WO2019194505A1 - 축소된 회전기반 변환을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치 - Google Patents

축소된 회전기반 변환을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2019194505A1
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transform
block
index
rotation
unit
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구문모
살레히파메흐디
김승환
임재현
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엘지전자 주식회사
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    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for processing a video signal, and more particularly, when using only a part of transform coefficients, Layered Givens Transform (hereinafter referred to as 'LGT') or Non-Separable Secondary Transform (hereinafter referred to as 'NSST'). It is related to a technique for simplifying.
  • 'LGT' Layered Givens Transform
  • 'NSST' Non-Separable Secondary 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 aims to propose an encoder / decoder structure for reflecting a new transform design.
  • the present invention uses Layered Givens when only part of the transform coefficients are used.
  • LGT Transform
  • NST Non-Separable Secondary Transform
  • the present invention provides a method of reducing complexity and improving coding efficiency through a new transform design.
  • the present invention provides a method of simplifying NSST by eliminating unnecessary operations when only a part of transform coefficients generated by applying NSST is used.
  • the present invention provides a method of coding an index for which transform to apply when using only a portion of the transform coefficients generated via LGT or NSST and an optimization method of the associated residual coding.
  • the present invention provides a method of simplifying the LGT structure by gradually reducing the number of output data for each layer when using only a part of the transform coefficients generated through the LGT.
  • the present invention can reduce the amount of encoded data and reduce the complexity by a method of using only a part of transform coefficients generated by applying LGT or NSST when encoding a still image or a video.
  • the method eliminates unnecessary operations, simplifies the LGT structure, and reduces computation and memory requirements through optimization of signaling and residual coding.
  • 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 as an embodiment to which the present invention is applied.
  • Figure 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 (Temary Tree)
  • 3D is a diagram for describing block division structures by an AT (Asymmetric Tree, hereinafter called 'AT').
  • FIG. 4 is a schematic block diagram of a transform and quantization unit 120/130, an inverse quantization and inverse transform unit 140/150 in an encoder according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 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 illustrating 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
  • FIG. 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.
  • MTS Multiple Transform Selection
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a decoding process in which multiple transform selection (MTS) is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • MTS multiple transform selection
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of encoding an MTS flag and an MTS index according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is an embodiment to which the present invention is applied and is applied to an MTS flag and an MTS index.
  • FIG. 11 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a flowchart of performing inverse transformation based on transformation related parameters.
  • FIG. 12 is a table illustrating an example in which a transform set is allocated to an intra prediction mode in NSST according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 shows a calculation flow diagram for Givens rotation as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 shows a round configuration in 4x4 NSST composed of Givens rotation layer and permutations as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating an operation of a forward reduced transform and a backward reduced transform as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 16 is an embodiment to which the present invention is applied and according to a reverse scan order.
  • FIG. 17 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and displays only substitution and calculation information related to effective transform coefficient output when selecting only half of the transform coefficient after the last Givens rotation layer and substitution.
  • FIG. 18 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and performs conversion simplification by leaving only the connection lines indicated by FIG. 17.
  • FIG. 5 shows a flowchart of encoding a video signal on the basis of 1> (: 1 '/ 1 trillion 2019/003813).
  • 20 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a flowchart of decoding a video signal based on a reduced rotation-based transform.
  • 21 is a diagram illustrating a structure of a content streaming system according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the present invention provides a method of reconstructing a video signal based on a reduced rotation-based transform, the method comprising: performing transform entropy and inverse quantization on a current block to obtain a transform block; Performing an inverse quadratic transformation on the transform block using the reduced rotation-based transform; Performing a reverse primary transform on the block on which the reverse secondary transform is performed; And restoring the current block by using the block on which the first-order transform is performed, wherein the reduced rotation-based transform includes X residual data (> 1 residual vector) inputted.
  • a transformed rotation based transform comprising a Givens rotation transform obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit. to provide.
  • the method comprises: obtaining a transform index of the current block from the video signal; And inducing the reduced rotation-based transform corresponding to the transform index, wherein whether to obtain the transform index is determined based on a position of a transform coefficient other than zero.
  • the transform index is not coded, otherwise the transform index is
  • the specific region represents a region other than a position where a non-zero transform coefficient may exist when the transform coefficients are arranged in a scan order when the reduced rotation-based transform is applied. It is characterized by.
  • 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 inducing a transform combination corresponding to the transform index, wherein the transform combination includes a horizontal transform and a vertical transform, wherein the horizontal transform and the vertical transform correspond to either the DST7 or the DCT8.
  • the reverse first order transform is performed using the transform combination.
  • the present invention provides a method of encoding a video signal based on a reduced rotation-based transform, the method comprising: performing a forward first order transform on a current residual block; Performing a forward secondary transform on the block on which the forward primary transform is performed by using the reduced rotation-based transform; And performing quantization and entropy encoding on the block on which the forward secondary transform has been performed, wherein the reduced rotation-based transform includes L residuals (L ⁇ N) in which three residual data (Nxl residual vectors) are input.
  • the transform coefficient data (Lxl transform coefficient vector) represents a transform outputted, and the dead rotation-based transform is a Givens rotation obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit.
  • a method comprising a transform (Givens Rotation Transform).
  • the method further comprises: the last non-zero in the current residual block. And determining whether to encode a transform index of the current residual block based on a position of a transform coefficient, wherein the transform index corresponds to the reduced rotation-based transform.
  • the transform index when the last non-zero transform coefficient is located in a specific region, the transform index is not coded; otherwise, the transform index is coded, and when the current residual block is NxN, the specific region is
  • the reduced rotation-based transform when the transform coefficients are arranged in a scan order, the remaining regions except for positions where non-zero transform coefficients may exist may be represented.
  • the present invention provides an apparatus for reconstructing a video signal based on a reduced rotation-based transform, comprising: an entropy decoding unit for performing entropy decoding on a current block; A quantizer for performing inverse quantization on the entropy decoded result to obtain a transform block; A transform unit which performs an inverse secondary transform on the transform block by using the reduced rotation-based transform and performs an inverse primary transform on the block on which the inverse secondary transform is performed; And a reconstruction unit for reconstructing the current block using the block on which the inverse primary transform is performed, wherein the reduced rotation-based transform includes N residual data residual vectors) and L pieces (L ⁇ N).
  • the transform coefficient data (Lxl transform coefficient vector) represents a transform outputted, and the reduced rotation-based transform is a Givens rotation obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit.
  • a device comprising a transform (Givens Rotation Transform).
  • the apparatus comprises: a parser for obtaining a transform index of the current block from the video signal; And the transform unit for inducing the reduced rotation-based transform corresponding to the transform index, wherein whether to obtain the transform index is determined based on a position of a transform coefficient other than zero.
  • the apparatus further comprises: a parser for 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 the transform unit for inducing a transform combination corresponding to the transform index, wherein the transform combination includes a horizontal transform and a vertical transform, wherein the horizontal transform and the vertical transform correspond to either the DST7 or the DCT8.
  • the reverse primary transform is performed using the transform combination.
  • the present invention provides a device for encoding a video signal based on a reduced rotation-based transform, and performs a forward linear transform on a current residual block and uses the reduced rotation-based transform to perform the forward primary transform.
  • a transform unit which performs forward secondary transform on the performed block;
  • a quantization unit performing quantization on the block on which the forward secondary transform is performed;
  • an entropy encoding unit configured to perform entropy encoding on the quantized block, wherein the reduced rotation-based transform includes N residual data (Nxl residual vector) and L transforms (L ⁇ N).
  • a transform in which coefficient data (Lxl transform coefficient vector) is output, the reduced rotation-based transform being a Givens rotation obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit Provided is a device comprising a transform (Givens Rotation Transform).
  • 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
  • Mts_idx may also be expressed as AMT_idx, EMT idx, tu_mts_idx, AMT_TU_idx, EMT_TU_idx, transform index, or transform combination index, and the present invention is not limited thereto.
  • 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 may include an image divider 110, a transform unit 120, an encapsulation unit 130, an inverse quantization unit 140, an inverse transform unit 150, a filtering unit 160, It may include a decoded picture buffer (DPB) 170, an inter predictor 180, an intra predictor 185, and an entropy encoder 190.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image divider 110 may divide an input image (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • 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 disclosure.
  • 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. To the converter 120 Is sent.
  • 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 binary tree structure, a ternary tree structure, or an asymmetric structure.
  • the transform unit 120 may perform a transform based on a plurality of transforms (or transform combinations), and this transform scheme may be referred to as MTS (Multiple Transform Selection).
  • MTS Multiple Transform Selection
  • the MTS may be called an AMT (Adaptive Multiple Transform) or an EMT (Enhanced Multiple Transform).
  • the MTS may mean 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 and structure that simplifies Layered Givens Transform (LGT) or Non-Separable Secondary T ransform (N S S T) when using only a portion of the transform coefficients.
  • LGT Layered Givens Transform
  • N S S T Non-Separable Secondary T ransform
  • the transform unit 120 performs a forward primary transform on the current residual block, and the forward primary transform is reduced by using a reduced rotation-based transform.
  • Forward secondary transform may be performed on the performed block.
  • the reduced rotation-based transform refers to a transform in which N residual data words are input and L (L ⁇ N) transform coefficient data (Lxl transform coefficient vectors) are output.
  • the reduced rotation-based transformation may include a Givens Rotation Transform obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit.
  • the encoder may determine whether to encode the transform index of the current residual block based on the position of the last non-zero transform coefficient in the current residual block.
  • the transform index corresponds to the reduced rotation-based transform.
  • the transform index when the last non-zero transform coefficient is located in a specific region, the transform index is not coded, otherwise the transform index is coded, and when the current residual block is NxN,
  • the specific region represents the remaining region except for the position where the non-zero transform coefficient may exist when the transform coefficients are arranged in a scan order when the reduced rotation-based transform is applied.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits the transform coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 may entropy code the quantized signal to output the bitstream.
  • the transform unit 120 and the quantization unit 130 are separate functional units. Although described, 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, for example, to generate a signal.
  • the quantized signal may recover the residual signal by applying inverse quantization and inverse transformation through inverse quantization unit 140 and inverse transform 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 above compression process. This phenomenon is called blocking artifacts, which is one of the important factors for 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 the inter prediction mode, not only image quality but also encoding efficiency may be improved.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the inter prediction unit 180 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized in units of blocks at the time of encoding / decoding before, 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 the 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, and Wiener filter 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 in the vicinity of the block to which the current encoding is to be performed.
  • the intra prediction unit 185 may perform the following process to perform intra prediction. First, reference samples necessary for generating a prediction signal may be prepared. Then, a prediction signal may be generated using the prepared reference sample. After that, the prediction mode Will be encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference sample has been predicted and reconstructed, there may be a quantization error. 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 as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 includes a parsing unit (not shown), an entropy decoding unit 2 10, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, a filtering unit 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 decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse 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 setting group Oxansform configuration group classified 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. In addition, the embodiments described herein may be applied.
  • the inverse transform unit 230 may perform the following embodiments.
  • the present invention provides a method and structure that simplifies a Layered Givens Transform (LGT) or Non-Separable Secondary Transform (NSST) when only a portion of the transform coefficients are to be used.
  • LGT Layered Givens Transform
  • NST Non-Separable Secondary Transform
  • the inverse transform unit 230 may perform inverse secondary transform on the transform block using the reduced rotation-based transform, and perform inverse primary transform on the block on which the inverse secondary transform is performed.
  • the reduced rotation-based transform refers to a transform in which N residual data (Nxl residual vector) is input and L (L ⁇ N) transform coefficient data (Lxl transform coefficient vector) is output.
  • the reduced rotation-based transform includes a Givens rotation transform obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one displacement unit.
  • the decoder may obtain a transform index of the current block from the video signal, and induce a dead rotation based transform corresponding to the transform index. In this case, whether to obtain the transform index may be determined based on the position of the transform coefficient other than zero.
  • the specific region is 0 when the transform coefficients are arranged according to a scan order when the reduced rotation-based transform is applied. Indicates a region other than the position where a transform coefficient may exist.
  • the decoder may obtain a transform index of the current block from the video signal and derive a transform combination corresponding to the transform index.
  • the transform index corresponds to any one of a plurality of transform combinations composed of a combination of DST7 and / or DCT8.
  • the transform combination includes a horizontal transform and a vertical transform, and the horizontal transform and the vertical transform correspond to either the DST7 or the DCT8.
  • the reverse first order transform is performed using the transform combination.
  • 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 040 applies filtering to the reconstructed signal and outputs it 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, FIG. 3A is QT (QuadTree, hereinafter referred to as' QT '), FIG. 3B is BT (Binary Tree, hereinafter referred to as' BT,), and FIG. 3C is TT (Temary). Tree, hereinafter referred to as 'TT'.
  • FIG. 3D is a diagram for explaining block division structures by AT (Asymmetric Tree, hereinafter called 'AT').
  • one block may be divided on a QT (QuadTree) basis.
  • one sub block divided by the children can be further divided recursively using the children.
  • 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) ? It can have four types of divisions: vertical-right AT (3 / 2Nx2N, l / 2Nx2N).
  • 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 (.
  • the sub-block may be divided into four sub-blocks (B0, B1, B2, B3) by ( .
  • 3B shows an example of BT partitioning. No longer split by QT ⁇ ⁇ 0 2019/194505
  • Block B3 may be divided into vertical BT (CO, Cl) or horizontal BT (DO, Dl). Like block CO, each sub-block may be horizontal BT ( E0, El) or vertical BT
  • Block m which is no longer divided by QT, may be divided into vertical TT (CO, Cl, C2) or horizontal TT (DO, Dl, D2). Like the block Cl, each subblock may be further recursively divided into the form of horizontal TT (E0, El, E2) or vertical TT (F0, F1, F2).
  • the 3D shows an example of AT splitting.
  • B3 which is no longer divided by the group, can be divided into vertical AT (CO, Cl) or horizontal AT (DO, Dl).
  • each sub-block is divided into horizontal AT (E0, El) or vertical.
  • BT, TT, AT partitions can be used together to divide.
  • a sub block divided by BT 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 the shape is finally divided.
  • 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. Shows a schematic block diagram of the inverse quantization and inverse transform units 220/230 in the decoder.
  • the transform and quantization unit 120/130 is a primary transform unit 121 ?
  • a secondary transform unit 122 and a quantization unit 130 may be included.
  • 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. have.
  • the inverse quantization and inverse transform unit 220/230 includes an inverse quantization unit 220, an inverse secondaty transform unit 231, and an inverse primary transform unit. And may include (232).
  • the transformation may be performed through a plurality of steps when performing the transformation.
  • 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 performs a first order on the residual signal. 2019/194505 21 1 »(: 1/10 ⁇ 019/003813 A primary transform may be applied, where the primary transform may be defined as a table at the encoder and / or decoder.
  • DCT2 Discrete Cosine Transform type 2
  • DST7 Discrete Sine Transform-type 7
  • DST7 may be applied only to a specific case.
  • DST7 may be applied to a 4 ⁇ 4 block in the 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 symmetric with respect to 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. Because it is 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.
  • combinations of various transforms (DST 7, DCT 8, DST 1, DCT 5) of Multiple Transform Selection (MTS) may be applied.
  • DST 7, DCT 8, DST 1, DCT 5) of Multiple Transform Selection (MTS) may be applied.
  • FIG. 6 may be applied.
  • DST7 may be applied as a secondary transform.
  • the NSST may not be applied to the entire first transformed block but may be applied only to a top-left 8 ⁇ 8 region. For example, if the block size is 8x8 or more, 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.
  • the NSST, 4x4 NSST, and 8x8 NSST will be described in more detail with reference to FIGS. 12 to 15 and other embodiments in the specification.
  • 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 is a schematic block diagram of an inverse quantization and inverse transform unit 220/230 in a decoder. 2019/194505 23 1 Shows 1/10 ⁇ 019/003813
  • the inverse quantization unit 220/230 includes an inverse quantization unit 220, an inverse secondary transform unit 231, and an inverse primary transform unit. (23 2 ).
  • 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.
  • combinations of various transforms (DST 7, DCT 8, DST 1, DCT 5) of MTS (Multiple Transform Selection) may be applied.
  • DST 7, DCT 8, DST 1, DCT 5) of MTS Multiple Transform Selection
  • FIG. 6 may be applied.
  • 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 primary transform indicates an inverse transform of the primary transform described with reference to FIG. 4.
  • combinations of various transforms DST 7, DCT 8, DST 1, DCT 5 of MTS may be applied.
  • FIG. 6 may be applied.
  • DST7 may be applied as a primary transform.
  • DCT8 is to be applied as a primary transform 2019/194505
  • 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.
  • An inverse primary transform unit 232 may perform an inverse transform based on the transform combination constructed by the present invention.
  • FIG. 6 is a table illustrating 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 (Gi, j) indicates a vertical transform for the j th candidate.
  • H (G3, 2) DST7
  • V (G3, 2) DCT8.
  • the value assigned to H (Gi 5 j) or V (Gi, j) may be a nominal value to distinguish between transformations, as in the example above, or may be an index value indicating the transformation, or 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 C
  • DCT type 8 CJ vn
  • DST type 7 5; / 7 , DST type 4: S / J
  • transform configuration groups may be determined based on a prediction mode, and the number of groups may be six (G0 to G5).
  • G0 to G4 correspond to cases where intra prediction is applied
  • G5 represents transform combinations (or transform sets and transform combination sets) 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 the transform configuration groups may have four transform combinations.
  • the four transform combination candidates are selected or selected from 0 to 3 transform combination indexes.
  • the transform combination index may be encoded and transmitted 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, other transforms 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 and column direction transformation) combinations.
  • DST-7 and DCT-5 may be applied in both the row (horizontal) direction and the column (vertical) direction, so a total of four combinations are possible.
  • transform combination index may be referred to as an MTS index and may be expressed as mts_idx.
  • the transformation can be adaptively performed by defining the MTS flag for each coding unit. 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. In an embodiment, 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 index when the MTS flag is 1, when the number of non-zero transform coefficients for one transform unit is greater than the threshold value, the MTS index may be parsed, and the horizontal transform and the vertical transform may be determined based on the MTS index.
  • 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 MTS flag or the MTS index may be defined at at least one level of a sequence, picture, slice, block, coding unit, transform unit, or prediction unit.
  • the 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.
  • it may consist of a mixture of separable and non-separable transforms.
  • non-separable transform selection of row / column transformation or selection of horizontal / vertical orientation is unnecessary, and separable transform
  • the transform combinations of FIG. 6 can only be used if is selected.
  • the schemes proposed herein may be applied regardless of the primary transform or the secondary transform. That is, there is no restriction that it should be applied to either one of them, and both can be applied.
  • the primary transform may mean a transform for transforming a residual block first
  • the secondary transform is applied to a block generated as a result of the primary transform. It can mean a transformation to apply a transformation to.
  • the encoder may determine a transform setting group corresponding to the current block (S stage 0).
  • the conversion setting group refers to the conversion setting group of FIG. Although it may mean that the present invention is not limited thereto, it may be composed of other transform 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 transformation (MTS) is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • MTS multiple transform transformation
  • 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. 2019/194505 30 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003813
  • 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 an inverse transform on the current block based on the transform combination (8840).
  • the combination of transformations consists of a row (horizontal) transformation and a column (vertical) transformation
  • the column (horizontal) transformation may be applied first, followed by the column (vertical) transformation.
  • the present invention is not limited thereto, and in the case of applying the opposite or non-separated transform, the non-separated transform may be applied immediately.
  • the vertical transform or the horizontal transform is 081-7 or the inverse transform of the 031-7 or 13 (the inverse transform of 1-8) may be applied for each row after applying the columns.
  • the vertical transformation or the horizontal transformation a different transformation may be applied to each row and / or each column.
  • the transform combination index is Can be obtained based on the MTS flag indicating whether or not performed. That is, the transform combination index may be obtained when 1 18 is performed according to the MTS flag.
  • the decoder may determine whether the number of non-zero transform coefficients is greater than a threshold. In this case, the transform combination index may be obtained when the number of non-zero transform coefficients is greater than a threshold.
  • the 18 flag or the MTS index may be defined at at least one level of a sequence, picture, slice, block, coding unit, transform unit, or 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 according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder may determine whether MTS (Multiple Transfonn Selection) is applied to the current block (S910).
  • 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 may 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 8 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 multiple transform selection (MTS) is applied to the current block.
  • MTS multiple transform selection
  • the decoder may determine whether MTS (Multiple Transform Selection) is applied to the current block based on the MTS flag (S10 2 0). 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). For example, 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 one transform combination defined in a preset transform combination table, and the preset transform combination table may refer to FIG. 6, but the present invention is limited thereto. It doesn't work.
  • the decoder is configured to at least one of the MTS index or the prediction mode. 2019/194505 33 It is possible to derive or determine the horizontal and vertical transformations on the basis of 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003813) (81050).
  • the decoder may induce a transform combination corresponding to the eight indexes.
  • the decoder may induce 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 (81060).
  • the vertical inverse transform may be an inverse transform of 0 7.
  • the decoder may apply a predetermined horizontal inverse transformation for each row (81070).
  • the horizontal inverse transform may be an inverse transform of 17. 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.
  • a conversion kernel that is not widely defined in the conversion combination table as shown in FIG. 6 may be used.
  • the decoder may apply a predetermined vertical inverse transform for each column 1080).
  • the vertical inverse transform may be an inverse transform of 1 ⁇ 72.
  • the decoder may apply a predetermined horizontal inverse transformation for each row (81090).
  • the horizontal inverse transform may be a DC ⁇ 2 $ ] inverse transform. 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. 2019/194505
  • Fig. 11 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a flowchart of performing inverse transformation on the basis of 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 1110.
  • sps_mts_intra_enabled_flag indicates whether tu_mts_flag exists in the residual coding syntax of the intra coding unit.
  • sps_mts_intra_enabled_flag 0 tu_mts_flag is not present in the residual coding syntax of the intra coding unit
  • sps_mts_intra_enabled_flag 0 tu_mts_flag is present 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 decoder may obtain.
  • 5_ indicates which transform kernel is applied to luma residual samples along the horizontal and / or vertical direction of the current transform block.
  • At least one of the document embodiments may be applied.
  • at least one of the embodiments of FIG. 6 may be applied.
  • the decoder may induce a transform kernel corresponding to urine 1140.
  • the corresponding transform kernel 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 transformation based on the transform kernel (150). 2019/194505 36 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003813
  • the decoder can determine the transform size.
  • the transform magnitude cognition may be a variable representing a horizontal sample size of scaled transform coefficients.
  • the decoder converts Can be confirmed 2 0).
  • the transform kernel type may be a variable representing the type of the transform kernel, and various embodiments of the present disclosure may be applied.
  • the conversion kernel type ( ⁇ ) is the horizontal conversion kernel type (external and vertical conversion It may include.
  • the conversion kernel 0 indicates DC ⁇ 2 ⁇
  • 1 indicates 0817
  • 2 indicates 1 ⁇ : 18.
  • the decoder may perform transform matrix multiplication based on at least one of transform size (1113 ⁇ 48) or transform kernel type 30).
  • the predetermined transform matrix 1 may be applied when performing the transform matrix multiplication.
  • the predetermined transform matrix 2 may be applied when performing the transform matrix multiplication.
  • the predetermined transform matrix 3 may be applied when performing the transform matrix multiplication.
  • the predefined transform matrix 4 may be applied.
  • the transform kernel type is 1 and the transform size is 32
  • the predefined transform matrix 4 may be applied.
  • the transform kernel type is 2 and the transform size is 4, 8, 16, or 32
  • the predefined transform matrices (5), (6), (7), and (8) may be applied, respectively.
  • the predefined conversion matrices (1) to (8) may respectively correspond to any one of various types of conversion matrices.
  • a transformation matrix of the type illustrated in FIG. 6 may be applied.
  • the decoder may derive the transform sample based on the transform matrix multiplication (S40).
  • FIG. 12 is a table showing allocation of a transform set for each intra prediction mode in NSST according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • NST Non-Separable Secondary Transform
  • the secondary transform unit may apply a secondary transform on the primary transformed signal, where the secondary transform may be defined as a table at the encoder and / or the decoder. Can be.
  • 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 mode group may be set based on symmetry with respect to the cutting direction.
  • prediction mode 52 and prediction mode 16 are predictive mode 34 (diagonal) Direction)
  • the same transform set may be applied by forming a group.
  • 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 transform set may be composed of two transforms.
  • three transforms may be configured per transform set.
  • the present invention is not limited thereto, and each transform set may be composed of a plurality of transforms.
  • FIG. 13 shows a calculation flow diagram for Givens rotation as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the NSST may not be applied to the entire first transformed block but may be applied only to a top-left 8 ⁇ 8 region. For example, if the block size is 8x8 or more, 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.
  • 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
  • Equation 4 A matrix corresponding to one Givens rotation is represented by Equation 4 below, and the matrix product is represented by Equation 5 below.
  • FIG. 14 shows a round configuration in 4x4 NSST composed of Givens rotation layer and permutations as an embodiment to which the present invention is applied.
  • four Givens rotation layers are sequentially processed in the case of 4 ⁇ 4 NSST.
  • output data for one Givens rotation layer is transferred to input data for the next Givens rotation layer through predetermined substitution (ie shuffling).
  • the patterns to be substituted are regularly determined.
  • 4 ⁇ 4 NSST four Givens rotating layers and corresponding substitutions are combined to form a round.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating an operation of a forward reduced transform and a forward reduced transform in an embodiment to which the present invention is applied.
  • Equation 6 Since the matrix for the reverse RT becomes a transpose matrix of the forward RT matrix, the application of the forward RT and the reverse RT is illustrated in FIG. 15.
  • the RT may be referred to as an 8x8 reduced second transform (8x8 RST).
  • 8x8 RST 8x8 reduced second transform
  • the forward 8x8 RST has a 16x64 matrix form
  • the reverse 8x8 RST has a 64x16 matrix form.
  • the same transform set configuration as in FIG. 12 can be applied. That is, the corresponding 8x8 RST may be applied according to the transform set in FIG. 12.
  • one transform set in FIG. 12 when one transform set in FIG. 12 is composed of two or three transforms according to an intra prediction mode, one of up to four transforms including the case where no secondary transform is applied Can be configured to select.
  • one transform can be regarded as an identity matrix.
  • a syntax element called an NSST index may be signaled for each transform block, thereby specifying a corresponding transform. That is, for the 8x8 upper left block through the NSST index, For NSST, you can specify 8x8 NSST, and for RST configuration, you can specify 8x8 RST.
  • the index 0 may be allocated to the case of not applying an identity matrix, that is, a quadratic transformation.
  • FIG. 16 illustrates an embodiment to which the present invention is applied and shows a process of performing a reverse scan from the 64 th to 17 th in the reverse scan order.
  • FIG. 16 illustrates scanning of the 17 th coefficient from the 64 th coefficient when the forward scan sequence starts from 1. However, FIG. 16 shows a reverse scan, which indicates that the reverse scanning is performed from the 64th to the 17th.
  • the upper left 4x4 region is a region of interest (ROI) to which a valid transform coefficient is assigned, and the remaining region is empty. That is, a value of 0 may be allocated to the remaining area by default.
  • ROI region of interest
  • conditional NSST index coding may be performed after the residual coding process because it is necessary to confirm the existence of non-zero transform coefficients.
  • the present invention reduces the complexity by eliminating unnecessary operations and simplifying the structure by reducing the number of transform coefficients from N to R, as RT is applied, while maintaining a Gibbons rotation-based structure such as LGT or NSST. Suggest them.
  • FIG. 17 and 18 illustrate embodiments to which the present invention is applied, and FIG. 17 illustrates a case in which only substitution and calculation information related to effective transform coefficient output when selecting only half of the transform coefficient after the last Givens rotation layer and the substitution are shown.
  • FIG. 18 illustrates a case where the conversion simplification is performed by leaving only the connection lines indicated by FIG. 17.
  • the manner of reducing the number of transform coefficients generated is not limited to the type of transform. That is, the number of transform coefficients generated after constructing the non-square matrix through the selection of transform basis vectors from the square matrix as in 1 1 may be reduced, but the number of transform coefficients is obtained by taking only a part of the transform coefficients output from other types of transforms. You can also reduce the number of transform coefficients generated after constructing the non-square matrix through the selection of transform basis vectors from the square matrix as in 1 1 may be reduced, but the number of transform coefficients is obtained by taking only a part of the transform coefficients output from other types of transforms. You can also reduce the number of transform coefficients generated.
  • N data is entered Although it has a structure for outputting data, instead of X, it may take only ( ⁇ number of outputs) and then apply the same or similar signaling scheme and entropy coding optimization as the above-described embodiment. This can be applied to not only NSST but also 1Hz.
  • the following NSST index coding method is possible.
  • the NSST index may represent not only NSST but also any other type of transformation.
  • NSST index coding When the NSST index coding is performed later than the coding for the last non-zero transform coefficient position, whether or not NSST index coding may be determined according to the last non-zero transform coefficient position. That is, the case where the last non-zero transform coefficient position is located in the specific region indicates that RST is not applied. In this case, NSST index coding may be omitted. In addition, if the last non-zero transform coefficient position enters a certain region (eg, pointing to a DC position, and if it is positioned inside the upper left 2x2 region), RST does not apply. 2019/194505 46 1 »(: 1/10 ⁇ 019/003813 You can omit the NSST index coding.
  • the NSST index coding method for the RST may be applied to LGT or NSST.
  • the present invention will be described using a square block of NxN pixels.
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention can be extended to not only square blocks but also non-square blocks, multiple dimensions, and non-pixel type data, thereby making it more adaptable. Conversion can be performed.
  • two-dimensional data blocks can be arranged into one-dimensional arrays.
  • 4x4 sized blocks may be arranged in lexicographic order of row-first. Within each row, they can be sorted in column order. Or, they may be sorted in column-first order.
  • the encoder / decoder may arrange the 2D blocks in a 1D array in various ways in addition to the dictionary order.
  • the layered Givens transform can be applied for any NxN transform.
  • non-separable transforms have higher compression performance than separable transforms, while fast implementation is difficult and requires high computational complexity.
  • the layered Givens transform may be applied to a separable transform or may be applied to a non-separable transform.
  • the permutation matrix P is an orthogonal matrix and satisfies Equation 7 below.
  • the encoder / decoder can shuffle the data vectors by applying a substitution matrix. By performing such shuffling, subsequent operations can be efficiently performed. For example, shuffling allows non-zero transform coefficients to be concentrated in a specific region.
  • LGT may be expressed as Equation 8 below.
  • G G M G M --G 2 G l P n
  • G T P, GjGl-G M T A Gl
  • Matrix G represents the reverse LGT and G T represents the forward LGT.
  • Po is a substitution layer (or substitution matrix).
  • the integer M may have any value, for example, 1, 2, 5, 10, logN, N, or the like. All matrices of Equation 8 may be N ⁇ N square matrices.
  • Gi may be expressed as in Equations 9 and 10 below.
  • the Givens rotation layer may be composed of a combination of a substitution matrix and a rotation matrix.
  • Equation 8 may be decomposed as shown in Equations 9 and 10, Qi is a substitution matrix, and T, is a block diagonal matrix performing Givens rotation by pairing two input data, and 3 ⁇ 4 is pair ( pairwise) rotation matrix (ie, Givens rotation matrix).
  • the output data vector is an Nxl vector, and if only L of the N data elements are left (i.e., only L transform coefficients are left), the output vector is an Lxl vector of / and / is expressed as Can be.
  • Mo represents a matrix for selecting L out of N inputs, and duplicate selection is not allowed.
  • Equation 12 illustrates a case of selecting first transform coefficients, and when generalized, Equation 12 may be expressed as Equation 13.
  • the identity matrix is represented, and 01) represents one gram (1 ⁇ ) zero matrix.
  • Equation 11 since 3 ⁇ 4 is the same as in Equation 8, except that only the last IV substitution is performed, the same operation as in the existing] ⁇ can be considered.
  • Obtaining a Nxl by the vector to the input 1 that one vector, forward: ⁇ "a may be, when that design, configuration, each time subjected to a show one, unlike the equation 11 to get out gradually by reducing the number of outputs.
  • Equation 16 It is substitution information that has one position value because there is only one value per row and column. Based on Equation 14, may be expressed as Equation 16 below.
  • Matrix is a hot +1 matrix. It is a matrix.
  • the IV,:, and PM matrices all play a role of selecting some of the inputs (b and X, respectively) and may be represented as N, N, or N position values, respectively.
  • the input index value selected per output can be viewed as a position value.
  • M it may be configured to sequentially select the output values appearing first, as shown in the equation (15).
  • Mi may have only one element of 1 for each row and only one element of 1 for each column or may not exist.
  • 19 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a flowchart of encoding a video signal based on a reduced rotation-based transform.
  • the encoder performs forward primary transform on the current residual block (S1910).
  • the forward primary transform may be referred to as a primary transform or a core transform.
  • the encoder may perform forward 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.
  • 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. In this case, you can arrange row-first or column-first.
  • the encoder performs forward secondary transform using the reduced rotation-based transform (S1920).
  • 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 (S1930).
  • One embodiment of the present invention provides a method for encoding a video signal based on a reduced rotation-based transform.
  • the encoder may perform forward primary transform on the current residual block.
  • a forward secondary transform may be performed on a block on which the forward primary transform is performed.
  • the reduced rotation-based transform refers to a transform in which N residual data (Nxl residual vector) is input and L (L ⁇ N) transform coefficient data (Lxl transform coefficient vector) is output.
  • the reduced rotation-based transformation may include a Givens Rotation Transform obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit.
  • Quantization and entropy encoding may be performed on the block on which the forward secondary transform is performed.
  • the encoder may determine whether to encode the transform index of the current residual block based on the position of the last non-zero transform coefficient in the current residual block.
  • the transformation index corresponds to the reduced rotation-based transformation.
  • the last non-zero transform coefficient is located in a specific region If so, the transform index is not coded, otherwise the transform index is coded.
  • the specific region is a region other than a position where a non-zero transform coefficient may exist when the transform coefficients are arranged in a scan order when the reduced rotation-based transform is applied. Indicates.
  • One embodiment of the present invention provides an apparatus for encoding a video signal based on a reduced rotation-based transform.
  • the encoder may include a transform unit configured to perform forward primary transform on a current residual block and perform forward secondary transform on a block on which the forward primary transform is performed by using the reduced rotation-based transform; A quantization unit performing quantization on the block on which the forward secondary transform is performed; And an entropy encoding unit that performs entropy encoding on the quantized block.
  • the reduced rotation-based transform refers to a transform in which N residual data scene residual vectors are input and L transform coefficient data (Lxl transform coefficient vectors) are output.
  • the reduced rotation-based transformation includes a Givens Rotation Transform obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit. 20 is an embodiment to which the present invention is applied and shows a flowchart of decoding a video signal based on a reduced rotation-based transform.
  • the decoder performs inverse quantization on the transform coefficient block (S2010).
  • the decoder performs inverse second order transform using a reduced rotation based transform. 2020).
  • the inverse secondary transform has the same structure as the forward secondary transform using the reduced rotation-based transform of FIG. 19, except that the order of applying the Givens Rotation Layer units and the permutation units is different. This is the opposite of the forward quadratic transformation.
  • 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, when each Givens rotation angle constituting the Givens rotation layer in the forward secondary transformation is 0, the corresponding Givens rotation angle in the reverse secondary transformation is -0.
  • N x N matrices representing one substitution unit in the forward quadratic transformation N input, N output assumptions
  • the matrix representing the corresponding substitution unit in the inverse secondary transformation is.
  • multiplying may reduce the number of outputs, and conversely, multiplying may increase the number of outputs.
  • the inverse quadratic transformation is applied in the order of L to 1 and applied to the substitution blocks.
  • the order is likewise applied in the opposite direction.
  • the decoder performs inverse first order transform on the result of the inverse second order transform (S2030).
  • One embodiment of the present invention provides a method for reconstructing a video signal based on a reduced rotation-based transform.
  • the decoder may obtain the transform block by performing entropy decoding and inverse quantization on the current block.
  • the decoder may perform inverse second order transform on the transform block using the reduced rotation-based transform.
  • the reduced rotation-based transform denotes a transform in which N residual data (Nxl residual vector) is input and L (L ⁇ N) transform coefficient data (Lxl transform coefficient vector) is output.
  • the reduced rotation-based transformation includes a Givens Rotation T ransform obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit.
  • the decoder may perform inverse first order transform on the block on which the inverse second order transform is performed.
  • the decoder may reconstruct the video signal using the block on which the inverse first order transform is performed.
  • the decoder may further include obtaining a transform index of the current block from the video signal and deriving the reduced rotation-based transform corresponding to the transform index.
  • whether to obtain the transform index may be determined based on the position of the transform coefficient other than zero.
  • the transform index is not coded if the last non-zero transform coefficient is located in a particular region, otherwise the transform index is coded.
  • the decoder may obtain a transform index of the current block from the video signal and derive a transform combination corresponding to the transform index.
  • the transform index corresponds to any one of a plurality of transform combinations composed of a combination of DST7 and / or DCT8.
  • the transform combination includes a horizontal transform and a vertical transform, and the horizontal transform and the vertical transform correspond to either the DST7 or the DCT8. In this case, the reverse first order transform is 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 reduced rotation-based transform.
  • the apparatus performs entropy decoding and inverse quantization on a current block to obtain a transform block, performs a reverse quadratic transform on the transform block using the reduced rotation-based transform, and performs the reverse secondary transform. And a reconstruction unit for performing a reverse first order transform on the decoded block and a reconstruction unit for restoring the current block by using the block on which the inverse first transform is performed.
  • the reduced rotation-based transform refers to a transform in which N residual data (Nxl residual vector) is input and L (L ⁇ N) transform coefficient data (Lxl transform coefficient vector) is output.
  • the reduced rotation-based transform includes a Givens Rotation Transform obtained by a plurality of Givens rotation layers and at least one permutation unit. 2019/194505 58 1 »(: 1 ⁇ 1 ⁇ 2019/003813
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a structure of a content streaming system according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 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.
  • the control server plays a role of controlling a command / response between devices in the content streaming system.
  • the streaming server is from a media storage and / or encoding server Receive content.
  • the content may be received in real time.
  • 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 (e.g., smartwatches, glass glasses, head mounted displays), digital TVs , Desktop computers, digital signage, and so on.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • a navigation device e.g., Samsung Galaxy Tabs, Samsung Galaxy Tabs, etc.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server.
  • data received from each server may be distributedly processed.
  • the embodiments described herein may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units shown 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, OTT video (over the top video) devices, internet streaming service providers, 3D (3D) It may be included in a video device, a video telephone video device, a medical video device, or the like, and may be used to process a video signal or a data signal.
  • 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, OTT video (over the top video) devices, internet streaming service providers, 3D (3
  • the OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray full layer, 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 full layer
  • 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 be, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical disc. It may include a data storage device.
  • 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.
  • an embodiment of the present invention may be implemented as a computer program product by program code, which may 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.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은, 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 방법에 있어서, 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하는 단계; 상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여 상기 변환 블록에 역방향 2차 변환을 수행하는 단계; 상기 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 단계; 및 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하되, 상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터(Nx1 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개(L<N)의 변환 계수 데이터(Lx1 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타내고, 상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 및 적어도 하나의 치환 유닛에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
축소된 회전기반 변환을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치 【기술분야】
본 발명은 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 구체적으로 변환 계수들의 일부만을 사용하게 될 때 Layered Givens Transform (이하, ‘LGT’ 라 함)또는 Non-Separable Secondary Transform (이하， ‘NSST’라 함)을 단순화하는 기술에 관한 것이다.
【배경기술】
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도 (high spatial resolution), 고프레임율 (high frame rate) 및 영상표현의 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 엄청난증가를 가져올 것이다.
따라서， 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 새로운 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다. 특히， 변환 (transform)을 적용할 때 부호화 효율과 복잡도측면에서 훨씬 효율적인 변환을 설계할 필요가 있다.
【발명의 상세한설명】
【기술적 과제】
본 발명은 새로운 변환 디자인을 반영하기 위한 인코더/디코더 구조를 제안하고자 한다.
본 발명은 변환 계수들의 일부만을 사용하게 될 때 Layered Givens Transform (LGT) 또는 Non- Separable Secondary Transform(NSST) 를 단순화하는 방법 및 구조를 제안하고자 한다.
【기술적 해결방법】
본 발명은, 새로운 변환 디자인을 통해 복잡도를 감소시키고 코딩 효율을 향상시키는 방법을 제공한다.
본 발명은 NSST를 적용하여 생성된 변환 계수들의 일부만을 사용하게 될 때 불필요한 연산들을 제거하여 NSST를 단순화하는 방법을 제공한다.
본 발명은 LGT 또는 NSST를 통해 생성된 변환 계수들의 일부만을 사용하게 될 때 어떤 변환을 적용할지에 대한 인덱스를 코딩하는 방법 및 연관된 레지듀얼 코딩의 최적화 방법을 제공한다.
본 발명은 LGT를 통해 생성된 변환 계수들의 일부만을 사용하게 될 때， 각 레이어마다 출력 데이터의 수를 점진적으로 줄여가는 방식으로 LGT 구조를 단순화하는 방법을 제공한다.
【발명의 효과】
본 발명은 정지 영상 또는 동영상을 부호화할 때 LGT 또는 NSST를 적용하여 생성된 변환 계수들의 일부만을 사용하는 방법에 의해 부호화 데이터 양을 줄이고 복잡도를 감소시킬 수 있다.
또한， 상기 방법을 통해 불필요한 연산을 제거하고, LGT 구조를 단순화시키며， 시그널링 및 레지듀얼 코딩 최적화를 통해 계산량과 메모리 요구량을 줄일 수 있다.
이와 같이， 새로운 저복잡도 연산 알고리즘을 통해 연산 복잡도를 감소시키고 코딩 효율을 향상시킬 수 있다. 【도면의 간단한 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 ‘BT라 함), 도 3C는 TT(Temary Tree, 이하 ‘TT’라 함) 도 3D는 AT (Asymmetric Tree, 이하 ‘AT’라 함)에 의한 블록 분할 구조들을 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.
도 5는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 디코더 내의 역양자화 및 역변환부 (220/230)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 6은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 변환 설정 그룹 (transform configuration group)을 나타내는 표이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 인코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가· 수행되는 디코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS 플래그 및 MTS 인덱스를 인코딩하는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
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 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 변환 관련 파라미터에 기초하여 역변환을 수행하는 흐름도를 나타낸다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서， NSST에서 인트라 예측 모드마따、 변환세트 (transform set)를 할당하는 것을보여주는 테이블이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 기븐스 회전 (Givens rotation)에 대한 계산플로우 다이어그램을 나타낸다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer)와 치환 (permutation)들로 구성된 4x4 NSST에서의 한 라운드 구성을 보여준다.
도 15는본 발명이 적용되는 실시예로서，순방향축소 변환 (forward reduced transform) 및 역방향죽소 변환 (fomard reduced transform)의 동작을설명하기 위한 블록도이다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 역방향 스캔 순서에 따라
64번째부터 17번째까지 역방향스캔을 수행하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 맨 마지막 기븐스 회전 레이어 와 치환 이후에 절반의 변환 계수만을 선택할 때 유효한 변환 계수 출력에 관여하는 치환 및 계산 정보만을 표시하는 경우를 나타낸다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 상기 도 17에 의해 표시된 연결선들만을 남김으로써 변환단순화를 수행하는 경우를 나타낸다.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 축소된 회전기반 변환에 \¥0 2019/194505
5 1＞（：1'/1 조2019/003813 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 흐름도를 나타낸다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 디코딩하는 흐름도를 나타낸다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서 , 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
본 발명은， 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 방법에 있어서, 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하는 단계; 상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여 상기 변환 블록에 역방향 2차 변환을 수행하는 단계; 상기 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 단계; 및 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하되， 상기 축소된 회전기반 변환은 X개의 레지듀얼 데이터（＞ 1 레지듀얼 벡터）가 입력되어 개山＜비의 변환 계수 데이터山 변환 계수 벡터）가 출력되는 변환을 나타내고, 상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 및 적어도 하나의 치환 유닛에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다. 본 발명에서, 상기 방법은， 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하는 단계; 및 상기 변환 인덱스에 대응되는 상기 축소된 회전기반 변환을 유도하는 단계를 더 포함하되, 상기 변환 인덱스의 획득 여부는 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 마지막 0이 아닌 변환 계수가 특정 영역에 위치하는 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되지 않고, 그렇지 않은 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되며, 상기 현재 블록이 NxN 일때， 상기 특정 영역은 상기 축소된 회전기반 변환이 적용되는 경우 스캔 순서에 따라 변환 계수들을 배치하였을 때 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있는 위치를 제외한 나머지 영역을 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서,상기 방법은, 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 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 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 변환조합을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은， 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서, 현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하는 단계; 상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여， 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 순방향 2차 변환을 수행하는 단계; 상기 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화 및 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 축소된 회전기반 변환은 개의 레지듀얼 데이터 (Nxl 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타내고， 상기 죽소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다. 본 발명에서， 상기 방법은, 상기 현재 레지듀얼 블록 내 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 상기 현재 레지듀얼 블록의 변환 인덱스를 인코딩할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하되 , 상기 변환 인덱스는 상기 축소된 회전기반 변환에 대응되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서， 상기 마지막 0이 아닌 변환 계수가 특정 영역에 위치하는 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되지 않고, 그렇지 않은 경우 상기·변환 인덱스는 코딩되며, 상기 현재 레지듀얼 블록이 NxN 일때， 상기 특정 영역은 상기 축소된 회전기반 변환이 적용되는 경우 스캔 순서에 따라 변환 계수들을 배치하였을 때 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있는 위치를 제외한 나머지 영역을 나타내는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 장치에 있어서, 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 엔트로피 디코딩부; 엔트로피 디코딩된 결과에 대해 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하는 양자화부; 상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여 상기 변환 블록에 역방향 2차 변환 (inverse secondary transform)을 수행하고， 상기 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 변환부; 및 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 복원부를 포함하되, 상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타내고, 상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치를 제공한다. 본 발명에서, 상기 장치는， 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하는 파싱부; 및 상기 변환 인덱스에 대응되는 상기 축소된 회전기반 변환을 유도하는 상기 변환부를 포함하되, 상기 변환 인덱스의 획득 여부는 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서， 상기 장치는， 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하는 파싱부, 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 상기 변환부를 포함하되, 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 변환은상기 변환조합을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 장치에 있어서， 현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하고, 상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여， 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 순방향 2차 변환을 수행하는 변환부; 상기 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화를 수행하는 양자화부; 및 상기 양자화가 수행된 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되, 상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터 (Nxl 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타내고, 상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하는 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 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), 앙자화부 (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 (binary tree) 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 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 의미할수 있다.
상기 복수개의 변환 (또는 변환조합들)은 본 명세서의 도 6 에서 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 수행할수 있다.
본 발명은 변환 계수들의 일부만을 사용하게 될 때 Layered Givens Transform (LGT) 또는 Non- Separable Secondary T ransform(N S S T) 를 단순화하는 방법 및 구조를 제공한다.
일실시예로, 상기 변환부 (120)는 현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하고， 축소된 회전기반 변환을 이용하여 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 순방향 2차 변환을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터어인 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타낸다. 그리고， 상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함한다.
다른 일실시예로, 상기 인코더는 상기 현재 레지듀얼 블록 내 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 상기 현재 레지듀얼 블록의 변환 인덱스를 인코딩할지 여부를 결정할 수 있다. 상기 변환 인덱스는 상기 축소된 회전기반 변환에 대응된다.
다른 일실시예로， 상기 인코더는 상기 마지막 0이 아닌 변환 계수가 특정 영역에 위치하는 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되지 않고, 그렇지 않은 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되며， 상기 현재 레지듀얼 블록이 NxN 일때， 상기 특정 영역은 상기 축소된 회전기반 변환이 적용되는 경우 스캔 순서에 따라 변환 계수들을 배치하였을 때 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있는 위치를 제외한 나머지 영역을 나타낸다.
이에 대한 구체적인 실시예들은 본 명세서에서 보다 상세히 설명하도록 한다.
양자화부 (130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부 (190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부 (190)는 양자화된 신호 (quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트스트림으로 출력할수 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 예즉 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 아니라부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼 (170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부 (180)에서의 참조 픽쳐로사용하기 위해 저장할수 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)가존재할수 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 예측부 (185)는 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고， 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후， 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때， 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서， 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
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 디코딩부 (210)를 통해 엔트로피 디코딩될 수 있다.
역양자화부 (220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수 (transform coefficient)를 획득한다.
역변환부 (230)에서는 변환 계수를 역변환하여 잔여 신히: 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 Oxansform 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 실시예들을수행할 수 있다.
본 발명은 변환 계수들의 일부만을 사용하게 될 때 Layered Givens Transform (LGT) 또는 Non- Separable Secondary Transform(NSST) 를 단순화하는 방법 및 구조를 제공한다.
상기 역변환부 (230)는 축소된 회전기반 변환을 이용하여 변환 블록에 역방향 2차 변환을 수행하고, 상기 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행할수 있다.
여기서， 상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터 (Nxl 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타낸다. 그리고， 상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 및 적어도 하나의 치환 유닛에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환을 포함한다.
일실시예로, 디코더는 비디오 신호로부터 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하고， 상기 변환 인덱스에 대응되는 죽소된 회전기반 변환을 유도할수 있다. 이때, 상기 변환 인덱스의 획득 여부는 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 결정될 수 있다.
일실시예로， 마지막 0이 아닌 변환 계수가 특정 영역에 위치하는 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되지 않고， 그렇지 않은 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되며, 상기 현재 블록이 NxN 일때， 상기 특정 영역은 상기 축소된 회전기반 변환이 적용되는 경우 스캔 순서에 따라 변환 계수들을 배치하였을 때 0이 아닌 변환 계수가존재할수 있는 위치를 제외한 나머지 영역을 나타낸다.
일실시예로， 디코더는 비디오 신호로부터 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하고, 상기 변환 인덱스에 대응되는 변환조합을 유도할수 있다.
여기서 상기 변환 인덱스는 DST7 및/또는 DCT8 의 조합으로 구성된 복수개의 변환조합들 중 어느 하나에 대응된다.
상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고， 상기 수평 변환 및 상기 수직 변환은 상기 DST7 또는 상기 DCT8 중 어느 하나에 대응된다. 이때, 상기 역방향 1차 변환은 상기 변환조합을 이용하여 수행된다.
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 예즉 신호 (prediction signal)에 더함으로써 복원 신호 (reconstructed signal)가 생성된다.
필터링부 040)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(Binary Tree, 이하 ‘BT，라 함)， 도 3C는 TT(Temary Tree, 이하 ‘TT，라 함)도 3D는 AT(Asymmetric Tree, 이하 ‘AT’라 함)에 의한블록 분할구조들을 설명하기 위한도면이다.
비디오 코딩에서 하나의 블록은 QT(QuadTree) 기반으로 분할될 수 있다. 또한， 아에 의해서 분할된 하나의 서브 블록 (sub block)은 아를 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 형돼의 분할을 가질 수 있다. 각각의 BT, TT, AT는 BT, TT, AT를사용하여 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
상기 도 3 A는 QT 분할의 예를 보여준다. 블록 A는 (기에 의해서 4개의 서브 블록 (AO, Al, A2, A3)으로 분할될 수 있다. 서브 블록 시은 다시 ( 에 의해서 4개의 서브 블록 (B0, B1, B2，B3)로 분할될 수 있다.
상기 도 3B는 BT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 \¥0 2019/194505
1 9 1>(71'/¾3조2019/003813 않는 블록 B3은 vertical BT (CO, Cl) 또는 horizontal BT (DO, Dl)으로 분할될 수 있다. 블록 CO와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal BT (E0, El) 또는 vertical BT
(R), F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
상기 3C는 TT분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상분할되지 않는 블록 m은 vertical TT (CO, Cl, C2)또는 horizontal TT (DO, Dl, D2)으로 분할될 수 있다. 블록 Cl와 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. (기에 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
(F0, F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할 될 수 있다. 한편， BT, TT, AT분할은 함께 사용하여 분할이 가능하다. 예를 들어， BT에 의해 분할된 서브 블록은 TT또는 AT에 의한 분할이 가능하다. 또한， TT에 의해 분할된 서브 블록은 BT 또는 AT에 의한 분할이 가능하다. AT에 의해 분할된 서브 블록은 BT또는 TT에 의한 분할이 가능하다. 예를 들어， horizontal BT 분할 이후， 각각의 서브 블록이 vertical BT로 분할될 수 있고, 또는 vertical BT 분할 이후， 각각의 서브블록이 horizontal BT로 분할될 수도 있다. 상기 두 종류의 분할 방법은 분할순서는 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 2019/194505 20 1 1/10公019/003813 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 의미할수 있다. 도 4 및 도 5는 본 발명이 적용되는 실시예들로서， 도 4는 인코더 내의 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 포함할수 있다.
상기 도 5를 살펴보면， 역양자화 및 역변환부 (220/230)는 역양자화부 (220)， 역 2차 변환부 (inverse secondaty transform unit)(231) 및 역 1차 변환부 (inverse primary transform unit)(232)를 포함할수 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 2019/194505 21 1»（：1/10公019/003813 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， 인트라 예측 모드에서 4x4 블록에 대해 DST7이 적용될 수 있다.
또한， 상기 1차 변환 (primary Ixansform)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 예죽 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 3개의 변환들로 구성될 수 있다.
다른 실시예로, 상기 2차 변환 (secondary 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.
다른 실시예로， DST7 이 2차 변환 (secondary transform)으로 적용될 수도 있다.
다른 실시예로, 상기 NSST는 1차 변환된 블록 전체에 대해 적용되는 것이 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 4x4블록들로 나눈 후 각기 4x4 NSST가 적용된다.
다른실시예로， 4xN/Nx4 (N >= 16)인 경우에도 4x4 NSST가 적용될 수 있다. 상기 NSST, 4x4 NSST 및 8x8 NSST 에 대해서는 이하 도 12 내지 15 및 명세서 내 다른 실시예를 통해 보다상세히 설명하도록 한다.
상기 양자화부 (130)는 2차 변환된 신호에 대해 양자화를 수행할수 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 2019/194505 23 1 그1/10公019/003813 나타낸다.
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 설명한 상기 2차 변환 (secondary transform)의 역변환을 나타낸다.
다른 실시예로, 상기 2차 변환의 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 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.
일실시예로， 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.
본 발명의 일실시예로, DST7 이 1차 변환 (primary transform)으로 적용될 수도 있다.
본 발명의 일실시예로， DCT8 이 1차 변환 (primary transform)으로 적용될 2019/194505
24 1＞（：1/¾샀019/003813 수도 있다.
본 발명은 예측 모드， 블록 크기 또는 블록 모양 (block shape) 중 적어도 하나에 의해 구분되는 변환 설정 그룹 (transforai configuration group) 별로 변환 조합 (transform combination)을 구성하는 방법을 제공하며， 상기 역 1차 변환부 (inverse primary transform unit)(232)는 본 발명에 의해 구성된 변환 조합에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다. 또한， 본 명세서에서 설명한 실시예들이 적용될 수 있다. 도 6은본 발명이 적용되는 실시예로서， MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 변환설정 그룹 (transform configuration group)을 나타내는 표이다.
MTS(Multiple Transform Selection)가· 적용되는 변환설정 그룹
본 명세서에서는， 변환 설정 그룹 &에 대한 j번째 변환 조합 후보를 다음 수학식 1과 같은 쌍으로 표시한다.
【수학식 1 ]
(H(Gi，j)，V(Gi，j))
여기서, H(Gi， j)는 j번째 후보에 대한 수평 변환 (horizontal transform)^： 가리키며， V(Gi, 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(Gi5 j)또는 V(Gi， j)에 할당되는 값은 상기 예시에서와 같이 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: C , DCT type 8: CJvn
【수학식 3】
DST type 7: 5；/7 , DST type 4: S/J
여기서， DST 또는 DCT인지 여부는 S 또는 C로 나타내고, type 숫자는 로마숫자의 형태로 위첨자로 표가하며, 하부첨자의 N는 NxN 변환임을 가리킨다. 또한, 상기 C1 와
Figure imgf000027_0001
와 같은 2D 행렬은 열 벡터 (column vector)들이 변환 기저 (transform basis)를 이루는 것을 가정한다. 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 변환조합들 (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 투보들을 가질 수 있다. 상기 4개의 변환조합후보들은 0~3의 변환조합 인덱스를 통해 선택 또는 결정될 수 있으며, 인코더에서 디코더로 상기 변환 조합 인덱스를 인코딩하여 전송할수 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 적용할수 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) 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 조합중 하나를 선택 또는 결정할수 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 인덱스를 파싱하고， MTS 인덱스에 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 2019/194505 28 1»（：1/10公019/003813 인덱스는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 변환유닛 중 적어도 하나의 레벨에서 정의될 수 있다. 도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서， MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 인코딩 과정을 나타내는흐름도이다.
본 명세서에서는 기본적으로 수평 방향과 수직 방향에 대해 분리해서 변환을 적용하는 실시예를 설명하고 있으나， 변환 조합은 비분리 변환 (non- separable transform)들로도구성이 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 행/열 (row/ column)별 변환 선택이나 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) °11 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 의미할수 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 수행할수 있다 (S720).
상기 변환수행 결과，상기 인코더는 RD(Rate Distortion) 비용이 가장 작은 변환조합을 결정 또는 선택할수 있다 (S730).
상기 인코더는 상기 선택된 변환 조합에 대응되는 변환 조합 인덱스를 인코딩할수 있다 (S740). 도 8은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS(Multiple Transform Selection)가 수행되는 디코딩 과정을 나타내는흐름도이다.
먼저, 디코더는 현재 블록을 위한 변환설정 그룹을 결정할수 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)을포함할수 있다. 상기 변환조합 인덱스는 MTS 인덱스로 부를 수 있다. 일실시예로, 상기 변환 설정 그룹은 현재 블록의 예측 모드, 블록 크기 또는 블록 모양중 적어도 하나에 기초하여 설정될 수 있다.
상기 디코더는 상기 변환 조합 인덱스에 대응되는 변환조합을 유도할 수 있다 (S830). 여기서， 상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고, 상기 DST-7또는 DCT-8 중 적어도 하나를 포함할수 있다. 2019/194505 30 1»（：1^1{2019/003813 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（8840）. 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 081-7 또는 경우， 상기 031-7의 역변환 또는 13（그1-8의 역변환을 열마다 적용하고 난 이후 행마다 적용할 수 있다.
일실시예로， 상기 수직 변환 또는 상기 수평 변환은， 각 행마다 및/또는 각 열마다 다른 변환이 적용될 수 있다.
일실시예로, 상기 변환 조합 인덱스는
Figure imgf000032_0001
수행되는지 여부를 나타내는 MTS 플래그에 기초하여 획득될 수 있다. 즉， 상기 변환 조합 인덱스는 상기 MTS 플래그에 따라 1 18가 수행되는 경우에 획득될 수 있다.
일실시예로, 상기 디코더는 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 큰지 여부를 확인할 수 있다. 이때， 상기 변환 조합 인덱스는 상기 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 큰 경우에 획득될 수 있다.
일실시예로, 상기 18 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 동사에 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.
인코더는 현재 블록에 대해 MTS(Multiple Transfonn Selection)가 적용되는지 여부를 결정할수 있다 (S910).
만약, MTS(Multiple Transform Selection)가 적용되는 경우, 상기 인코더는 MTS 플래그 = 1 로 인코딩할수 있다 (S920).
그리고,상기 인코더는상기 현재 블록의 예측 모드,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 = 0 으로 인코딩할수 있다 (S950). 도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, MTS 플래그 및 8 인덱스에 기초하여 수평 변환 또는 수직 변환을 행 또는 열에 적용하는 디主딩 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
디코더는 비트스트림으로부터 MTS 플래그를 파싱할 수 있다 (S1010). 여기서, MTS 플래그는 현재 블록에 대해 MTS(Multiple 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). 예를 들어, 상기 MTS 플래그가 1인지 여부를 확인할 수 있다.
만약, 상기 MTS 플래그가 1인 경우， 상기 디코더는 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 큰지 (또는 이상인지) 여부를 확인할 수 있다 (S1030). 예를 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 2019/194505 33 1»（：1^1{2019/003813 기초하여 수평 변환 및 수직 변환을 유도 또는 결정할수 있다 (81050).
또는， 상기 디코더는 상기 8 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도할 수 있다. 예를 들어， 상기 디코더는 상기 MTS 인덱스에 대응되는 수평 변환 및 수직 변환을유도 또는 결정할수 있다.
한편, 상기 0이 아닌 변환 계수의 개수가 임계값보다 크지 않은 경우 상기 디코더는 기설정된 수직 역변환을 열마다 적용할 수 있다 (81060). 예를 들어; 상기 수직 역변환은 0 7의 역변환일 수 있다.
그리고， 상기 디코더는 기설정된 수평 역변환을 행마다 적용할 수 있다 (81070). 예를 들어， 상기 수평 역변환은 17의 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 변환 조합 테이블에서 정의된 것이 아니라, 많이 이용되는 변환 커널이 이용될 수 있다.
한편, 상기 1 18 플래그가 0인 경우， 상기 디코더는 기설정된 수직 역변환을 열마다 적용할 수 있다 1080). 예를 들어， 상기 수직 역변환은 1X72의 역변환일 수 있다.
그리고， 상기 디코더는 기설정된 수평 역변환을 행마다 적용할 수 있다 (81090). 예를 들어, 상기 수평 역변환은 DC^2$] 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. 2019/194505
34 1»（：1/10公019/003813 도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 변환 관련 파라미터에 기초하여 역변환을 수행하는흐름도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 디코더는， sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag 를 획득할 수 있다 1110). 여기서， 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_flag가 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_mts_inter_enabled_flag에 기초하여 tu_mts_flag 를 획득할 수 있다 (S1120). 예를 둘어， 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 샘플에 적용되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어， tu_mts_flag = 0 이면 MTS가루마 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 2019/194505 35 1»（：1^1{2019/003813 하나가 적용될 수 있다.
기초하여 를 획득할 수 있다예 130).
Figure imgf000037_0001
디코더는 를 획득할 수 있다. 여기서， 5_ 는 어떤 변환 커널이 현재 변환 블록의 수평 및/또는 수직 방향에 따른 루마 레지듀얼 샘플들에 적용되는지를 나타낸다.
예를 들어， 5_ 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 뇨 에 대응되는 변환 커널을 유도할 수 있다 1140). 예를 들어， 상기
Figure imgf000037_0002
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.
일실시예로, 는 아래 표 1과 같이 정의될 수 있다.
【표 1】
Figure imgf000037_0003
그리고, 상기 디코더는 상기 변환 커널에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다 ( 150). 2019/194505 36 1»（：1^1{2019/003813
본 발명의 다른 실시예로, 변환 과정을 수행하는 디코딩 과정을 설명한다. 디코더는, 변환 크기여 를 확인할 수 있다 10). 여기서, 상기 변환 크기知 )는 스케일된 변환 계수들의 수평 샘플 크기를 나타내는 변수일 수 있다.
상기 디코더는, 변환
Figure imgf000038_0001
확인할 수 있다 20). 여기서, 상기 변환 커널 타입 )은 변환 커널의 타입을 나타내는 변수일 수 있으며， 본 문서의 다양한 실시예들이 적용될 수 있다. 상기 변환 커널 타입 (¥ )은 수평 변환 커널 타입 ( 내미과 수직 변환
Figure imgf000038_0002
포함할 수 있다.
상기 표 1을 참고하면， 상기 변환 커널
Figure imgf000038_0003
0이면 DC^2^ 나타내고 , 1이면 0817을 나타내고， 2이면 1父：18을 나타낼 수 있다.
상기 디코더는， 변환 크기 (111¾8) 또는 변환 커널 타입 중 적어도 하나에 기초하여 변환 행렬 곱셈을수행할수 있다 30).
다른 예로, 변환 커널 타입이 1이고 변환 크기가 4이면， 변환 행렬 곱셈 수행시 기결정된 변환 행렬 (1)이 적용될 수 있다.
다른 예로, 변환 커널 타입 0ᅵ 1이고 변환 크기가 8이면, 변환 행렬 곱셈 수행시 기결정된 변환 행렬 (2)가 적용될 수 있다.
다른 예로, 변환 커널 타입이 1이고 변환 크기가 16이면， 변환 행렬 곱셈 수행시 기결정된 변환 행렬 (3)이 적용될 수 있다.
다른 예로, 변환 커널 타입이 1이고 변환 크기가 32이면， 기정의된 변환 행렬 (4)가 적용될 수 있다. 마찬가지로, 변환 커널 타입이 2이고 변환 크기가 4, 8, 16, 또는 32이면， 각각 기정의된 변환 행렬 (5)， (6), (7), (8)이 적용될 수 있다.
여기서, 상기 기정의된 변환 행렬들 (1)~(8)은 각각 다양한 타입의 변환 행렬들 중 어느 하나에 대응될 수 있다. 일예로， 상기 도 6에서 예시된 타입의 변환 행렬이 적용될 수 있다.
상기 디코더는, 변환 행렬 곱셈에 기초하여 변환 샘플을 유도할 수 있다 (S40).
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, NSST에서 인트라 예측 모드마다 변환세트 (transform set)를 할당하는 것을 보여주는 테이블이다.
Non-Separable Secondary Transform (NSST)
2차 변환부 (secondary transform unit는 1차 변환된 신호에 대해 2차 변환 (secondary transform)을 적용할 수 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 변환셋을 가질 수 있다.
여기서， 상기 예즉 모드 그룹은 예죽 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 3개의 변환들로 구성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 각 변환 셋은 복수개의 변환들로 구성될 수 있다. 도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 기븐스 회전 (Givens rotation)에 대한 계산플로우 다이어그램을 나타낸다.
다른 실시예로，상기 NSST는 1차 변환된 블록 전체에 대해 적용되는 것이 아니라 좌상즉 (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 4x4블록들로 나눈 후 각기 4x4 NSST가 적용된다.
다른 실시예로, 4xN/Nx4 (N >= 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 2019/194505
39 1＞（그1'/10조2019/003813 조합으로 구성된다. 하나의 기븐스 회전 (Givens rotation)에 해당하는 행렬은 다음 수학식 4와 같으며， 행렬 곱은 다음수학식 5와 같다.
【수학식 4】 cos分 一 sin分
R0 =
ᄂ sin (9 cos分
Figure imgf000041_0001
【수학식 5】
Figure imgf000041_0002
상기 도 13과 같이, 하나의 기븐스 회전 (Givens rotation)은 2개의 데이터를 회전시키는 것이기 때문에 64개 (8x8 NSST의 경우) 또는 16개의 (4x4 NSST의 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.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer)와 치환 (permutation)들로 구성된 4x4 NSST에서의 한 라운드 구성을 보여준다. 상기 도 14를 살펴보면, 4x4 NSST의 경우에 대해 4개의 기븐스 회전 레이어가 순차적으로 처리되는 모습을 보이고 있다. 상기 도 14에서와 같이 한 기븐스 회전 레이어에 대한 출력 데이터가 정해진 치환 (i.e. shuffling)을 거쳐 다음 기븐스 회전 레이어에 대한 입력 데이터로 전달된다. 상기 도 14에서와 같이 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 라운드를 형성한다. 4x4 NSST는 2번의 라운드를 거치게 되며, 8x8 NSST는 4번의 라운드를 거치게 된다. 서로 다른 라운드들끼리는 동일한 치환 패턴을 사용하지만 적용되는 기븐스 회전 각도들은 각기 다르다. 따라서, 각 변환을 구성하는 모든 기븐스회전에 대한각도 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 NSST에서는 반대로 맨 처음에 해당 역 치환이 적용된다.
역방향 NSST의 경우는 순방향 NSST에서 적용되었던 기븐스 회전 레이어들과 치환들을 역순으로 수행하면 되며， 각 기븐스 회전의 각도에 대해서도 (-) 값을 취해 회전시킨다. 도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 순방향 축소 변환 (forward reduced transform) 및 역방향축소 변환 (forward reduced transform)의 동작을설명하기 위한 블록도이다.
Reduced Secondary Transform (RST)
한 변환욜 나타내는 직교 행렬이 NxN 형태를 갖는다고 했을 때， 축소 변환 (Reduced Transform, 이하 ‘RT’라 함)는 N개의 변환 기저 벡터들 중에 R개만을 남기는 것이다 < 1나). 변환 계수를 생성하는 순방향 111에 대한 행렬은 다음 수학식 6과 같이 주어진다.
【수학식 6】
Figure imgf000043_0001
역방향 RT에 대한 행렬은 순방향 RT 행렬의 전치 행렬 (transpose matrix)이 되므로， 순방향 RT와 역방향 RT의 적용을 도식화하면 상기 도 15와 같다.
1차 변환을 거친 변환 블록의 좌상단 8x8 블록에 대해 RT를 적용하는 경우를 가정하면， 상기 RT를 8x8 축소 2차 변환 (8x8 RST)이라 명명할수 있다. 상기 수학식 6에서의 R값을 16이라 할 때, 순방향 8x8 RST는 16x64 행렬 형태를 가지며 역방향 8x8 RST는 64x16 행렬 형태를 가진다.
또한， 8x8 RST에 대해서도， 상기 도 12에서와 동일한 변환 세트 구성을 적용할 수 있다. 즉， 상기 도 12에서의 변환 세트에 따라 대응되는 8x8 RST가 적용될 수 있다.
일실시예로,상기 도 12에서 하나의 변환 세트가 인트라 예측 모드에 따라 2개 또는 3개의 변환들로 구성되어 있을 때, 2차 변환을 적용하지 않는 경우를 포함하여 최대 4개의 변환들 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다. 여기서， 하나의 변환은 항등 행렬이라고 볼 수 있다.
상기 4개의 변환에 대해 각각 0， 1， 2, 3의 인덱스를 부여할 때， NSST 인덱스라는 신택스 요소 (syntax element)를 변환 블록마다 시그널링하여 대응되는 변환을 지정할 수 있다. 즉， NSST 인덱스를 통해 8x8 좌상단 블록에 대해, NSST의 경우는 8x8 NSST를 지정할 수 있고, RST 구성에서는 8x8 RST를 지정할 수 있다. 또한， 이때， 0번 인덱스를 항등 행렬， 즉 2차 변환을 적용하지 않는 경우로 할당할수 있다.
상기 수학식 6과 같은 순방향 8x8 RST를 적용하게 되면 16개의 유효한 변환 계수가 생성되므로, 8x8 영역을 구성하는 64개의 입력 데이터가 16개의 출력 데이터로 축소된다고 볼 수 있다. 2차원 영역 관점에서 보면 1/4만큼의 영역에만 유효한 변환 계수가 채워지게 된다. 따라서, 순방향 8x8 RST를 적용하여 얻은 16개의 출력 데이터를 도 16에서의 좌상단 영역에 채울 수 있다. 도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 역방향 스캔 순서에 따라 64번째부터 17번째까지 역방향 스캔을 수행하는 과정을 나타내는 도면이다.
상기 도 16은 순방향 스캔 순서가 1부터 시작된다고 할 때 (순방향 스캔 순서 상) 17번째 계수에서 64번째 계수에 대한스캐닝을 수행하는 것을 나타낸다. 다만, 상기 도 16에서는 역방향 스캔을 보여주고 있는 바， 이는 64번째부터 17번째까지 역방향스캐닝을수행하는 것을 나타낸다.
상기 도 16을 살펴보면, 좌상단 4x4 영역이 유효한 변환 계수가 할당되는 관심 영역 (Region Of Interest, ROI)이고, 나머지 영역은 비워지게 된다. 즉, 상기 나머지 영역에는 0 값이 디폴트로 할당될 수 있다.
만약, 상기 도 16의 ROI 영역 이외에 0이 아닌 유효한 변환 계수가 존재한다면 8x8 RST가 적용되지 않는 것을 의미하므로, 이 경우 그에 대응되는 NSST 인덱스 코딩을 생략할수 있다.
반대로， 상기 도 16의 1101 영역 이외에서 0이 아닌 변환 계수가 존재하지 않는다면 (8x8 RST가 적용되는 경우， ROI 이외의 영역에 대해서는 0으로 할당될 때) 8x8 RST가 적용되었을 가능성이 있으므로 NSST 인덱스를 코딩할 수 있다. 이와 같이， 조건적 NSST 인덱스 코딩은 0이 아닌 변환 계수의 존재 유무를 확인하여야 하므로 레지듀얼 코딩 과정 이후에 수행될 수 있다.
본 발명은 LGT 또는 NSST와 같은 기븐스 회전 기반의 구조를 유지하면서, RT가 적용될 때와 같이 변환 계수의 개수를 N개에서 R개로 감소시킴으로써, 불필요한 연산을 제거하고 구조를 단순화하여 복잡도를 감소시키는 방법들을 제안한다.
또한， 유효한 변환 계수들의 개수가 줄어드는 특징은 RST와 동일하므로, NSST 인덱스 코딩이나 레지듀얼 코딩 방식에 대해 RST와 동일하거나 유사한 방법을 적용할수 있다. 도 17 및 도 18은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 17은 맨 마지막 기븐스 회전 레이어 와 치환 이후에 절반의 변환 계수만을 선택할 때 유효한 변환 계수 출력에 관여하는 치환 및 계산 정보만을 표시하는 경우를 나타내고, 도 18은 상기 도 17에 의해 표시된 연결선들만을 남김으로써 변환 단순화를 수행하는 경우를 나타낸다.
실시예 1 : 변환축소 (transform reduction) 방법
Reduced Secondary Transform (RST)에서 변환 기저 벡터 (tiansform basis vector)의 개수를 줄여서 변환 계수의 개수도 그만큼 줄일 수 있기 때문에， NSST 인덱스 코딩과 레지듀얼 코딩의 경우에도 생성되는 변환 계수의 개수가 축소된다는 사실을 활용하여 최적화를 수행할 수 있다. 특히 RST에서는, 정방형 2019/194505
44 1»（그1^1{2019/003813 행렬로 표현되는 변환으로부터 해당 변환 기저 벡터들의 일부만을 선택하여 비정방형 행렬의 형태를 가지는 변환을 구성하게 된다.
생성되는 변환 계수의 개수를 줄이는 방식은 변환의 형태에 한정되지 않는다. 즉, 1 1에서와 같이 정방형 행렬로부터 변환 기저 벡터들의 선택을 통해 비정방형 행렬을 구성한 후 생성되는 변환 계수의 개수를 줄여도 되지만, 다른 형태의 변환으로부터 출력되는 변환 계수들의 일부만을 취해 변환 계수의 개수를 줄일 수도 있다.
예를 들어, NSST의 경우 N개의 데이터가 입력되어
Figure imgf000046_0001
데이터를 출력하는 구조를 가지고 있지만, X 대신에 （:＜비 개의 출력만을 취한 다음 앞서 설명한 모 실시예와 동일하거나 유사한 시그널링 방식 및 엔트로피 코딩 최적화를 적용할 수도 있다. 이는 NSST 뿐만 아니라 1乂打에도 동일한 방식을 적용할수 있다.
만약 NSST에 대해 개의 출력만을 남기게 된다면 나머지 어 - 니 개의 출력은 불필요하게 되므로 해당어 -니 개의 출력에 대한 모든 연산들을 제거할 수 있다. 예를 들어， 상기 도 17과 같이 마지막 기븐스 회전 레이어가 계산되고 치환을 거쳐 8개의 출력만이 선택（굵은 선 표시）된다면， 상기 도 18에서와 같이 불필요한 연산들을 제거하는 것이 가능하다.
필요에 따라， 이전 기븐스 회전 레이어들에서도 불필요한 연산들을 연쇄적으로 제거하는 것이 가능하다. 즉， 상기 도 18에서 ¾와 8은 쓰이지 않은 데이터이므로 이전 기븐스 회전 레이어에서 재와 8를 생성하는데 연관된 연산들을 제거할수 있다.
11 실시예에서 설명한 것처럼， 변환 계수의 개수가 축소됨으로 인해, RST가 적용되는 경우 특정 영역에서는 0이 아닌 변환 계수가 존재하지 않는다. 즉,유효한 변환 계수가존재하지 않는다.
따라서， 다음과 같은 NSST 인덱스 코딩 방법이 가능하다. 여기서, NSST 인덱스는 NSST뿐만 아니라 어떠한 다른 형태의 변환도 나타낼 수 있다.
1) 레지듀얼 코딩 이후에 NSST 인덱스가 코딩되는 경우， 상기 특정 영역 (상기 도 16의 좌상측 4x4 블록을 제외한 나머지 블록들)에서 0이 아닌 변환 계수가 존재하게 되면 RST가 적용되지 않는 것이므로 NSST 인텍스를 코딩하지 않을 수 있다.
2) 레지듀얼 코딩이 끝나기 전에 NSST 인덱스를 코딩하는 경우， NSST 인덱스를 통해 RST의 적용 여부가 확인되면, 상기 특정 영역에 대해서는 변환 계수에 대한 모든 정보를 코딩할 필요가 없다. 관련하여 다음과 같이 두 가지 코딩 방식이 가능하다.
2-1) NSST 인덱스 코딩을 마지막 0이 아닌 변환 계수 (last non-zero transform coefficient) 위치에 대한 코딩보다 먼저 수행하는 경우， 상기 특정 영역에 대해 주요 맵 (significance map) 정보를 (e.g. sig_coeff_flag) 전송하지 않는다.
2-2) NSST 인덱스 코딩을 마지막 0이 아닌 변환 계수 위치에 대한 코딩보다 나중에 수행하는 경우， 마지막 0이 아닌 변환 계수 위치에 따라 NSST 인덱스 코딩 여부를 결정할 수도 있다. 즉, 마지막 0이 아닌 변환 계수 위치가 상기 특정 영역에 위치하는 경우 RST를 적용하지 않는 경우를 나타내므로， 이 경우 NSST 인덱스 코딩을 생략할 수 있다. 또한, 마지막 0이 아닌 변환 계수 위치가 어떤 정해진 영역 내부로 들어오는 경우 (e.g. (0, 0) DC 위치를 가리키는 경우， 좌상측 2x2 영역 내부에 위치하는 경우), RST를 적용하지 않는 것으로 2019/194505 46 1»（：1/10公019/003813 간주하고 NSST 인덱스 코딩을 생략할 수 있다.
생성되는 변환 계수의 개수의 축소 측면에서， 상기 RST에 대한 NSST 인덱스 코딩 방법은 LGT나 NSST에도 적용할수 있다. 실시예 2 : LGT에 대한변환축소 (transform reduction) 방법
LGTfLavcred Givens Transform)
이하에서는, NxN 픽셀의 정방형 블록을 사용하여 본 발명을 설명할 것이다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며， 정방형 블록뿐 아니라 비정방형 블록 (non-square blocks), 다차원 (multiple dimensions) 및 비픽셀 유형 (non-pixel type)의 데이터로 확장가능하며, 이로 인해 보다 적응적인 변환을 수행할 수 있다.
분리 불가능한 변환을 적용하기 위해서 2차원의 데이터 블록 (또는 2차원 배열)을 1차원 배열로 정렬될 수 있다. 예를 들어， 4x4 크기의 블록은 행- 우선 (row-first)의 사전적 (lexicographic) 순서로 정렬될 수 있다. 그리고, 각각의 행 안에서는 열 (column) 순서로 정렬될 수 있다. 또는， 열-우선 (column-first) 순서로 정렬될 수도 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며， 인코더/디코더는 사전적 순서 이외에 다양한 방법으로 2차원 블록을 1차원 배열로 정렬할 수 있다. 본 발명에서, 레이어드 기븐스 변환은 임의의 NxN 변환에 대하여 적용될 수 있다. 일반적으로 분리 불가능한 변환은 분리 가능한 변환 대비 높은 압축 성능을 가지는 반면， 빠른 구현이 어렵고 높은 연산 복잡도를 요구한다. 상기 레이어드 기븐스 변환은 분리 가능한 변환에 적용될 수도 있고, 분리 불가능한 변환에 적용될 수도 있다.
데이터 벡터 x가 주어질 때， y=P*x를 만족하는 벡터 는 벡터 x의 엘리먼트 (element)들을 셔클링 (shuffling)함으로써 획득될 수 있다. 여기서, 치환 행렬 (permutation matrix) P는 직교 행렬로서 다음의 수학식 7을 만족한다.
【수학식 7】
PTP = I，
인코더/디코더는 치환 행렬을 적용함으로써 데이터 벡터를 셔플링할 수 있다. 이와 같은 셔플링을 수행함으로써, 뒤에 이어지는 연산이 효율적으로 수행되도록 할 수 있다. 예를 들어, 셔풀링을 통해 0이 아닌 변환 계수 (non-zero transform coefficient)가특정 영역에 집중되도록 할수 있다.
LGT는 다음의 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
【수학식 8】
G = GMGM- - G2GlPn
GT = P,GjGl - GM T AGl
행렬 G는 역방향 LGT를 나타내고， GT 는 순방향 LGT 를 나타낸다. 여기서， Gi (i=l,2,...,M)는 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) (또는 회전 레이어， 회전 행렬)이고， Po는 치환 레이어 (또는 치환 행렬)이다. 정수 M은， 예를 들어， 1， 2, 5, 10, logN, N등의 임의의 값을 가질 수 있다. 상기 수학식 8의 모든 행렬들은 NxN 정방 행렬일 수 있다.
Gi는 다음의 수학식 9, 10과 같이 나타낼 수 있다.
【수학식 9】
Figure imgf000049_0001
【수학식 10】 () 2019/194505 48 1»(：1/10公019/003813
Figure imgf000050_0001
여기서， Q,는 치환 행렬이고， Rij는 쌍（pairwise） 회전 행렬（즉， 기븐스 회전 행렬）이다. 즉， 기븐스 회전 레이어 는 치환 행렬과 회전 행렬의 조합으로 구성될 수 있다.
상기 수학식 8에서， Gi는상기 수학식 9, 10과 같이 분해될 수 있으며 Qi는 치환 행렬이고 T,는 입력 데이터 두 개씩을 쌍으로 하여 기븐스 회전을 수행하는 블록 대각 행렬이며， ¾는 쌍（pairwise） 회전 행렬（즉, 기븐스 회전 행렬）을 나타낸다.
상기 수학식 8로부터 입력 데이터 x에 （Nxl 벡터） 대해 순방향 LGT를 적용하게 되면 출력 데이터 를 얻게 된다고 했을 때, y = GTx 의 관계식이 성립한다. 출력 데이터 벡터 는 Nxl 벡터가 되며， 만약 N개의 데이터 요소 중에 L개만을 남긴다면 （즉, L개의 변환 계수만을 남긴다면）， 출력 벡터는 Lxl 벡터인 /가 되고 /는 다음 수학식 11과 같이 표현될 수 있다.
【수학식 11】
Figure imgf000050_0002
PQ = M0P0， where M0 is an L x M matrix
여기서, Mo 는 N개의 입력 중에 L개를 선택하는 행렬을 나타내며, 중복 선택은 허락되지 않는다.（此니 =（4, 2）인 경우에 대한 Mo의 예시를 들어보면 다음 수학식 12와 같다. 0 2019/194505 49 1^/1012019/003813
【수학식 12】
1 0 0 0
MQ =
0 ［0 1 0 0
상기 수학식 12의 예는 먼저 등장하는 개의 변환 계수를 선택하는 경우를 나타내며, 이를 보다 일반화하면 다음 수학식 13과 같아 표현할 수 있다.
【수학식 13】
시［4
여기서，
Figure imgf000051_0001
항등 행렬을 나타내고， 01서 ）은 1그（1^） 제로 행렬을 나타낸다.
상기 수학식 11에서는 ¾ 가 상기 수학식 8에서와 같으므로, 맨 마지막 IV 치환만을 제외하고는 기존의 ］ 丹와 동일하게 수행된다고 볼 수 있다.
그러나， 전체 개의 출력 중 개만을 남기게 되므로 상기 실시예 1에서와 같이 느개의 출력에 연관되지 않은 불필요한 연산들을 제거할 수 있어서
Figure imgf000051_0002
출력을 그대로 사용하는 경우에 비해 계산량을 줄일 수 있다.
Nxl 벡터 를 입력으로 하여 1그1 벡터 ' 를 얻는 순방향 :乂打"를 디자인한다고 했을 때， 상기 수학식 11과 달리 쑈1를 거칠 때마다 점진적으로 출력의 수를 줄여 나가도록 구성할 수도 있다.
하고 줄력 수를 1ᅦ-1이라고 했을 때
Figure imgf000051_0003
（ ³ -0.
【수학식 14】
=公 7 = 公7’ 公
여기서， 는 - 행렬로서 （이 를 적용하여 얻은 凡개의 출력 중 2019/194505 50 1»（：1^1{2019/003813 -,개를 선택하는 역할을 수행하게 된다. ½에 대해서도 상기 수학식 13에서와. 마찬가지로 다음 수학식 15와 같이 처음 N，니개의 출력을 선택하도록 구성할 수도 있다.
【수학식 15】
Figure imgf000052_0001
상기 수학식 14에서， = £凡£ £ -' £ = ] 관계를 만족하도록 들을 구성할 수 있다. 들이 고정되었다고 할 때 （각 쑈 단계에서 어떤 출력들을 선택할지에 대한 행렬들） 하나의 1乂｝1를 기술하기 위해서는 （九 71, 에 대한 정보만을 저장하고 있으면 된다. 여는 개의 엔트리를 가진 치환 정보라고
Figure imgf000052_0002
치환 행렬로서 각 행과 열 별로 1 값이 한 개씩 밖에 존재하지 않으므로） 느개의 위치 값을 가진 치환 정보이다. 상기 수학식 14에 기초하여， 는 다음 수학식 16과 같이 표현될 수 있다.
【수학식 16】
Figure imgf000052_0003
= ᆻ浴/，月 =公 +，公7:, （/ = 1, 2, ... ,必 - 1）,公 «넜」¾ = 0
여기서,
Figure imgf000052_0005
행렬이고， 는 쌔+1 행렬이며
Figure imgf000052_0004
행렬이다.
IV， : ， PM 행렬은 모두 입력들 중 일부（각각 ᄂ ， X개）룰 선택하는 역할을 수행하며, 각기 느개, 개， N개의 위치 값으로서 표현될 수 있다. 이때， 출력당 선택되는 입력 인덱스 값을 위치 값으로 볼 수 있다. 02019/194505 51 1»（：1^1{2019/003813 따라서,상기 수학식 16에서와 같이 하나의 1乂 는 ?0\ ?, (1= 1,2, ...^-1), 과 (1 = 1， 2, ， 들로도 기술될 수 있으며
Figure imgf000053_0001
대해서는 각기 /2개의 각도들로 표현될 수 있다. 또한， 상기 수학식 16에서 (I = 1， 2, ， 1 )들이 모두 NxN항등 행렬과 같다고 하면， 1X31와 같게 되므로 :乂｝!도 상기 수학식 16과 같이
Figure imgf000053_0002
1,2, ^1-1), 과 1 = 1,2, ， 들로도 기술될 수 있다. 일실시예로, (凡 니 = (64, 16)인 경우 NQ ~ NM까지를 모두 짝수라 하면, 16으로 시작하여 64로 끝나는 ]^1+1 길이의 비감소 (11011-(16 63 1¾) 수열을 1나0 NM까지 할당할수 있다. = 12인 경우에 대한 예시로서 다음 수학식 17과 같이 〜 을 설정할수 있다.
【수학식 17】
Figure imgf000053_0003
] =(16,16,16,16,16, 40, 40, 40, 40, 64, 64, 64, 64) 이때, 16으로 시작하여 ^로 끝나는 어떠한 짝수의 비감소 (11011-(160^ 11은) 시퀀스도 가능하다. 이와 같은 비감소 (11011-(16아63 1¾) 시퀀스에 대해서， 상기 수학식 16의 1 ，，孔 ( = 1,2, ,M-1)，PM과 = 1，2, ...,1 )들을 설정할 수도 있고， 상기 수학식 16의 : 1,2, ， 들을 설정할수도 있다. 상술한 바와 같이， ½에 의하여 각 기븐스 회전 레이어의 출력 중 일부를 선택하게 되므로， 상기 도 17， 18을 통해 설명한 바와 같이 선택된 출력들과 관계가 없는 연산들은 제거할 수 있고， 입력 데이터의 수와 출력 데이터의 수가 같은 LGT 대비 TiT를 구성하는 회전의 수도 줄일 수 있으므로 전체적인 계산량이 줄어들게 된다.
M,에 대한 예시로서는 상기 수학식 15에서와 같이 먼저 등장하는 출력 값들을 순서대로 선택하도록 구성할수도 있다. 상기 Mi는 각 행 (row)에 대해 1인 요소가 1개만 존재하며 각 열 (column)에 대해서는 1인 요소가 1개만 존재하거나 존재하지 않을 수 있다. 도 19는 본 발명이 적용되는 실시예로서， 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 흐름도를 나타낸다.
인코더는 현재 레지듀얼 블록에 대하여 순방향 1차 변환을 수행한다 (S1910). 상기 순방향 1차 변환은 primary transform, core transform으로 지칭될 수 있다. 실시예로서, 상기 인코더는 전술한 MTS를 이용하여 순방향 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 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 배열할수 있다. 상기 인코더는 축소된 회전기반 변환을 이용하여 순방향 2차 변환을 수행한다 (S1920). 상기 순방향 2차 변환의 결과로 출력되는 1차원 신호는 2차원 블록으로 재배열될 수 있다.
상기 인코더는 상기 재배열된 2차원 블록에 대해 양자화를 수행할 수 있다 (S1930).
본 발명의 일실시예는, 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 방법을 제공한다.
인코더는 현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행할 수 있다. 상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여， 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 순방향 2차 변환을 수행할 수 있다. 여기서， 상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터 (Nxl 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타낸다.
일실시예로， 상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함할 수 있다.
상기 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화 및 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다.
일실시예로, 상기 인코더는 상기 현재 레지듀얼 블록 내 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 상기 현재 레지듀얼 블록의 변환 인덱스를 인코딩할지 여부를 결정할 수 있다. 이때， 상기 변환 인덱스는 상기 축소된 회전기반 변환에 대응된다.
일실시예로， 상기 마지막 0이 아닌 변환 계수가 특정 영역에 위치하는 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되지 않고， 그렇지 않은 경우 상기 변환 인덱스는 코딩된다. 이때, 상기 현재 레지듀얼 블록이 NxN 일때， 상기 특정 영역은 상기 축소된 회전기반 변환이 적용되는 경우 스캔 순서에 따라 변환 계수들을 배치하였을 때 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있는 위치를 제외한 나머지 영역을 나타낸다.
본 발명의 일실시예는， 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 장치를 제공한다.
상기 인코더는, 현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하고， 상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여, 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 순방향 2차 변환을 수행하는 변환부; 상기 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화를 수행하는 양자화부; 및 상기 양자화가 수행된 블록에 대해 엔트로피 인코딩을수행하는 엔트로피 인코딩부를 포함할수 있다.
여기서, 상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터 신 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타낸다. 그리고, 상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을포함한다. 도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 디코딩하는흐름도를 나타낸다.
디코더는 변환 계수 블록에 대해 역양자화를 수행한다 (S2010).
상기 디코더는 축소된 회전기반 변환을 이용하여 역방향 2차 변환을 수행한다 2020).
여기서, 상기 역방향 2차 변환은 상기 도 19의 축소된 회전기반 변환을 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 (N개의 입력, N개의 출력 가정), 상기 역방향 2차 변환에서의 해당 치환 유닛을 나타내는 행렬은 가 된다. 다만, 는 정방 행렬이 아닐 수 있으므로 를 곱하면 출력의 개수가 줄어들 수 있고, 반대로 를 곱하면 출력의 개수가 늘어날 수 있다.
보다 구체적으로 순방향 2차 변환에서 기븐스 회전 레이어들에 대한 인덱스가 1~L이었고 1부터 L의 순서로 적용되었다고 한다면， 역방향 2차 변환에서는 L부터 1의 순서로 적용되며， 치환 블록들에 대한 적용 순서도 마찬가지로 반대 방향으로 적용된다.
상기 디코더는 상기 역방향 2차 변환의 결과에 대하여 역방향 1차 변환을 수행한다 (S2030).
본 발명의 일실시예는, 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 방법을 제공한다. 디코더는 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득할수 있다.
상기 디코더는 상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여 상기 변환 블록에 역방향 2차 변환을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터 (Nxl 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타낸다. 그리고， 상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation T ransform)을 포함한다.
상기 디코더는 상기 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행할수 있다.
상기 디코더는 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 비디오 신호를 복원할수 있다.
일실시예로， 상기 디코더는 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하는 단계 및 상기 변환 인덱스에 대응되는 상기 축소된 회전기반 변환을 유도하는 단계를 더 포함할 수 있다. 여기서， 상기 변환 인덱스의 획득 여부는 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 결정될 수 있다.
일실시예로, 상기 마지막 0이 아닌 변환 계수가 특정 영역에 위치하는 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되지 않고, 그렇지 않은 경우 상기 변환 인덱스는 코딩된다. 이때， 상기 현재 블록이 NxN 일때, 상기 특정 영역은 상기 축소된 회전기반 변환이 적용되는 경우 스캔 순서에 따라 변환 계수들을 배치하였을 때 0이 아닌 변환 계수가존재할수 있는 위치를 제외한 나머지 영역을 나타낸다. 일실시예로, 상기 디코더는 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하고， 상기 변환 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도할 수 있다. 여기서 상기 변환 인덱스는 DST7 및/또는 DCT8 의 조합으로 구성된 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나에 대응된다. 그리고， 상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고， 상기 수평 변환 및 상기 수직 변환은 상기 DST7 또는 상기 DCT8 중 어느 하나에 대응된다. 이경우, 상기 역방향 1차 변환은 상기 변환조합을 이용하여 수행된다.
또한， 상기 변환조합은 상기 도 6의 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 일실시예는， 축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 장치를 제공한다.
상기 장치는, 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하고, 상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여 상기 변환 블록에 역방향 2차 변환을 수행하고, 상기 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 변환부 및 상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 복원부를 포함할수 있다.
여기서， 상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터 (Nxl 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타낸다. 그리고, 상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함한다. 2019/194505 58 1»（：1^1{2019/003813 도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서， 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
상기 도 21을 살펴보면, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버， 미디어 저장소， 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 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 서버는 사용자에게 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 수신할수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할수 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 (ul仕 abook), 웨어러블 디바이스 (wearable device, 예를 들어， 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터， 디지털 사이니지 등이 있을수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며， 이 경우 각서버에서 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 풀레이어, 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), ROM, PROM, EPROM, EEPROM， 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】 2019/194505 61 1»（：1^1{2019/003813 이상， 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로， 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 7ᅵ술적 사상과 그 기술적 범위 내에서， 다양한 다른 실시예들을 개량， 변경， 대체 또는 부가등이 가능할 것이다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 방법에 있어서, 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩 및 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하는 단계;
상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여 상기 변환 블록에 역방향 2차 변환 (inverse secondary transform)을 수행하는 단계 ;
상기 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 단계; 및
상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계
를 포함하되，
상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터 (Nxl 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타내고,
상기 죽소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 2]
제 1항에 있어서, 상기 방법은，
상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하는 단계; 및 2019/194505 63 1»（：1^1{2019/003813 상기 변환 인덱스에 대응되는 상기 축소된 회전기반 변환을 유도하는 단계를 더 포함하되，
상기 변환 인덱스의 획득 여부는 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 3]
제 1항에 있어서，
상기 마지막 0이 아닌 변환 계수가 특정 영역에 위치하는 경우 상기 변환 인덱스는코딩되지 않고， 그렇지 않은 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되며，
상기 현재 블록이 NxN 일때, 상기 특정 영역은 상기 축소된 회전기반 변환이 적용되는 경우 스캔 순서에 따라 변환 계수들을 배치하였을 때 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있는 위치를 제외한 나머지 영역을 나타내는 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 17 및/또는 1X78 의 조합으로 구성된 복수개의 변환조합들 중 어느하나에 대응됨; 및
상기 변환 인덱스에 대응되는 변환조합을 유도하는 단계를 더 포함하되， 상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고, 상기 수평 변환 및 상기 수직 변환은상기 0817 또는 상기 DCTS 중 어느 하나에 대응되며，
상기 역방향 1차 변환은 상기 변환 조합을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 5】
축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 방법에 있어서,
현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하는 단계;
상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여, 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 순방향 2차 변환을 수행하는 단계;
상기 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화 및 엔트로피 인코딩을 수행하는 단계
를 포함하되，
상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터 인 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 변환을 나타내고,
상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법 .
【청구항 6]
제 5항에 있어서,상기 방법은,
상기 현재 레지듀얼 블록 내 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 상기 현재 레지듀얼 블록의 변환 인덱스를 인코딩할지 여부를 결정하는 단계
를 더 포함하되，
상기 변환 인덱스는 상기 축소된 회전기반 변환에 대응되는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 7]
제 6항에 있어서，
상기 마지막 0이 아닌 변환 계수가 특정 영역에 위치하는 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되지 않고， 그렇지 않은 경우상기 변환 인덱스는 코딩되며，
상기 현재 레지듀얼 블록이 NxN 일때, 상기 특정 영역은 상기 축소된 회전기반 변환이 적용되는 경우 스캔 순서에 따라 변환 계수들을 배치하였을 때 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있는 위치를 제외한 나머지 영역을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
【청구항 8】
축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 복원하는 장치에 있어서, 현재 블록에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 엔트로피 디코딩부;
엔트로피 디코딩된 결과에 대해 역양자화를 수행하여 변환 블록을 획득하는 양자화부;
상기 축소된 회전기반 변환을 이용하여 상기 변환 블록에 역방향 2차 변환 (inverse secondary transform)을 수행하고， 상기 역방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 역방향 1차 변환을 수행하는 변환부; 및
상기 역방향 1차 변환이 수행된 블록을 이용하여 상기 현재 블록을 복원하는 복원부
를 포함하되,
상기 축소된 회전기반 변환은 N개의 레지듀얼 데이터 (Nxl 레지듀얼 벡터)가 입력되어 L개 (L<N)의 변환 계수 데이터 (Lxl 변환 계수 벡터)가 출력되는 \¥0 2019/194505 66 1»（：1/10公019/003813 변환을 나타내고,
상기 축소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 흭득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 .
【청구항 9】
제 8항에 있어서,상기 장치는,
상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하는 파싱부; 및
상기 변환 인덱스에 대응되는 상기 축소된 회전기반 변환을 유도하는 상기 변환부를 포함하되,
상기 변환 인덱스의 획득 여부는 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
【청구항 10】
제 8항에 있어서，
상기 마지막 0이 아닌 변환 계수가 특정 영역에 위치하는 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되지 않고， 그렇지 않은 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되며，
상기 현재 블록이 NxN 일때, 상기 특정 영역은 상기 축소된 회전기반 변환이 적용되는 경우 스캔 순서에 따라 변환 계수들을 배치하였을 때 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있는 위치를 제외한 나머지 영역을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
【청구항 11】 ,
제 8항에 있어서,상기 장치는， 2019/194505 67 1»（：1^1{2019/003813 상기 비디오 신호로부터 상기 현재 블록의 변환 인덱스를 획득하는 파싱부, 여기서 상기 변환 인덱스는 0817 및/또는 1X18 의 조합으로 구성된 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나에 대응됨; 및
상기 변환 인덱스에 대응되는 변환 조합을 유도하는 상기 변환부를 포함하되,
상기 변환 조합은 수평 변환 및 수직 변환으로 구성되고， 상기 수평 변환 및 상기 수직 변환은 상기 DST^ 또는 상기 1X78 중 어느 하나에 대응되며，
상기 역방향 1차 변환은 상기 변환 조합을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 장치.
【청구항 12]
축소된 회전기반 변환에 기초하여 비디오 신호를 인코딩하는 장치에 있어서，
현재 레지듀얼 블록에 대해 순방향 1차 변환을 수행하고， 상기 죽소된 회전기반 변환을 이용하여, 상기 순방향 1차 변환이 수행된 블록에 대해 순방향 2차 변환을 수행하는 변환부;
상기 순방향 2차 변환이 수행된 블록에 대해 양자화를 수행하는 양자화부; 및
상기 양자화가 수행된 블록에 대해 엔트로피 인코딩을 수행하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되,
상기 축소된 회전기반 변환은 X개의 레지듀얼 데이터어 레지듀얼 벡터）가 입력되어 느개山 ）의 변환 계수 데이터（1 1 변환 계수 벡터）가 출력되는 변환을 나타내고， 상기 죽소된 회전기반 변환은 복수의 기븐스 회전 레이어 (Givens rotation layer) 및 적어도 하나의 치환 유닛 (permutation unit)에 의해 획득되는 기븐스 회전 변환 (Givens Rotation Transform)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 .
【청구항 13】
제 12항에 있어서， 상기 장치는，
상기 현재 레지듀얼 블록 내 마지막 0이 아닌 변환 계수의 위치에 기초하여 상기 현재 레지듀얼 블록의 변환 인덱스를 인코딩할지 여부를 결정하는 단계
를 더 포함하되，
상기 변환 인덱스는 상기 축소된 회전기반 변환에 대응되는 것을 특징으로 하는 장치.
【청구항 14】
제 12항에 있어서,
상기 마지막 0이 아닌 변환 계수가 특정 영역에 위치하는 경우 상기 변환 인덱스는코딩되지 않고, 그렇지 않은 경우 상기 변환 인덱스는 코딩되며，
상기 현재 레지듀얼 블록이 NxN 일때, 상기 특정 영역은 상기 축소된 회전기반 변환이 적용되는 경우 스캔 순서에 따라 변환 계수들을 배치하였을 때 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있는 위치를 제외한 나머지 영역을 나타내는 것을 특징으로 하는 장치.
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