asymmetric Tree, hereinafter called 'AT').
  • one block may be divided on a QT (QuadTree) basis.
  • one sub block divided by QT may be further divided recursively using QT.
  • Leaf blocks that are no longer QT split may be split by at least one of Binary Tree (BT), Ternary Tree (TT), and Asymmetric Tree (AT).
  • BT may have two types of divisions: horizontal BT (2NxN, 2NxN) and vertical BT (Nx2N, Nx2N).
  • the TT may have two types of divisions, horizontal TT (2Nxl / 2N, 2NxN, 2Nxl / 2N) and vertical TT (l / 2Nx2N, Nx2N, l / 2Nx2N).
  • AT is horizontal-up AT (2Nxl / 2N, 2Nx3 / 2N), horizontal-down AT (2Nx3 / 2N, 2Nxl / 2N), vertical-left AT (l / 2Nx2N, 3 / 2Nx2N), vertical-right AT (3 / 2Nx2N, l / 2Nx2N) can be divided into four types.
  • Each BT, TT, AT may be further recursively divided using BT, TT, AT.
  • Block A may be divided into four sub-blocks (AO, Al, A2, A3) by QT.
  • the sub block time may be divided into four sub blocks B0, B1, B2, and B3 by AH.
  • Block B3 which is no longer divided by QT, may be divided into vertical BT (CO, Cl) or horizontal BT (DO, Dl). Like the block C0, each subblock may be further recursively divided into the form of horizontal BT (E0, El) or vertical BT (F0, F1).
  • Block B3 which is no longer split by QT, can be split into vertical TT (CO, Cl, C2) or horizontal TT (DO, Dl, D2). 2019/190282 1 »(1 ⁇ 3 ⁇ 42019 / 003741
  • each subblock may be further recursively divided into a form of horizontal TT (E0, El, E2) or vertical TT (F0, F1, F2).
  • Block B3 which is no longer divided by QT, may be divided into vertical AT (CO, Cl) or horizontal AT (DO, Dl). Like the block C1, each subblock may be further recursively divided into the form of horizontal AT (E0, El) or vertical TT (R), F1.
  • BT, TT, AT partitions can be used together to divide.
  • the sub block divided by may be divided by TT or AT.
  • the sub-block divided by TT can be divided by BT or AT.
  • a sub block divided by AT may be divided by BT or TT.
  • each subblock may be divided into vertical BTs, or after the vertical BT division, each subblock may be divided into horizontal BTs.
  • the two types of division methods differ in the order of division, but have the same shape.
  • searching from left to right, from top to bottom, and searching for a block means an order of determining whether to divide an additional block of each divided sub-block, or when each sub-block is not divided any more.
  • a coding order of a block may be referred to, or a search order when referring to information of another neighboring block in a subblock. 4 and 5 illustrate embodiments to which the present invention is applied. 2019/190282 1 »(: 1/10 ⁇ 019/003741
  • FIG. 19 shows a schematic block diagram of the transform and quantization unit 120/130, the inverse quantization and inverse transform unit 140/150, and FIG. 5 shows a schematic block diagram of the inverse quantization and inverse transform unit 220/230 in the decoder. Indicates.
  • the transform and quantization unit 120/130 may include a primary transform unit 121, a secondary transform unit 122, and a quantization unit 130. Can be.
  • the inverse quantization and inverse transform unit 140/150 may include an inverse quantization unit 140, an inverse secondary transform unit 151, and an inverse primary transform unit 152. Can be.
  • the inverse quantization and inverse transform unit 220/230 includes an inverse quantization unit 220, an inverse secondary transform unit 231, and an inverse primary transform unit. May include 232,
  • the transformation when performing the transformation, the transformation may be performed through a plurality of steps. For example, two stages of a primary transform and a secondary transform may be applied as shown in FIG. 4, or more transform stages may be used according to an algorithm.
  • the primary transform may be referred to as a core transform.
  • the primary transform unit 121 may apply a primary transform to the residual signal, wherein the primary transform is set in the table at the encoder and / or the decoder. Can be
  • Discrete Cosine Transform type 2 (hereinafter, referred to as 'DCT2') may be applied.
  • Discrete Sine Transform-type 7 (hereinafter, referred to as 'DST7') may be applied only to a specific case. E.g, 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • DST7 may be applied to a 4 ⁇ 4 block in 20 intra prediction mode.
  • the secondary transform unit 122 may apply a secondary transform to the primary transformed signal, where the secondary transform is a table at the encoder and / or decoder. It can be defined as.
  • the secondary transform may be conditionally applied to a non-separable secondary transform (hereinafter, referred to as 'NSST').
  • 'NSST' non-separable secondary transform
  • the NSST is applied only to an intra prediction block and may have a transform set applicable to each prediction mode group.
  • the prediction mode group may be set based on symmetry with respect to the prediction direction. For example, since the prediction mode 52 and the prediction mode 16 are symmetrical based on the prediction mode 34 (diagonal direction), the same transform set may be applied by forming one group. In this case, when the transform for the prediction mode 52 is applied, the input data is transposed and then applied, since the prediction set 16 and the transform set are the same.
  • each has a transform set, and the transform set may be composed of two transforms.
  • three transforms may be configured per transform set.
  • the NSST is applied to the entire first transformed block. 2019/190282 1 »(: 1/10 ⁇ 019/003741
  • 8x8 NSST is applied, and if the block size is less than 8x8, 4x4 NSST is applied. In this case, 4x4 NSST is applied after dividing into 4x4 blocks.
  • 4x4 NSST may be applied.
  • 8x8 NSST and 4x4 NSST follow the transformation combination scheme described in this document, and since they are non-separable transforms, 8x8 NSST receives 64 data and outputs 64 data, and 4x4 NSST has 16 inputs and 16 Has outputs
  • Both 8x8 NSST and 4x4 NSST consist of a hierarchical combination of Givenns rotations.
  • Givens rotation Since one Givens rotation is to rotate two data, a total of 32 or eight Givens rotations are needed to process 64 (8x8 NSST) or 16 (4x4 NSST) data. rotation is required.
  • Givens rotation layer a bundle of 32 or 8 is used to form a Givens rotation layer.
  • Output data for one Givens rotation layer is passed as input data for the next Givens rotation layer.
  • Substitution patterns are set regularly, and in the case of 4x4 NSST, the four Givens rotation layers and the permutations are combined to form a round.
  • the Givens rotation layers and permutations applied in the forward direction are performed in the reverse order.
  • the rotation is obtained by taking a-value for each Givens rotation angle.
  • the present invention proposes a configuration in which various cosine or sine transforms constituting the primary transform are applied by ⁇ 31 or an approximation, thereby reducing computational complexity and memory requirements and improving performance by adding Givens rotation layers. .
  • the quantization unit 130 may perform quantization on the quadratic transformed signal.
  • the inverse quantization and inverse transform unit 140/150 performs the above-described process in reverse, and redundant description thereof will be omitted.
  • 5 shows a schematic block diagram of inverse quantization and inverse transform units 220/230 in a decoder. 2019/190282 1 »(: 1/10 ⁇ 019/003741
  • the inverse quantization and inverse transform unit 220/230 includes an inverse quantization unit 220, an inverse secondary transform unit 231, and an inverse primary transform unit. ) 232.
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse secondary transform unit 231 performs inverse secondary transform on the transform coefficients.
  • the inverse secondary transform indicates an inverse transform of the secondary transform described with reference to FIG. 4.
  • the inverse primary transform unit 232 performs an inverse first transform on an inverse secondary transformed signal (or block) and obtains a residual signal.
  • the inverse first transform represents an inverse transform of the primary transform described with reference to FIG. 4.
  • the present invention provides a method for configuring a transform combination for each transform configuration group divided by at least one of a prediction mode, a block size, or a block shape.
  • An inverse primary transform imit 232 may perform an inverse transform based on the transform combination constructed by the present invention.
  • FIG. 6 is a table showing a transform configuration group to which Multiple Transform Selection (MTS) is applied as an embodiment to which the present invention is applied.
  • MTS Multiple Transform Selection
  • the j th transform combination candidate for the transform setting group is represented by a pair as shown in Equation 1 below.
  • H (Gi, j) indicates a horizontal transform for the j th candidate
  • V (G, j) indicates a vertical transform for the j th candidate.
  • H (G3, 2) DST7
  • V (G 3 , 2) DCT8.
  • the value assigned to H (Gi, j) or V (Gi, j) may be a nominal value for distinguishing a transformation, or an index value indicating that transformation, as in the example above. It may be a 2D matrix for the transformation.
  • 2D matrix values for DCT and DST may be expressed as in Equations 2 to 3 below.
  • DCT type 2 DCT type 8: Cf v
  • DST or DCT is represented by S or C
  • type suffix is indicated by superscript in the form of Roman numerals
  • N in the subscript indicates NxN conversion.
  • the above A 2D matrix such as S ⁇ 'assumes that the column vectors form a transform basis. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 3 ⁇ 42019 / 003741
  • transform configuration groups are determined based on a prediction mode, and the number of groups may be six (G0-G5) in total. And, G0-G4 corresponds to a case where intra prediction is applied, and G5 represents transform combinations (or transform set, transform combination set) applied to a residual block generated by inter prediction.
  • One transform combination is a horizontal transform (or row transform) applied to the rows of the corresponding 2D block and a vertical transform (or column) applied to the columns. It can consist of a column (column transform).
  • all of the transform configuration groups may have four transform combination candidates.
  • the four transform combination candidates may be selected or determined through a transform combination index of 0 to 3, and may encode and transmit the transform combination index from an encoder to a decoder.
  • the residual data (or residual signal) obtained through intra prediction may have different statistical characteristics according to the intra prediction mode. Therefore, as shown in FIG. 6, transforms other than the general cosine transform may be applied to each intra prediction mode.
  • a plurality of transform combinations may be applied to each transform setting group divided in each intra prediction mode column.
  • the plurality of transformation combinations may be composed of four (row direction transformation, column direction transformation) combinations. Specifically, in group 0, the row (horizontal) direction and the column (vertical) 2019/190282 1 »(1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • DST-7 and DCT-5 can be applied in all 26 directions, allowing a total of four combinations.
  • transform combination index may be referred to as an MTS index and may be expressed as mts_idx.
  • the DCT2 may be optimal for both the row direction and the column direction due to the characteristics of the residual signal. Therefore, the transformation can be adaptively performed by defining the MTS flag for each coding unit. Here, if the MTS flag is 0, DCT2 is applied to both the row direction and the column direction. If the MTS flag is 1, one of four combinations may be selected or determined through the MTS index.
  • the MTS flag when the MTS flag is 1, if the number of non-zero transform coefficients for one transform unit is not greater than a threshold value, the DST ⁇ for both the row direction and the column direction is not applied without applying the transform kernels of FIG. 6. 7 can be applied.
  • the threshold may be set to 2, which may be set differently based on the block size or the size of the transform unit. This is also applicable to other embodiments of the specification.
  • the amount of additional information transmission may be reduced by applying DST-7 without parsing an MTS index.
  • the MTS flag is 1, if the number of non-zero transform coefficients for one transform unit is greater than the threshold, the MTS index is parsed, and the MTS index is added to the MTS index. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the MTS may be applied only when the width and height of the transform unit are both 32 or less.
  • FIG. 6 may be preset through off-line training.
  • the MTS index may be defined as one index that can simultaneously indicate a combination of a horizontal transform and a vertical transform.
  • the MTS index may separately define a horizontal transform index and a vertical transform index.
  • the flag or the MTS MTS index may be defined in a sequence, a picture, a slice, a block, a coding unit, a conversion unit, a prediction unit or at least, one level of the.
  • the MTS flag or the MTS index may be defined at at least one level of a sequence parameter set (SPS) or a conversion unit.
  • SPS sequence parameter set
  • 7 is an embodiment to which the present invention is applied and is a flowchart illustrating an encoding process in which MTS (Multiple Transform Selection) is performed.
  • transforms are applied to the horizontal direction and the vertical direction
  • the transform combination may be configured as non-separable transforms.
  • the schemes proposed in this specification may be applied regardless of a primary transform or a secondary transform. That is, there is no restriction that it should be applied only to either one, and both can be applied.
  • the primary transform may mean a transform for transforming a residual block first
  • the secondary transform is a block generated as a result of the primary transform. This may mean a transformation for applying a transformation to the.
  • the encoder may determine a transform setting group corresponding to the current block (S stage 0).
  • the conversion setting group may mean the conversion setting group of FIG. 6, but the present invention is not limited thereto and may be configured with other conversion combinations.
  • the encoder may perform transform on candidate transform combinations available in the transform configuration group (S720).
  • the encoder may determine or select a transform combination having the lowest RD (Rate Distortion) cost (S730).
  • the encoder may encode a transform combination index corresponding to the selected transform combination (S740).
  • 8 is a flowchart illustrating a decoding process in which multiple transform selection (MTS) is performed, according to an embodiment to which the present invention is applied. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the decoder may determine a transform configuration group for the current block (S810).
  • the decoder may parse (or obtain) a transform combination index from a video signal, where the transform combination index may correspond to any one of a plurality of transform combinations in the transform setting group (S820).
  • the transform configuration group may include Discrete Sine Transform type 7 (DST7) and Discrete Cosine Transform type 8 (DCT8).
  • the transform combination index may be referred to as an MTS index.
  • the transform setting group may be set based on at least one of a prediction mode, a block size, or a block shape of the current block.
  • the decoder may derive a transform combination corresponding to the transform combination index (S830).
  • the transform combination may include a horizontal transform and a vertical transform, and may include at least one of the DST-7 and the DCT-8.
  • the transform combination may mean the transform combination described with reference to FIG. 6, but the present invention is not limited thereto. That is, a configuration by other transform combinations according to another embodiment of the present specification is also possible.
  • the decoder may perform inverse transform on the current block based on the transform combination (S840). If the transform combination consists of a row (horizontal) transform and a column (vertical) transform, then the row (horizontal) transform can be applied first, followed by the column (vertical) transform. However, the present invention is not limited thereto, and in the case of applying the reverse or non-separated transform, the non-separated transform may be directly applied.
  • the inverse transform of the DST-7 or the inverse transform of the DCT-8 may be applied to each row after applying the columns. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the vertical transformation or the horizontal transformation may have different transformations applied to each row and / or each column.
  • the transform combination index may be obtained based on an MTS flag indicating whether MTS is performed. That is, the transform combination index may be obtained when MTS is performed according to the MTS flag.
  • the decoder may determine whether the number of non-zero transform coefficients is greater than a threshold value. In this case, the transform combination index may be obtained when the number of non-zero transform coefficients is greater than a threshold.
  • the MTS flag or the MTS index may be defined at at least one level of a sequence, a picture, a slice, a block, a coding unit, a transform unit, or a prediction unit.
  • the inverse transform may be applied only when the width and height of the transform unit are both 32 or less.
  • step S810 may be preset and omitted in the encoder and / or the decoder.
  • 9 is a flowchart illustrating a process of encoding an MTS flag and an MTS index as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder may determine whether MTS (Multiple Transform Selection) is applied to the current block (S910).
  • MTS Multiple Transform Selection
  • the encoder may determine an MTS index based on at least one of a prediction mode, a horizontal transform, and a vertical transform of the current block (S930).
  • the MTS index means an index indicating any one of a plurality of transform combinations for each intra prediction mode, and the MTS index may be transmitted for each transform unit.
  • the encoder can encode the MTS index (S940).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a decoding process of applying a horizontal transform or a vertical transform to a row or a column based on an MTS flag and an MTS index as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder may parse the MTS flag from the bitstream (S1010).
  • the MTS flag may indicate whether MultipIe Transform Selection (MTS) is applied to the current block.
  • MTS MultipIe Transform Selection
  • the decoder may determine whether MTS (Multiple Transform Selection) is applied to the current block based on the MTS flag (S1020). For example, it may be checked whether the MTS flag is 1 or not.
  • MTS Multiple Transform Selection
  • the decoder may check whether the number of non-zero transform coefficients is greater than (or greater than) a threshold value (S1030).
  • a threshold value S1030.
  • the threshold may be set to 2, which may be set differently based on the block size or the size of the transform unit.
  • the decoder may parse an MTS index (S1040).
  • the MTS index means an index indicating any one of a plurality of transform combinations for each intra prediction mode or inter prediction mode, and the MTS index may be transmitted for each transform unit.
  • the MTS index may mean an index indicating any one transform combination defined in a preset transform combination table, and the preset transform combination table may mean the FIG. 6, but the present invention is limited thereto. It doesn't work.
  • the decoder may derive or determine a horizontal transform and a vertical transform based on at least one of the MTS index and the prediction mode (S1050).
  • the decoder may derive a transform combination corresponding to the MTS index.
  • the decoder may derive or determine a horizontal transform and a vertical transform corresponding to the MTS index.
  • the decoder may apply a predetermined vertical inverse transform for each column (S1060).
  • the vertical inverse transform may be an inverse transform of DST7.
  • the decoder may apply a predetermined horizontal inverse transformation for each row (S1070).
  • the horizontal inverse transform may be an inverse transform of DST7. That is, when the number of non-zero transform coefficients is not greater than a threshold value, a transform kernel preset by an encoder or a decoder may be used. For example, as shown in FIG. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • a widely used translation kernel may be used, not defined in the translation combination table.
  • the decoder may apply a predetermined vertical inverse for each column (S1080).
  • the vertical inverse transform may be an inverse transform of DCT2.
  • the decoder may apply a predetermined horizontal inverse transformation for each row (S1090).
  • the horizontal inverse transform may be an inverse transform of DCT2. That is, when the MTS flag is 0, a conversion kernel preset by the encoder or the decoder may be used.
  • a conversion kernel that is widely used may not be defined in the conversion combination table as shown in FIG. 6.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an inverse transform unit in a decoder according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder to which the present invention is applied includes a second inverse transform application determining unit (or an element for determining whether to apply the second inverse transform) (1 1 10), a second inverse transform determining unit (or an element for determining the second inverse transform) ( 1 120, a secondary inverse transform unit (or an element performing secondary inverse transform) 1 130, and a primary inverse transform unit (or element performing primary inverse transform) 1140.
  • the second inverse transform application determining unit 1110 may determine whether to apply the second inverse transform.
  • the secondary inverse transform may be a Non-Separable Secondary Transform (hereinafter referred to as NS ST) or Reduced Secondary Transform (hereinafter referred to as RST).
  • NS ST Non-Separable Secondary Transform
  • RST Reduced Secondary Transform
  • the second inverse transform determining unit 1110 determines whether to apply the second transform flag received from the encoder. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the second inverse transform determining unit 1 1 10 may determine whether to apply the second inverse transform based on the transform coefficient of the residual block.
  • the second inverse transform determiner 1120 may determine a second inverse transform.
  • the second inverse transform determiner 1 120 may determine the second inverse transform applied to the current block based on the NSST (or RST) transform set specified according to the intra prediction mode.
  • the secondary transform determination method may be determined based on the primary transform determination method.
  • Various combinations of primary and secondary transforms may be determined according to the intra prediction mode.
  • the second inverse transform determiner 1 120 may determine an area to which the second inverse transform is applied based on the size of the current block.
  • the second inverse transform unit 1 130 may perform a second inverse transform on the residual quantized residual block by using the determined second inverse transform.
  • the first inverse transform unit 1140 may perform a first inverse transform on the residual block that is second inverse transformed.
  • the primary transform may be referred to as a primary transform or a core transform.
  • the first inverse transform unit 1 140 may perform a first order transform using the aforementioned MTS. Also, as an example, the first inverse transform unit 1 140 may determine whether MTS is applied to the current block.
  • the first inverse transform unit 1140 may configure an MTS candidate based on the intra prediction mode of the current block.
  • the MTS candidate may consist of a combination of DST4 and / or DCT4, or may include a combination of DST7 and / or DCT8.
  • the MTS The candidate may include at least one of the embodiments of FIG. 6.
  • the first inverse transform unit 1140 may determine a primary transform applied to the current block by using mts_idx indicating a specific MTS among configured MTS candidates.
  • FIG. 12 is a block diagram for performing inverse transformation based on transformation related parameters in an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 to which the present invention is applied includes an element 1210 for obtaining a sequence parameter, an element 1220 for obtaining a MTS flag, and an element for obtaining an MTS index (MTS index). 1230 and elements 1240 for deriving the transform kernel.
  • the element 1210 obtaining the sequence parameter may acquire sps_mts_intra_enabled_flag or sps_mts_inter_enabled_flag.
  • sps_mts_intra_enabled_flag indicates whether tu_mts_flag exists in the residual coding syntax of the intra coding unit
  • sps_mts_inter_enabled_flag indicates whether tu_mts_flag exists in the residual coding syntax of the inter coding unit.
  • the description of FIG. 12 may be applied.
  • the element 1220 obtaining the MTS flag may acquire tu_mts_flag.
  • tu_mts_flag indicates whether multi-transform selection is applied to the residual sample of the luma transform block. As a specific example, the description of FIG. 12 may be applied.
  • mts_idx represents a certain transform kernel applied to luma residual samples along the horizontal and / or vertical direction of the current transform block. For example, at least one of the embodiments of FIG. 6 and the embodiments of FIGS. 26 and / or 27 described later may be applied.
  • An element 1240 for deriving a transform kernel may derive a transform kernel corresponding to mts_idx.
  • the decoder 200 may perform inverse transformation based on the transform kernel.
  • FIG. 13 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a flowchart of performing inverse transformation based on transformation related parameters.
  • the decoder to which the present invention is applied may acquire sps_mts_intra_enabled_flag or sps_mts_inter_enabled_flag (S 1310).
  • the decoder may acquire tu_mts_flag based on sps_mts_intra_enabled_flag or sps_ j nts_inter_enabled_flag (S1320) For example, when sps_mts_intra_enabled_flag-1 or sps_mts_inter_enabled_flag 1, the decoder may acquire tu_mts_flag.
  • At least one of the embodiments of the present document may be applied to the tu_mts_flag.
  • the decoder may derive a transform kernel corresponding to mtsjdx (S1340).
  • the transform kernel corresponding to mts_idx may be defined by being divided into a horizontal transform and a vertical transform.
  • transform kernels may be applied to the horizontal transform and the vertical transform.
  • present invention is not limited thereto, and the same transform kernel may be applied to the horizontal transform and the vertical transform.
  • the decoder may perform inverse transform on the basis of the transform kernel (S1350).
  • FIG. 14 is a flowchart to encode a video signal based on a multiplication-free rotation-based transform as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder performs first-order transform on the residual block (S1410).
  • the primary transform may be referred to as a primary transform or a core transform.
  • the encoder may perform first order transform using the aforementioned MTS.
  • the encoder may transmit an MTS index indicating a specific MTS among MTS candidates to the decoder.
  • the MTS candidate may be configured based on the prediction mode of the current block. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the secondary transform determination method may be determined depending on the primary transform determination method.
  • Various combinations of primary and secondary transforms may be determined according to the intra prediction mode.
  • the encoder may rearrange the 2D block according to the first order transform into a 1D signal.
  • row-first or column-first may be arranged.
  • the encoder performs forward secondary transform using a multiplication-free rotation-based transform on the rearranged one-dimensional signal (S1420).
  • the one-dimensional signal output as a result of the forward quadratic transformation may be rearranged into a two-dimensional block.
  • the encoder may perform quantization on the rearranged two-dimensional block (S1430).
  • One embodiment of the present invention provides a method of encoding a video signal based on a rotation-based transform without multiplication.
  • the encoder may perform forward primary transform on the current residual block.
  • the encoder may perform a forward secondary transform without multiplication on a block on which the forward primary transform is performed.
  • the multiplication-free forward quadratic transformation includes a Givens Rotation Transform, and the Givens rotation transformation is obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit. It can be a conversion.
  • the Givens rotation transformation may be applied to the embodiments of FIGS. 17 to 24. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the encoder may rearrange the result of the forward first order transform into a one-dimensional signal, in which case the multiplication-free forward second order transform is performed on the rearranged one-dimensional signal.
  • the encoder may rearrange the one-dimensional signal output as a result of the forward multiplication without multiplication into a two-dimensional signal, in which case the quantization is performed on the rearranged two-dimensional signal.
  • the encoder may perform quantization and entropy encoding on a block on which the multiplication without forward secondary transform is performed.
  • One embodiment of the present invention provides an apparatus for encoding a video signal based on a rotation-based transform without multiplication.
  • the encoder includes: a transformer for performing forward first order transform on a current residual block and performing forward multiplication without multiplication on the block on which the forward first order transform is performed; A quantization unit configured to perform quantization on a block on which the multiplication without forward quadratic transformation is performed; And an entropy encoding unit that performs entropy encoding on the quantized block.
  • the forward multiplication without multiplication includes a Givens Rotation Transform
  • the Givens rotation transformation is obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit. It can be a conversion.
  • a flowchart for decoding a video signal based on a multiplication-free rotation-based transform is shown.
  • the decoder performs inverse quantization on the transform coefficient block (S1510).
  • the decoder performs inverse secondary transform on a dequantized block using a multiplication-free rotation-based transform (S 1520).
  • the inverse secondary transform has the same structure as the forward secondary transform using the multiplication-free rotation-based transform of FIG. 14, except for the Givens Rotation Layer units.
  • the order of application of the permutation units is reversed in the forward secondary transform.
  • Each Givens rotation layer in the reverse quadratic transformation has an opposite rotation angle as compared to the Givens rotation layer in the forward secondary transformation. That is, if each Givens rotation angle constituting the Givens rotation layer in the forward secondary transform is 0, the corresponding Givens rotation angle in the reverse secondary transform is -0.
  • the matrix is an N ⁇ N matrix indicating one substitution unit in the forward quadratic transformation, the input and N output assumptions of the word are assumed), and the matrix representing the corresponding substitution unit in the inverse secondary transformation is 1 inverse matrix).
  • the decoder performs inverse first order transform on the result of the inverse second order transform (S 1530).
  • One embodiment of the present invention provides a method for reconstructing a video signal based on a rotation-based transform without multiplication.
  • Decoder performs entropy decoding and dequantization on the current block 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the decoder may perform a multiplication-free inverse secondary transform on the transform block.
  • the multiplication-free backward quadratic transformation includes a Givens Rotation Transform, and the Givens rotation transformation is obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit. It can be a conversion.
  • the Givens rotation transformation may be applied to the embodiments of FIGS. 17 to 24.
  • each of the plurality of Givens rotation layers is N / 2. It is composed of Givens rotation and can be transformed through scaling and rounding.
  • Each of the N / 2 Givens coins may be composed of a cascade of a plurality of sub-rotations.
  • the decoder may perform inverse first order transform on the block on which the inverse second order transform without multiplication is performed.
  • the decoder may reconstruct the video signal using the block on which the inverse first order transform is performed.
  • the decoder may obtain a transform index of the current block from the video signal.
  • the transform index may correspond to any one of a plurality of transform combinations composed of a combination of DST7 and / or DCT8.
  • the decoder may derive a transform combination corresponding to the transform index.
  • the transform combination is composed of a horizontal transform and a vertical transform, the horizontal transform and the vertical transform corresponds to any one of the DST7 or the DCT8, 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the reverse primary transform may be performed using the transform combination.
  • FIG. 6 may be applied to the transform combination.
  • One embodiment of the present invention provides an apparatus for reconstructing a video signal based on a rotation-based transform without multiplication.
  • the apparatus performs entropy decoding and inverse quantization on a current block to obtain a transform block, performs a multiplication-free inverse secondary transform on the transform block, and performs a multiplication-free inverse secondary.
  • a transformer for performing inverse first-order transform on the block on which the transform is performed;
  • a reconstruction unit for reconstructing the video signal by using the block on which the inverse primary transform is performed, wherein the multiplication-free inverse secondary transform includes a Givenns Rotation Transform, and the Givens rotation transform includes a plurality. It is characterized in that it is a transformation obtained by a Givens rotation layer of and at least one permutation unit.
  • FIG. 16 is a diagram for describing a case in which the step size of the quantized angle is (2it / N) as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention proposes a method for reducing multiplication in rotation-based transformations.
  • the present invention proposes a method for designing a rotation-based transformation without multiplication.
  • a primary transform consisting of a cosine transform and / or a sine transform, etc .
  • Givens rotation based transform having a Layered Givens Transform (LGT) or Non-Separable Secondary Transform (NSST) structure. 2019/190282 1 »(: 1/10 ⁇ 019/003741
  • the 44 structure provides a way to approximate lowering.
  • the present invention provides a method of increasing performance by adding a Givens rotation layer to a transform approximated by a Givens rotation-based transform structure.
  • Example 1 Reduced sine and cosine tables
  • each boundary point is measured from the right X axis in FIG. Represents a quantized (counterclockwise) angle that can be represented.
  • each boundary point is N in Cartesian coordinates (x, y).
  • Equation 4 The matrix mare which rotates the two-dimensional point is expressed by Equation 4 below.
  • 45 degree slope line symmetry (3 in Fig. 1) can also be used, according to the following equation 9 between 0 and (rr / 2) -0. .
  • Equation 91 According to Equation 9 above, its rotation matrix and its image for ((Tf / 2) -e) are as shown in Equation 10:
  • the method of adjusting the rotation matrix and leaving the input point ( X , y ) as is can be described as follows.
  • the present invention needs to store about 1/8 of all angle cosine and sine values in one circle.
  • the present invention uses an appropriate 2x2 matrix, where each element is one of 0050, -0050, 110, and-without changing the input point,.
  • a method of changing the input point 0 ⁇ 0 > 0 and leaving the rotation matrix intact can be described as in Equations 15 to 18. 0 2019/190282 1 » ⁇ : 171012019/003741
  • Equations 15 to 18 only the fixed rotation matrix ⁇ is repeated, and the input points are from (X, ⁇ to (X, y), (-1 ⁇ 4 -X), (-y,
  • Equations 11 to 14 are necessary only when the input point is not changed, and 3) in Equations 15 to 18 are necessary only when the same rotation matrix ⁇ is applied.
  • the range of the angular index for each quadrant is [0, er / 4] -1].
  • indices of five have a range of [0,> 4-1].
  • the 8-1 'variable is needed to describe the furnace.
  • the MSB 2 ⁇ 11 part (Equation 19 to 4) of the 6 ⁇ 1 variable (Equation 19 to 4) indicates in which quadrant the angle is located and the remaining (8-2) 1 ⁇ 5 1 ⁇ 8 parts represent an angle index of 0 with a range of [0, N / 4-l], assuming> 2).
  • Equation 19 indicates whether ⁇ is the angle at the first or second half of one quadrant.
  • Equation 19 indicates whether ⁇ is the angle at the first or second half of one quadrant.
  • the angular index used to find the cosine and sine values is determined differently depending on the first half or the second half.
  • Equation 19 9 and // indicate in which quadrant the angle is located and in which half of the quadrant of the angle.
  • Example 2 Multiplication-free implementation for approximate rotation of an angle (or a quantized angle)
  • the angle (out) may be defined as in Equation 21 below.
  • the present invention can approximate ( ⁇ ; 2 ⁇ / 2) as shown in Equation 22 below.
  • Equation 22 the larger II is, the more accurate approximation of 0 can be realized.
  • The% can be determined by the routine beeps in Table 1 below.
  • the rotation matrix R e of zero can be multiplied into sub rotation matrices multiplication.
  • « has arctangent and tangent relationships as 2 '
  • each rotation matrix R can be represented as 2 o'clock as shown in Equation 23 below.
  • R c (i) multiplication may be implemented by addition / tessellation controlled by right shift and C7.
  • Equation 24 2- ' ⁇ or 2 ® x, () 2019/190282 1 ⁇ / 10 ⁇ 019/003741
  • Equation 25 to 27 the present invention may propose three types of implementations as shown in Equations 25 to 27:
  • Equation 25 the final output (3 ⁇ 4 !, ⁇ > 0 is scaled by 2. This result can be scaled down or passed without modification before passing it to the next Givens rotation block.
  • An example of such a correction function, such as scaling, may be as follows.
  • the table is given as 1, which can lead to normal rounding ( ⁇ or truncation). Is not equal to 1 Can occur when the sub-rotation is the last rotation in the last rotation layer.
  • ⁇ As a specific example of ⁇ , ⁇ ⁇ , may be set to 1, 5 may be set to 2 ⁇ °, and eventually do not scale the output point (,>) as compared with (3 ⁇ 4,).
  • the Non-Separable Secondary Transform is composed of a number of displacement layers and Givens rotation layers, and each Givens rotation layer is a, sub, without direct R 9 matrix multiplication or a series of multiplications. It consists of Givens rotations that can be implemented in rotations.
  • an internal block diagram in which Givens rotation-based transformation is performed includes L + 1 displacement units (permutatbn 0, permutation 1, ..., permutation L) and L Givens rotation layer units (Givens Rotation Layer). 1, Givens Rotation Layer 2, ..., Givens Rotation Layer L) may be included.
  • the input vector and output vector of each unit have N elements (N length vectors).
  • the permutation unit multiplies the associated permutation matrix and subtracts the equivalent N length vectors. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ ⁇ 2019/003741
  • substitution unit may not perform the above operation.
  • FIG. 18 is an embodiment to which the present invention is applied and shows an internal block diagram of a first Givens rotation layer.
  • the first-second Givens Rotation Layer unit may include an N / 2 Givens rotation unit and an N / 2 scaling and rounding unit.
  • Givens rotation layer consists of N / 2 Givens rotations because of pairwise rotations.
  • the output of each Givens rotation is transformed through scaling and rounding implemented in the g function of FIG. 18 above.
  • g (U) (x, F ⁇ U), S (U)), F (U), and,,) may assume that vary among all the Givens rotations in the Givens rotation layers .
  • Each Givens rotation unit of FIG. 18 may be implemented according to an applied rotation algorithm.
  • a multiplication-free implementation of a Givens rotation implementation of 2x2 matrix multiplication and a Givens rotation by sub-rotation will be described below.
  • 9 and 20 are embodiments to which the present invention is applied, FIG. 19 shows a Gibbs rotation implementation of 2x2 matrix multiplication, and FIG. 20 shows a multiplication-free implementation of Givens rotation by sub-rotation. -free implementation).
  • Givens rotation is implemented as a direct R e multiplication requiring four multiplications by cos G and sin e, or shift and number
  • each sub-rotation may be implemented according to Equations 25, 27, and 28.
  • the structure of the multiplication-free Givens rotation of FIG. 20 includes inevitable data dependencies between two neighboring sub-rotation units, and this data dependency may become larger as the number of sub-rotations (n) 7 increases. . This can be understood as a compromise between rotational accuracy and computational dependency.
  • Givens rotation when the Givens rotation is implemented by multiplication as shown in FIG. 9, four multiplications may be required for maximum performance, and each of two multiplications may be performed according to the parallelism level of the multiplication itself. You can complete Thus, as long as the present invention does not significantly increase the number of sub-rotation units, it is possible to implement Givens rotation in much less circuit area than a multiplier based design, which can show higher performance.
  • decomposition into sub-rotational units as shown in FIG. 20 may result in an increase in the number of simpler operations, such as addition or subtraction.
  • 21 and 22 are embodiments to which the present invention is applied and show a bitstring table for information of all quantized angles in the first quadrant of FIG. 21, and FIG. 22 shows information of all quantized angles in the fourth quadrant. Represents a bitstring table.
  • Example 3 Design examples of rotation-based transform (e.g. NSST, LGT) with multiplication-free rotation architecture
  • the first sigma must be 1 because a O must move counterclockwise.
  • the LSB of each binary string is determined by its angular index.
  • the present invention can design a logic circuit that finds the binary string from the angular index as the input to the circuit.
  • the angular index can be described as a six digit binary number due to the range of [0, 63].
  • Figure 21 shows that the input and output are themselves (n-1) characters for each six digit binary angular index and all a t .
  • one or more bits describing the angular index are needed to represent the sign of the angle.
  • (-) May be used to indicate a sign corresponding to the first and fourth quadrant angles, respectively. If the quantized angle in the fourth quadrant is expressed as-(2) / 256 (the angular index of the range [0, 63] played here), an additional table for the fourth quadrant may be FIG. For the fourth quadrant angles,? Must be -1 due to the opposite direction of the first quadrant, which can also reduce the bit-string length by one.
  • the binary string or decimal value for the angle index 1 is the same as that for the angle index 64 teeth of FIG.
  • the range of 1 is [1, 63].
  • the angular index (64-0) is easily derived by inverting every bit of the binary representation and adding to it (2's complement).
  • the present invention provides the memory usage of the lookup table for (7) with the angular index transformation and reuse of the lookup table for the first quadrant. You can save in half.
  • each entry for the angle index 0 may be set to 0 in FIGS. 21 and 22. It is also necessary to retain one of the angles of index 0 in FIGS. 21 and 22. For these angles are the same.
  • each sub-rotation block of FIG. 20 is processed one by one, o may be immediately derived, and a lookup table for storing information (FIGS. 21 and 22) may be removed.
  • a lookup table for storing information FIGS. 21 and 22
  • Figures 23 and 24 are embodiments to which the present invention is applied, Figure 23 is to remove the lookup table
  • the structure of the Givens rotation including the angle updater is shown for Fig. 24 shows the structure of the Givens rotation including the angle updater that performs only integer arithmetic, the internal routine of the angle updater of FIG. Similar to the following Table 2.
  • the o-th angle updater may be further simplified as shown in Equation 30 below. 2019/190282 1 »(: 1/10 ⁇ 019/003741
  • FIG. 23 is a rotation angle given to the Givens rotation unit.
  • the structure of FIG. 23 may not be practical, since all k is a floating point number and all related operations in angle updaters are also floating point numbers.
  • the present invention needs to apply scaling and rounding appropriate to (9, and) to convert these floating point variables and operations to integer counterparts.
  • new variables 0; The following equation (31) can be defined.
  • Equation 31 is the total number of angles used for the sub-rotation based Givens rotation.
  • the first half or first and fourth quadrant angles of the angles or first quadrant angles may be angles that are effectively involved in a sub-rotation based Givens rotation.
  • each sub-rotation generates 2 1 scaling and after passing all the sub-rotation units the total scaling is This can be confirmed by Equation 25 above.
  • the additional scaling caused by each sub-rotation is denoted by 2 / i (, 0 ).
  • each Givens rotation includes g (u) (, ⁇ , 2019/190282 1 »(1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • NSST consists of 24 Givens rotating layers. Therefore, L is 24, and is set as follows.
  • 3 ⁇ 4 denotes the right shift amount used to approximate the last floating point multiplication by only an integer operation reflecting the inverse of the amplification gain A of Equation 32 above.
  • G has the form of 2 P and can be absorbed by S, value.
  • Equation 33 The integration of all previous set, A is as shown in Equation 33. Can be simplified.
  • the present invention can obtain a new sub-rotation structure.
  • the new sub-rotation structure is the same as in Figures 17 and 18, and the remaining design parameters associated are the same as the parameters of NSST.
  • Example 5 Givens rotation based primary transform structure
  • Non-Separable Secondary Transform (NS ST) and Layered Givens Transform (LGT) structures can be applied to both primary and primary transforms.
  • the DST-type 7, DCT-type 8, DCT-type 5, and DST-type 1 as well as DCT-type 2 may be applied to the multiple transform transformation (MTS) structure as the primary transform.
  • MTS multiple transform transformation
  • tu_mts_flag 1
  • one of the four transforms may be selected in the horizontal direction among the four transforms for each prediction mode, and two transforms may be selected in the vertical direction.
  • a separable transform consisting of NSST or LGT e.g., NSST or LGT for the horizontal direction, NSST or LGT for the vertical direction
  • NSST or LGT for the horizontal direction
  • a block is assumed to form an approximation transformation using an NSST structure. 2019/190282 1 »(1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • the NSST parameter list for NxN target transform A (eg A can be DST7, DCT8, DCT5, DST1, etc.) to be approximated It can be expressed as
  • N NSST A, N X N (# of rounds, # of Givens rotation layers per round, # of Givens rotations per Givens rotation layer)
  • NSSTA N XN up to 4 ⁇ 4 64 ⁇ 64 is shown in Equation 35 below.
  • LGT it is not necessary to configure the rounding unit like NSST by giving degrees of freedom to the substitution between the Givens rotation layers. Therefore, there is an advantage that the number of Givens rotation layer can be freely adjusted than the NSST.
  • the parameter list for LGT can be set as follows:
  • LGT A, NXN (# of Givens rotation layers, # of Givens rotations per Givens rotation layer)
  • Equation 36 Based on the above notation, from 4x4 to 64x64 An example thereof is given by Equation 36 below.
  • the performance of the transform can be improved by adding Givens rotation layers and substitutions to the approximate NSST or 1 ms.
  • Givens rotation layers and permutations you can add them in the form of NSST (1.6.round units with a fixed permutation pattern) and in 1m form (1.6. Add)
  • Equation 37 minute and 11 are NxN substitution matrices, and, like I, are matrices that rotate in pairs, and have the same structure as. Equation 37 is a block diagonal matrix, and each block diagonal component is do. Equation
  • Signaling can be performed separately for the horizontal direction and the vertical direction. That is, the index indicating the combination added for the horizontal direction and the index for the combination added for the vertical direction may be signaled separately.
  • NSST per transformation and block size (or size and shape).
  • a 4x4 size may be implemented by general matrix multiplication, and a size 8x8 or more may be approximated by NSST or 1 ms. Also, It can be implemented with matrix multiplication of the same type.
  • Example 5 an example is described in which all transformations have the same NSST parameter list or 1X51 parameter list for each size, but it is not necessary to do so. For example, if 16x16 17 is approximated to 1 ms, the number of Givens rotation layers can be set to 6, and for the other 16x16 transforms, the number of Givens rotation layers can be set to 4.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a structure of a content streaming system according to an embodiment to which the present invention is applied. 2019/190282 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003741
  • a content streaming system to which the present invention is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smartphone, a camera, a camcorder, etc. into digital data to generate a bitstream and transmit the bitstream to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smart phones, cameras, camcorders, etc. directly generate a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generation method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to the user device based on a user request through the web server, and the web server serves as an intermediary for informing the user of what service there is.
  • the web server delivers it to a streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, in which case the control server serves to control a command / response between each device in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media store and / or an encoding server. For example, when the content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, smooth streaming 2019/190282 1 »(1 ⁇ 3 ⁇ 42019 / 003741
  • the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC, Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices such as watchwatches, smart glass, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • a navigation device a slate PC
  • Tablet PCs Tablet PCs
  • ultrabooks wearable devices such as watchwatches, smart glass, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system may operate as a distributed server, in which case data received from each server may be distributed.
  • the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller or chip.
  • the functional units illustrated in each drawing may be implemented and performed on a computer, a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providers, over the top video (OTT) devices, Internet streaming service providers, 3D (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices And may be used to process video or data signals.
  • a multimedia broadcasting transmitting and receiving device include a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providers, over the top video (OTT) devices, Internet streaming service providers, 3D (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices And may be used
  • the OTT video (over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, a digital video recorder (DVR), and the like.
  • a game console a Blu-ray player
  • an Internet-connected TV a home theater system
  • a smartphone a tablet PC
  • DVR digital video recorder
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium may include, for example, a Blu-ray Disc (BD), a Universal Serial Bus (USB), a ROH PROH EPROH EEPROH RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical data storage device. It may include.
  • the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • embodiments of the present invention can be implemented as a computer program product by a program code, the program code can be performed on a computer by an embodiment of the present invention.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.

Abstract

본 발명은, 곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 방법에 있어서, 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환블록을 획득하는 단계; 상기 변환 블록에 곱셈 없는 역방향 2차 변환(Multiplication-free inverse secondary transform)을 수행하는 단계; 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 단계; 및 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계를 포함하되, 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환(Givens Rotation Transform)을 포함하고, 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어(Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛(permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
1
【명세세
【발명의 명칭】
곱셈 없는 회전 기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치
【기술분야】
본 발명은 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이며， 보다 구체적으로 곱셈 없는 회전 기반 변환 (Multiplication- free rotation-based transform)을 디자인하는 기술에 관한 것이다.
【배경기술】
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도 (high spatial resolution), 고프레임율 (high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화 (high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장 (memory storage), 메모리 액세스율 (memory access rate) 및 처리 전력 (processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 새로운 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다. 특히， 변환 (transform)을 적용할 때 부호화 효율과 복잡도 측면에서 훨씬 효율적인 변환을 설계할 필요가 있다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명은 회전 기반 변환에서 곱셈 수를 줄이는 방법을 제안하고자 한다. 본 발명은 곱셈 없는 회전 기반 변환을 디자인하는 방법을 제안하고자 한다. 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
2 본 발명은 코사인 변환 및/또는 사인 변환 등으로 구성된 1차 변환 (primary transform)을 Layered Givens Transform (LGT) 또는 Non-Separable Secondary Transform (NS ST) 구조를 가진 기븐스 회전 (Givens rotation) 기반 변환 구조로 근사하화는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 기븐스 회전 (Givens rotation) 기반 변환구조로 근사화된 변환에 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer)를 주가하여 성능을 향상시키는 방법을 제안하고자 한다.
본 발명은 새로운 변환 디자인을 반영하기 위한 인코더/디코더 구조를 제안하고자 한다.
【기술적 해결방법】
본 발명은, 새로운 변환 디자인을 통해 복잡도를 감소시키고 코딩 효율을 향상시키는 방법을 제공한다.
본 발명은,회전 기반 변환에서 곱셈 수를줄이는 방법을 제공한다.
본 발명은， 곱셈 없는 회전 기반 변환을 디자인하는 방밥을 제공한다. 본 발명은, 코사인 변환 및/또는 사인 변환 등으로 구성된 1차 변환 (primary transform)을 Layered Givens Transform (LGT) 또는 Non-Separable Secondary Transform (NS ST) 구조를 가진 기븐스 회전 (Givens rotation) 기반 변환 구조로 근사하화는 방법을 제공한다.
본 발명은， 1차 변환 (primary transform)에 대해 근사화된 LGT또는 NSST에 성능 향상을 위해 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer)를 주가하는 방법을 제공한다.
본 발명은， 변환과 블록 크기 등에 따라 ［아나
Figure imgf000004_0001
와 같이 구현 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
3 형태를 다르게 구성하는 방법들을 제공한다.
【발명의 효과】
본 발명은， 곱셈 없는 회전 기반 변환을 디자인하거나， 회전 기반 변환에서 곱셈 수를 줄임으로써 메모리 사용 및 연산 복잡도를 감소시킬 수 있다. 본 발명은 정지 영상 또는 동영상을 부호화할 때 1차 변환 (primary transform)을 LGT나 NSST 등의 회전 기반 변환 (rotation-based transform)으로 근사화하여 1차 변환을 수행할 때 필요한 계산량과 메모리 요구량을 줄일 수 있다. 또한， 다른 구조를 가진 변환에 대한 추가 없이 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer)을 확장하는 것만으로도 코딩 성능을 향상시킬 수 있다.
이와 같이， 새로운 저복잡도 연산 알고리즘을 통해 연산 복잡도를 감소시키고 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
【도면와간단한 설명】
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예들로서, 도 3A는 QT(QuadTree, 이하 ‘QT，라 함), 도 3B는 BT(Binary Tree, 이하 ‘BT’라 함), 도 3C는 TT(Ternary Tree, 이하 ‘TT’라 함) 도 3D는 AT(Asymmetric Tree, 이하 ‘AT’라 함)에 의한 블록 분할구조들을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 인코더 내의 변환 및 양자화부 (120/130)， 역양자화 및 역변환부 (140/150)의 개략적인 블록도를 나타낸다. 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
4 도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 디코더 내의 역양자화 및 역변환부 (220/230)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 6은본 발명이 적용되는 실시예로서， MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 변환설정 그룹 (transform configuration group)을 나타내는표이다.
도 7은본 발명이 적용되는실시예로서， MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 인코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 8은본 발명이 적용되는실시예로서， MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 디코딩 과정을 나타내는흐름도이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS 플래그 및 MTS 인덱스를 인코딩하는과정을 설명하기 위한흐름도이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서， MTS 플래그 및 MTS 인덱스에 기초하여 수평 변환 또는 수직 변환을 행 또는 열에 적용하는 디코딩 과정을 설명하기 위한흐름도이다.
도 1 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 디코더 내 역변환부의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 관련 파라미터에 기초하여 역변환을수행하는블록도를 나타낸다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 관련 파라미터에 기초하여 역변환을수행하는흐름도를 나타낸다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 곱셈 없는 회전 기반 변환 (Multiplication-free rotation-based transform)에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는흐름도를 나타낸다. 도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 곱셈 없는 회전 기반 변환 (Multiplication-free rotation-based transform)에 기초하여 비디오 신호를 디코딩하는 흐름도를 나타낸다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서 , 양자화된 각도의 스텝 사이즈가 (2 TT /N)인 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 기븐스 회전 기반 변환 (Givens rotation-based transform)의 내부 블록도를 나타낸다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서， i번째 기븐스 회전 레이어의 내부 블록도를 나타낸다.
도 19는 본 발명이 ,적용되는 실시예로서， 2x2 행렬 곱셈의 기븐스 회전 구현을 나타낸다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 서브-회전 (sub-rotation)에 의한 기븐스 회전의 곱셈 없는 구현 (Multiplication-free implementation)을 나타낸다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 제 1사분면 내 모든 양자화된 각도들의 정보에 대한 비트스트링 테이블을 나타낸다.
도 22는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 제 4사분면 내 모든 양자화된 각도들의 정보에 대한 비트스트링 테이블을 나타낸다.
도 23은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 룩업 테이블 제거를 위해 각도 업데이터를 포함하는 기븐스 회전의 구조를 나타낸다.
도 24는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 정수 연산만 수행하는 각도 업데이터를 포함하는 기븐스 회전의 구조를 나타낸다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 컨텐츠 스트리밍 시소템 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
6 구조도를 나타낸다.
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
본 발명은， 곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 방법에 있어서, 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하는 단계; 상기 변환 블록에 곱셈 없는 역방향 2차 변환 (Multiplication-free inverse secondary transform)을 수행하는 단계; 상기 급셈 없는 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 단계; 및 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계를 포함하되, 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고， 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 기븐스 회전 변환의 입력 벡터와 출력 벡터가 N 개의 요소일 때， 상기 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 각각은 N/2개의 기븐스 회전으로 구성되고， 스케일링 및 라운딩을 통해 변환되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서， 상기 N/2개의 기븐스 회전 각각은 복수개의 서브 회전들의 캐스캐이드 (cascade)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서， 상기 방법은, 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인텍스를 획득하는 단계， 여기서 상기 변환 인덱스는 DST7 및/또는 DCT8 의 조합으로 구성된 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나에 대응됨; 및 상기 변환 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도하는 단계를 더 포함하되， 상기 변환 조합은 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
7 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고, 상기 수평 변환 및 상기 수직 변환은 상기 DST7 또는 상기 DCT8 중 어느 하나에 대응되며， 상기 역방향 1차 변환은 상기 변환 조합을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은， 곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서, 현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하는 단계; 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 곱셈 없는 순방향 2차 변환을 수행하는 단계; 및 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화 및 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계를 포함하되， 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고, 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명에서, 상기 방법은, 상기 순방향 1차 변환의 결과를 1차원 신호로 재배열하는 단계를 더 포함하고， 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환은 상기 재배열된 1차원 신호에 대해 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서， 상기 방법은， 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환의 결과로 출력되는 1차원 신호를 2차원 신호로 재배열하는 단계를 더 포함하고， 상기 양자화는 상기 재배열된 2차원 신호에 대해 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 장치에 있어서, 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하고， 상기 변환 블록에 곱셈 없는 역방향 2차 변환 (Multiplication-free inverse secondary transform)을 수행하고, 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 변환부; 및 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 복원부를 포함하되， 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고， 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
본 발명은， 곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 장치에 있어서， 현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하고, 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 곱셈 없는 순방향 2차 변환을 수행하는 변환부; 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화를 수행하는 양자화부; 및 상기 양자화된 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되， 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고， 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하， 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성과 그 작용을 설명하며， 도면에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 하나의 실시예로서 설명되는 것이며， 이것에 의해서 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.
아울러， 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
9 일반적인 용어를 선택하였으나， 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로， 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
또한， 본 발명에서 사용되는 용어들은 발명을 설명하기 위해 선택된 일반적인 용어들이나， 유사한 의미를 갖는 다른 용어가 있는 경우 보다 적절한 해석을 위해 대체 가능할 것이다. 예를 들어， 신호， 데이터， 샘플， 픽쳐， 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다. 또한， 파티셔닝 (partitioning), 분해 (decomposition), 스플리팅 (splitting) 및 분할 (division) 등의 경우에도 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
본 문서에서 MTS(Multiple Transform Selection, 이하 ‘MTS’라 함)라 함은 적어도 2개 이상의 변환 타입을 이용하여 변환을 수행하는 방법을 의미할 수 있다. 이는 AMT(Adaptive Multiple Transform) 또는 EMT (Explicit Multiple Transform)로도 표현될 수 있으며, 마찬가지로, mts_idx 도 AMT_idx, EMT_idx, tu_mts_idx, AMT_TU_idx, EMT_TU_idx, 변환 인덱스 또는 변환 조합 인덱스 등과 같이 표현될 수 있으며， 본 발명은 이러한 표현에 한정되지 않는다. 도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더 (100)는 영상 분할부 (110), 변환부 (120), 2019/190282 1»（그1^112019/003741
10 양자화부 (130), 역양자화부 (140), 역변환부 (150), 필터링부 (160)， 복호 픽쳐 버퍼 (DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 인터 예측부 (180)， 인트라 예측부 (185) 및 엔트로피 인코딩부 (190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부 (110)는 인코더 (100)에 입력된 입력 영상 (Input image) (또는， 픽쳐， 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할할 수 있다. 예를 들어， 상기 처리 유닛은 코딩 트리 유닛 (CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛 (CU: Coding Unit), 예측 유닛 (PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛 (TU: Transform Unit)일 수 있다.
다만, 상기 용어들은 본 발명에 대한 설명의 편의를 위해 사용할 뿐이며， 본 발명은 해당 용어의 정의에 한정되지 않는다. 또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해， 비디오 신호를 인코딩 또는 디코딩하는 과정에서 이용되는 단위로써 코딩 유닛이라는 용어를 사용하지만， 본 발명은 그에 한정되지 않으며 발명 내용에 따라 적절하게 해석 가능할 것이다.
인코더 (100)는 입력 영상 신호에서 인터 예측부 (180) 또는 인트라 예측부 (185)로부터 출력된 예측 신호 (prediction signal)를 감산하여 잔여 신호 (residual signal)를 생성할 수 있고， 생성된 잔여 신호는 변환부 (120)로 전송된다.
변환부 (120)는 잔여 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수 (transform coefficient)를 생성할 수 있다. 변환 과정은 쿼드트리 (quadtree) 구조의 정사각형 블록， 바이너리트리 (binarytree) 구조， 삼진트리 (ternary) 구조 또는 비대칭 트리 (asymmetric) 구조에 의해 분할된 블록 (정사각형 또는 직사각형)에 적용될 수 있다.
상기 변환부 (120)는 복수개의 변환 (또는 변환 조합들)에 기초하여 변환을 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
1 1 수행할 수 있으며， 이러한 변환 방식을 MTS(Multiple Transform Selection) 라 부를 수 있다. 상기 MTS는 AMT(Adaptive Multiple Transform) 또는 EMT(Enhanced Multiple Transform)로 부를 수도 있다.
상기 MTS (또는 AMT, EMT)는 복수개의 변환 (또는 변환 조합들)로부터 적응적으로 선택되는 변환 (또는 변환 조합들)에 기초하여 수행되는 변환 방식을 의미할 수 있다.
상기 복수개의 변환 (또는 변환 조합들)은 본 명세서의 도 6에서 설명하는 변환 (또는 변환 조합들)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서， 상기 변환 또는 변환 타입은， 예를 들어 DCT-Type 2, DCT-II, DCT2, DCT2 와 같이 표기할 수 있다. 상기 변환부 (120)는 다음의 실시예들을 수행할 수 있다.
본 발명은， 회전 기반 변환에서 곱셈 수를 줄이는 방법을 제공한다.
본 발명은， 곱셈 없는 회전 기반 변환을 디자인하는 방법을 제공한다. 본 발명은， 코사인 변환 및/또는 사인 변환 등으로 구성된 1차 변환 (primary transform)을 Layered Givens Transform (LGT) 또는 Non-Separable Secondary Transform (NSST) 구조를 가진 기븐스 회전 (Givens rotation) 기반 변환 구조로 근사하화는 방법을 제공한다.
본 발명은， 1차 변환 (primary transform)에 대해 근사화된 LGT 또는 NSST에 성능 향상을 위해 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer)를 주가하는 방법을 제공한다.
이에 대한 구체적인 실시예들은 본 명세서에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
양자화부 (130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부 (190)로 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
12 전송하고， 엔트로피 인코딩부 (190)는 양자화된 신호 (quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다.
상기 변환부 (120)와 상기 양자화부 (130)는 별개의 기능 유닛으로 설명되지만， 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 하나의 기능 유닛으로 결합될 수 있다. 상기 역양자화부 (140)와 상기 역변환부 (150)의 경우에도， 마찬가지로 하나의 기능 유닛으로 결합될 수 있다.
양자화부 (130)로부터 출력된 양자화된 신호 (quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호 (quantized signal)는 루프 내의 역양자화부 (140) 및 역변환부 (150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 잔여 신호를 복원할 수 있다. 복원된 잔여 신호를 인터 예측부 (180) 또는 인트라 예측부 (185)로부터 출력된 예측 신호 (prediction signal)에 더함으로써 복원 신호 (reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편， 위와 같은 압축 과정에서 발생한 양자화 에러에 의해 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화 (blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부 (160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼 (170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼 (170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부 (180)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼， 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
13 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼 (170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부 (180)에서의 참조 픽쳐로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예즉부 (180)는 복원 픽쳐 (reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서， 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트 (blocking artifact)나 링잉 아티팩트 (ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부 (180)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해， 로우패스 필터 (lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서， 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간 (bi linear interpolation), 위너 필터 (wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐 (reconstructed picture)에 적용되어 예즉의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어， 인터 예측부 (180)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고， 보간 픽셀들 (interpolated pixels)로 구성된 보간 블록 (interpolated block)을 예즉 블록 (prediction block)으로 사용하여 예즉을 수행할 수 있다.
한편， 인트라 예측부 (185)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 인트라 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
14 예측부 (185)는 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할수 있다. 먼저， 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고， 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때， 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예즉 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서， 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
상기 인터 예측부 (180) 또는 상기 인트라 예측부 (185)를 통해 생성된 예측 신호 (prediction signal)는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 잔여 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더 (200)는 파싱부 (미도시), 엔트로피 디코딩부 (210)， 역양자화부 (220)， 역변환부 (230)， 필터링부 (240), 복호 픽쳐 버퍼 (DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 인터 예측부 (260) 및 인트라 예측부 (265)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고， 디코더 (200)를 통해 출력된 복원 영상 신호 (reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더 (200)는 도 1의 인코더 (100)로부터 출력된 신호을 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 다코딩부 (210)를 통해 엔트로피 디코딩될 수 있다.
역양자화부 (220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
1 5 디코딩된 신호로부터 변환 계수 (transform coefficient)를 획득한다.
역변환부 (230)에서는 변환 계수를 역변환하여 잔여 신호 (residual signal)를 획득하게 된다.
여기서， 본 발명은 예측 모드, 블록 크기 또는 블록 모양 (block shape) 중 적어도 하나에 의해 구분되는 변환 설정 그룹 (transform configuration group) 별로 변환 조합 (transform combination)을 구성하는 방법을 제공하며, 상기 역변환부 (230)는 본 발명에 의해 구성된 변환 조합에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다. 또한， 본 명세서에서 설명한 실시예들이 적용될 수 있다.
상기 역변환부 (230)는 다음의 실시예들을 수행할 수 있다.
본 발명은， 회전 기반 변환에서 곱셈 수를 줄이는 방법을 제공한다.
본 발명은， 곱셈 없는 회전 기반 변환을 디자인하는 방법을 제공한다. 본 발명은, 코사인 변환 및/또는 사인 변환 등으로 구성된 1차 변환 (primary transform)을 Layered Givens Transform (LGT) 또는 Non-Separable Secondary Transform (NS ST) 구조를 가진 기븐스 회전 (Givens rotation) 기반 변환 구조로 근사하화는 방법을 제공한다.
본 발명은， 1차 변환 (primary transform)에 대해 근사화된 LGT또는 NSST에 성능 향상을 위해 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer)를 추가하는 방법을 제공한다.
본 발명은， 곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 방법에 있어서, 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하는 단계; 상기 변환 블록에 곱셈 없는 역방향 2차 변환 (Multiplication-free inverse secondary transform)을 수행하는 단계; 상기 곱셈 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
16 없는 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 단계; 및 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계를 포함하되， 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고, 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
상기 역양자화부 (220)와 상기 역변환부 (230)는 별개의 기능 유닛으로 설명되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며， 하나의 기능 유닛으로 결합될 수 있다.
획득된 잔여 신호를 인터 예측부 (260) 또는 인트라 예측부 (265)로부터 출력된 예측 신호 (prediction signal)에 더함으로써 복원 신호 (reconstructed signal)가 생성된다.
필터링부 (240)는 복원 신호 (reconstructed signal)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부 (250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부 (250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부 (260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서， 인코더 (100)의 변환부 (120) 및 각 기능 유닛들에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 역변환부 (230) 및 대응되는 기능 유닛들에도 동일하게 적용될 수 있다. 도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예들로서， 도 3A는 QT(QuadTree, 이하 ‘QT，라 함), 도 3B는 BT(B inary Tree, 이하 ‘BT’라 함)， 도 3C는 TT(Ternary Tree, 이하 ‘TT’라 함) 도 3D는 AT(Asymmetric Tree, 이하 ‘AT’라 함)에 의한 블록 분할 구조들을 설명하기 위한 도면이다.
비디오 코딩에서 하나의 블록은 QT(QuadTree) 기반으로 분할될 수 있다. 또한, QT에 의해서 분할된 하나의 서브 블록 (sub block)은 QT를 사용하여 재귀적으로 더 분할될 수 있다. 더 이상 QT 분할되지 않는 리프 블록 (leaf block)은 BT(Binary Tree), TT(Ternary Tree) 또는 AT(Asymmetric Tree) 중 적어도 하나의 방식에 의해서 분할될 수 있다. BT는 horizontal BT (2NxN, 2NxN)과 vertical BT (Nx2N, Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. TT는 horizontal TT (2Nxl/2N, 2NxN, 2Nxl/2N)와 vertical TT (l/2Nx2N, Nx2N, l/2Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. AT는 horizontal-up AT (2Nxl/2N, 2Nx3/2N), horizontal- down AT (2Nx3/2N, 2Nxl/2N), vertical-left AT (l/2Nx2N, 3/2Nx2N), vertical-right AT (3/2Nx2N, l/2Nx2N) 의 네 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. 각각의 BT, TT, AT는 BT, TT，AT를 사용하여 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
상기 도 3A는 QT 분할의 예를 보여준다. 블록 A는 QT에 의해서 4개의 서브 블록 (AO, Al, A2, A3)으로 분할될 수 있다. 서브 블록 시은 다시 아에 의해서 4개의 서브 블록 (B0，B1，B2, B3)로 분할될 수 있다.
상기 도 3B는 BT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical BT (CO, Cl) 또는 horizontal BT (DO, Dl)으로 분할될 수 있다. 블록 C0와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal BT (E0, El) 또는 vertical BT (F0, F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
상기 3C는 TT 분할의 예를 보여준다 . QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical TT (CO, Cl , C2) 또는 horizontal TT (DO, Dl, D2)으로 분할될 수 2019/190282 1»（그1^¾2019/003741
18 있다. 블록 C1와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal TT (E0, El, E2) 또는 vertical TT (F0，F1, F2)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
상기 3D는 AT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical AT (CO, Cl) 또는 horizontal AT (DO, Dl)으로 분할 될 수 있다. 블록 C1와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal AT (E0, El) 또는 vertical TT (R), F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할 될 수 있다. 한편， BT, TT, AT분할은 함께 사용하여 분할이 가능하다. 예를 들어, 에 의해 분할된 서브 블록은 TT 또는 AT에 의한 분할이 가능하다. 또한, TT에 의해 분할된 서브 블록은 BT 또는 AT에 의한 분할이 가능하다. AT에 의해 분할된 서브 블록은 BT 또는 TT에 의한 분할이 가능하다. 예를 들어, horizontal BT 분할 이후， 각각의 서브 블록이 vertical BT로 분할될 수 있고， 또는 vertical BT 분할 이후， 각각의 서브 블록이 horizontal BT로 분할될 수도 있다. 상기 두 종류의 분할 방법은 분할 순서는 다르지만 최종적으로 분할되는 모양은 동일하다.
또한， 블록이 분할되면 블록을 탐색하는 순서를 다양하게 정의할 수 있다. 일반적으로, 좌측에서 우측으로， 상단에서 하단으로 탐색을 수행하며， 블록을 탐색한다는 것은 각 분할된 서브 블록의 추가적인 블록 분할 여부를 결정하는 순서를 의미하거나, 블록이 더 이상 분할되지 않을 경우 각 서브 블록의 부호화 순서를 의미하거나， 또는 서브 블록에서 다른 이웃 블록의 정보를 참조할 때의 탐색 순서를 의미할 수 있다. 도 4 및 도 5는 본 발명이 적용되는 실시예들로서， 도 4는 인코더 내의 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
19 변환 및 양자화부 (120/130)， 역양자화 및 역변환부 (140/150)의 개략적인 블록도를 나타내고, 도 5는 디코더 내의 역양자화 및 역변환부 (220/230)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
상기 도 4를 살펴보면， 변환 및 양자화부 (120/130)는 1차 변환부 (primary transform unit)(121)， 2차 변환부 (secondary transform unit)(122) 및 양자화부 (130)을 포함할 수 있다. 역양자화 및 역변환부 (140/150)는 역양자화부 (140)， 역 2차 변환부 (inverse secondary transform unit)(151) 및 역 1차 변환부 (inverse primary transform unit)( 152)를 포함할 수 있다.
상기 도 5를 살펴보면， 역양자화 및 역변환부 (220/230)는 역양자화부 (220), 역 2차 변환부 (inverse secondary transform unit)(231) 및 역 1차 변환부 (inverse primary transform unit)(232)를 포함할 수 있다,
본 발명에서， 변환을 수행할 때 복수의 단계를 통해 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어， 도 4에서와 같이 1차 변환 (primary transform), 2차 변환 (secondary transform)의 2단계를 적용할 수 있고， 또는 알고리즘에 따라 그 이상의 변환 단계가 이용될 수도 있다. 여기서， 상기 1차 변환 (primary transform)은 주요 변환 (core transform)이라고 부를 수도 있다.
상기 1차 변환부 (primary transform unit)(121)는 잔여 신호에 대해 1차 변환 (primary transform)을 적용할 수 있으며， 여기서 상기 1차 변환 (primary transform)은 인코더 및/또는 디코더에서 테이블로 기정의될 수 있다.
상기 1차 변환 (primary transform)의 경우， Discrete Cosine Transform type 2(이하， ‘DCT2’라 함)가 적용될 수 있다. 또는， 특정한 경우에 한정하여 Discrete Sine Transform-type 7(이하， ‘DST7’ 이라 함)이 적용될 수도 있다. 예를 들어, 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
20 인트라 예측 모드에서 4x4 블록에 대해 DST7이 적용될 수 있다.
또한， 상기 1차 변환 (primary transform)의 경우， MTS(Multiple Transform Selection)의 여러 변환들 (DST 7, DCT 8, DST 1 , DCT 5) 의 조합들이 적용될 수도 있다. 예를 들어, 도 6이 적용될 수 있다.
상기 2차 변환부 (secondary transform unit)(122)는 1차 변환된 신호에 대해 2차 변환 (secondary transform)을 적용할수 있으며， 여기서 상기 2차 변환 (secondary transform)은 인코더 및/또는 디코더에서 테이블로 기정의될 수 있다.
일실시예로， 상기 2차 변환 (secondary transform)은 Non-Separable Secondary Transform (이하， ‘NSST’라 함)이 조건적으로 적용될 수 있다. 예를 들어， 상기 NSST는 인트라 예측 블록일 경우에만 적용되며， 예측 모드 그룹마다 적용 가능한 변환 셋을 가질 수 있다.
여기서， 상기 예측 모드 그룹은 예측 방향에 대한 대칭성에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 예측 모드 52와 예측 모드 16은 예측 모드 34 (대각 방향)를 기준으로 대칭이므로， 하나의 그룹을 형성하여 동일한 변환 셋 (transform set)이 적용될 수 있다. 이때, 상기 예측 모드 52에 대한 변환을 적용할 때 입력 데이터를 트랜스포즈 (transpose)한 후 적용하며， 이는 예측 모드 16과 변환 셋이 동일하기 때문이다.
한편, 플래너 모드 (Planar mode)와 DC 모드 (DC mode)의 경우 방향에 대한 대칭성이 존재하지 않으므로 각자의 변환 셋을 가지며， 해당 변환 셋은 2개의 변환들로 구성될 수 있다. 나머지 방향성 모드에 대해서는 변환 셋마다 3개의변환들로 구성될 수 있다.
다른 실시예로, 상기 NSST는 1차 변환된 블록 전체에 대해 적용되는 것이 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
21 아니라 좌상측 (top-left) 8x8 영역에 대해서만 적용될 수 있다. 예를 들어, 블록의 크기가 8x8 이상인 경우는 8x8 NSST가 적용되며, 8x8 미만인 경우는 4x4 NSST가 적용되는데， 이때 4x4 블록들로 나눈 후 각기 4x4 NSST가 적용된다.
다른 실시예로， 4xN/Nx4 (N ñ= 16)인 경우에도 4x4 NSST가 적용될 수 있다.
8x8 NSST와 4x4 NSST 모두 본 문서에서 설명하는 변환 조합 구성을 따르며, 비분리 변환 (non-separable transform)이므로 8x8 NSST는 64개의 데이터를 입력 받아 64개의 데이터를 출력하며 4x4 NSST는 16개의 입력과 16개의 출력을 갖는다.
8x8 NSST와 4x4 NSST 모두 기븐스 회전 (Givens rotation)들의 계층적 조합으로 구성된다. 하나의 기븐스 회전 (Givens rotation)에 해당하는 행렬은
Figure imgf000023_0001
하나의 기븐스 회전 (Givens rotation)은 2개의 데이터를 회전시키는 것이기 때문에 64개 (8x8 NSST의 경우) 또는 16개의 (4x4 NSST와 경우) 데이터를 처리하기 위해서는 각기 총 32개 또는 8개의 기븐스 회전 (Givens rotation)이 필요하다.
따라서, 32개 또는 8개를 묶음으로 하여 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer)를 이룬다. 한 기븐스 회전 레이어에 대한 출력 데이터가 정해진 치환 (permutation)을 다음 기븐스 회전 레이어에 대한 입력 데이터로 전달된다. 치환되는 패턴은 규칙적으로 정해져 있으며 4x4 NSST의 경우는 4개의 기븐스 회전 레이어와 해당 치환들을 합쳐 하나의 라운드 (round)를 이룬다.
8x8 NSST의 경우는 6개의 기븐스 회전 레이어와 해당 치환들이 하나의 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
22 라운드를 형성한다.
Figure imgf000024_0001
라운드를 거치게 되며, 8x8 는 4번의 라운드를 거치게 된다. 서로 다른 라운드들끼리는 동일한 치환 패턴을 사용하지만 적용되는 기븐스 회전 각도들은 각기 다르다. 따라서， 각 변환을 구성하는 모든 기븐스 회전에 대한 각도 데이터를 저장하여야 한다.
맨 마지막 단계로 기븐스 회전 레이어들을 거쳐 출력된 데이터에 대해 최종적으로 한 번의 치환을 더 수행하게 되며， 해당 치환 정보는 변환마다 별도로 저장되어 있다. 순방향 NSST에서는 맨 마지막에 해당 치환이 수행되며， 역방향 !'에서는 반대로 맨 처음에 해당 역 치환이 적용된디-.
역방향 의 경우는 순방향 에서 적용되었던 기븐스 회전 레이어들과 치환들을 역순으로 수행하면 되며, 각 기븐스 회전의 각도에 대해서도 -값을 취해 회전시킨다.
본 발명은, 1차 변환을 구성하는 여러 코사인 또는 사인 변환들을 ＜31 또는 근사하여 적용하는 구성을 제안하며， 이를 통해 계산 복잡도와 메모리 요구량을 줄이고 기븐스 회전 레이어들의 추가를 통해 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 양자화부 (130)는 2차 변환된 신호에 대해 양자화를 수행할 수 있다.
상기 역양자화 및 역변환부 (140/150)는 앞서 설명된 과정을 역으로 수행하며， 중복되는 설명은 생략하도록 한다. 도 5는 디코더 내의 역양자화 및 역변환부 (220/230)의 개략적인 블록도를 나타낸다. 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
23 상기 도 5를 살펴보면， 역양자화 및 역변환부 (220/230)는 역양자화부 (220)， 역 2차 변환부 (inverse secondary transform unit)(231) 및 역 1차 변환부 (inverse primary transform unit)(232)를 포함할 수 있다.
상기 역양자화부 (220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수 (transform coefficient)를 획득한다.
상기 역 2차 변환부 (inverse secondary transform unit)(231)에서는 상기 변환 계수에 대해 역 2차 변환을 수행한다. 여기서， 상기 역 2차 변환은 상기 도 4에서 설명한상기 2차 변환 (secondary transform)의 역변환을 나타낸다.
상기 역 1차 변환부 (inverse primary transform unit)(232)는 역 2차 변환된 신호 (또는 블록)에 대해 역 1차 변환을 수행하고， 잔여 신호 (residual signal)를 획득하게 된다. 여기서, 상기 역 1차 변환은 상기 도 4에서 설명한 상기 1차 변환 (primary transform)의 역변환을 나타낸다.
본 발명은 예측 모드， 블록 크기 또는 블록 모양 (block shape) 중 적어도 하나에 의해 구분되는 변환 설정 그룹 (transform configuration group) 별로 변환 조합 (transform combination)을 구성하는 방법을 제공하며， 상기 역 1차 변환부 (inverse primary transform imit)(232)는 본 발명에 의해 구성된 변환 조합에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다. 또한， 본 명세서에서 설명한 실시예들이 적용될 수 있다. 도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서， MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 변환 설정 그룹 (transform configuration group)을 나타내는 표이다.
MTSiMultiple Transform Selection)가적용되는 변환설정 그룹 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
24 본 명세서에서는， 변환 설정 그룹 에 대한 j번째 변환 조합 후보를 다음 수학식 1과 같은쌍으로 표시한다.
【수학식 1】
(HiGJX VCG.J))
여기서, H(Gi, j)는 j번째 후보에 대한 수평 변환 (horizontal transform)을 가리키며， V(G , j)는 j번째 후보에 대한 수직 변환 (vertical transform)을 가리킨다. 예를 들어，도 6에서 H(G3, 2) = DST7, V(G3, 2) = DCT8 과 같이 표기할수 있다. 문맥에 따라 H(Gi, j)또는 V(Gi, j)에 할당되는 값은상기 예시에서와같이 변환을 구분하기 위한 표시상의 값 (nominal value)일 수도 있고 해당 변환을 가리키는 인덱스 값일 수도 있으며 해당 변환에 대한 2D 행렬 (2 Dimensional matrix)일 수도 있다.
또한， 본 명세서에서, DCT와 DST에 대한 2D 행렬 값을 다음 수학식 2 내지 3과 같이 표기할수 있다.
【수학식 2】
DCT type 2: , DCT type 8: Cfv
【수학식 3 ]
DST type 7: ;" , DST type 4:
Figure imgf000026_0001
여기서, DST 또는 DCT인지 여부는 S 또는 C로 나타내고, type 슷자는 로마숫자의 형태로 위첨자로 표기하며, 하부첨자의 N는 NxN 변환임을 가리킨다. 또한， 상기
Figure imgf000026_0002
S^' 와 같은 2D 행렬은 열 벡터 (column vector)들이 변환 기저 (transform basis)를 이루는 것을 가정한다. 2019/190282 1»（：1^¾2019/003741
25 상기 도 6을 살펴보면， 변환 설정 그룹 (transform configuration group)들은 예측 모드에 기초하여 결정되고 그룹의 개수는 총 6개 (G0 - G5)일 수 있다. 그리고， G0 - G4는 인트라 예측이 적용되는 경우에 해당되고 G5는 인터 예측에 의해 생성된 잔차 (residual) 블록에 적용되는 변환 조합들 (또는 변환 셋， 변환 조합 셋)을 나타낸다.
하나의 변환 조합은 해당 2D 블록의 행 (row)들에 적용되는 수평 변환 (horizontal transform)(또는 행 변환 (row transform)) 과 열 (column)들에 적용되는 수직 변환 (vertical transform) (또는 열 변환 (column transform)) 으로 이루어질 수 있다.
여기서， 모든 변환 설정 그룹들은 각 4개의 변환 조합 후보들을 가질 수 있다. 상기 4개의 변환 조합 후보들은 0~3의 변환 조합 인덱스를 통해 선택 또는 결정될 수 있으며 , 인코더에서 디코더로 상기 변환 조합 인덱스를 인코딩하여 전송할 수 있다.
일실시예로， 인트라 예측을 통해 획득된 잔차 데이터 (또는 잔차 신호)는 인트라 예측 모드에 따라 그 통계적 특성이 각기 다를 수 있다. 따라서， 상기 도 6에서와 같이 인트라 예측 모드 별로 일반적인 코사인 변환이 아닌 다른 변환들을 적용할 수 있다.
상기 도 6을 살펴보면， 35개의 인트라 예측 모드를 사용하는 경우와 67개의 인트라 예측 모드를 사용하는 경우를 나타낸다. 각 인트라 예측 모드 열에서 구분된 변환 설정 그룹 별로 복수개의 변환 조합들이 적용될 수 있다. 예를 들어， 상기 복수개의 변환 조합들은 4개의 (행 방향 변환, 열 방향 변환) 조합으로 구성될 수 있다. 구체적 예로， 그룹 0에서는 행 (수평) 방향과 열 (수직) 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
26 방향 모두 DST-7과 DCT-5가 적용될 수 있어 총 4개의 조합이 가능하다.
각 인트라 예측 모드에 대해 총 4개의 변환 커널 조합이 적용될 수 있으므로, 그 중 하나를 선택하기 위한 변환 조합 인덱스가 변환 단위 (transform unit)마다 전송될 수 있다. 본 명세서에서， 상기 변환 조합 인덱스는 MTS 인덱스 (MTS index)라부를 수 있으며, mts_idx로 표현될 수 있다.
또한， 상기 도 6에서 제시한 변환 커널들 이외에도， 잔차 신호 (residual signal)의 특성상 행 방향과 열 방향 모두에 대해 DCT2가 최적인 경우가 발생할 수 있다. 따라서， 코딩 유닛 (Coding Unit)마다 MTS 플래그를 정의함으로써 적응적으로 변환을 수행할 수 있다. 여기서, MTS 플래그가 0이면 행 방향과 열 방향 모두에 대해 DCT2를 적용하고， MTS 플래그가 1이면 MTS 인덱스를 통해 4개의 조합 중 하나를 선택 또는 결정할 수 있다.
일실시예로, MTS 플래그가 1인 경우 하나의 변환 단위에 대해 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크지 않으면 상기 도 6의 변환 커널들을 적용하지 않고 행 방향과 열 방향에 대해 모두 DST-7을 적용할 수 있다. 예를 들어， 상기 임계값은 2로 설정될 수 있으며， 이는 블록 크기 또는 변환 유닛의 크기에 기초하여 다르게 설정될 수 있다. 이는 명세서 다른 실시예에서도 적용 가능하다.
일실시예로， 변환 계수 값들을 먼저 파싱하여 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크지 않으면， MTS 인덱스를 파싱하지 않고 DST-7을 적용함으로써 부가 정보 전송량을 줄일 수 있다.
일실시예로， MTS 플래그가 1인 경우 하나의 변환 단위에 대해 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크면 MTS 안덱스를 파싱하고， MTS 인덱스에 2019/190282 1»(：1^1{2019/003741
27 기초하여 수평 변환과 수직 변환을 결정할 수 있다.
일실시예로， MTS는 변환 단위의 너비와 높이가 모두 32 이하일 경우에만 적용될 수 있다.
일실시예로, 상기 도 6은 오프라인 트레이닝 (off-line training)을 통해 기설정될 수 있다.
일실시예로， 상기 MTS 인덱스는 수평 변환과 수직 변환의 조합을 동시에 가리킬 수 있는 하나의 인덱스로 정의될 수 있다. 또는， 상기 MTS 인덱스는 수평 변환 인덱스와 수직 변환 인덱스를 별도로 정의할 수도 있다.
일실시예로， 상기 MTS 플래그 또는 상기 MTS 인덱스는 시퀀스， 픽쳐， 슬라이스, 블록， 코딩 유닛， 변환 유닛， 또는 예측 유닛 중 적어도 ‘하나의 레벨에서 정의될 수 있다. 예를 들어, 상기 MTS 플래그 또는 상기 MTS 인덱스는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 변환 유닛 중 적어도 하나의 레벨에서 정의될 수 있다. 도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서， MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 인코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
본 명세서에서는 기본적으로 수평 방향과 수직 방향에 대해 분리해서 변환을 적용하는 실시예를 설명하고 있으나， 변환 조합은 비분리 변환 (non- separable transform)들로도 구성이 가능하다.
또는， 분리가능한 변환 (separable transform)들과 비분리 변환 (non-separable transform)들의 혼합으로도 구성될 수 있다. 이 경우, 비분리 변환 (non-separable transform)이 이용되면
Figure imgf000029_0001
변환 선택이나 2019/190282 1»（그1'/10{2019/003741
28 수평/수직 (horizontal/vertical) 방향별 선택은 불필요해지며, 분리가능한 변환 (separable transform)이 선택되는 경우에만 상기 도 6의 변환 조합들이 이용될 수 있다.
또한， 본 명세서에서 제안하는 방식들은 1차 변환 (primary transform)이나 2차 변환 (secondary transform)에 관계 없이 적용할 수 있다. 즉， 둘 중 어느 한쪽에만 적용되어야 한다는 제약이 없으며， 둘다 적용될 수 있다. 여기서, 상기 1차 변환 (primary transform)은 잔차 (residual) 블록을 맨 처음에 변환하기 위한 변환을 의미할 수 있고， 상기 2차 변환 (secondary transform)은 상기 1차 변환의 결과로 생성된 블록에 대해 변환을 적용하기 위한 변환을 의미할 수 있다.
먼저， 인코더는 현재 블록에 대응되는 변환 설정 그룹을 결정할 수 있다 (S기 0). 여기서， 상기 변환 설정 그룹은 상기 도 6의 변환 설정 그룹을 의미할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다른 변환 조합들로 구성될 수도 있다.
상기 인코더는 상기 변환 설정 그룹 내 이용가능한 후보 변환 조합들에 대해 변환을 수행할 수 있다 (S720).
상기 변환 수행 결과， 상기 인코더는 RD(Rate Distortion) 비용이 가장 작은 변환 조합을 결정 또는 선택할 수 있다 (S730).
상기 인코더는 상기 선택된 변환 조합에 대응되는 변환 조합 인덱스를 인코딩할 수 있다 (S740). 도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서， MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 디코딩 과정을 나타내는 흐름도이다. 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
29 먼저， 디코더는 현재 블록을 위한 변환설정 그룹을 결정할 수 있다 (S810). 상기 디코더는 비디오 신호로부터 변환 조합 인덱스를 파싱 (또는 획득)할 수 있으며, 여기서 상기 변환 조합 인덱스는 상기 변환 설정 그룹 내 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나에 대응될 수 있다 (S820). 예를 들어， 상기 변환 설정 그룹은 DST7(Discrete Sine Transform type 7) 및 DCT8(Discrete Cosine Transform type 8)을 포함할 수 있다. 상기 변환 조합 인덱스는 MTS 인덱스로 부를 수 있다. 일실시예로， 상기 변환 설정 그룹은 현재 블록의 예측 모드， 블록 크기 또는 블록 모양 중 적어도 하나에 기초하여 설정될 수 있다.
상기 디코더는 상기 변환 조합 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도할 수 있다 (S830). 여기서， 상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고， 상기 DST-7 또는 DCT-8 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한， 상기 변환 조합은 상기 도 6에서 설명한 변환 조합을 의미할 수 있으나， 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉， 본 명세서 내 다른 실시예에 따른 다른 변환 조합에 의한 구성도 가능하다.
상기 디코더는 상기 변환 조합에 기초하여 상기 현재 블록에 대해 역변환을 수행할 수 있다 (S840). 상기 변환 조합이 행 (수평) 변환과 열 (수직) 변환으로 구성된 경우, 행 (수평) 변환을 먼저 적용한 후 열 (수직) 변환을 적용할 수 있다. 다만， 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 반대로 적용되거나, 또는 비분리 변환들로 구성된 경우에는 바로 비분리 변환이 적용될 수 있다.
일실시예로， 상기 수직 변환 또는 상기 수평 변환이 상기 DST-7 또는 DCT-8인 경우, 상기 DST-7의 역변환 또는 DCT-8의 역변환을 열마다 적용하고 난 이후 행마다 적용할 수 있다. 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
30 일실시예로, 상기 수직 변환 또는 상기 수평 변환은， 각 행마다 및/또는 각 열마다다른 변환이 적용될 수 있다.
일실시예로, 상기 변환 조합 인덱스는 MTS가 수행되는지 여부를 나타내는 MTS 플래그에 기초하여 획득될 수 있다. 즉， 상기 변환 조합 인덱스는 상기 MTS 플래그에 따라 MTS가수행되는경우에 획득될 수 있다.
일실시예로，상기 다코더는 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다큰지 여부를 확인할 수 있다. 이때， 상기 변환 조합 인덱스는 상기 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다큰 경우에 획득될 수 있다.
일실시예로， 상기 MTS 플래그 또는 상기 MTS 인덱스는 시퀀스， 픽쳐， 슬라이스， 블록， 코딩 유닛， 변환 유닛, 또는 예측 유닛 중 적어도 하나의 레벨에서 정의될 수 있다.
일실시예로， 상기 역변환은 변환 단위의 너비와 높이가 모두 32 이하일 경우에만 적용될 수 있다.
한편, 다른 일실시예로， 변환 설정 그룹을 결정하는 과정과 변환 조합 인덱스를 파싱하는 과정은 동시에 수행될 수 있다. 또는 상기 S810 단계는 인코더 및/또는 디코더에서 기설정되어 생략될 수 있다. 도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서， MTS 플래그 및 MTS 인덱스를 인코딩하는 과정을 설명하기 위한흐름도이다.
인코더는현재 블록에 대해 MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는지 여부를 결정할수 있다 (S910).
만약， MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 경우， 상기 인코더는 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
31
MTS플래그 = 1 로 인코딩할수 있다 (S920).
그리고,상기 인코더는상기 현재 블록의 예측모드，수평 변환，수직 변환 중 적어도 하나에 기초하여 MTS 인덱스를 결정할 수 있다 (S930). 여기서, MTS 인덱스는 각 인트라 예측 모드에 대해 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나를 가리키는 인덱스를 의미하며， 상기 MTS 인덱스는 변환 단위 (transform unit)마다 전송될 수 있다.
상기 MTS 인덱스가 결정되면， 상기 인코더는 상기 MTS 인덱스를 인코딩할수 있다 (S940).
한편， 상기 MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되지 않는 경우, 상기 인코더는 MTS플래그 = 0으로 인코딩할수 있다 (S950). 도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS 플래그 및 MTS 인덱스에 기초하여 수평 변환 또는 수직 변환을 행 또는 열에 적용하는 디코딩 과정을 설명하기 위한흐름도이다.
디코더는 비트스트림으로부터 MTS 플래그를 파싱할 수 있다 (S1010). 여기서, MTS 플래그는 현재 블록에 대해 MTS(MultipIe Transform Selection)가 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다.
상기 디코더는 상기 MTS 플래그에 기초하여 현재 블록에 대해 MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는지 여부를 확인할 수 있다 (S1020). 예를들어，상기 MTS플래그가 1인지 여부를 확인할수 있다.
만약，상기 MTS플래그가 1인 경우， 상기 디코더는 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 큰지 (또는 이상인지) 여부를 확인할 수 있다 (S1030). 예를 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
32 들어， 상기 임계값은 2 로 설정될 수 있으며， 이는 블록 크기 또는 변환 유닛의 크기에 기초하여 다르게 설정될 수 있다.
상기 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 큰 경우， 상기 디코더는 MTS 인덱스를 파싱할 수 있다 (S1040). 여기서， 상기 MTS 인덱스는 각 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드에 대해 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나를 가리키는 인덱스를 의미하며, 상기 MTS 인덱스는 변환 단위 (transform unit)마다 전송될 수 있다. 또는， 상기 MTS 인덱스는 기설정된 변환 조합 테이블에 정의된 어느 하나의 변환 조합을 가리키는 인덱스를 의미할 수 있으며， 여기서 상기 기설정된 변환 조합 테이블은 상기 도 6을 의미할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
상기 디코더는 상기 MTS 인덱스 또는 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 수평 변환 및 수직 변환을 유도 또는 결정할 수 있다 (S1050).
또는， 상기 디코더는 상기 MTS 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 디코더는 상기 MTS 인덱스에 대응되는 수평 변환 및 수직 변환을 유도 또는 결정할 수 있다.
한편， 상기 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크지 않은 경우， 상기 디코더는 기설정된 수직 역변환을 열마다 적용할 수 있다 (S1060). 예를 들어， 상기 수직 역변환은 DST7의 역변환일 수 있다.
그리고， 상기 디코더는 기설정된 수평 역변환을 행마다 적용할 수 있다 (S1070). 예를 들어, 상기 수평 역변환은 DST7의 역변환일 수 있다. 즉, 상기 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크지 않은 경우에는 인코더 또는 디코더에서 기설정된 변환 커널이 이용될 수 있다. 예를 들어， 상기 도 6과 같은 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
33 변환 조합 테이블에서 정의된 것이 아니라， 많이 이용되는 변환 커널이 이용될 수 있다.
한편， 상기 MTS 플래그가 0인 경우， 상기 디코더는 기설정된 수직 역변환을 열마다 적용할 수 있다 (S1080). 예를 들어， 상기 수직 역변환은 DCT2의 역변환일 수 있다.
그리고， 상기 디코더는 기설정된 수평 역변환을 행마다 적용할 수 있다 (S1090). 예를 들어， 상기 수평 역변환은 DCT2의 역변환일 수 있다. 즉, MTS 플래그가 0인 경우에는 인코더 또는 디코더에서 기설정된 변환 커널이 이용될 수 있다. 예를 들어， 상기 도 6과 같은 변환 조합 테이블에서 정의된 것이 아니라， 많이 이용되는 변환 커널이 이용될 수 있다. 도 1 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 디코더 내 역변환부의 개략적인 블록도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 디코더는, 2차 역변환 적용 여부 결정부 (또는 2차 역변환의 적용 여부를 결정하는 요소) (1 1 10), 2차 역변환 결정부 (또는 2차 역변환을 결정하는 요소) (1 120)， 2차 역변환부 (또는 2차 역변환을 수행하는 요소) (1 130), 1차 역변환부 (또는 1차 역변환을 수행하는 요소) (1140)를 포함할 수 있다.
상기 2차 역변환 적용 여부 결정부 (1 110)는 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어， 2차 역변환은 Non-Separable Secondary Transform (이하， NS ST) 또는 Reduced Secondary Transform (이하, RST)일 수 있다. 일 예로， 상기 2차 역변환 적용 여부 결정부 (11 10)는 인코더로부터 수신한 2차 변환 플래그에 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
34 기초하여 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 다른 일 예로， 상기 2차 역변환 적용 여부 결정부 (1 1 10)는 레지듀얼 블록의 변환 계수에 기초하여 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수도 있다.
상기 2차 역변환 결정부 (1120)는 2차 역변환을 결정할 수 있다. 이때， 상기 2차 역변환 결정부 (1 120)는 인트라 예측 모드에 따라 지정된 NSST (또는 RST) 변환 셋에 기초하여 현재 블록에 적용되는 2차 역변환을 결정할 수 있다.
또한， 일 실시예로서, 1차 변환 결정 방법에 기초하여 2차 변환 결정 방법이 결정될 수 있다. 인트라 예측 모드에 따라 1차 변환과 2차 변환의 다양한 여러 조합이 결정될 수 있다.
또한， 일 예로， 상기 2차 역변환 결정부 (1 120)는 현재 블록의 크기에 기초하여 2차 역변환이 적용되는 영역을 결정할 수도 있다.
상기 2차 역변환부 (1 130)는 결정된 2차 역변환을 이용하여 역양자화된 레지듀얼 블록에 대하여 2차 역변환을 수행할 수 있다.
상기 1차 역변환부 (1 140)는 2차 역변환된 레지듀얼 블록에 대하여 1차 역변환을 수행할 수 있다. 1차 변환은 primary transform, core transform으로 지칭될 수 있다. 실시예로서， 상기 1차 역변환부 (1 140)는 전술한 MTS를 이용하여 1차 변환을 수행할 수 있다. 또한， 일 예로， 상기 1차 역변환부 (1 140)는 현재 블록에 MTS 가 적용되는지 여부를 결정할 수 있다.
일 예로， 현재 블록에 MTS가 적용되는 경우 (즉, tu_mts_flag = 1)， 상기 1차 역변환부 (1 140)는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 MTS 후보를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 MTS 후보는 DST4 및/또는 DCT4의 조합으로 구성되거나， DST7 및/또는 DCT8의 조합을 포함할 수 있다. 또는 상기 MTS 후보는 상기 도 6의 실시예들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고， 상기 1차 역변환부 (1140)는 구성된 MTS 후보들 중에서 특정 MTS를 지시하는 mts_idx를 이용하여 현재 블록에 적용되는 1차 변환을 결정할 수 있다.
상기 실시예는 각각 이용될 수 있으나， 본 발명은 이에 한정되지 않으며， 위 실시예 및 본 명세서의 다른 실시예와 결합하여 이용될 수 있다. 도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환 관련 파라미터에 기초하여 역변환을 수행하는 블록도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 디코더 (200)는, 시퀀스 파라미터를 획득하는 요소 (1210)， 다변환 선택 플래그 (MTS flag)를 획득하는 요소 (1220), 다변환 선택 인덱스 (MTS index)를 획득하는 요소 (1230) 및 변환 커널을 유도하는 요소 (1240)를 포함할 수 있다.
시퀀스 파라미터를 획득하는 요소 (1210)는 sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag 를 획득할 수 있다. 여기서, sps_mts_intra_enabled_flag 는 tu_mts_flag 가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하는지 여부를 나타내고， sps_mts_inter_enabled_flag 는 tu_mts_flag 가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하는지 여부를 나타낸다. 구체적인 예는 상기 도 12의 설명이 적용될 수 있다.
다변환 선택 플래그 (MTS flag)를 획득하는 요소 (1220)는 sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag에 기초하여 tu_mts_flag 를 획득할 수 있다. 예를 들어, sps_mts_intra_enabled_flag = 1 또는 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
36 sps_mts_inter_enabled_flag = 1 일때，상기 다변환선택 플래그 (MTS flag)를 획득하는 요소 (1220)는 tu_mts_flag를 획득할수 있다. 여기서， tu_mts_flag는 다변환선택이 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용되는지 여부를 나타낸다. 구체적인 예는 상기 도 12의 설명이 적용될 수 있다.
다변환 선택 인덱스 (MTS index)를 획득하는 요소 (1230)는 tu_mts_flag 에 기초하여 mts_idx를 획득할수 있다. 예를들어， tu_mts_flag = 1 일때， 상기 다변환 선택 인덱스 (MTS index)를 획득하는 요소 (1230)는 mts_idx 를 획득할 수 있다. 여기서， mts_idx는 어떤 변환 커널이 현재 변환블록의 수평 및/또는 수직 방향에 따른 루마 레지듀얼 샘플들에 적용되는자를 나타낸다. 예를 들어， 상기 도 6의 실시예들， 이후 설명하게 될 도 26 및/또는 도 27의 실시예들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
변환 커널을 유도하는 요소 (1240)는 mts_idx 에 대응되는 변환 커널을 유도할수 있다.
그리고, 상기 디코더 (200)는 상기 변환 커널에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다.
상기 실시예는 각각 이용될 수 있으나， 본 발명은 이에 한정되지 않으며， 위 실시예 및 본 명세서의 다른실시예와결합하여 이용될 수 있다. 도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 변환 관련 파라미터에 기초하여 역변환을수행하는흐름도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 디코더는， sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag 를 획득할 수 있다 (S 1310). 여기서， () 2019/190282 1»(：1/10公019/003741
37 sps_mts_intra_enabled_flag 는 tu_mts_flag 가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어， sps_mts_intra_enabled_flag = 0 이면， tu_mts_flag 가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하지 않고, sps_mts_intra_enabled_flag = 0 이면， tu_mts_flag 가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재한다. 그리고， sps_mts_inter_enabled_flag 는 tu_mts_flag 가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어， sps_mts_inter__enabled_flag = 0 이면， tu_mts_flag 가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하지 않고, sps__mts_inter_enabled_flag = 0 이면, tu_mts_flag 가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재한다.
상기 디코더는 sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_jnts_inter_enabled_flag에 기초하여 tu_mts_flag 를 획득할 수 있다 (S1320) 예를 들어， sps_mts_intra_enabled_flag - 1 또는 sps_mts_inter_enabled_flag 1 일때， 상기 디코더는 tu_mts_flag 를 획득할 수 있다. 여기서， tu_mts_flag 는 다변환 선택 (multiple transform selection, 이하 ‘MTS’라 함)이 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘를에 적용되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어， tu_mts_flag 0 이면 MTS가 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용되지 않고， tu_mts_flag = 1 이면 MTS가 루마 변환블록의 레지듀얼 샘플에 적용된다.
다른 예로， 상기 tu_mts_flag 에 대해 본 문서의 실시예들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
상기 디코더는 tu_mts_flag 에 기초하여 mts_idx 를 획득할 수 있다 (S1330). 예를 들어, tu_mts_flag = l 일때， 상기 디코더는 mtsjdx 를 획득할 수 있다. 여기서， mts_idx 는 어떤 변환 커널이 현재 변환 블록의 수평 및/또는 수직 방향에 따른 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
38 루마 레지듀얼 샘플들에 적용되는지를 나타낸다.
예를 들어， mts_idx 에 대해， 본 문서 실시예들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 구체적 예로, 상기 도 6의 실시예들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 상기 디코더는 mtsjdx 에 대응되는 변환 커널을 유도할 수 있다 (S1340). 예를 들어， 상기 mts_idx에 대응되는 변환 커널은 수평 변환 및 수직 변환으로 구분되어 정의될 수 있다.
다른 예로, 상기 수평 변환 및 수직 변환은 서로 다른 변환 커널이 적용될 수 있다. 다만， 본 발명은 이에 한정되지 않으며， 상기 수평 변환 및 수직 변환은 동일한 변환 커널이 적용될 수도 있다.
그리고， 상기 디코더는 상기 변환 커널에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다 (S1350).
상기 실시예는 각각 이용될 수 있으나， 본 발명은 이에 한정되지 않으며， 위 실시예 및 본 명세서의 다른 실시예와 결합하여 이용될 수 있다. 도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 곱셈 없는 회전 기반 변환 (Multiplication-free rotation-based transform)에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 흐름도를 나타낸다.
인코더는 레지듀얼 블록에 대하여 1차 변환을 수행한다 (S1410). 상기 1차 변환은 primary transform, core transform으로 지칭될 수 있다. 실시예로서, 상기 인코더는 전술한 MTS를 이용하여 1차 변환을 수행할 수 있다. 또한, 상기 인코더는 MTS 후보들 중에서 특정 MTS를 지시하는 MTS index를 디코더로 전송할 수 있다. 이때， MTS 후보는 현재 블록의 예측 모드에 기초하여 구성될 수 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
39 있다.
또한, 일 실시예로서， 1차 변환 결정 방법에 의존적으로 2차 변환 결정 방법이 결정될 수 있다. 인트라 예측 모드에 따라 1차 변환과 2차 변환의 다양한 여러 조합이 결정될 수 있다.
상기 인코더는 상기 1차 변환 결과에 따른 2차원 블록을 1차원 신호로 재배열할 수 있다. 이 경우， 행 우선 (row-first) 또는 열 우선 (column-first)으로 배열할 수 있다.
상기 인코더는 재배열된 1차원 신호에 대해 곱셈 없는 회전 기반 변환 (Multiplication-free rotation-based transform)을 이용하여 순방향 2차 변환을 수행한다 (S1420). 상기 순방향 2차 변환의 결과로 출력되는 1차원 신호는 2차원 블록으로 재배열될 수 있다.
상기 인코더는 상기 재배열된 2차원 블록에 대해 양자화를 수행할 수 있다 (S1430).
본 발명의 일실시예는， 곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 방법을 제공한다.
인코더는 현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행할 수 있다. 상기 인코더는， 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 곱셈 없는 순방향 2차 변환을 수행할 수 있다. 여기서， 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고， 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환일 수 있다. 상기 기븐스 회전 변환은 도 17 내지 도 24의 실시예들이 적용될 수 있다. 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
40 상기 인코더는， 상기 순방향 1차 변환의 결과를 1차원 신호로 재배열할 수 있으며， 이 경우 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환은 상기 재배열된 1차원 신호에 대해 수행된다.
상기 인코더는, 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환의 결과로 출력되는 1차원 신호를 2차원 신호로 재배열할 수 있으며， 이 경우 상기 양자화는 상기 재배열된 2차원 신호에 대해 수행된다.
상기 인코더는, 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화 및 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예는, 곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 장치를 제공한다.
상기 인코더는， 현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하고， 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 곱셈 없는 순방향 2차 변환을 수행하는 변환부; 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화를 수행하는 양자화부; 및 상기 양자화된 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 엔트로피 인코딩부를 포함할 수 있다. 여기서， 상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고, 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환일 수 있다.
상기 곱셈 없는 회전 기반 변환 (Multiplication-free rotation-based transform)의 수행 과정은 이후 도 17 및 도 18에서 보다상세히 설명하도록 한다. 도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 곱셈 없는 회전 기반 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
41 변환 (Multiplication- free rotation-based transform)에 기초하여 비디오 신호를 디코딩하는 흐름도를 나타낸다.
디코더는 변환 계수 블록에 대해 역양자화를 수행한다 (S1510).
상기 디코더는 역양자화된 블록에 대해 곱셈 없는 회전 기반 변환 (Multiplication-free rotation-based transform)을 이용하여 역방향 2차 변환을 수행한다 (S 1520).
여기서, 상기 역방향 2차 변환은 상기 도 14의 곱셈 없는 회전 기반 변환 (Multiplication-free rotation-based transform)을 이용한 순방향 2차 변환과 동일한 구조를 가지며， 다만 기븐스 회전 레이어 (Givens Rotation Layer) 유닛들과 치환 (Permutation) 유닛들의 적용 순서가 순방향 2차 변환에서와 반대가 된다. 상기 역방향 2차 변환에서의 각 기븐스 회전 레이어는 상기 순방향 2차 변환에서의 해당 기븐스 회전 레이어에 비해 회전 각도가 반대이다. 즉， 상기 순방향 2차 변환에서의 기븐스 회전 레이어를 구성하는 각 기븐스 회전 각도가 0라면, 상기 역방향 2차 변환에서의 해당 기븐스 회전 각도는 -0가 된다.
또한， 상기 순방향 2차 변환에서의 한 치환 유닛을 나타내는 N x N 행렬이 라면 어개의 입력, N개의 출력 가정)， 상기 역방향 2차 변환에서의 해당 치환 유닛을 나타내는 행렬은 1이 의 역행렬) 된다.
상기 디코더는 상기 역방향 2차 변환의 결과에 대하여 역방향 1차 변환을 수행한다 (S 1530),
본 발명의 일실시예는, 곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 방법을 제공한다.
디코더는 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
42 블록을 획득할 수 있다.
상기 디코더는 상기 변환 블록에 곱셈 없는 역방향 2차 변환 (Multiplication- free inverse secondary transform)을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고, 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환일 수 있다. 상기 기븐스 회전 변환은 도 17 내지 도 24의 실시예들이 적용될 수 있다.
예를 들어， 상기 기븐스 회전 변환와 입력 벡터와 출력 벡터가 N 개의 요소일 때, 상기 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 각각은 N/2개의. 기븐스 회전으로 구성되고， 스케일링 및 라운딩을 통해 변환될 수 있다. 그리고, 상기 N/2개의 기븐스 화전 각각은 복수개의 서브 회전들의 캐스캐이드 (cascade)로 구성될 수 있다.
상기 디코더는 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행할 수 있다.
상기 디코더는 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원할 수 있다.
한편, 상기 디코더는 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득할 수 있다. 여기서 상기 변환 인덱스는 DST7 및/또는 DCT8 의 조합으로 구성된 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나에 대응될 수 있다.
상기 디코더는 상기 변환 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도할 수 있다. 이때， 상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고， 상기 수평 변환 및 상기 수직 변환은 상기 DST7 또는 상기 DCT8 중 어느 하나에 대응되며， 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
43 상기 역방향 1차 변환은상기 변환조합을 이용하여 수행될 수 있다.
또한，상기 변환조합은상기 도 6의 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 일실시예는, 곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 장치를 제공한다.
상기 장치는， 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하고, 상기 변환 블록에 곱셈 없는 역방향 2차 변환 (Multiplication-free inverse secondary transform)을 수행하고， 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 변환부; 및 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 복원부를 포함하고， 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고， 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을특징으로 한다. 도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 양자화된 각도의 스텝 사이즈가 (2 it /N)인 경우를 설명하기 위한도면이다.
본발명은 회전 기반 변환에서 곱셈 수를줄이는 방법을 제안하고자 한다. 본 발명은 곱셈 없는 회전 기반 변환을 디자인하는 방법을 제안하고자 한다.
일실시예로， 코사인 변환 및/또는 사인 변환 등으로 구성된 1차 변환 (primary transform)^： Layered Givens Transform (LGT) 또는 Non-Separable Secondary Transform (NSST) 구조를 가진 기븐스 회전 (Givens rotation) 기반 변환 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
44 구조로 근사하화는 방법을 제공한다.
일실시예로, 기븐스 회전 기반 변환 구조로 근사화된 변환에 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer)를 주가하여 성능을 향상시키는 방법을 제공한다. 실시예 1: Reduced sine and cosine tables
상기 도 16을 살펴보면, 2TC를 동일한 간격의 개의 팬 형상의 섹터들로 나누면, 각 경계 포인트는 상기 도 16에서 우측 X 축으로부터 측정된 로서
Figure imgf000046_0001
나타낼 수 있는 양자화된 (반시계 방향) 각도를 나타낸다.
양자화된 각도들 (quantized angles)을 구별하기 위해서, 우리는 양자화된 각도들을 나타내는 적어도 log2N 비트들로 이루어진 인덱스를 필요로 한다. 또한， 多 =온쓰이면， 각 경계 포인트는 데카르트 좌표 (Cartesian coordinates) (x, y)에서 N
(cos0， sin0) 으로 표시된다.
상기 도 16에 예시된 바와 같이， 모든 각도들의 위치는 대칭성을 가지고 있으며, 다음과 같이 세 종류의 대칭성이 있다:
1) Symmetry around X axis (① in Fig. 16) between 9N-t and 6i
2) Symmetry around Y axis ((2) in Fig. 16) between 分 ( /2)-/ and 0i
3) Symmetry around y = x line (③ in Fig. 16) between
Figure imgf000046_0002
and 0t
2차원 포인트를 회전시키는 행렬 馬 은 다음 수학식 4와 같다.
【수학식 4]
Figure imgf000046_0003
2019/190282 1»(：1/10公019/003741
45 각도 0가 제 1사분면에 있으면， 모든 사분면에서 대칭 각도들의 회전 행렬 이미지는 다음 수학식 5 내지 8과 같다:
【수학식 5]
1) 제 1 사분면 (0)
Figure imgf000047_0001
대칭 포인트의 모든 이미지를 기술하기 위해서만 필요하다.
만약 V 축 대칭성만을 사용하면， 제 1 및 제 4사분면 둘 다에 놓인 0050 및 배만을 필요로 하므로, 결국 4개의 사분면 각도들 모두의 0050 및 110 값들을 저장하는데 필요한 메모리의 절반을 절약할 수 있다. 물론, X 축과 V 축 대칭성 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
46 모두를 사용하면， 4개의 사분면 중 하나의 사분면의 정보가 모든 양자화된 각도의 cos0 및 sine 값들을 유도하기에 충분하다.
또한， 앞서 언급한 바와 같이, 0 와 （rr/2）- 0 사이의 다음 수학식 9의 관계에 따라서 45도 기울기 선 대칭성 （45 degree slope line symmetry）（도 1의 ③）도 또한 이용할 수 있다.
【수학식 91
Figure imgf000048_0001
상기 수학식 9에 의해, 회전 행렬 및 （（Tf/2）- e）에 대한 그의 이미지는 다음 수학식 10과 같다:
【수학식 10】
（sin비 X-（cos分）:
Figure imgf000048_0002
（cos ） x +（sin分）少 _
상기 수학식 9， 10으로부터, 본 발명은 cose 및 sinG 값들에 대한 저장 메모리를 절반으로 줄일 수 있고, 이는 모든 각도의 약 1/8에 해당한다. 예를 들어， N = 256 이면， 본 발명은 k = 0 ~ 32에 대한 연관 정보만을 필요로 한다. 모든 양자화된 각의 이미지를 계산하기 위해서는 다음 두 가지 방법이 있을 수 있다. 하나는 회전 행렬을 조정하고 입력 포인트 （X， y）는 그대로 두는 것이고， 다른 하나는 입력 포인트를 변경하여 회전 행렬을 그대로 두는 것이다. 첫번째 일실시예로， 회전 행렬을 조정하고 입력 포인트 （X， y）는 그대로 두는 방법은 다음과 같이 설명될 수 있다.
X축과 Y축 대칭성들만을사용할 때 ［（N mod 4） =이을 가정하거나， X축과 2019/190282 1»(：1/10公019/003741
47 축 대칭성들뿐만 아니라 45도 기울기 선 대칭성을 사용할 때 ［어 111（ 8） = 이을 가정한다. 여기에서，어미 ）은 이 으로 나누어질 때 나머지 값을 찾기 위한 모듈 연산을 의미한다.
【수학식 11】
1） 제 1 사분면 （소 = 0〜 /4-1）
Figure imgf000049_0001
【수학식 13】
3） 제 3 사분면 （소 = 2〜 3 4-1） 2019/190282 1»(：1/10公019/003741
48
2n{k-{N/2))
3 - a)Firstha】f(A: = N/2~N/2+N/8)今 0：
N
Figure imgf000050_0001
이용될 수 있다. 따라서， 본 발명은 한 개의 원에 모든 각도의 코사인과 사인 값들 중 약 1/8을 저장할 필요가 있다. 상기 수학식 11 내지 14에서와 같이, 본 발명은 입력 포인트 （ 을 변경하지 않고 각 요소가 0050, -0050, 110, 및 - 중 하나인 적절한 2x2 행렬을사용한다. 두번째 일실시예로， 입력 포인트 知， ）0를 변경하여 회전 행렬을 그대로 두는 방법은 다음 수학식 15 내지 18과 같이 설명될 수 있다. 0 2019/190282 1»<:171012019/003741
49
【수학식 15】
1) 제 1 사분면 (소 = 0〜 N/4-1)
2穴:
1 -a) First half (足 = 0 ~ N/8) 0
Figure imgf000051_0001
2019/190282 1»(：1/10公019/003741
50
2刀· ((7 /8) -灰)
3-b) Second half (오 = N/2+N/8+1 - 3N/4-1) ®· 6
N
Figure imgf000052_0002
상기 수학식 15 내지 18의 우측 부분을 살펴보면， 고정된 회전 행렬 凡 반복만 되고, 입력 포인트는 （X，刀 로부터 （X， y）,（- ¼ -X），（- y,
Figure imgf000052_0001
X），（- X, >0,（-X，-）0,切 X），（，- X）， 및 （X，- >0 중의 하나로 변경된다. 이에 의해, 본 발명은 及0 를 균일하게 적용할 필요가 있다. 馬와 함께 상기 수학식 15 내지 18의 1?） 부분에 보여지는 바와 같이, 회전 행렬 馬가 1 0
적용된 후에 추가 행렬 이 곱해진다. 이는， 좌표 성분의 부호를
0 - 1 반전시키는 단순한 역할을 한다（X 축에 대해 거울 이미지를 얻음）. 본 발명에서 45도 기울기 선 대칭성（slope line symmetry）을 사용하지 않으면 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
51
（도 16의 ③）， 상기 수학식 11 내지 14의 &） 부분은 입력 포인트가 변경되지 않은 경우에만 필요하고， 상기 수학식 15 내지 18의 3） 부분은 동일한 회전 행렬 凡가 적용되는 경우에만 필요하다.
이 경우, 각 사분면에 대한 각도 인덱스의 범위는 [0, 어/4）-1] 이다. 예를 들어， 제 4사분면에 대한 인덱스들은소 = 3 /4 ~ ?ᅡ1 이다.
기본적으로， 오의 인덱스들은 [0, >4-1]의 범위를 가지고 있다.
Figure imgf000053_0001
노를 기술하는 데에 8-1企 변수가 필요하다.
본 발명에서 X축 및 V축 대칭성들만을 사용한다면， 상기 6^1： 변수의 MSB 2^11 파트 （수학식 19에서 4）는 각도가 어떤 사분면에 위치되는지를 나타내고, 남은（8-2）1出5 1名8 파트는 [0，N/4-l]의 범위를 갖는 0의 각도 인덱스를 나타낸다여 > 2를 가정한다）.
상술한 모든 대칭성들이 사용되는 경우, MSB
Figure imgf000053_0002
대한 다음 1 ½ （수학식 19에서 切가 하나의 사분면의 첫번째 절반 또는 두번째 절반에 있는 각도인지 여부를 나타낸다. 상기 수학식 11 내지 18에서와 같이, 코사인 및 사인 값들을 찾가위해 사용되는 각도 인덱스는 첫번째 절반 또는 두번째 절반에 따라 다르게 결정된다.
【수학식 19】
^ = 0,1, 2, 3, = 0,1, ^ = 0,1,...,28-3 - 1
Figure imgf000053_0003
상기 수학식 19에서， 9 및 //는 각도가 어떤 사분면에 위치되는지를 그리고 각도의 사분면의 어떤 절반에 속하는지를 각각 나타낸다. 상기 수학식 19에서 2019/190282 1»(：1/10公019/003741
52 연산자 는 1의 보수를 도출하는 것과 동등한 비트 부정 (bitwise negation)을 의미한다. 따라서， [(~r) + 1]는 사실상 r의 2의 보수의 도출과 동일한 기능을 가지고 있다.
만약 본 발명이 45도 선 대칭성을 사용하지 않는다면, = 1인 경우는 발생하지 않고소는 다음 수학식 20과 같이 표현될 수 있다.
【수학식 20】
k = q - 2B-2 + r, ^ = 0,1, 2, 3, r = 0,1,...,2B-2 - 1 도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 기븐스 회전 기반 변환 (Givens rotation-based transform)의 내부 블록도를 나타낸다.
실시예 2: Multiplication-free implementation for approximate rotation of an angle (or a quantized angle)
각도 (대出 ) 는 다음 수학식 21과 같이 정의될 수 있다.
【수학식 21 ]
= 31＞ 크11(2'"/ )， teLn(aj ) = 2_/， /＞ 0
상기 수학식 21의 각도 로， 본 발명은 (- ; 2＜ ＜ /2) 를 다음 수학식 22와 같이 근사화할 수 있다.
【수학식 22]
Figure imgf000054_0001
여기서, «， 7} 가질 수 있는 범위를 고려하면, 의 허용가능한 범위는 여야 한다. 따라서， 본 발명은 상기 실시예 1에서 도입된 대칭성들을
Figure imgf000054_0002
2019/190282 1»（：1/10公019/003741
53 이용해야 한다.
상기 수학식 22에서， II이 크면 클수록 0의 보다 정확한 근사가 실현될 수 있다. %는 다음 표 1의 루틴 삐에 의해 결정될 수 있다.
【표 1】
Figure imgf000055_0002
여기서， 0는 상기 수학식 22에 나타난 바와 같이 의 합계이기 때문에,
0의 회전 행렬 Re는 곱셈적으로 서브 회전 행렬들 로 분해될 수 있다. 또한, «，가 arctangent 및 tangent 관계들을 2_'로 가지고 있다는 것으로 인하여， 각 회전 행렬 R이미은 다음 수학식 23에 도시된 바와 같이 2시 로서 표현될 수 있다.
【수학식 23]
Figure imgf000055_0001
2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
54
결과적으로, 九의 곱셈과 입력 포인트 (X， y)는 상기 수학식 23에 제시된
' „니
바와 같이 m의 스케일링에 뒤이어서 n개의 순차 회전 행렬 (次 (/) ) 곱셈들로
，=0 대체될 수 있다. 상기 수학식 23에서， Rc(i) 곱셈은 우측 시프트와 C7,에 의해 제어되는 덧셈/텔셈으로 구현될 수 있다. 스케일링 량 H公/ 은 스텝 개수 (step number) n이 고정이면 상수의 i=0 곱셈으로 취할 수 있다. 그러므로, 스케일링은 여러 단계의 덧셈/뺄셈 및 시프트들로 동등하게 수행될 수 있는 하드웨어에 내장된 (hardwired) 곱셈으로 구현될 수 있다. 다시 말해， n이 상수라는 가정 하에 일련의 足⑴가 적용되면 곱셈 없는 회전 (multiplication-free rotation)이 실현될 수 있다. 일실시예로， 기븐스 회전 블록에 대한 입력 포인트 (X， y)를 (xo, yo)으로 나타내고 i-번째 서브 회전 ( Rc(i) ) as (x,, yi)로서 나타내면， 각 서브 회전에서의 입출력 관계는 다음 수학식 24와 같이 공식화될 수 있다.
【수학식 24]
Figure imgf000056_0001
不 +, =不 -公기;
少 M =少, +이2_ 실제로, Xi, 凡 Xi+1, 및 yw는 제한된 비트 길이의 변수들에 저장된 고정 소수점 또는 정수이다. 그러므로， 상기 수학식 24에서 2-'ᆻ 또는 2®x,는 떠 () 2019/190282 1^/10公019/003741
55 우측 시프트로 수행될 수 있다. 그러나， 단순한 우측 시프트는 시프트 아웃
Figure imgf000057_0001
되는 정보의 손실을 초래할 수 있다. 이러한 손실을 고려하면， 본 발명은 다음 수학식 25 내지 27과 같은 세 가지 타입의 구현을 제안할 수 있다:
1) 정보 손실 없음
【수학식 25】
Figure imgf000057_0002
상기 수학식 25에 도시된 바와 같이， 최종 출력 (¾!， ¥>0는 2 에 의해 스케일된다. 이 결과는 그것을 다음 기븐스 회전 블록에 통과시키기 전에 스케일 다운되거나 수정없이 전달될 수 있다. 다운-스케일링과 같은 이러한 수정 기능의 예는 다음과 같을 수 있다.
【수학식 26]
; =九，«)( .”八/ 솨)
Figure imgf000057_0003
의 함수가 될 수 있다. 상기 수학식 26에서, (1)과 (2)는 가장 대표적인 두 가지 기능을 나타낸다.
함수 (1)은 곱셈 인자 를 사용하여 전형적인 반올림 연산을 수행하고， 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
56 함수 （2）는 곱셈 인자 므와 함께 우측 시프트 및 바닥 연산을 수행한다. ᄌ,ᅬ（X ，幻에서 아래에 적힌 /은 회전층 인덱스를 나타내고, !1은 의 서브-회전 인덱스를 나타낸다. 회전 레이어는 이후 섹션에서 설명된다.
통상， 표는 1로 주어지며， 이로 인해 정상적인 반올림 （ 幻 또는 끊음（ 에）을 초래할 수 있다. 가 1이 아닌 경우는
Figure imgf000058_0001
서브-회전이 마지막 회전 레이어에서 마지막 회전일 때 발생할 수 있다. å） ᅬ ，尺幻의 구체적인 예로서， 는 1로 설정될 수 있고， 5는 2^° 로 설정될 수 있고， 결국 （¾， ）에 비하여 출력 포인트 （ ,＞）를 스케일하지 않는다.
2） 덧셈 또는 뺄셈 전에 및 에 직접 우측 시프트
【수학식 27】
+1 = -이·ᄌ，,,）（少,， 1，，·） . . ，« - .
I = 0,1,... 1
少, +， =ᄊ+幻·/ · /（，,,）（ ， V） 상기 수학식 27에서， 2ᄀ의 곱셈은 상기 수학식 26에서 （1） 또는 （2） 또는 다른 기능들이 될 수 、） 의 내부에서 실행된다.
상기 수학식 27과 같이， 라켓 변수들 （ +, , +,） 및 덧셈 또는 별셈에서 좌측 오퍼랜드（애아 句에서 스케일링이 없지만， （ ，幻로 인한 정보의 일부 손실은 불가피하며， 이것은 부정확한 계산을 초래할 수 있다. 상기 1） 에서의 “정보 손실 없음”처럼， 최종 스테이지 출력 （¾， ＞）은 상기 수학식 27에서의
Figure imgf000058_0002
함수에 따라서 추가적으로 처리될 수 있다. 0 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
57
3)細， 의 스케일된 버전의 덧셈 또는 텔셈 후에 스케일링 및 라운딩 【수학식 28]
Figure imgf000059_0001
i = 0,X，..,n— 1
상기 수학식 28에 따르면， 연관된 덧셈 또는 뺄셈은 미리-스케일된 값들 (·X, << i), crji , {y, << i), 및 로 수행되고， 그 다음에 /(,,„》 ( ， )에 의한 다운- 스케일링이 이어진다. (x, « /), criyl , (yi << i), 및 를 포함하는 중간 변수들은 상기 수학식 28에서의 중간 변수들보다 긴 비트 길이를 가질 필요가 있다.
한편， LGT (Layered Givens Transform)에서 NS ST (Non-Separable Secondary Transform)는 다수의 치환 레이어와 기븐스 회전 레이어들로 이루어지며， 각 기븐스 회전 레이어는 직접 R9 행렬 곱셈 또는 일련의 곱셈 없는 a, 서브 회전들로 구현될 수 있는 기븐스 회전으로 구성된다.
이하에서는， NSST 와 LGT 둘 다 또는 다른 기븐스 회전 기반 변환들을 포괄하는 일반적인 다이어그램을 설명하도록 한다.
상기 도 17을 살펴보면， 기븐스 회전 기반 변환이 수행되는 내부 블록도는 L+1개의 치환 유닛들 (permutatbn 0， permutation 1, ... , permutation L) 및 L개의 기븐스 회전 레이어 유닛들 (Givens Rotation Layer 1 , Givens Rotation Layer 2, ... , Givens Rotation Layer L)을 포함할 수 있다. 각 유닛의 입력 벡터와 출력 벡터는 N개의 요소 (N 길이 벡터)를 가진다. 치환 유닛은 연관된 치환 행렬을 곱하고, 동등한 N 길이 벡터 (N length vector)의 2019/190282 1»（：1^比2019/003741
58 셔플링을 수행할수 있다. 만약 치환 행렬이 항등 행렬이면， 상기 치환 유닛은 위 동작을 수행하지 않을 수 있다.
한편， 기븐스 회전 레이어 유닛은 다음 도 18에서 내부 블록도를 통해 보다상세히 설명하도록 한다. 도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 1번째 기븐스 회전 레이어의 내부 블록도를 나타낸다.
상기 도 18을 살펴보면， 1-번째 기븐스 회전 레이어 (Givens Rotation Layer)에 대한 입력 벡터는 p = [po pi ... pN-i]1 '로서 나타내고, 1-번째 기븐스 회전 레이어에 대한 출력 벡터는 q = [qo qi ... qN-i]T로서 나타낸다.
1-번째 기븐스 회전 레이어 (Givens Rotation Layer) 유닛은 N/2 기븐스 회전 유닛과 N/2 스케일링 및 라운딩 유닛을 포함할 수 있다.
하나의 기븐스 회전 레이어는 쌍방식 (pairwise) 회전 때문에 N/2 기븐스 회전으로 이루어진다. 각 기븐스 회전의 출력은 상기 도 18의 g 함수에서 이행되는 스케일링 및 라운딩을 통해 변환된다.
상기 도 18에서， 각 스케일링 및 라운딩 블록의 g 함수 맵핑에서，
Figure imgf000060_0001
1-번째 기븐스 회전 레이어에서 1-번째 기븐스 회전을 위한 함수를 의미한다. 여기서, F 、 및 S 는 각각 x를 위한 스케일링 인자와 1-번째 기븐스 회전 레이어에서 1-번째 기븐스 회전을 위한 시프트 양을 나타낸다.
본 발명에서， g(U)(x,F{U),S(U)) , F(U) , 및 ,,)는 기븐스 회전 레이어에서 모든 기븐스 회전들사이에서 서로 다를 수 있다고 가정할 수 있다.
다만， 8(, ,o) = /，” = = 8(UN/2)^) ， 八/， 0) = (/J) = = /， (씨 2)-1) 및 2019/190282 1»(：1/10公019/003741
59 으로 만족될 수 있다. 상기 ,)( ,,,) ,,))는
Figure imgf000061_0001
유사한 방식으로 다음과 같이 설정될 수 있다.
【수학식 29】
Figure imgf000061_0002
상기 도 18의 각 기븐스 회전 유닛은 적용된 회전 알고리즘에 따라 구현될 수 있다. 예를 들어, 2x2 행렬 곱셈의 기븐스 회전 구현 및 서브-회전 (sub- rotation)에 의한 기븐스 회전의 곱셈 없는 구현 (Multiplication-free implementation)에 대해 이하 도면에서 살펴보도록 한다. 도 】 9 및 도 20은 본 발명이 적용되는 실시예들로서， 도 19는 2x2 행렬 곱셈의 기븐스 회전 구현을 나타내고, 도 20은 서브-회전 (sub-rotation)에 의한 기븐스 회전의 곱셈 없는 구현 (Multiplication-free implementation)을 나타낸다.
상기 도 19에 도시된 바와 같이， 기븐스 회전은 cos G 및 sin e 에 의한 4개의 곱셈들을 필요로 하는 직접 Re 곱셈으로 구현되거나， 또는 시프트 및 수
덧셈/뺄셈만으로 수행될 있는 서브-회전 (31 -1‘아 011)들의 캐스케이드 (cascade)로 구현될 수 있다.
상기 수학식 23과 비교하면， 상기 도 20의 곱셈 없는 기븐스 회전의 n-\
(Multiplication-free Givens rotation) 경우 상기 수학식 23의 스케일링 를
Figure imgf000061_0003
포함하고 있지 않다.
상기 도 20의 곱셈 없는 기븐스 회전의 (Multiplicatibn-free Givens rotation)은 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741 的 스케일링 누락으로 인해 Rg 곱셈과 동일하지 않더라도， 모든 기븐스 회전 레이어를 통과했던 최종 출력은 올바르게 정정될 수있다. 왜냐하면， 스케일링은 상기 도 17 내지 도 18과 같이 모든 기븐스 회전 러 1이어 유닛 내에서 g(/ 0(x， , >， ，))함수를 통해 이동되고 분산되었기 때문이다.
상기 도 20에서 각 서브 회전은 상기 수학식 25 , 27 , 28에 따라 구현될 수 있다.
상기 도 20의 곱셈 없는 기븐스 회전의 구조는 2개의 이웃하는 서브-회전 유닛들 사이에서 필연적인 데이터 종속성을 포함하며, 서브-회전 수 (n)7> 증가함에 따라 이러한 데이터 종속성은 더 커질 수 있다. 이는 회전 정확도와 계산 종속성 간의 절충으로 이해될 수 있다.
기븐스 회전을 하드웨어로 설계할 때， 여러 개의 이웃하는 서브-회전 유닛들이 클록 사이클 내에서 동시에 실행될 수 있고, 이것은 덧셈 또는 뺄셈이 병합되기에 충분히 간단할 수 있다는 사실에 의해 가능하다.
본 발명은 상기 도 ] 9에서와 같이 곱셈에 의해 기븐스 회전을 구현하면, 최대 성능을 위해 4개의 곱셈이 필요할 수 있으며， 각각은 곱셈 자체의 병렬 처리 (parallelism) 수준에 따라 2개 이상의 클록 사이클로 연산을 완료할 수 있다. 따라서， 본 발명에서 서브-회전 유닛들의 수를 상당히 증가시키지 않는 한， 멀티플라이어 기반 디자인보다 훨씬 적은 회로 영역 내에서 기븐스 회전을 구현할 수 있고， 이는 더 높은 성능을 보여줄 수 있다.
한편, 소프트웨어 구현을 고려하면, 상기 도 20처럼 서브-회전 유닛들로의 분해는 덧셈 또는 뺄셈과 같은 더 간단한 연산의 수가 증가하게 할 수 있다. 그러나, SIMD 명령어 또는 수퍼-스칼라八^ LIW 아키텍처를 갖춘 고도의 명령어 및 데이터 레벨 병렬성을 갖는 최근의 프로세서 코어에서， 가능한 한 많은 연산들이 동시에 이슈될 수 있으며, 높은 병렬 처리 기능을 갖춘 프로세서에 SW 파이프라이닝 기술 (SW pipelining technique)도 또한실행될 수 있다. 도 21 및 도 22는 본 발명이 적용되는 실시예들로서， 도 21욘 제 1사분면 내 모든 양자화된 각도들의 정보에 대한 비트스트링 테이블을 나타내고, 도 22는 제 4사분면 내 모든 양자화된 각도들의 정보에 대한 비트스트링 테이블을 나타낸다.
실시예 3: Design examples of rotation-based transform (e.g. NSST, LGT) with multiplication-free rotation architecture
제 1 사분면에서 양자화된 각들을 유지하고 이 양자화된 각들로부터 다른 사분면의 코사인과 사인 값을 도출한다면， aO가 시계 반대 방향으로 움직여야 하기 때문에 제 1 시그마 는 1 이어야 한다.
따라서， n개의 서브-회전을 갖는 각도를 근사화하면, 모든 값들 ( 생략)을 나타내기 위해 (n-1) 비트만 필요하다. 각 비트는 0 또는 1 값만 가질 수 있기 때문에， 비트 값 0을 “ = -1 case” 로 매핑하고 비트 값 1을 “cr, = 1 case”로 매핑할 수 있다.
2TI 각 (하나의 원)을 동일한 간격으로 256개의 양자화된 각도로 나누면， 제 1 사분면에 위치된 64개의 양자화된 각도 (인덱스 0 63)를 필요로하고， 모든 정보를 포함하는 연관된 비트스트링들 (bit-strings)이 도 21에 제시된다. 각 비트- 스트링에서，내요로부터 0th, Ist, , 및 (n - 2)th 비트들은 각각 이， ， ， 및 ov, 에 대응된다. 0 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
62 상기 수학식 11 내지 18에 따라 제 1 사분면의 첫 번째 절반에서의 각도들을 사용한다면， 상기 도 21의 [0, 32]의 각도 인덱스에 대한 비트-스트링을 저장할 수 있다.
상가 도 21에서는， n = 8, 7 및 6의 세 가지 경우와 함께 이진 스트링과 그에 상응하는 10진수 둘다를 나타낸다. 그러나, 실제로는， 이진 스트링 또는 10진수 값이 모든 을 표현하는데 충분하며 n은 주어진 아키텍처 파라미터 (architectural parameter)로서 고정된 숫자이므로, 따라서 상기 도 21의 하나의 열 (column)만으로도 모든 서브-회전 동작들을 제어하기에 중분하다.
또한， 각도 인덱스가 33보다 작을 때 LSB가 0이고 그렇지 않은 경우
LSB가 1임이 확인될 수 있기 때문에， 각 이진 스트링의 LSB는 그의 각도 인덱스에 의해 결정된다.
일반적으로, 우리는 회로에 대한 입력으로서 각도 인덱스로부터 2진 스트링을 알아내는 논리 회로를 설계할 수 있다. 각도 인덱스는 [0, 63]의 범위로 인해 6자리 이진수로 기술될 수 있으며， 상기 도 21은 그 자체로 입력과 출력이 각각 6자리 이진 각도 인덱스와 모든 at에 대한 (n - 1)자·리 이진 스트링인 진리표의 역활을 할 수 있다. 따라서， 본 발명은 논리 최적화 소프트웨어 등을 실행하여 테이블에 대응되는 논리 회로를 설계할 수 있다. 그렇지 않으면， 본 발명은 룩업 테이블 액세스와 논리 회로로부터의 유도의 하이브리드 접근 방식을 채택할 수도 있다. 예를 들어， 입력 각도 인덱스와 33을 비교하여 에 대한 이진 스트링의 마지막 자리수만 알 수 있으며， 마지막 자리수 모두를 제거하기에 용이한 룩업 테이블에 액세스함으로써 다른 자리수들도 검색될 수 있다. 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
63 만약 제 1 및 제 4 사분면 모두에서 각도에 대한 비트-스트링들을 저장하려면， 상기 도 21과 함께 제 4 사분면에 대한 추가적인 표 엔트리들（ 을 저장할 필요가 있다.
또한， 각도 인덱스를 기술하는 하나 이상의 비트가 각도의 부호를 나타내기 위해 필요하다. 예를 들어， 각도 인덱스의 제
Figure imgf000065_0001
（-）가 각각 제 1 및 제 4사분면 각도들에 대응하는 부호를 나타내기 위해 사용될 수 있다. 제 4 사분면에서의 양자화된 각이 -（2 ）/ 256로서 표현되면 （여기에서 노는 범위 [0, 63]의 각도 인덱스이다）, 제 4 사분면에 대한 추가 표는 도 22가 될 수 있다. 제 4 사분면 각도들에 대해, 。는 제 1 사분면의 반대 방향으로 인해서 -1 이어야 하고， 이것은 또한 1씩 비트-스트링 길이를 줄일 수 있다.
상기 도 22에서 각도 인덱스 1에 대한 이진 스트링 또는 십진수 값이 상기 도 21의 각도 인덱스 （64니）에 대한것과 동일하다는 것을 알 수 있다. 여기서, 1의 범위는 [1, 63] 이다.
상기 각도 인덱스 （64-0는 녀 이진 표현의 모든 비트를 반전하고 】을 그것（2의 보수）에 더함으로써 쉽게 유도된다. 따라서， 제 1 및 제 4 사분면 모두에서 ,에 대한 이진 스트링이 직접 액세스될 때에도， 본 발명은 상기 각도 인덱스 변환 및 제 1 사분면에 대한 룩업 테이블의 재사용으로 （7,에 대한 룩업 테이블의 메모리 사용량을 절반으로 절약할 수 있다.
상기 도 21 및 상기 도 22의 모든 정보는 상기 표 ]의 루틴江이止 ）으로부터 도출될 수 있다. 따라서, 상기 도 21 및 상기 도 22에서 각도 인덱스 0에 대한 값들도 또한 동일한루틴으로부터 계산되었고， 서브-회전의 각도들의 합이 각도 0의 양호한 근사가 될 수 있는 매우 작은 크기를 가질 수 () 2019/190282 1»(그1^1{2019/003741
64 있게 한다.
다만， 각도 인덱스 0에 대한 이진 스트링도 모두 0 일 수 있다. 따라서， 상기 도 21 및 상기 도 22에서 각도 인덱스 0에 대한 각 엔트리를 0으로 설정할 수 있다. 또한， 상기 도 21 및 상기 도 22에서 인덱스 0의 각도들 중 하나를 보유할 필요가 있다. 왜냐하면， 이 각들은 동일하기 때문이다.
상기 도 20의 각 서브-회전 블록이 하나씩 처리되는 동안 o、를 즉시 도출할 수 있으며， 정보를 저장하기 위한 룩업 테이블 (상기 도 21 및 상기 도 22)을 제거할 수 있다. 이를 위해， 상기 도 20의 구조의 상단에 도 23의 "각도 업데이터 (Angle Updater)”유닛을 추가할 수 있다. 도 23 및 도 24는 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 23은 룩업 테이블 제거를 위해 각도 업데이터를 포함하는 기븐스 회전의 구조를 나타내고， 도 24는 정수 연산만 수행하는 각도 업데이터를 포함하는 기븐스 회전의 구조를 나타낸다. 상기 도 23의 각도 업데이터의 내부 루틴은 앞서 설명한 표 1에서와 유사하며， 다음 표 2와 같다.
【표 2】
Figure imgf000066_0001
_
앞에서 설명한 것처럼, 대칭성들을 갖는 제 1 사분면 각도들의 정보를 참조하면, o번째 각도 업데이터를 다음 수학식 30과 같이 더 간소화시킬 수 있다. 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
65 즉, £7。는 항상 1이다.
【수학식 30]
幻_0 — 1， 分，：:分 0 -幻 0
상기 도 23에서， 는 기븐스 회전 유닛에 주어진 회전 각도이다. 다만， 모든 今가 부동 소수점 숫자이고 각도 업데이터들에서 모든 관련 연산들도 또한 부동 소수점 숫자이기 때문에, 상기 도 23의 구조는 실용적이지 않을 수 있다. 따라서, 본 발명은 이 부동 소수점 변수들과 연산들을 정수 상응부들 (integer counterparts)로 변환하기 위해서 (9, 및 에 적절한 스케일링과 라운딩을 적용할 필요가 있다. 이를 위해， 새로운 변수들 0； 및 «；을 다음 수학식 31을 정의할 수 있다.
【수학식 31 ]
Figure imgf000067_0002
상기 수학식 31에서， 은 서브-회전 기반 기븐스 회전에 사용되는 각도들의 총 개수이다. 일반적으로， 제 1
Figure imgf000067_0001
각도들 또는 제 1 사분면 각도들의 첫 번째 절반 또는 제 1 및 제 4 사분면 각도들은 서브-회전 기반 기븐스 회전에 효과적으로 수반되는 각도들일 수 있다.
8\ 및 «，'의 이용으로, 각도 업데이터에서의 모든 연산들은 정수 연산들로 변경될 수 있다. 0； 및 «，'룰 이용하는 기븐스 회전의 새로운 구조는 도 24에 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
66 도시되고, 도 24의 각도 업데이터의 연관 루틴은 다음 표 3과 같다.
【표 3】
Figure imgf000068_0002
앞선 실시예와 유사하게， 제 1 사분면 각도들의 정보가 액세스되고, 또한 그의 각도 업데이터를 보다 단순하게 한다면， 상기 도 24의 는 1이어야 한다. 실시예 4: Design methods of scaling parameters in sub- rotation based transform system
상기 도 17과 같이, NSST 또는 LGT를 수행할 때， NSST 또는 LGT의 기븐스 회전 레이어들이 곱셈 없는 기븐스 회전에 의해 구현된다면 입력 벡터는 다수의 스케일링 단계들을 통과하게 된다.
우선， \/Ki (상기 수학식 23 참고)로서 표기된 고유 스케일링 (inherent scaling)이 도 20, 23, 24에서 모든 서브-회전 유닛마다 적용된다.
본 발명에서， 각 서브-회전은 21 스케일링을 발생시키고 모든 서브-회전 유닛들을 통과한 후에 총 스케일링은
Figure imgf000068_0001
이고, 이는 상기 수학식 25에 의해 확인될 수 있다. 각 서브-회전에 의해 야기된 추가 스케일링을 2/i(,·0 으로 표기한다.
상기 도 18과 같이， 각 기븐스 회전은 g(u) ( , 今, 를 포함하는 자체 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
67 스케일링 및 라운딩을 거친다. 하나의 기븐스 회전 레이어에서 모든 기븐스 회전들이 동일한 스케일링 인자 = 0)= ，、、=..‘ =凡,(_에 및 동일한 우측 비트 시프트 양
Figure imgf000069_0001
가지고 있다고 가정하면， 본 발명은 다음 수학식 32와 같이 모든 기븐스 회전 레이어의 계산을 완료한 후에 총 증폭 이득 (amplifying gain) A를 계산할 수 있다.
【수학식 32]
L ( n-1 1、 n-1 、 J7
n n 4
/ =1 LV i=0읒 · n
J \j=0 )윷 _
NSST 또는 LGT를 수행한 후에 기대되는 이득이 G로 주어지면, 상기 수학식 32의 R0 l) , 兄， 및 F, 를 조정함으로써 A를 G와 같게 해야 한다 . A와 G가 같도록 하는 많은 조합이 있을 수 있으나， 본 발명은 다음과 같이 간단한 실시예를 제공한다.
1) 타켓 변환: NSST
2) 수학식 28에 따라 서브-회전 방법을 채택한다. 그리고， f(u人·，“ 、、 를 수학식 26의 (1)과 동일한 전형적인 라운딩 연산으로 설정한다. 여기서, ,, )=1 및
Figure imgf000069_0002
이다.
3) NSST는 24개의 기븐스 회전 레이어로 이루어진다. 따라서, L은 24이고， 는 다음과 같이 설정된다.
- S, =4， when I =6, 12, and 18
n / =24
Figure imgf000069_0003
, f 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
68 여기서， ¾ 은 상기 수학식 32의 증폭 게인 A의 역수를 반영한 정수 연산만으로 마지막 부동 소수점 곱셈을 어림잡기 위해서 이용되는 우측 시프트 양을 나타낸다.
4) F{ = 1， when I = 1， 2, ， 23 (except for the case that l = L )
5) G는 2P의 형태를 가지고 있고 S, 값에 흡수될 수 있다. S, 는 S, = A + SM + p ^\ 같다. 여기서， A' = A/2P = 1 와 같이 동등 관계 (equality relation)를 단순화시킬 수 있다.
6) 모든 이전 설정들을 통합하면， A는 다음 수학식 33과 같이.단순화될 수 있다.
【수학식 33】
L w-1 1
nn붇
J— L / =1 i=0 八, _ _
24 24 24 24+SA, +P
7) p = 0을 가정하면， 정수 승수 (integer multiplier) FL는 SM이 주어지면 다음과 같이 획득될 수 있다.
【수학식 34]
24 24 .24 .24
FL - round
Figure imgf000070_0002
Figure imgf000070_0001
여기서, 에 따른 의 일부 예시들은 표 4에 제시된다.
【표 4】
Figure imgf000071_0001
8) 상기 과정을 통해 본 발명은 새로운 서브-회전 구조를 획득할 수 있다. 상기 새로운 서브-회전 구조는 상기 도 17, 18에서와 같고， 연관된 나머지 설계 파라미터들은 NSST의 파라미터들과 동일하다. 실시예 5 : Givens rotation 기반 primary transform 구조
Non-Separable Secondary Transform을 (NS ST) 및 layered Givens Transform (LGT) 구조들은 모두 2차 변환뿐만 아니라 1차 변환으로도 적용이 가능하다. 본 발명의 실시예로, 1차 변환인 Multiple Transform Selection (MTS) 구조에서는 DCT-type 2 뿐만 아니라 DST-type 7, DCT-type 8, DCT-type 5, DST-type 1을 적용할 수 있다.
tu_mts_flag가 1인 경우 예측 모드 별로 상기 4개의 변환들 중 수평 방향으로 2개의 변환을 선정하고 수직 방향으로도 마찬가지로 2개의 변환을 선정하여 총 4가지의 가능한 조합중에서 하나를 선택할 수 있다.
만약 NSST 또는 LGT 구조를 사용하여 NxN 크기의 (N=4, 8, 16, 32, 64) DST7, DCT8, DCT5, DST1으로 근사할 수 있다고 한다면， 행렬 곱셈 형태로 수행되는 분리가능한 변환 (separable transform) 대신에 NSST 또는 LGT로 구성된 분리가능한 변환을 (예를 들어， 수평 방향에 대한 NSST 또는 LGT, 수직 방향에 대한 NSST또는 LGT) 적용할 수 있다.
일실시예로, NSST구조를 이용하여 근사 변환을 구성한다고 했을 때 블록 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
70 크기에 따라 다음 표 5와 같은 구성이 가능하다.
【표 5】
Figure imgf000072_0001
NSST의 구조 상 순방향 변환의 마지막 단계에서는 별도의 치환이 수행되므로 해당 치환 동작을 지정하기 위한 N개의 위치 값을 저장하는 것이 필요하다. 예를 들어, [0, 1, 2, 3]의 순서를 가진 4개의 요소를 각기 [3, 1， 0, 2]의 위치로 옮긴다면 [3, 1, 0, 2]를 저장하여야 한다.
또한， 각 변환에 대해 몇 번의 라운딩을 거쳐서 수행되도록 구성할 수 있으므로， 근사하고자 하는 NxN 타겟 변환 (target transform) A(e.g A로는 DST7, DCT8, DCT5, DST1 등이 가능)에 대한 NSST 파라미터 리스트를 다음과 같이 표현할 수 있다.
NSSTA, NXN = (# of rounds, # of Givens rotation layers per round, # of Givens rotations per Givens rotation layer)
상기 표기법에 기초하여， 4x4 64x64까지의 NSSTA, NXN에 대한 예시는 다음 수학식 35와 같다.
【수학식 35】
1) 4x4
NSSTDCT2; 4X4 = (1, 2, 2), NSSTDST7. 4X4 = (1, 2, 2), NSSTDCT8; 4X4 = (1, 2, 2),
NSSTDCT5, 4X4 = (1, 2, 2), NSSTDSTI , 4X4 = (1, 2, 2) () 2019/190282 1»(：1/10公019/003741
71
2) 8x8
Figure imgf000073_0001
811(可5, 16x16 = (2, 4, 8)， 여引， 16x16 = (2, 4, 8)
4) 32x32
NSSTDCT2, 32x32 = (3, 5, 16), 1나8870317, 32x32 = (3, 5, 16)， 881¾:18, 32x32 = (3, 5, 16), NSSTDCT5, 32x32 : (3, 5, 16)， NSSTDST1, 32x32 = (3 , 5, 16)
5) 64x64
NSSTDCT2, 64X64 - (4, 6, 32)， NSSTDST7, 64X64 = (4, 6, 32)， NSSTDCT8, 64X64 = (4, 6, 32)， NSSTDCT5, 64X64 - (4, 6, 32), NSSTDSTI, 64X64 = (4, 6, 32)
LGT의 경우 기븐스 회전 레이어 사이의 치환에 자유도를 부여하여 NSST와 같이 라운딩 단위로 구성될 필요는 없다. 따라서， 기븐스 회전 레이어 수를 NSST보다 자유롭게 조절할 수 있다는 장점이 있다. LGT에 대한 파라미터 리스트는 다음과 같이 설정할수 있다.
LGTA, NXN = (# of Givens rotation layers, # of Givens rotations per Givens rotation layer)
상기 표기법에 기초하여, 4x4〜 64x64까지의
Figure imgf000073_0002
대한 예시는 다음 수학식 36과 같다.
【수학식 36】
1)4x4
1_乂311(：12, 44 = (2, 2)， 1乂 0 7，牧4 = (2, 2), 1乂 ¾0汗8, 44 = (2, 2)，
1乂｝1å 5, 4x4 = (2, 2)， 아。 ] , 4x4 = (2, 2) 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
72
2) 8x8
[乂 比， 8x8 = (4, 4), 1乂｝1 7, 8x8 = (4, 4)， 1乂｝11)( 8, 8x8 = (4, 4)，
Figure imgf000074_0001
3) 16x16
[( 16x16 = (4, 8)， 1乂｝1 7, 16x16 = (4, 8)， 1乂｝11乂：18, 16x16 = (4, 8)，
]_乂371)(：15, 16x16 = (4, 8)， 1乂¾파 16x16 = (4, 8)
4) 32x32
아 뀨， 32x32 = (8, 16)， 1乂 ½17, 32x32 (8, 16)， 1 ]厂0(刀8, 32x32 = (8, 16)，
!乂｝¾( 32x32 = (8, 16)， 1乂¾ 1， 32x32 = (8, 16)
5) 64x64
1乂｝11)(：77, 64x64 - (16, 32)， 1乂｝1 17, 64x64 = (16, 32)， 1乂511)아8, 64x64 = (16 , 32)，
1乂｝11 ^5, 64x64 = (16, 32)， 1乂｝1031'1> 64 64 = (16, 32) 실시예 6 : 1차 변환에 대한 근사
Figure imgf000074_0002
또는 881의 성능 향상을 위한 기븐스 회전 레이어 추가
상기 실시예 5에서와 같이 요 또는 1 奸를 이용해 I차 변환을 근사할 수 있다고 했을 때， 근사 NSST 또는 1 肝에 기븐스 회전 레이어들과 치환들을 추가하여 변환의 성능을 향상시킬 수 있다. 기븐스 회전 레이어들과 치환들을 추가할 때는 NSST 형태로 (1.6. 고정된 치환패턴을 가진 라운드 단위 구성) 추가할 수도 있고 1乂奸 형태로 (1.6. 하나의 기븐스 회전 레아어마다 하나의 치환을 함께 추가) 추가할 수도 있다. 또한, 원래의 근사 변환이 NSST 또는 1乂汗 형태인지 여부에 관계없이 추가되는 기븐스 회전 레이어들과 치환들은
Figure imgf000074_0003
형태일 수도 있고 1乂汗 형태일 수도 있다. 원래의 순방향 변환을
Figure imgf000074_0004
하고 2019/190282 1＞（그1'/10조2019/003741
73 기븐스 회전 레이어들이 추가된 순방향 변환을 ' 라고 했을 때， （고 을 수식으로 나타내면 다음 수학식 37과 같다.
【수학식 37]
=짰7後， ，_ = 1,2，...，
Figure imgf000075_0001
0,! =꺅 솨 · · · 0 [爲 '（¾' · · ·（?1_'就
= ''솨' : :솨·’（ （¾、··（¾_,（¾
= 1에 / = 1,2,...,!
상기 수학식 37에서，分와 11,는 NxN치환행렬이고 는 I와 마찬가지로 두 개씩 쌍으로 회전시키는 행렬로서 와 동일한 구조를 갖는다. 상기 수학식 37에서의 는 블록 대각 행렬로서 각 블록 대각 성분은
Figure imgf000075_0002
된다. 상기 수학식
37에서, 룰 足,7'와 합칠 수 있다는 점에 기초하여
Figure imgf000075_0003
제거되고 로 표현될 수 있다 （솨' = 예1凡）. 또한， 比와 ?0모두 치환행렬이므로
Figure imgf000075_0004
치환행렬이 된다. 따라서， 今'도 상기 수학식 37의 &와 같은 형태를 갖는다고 볼 수 있다. 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
74
1차 변환이 분리 가능한 변환 31 01·!!!)으로 적용된다면， 추가되는 기븐스 회전 레이어들과 치환들은 수평 변환과 수직 변환에 대해 다를 수 있다. 또한, 추가될 수 있는 [ IV, 박 (1 = 1, 2, ... 玉) ]로서 여러 조합들 중 하나가 선택되도록 구성할 수 있다. 이러한 경우 어떤 조합을 사용할 지에 대해서는 다음과 같이 결정될 수 있다 (여기서 [ ... ]은 변환 구성 요소에 대한 리스트 가리킨다).
1) 예즉 모드에 따라 ( 용. 화면 내 예즉 이· 화면 간 예즉, 화면 내 예즉 모드) 다른 조합을 적용할 수 있다.
2) 어떤 조합을 사용할지를 시그널링할 수 있다. 또한， 예측 모드에 따라 가능한 조합들을 따로 구성할 수 있으며, 현재 상황에서 용 화면 내 예측 모드， 블록 크기와 모양) 가능한 조합들 중 하나를 선택할 수 있도록 시그널링할 수 있다.
3) 수평 방향과 수직 방향에 대해 개별적으로 시그널링할 수 있다. 즉, 수평 방향에 대해 추가되는 조합을 가리키는 인덱스와 수직 방향에 대해 추가되는 조합에 대한 인덱스를 따로 시그널링할 수 있다.
또한, 경우에 따라서는, 수학식 38과 같이， [ IV， 티’ (1 = 1 , 2, ... X) ]를 적용하지 않을 수도 있고, 1차 변환에
Figure imgf000076_0001
[ IV， 今7' 0 = 1 , 2, ...，나 ]만 적용할 수도 있다.
【수학식 38]
Figure imgf000076_0002
상기 수학식 37을 적용하는 경우 또는 [ IV， (1 = 1， 2， ... ᅩ) ]를 0 2019/190282 1»（：1^112019/003741
75 적용하지 않는 경우, 또는 ［ ’, （1 = 1, 2, ...ᅩ）］만 적용하는 경우（상기 수학식 38） 중 하나를 선택하는 것은， 시그널링을 통해 지정될 수도 있고, 또는 예측 모드 등의 코딩 상황（또는 문맥）을 통해 결정될 수도 있다. 실시예 7 : 변환과블록 크기 별 구현 형태의 선택
변환과 블록 크기 （또는 크기와 모양） 별로 NSST 또는 1乂奸로 근사할지 여부를 선택할 수 있다. 예를 들어， 4x4 크기에 대해서는 일반 행렬 곱으로 구현하고, 8x8 이상의 크기에 대해서는 NSST 또는 1乂奸로 근사할 수 있다. 또한，
Figure imgf000077_0001
동일한 형태의 행렬 곱으로 구현할 수 있다.
상기 실시예 5에서는 모든 변환이 크기 별로 동일한 NSST 파라미터 리스트 또는 1X51 파라미터 리스트를 갖는 예시를 들었으나 반드시 그렇게 구성할 필요는 없다. 예를 들어， 16x16 17를 1乂打로 근사할 경우 기븐스 회전 레이어의 수를 6으로 설정할 수 있고, 나머지 다른 16x16 변환의 경우는 기븐스 회전 레이어의 수를 4로 설정할수 있다.
또한， 와 로 근사할 경우 기븐스 회전을 곱셈 없는（1111111떼노 011- &66） 형태로 구현할 수도 있다.
상기 실시예는 각각 이용될 수 있으나， 본 발명은 이에 한정되지 않으며， 위 실시예 및 본 명세서의 다른 실시예와 결합하여 이용될 수 있다. 도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다. 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
76 상기 도 25를 살펴보면， 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버， 웹 서버, 미디어 저장소， 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰， 카메라， 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로， 스마트폰， 카메라， 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우， 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고， 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다. 상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고， 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면， 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고， 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어， 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우， 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우， 원활한 스트리밍 2019/190282 1»（그1^¾2019/003741
77 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰 (smart phone), 노트북 컴퓨터 (laptop computer), 디지털방송용 단말기， PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션， 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북 (ultrabook), 웨어러블 디바이스 (wearable device, 예를 들어， 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD (head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며， 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다. 상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서， 마이크로 프로세서， 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어， 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서， 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한， 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치， 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치， 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라， 비디오 대화 장치， 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치， 모바일 스트리밍 장치， 저장 매체, 캠코더， 주문형 비디오 (VoD) 서비스 제공 장치， OTT 비디오 (Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치， 3차원 (3D) 비디오 장치， 화상 전화 비디오 장치， 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며， 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어， OTT 비디오 (Over the top video) 장치로는 게임 콘솔， 블루레이 플레이어， 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰， 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder)등을 포함할 수 있다.
또한， 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어， 블루레이 디스크 (BD)， 범용 직렬 버스 (USB)，ROH PROH EPROH EEPROH RAM, CD-ROM, 자기 테이프， 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한， 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파 (예를 들어， 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한， 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한， 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고， 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
【산업상 이용가능성】
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는， 예시의 목적을 위해 개시된 것으로， 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 2019/190282 1»（：1/10公019/003741
79 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경， 대체 또는 부가등이 가능할 것이다.

Claims

2019/190282 1»（그1^¾2019/003741 80 【청구의 범위】
【청구항 1】
곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 방법에 있어서，
현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하는 단계;
상기 변환 블록에 곱셈 없는 역방향 2차 변환 (Multiplication-free inverse secondary transform)을 수행하는 단계;
상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 단계; 및
상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 단계
를 포함하되，
상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation
Transform)을 포함하고， 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
상기 기븐스 회전 변환의 입력 벡터와 출력 벡터가 N 개의 요소일 때, 상기 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 각각은 N/2개의 기븐스 회전으로 구성되고, 스케일링 및 라운딩을 통해 변환되는 것을 특징으로 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
81 하는 방법.
【청구항 3】
제 2항에 있어서，
상기 /2개의 기븐스 회전 각각은 복수개의 서브 회전들의
Figure imgf000083_0001
구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 4]
제 1항에 있어서, 상기 방법은，
상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하는 단계， 여기서 상기 변환 인덱스는 0817 및/또는 0018 의 조합으로 구성된 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나에 대응됨; 및
상기 변환 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도하는 단계를 더 포함하되， 상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고， 상기 수평 변환 및 상기 수직 변환은 상기 0817 또는 상기 1X^8 중 어느 하나에 대응되며， 상기 역방향 1차 변환은 상기 변환 조합을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 5】
곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 방법어 V 있어서’
현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하는 단계;
상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 곱셈 없는 순방향 2차 변환을 수행하는 단계;
상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화 및 0 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
82 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계
를 포함하되,
상기 곱셈 없능 순방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고， 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 6】
제 5항에 있어서, 상기 방법은,
상기 순방향 1차 변환의 결과를 1차원 신호로 재배열하는 단계를 더 포함하고，
상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환은 상기 재배열된 1차원 신호에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 7】
제 6항에 있어서, 상기 방법은,
상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환의 결과로 출력되는 1차원 신호를 2차원 신호로 재배열하는 단계를 더 포함하고，
상기 양자화는 상기 재배열된 2차원 신호에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 8]
곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 장치에 있어서，
현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
83 획득하고， 상기 변환 블록에 곱셈 없는 역방향 2차 변환 (Multiplication-free inverse secondary transform)을 수행하고， 상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 변환부; 및
상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원하는 복원부
를 포함하되，
상기 곱셈 없는 역방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고, 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을 특징으로 하는 장치.
【청구항 9]
제 8항에 있어서,
상기 기븐스 회전 변환의 입력 벡터와 출력 벡터가 N 개의 요소일 때， 상기 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 각각은 N/2개의 기븐스 회전으로 구성되고， 스케일링 및 라운딩을 통해 변환되는 것을 특징으로 하는 장치.
【청구항 10】
제 9항에 있어서,
상기 N/2개의 기븐스 회전 각각은 복수개의 서브 회전들의 캐스캐이드 (cascade)로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
【청구항 1 1】
제 8항에 있어서， 상기 장치는， 2019/190282 1»（그1^1{2019/003741
84 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하는 파싱부; 및 상기 변환 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도하는 상기 변환부를 더 포함하되，
여기서 상기 변환 인덱스는 DST7 및/또는 DCT8 의 조합으로 구성된 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나에 대응되고，
상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고, 상기 수평 변환 및 상기 수직 변환은 상기 DST7 또는 상기 DCT8 중 어느 하나에 대응되며，
상기 역방향 1차 변환은 상기 변환 조합을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
【청구항 12】
곱셈 없는 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 장치에 있어서,
현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하고， 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 곱셈 없는 순방향 2차 변환을 수행하는 변환부;
상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화를 수행하는 양자화부; 및
상기 양자화된 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되,
상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환은 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하고， 상기 기븐스 회전 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 변환인 것을 특징으로 하는 장치. 2019/190282 1»（：1^1{2019/003741
85
【청구항 13】
제 12항에 있어서， 상기 변환부는，
상기 순방향 1차 변환의 결과를 1차원 신호로 재배열하고，
상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환은 상기 재배열된 1차원 신호에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
【청구항 14】
제 12항에 있어서, 상기 변환부는，
상기 곱셈 없는 순방향 2차 변환의 결과로 출력되는 1차원 신호를 2차원 신호로 재배열하고,
상기 양자화는 상기 재배열된 2차원 신호에 대해 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
PCT/KR2019/003741 2018-03-29 2019-03-29 곱셈 없는 회전 기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치 WO2019190282A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20180036410 2018-03-29
KR10-2018-0036410 2018-03-29
US201862651249P 2018-04-01 2018-04-01
US62/651,249 2018-04-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019190282A1 true WO2019190282A1 (ko) 2019-10-03

Family

ID=68060671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/003741 WO2019190282A1 (ko) 2018-03-29 2019-03-29 곱셈 없는 회전 기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019190282A1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120177108A1 (en) * 2011-01-10 2012-07-12 Qualcomm Incorporated 32-point transform for media data coding
KR20170046279A (ko) * 2015-10-21 2017-05-02 삼성전자주식회사 디코딩 장치, 전자 장치 및 그 제어 방법
US20170238013A1 (en) * 2016-02-15 2017-08-17 QUACLOMM Incorporated Multi-pass non-separable transforms for video coding
US20170347128A1 (en) * 2016-05-25 2017-11-30 Arris Enterprises Llc Binary ternary quad tree partitioning for jvet
KR20180014655A (ko) * 2016-08-01 2018-02-09 한국전자통신연구원 영상 부호화/복호화 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120177108A1 (en) * 2011-01-10 2012-07-12 Qualcomm Incorporated 32-point transform for media data coding
KR20170046279A (ko) * 2015-10-21 2017-05-02 삼성전자주식회사 디코딩 장치, 전자 장치 및 그 제어 방법
US20170238013A1 (en) * 2016-02-15 2017-08-17 QUACLOMM Incorporated Multi-pass non-separable transforms for video coding
US20170347128A1 (en) * 2016-05-25 2017-11-30 Arris Enterprises Llc Binary ternary quad tree partitioning for jvet
KR20180014655A (ko) * 2016-08-01 2018-02-09 한국전자통신연구원 영상 부호화/복호화 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112166613B (zh) 使用缩减二次变换来处理视频信号的方法和装置
JP7223014B2 (ja) 縮小された変換を用いて、ビデオ信号を処理する方法及び装置
RU2745021C1 (ru) Способ и устройства для конфигурирования преобразования для сжатия видео
TWI771679B (zh) 以區塊為基礎之預測技術
US11979609B2 (en) Method for performing transform index coding on basis of intra prediction mode, and device therefor
CN113557732B (zh) 用于视频编解码的方法和装置
US11350130B2 (en) Method and apparatus for processing video signal by using approximation transform on basis of preprocessing/postprocessing matrix
US20210160490A1 (en) Method and apparatus for processing image signal
TW202106003A (zh) 使用基於矩陣之內預測及二次轉換之寫碼技術
WO2019190283A1 (ko) 저복잡도 연산 dst7을 설계하는 방법 및 장치
TWI727826B (zh) 使用內預測之寫碼技術
CN112823524A (zh) 图像编码/解码方法和用于图像编码/解码方法的装置
WO2019194505A1 (ko) 축소된 회전기반 변환을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치
WO2019190284A1 (ko) 비디오 압축을 위한 변환 커널의 저복잡도 연산을 수행하는 방법 및 장치
WO2019190282A1 (ko) 곱셈 없는 회전 기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치
TW202139704A (zh) 在4:4:4色度格式及單一樹狀結構情況下針對所有通道之基於矩陣的內部預測技術
US11290748B2 (en) Method and device for designing low complexity DST7
CN116636205A (zh) 次级变换系数的扫描顺序

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19775755

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19775755

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1