WO2019198997A1 - 인트라 예측에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents

인트라 예측에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치 Download PDF

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WO2019198997A1
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최장원
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an image coding technique, and more particularly, to an image coding method and apparatus based on intra prediction in an image coding system.
  • the demand for high resolution and high quality images such as high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images is increasing in various fields.
  • the higher the resolution and the higher quality of the image data the more information or bit rate is transmitted than the existing image data. Therefore, the image data can be transmitted by using a medium such as a conventional wired / wireless broadband line or by using a conventional storage medium. In the case of storage, the transmission cost and the storage cost are increased.
  • a high efficiency image compression technique is required to effectively transmit, store, and reproduce high resolution, high quality image information.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving image coding efficiency.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for increasing the efficiency of intra prediction.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for increasing the efficiency of intra prediction based on a cross component linear model (CCLM).
  • CCLM cross component linear model
  • Another technical problem of the present invention is to provide an efficient encoding and decoding method of CCLM prediction, and an apparatus for performing the encoding and decoding method.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for adaptively selecting a reference sample template for deriving a linear model parameter for CCLM.
  • a picture decoding method performed by a decoding apparatus may further include detecting intra prediction modes of a plurality of luma blocks in a luma region corresponding to a current chroma block, and performing a method on the current chroma block based on a first intra prediction mode of intra prediction modes of the plurality of luma blocks.
  • Generating a first predicted block for the second predictive block generating a second predicted block for the current chroma block based on a second intra prediction mode of intra prediction modes of the plurality of luma blocks; Generating a predicted block for the current chroma block based on a weighted sum using the predicted block and the second predicted block, and generating a reconstructed block based on the predicted block for the current chroma block. Characterized in that.
  • a decoding device for performing picture decoding detects intra prediction modes of a plurality of luma blocks in a luma region corresponding to a current chroma block, and applies the intra chroma mode to the current chroma block based on a first intra prediction mode of intra prediction modes of the plurality of luma blocks.
  • Generate a first predicted block for the second prediction block generate a second predicted block for the current chroma block based on a second intra prediction mode of the intra prediction modes of the plurality of luma blocks, and generate the first predicted block
  • a predictor for generating a predicted block for the current chroma block based on a weighted sum using the second predicted block, and an adder for generating a reconstructed block based on the predicted block for the current chroma block. It is characterized by.
  • the overall video / video compression efficiency can be improved.
  • the efficiency of intra prediction can be improved.
  • image coding efficiency can be improved by performing intra prediction based on CCLM.
  • the efficiency of intra prediction based on CCLM can be improved.
  • encoding and decoding efficiency of intra prediction can be improved by adaptively selecting a reference sample template for deriving a linear model parameter for CCLM.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • 3 exemplarily shows intra directional modes of 65 prediction directions.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a reference sample template of a current chroma block, according to an embodiment.
  • 5A and 5B are diagrams for describing a reference sample template of a current chroma block according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a process of deriving an intra prediction mode of a current chroma block, according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of applying CCLM according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of applying CCLM according to another embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating an encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of operating a decoding apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • a picture decoding method performed by a decoding apparatus may further include detecting intra prediction modes of a plurality of luma blocks in a luma region corresponding to a current chroma block, and performing a method on the current chroma block based on a first intra prediction mode of intra prediction modes of the plurality of luma blocks.
  • Generating a first predicted block for the second predictive block generating a second predicted block for the current chroma block based on a second intra prediction mode of intra prediction modes of the plurality of luma blocks; Generating a predicted block for the current chroma block based on a weighted sum using the predicted block and the second predicted block, and generating a reconstructed block based on the predicted block for the current chroma block. Characterized in that.
  • each configuration in the drawings described in the present invention are shown independently for the convenience of description of the different characteristic functions, it does not mean that each configuration is implemented by separate hardware or separate software.
  • two or more of each configuration may be combined to form one configuration, or one configuration may be divided into a plurality of configurations.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and / or separated are also included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
  • VVC Versatile Video Coding
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • a video may mean a series of images over time.
  • a picture generally refers to a unit representing one image in a specific time zone, and a slice is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • One picture may be composed of a plurality of slices, and if necessary, the picture and the slice may be mixed with each other.
  • an "image” may mean a concept including a still image and a video, which is a set of a series of still images over time.
  • video does not necessarily mean a set of a series of still images over time, and in some embodiments, may be interpreted as a concept in which still images are included in video.
  • a pixel or a pel may refer to a minimum unit constituting one picture (or image).
  • 'sample' or 'pixel' may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, and may only represent pixel / pixel values of the luma component, or only pixel / pixel values of the chroma component.
  • a unit represents the basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific region of the picture and information related to the region.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as block or area in some cases.
  • an M ⁇ N block may represent a set of samples or transform coefficients composed of M columns and N rows.
  • the encoding / decoding device may include a video encoding / decoding device and / or an image encoding / decoding device, and the video encoding / decoding device is used as a concept including the image encoding / decoding device, or the image encoding / decoding device is It may be used in a concept including a video encoding / decoding device.
  • the (video) encoding apparatus 100 may include a picture partitioning module 105, a prediction module 110, a residual processing module 120, and an entropy encoding unit (
  • the entropy encoding module 130 may include an adder 140, a filtering module 150, and a memory 160.
  • the residual processor 120 may include a substractor 121, a transform module 122, a quantization module 123, a rearrangement module 124, and a dequantization module 125. ) And an inverse transform module 126.
  • the picture divider 105 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit may be recursively split from the largest coding unit (LCU) according to a quad-tree binary-tree (QTBT) structure.
  • QTBT quad-tree binary-tree
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and / or a ternary tree structure.
  • the quad tree structure may be applied first, and the binary tree structure and the ternary tree structure may be applied later.
  • the binary tree structure / tunary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to the present invention may be performed based on the final coding unit that is no longer split.
  • the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized.
  • a coding unit of size may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include a procedure of prediction, transform, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may include a coding unit (CU) prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the coding unit may be split from the largest coding unit (LCU) into coding units of deeper depths along the quad tree structure.
  • LCU largest coding unit
  • the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized.
  • a coding unit of size may be used as the final coding unit. If a smallest coding unit (SCU) is set, the coding unit may not be split into smaller coding units than the minimum coding unit.
  • the final coding unit refers to a coding unit that is the basis of partitioning or partitioning into a prediction unit or a transform unit.
  • the prediction unit is a unit partitioning from the coding unit and may be a unit of sample prediction. In this case, the prediction unit may be divided into sub blocks.
  • the transform unit may be divided along the quad tree structure from the coding unit, and may be a unit for deriving a transform coefficient and / or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • a coding unit may be called a coding block (CB)
  • a prediction unit is a prediction block (PB)
  • a transform unit may be called a transform block (TB).
  • a prediction block or prediction unit may mean a specific area in the form of a block within a picture, and may include an array of prediction samples.
  • a transform block or a transform unit may mean a specific area in a block form within a picture, and may include an array of transform coefficients or residual samples.
  • the prediction unit 110 performs prediction on a block to be processed (hereinafter, may mean a current block or a residual block), and generates a predicted block including prediction samples for the current block. can do.
  • the unit of prediction performed by the prediction unit 110 may be a coding block, a transform block, or a prediction block.
  • the prediction unit 110 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block. As an example, the prediction unit 110 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a CU basis.
  • the prediction unit 110 may derive a prediction sample for the current block based on reference samples outside the current block in the picture to which the current block belongs (hereinafter, referred to as the current picture). In this case, the prediction unit 110 may (i) derive the prediction sample based on the average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) the neighbor reference of the current block.
  • the prediction sample may be derived based on a reference sample present in a specific (prediction) direction with respect to the prediction sample among the samples. In case of (i), it may be called non-directional mode or non-angle mode, and in case of (ii), it may be called directional mode or angular mode.
  • the prediction mode may have, for example, 33 directional prediction modes and at least two non-directional modes.
  • the non-directional mode may include a DC prediction mode and a planner mode (Planar mode).
  • the prediction unit 110 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the prediction unit 110 may derive the prediction sample for the current block based on the sample specified by the motion vector on the reference picture.
  • the prediction unit 110 may apply one of a skip mode, a merge mode, and a motion vector prediction (MVP) mode to derive a prediction sample for the current block.
  • the prediction unit 110 may use the motion information of the neighboring block as the motion information of the current block.
  • the skip mode unlike the merge mode, the difference (residual) between the prediction sample and the original sample is not transmitted.
  • the MVP mode the motion vector of the current block may be derived using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • a reference picture including the temporal neighboring block may be called a collocated picture (colPic).
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • Information such as prediction mode information and motion information may be encoded (entropy) and output in the form of a bitstream.
  • the highest picture on the reference picture list may be used as the reference picture.
  • Reference pictures included in a reference picture list may be sorted based on a difference in a picture order count (POC) between a current picture and a corresponding reference picture.
  • POC picture order count
  • the subtraction unit 121 generates a residual sample which is a difference between the original sample and the prediction sample.
  • residual samples may not be generated as described above.
  • the transform unit 122 generates transform coefficients by transforming the residual sample in units of transform blocks.
  • the transform unit 122 may perform the transform according to the size of the transform block and the prediction mode applied to the coding block or the prediction block that spatially overlaps the transform block. For example, if intra prediction is applied to the coding block or the prediction block that overlaps the transform block, and the transform block is a 4 ⁇ 4 residual array, the residual sample is configured to perform a discrete sine transform (DST) transform kernel.
  • the residual sample may be transformed using a discrete cosine transform (DCT) transform kernel.
  • DST discrete sine transform
  • DCT discrete cosine transform
  • the quantization unit 123 may quantize the transform coefficients to generate quantized transform coefficients.
  • the reordering unit 124 rearranges the quantized transform coefficients.
  • the reordering unit 124 may reorder the quantized transform coefficients in the form of a block into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method. Although the reordering unit 124 has been described in a separate configuration, the reordering unit 124 may be part of the quantization unit 123.
  • the entropy encoding unit 130 may perform entropy encoding on the quantized transform coefficients.
  • Entropy encoding may include, for example, encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC), and the like.
  • the entropy encoding unit 130 may encode information necessary for video reconstruction other than the quantized transform coefficients (for example, a value of a syntax element) together or separately according to entropy encoding or a predetermined method.
  • the encoded information may be transmitted or stored in units of network abstraction layer (NAL) units in the form of bitstreams.
  • the bitstream may be transmitted over a network or may be stored in a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and / or a communication network, and the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like.
  • the inverse quantization unit 125 inverse quantizes the quantized values (quantized transform coefficients) in the quantization unit 123, and the inverse transformer 126 inverse transforms the inverse quantized values in the inverse quantization unit 125 to obtain a residual sample.
  • the adder 140 reconstructs the picture by combining the residual sample and the predictive sample.
  • the residual sample and the predictive sample may be added in units of blocks to generate a reconstructed block.
  • the adder 140 may be part of the predictor 110.
  • the adder 140 may also be called a reconstruction module or a restore block generator.
  • the filter unit 150 may apply a deblocking filter and / or a sample adaptive offset to the reconstructed picture. Through deblocking filtering and / or sample adaptive offset, the artifacts of the block boundaries in the reconstructed picture or the distortion in the quantization process can be corrected.
  • the sample adaptive offset may be applied on a sample basis and may be applied after the process of deblocking filtering is completed.
  • the filter unit 150 may apply an adaptive loop filter (ALF) to the reconstructed picture. ALF may be applied to the reconstructed picture after the deblocking filter and / or sample adaptive offset is applied.
  • ALF adaptive loop filter
  • the memory 160 may store reconstructed pictures (decoded pictures) or information necessary for encoding / decoding.
  • the reconstructed picture may be a reconstructed picture after the filtering process is completed by the filter unit 150.
  • the stored reconstructed picture may be used as a reference picture for (inter) prediction of another picture.
  • the memory 160 may store (reference) pictures used for inter prediction.
  • pictures used for inter prediction may be designated by a reference picture set or a reference picture list.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video decoding apparatus to which the present invention can be applied.
  • the video decoding apparatus may include an image decoding apparatus.
  • the (video) decoding apparatus 200 may include an entropy decoding module 210, a residual processing module 220, a prediction module 230, and an adder. , 240, a filtering module 250, and a memory 260.
  • the residual processor 220 may include a rearrangement module 221, a dequantization module 222, and an inverse transform module 223.
  • the video decoding apparatus 200 may include a receiver that receives a bitstream including video information. The receiver may be configured as a separate module or may be included in the entropy decoding unit 210.
  • the (video) decoding apparatus 200 may restore the video / image / picture in response to a process in which the video / image information is processed in the (video) encoding apparatus. .
  • the video decoding apparatus 200 may perform video decoding using a processing unit applied in the video encoding apparatus.
  • the processing unit block of video decoding may be, for example, a coding unit, and in another example, a coding unit, a prediction unit, or a transform unit.
  • the coding unit may be split along the quad tree structure, binary tree structure and / or ternary tree structure from the largest coding unit.
  • the prediction unit and the transform unit may be further used in some cases, in which case the prediction block is a block derived or partitioned from the coding unit and may be a unit of sample prediction. At this point, the prediction unit may be divided into subblocks.
  • the transform unit may be divided along the quad tree structure from the coding unit, and may be a unit for deriving a transform coefficient or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream and output information necessary for video reconstruction or picture reconstruction. For example, the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements necessary for video reconstruction, and residual coefficients. Can be output.
  • a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements necessary for video reconstruction, and residual coefficients. Can be output.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in a previous step.
  • the context model is determined using the context model, the probability of occurrence of a bin is predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin is performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. can do.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the information of the decoded symbol / bin for the context model of the next symbol / bin after determining the context model.
  • the information related to the prediction among the information decoded by the entropy decoding unit 210 is provided to the prediction unit 230, and the residual value on which the entropy decoding has been performed by the entropy decoding unit 210, that is, the quantized transform coefficient, is used as a reordering unit ( 221 may be input.
  • the reordering unit 221 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block form.
  • the reordering unit 221 may perform reordering in response to coefficient scanning performed by the encoding apparatus.
  • the rearrangement unit 221 has been described in a separate configuration, but the rearrangement unit 221 may be part of the inverse quantization unit 222.
  • the inverse quantization unit 222 may dequantize the quantized transform coefficients based on the (inverse) quantization parameter and output the transform coefficients.
  • information for deriving a quantization parameter may be signaled from the encoding apparatus.
  • the inverse transform unit 223 may inversely transform transform coefficients to derive residual samples.
  • the prediction unit 230 may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the unit of prediction performed by the prediction unit 230 may be a coding block, a transform block, or a prediction block.
  • the prediction unit 230 may determine whether to apply intra prediction or inter prediction based on the information about the prediction.
  • a unit for determining which of intra prediction and inter prediction is to be applied and a unit for generating a prediction sample may be different.
  • the unit for generating a prediction sample in inter prediction and intra prediction may also be different.
  • whether to apply inter prediction or intra prediction may be determined in units of CUs.
  • a prediction mode may be determined and a prediction sample may be generated in PU units
  • intra prediction a prediction mode may be determined in PU units and a prediction sample may be generated in TU units.
  • the prediction unit 230 may derive the prediction sample for the current block based on the neighbor reference samples in the current picture.
  • the prediction unit 230 may derive the prediction sample for the current block by applying the directional mode or the non-directional mode based on the neighbor reference samples of the current block.
  • the prediction mode to be applied to the current block may be determined using the intra prediction mode of the neighboring block.
  • the prediction unit 230 may derive the prediction sample for the current block based on the sample specified on the reference picture by the motion vector on the reference picture.
  • the prediction unit 230 may apply any one of a skip mode, a merge mode, and an MVP mode to derive a prediction sample for the current block.
  • motion information required for inter prediction of the current block provided by the video encoding apparatus for example, information about a motion vector, a reference picture index, and the like may be obtained or derived based on the prediction information.
  • the motion information of the neighboring block may be used as the motion information of the current block.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block and a temporal neighboring block.
  • the prediction unit 230 may construct a merge candidate list using motion information of available neighboring blocks, and may use information indicated by the merge index on the merge candidate list as a motion vector of the current block.
  • the merge index may be signaled from the encoding device.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture. When the motion information of the temporal neighboring block is used in the skip mode and the merge mode, the highest picture on the reference picture list may be used as the reference picture.
  • the difference (residual) between the prediction sample and the original sample is not transmitted.
  • the motion vector of the current block may be derived using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block and a temporal neighboring block.
  • a merge candidate list may be generated by using a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a motion vector corresponding to a Col block, which is a temporal neighboring block.
  • the motion vector of the candidate block selected from the merge candidate list is used as the motion vector of the current block.
  • the information about the prediction may include a merge index indicating a candidate block having an optimal motion vector selected from candidate blocks included in the merge candidate list.
  • the prediction unit 230 may derive the motion vector of the current block by using the merge index.
  • a motion vector predictor candidate list may be generated using a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a motion vector corresponding to a Col block which is a temporal neighboring block.
  • the prediction information may include a prediction motion vector index indicating an optimal motion vector selected from the motion vector candidates included in the list.
  • the prediction unit 230 may select the predicted motion vector of the current block from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list using the motion vector index.
  • the prediction unit of the encoding apparatus may obtain a motion vector difference (MVD) between the motion vector of the current block and the motion vector predictor, and may encode the output vector in a bitstream form. That is, MVD may be obtained by subtracting the motion vector predictor from the motion vector of the current block.
  • the prediction unit 230 may obtain a motion vector difference included in the information about the prediction, and derive the motion vector of the current block by adding the motion vector difference and the motion vector predictor.
  • the prediction unit may also obtain or derive a reference picture index or the like indicating a reference picture from the information about the prediction.
  • the adder 240 may reconstruct the current block or the current picture by adding the residual sample and the predictive sample.
  • the adder 240 may reconstruct the current picture by adding the residual sample and the predictive sample in block units. Since the residual is not transmitted when the skip mode is applied, the prediction sample may be a reconstruction sample.
  • the adder 240 has been described in a separate configuration, the adder 240 may be part of the predictor 230.
  • the adder 240 may also be called a reconstruction module or a reconstruction block generator.
  • the filter unit 250 may apply the deblocking filtering sample adaptive offset, and / or ALF to the reconstructed picture.
  • the sample adaptive offset may be applied in units of samples and may be applied after deblocking filtering.
  • ALF may be applied after deblocking filtering and / or sample adaptive offset.
  • the memory 260 may store reconstructed pictures (decoded pictures) or information necessary for decoding.
  • the reconstructed picture may be a reconstructed picture after the filtering process is completed by the filter unit 250.
  • the memory 260 may store pictures used for inter prediction.
  • pictures used for inter prediction may be designated by a reference picture set or a reference picture list.
  • the reconstructed picture can be used as a reference picture for another picture.
  • the memory 260 may output the reconstructed picture in an output order.
  • a predicted block including prediction samples of the current block which is a coding target block
  • the predicted block comprises prediction samples in the spatial domain (or pixel domain).
  • the predicted block is derived identically in the encoding apparatus and the decoding apparatus, and the encoding apparatus decodes information (residual information) about the residual between the original block and the predicted block, not the original sample value itself of the original block. Signaling to an apparatus may increase image coding efficiency.
  • the decoding apparatus may derive a residual block including residual samples based on the residual information, generate the reconstructed block including reconstructed samples by adding the residual block and the predicted block, and generate reconstructed blocks. A reconstructed picture may be generated.
  • the residual information may be generated through a transform and quantization procedure.
  • the encoding apparatus derives a residual block between the original block and the predicted block, and performs transform procedure on residual samples (residual sample array) included in the residual block to derive transform coefficients.
  • the quantized transform coefficients may be derived by performing a quantization procedure on the transform coefficients to signal related residual information to the decoding device (via a bitstream).
  • the residual information may include information such as value information of the quantized transform coefficients, position information, a transform scheme, a transform kernel, and a quantization parameter.
  • the decoding apparatus may perform an inverse quantization / inverse transformation procedure and derive residual samples (or residual blocks) based on the residual information.
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the predicted block and the residual block.
  • the encoding apparatus may then dequantize / inverse transform the quantized transform coefficients for reference for inter prediction of the picture to derive a residual block, and generate a reconstructed picture based thereon.
  • 3 exemplarily shows intra directional modes of 65 prediction directions.
  • an intra prediction mode having horizontal directionality and an intra prediction mode having vertical directionality may be distinguished from the intra prediction mode 34 having a left upward diagonal prediction direction.
  • H and V in FIG. 3 mean horizontal directionality and vertical directionality, respectively, and a number of -32 to 32 represents a displacement of 1/32 on a sample grid position.
  • Intra prediction modes 2 to 33 have horizontal orientation, and intra prediction modes 34 to 66 have vertical orientation.
  • Intra prediction mode 18 and intra prediction mode 50 indicate a horizontal intra prediction mode (or a horizontal mode), a vertical intra prediction mode (or a vertical mode), respectively.
  • the prediction mode may be referred to as a left downward diagonal intra prediction mode, an intra prediction mode 34 is a left upward diagonal intra prediction mode, and an intra prediction mode 66 may be called a right upward diagonal intra prediction mode.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a process of deriving an intra prediction mode of a current chroma block, according to an exemplary embodiment.
  • chroma block a "chroma image”, or the like may represent the same meaning as a color difference block, a color difference image, and the like
  • chroma and color difference may be used interchangeably.
  • a "luma block”, a “luma image”, and the like may represent the same meaning as a luminance block, a luminance image, and the like
  • the luma and the luminance may be used interchangeably.
  • a "current chroma block” may mean a chroma component block of a current block that is a current coding unit
  • a "current luma block” may refer to a luma component block of a current block that is a current coding unit. Therefore, the current luma block and the current chroma block correspond to each other.
  • the block type and the number of blocks of the current luma block and the current chroma block are not always the same and may be different in some cases.
  • the current chroma block may correspond to the current luma region, where the current luma region may consist of at least one luma block.
  • reference sample template may refer to a set of reference samples around a current chroma block for predicting a current chroma block.
  • the reference sample template may be predefined, and information about the reference sample template may be signaled from the encoding apparatus 100 to the decoding apparatus 200.
  • a set of samples shaded by one line around a 4 ⁇ 4 block that is a current chroma block represents a reference sample template. While the reference sample template is composed of one line of reference samples, it can be seen in FIG. 4 that the reference sample region in the luma region corresponding to the reference sample template is composed of two lines.
  • CCLM cross component linear model
  • CCLM prediction of Cb and Cr chroma images may be based on the following equation.
  • pred c (i, j) is the Cb or Cr chroma image to be predicted
  • recon L (2i, 2j) is the reconstructed luminance image
  • (i, j) is the coordinate of the pixel.
  • Figure 3 shows the difference in cross-correlation and average value between the template around the Cb or Cr chroma block and the template around the luminance block, as shown by the shaded area of FIG. , For example, Equation 2 below.
  • t L denotes a reference sample around the luminance block corresponding to the current chroma image
  • t C denotes a reference sample of the chroma image block to which the current encoding is applied
  • (i, j) denotes a pixel position.
  • M (A) means an average of A pixels in the template region.
  • the intra prediction mode of the Cr chroma image is not the CCLM mode
  • prediction is performed based on the non-CCLM mode.
  • CCLM may be performed between the Cb chroma image and the Cr chroma image, and the result may be reflected in the existing prediction block as shown in Equation 2. It is possible to predict the other using either one of the Cb and Cr chroma images. For example, the following equation may be used when the Cr chroma image is predicted using the Cb chroma image.
  • pred Cr refers to the final predicted Cr chroma pixel
  • pre_pred Cr refers to the Cr chroma pixel predicted through the prediction mode of Cr colors other than CCLM
  • residual Cb refers to the residual pixel of the Cb chroma image which has been coded.
  • 5A and 5B are diagrams for describing a process of deriving an intra prediction mode of a current chroma block according to another embodiment.
  • a linear model parameter used for CCLM Wow A reference sample template for calculating a may be adaptively determined. More specifically, a reference sample template to be used in CCLM encoding may be determined by referring to an intra prediction direction of a luma block corresponding to the current chroma block. In one example, when the intra prediction is performed in the vertical direction in the luminance block corresponding to the current chroma block, it may be predicted that the neighboring pixels that have a major influence on the prediction of the current chroma block are upper pixels, and thus Based only on the pixels And Can be derived.
  • the reference sample template of the CCLM mode may be determined as follows according to the intra prediction mode of the corresponding luminance block of the current chroma block.
  • neighboring samples of the left, top, and top left of the current chroma block may be determined as the reference sample template. More specifically, when the intra prediction mode for the luma block is a planner mode or a DC mode, the reference sample template includes left peripheral reference samples adjacent to a left boundary of the current chroma block, and an upper side adjacent to an upper boundary of the current chroma block. Peripheral reference samples and the upper left corner peripheral reference sample of the current chroma block may be determined.
  • neighboring samples at the top of the current chroma block may be determined as the reference sample template as shown in FIG. 5A. More specifically, when the intra prediction mode for the luma block is a vertical mode or an intra prediction mode of 51 or an intra prediction mode of 66, the reference sample template includes an upper edge adjacent to an upper boundary of the current chroma block. Reference samples may be determined.
  • neighboring samples at the left end of the current chroma block may be determined as the reference sample template as shown in FIG. 5B. More specifically, when the intra prediction mode for the luma block is a horizontal mode or intra prediction mode 2 to intra prediction mode 17, the reference sample template may refer to a left peripheral reference adjacent to the left boundary of the current chroma block. Samples can be determined.
  • the intra prediction mode of the luminance block is a prediction mode having an order between HORIZONTAL or VERTICAL modes, as shown in FIG. 4, neighboring samples of the left, top, and top left of the current chroma block are referred to as a reference sample template.
  • the reference sample template may include left peripheral reference samples adjacent to a left boundary of the current chroma block, the current chroma. The upper peripheral reference samples adjacent to the upper boundary of the block and the upper left corner peripheral reference sample of the current chroma block may be determined.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a process of deriving an intra prediction mode of a current chroma block based on a weighted sum, according to an embodiment.
  • the luma region is the right region with respect to the center of gravity in the quadrangle shown at the left.
  • the top-left sample position of the luma region is TL
  • the top-right sample position is TR
  • the center right bottom sample position is CR
  • the bottom left sample position is BL
  • the left and right sample positions are BR. It is expressed.
  • the current chroma block is the right region based on the center of gravity in the quadrangle shown on the right side.
  • the chroma block around the lower left corner of the current chroma block is BL
  • the lower left peripheral chroma block is L
  • the upper right corner chroma block is AR
  • the upper right peripheral chroma block is A
  • the upper left corner chroma block is AL. It is expressed.
  • encoding may be performed independently on the luma block and the chroma block during intra prediction, and thus, as shown in FIG. 6, the luma region corresponding to the current chroma block may appear in a different block size or block form than the current chroma block. have.
  • intra prediction mode candidates may be analyzed in a predetermined order in a luma region corresponding to a current chroma block, and a reference sample for CCLM among the intra prediction mode candidates is based on the analysis.
  • An intra prediction mode for determining a template may be selected.
  • the predetermined order may be, for example, an order of CR, TL, TR, BL and BR.
  • the size of the reference sample template used for CCLM may be adjusted accordingly.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of applying CCLM according to an embodiment.
  • the encoding apparatus 100 or the decoding apparatus 200 may detect an intra prediction mode of the current luma block (S700).
  • the encoding apparatus 100 or the decoding apparatus 200 may determine the reference sample template based on the intra prediction mode of the current luma block (S710).
  • the encoding apparatus 100 or the decoding apparatus 200 may apply CCLM based on the determined reference sample template (S720).
  • the reference sample template determined by the method proposed in the present embodiment may be used for CCLM prediction, and the block predicted through CCLM prediction is used when the encoding apparatus acquires the residual image through the difference with the original image, or decodes it. It may be used when the device acquires a reconstructed image through the sum of the residual signal.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of applying CCLM according to another embodiment.
  • This embodiment is a linear model parameter when CCLM coding of a chroma block. And It relates to a method of adaptively selecting a reference sample template for deriving. In one example, it may be determined whether to select an adaptive (or variable) reference sample template via 1 bit flag (or index) signaling.
  • the encoding apparatus 100 determines an optimal reference sample template (shape) based on the RD-cost (or RDO), 1 indicating whether the reference sample template is adaptively (or optional) selected.
  • the bit flag may be generated and encoded to signal (or transmit) to the decoding apparatus 200.
  • the 1-bit flag may be a flag indicating whether the intra prediction mode for the luma block corresponding to the current chroma block is related to the reference sample template, or the reference sample template based on the intra prediction mode for the luma block. It may be a flag indicating whether to determine (S800).
  • the decoding apparatus 200 may parse the 1-bit flag after the CCLM mode is selected, and may determine whether the parsed 1-bit flag indicates 1 (S810).
  • the decoding apparatus 200 may determine a reference sample template for the current chroma block based on the intra prediction mode for the luma block. More specifically, the decoding apparatus 200 detects an intra prediction mode of a luma block corresponding to the current chroma block (S820), determines a reference sample template based on the intra prediction mode of the luma block (S830), and determines the determined reference. CCLM may be applied based on the sample template (S840). A detailed embodiment of the process of determining the reference sample template based on the intra prediction mode of the luma block has been described above with reference to FIGS. 4, 5A, and 5B.
  • the decoding apparatus 200 may apply CCLM based on a predefined reference sample template (S850).
  • the size of the reference sample template may be adaptively increased according to the number of reference sample lines.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of operating an encoding apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus, according to an exemplary embodiment.
  • Each step disclosed in FIG. 9 may be performed by the encoding apparatus 100 disclosed in FIG. 1. More specifically, S900 may be performed by the prediction unit 110 disclosed in FIG. 1, and S910 and S920 may be performed by the entropy encoding unit 130 illustrated in FIG. 1. In addition, operations according to S900 to S920 are based on some of the contents described above with reference to FIGS. 4 to 8. Therefore, specific details overlapping with the above-described contents in FIGS. 1 and 4 to 8 will be omitted or simply described.
  • an encoding apparatus may include a prediction unit 110 and an entropy encoding unit 130.
  • a prediction unit 110 may be required components of the encoding apparatus, and the encoding apparatus may be implemented by more or fewer components than those illustrated in FIG. 10.
  • the prediction unit 110 and the entropy encoding unit 130 may be implemented as separate chips, or at least two or more components may be implemented through one chip.
  • the encoding apparatus may determine a reference sample template for predicting a current chroma block (S900). More specifically, the prediction unit 110 of the encoding apparatus may determine a reference sample template for predicting the current chroma block.
  • the reference sample template may be determined based on a rate-distortion cost (or RDO).
  • the RD cost may be derived based on a sum of absolute difference (SAD).
  • the encoding apparatus may generate a flag indicating whether a reference sample template is related to an intra prediction mode for a luma block corresponding to the current chroma block (S910). More specifically, the entropy encoding unit 130 of the encoding apparatus may generate a flag indicating whether the reference sample template and the intra prediction mode for the luma block corresponding to the current chroma block are related.
  • the normal reference sample template includes left peripheral reference samples adjacent to a left boundary of the current chroma block, upper peripheral reference samples adjacent to an upper boundary of the current chroma block, and a reference sample around a left upper corner of the current chroma block. Can be configured.
  • the flag when the flag indicates 1, it may be indicated to derive the reference sample template based on an intra prediction mode for the luma block.
  • the reference sample template when the flag indicates 0, includes left peripheral reference samples adjacent to a left boundary of the current chroma block, upper peripheral reference samples adjacent to an upper boundary of the current chroma block; It may be determined as a reference sample around the upper left corner of the current chroma block.
  • the encoding apparatus may encode image information including a flag (S920). More specifically, the entropy encoding unit 130 of the encoding apparatus may encode image information including a flag.
  • the encoding apparatus determines a reference sample template for predicting a current chroma block (S900), and a luma block corresponding to the reference sample template and the current chroma block.
  • a flag indicating whether the intra prediction mode is related to each other may be generated, and image information including the flag may be encoded (S920). That is, encoding and decoding efficiency of intra prediction may be improved by adaptively selecting a reference sample template for deriving a linear model parameter for CCLM and signaling the selection result to a decoding apparatus.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of operating a decoding apparatus, according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus, according to an embodiment.
  • Each step disclosed in FIG. 11 may be performed by the decoding apparatus 200 disclosed in FIG. 2. More specifically, S1100 to S1120 may be performed by the predictor 230 shown in FIG. 2, and S1130 may be performed by the adder 240 shown in FIG. 2. In addition, operations according to S1100 to S1130 are based on some of the contents described above with reference to FIGS. 4 to 8. Therefore, detailed descriptions overlapping with those described above with reference to FIGS. 2 and 4 to 8 will be omitted or simply described.
  • the decoding apparatus may include a predictor 230 and an adder 240.
  • all of the components shown in FIG. 12 may not be essential components of the decoding apparatus, and the decoding apparatus may be implemented by more or fewer components than those illustrated in FIG.
  • the predictor 230 and the adder 240 may be implemented as separate chips, or at least two or more components may be implemented through one chip.
  • the decoding apparatus may derive an intra prediction mode for a luma block corresponding to the current chroma block (S1100). More specifically, the prediction unit 230 of the decoding apparatus may derive an intra prediction mode for the luma block corresponding to the current chroma block.
  • the intra prediction mode for the luma block may include a DC mode, a planner mode, an intra prediction mode of 2 to an intra prediction mode of 66, and the like.
  • the decoding apparatus may determine a reference sample template for predicting a current chroma block based on the intra prediction mode for the derived luma block (S1110). More specifically, the prediction unit 230 of the decoding apparatus may determine a reference sample template for predicting the current chroma block based on the intra prediction mode for the derived luma block.
  • the reference sample template may include left peripheral reference samples adjacent to a left boundary of the current chroma block, and of the current chroma block.
  • the upper peripheral reference samples adjacent to the upper boundary and the upper left corner peripheral reference sample of the current chroma block may be determined.
  • the reference sample template is adjacent to an upper boundary of the current chroma block.
  • Upper peripheral reference samples can be determined.
  • the reference sample template is located at the left boundary of the current chroma block. Adjacent left peripheral reference samples may be determined.
  • the reference sample template may include left peripheral reference samples adjacent to a left boundary of the current chroma block, The upper peripheral reference samples adjacent to the upper boundary of the current chroma block and the upper left corner peripheral reference sample of the current chroma block may be determined.
  • a flag indicating whether to determine the reference sample template based on the intra prediction mode for the luma block may be signaled. If the signaled flag indicates 1, the reference sample template may be determined based on an intra prediction mode for the luma block. If the flag indicates 0, the reference sample template includes left peripheral reference samples adjacent to a left boundary of the current chroma block, upper peripheral reference samples adjacent to an upper boundary of the current chroma block and an upper left of the current chroma block. It can be determined as a reference sample around the side corners.
  • deriving prediction samples for the current chroma block comprises deriving a linear model parameter for applying the CCLM based on the determined reference sample template and the derived linearity. Deriving prediction samples for the current chroma block based on a model parameter and reconstructed samples of the luma block, wherein the linear model parameter is a first linear model parameter and an offset indicating a scaling factor. It may be characterized in that it comprises a second linear model parameter representing (). The first linear model parameter may be represented by ⁇ and the second linear model parameter may be represented by ⁇ .
  • the decoding apparatus may derive the prediction samples for the current chroma block by applying CCLM to the current chroma block based on the determined reference sample template (S1120). More specifically, the prediction unit 230 of the decoding apparatus may derive the prediction samples for the current chroma block by applying CCLM to the current chroma block based on the determined reference sample template.
  • the decoding apparatus may generate reconstruction samples for the current chroma block based on the derived prediction samples (S1130). More specifically, the adder of the decoding apparatus may generate reconstruction samples for the current chroma block based on the derived prediction samples.
  • the decoding apparatus derives an intra prediction mode for a luma block corresponding to the current chroma block (S1100), and then calculates an intra prediction mode for the derived luma block.
  • a reference sample template for predicting a current chroma block is determined based on (S1110), and CCLM is applied to the current chroma block based on the determined reference sample template to derive prediction samples for the current chroma block (S1120).
  • Reconstructed samples for the current chroma block may be generated based on the predicted samples (S1130). That is, by adaptively selecting a reference sample template for deriving a linear model parameter for CCLM, encoding and decoding efficiency of intra prediction may be increased.
  • the above-described method according to the present invention may be implemented in software, and the encoding device and / or the decoding device according to the present invention may perform image processing of, for example, a TV, a computer, a smartphone, a set-top box, a display device, and the like. It can be included in the device.
  • the above-described method may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.
  • the processor may include an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법은, 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출하는 단계, 상기 도출된 상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 크로마 블록을 예측하기 위한 참조 샘플 템플릿(reference sample template)을 결정하는 단계, 상기 결정된 참조 샘플 템플릿을 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 CCLM(Cross-Component Linear Model)을 적용하여 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계 및 상기 도출된 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인트라 예측에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 인트라 예측에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 인트라 예측의 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 CCLM(Cross Component Linear Model)을 기반으로 하는 인트라 예측의 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 CCLM 예측의 효율적인 부호화 및 복호화 방법, 그리고 상기 부호화 및 복호화 방법을 수행하기 위한 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 CCLM을 위한 선형 모델 파라미터(linear model parameter)를 도출하기 위한 참조 샘플 템플릿을 적응적으로 선택하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 영역 내 복수의 루마 블록들의 인트라 예측 모드들을 검출하는 단계, 상기 복수의 루마 블록들의 인트라 예측 모드들 중 제1 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 제1 예측된 블록을 생성하는 단계, 상기 복수의 루마 블록들의 인트라 예측 모드들 중 제2 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 제2 예측된 블록을 생성하는 단계, 상기 제1 예측된 블록 및 상기 제2 예측된 블록을 이용한 가중합을 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측된 블록을 생성하는 단계 및 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 픽처 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는, 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 영역 내 복수의 루마 블록들의 인트라 예측 모드들을 검출하고, 상기 복수의 루마 블록들의 인트라 예측 모드들 중 제1 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 제1 예측된 블록을 생성하고, 상기 복수의 루마 블록들의 인트라 예측 모드들 중 제2 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 제2 예측된 블록을 생성하고, 상기 제1 예측된 블록 및 상기 제2 예측된 블록을 이용한 가중합을 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측된 블록을 생성하는 예측부 및 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 인트라 예측의 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 CCLM을 기반으로 인트라 예측을 수행하여 영상 코딩 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 CCLM을 기반으로 하는 인트라 예측의 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 CCLM을 위한 선형 모델 파라미터를 도출하기 위한 참조 샘플 템플릿을 적응적으로 선택함으로써 인트라 예측의 부호화 및 복호화 효율을 높일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 4는 일 실시예에 따른 현재 크로마 블록의 참조 샘플 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 다른 일 실시예에 따른 현재 크로마 블록의 참조 샘플 템플릿을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 현재 크로마 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라 CCLM을 적용하는 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 다른 일 실시예에 따라 CCLM을 적용하는 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 동작 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 동작 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 영역 내 복수의 루마 블록들의 인트라 예측 모드들을 검출하는 단계, 상기 복수의 루마 블록들의 인트라 예측 모드들 중 제1 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 제1 예측된 블록을 생성하는 단계, 상기 복수의 루마 블록들의 인트라 예측 모드들 중 제2 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 제2 예측된 블록을 생성하는 단계, 상기 제1 예측된 블록 및 상기 제2 예측된 블록을 이용한 가중합을 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측된 블록을 생성하는 단계 및 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하의 설명은 비디오, 이미지 또는 영상에 대해 다루는 기술 분야에서 적용될 수 있다. 예를 들어, 이하의 설명에서 개시된 방법 또는 실시예는 VVC (Versatile Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.266), VVC 이후의 차세대 비디오/이미지 코딩 표준, 또는 VVC 이전의 표준들(예를 들어, HEVC (High Efficiency Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.265) 등)의 개시 내용과 관련될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 명세서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 하나의 픽처는 복수의 슬라이스로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서 픽처 및 슬라이스는 서로 혼용되어 사용될 수 있다. 또한, 경우에 따라서 "이미지(image)"는 정지 영상 및 시간의 흐름에 따른 일련의 정지 영상들의 집합인 비디오(video)를 포함하는 개념을 의미할 수 있다. 또한, "비디오(video)"도 반드시 시간의 흐름에 따른 일련의 정지 영상들의 집합만을 의미하는 것은 아니고, 일부 실시예에서는 정지 영상이 비디오에 포함되는 개념으로 해석될 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)' 또는 '화소'가 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낸다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 인코딩 장치(video encoding apparatus)의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 인코딩/디코딩 장치는 비디오 인코딩/디코딩 장치 및/또는 영상 인코딩/디코딩 장치를 포함할 수 있고, 비디오 인코딩/디코딩 장치가 영상 인코딩/디코딩 장치를 포함하는 개념으로 사용되거나, 영상 인코딩/디코딩 장치가 비디오 인코딩/디코딩 장치를 포함하는 개념으로 사용될 수도 있다.
도 1을 참조하면, (비디오) 인코딩 장치(100)는 픽처 분할부(picture partitioning module, 105), 예측부(prediction module, 110), 레지듀얼 처리부(residual processing module, 120), 엔트로피 인코딩부(entropy encoding module, 130), 가산부(adder, 140), 필터부(filtering module, 150) 및 메모리(memory, 160)을 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(120)는 감산부(substractor, 121), 변환부(transform module, 122), 양자화부(quantization module, 123), 재정렬부(rearrangement module, 124), 역양자화부(dequantization module, 125) 및 역변환부(inverse transform module, 126)를 포함할 수 있다.
픽처 분할부(105)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다.
일 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리(ternary) 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조/터너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다.
다른 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU) 예측 유닛(prediction unit, PU) 또는 변환 유닛(transform unit, TU)을 포함할 수도 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 하위(deeper) 뎁스의 코딩 유닛들로 분할(split)될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 최소 코딩 유닛(smallest coding unit, SCU)이 설정된 경우 코딩 유닛은 최소 코딩 유닛보다 더 작은 코딩 유닛으로 분할될 수 없다. 여기서 최종 코딩 유닛이라 함은 예측 유닛 또는 변환 유닛으로 파티셔닝 또는 분할되는 기반이 되는 코딩 유닛을 의미한다. 예측 유닛은 코딩 유닛으로부터 파티셔닝(partitioning)되는 유닛으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록(sub block)으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 유닛일 수 있다. 이하, 코딩 유닛은 코딩 블록(coding block, CB), 예측 유닛은 예측 블록(prediction block, PB), 변환 유닛은 변환 블록(transform block, TB) 으로 불릴 수 있다. 예측 블록 또는 예측 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 예측 샘플의 어레이(array)를 포함할 수 있다. 또한, 변환 블록 또는 변환 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 변환 계수 또는 레지듀얼 샘플의 어레이를 포함할 수 있다.
예측부(110)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록 또는 레지듀얼 블록을 의미할 수도 있다)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(110)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.
예측부(110)는 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다. 일 예로, 예측부(110)는 CU 단위로 인트라 예측 또는 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다.
인트라 예측의 경우에, 예측부(110)는 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 현재 블록 외부의 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 예측부(110)는 (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 인트라 예측에서 예측 모드는 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비방향성 모드는 DC 예측 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 예측부(110)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측의 경우에, 예측부(110)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 샘플을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(110)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, 및 MVP(motion vector prediction) 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 예측부(110)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차(레지듀얼)가 전송되지 않는다. MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(Motion Vector Predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터 예측자로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처(reference picture)에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 움직임 정보(motion information)는 움직임 벡터와 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 예측 모드 정보와 움직임 정보 등의 정보는 (엔트로피) 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트(reference picture list) 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수도 있다. 참조 픽처 리스트(Picture Order Count)에 포함되는 참조 픽처들은 현재 픽처와 해당 참조 픽처 간의 POC(Picture order count) 차이 기반으로 정렬될 수 있다. POC는 픽처의 디스플레이 순서에 대응하며, 코딩 순서와 구분될 수 있다.
감산부(121)는 원본 샘플과 예측 샘플 간의 차이인 레지듀얼 샘플을 생성한다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는, 상술한 바와 같이 레지듀얼 샘플을 생성하지 않을 수 있다.
변환부(122)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 변환부(122)는 해당 변환 블록의 사이즈와, 해당 변환 블록과 공간적으로 겹치는 코딩 블록 또는 예측 블록에 적용된 예측 모드에 따라서 변환을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 변환 블록과 겹치는 상기 코딩 블록 또는 상기 예측 블록에 인트라 예측이 적용되었고, 상기 변환 블록이 4×4의 레지듀얼 어레이(array)라면, 레지듀얼 샘플은 DST(Discrete Sine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환되고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 샘플은 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환할 수 있다.
양자화부(123)는 변환 계수들을 양자화하여, 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다.
재정렬부(124)는 양자화된 변환 계수를 재정렬한다. 재정렬부(124)는 계수들 스캐닝(scanning) 방법을 통해 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있다. 여기서 재정렬부(124)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(124)는 양자화부(123)의 일부일 수 있다.
엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수들에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩은 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 인코딩 방법을 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수 외 비디오 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소(syntax element)의 값 등)을 함께 또는 별도로 엔트로피 인코딩 또는 기 설정된 방법에 따라 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보들은 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다.
역양자화부(125)는 양자화부(123)에서 양자화된 값(양자화된 변환 계수)들을 역양자화하고, 역변환부(126)는 역양자화부(125)에서 역양자화된 값들을 역변환하여 레지듀얼 샘플을 생성한다.
가산부(140)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 합쳐서 픽처를 복원한다. 레지듀얼 샘플과 예측 샘플은 블록 단위로 더해져서 복원 블록이 생성될 수 있다. 여기서 가산부(140)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(140)는 예측부(110)의 일부일 수 있다. 한편, 가산부(140)는 복원부(reconstruction module) 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.
복원된 픽처(reconstructed picture)에 대하여 필터부(150)는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset)을 적용할 수 있다. 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋을 통해, 복원 픽처 내 블록 경계의 아티팩트나 양자화 과정에서의 왜곡이 보정될 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링의 과정이 완료된 후 적용될 수 있다. 필터부(150)는 ALF(Adaptive Loop Filter)를 복원된 픽처에 적용할 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋이 적용된 후의 복원된 픽처에 대하여 적용될 수 있다.
메모리(160)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 인코딩/디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(150)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 상기 저장된 복원 픽처는 다른 픽처의 (인터) 예측을 위한 참조 픽처로 활용될 수 있다. 예컨대, 메모리(160)는 인터 예측에 사용되는 (참조) 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트(reference picture set) 혹은 참조 픽처 리스트(reference picture list)에 의해 지정될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치(video decoding apparatus)의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 디코딩 장치라 함은 영상 디코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, (비디오) 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoding module, 210), 레지듀얼 처리부(residual processing module, 220), 예측부(prediction module, 230), 가산부(adder, 240), 필터부(filtering module, 250) 및 메모리(memory, 260)을 포함할 수 있다. 여기서 레지듀얼 처리부(220)는 재정렬부(rearrangement module, 221), 역양자화부(dequantization module, 222), 역변환부(inverse transform module, 223)을 포함할 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나, 비디오 디코딩 장치(200)는 비디오 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하는 수신부를 포함할 수 있다. 상기 수신부는 별도의 모듈로 구성될 수도 있고 또는 엔트로피 디코딩부(210)에 포함될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, (비디오) 디코딩 장치는(200)는 (비디오) 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 비디오/영상/픽처를 복원할 수 있다.
예컨대, 비디오 디코딩 장치(200)는 비디오 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 비디오 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 비디오 디코딩의 처리 유닛 블록은 일 예로 코딩 유닛일 수 있고, 다른 예로 코딩 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다.
예측 유닛 및 변환 유닛이 경우에 따라 더 사용될 수 있으며, 이 경우 예측 블록은 코딩 유닛으로부터 도출 또는 파티셔닝되는 블록으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호를 유도하는 유닛일 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)는 비트스트림을 파싱하여 비디오 복원 또는 픽처 복원에 필요한 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 비디오 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다.
보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 컨택스트(context) 모델을 결정하고, 결정된 컨택스트 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 컨택스트 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 컨택스트 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 컨택스트 모델을 업데이트할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(230)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(221)로 입력될 수 있다.
재정렬부(221)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(221)는 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캐닝에 대응하여 재정렬을 수행할 수 있다. 여기서 재정렬부(221)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(221)는 역양자화부(222)의 일부일 수 있다.
역양자화부(222)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 (역)양자화 파라미터를 기반으로 역양자화하여 변환 계수를 출력할 수 있다. 이 때, 양자화 파라미터를 유도하기 위한 정보는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다.
역변환부(223)는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 샘플들을 유도할 수 있다.
예측부(230)는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(230)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수도 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.
예측부(230)는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 인트라 예측을 적용할 것인지 인터 예측을 적용할 것인지를 결정할 수 있다. 이 때, 인트라 예측과 인터 예측 중 어느 것을 적용할 것인지를 결정하는 단위와 예측 샘플을 생성하는 단위는 상이할 수 있다. 아울러, 인터 예측과 인트라 예측에 있어서 예측 샘플을 생성하는 단위 또한 상이할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측과 인트라 예측 중 어느 것을 적용할 것인지는 CU 단위로 결정할 수 있다. 또한 예를 들어, 인터 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 예측 샘플을 생성할 수 있고, 인트라 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 TU 단위로 예측 샘플을 생성할 수도 있다.
인트라 예측의 경우에, 예측부(230)는 현재 픽처 내의 주변 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)는 현재 블록의 주변 참조 샘플을 기반으로 방향성 모드 또는 비방향성 모드를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용할 예측 모드가 결정될 수도 있다.
인터 예측의 경우에, 예측부(230)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 참조 픽처 상에서 특정되는 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드 및 MVP 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이때, 비디오 인코딩 장치에서 제공된 현재 블록의 인터 예측에 필요한 움직임 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 등에 관한 정보는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 획득 또는 유도될 수 있다
스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 주변 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
예측부(230)는 가용한 주변 블록의 움직임 정보로 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 인덱스가 머지 후보 리스트 상에서 지시하는 정보를 현재 블록의 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 머지 인덱스는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터와 참조 픽처를 포함할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수 있다.
스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차이(레지듀얼)이 전송되지 않는다.
MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터가 유도될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트가 생성될 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
다른 예로, MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다. 인코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 예측부는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다.
가산부(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 더하여 현재 블록 혹은 현재 픽처를 복원할 수 있다. 가산부(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 블록 단위로 더하여 현재 픽처를 복원할 수도 있다. 스킵 모드가 적용된 경우에는 레지듀얼이 전송되지 않으므로, 예측 샘플이 복원 샘플이 될 수 있다. 여기서는 가산부(240)를 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(240)는 예측부(230)의 일부일 수도 있다. 한편, 가산부(240)는 복원부(reconstruction module) 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.
필터부(250)는 복원된 픽처에 디블록킹 필터링 샘플 적응적 오프셋, 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다. 이 때, 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링 이후 적용될 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋 이후 적용될 수도 있다.
메모리(260)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(250)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 예컨대, 메모리(260)는 인터 예측에 사용되는 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트 혹은 참조 픽처 리스트에 의해 지정될 수도 있다. 복원된 픽처는 다른 픽처에 대한 참조 픽처로서 이용될 수 있다. 또한, 메모리(260)는 복원된 픽처를 출력 순서에 따라서 출력할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
도 3은 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 3을 참조하면, 좌상향 대각 예측 방향을 갖는 34번 인트라 예측 모드를 중심으로 수평 방향성(horizontal directionality)을 갖는 인트라 예측 모드와 수직 방향성(vertical directionality)을 갖는 인트라 예측 모드를 구분할 수 있다. 도 3의 H와 V는 각각 수평 방향성과 수직 방향성을 의미하며, -32 ~ 32의 숫자는 샘플 그리드 포지션(sample grid position) 상에서 1/32 단위의 변위를 나타낸다. 2번 내지 33번 인트라 예측 모드는 수평 방향성, 34번 내지 66번 인트라 예측 모드는 수직 방향성을 갖는다. 18번 인트라 예측 모드와 50번 인트라 예측 모드는 각각 수평 인트라 예측 모드(horizontal intra prediction mode)(또는 수평 모드), 수직 인트라 예측 모드(vertical intra prediction mode)(또는 수직 모드)를 나타내며, 2번 인트라 예측 모드는 좌하향 대각 인트라 예측 모드, 34번 인트라 예측 모드는 좌상향 대각 인트라 예측 모드, 66번 인트라 예측 모드는 우상향 대각 인트라 예측 모드라고 불릴 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 현재 크로마 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 "크로마(chroma) 블록", "크로마 영상" 등은 색차 블록, 색차 영상 등과 동일한 의미를 나타낼 수 있으므로, 크로마와 색차는 혼용되어 사용될 수 있다. 마찬가지로, "루마(luma) 블록", "루마 영상" 등은 휘도 블록, 휘도 영상 등과 동일한 의미를 나타낼 수 있으므로, 루마와 휘도는 혼용되어 사용될 수 있다.
본 명세서에서 "현재 크로마 블록"은 현재의 코딩 단위인 현재 블록의 크로마 성분 블록을 의미할 수 있고, "현재 루마 블록"은 현재의 코딩 단위인 현재 블록의 루마 성분 블록을 의미할 수 있다. 따라서 현재 루마 블록과 현재 크로마 블록은 상호 대응된다. 다만 현재 루마 블록과 현재 크로마 블록의 블록 형태 및 블록 개수가 항상 상호 동일한 것은 아니고, 경우에 따라서 상이할 수 있다. 일부의 경우에 현재 크로마 블록은 현재 루마 영역과 대응될 수 있고, 이때 현재 루마 영역은 적어도 하나의 루마 블록으로 구성될 수 있다.
본 명세서에서 "참조 샘플 템플릿"은 현재 크로마 블록을 예측하기 위한 현재 크로마 블록 주변의 참조 샘플들의 집합을 의미할 수 있다. 참조 샘플 템플릿은 기 정의될 수 있고, 참조 샘플 템플릿에 관한 정보가 인코딩 장치(100)에서 디코딩 장치(200)로 시그널링될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 현재 크로마 블록인 4x4 블록의 주변에 1 라인으로 음영 표시된 샘플들의 집합은 참조 샘플 템플릿을 나타낸다. 참조 샘플 템플릿이 1 라인의 참조 샘플로 구성된 반면, 참조 샘플 템플릿과 대응되는 루마 영역 내 참조 샘플 영역은 2 라인으로 구성된 것을 도 4에서 확인할 수 있다.
일 실시예에서, JVET(Joint Video Exploration Team)에서 사용되는 JEM(Joint Explolation TEST Model)에서 크로마 영상의 화면 내 부호화를 수행할 시, CCLM(Cross Component Linear Model)을 이용할 수 있다. CCLM은 크로마 영상의 화소값을 복원된 휘도 영상의 화소값에서 예측하는 방법으로, 휘도 영상과 크로마 영상 간의 상관도(correlation)이 높은 특성에 기반한 것이다.
Cb 및 Cr 크로마 영상의 CCLM 예측은 아래의 수학식을 기반으로 할 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2019004145-appb-I000001
predc (i,j)는 예측될 Cb 혹은 Cr 크로마 영상을, reconL (2i,2j)은 복원된 휘도 영상을, (i,j)는 화소의 좌표를 의미한다. 4:2:0 color format에서는 휘도 영상의 크기가 색채 영상의 2배이기 때문에 이를 고려해야 하며, 따라서 크로마 영상 predc (i,j)에 사용될 휘도 영상의 화소는 reconL (2i,2j) 외에 주변 화소까지 모두 고려하여 사용할 수 있다.
Figure PCTKR2019004145-appb-I000002
,
Figure PCTKR2019004145-appb-I000003
는 도 3의 음영 표시된 영역과 같이 Cb 혹은 Cr 크로마 블록 주변 템플릿과 휘도 블록 주변 템플릿 간의 cross-correlation 및 평균값의 차이를 나타내는
Figure PCTKR2019004145-appb-I000004
,
Figure PCTKR2019004145-appb-I000005
는, 예를 들어 아래의 수학식 2와 같다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2019004145-appb-I000006
여기서 tL은 현재 크로마 영상에 대응하는 휘도 블록 주변의 참조 샘플을, tC는 현재 부호화가 적용되는 크로마 영상 블록의 참조 샘플을 의미하며, (i,j)는 화소 위치를 의미한다. 또한 M(A)는 템플릿 영역 내 A 화소들의 평균을 의미한다.
또한, Cr 크로마 영상의 화면 내 예측 모드가 CCLM모드가 아닐 경우에는 non-CCLM 모드를 기반으로 예측을 수행한다. 이 후 Cb 크로마 영상과 Cr 크로마 영상 간의 CCLM를 수행하여 이 결과를 수학식 2와 같이 기존 예측 블록에 반영할 수 있다. Cb 및 Cr 크로마 영상 중 어느 한 쪽을 사용하여 다른 한 쪽을 예측하는 것이 가능하며, 일례로 Cb 크로마 영상을 사용하여 Cr 크로마 영상을 예측하는 경우 다음의 수식이 사용될 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2019004145-appb-I000007
여기서 predCr은 최종 예측된 Cr 크로마 화소를, pre_predCr은 CCLM 이외의 Cr 색채 화면 내 예측 모드를 통해 예측된 Cr 크로마 화소를 의미하며 residualCb는 이미 부호화가 완료된 Cb 크로마 영상의 잔차 화소를 의미한다. 또한
Figure PCTKR2019004145-appb-I000008
는 수학식 1과 같이 Cb 및 Cr 블록 주변의 템플릿 간 cross-correlation을 통해 도출될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 다른 일 실시예에 따른 현재 크로마 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따른 크로마 블록의 CCLM 부호화 시, CCLM에 이용되는 선형 모델 파라미터인
Figure PCTKR2019004145-appb-I000009
와
Figure PCTKR2019004145-appb-I000010
를 계산하기 위한 참조 샘플 템플릿을 적응적으로 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 블록의 화면 내 예측 방향을 참조하여 CCLM 부호화 시 이용될 참조 샘플 템플릿을 결정할 수 있다. 일 예시에서, 현재 크로마 블록에 대응하는 휘도 블록에서 수직(VERTICAL) 방향으로 화면 내 예측이 수행 된 경우, 현재 크로마 블록의 예측에 주된 영향을 미치는 주변 화소들은 위쪽 화소들임을 예측할 수 있으며, 따라서 위 쪽 화소들만을 기반으로
Figure PCTKR2019004145-appb-I000011
및
Figure PCTKR2019004145-appb-I000012
가 도출될 수 있다.
현재 크로마 블록의 대응하는 휘도 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 CCLM모드의 참조 샘플 템플릿은 아래와 같이 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드가 PLANAR, DC 등 방향성 예측이 아닌 경우, 도 4에서와 같이 현재 크로마 블록의 좌측, 상단 및 좌상단의 주변 샘플들이 참조 샘플 템플릿으로 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드가 플래너 모드 또는 DC 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 결정될 수 있다.
다른 일 실시예에서, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드가 VERTICAL 또는 그 이후 순서의 예측 모드일 경우, 도 5a와 같이 현재 크로마 블록의 상단의 주변 샘플들이 참조 샘플 템플릿으로 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 루마 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 수직 모드(vertical mode) 또는 51번 인트라 예측 모드 내지 66번 인트라 예측 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들로 결정될 수 있다.
또 다른 일 실시예에서, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드가 HORIZONTAL 또는 그 이전 순서의 예측 모드일 경우, 그림 5b와 같이 현재 크로마 블록의 좌단의 주변 샘플들이 참조 샘플 템플릿으로 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드가 수평 모드(horizontal mode) 또는 2번 인트라 예측 모드 내지 17번 인트라 예측 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들로 결정할 수 있다.
또 다른 일 실시예에서, 휘도 블록의 화면 내 예측 모드가 HORIZONTAL 또는 VERTICAL 모드 사이의 순서를 갖는 예측 모드일 경우, 도 4에서와 같이 현재 크로마 블록의 좌측, 상단 및 좌상단의 주변 샘플들이 참조 샘플 템플릿으로 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 루마 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 19번 인트라 예측 모드 내지 49번 인트라 예측 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 결정될 수 있다.
도 6는 일 실시예에 따라 가중합을 기반으로 현재 크로마 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서 루마 영역은 좌측에 도시된 사각형에서 정중앙을 기준으로 우측 영역이다. 도 6에서 루마 영역의 좌상단(top-left) 샘플 위치는 TL, 우상단(top-right) 샘플 위치는 TR, 센터 우하단 샘플 위치는 CR, 좌하단 샘플 위치는 BL, 좌우단 샘플 위치는 BR로 표현되고 있다.
도 6에서 현재 크로마 블록은 우측에 도시된 사각형에서 정중앙을 기준으로 우측 영역이다. 도 6에서 현재 크로마 블록의 좌하측 코너 주변 크로마 블록은 BL, 좌하측 주변 크로마 블록은 L, 우상측 코너 주변 크로마 블록은 AR, 우상측 주변 크로마 블록은 A, 좌상측 코너 주변 크로마 블록은 AL로 표현되고 있다.
일 실시예에서, 인트라 예측 시 루마 블록 및 크로마 블록에 대하여 독립적으로 부호화가 진행될 수 있고, 따라서 도 6와 같이 현재 크로마 블록과 대응되는 루마 영역은 현재 크로마 블록과 상이한 블록 사이즈 또는 블록 형태로 나타날 수 있다.
일 실시예에서, 도 6을 참조하면, 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 영역에서 인트라 예측 모드 후보들을 기 결정된 순서로 분석할 수 있고, 상기 분석을 기반으로 상기 인트라 예측 모드 후보들 중 CCLM을 위한 참조 샘플 템플릿을 결정하기 위한 인트라 예측 모드를 선택할 수 있다. 상기 기 결정된 순서는, 예를 들어 도 6을 참조하면 CR, TL, TR, BL 및 BR 순서가 될 수 있다.
일 실시예에서, 루마 블록 및 크로마 블록이 보다 많은 참조 샘플 라인(또는 보다 많은 참조 샘플)을 사용할 경우, 그에 상응하여 CCLM에 이용되는 참조 샘플 템플릿의 크기가 조정될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따라 CCLM을 적용하는 과정을 도시하는 흐름도이다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치(100) 또는 디코딩 장치(200)는 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드를 검출할 수 있다(S700).
일 실시예에 따른 인코딩 장치(100) 또는 디코딩 장치(200)는 현재 루마 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 참조 샘플 템플릿을 결정할 수 있다(S710).
일 실시예에 따른 인코딩 장치(100) 또는 디코딩 장치(200)는 결정된 참조 샘플 템플릿을 기반으로 CCLM을 적용할 수 있다(S720).
본 실시예에서 제안하는 방법을 통해 결정된 참조 샘플 템플릿은 CCLM 예측에 이용될 수 있으며, CCLM 예측을 통해 예측된 블록은 인코딩 장치에서 원 영상과의 차분을 통해 잔차 영상을 획득할 때 이용되거나, 디코딩 장치에서 잔차 신호와의 합을 통해 복원된 영상을 획득할 때 이용될 수 있다.
도 8은 다른 일 실시예에 따라 CCLM을 적용하는 과정을 도시하는 흐름도이다.
본 실시예는 크로마 블록의 CCLM 부호화 시, 선형 모델 파라미터
Figure PCTKR2019004145-appb-I000013
및
Figure PCTKR2019004145-appb-I000014
를 도출하기 위한 참조 샘플 템플릿을 적응적으로 선택하는 방법에 관한 것이다. 일 예시에서, 1비트 플래그(또는 인덱스) 시그널링을 통해 참조 샘플 템플릿을 적응적(또는 가변적)으로 선택할 지 여부가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치(100)는 RD-cost(또는 RDO)를 기반으로 최적의 참조 샘플 템플릿(모양)을 결정한 후, 참조 샘플 템플릿이 적응적(또는 선택적)으로 선택되었는지 여부를 나타내는 1비트 플래그를 생성 및 인코딩하여 디코딩 장치(200)로 시그널링(또는 전송)할 수 있다. 이때 상기 1비트 플래그는, 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드와 참조 샘플 템플릿 간의 관련 여부를 나타내는 플래그일 수 있고, 또는 상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플 템플릿을 결정할지 여부를 나타내는 플래그일 수 있다(S800).
디코딩 장치(200)는 CCLM 모드가 선택된 후 1비트 플래그를 파싱할 수 있으며, 파싱된 1비트 플래그가 1을 지시하는지 여부를 판단할 수 있다(S810).
파싱된 1비트 플래그가 1을 지시하는 경우, 디코딩 장치(200)는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 크로마 블록에 대한 참조 샘플 템플릿을 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 디코딩 장치(200)는 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 인트라 예측 모드를 검출하고(S820), 루마 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 참조 샘플 템플릿을 결정하고(S830), 결정된 참조 샘플 템플릿을 기반으로 CCLM을 적용할 수 있다(S840). 루마 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 참조 샘플 템플릿을 결정하는 과정에 대한 구체적인 실시예는 도 4, 도 5a 및 도 5b에 대한 설명에서 전술한 바 있다.
파싱된 1비트 플래그가 0을 지시하는 경우, 디코딩 장치(200)는 기 정의된(predefined) 참조 샘플 템플릿을 기반으로 CCLM을 적용할 수 있다(S850).
루마 블록 및 크로마 블록의 참조 샘플 템플릿이 보다 많은 참조 샘플 라인들로 구성된 경우, 참조 샘플 템플릿의 크기는 참조 샘플 라인들의 개수에 따라 적응적으로 증가할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 동작 방법을 도시하는 흐름도이고, 도 10은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 9에 개시된 각 단계는 도 1 에 개시된 인코딩 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S900 은 도 1에 개시된 예측부(110)에 의하여 수행될 수 있고, S910 및 S920은 도 1에 개시된 엔트로피 인코딩부(130)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어 S900 내지 S920에 따른 동작들은, 도 4 내지 도 8에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 1 및 도 4 내지 도 8에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 인코딩 장치는 예측부(110) 및 엔트로피 인코딩부(130)를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 도 10에 도시된 구성 요소 모두가 인코딩 장치의 필수 구성 요소가 아닐 수 있고, 인코딩 장치는 도 10에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치에서 예측부(110) 및 엔트로피 인코딩부(130)는 각각 별도의 칩(chip)으로 구현되거나, 적어도 둘 이상의 구성 요소가 하나의 칩을 통해 구현될 수도 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 현재 크로마 블록을 예측하기 위한 참조 샘플 템플릿을 결정할 수 있다(S900). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 예측부(110)는 현재 크로마 블록을 예측하기 위한 참조 샘플 템플릿을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 참조 샘플 템플릿은 RD 코스트(Rate-distortion cost)(또는 RDO)를 기반으로 결정될 수 있다. 이때 상기 RD 코스트는 SAD(Sum of Absolute Difference)를 기반으로 도출될 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 참조 샘플 템플릿과 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드 간의 관련 여부를 나타내는 플래그를 생성할 수 있다(S910). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(130)는 참조 샘플 템플릿과 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드 간의 관련 여부를 나타내는 플래그를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 노멀(normal) 참조 샘플 템플릿에 기반하여 상기 CCLM을 적용한 결과에 따라 도출된 RD 코스트보다 상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드에 기반한 상기 참조 샘플 템플릿에 기반하여 상기 CCLM을 적용한 결과에 따라 도출된 RD 코스트가 더 작은 경우, 상기 플래그는 1을 지시할 수 있다. 이때, 상기 노멀 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플래그가 1을 지시하는 경우, 상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플 템플릿을 도출할 것이 지시될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플래그가 0을 지시하는 경우, 상기 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 플래그를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S920). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(130)는 플래그를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다.
도 9 및 도 10에 개시된 인코딩 장치 및 인코딩 장치의 동작 방법에 따르면, 인코딩 장치는 현재 크로마 블록을 예측하기 위한 참조 샘플 템플릿을 결정하고(S900), 참조 샘플 템플릿과 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드 간의 관련 여부를 나타내는 플래그를 생성하고(S910), 플래그를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S920). 즉, CCLM을 위한 선형 모델 파라미터를 도출하기 위한 참조 샘플 템플릿을 적응적으로 선택하고 선택 결과를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 인트라 예측의 부호화 및 복호화 효율을 높일 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 동작 방법을 도시하는 흐름도이고, 도 12는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 11에 개시된 각 단계는 도 2 에 개시된 디코딩 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S1100 내지 S1120은 도 2에 개시된 예측부(230)에 의하여 수행될 수 있고, S1130은 도 2에 개시된 가산부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어 S1100 내지 S1130에 따른 동작들은, 도 4 내지 도 8에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 2 및 도 4 내지 도 8에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 12에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 디코딩 장치는 예측부(230) 및 가산부(240)를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 도 12에 도시된 구성 요소 모두가 디코딩 장치의 필수 구성 요소가 아닐 수 있고, 디코딩 장치는 도 12에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치에서 예측부(230) 및 가산부(240)는 각각 별도의 칩(chip)으로 구현되거나, 적어도 둘 이상의 구성 요소가 하나의 칩을 통해 구현될 수도 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다(S1100). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다.
일 예시에서, 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드는 DC 모드, 플래너 모드, 2번 인트라 예측 모드 내지 66번 인트라 예측 모드 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 도출된 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 크로마 블록을 예측하기 위한 참조 샘플 템플릿을 결정할 수 있다(S1110). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 도출된 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 크로마 블록을 예측하기 위한 참조 샘플 템플릿을 결정할 수 있다.
일 예시에서, 상기 루마 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 플래너(planar) 모드 또는 DC 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 결정될 수 있다.
다른 일 예시에서, 상기 루마 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 수직 모드(vertical mode) 또는 51번 인트라 예측 모드 내지 66번 인트라 예측 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들로 결정될 수 있다.
또 다른 일 예시에서, 상기 루마 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 수평 모드(horizontal mode) 또는 2번 인트라 예측 모드 내지 17번 인트라 예측 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들로 결정될 수 있다.
또 다른 일 예시에서, 상기 루마 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 19번 인트라 예측 모드 내지 49번 인트라 예측 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플 템플릿을 결정할지 여부를 나타내는 플래그가 시그널링될 수 있다. 시그널링된 플래그가 1을 지시하는 경우, 상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플 템플릿이 결정될 수 있다. 상기 플래그가 0을 지시하는 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계는, 상기 결정된 참조 샘플 템플릿을 기반으로 상기 CCLM을 적용하기 위한 선형 모델 파라미터(linear model parameter)를 도출하는 단계 및 상기 도출된 선형 모델 파라미터 및 상기 루마 블록의 복원 샘플들을 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계를 포함하되, 상기 선형 모델 파라미터는 스케일링 팩터(scaling factor)를 나타내는 제1 선형 모델 파라미터 및 오프셋(offset)을 나타내는 제2 선형 모델 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 제1 선형 모델 파라미터는 α로 나타나고, 제2 선형 모델 파라미터는 β로 나타날 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 결정된 참조 샘플 템플릿을 기반으로 현재 크로마 블록에 CCLM을 적용하여 현재 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다(S1120). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 결정된 참조 샘플 템플릿을 기반으로 현재 크로마 블록에 CCLM을 적용하여 현재 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 도출된 예측 샘플들을 기반으로 현재 크로마 블록에 대한 복원 샘플들을 생성할 수 있다(S1130). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 가산부는 도출된 예측 샘플들을 기반으로 현재 크로마 블록에 대한 복원 샘플들을 생성할 수 있다.
도 11 및 도 12에 개시된 디코딩 장치 및 디코딩 장치의 동작 방법에 따르면, 디코딩 장치는 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출하고(S1100), 도출된 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 크로마 블록을 예측하기 위한 참조 샘플 템플릿을 결정하고(S1110), 결정된 참조 샘플 템플릿을 기반으로 현재 크로마 블록에 CCLM을 적용하여 현재 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하고(S1120), 도출된 예측 샘플들을 기반으로 현재 크로마 블록에 대한 복원 샘플들을 생성할 수 있다(S1130). 즉, CCLM을 위한 선형 모델 파라미터를 도출하기 위한 참조 샘플 템플릿을 적응적으로 선택함으로써 인트라 예측의 부호화 및 복호화 효율을 높일 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(appICation-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법에 있어서,
    현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출하는 단계;
    상기 도출된 상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 크로마 블록을 예측하기 위한 참조 샘플 템플릿(reference sample template)을 결정하는 단계;
    상기 결정된 참조 샘플 템플릿을 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 CCLM(Cross-Component Linear Model)을 적용하여 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계; 및
    상기 도출된 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽처 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 루마 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 플래너(planar) 모드 또는 DC 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 루마 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 수직 모드(vertical mode) 또는 51번 인트라 예측 모드 내지 66번 인트라 예측 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 루마 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 수평 모드(horizontal mode) 또는 2번 인트라 예측 모드 내지 17번 인트라 예측 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 루마 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 19번 인트라 예측 모드 내지 49번 인트라 예측 모드인 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플 템플릿을 결정할지 여부를 나타내는 플래그를 시그널링하는 단계; 및
    상기 플래그가 1을 지시하는 경우, 상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플 템플릿을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 플래그가 0을 지시하는 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 현재 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계는,
    상기 결정된 참조 샘플 템플릿을 기반으로 상기 CCLM을 적용하기 위한 선형 모델 파라미터(linear model parameter)를 도출하는 단계; 및
    상기 도출된 선형 모델 파라미터 및 상기 루마 블록의 복원 샘플들을 기반으로 상기 현재 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계를 포함하되,
    상기 선형 모델 파라미터는 스케일링 팩터(scaling factor)를 나타내는 제1 선형 모델 파라미터 및 오프셋(offset)을 나타내는 제2 선형 모델 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  9. 픽처 디코딩을 수행하는 디코딩 장치에 있어서,
    현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출하고, 상기 도출된 상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 크로마 블록을 예측하기 위한 참조 샘플 템플릿(reference sample template)을 결정하고, 상기 결정된 참조 샘플 템플릿을 기반으로 상기 크로마 블록에 CCLM(Cross-Component Linear Model)을 적용하여 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 예측부; 및
    상기 도출된 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽처 디코딩 장치
  10. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 인코딩 방법에 있어서,
    현재 크로마 블록을 예측하기 위한 참조 샘플 템플릿을 결정하는 단계;
    상기 참조 샘플 템플릿과 상기 현재 크로마 블록에 대응되는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드 간의 관련 여부를 나타내는 플래그를 생성하는 단계; 및
    상기 플래그를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽처 인코딩 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 참조 샘플 템플릿은 RD 코스트(Rate-distortion cost)를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 RD 코스트는 SAD(Sum of Absolute Difference)를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 플래그가 1을 지시하는 경우, 상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 참조 샘플 템플릿을 도출할 것이 지시되는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    노멀 참조 샘플 템플릿에 기반하여 상기 CCLM을 적용한 결과에 따라 도출된 RD 코스트보다 상기 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드에 기반한 상기 참조 샘플 템플릿에 기반하여 상기 CCLM을 적용한 결과에 따라 도출된 RD 코스트가 더 작은 경우에 상기 플래그는 1을 지시하고,
    상기 노멀 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 구성되는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 플래그가 0을 지시하는 경우, 상기 참조 샘플 템플릿은 상기 현재 크로마 블록의 좌측 경계에 인접한 좌측 주변 참조 샘플들, 상기 현재 크로마 블록의 상측 경계에 인접한 상측 주변 참조 샘플들 및 상기 현재 크로마 블록의 좌상측 코너 주변 참조 샘플로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
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