WO2020013655A1 - 인트라 예측 모드 중 dc 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

인트라 예측 모드 중 dc 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2020013655A1
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Definitions

  • the present invention relates to a still image or video encoding / decoding method, and more particularly, to a method and an apparatus for performing intra prediction using a DC mode of an intra prediction mode.
  • 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 performing intra prediction.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for performing intra prediction using a DC mode among intra prediction modes.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for deriving a DC value of a DC mode using a weight determined based on a block shape.
  • a picture decoding method performed by a decoding apparatus calculates the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples of the current block when the intra prediction mode of the current block is the DC mode.
  • Calculating a left DC value and an upper DC value by applying a shifting calculation to the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively.
  • Deriving a DC value for the current block by calculating a weighted sum of the left DC value and the upper DC value based on a left weight value for the left DC value and an upper weight value for the upper DC value.
  • Deriving prediction samples for the current block based on the DC value for the current block and obtaining the prediction samples. Generating reconstructed samples for the current block on the basis of the operation.
  • a decoding device for performing picture decoding when the intra prediction mode of the current block is the DC mode, calculates the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples of the current block.
  • a prediction unit that derives prediction samples for the current block based on the DC value for the current block and the prediction samples To characterized in that it comprises an addition to produce the reconstructed samples of the current block.
  • a picture encoding method by an encoding device calculates the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples of the current block when the intra prediction mode of the current block is the DC mode.
  • Calculating a left DC value and an upper DC value by applying a shifting calculation to the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively.
  • Deriving a DC value for the current block by calculating a weighted sum of the left DC value and the upper DC value based on a left weight value for the left DC value and an upper weight value for the upper DC value.
  • Deriving prediction samples for the current block based on the DC value for the current block; In half and characterized in that it comprises the steps of encoding video information that includes information on the residual samples to derive the residual sample of the current block.
  • an encoding apparatus for performing picture encoding.
  • the encoding apparatus when the intra prediction mode of the current block is the DC mode, calculates the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples of the current block.
  • a prediction unit that derives prediction samples for the current block based on the DC value for the current block, based on the prediction samples It characterized by including parts of the residual processing unit for deriving a residual current samples for a block, and entropy encoding for encoding image information including the information on the residual samples.
  • the overall video / video compression efficiency can be improved.
  • intra prediction can be efficiently performed.
  • intra prediction may be efficiently performed using a DC mode among intra prediction modes.
  • a DC value of a DC mode may be derived using a weight determined based on a block shape, and intra prediction may be efficiently performed based on the derived DC value.
  • an overhead due to signaling of information on an intra prediction mode can be effectively reduced.
  • coding efficiency may be further increased in view of the BD-rate PSNR.
  • 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.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an intra prediction method, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an intra prediction method based on a DC mode, according to an embodiment.
  • 5A and 5B are diagrams illustrating examples of non-square blocks.
  • FIG. 6 is a diagram for describing an intra prediction method based on a DC mode, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an intra prediction method based on a DC mode according to another embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a structure of a content streaming system according to an embodiment.
  • a picture decoding method performed by a decoding apparatus calculates the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples of the current block when the intra prediction mode of the current block is the DC mode.
  • Calculating a left DC value and an upper DC value by applying a shifting calculation to the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively.
  • Deriving a DC value for the current block by calculating a weighted sum of the left DC value and the upper DC value based on a left weight value for the left DC value and an upper weight value for the upper DC value.
  • Deriving prediction samples for the current block based on the DC value for the current block and obtaining the prediction samples. Generating reconstructed samples for the current block on the basis of the operation.
  • 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.
  • the methods / embodiments disclosed in this document may include a versatile video coding (VVC) standard, an essential video coding (EVC) standard, an AOMedia Video 1 (AV1) standard, a second generation of audio video coding standard (AVS2), or next-generation video / It can be applied to the method disclosed in the image coding standard (ex. H.267, H.268, etc.).
  • VVC versatile video coding
  • EVC essential video coding
  • AV1 AOMedia Video 1
  • AVS2 second generation of audio video coding standard
  • next-generation video / It can be applied to the method disclosed in the image coding standard (ex. H.267, H.268, etc.).
  • 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.
  • a pixel or a pel may refer to a minimum unit constituting one picture (or image). Also, 'sample' 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 reconstruct a video / image / picture in response to a process in which 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 for the current block that is a coding target block may be generated.
  • 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.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an intra prediction method, according to an exemplary embodiment.
  • an intra prediction method may include three steps of configuring a reference sample, predicting a sample, and performing post filtering. In predicting the sample, neighboring blocks (or neighboring reference samples) and intra prediction mode may be used to predict unknown samples.
  • the total number of intra prediction modes may be 67, and may include intra directional modes and intra non-directional modes.
  • the intra non-directional modes may include, for example, a DC mode, a planar mode, and the like, but the example is not limited thereto.
  • DC_VAL the DC value for the current block
  • DC_VAL the DC value for the current block
  • DC_VAL the DC value for the current block
  • DC_VAL various terms such as dc value, DC_MODE_VALUE, and the like, and the interpretation limited to the name in interpreting the specific term or sentence used to define the specific information or concept throughout the specification. It should not be, but it is necessary to pay attention to and interpret various operations, functions, and effects depending on the contents of the term.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an intra prediction method based on a DC mode, according to an embodiment.
  • the encoding device / decoding device may include reference samples to the left of the block (or current block) to be predicted in the DC mode, which is one of the intra non-directional prediction modes (ie, left reference samples adjacent to the current block). ) And a DC value based on the average of the sample values of the upper reference samples (that is, the upper reference samples adjacent to the current block).
  • the DC value may be represented by, for example, DC_VAL.
  • Prediction sample values may be filled with DC_VAL.
  • the process of performing intra prediction on the current block having a size of w x h based on the DC mode may be composed of three steps as shown in FIG. 4.
  • the sum of the sample values of the left reference samples and the top reference samples of the current block may be calculated.
  • the sum of the sample values of the left reference samples and the top reference samples of the current block may be represented, for example, as TOTAL_VAL.
  • DC_VAL represents a DC value
  • TOTAL_VAL represents the sum of the sample values of the left reference samples and the upper reference samples of the current block
  • block_width represents the width of the current block
  • block_height may represent the height of the current block.
  • block_width and block_height may be the same.
  • the prediction sample values may be filled with DC_VAL.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams illustrating examples of non-square blocks
  • FIG. 6 is a diagram for describing an intra prediction method based on a DC mode, according to an embodiment.
  • FIG. 7 is another embodiment. A flowchart illustrating an intra prediction method based on a DC mode according to an example.
  • the encoding device / decoding device may include reference samples to the left of the block (or current block) to be predicted in the DC mode, which is one of the intra non-directional prediction modes (ie, the left reference sample adjacent to the current block). And the sample values of the upper reference samples (i.e., the upper reference samples adjacent to the current block) can be derived. In this case, shifting may be performed instead of division for efficient and simple hardware design.
  • the DC value may be represented by, for example, DC_VAL. Prediction sample values may be filled with DC_VAL.
  • the current block according to the present embodiment may be a non-square block. According to the development of a block partitioning algorithm such as a binary tree and a ternary tree, non-square blocks may be implemented. If the current block is a non-square block, the sizes of w and h are different.
  • an embodiment of the present invention proposes weighted intra DC mode prediction.
  • the intra DC mode prediction based on the weight may be variously referred to as weighted DC prediction, weighted DC prediction, weighted DC prediction, and the like.
  • the weight on the left samples may be higher than the weight on the upper samples.
  • the width of the current block is greater than the height, it can be predicted that the probability that the samples to be predicted are close to the upper reference samples will be greater than the probability that the samples are close to the left reference samples.
  • the weight on the upper reference samples may be greater than the weight on the left reference samples.
  • the process of performing intra prediction on the current block having a size of w x h based on the DC mode may include four steps as shown in FIG. 7.
  • the sum of the sample values of the left reference samples of the current block and the sum of the sample values of the upper reference samples of the current block may be calculated.
  • the sum of the sample values of the left reference samples of the current block and the sum of the sample values of the upper reference samples of the current block may be represented by, for example, LEFT_TOTAL_VAL and ABOVE_TOTAL_VAL, respectively.
  • LEFT_TOTAL_VAL and ABOVE_TOTAL_VAL may be derived based on Equation 1 below.
  • Equation 1 based on FIG. 6, LEFT_TOTAL_VAL and ABOVE_TOTAL_VAL may be derived as in Equation 2 below.
  • LEFT_TOTAL_VAL is derived as the sum of the sample values of the left reference samples L0 to L3
  • ABOVE_TOTAL_VAL is the sum of the sample values of the upper reference samples A0 to A15. Can be derived.
  • the average value of the sample values of the left reference samples and the average value of the sample values of the upper reference samples may be derived as shown in Equation 3 below based on the shift operation.
  • the average value of the sample values of the left reference samples and the average value of the sample values of the upper reference samples may be represented as, for example, LEFT_DC_VAL and ABOVE_DC_VAL.
  • LEFT_DC_VAL may be called the left DC value
  • ABOVE_DC_VAL may be called the upper DC value.
  • block_height which is the height of the current block
  • block_width which is the width of the current block
  • LEFT_DC_VAL and ABOVE_DC_VAL may be derived as Equation 4 below.
  • a weighted sum of LEFT_DC_VAL and ABOVE_DC_VAL may be calculated based on k LEFT and k ABOVE to derive a DC value for the current block.
  • the DC value for the current block may be represented as DC_VAL, for example.
  • DC_VAL may be derived as shown in Equation 5 below.
  • Equation 5 k LEFT represents a left weight to be applied to LEFT_DC_VAL, and k ABOVE represents an upper weight to be applied to ABOVE_DC_VAL.
  • the present invention provides various embodiments for determining the left weight k LEFT and the top weight k ABOVE based on a block shape.
  • the left weight and the top weight may be determined such that the sum of the left weight and the top weight (k LEFT + k ABOVE ) is an integer exponential of two.
  • the upper weight when the width of the current block is greater than the height of the current block, the upper weight may be greater than the left weight.
  • the upper weight when the width of the current block is greater than the height of the current block, the upper weight may be determined as 7, and the left weight may be determined as 1.
  • the upper weight may be determined as 8 and the left weight may be determined as 0.
  • the upper weight and the left weight may be determined in units of at least one pixel (or sample) of the left reference samples and the upper reference samples. That is, the values of the upper weight value and / or the left weight value may be different for each of the left reference samples and / or the upper reference samples.
  • the upper weights for the upper reference samples may be determined based on a distance from the left reference samples. Referring to FIG. 6, the value of the upper weight k ABOVE _ A1 for the upper reference sample A1 may be greater than the value of the upper weight k ABOVE _ A0 for the upper reference sample A0.
  • the upper weight and the left weight may be determined based on a ratio of the width and the height of the current block. Taking the 16 ⁇ 4 block of FIG. 6 as an example, since the ratio between the width and the height is 4: 1, the upper weight and the left weight may be determined to be 4 and 1, respectively.
  • the upper weight and the left weight may be determined such that the sum of the upper weight and the left weight is a power of two.
  • prediction sample values may be filled with DC_VAL.
  • the upper weight when the width of the current block (or the block to be predicted) is greater than the height, the upper weight may be determined as 7, and the left weight may be determined as 1. In other cases, the left weight may be determined as 7, and the upper weight may be determined as 1.
  • the process of deriving DC_VAL based on the present embodiment may be as shown in Equation 6 below.
  • Equation 6 a gain may occur in terms of bit rate reduction of VTM 1.0 software in a test using all intra cases of common test conditions, which can be confirmed through Table 1 below.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of an encoding apparatus according to an embodiment
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • the encoding apparatus according to FIGS. 8 and 9 may perform operations corresponding to the decoding apparatus according to FIGS. 10 and 11. Accordingly, the operations of the decoding apparatus to be described later in FIGS. 10 and 11 may be similarly applied to the encoding apparatus according to FIGS. 8 and 9.
  • Each step disclosed in FIG. 8 may be performed by the encoding apparatus 100 disclosed in FIG. 1. More specifically, S800 and S830 may be performed by the predictor 110 disclosed in FIG. 1, S840 may be performed by the residual processor 120 disclosed in FIG. 1, and S850 may be entropy disclosed in FIG. 1. It may be performed by the encoding unit 130.
  • operations according to S800 to S850 are based on some of the contents described above with reference to FIGS. 3 to 7. Therefore, detailed descriptions overlapping with those described above with reference to FIGS. 1 and 3 to 7 will be omitted or simply described.
  • an encoding apparatus may include a predictor 110, a residual processor 120, and an entropy encoder 130.
  • a predictor 110 may be required components of the encoding apparatus, and the encoding apparatus may be implemented by more or less components than those illustrated in FIG. 9.
  • the predictor 110, the residual processor 120, and the entropy encoder 130 are each implemented as separate chips, or at least two or more components are provided through one chip. It may be implemented.
  • the encoding apparatus may include a sum of sample values of left peripheral luma reference samples of the current block and a sum of sample values of upper peripheral luma reference samples of the current block. It may be calculated (S800). More specifically, the prediction unit 110 of the encoding apparatus, when the intra prediction mode of the current block is the DC mode, the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block and the upper peripheral luma reference samples of the current block The sum of the sample values can be calculated.
  • the encoding apparatus may apply a shifting calculation to the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively, to apply a shifting calculation to the left DC value and the upper side.
  • the DC value can be calculated (S810). More specifically, the prediction unit 110 of the encoding apparatus applies a shifting operation to the total sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively, thereby applying a left DC value and an upper side.
  • the DC value can be calculated.
  • the encoding apparatus may calculate a weighted sum of the left DC value and the upper DC value based on a left weight value for the left DC value and an upper weight value for the upper DC value.
  • a DC value for the block may be derived (S820). More specifically, the prediction unit 110 of the encoding apparatus calculates a weighted sum of the left DC value and the upper DC value based on the left weight value for the left DC value and the upper weight value for the upper DC value to determine the current.
  • the DC value for the block can be derived.
  • the encoding apparatus may derive prediction samples for the current block based on the DC value for the current block (S830). More specifically, the prediction unit 110 of the encoding apparatus may derive the prediction samples for the current block based on the DC value for the current block.
  • the encoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the prediction samples (S840). More specifically, the residual processor 120 of the encoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the prediction samples.
  • the encoding apparatus may encode image information including information on the residual samples (S850). More specifically, the entropy encoding unit 130 of the encoding apparatus may encode image information including information about the residual samples.
  • the encoding apparatus when the intra prediction mode of the current block is the DC mode, the encoding apparatus sums the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block and the current block. Compute the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples of (S800), and shift the calculation to the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively.
  • a DC value for the current block is derived by calculating a weighted sum of (S820), and the current is based on the DC value for the current block.
  • Deriving the prediction samples for the block (S830), deriving the residual samples for the current block based on the prediction samples (S840), and encoding the image information including the information on the residual samples (S850) ) can do.
  • the DC value of the DC mode may be derived using the weight determined based on the block shape, and the intra prediction may be efficiently performed based on the derived DC value. According to the present invention, it is possible to effectively reduce overhead due to signaling of information on intra prediction mode and reduce overhead according to signaling of information on intra prediction mode, thereby coding efficiency in terms of BD-rate PSNR. This can be increased.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of a decoding apparatus according to an embodiment
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • Each step disclosed in FIG. 10 may be performed by the decoding apparatus 200 disclosed in FIG. 2. More specifically, S1000 to S1030 may be performed by the predictor 230 shown in FIG. 2, and S1040 may be performed by the adder 240 shown in FIG. 2. In addition, operations according to S1000 to S1030 are based on some of the contents described above with reference to FIGS. 3 to 7. Therefore, detailed descriptions overlapping with those described above with reference to FIGS. 2 to 7 will be omitted or simply described.
  • the decoding apparatus may include an entropy predictor 230 and an adder 240.
  • 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 intra prediction mode of the current block when the intra prediction mode of the current block is the DC mode, the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples of the current block. It may be calculated (S1000). More specifically, the prediction unit 230 of the decoding apparatus, when the intra prediction mode of the current block is the DC mode, the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block and the upper peripheral luma reference samples of the current block The sum of the sample values can be calculated.
  • the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block may be represented by LEFT_TOTAL_VAL, and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples of the current block may be represented by ABOVE_TOTAL_VAL.
  • the decoding apparatus may apply a shifting calculation to the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively, to apply a shifting calculation to the left DC value and the upper side.
  • the DC value can be calculated (S1010). More specifically, the predicting unit 230 of the decoding apparatus applies a shifting operation to the total sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively, thereby applying a left DC value and an upper side.
  • the DC value can be calculated.
  • the left DC value may be represented by LEFT_DC_VAL and the upper DC value may be represented by ABOVE_DC_VAL.
  • the decoding apparatus calculates a weighted sum of the left DC value and the upper DC value based on a left weight value for the left DC value and an upper weight value for the upper DC value.
  • a DC value for the block can be derived (S1020). More specifically, the predicting unit 230 of the decoding apparatus calculates a weighted sum of the left DC value and the upper DC value based on the left weight value for the left DC value and the upper weight value for the upper DC value to determine the current.
  • the DC value for the block can be derived.
  • the DC value for the current block may be represented by DC_VAL
  • the left weight may be represented by k LEFT
  • the upper weight may be represented by k ABOVE .
  • the decoding apparatus may derive prediction samples for the current block based on the DC value for the current block (S1030). More specifically, the prediction unit 230 of the decoding apparatus may derive the prediction samples for the current block based on the DC value for the current block.
  • the decoding apparatus may generate reconstruction samples for the current block based on the prediction samples (S1040). More specifically, the adder 240 of the decoding apparatus may generate reconstruction samples for the current block based on the prediction samples.
  • the left weight value for the left DC value and the upper weight value for the upper DC value may be determined based on a shape of the current block.
  • the left weight for the left DC value when the height of the current block is greater than the width of the current block, the left weight for the left DC value is greater than the upper weight for the upper DC value, When the width of the current block is greater than the height of the current block, the upper weight for the upper DC value may be greater than the left weight for the left DC value.
  • the DC value for the current block may be derived based on Equation 7 below.
  • DC_VAL represents the DC value for the current block
  • k LEFT represents the left weight for the left DC value
  • k ABOVE represents the upper weight for the upper DC value.
  • the LEFT_DC_VAL may represent the left DC value
  • the ABOVE_DC_VAL may represent the upper DC value.
  • the left weight for the left DC value when the height of the current block is greater than the width of the current block, the left weight for the left DC value is 7 and the upper weight for the upper DC value may be 1. .
  • the upper weight for the upper DC value when the width of the current block is greater than the height of the current block, the upper weight for the upper DC value is 7 and the left weight for the left DC value may be 1. .
  • the left weight value for the left DC value and the upper weight value for the upper DC value may be determined based on a ratio of the width and the height of the current block.
  • the left DC value and the upper DC value may be calculated based on Equations 8 and 9 below.
  • LEFT_DC_VAL represents the left DC value
  • LEFT_TOTAL_VAL represents the total sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples
  • block_height may represent the height of the current block.
  • ABOVE_DC_VAL represents the upper DC value
  • ABOVE_TOTAL_VAL represents the total sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples
  • block_width may represent the width of the current block.
  • the decoding apparatus when the intra prediction mode of the current block is the DC mode, includes a sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples of the current block and the current block. Compute the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples of (S1000), and shifting calculation to the sum of the sample values of the left peripheral luma reference samples and the sum of the sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively. ) To calculate a left DC value and an upper DC value (S1010), and a weighted sum of the left DC value and the upper DC value based on a left weight value for the left DC value and an upper weight value for the upper DC value.
  • the current block Derivation samples for the current block may be generated in operation S1030 and based on the prediction samples, in operation S1040. That is, the DC value of the DC mode may be derived using the weight determined based on the block shape, and the intra prediction may be efficiently performed based on the derived DC value. According to the present invention, it is possible to effectively reduce overhead due to signaling of information on intra prediction mode and reduce overhead according to signaling of information on intra prediction mode, thereby coding efficiency in terms of BD-rate PSNR. This can be increased.
  • Embodiments described in the present invention may be implemented and performed on a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the functional units shown in each drawing may be implemented and performed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the decoder and encoder to which the embodiments of the present invention are 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, and a real time communication device such as video communication.
  • Streaming devices, storage media, camcorders, video on demand (VoD) service providers, over the top video (OTT) devices, internet streaming service providers, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices Etc. and may be used to process video signals or data signals.
  • the OTT video device may include a game console, a Blu-ray player, an internet access TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, a digital video recorder (DVR), and the like.
  • the processing method to which the embodiments of the present invention are applied may be produced in the form of a program executed by a computer, and 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 (eg, transmission over the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product by program code, which may be performed on a computer by embodiments of the present invention.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a structure of a content streaming system according to an embodiment.
  • the 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 smart phone, 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 the multimedia data to the user device based on the user's request through the web server, and the web server serves as a medium for informing the user of what service.
  • 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 may receive content from a media store and / or an encoding server. For example, when the content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, 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), navigation, a slate PC, Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • Tablet PCs ultrabooks
  • wearable devices such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, in which case data received from each server may be distributed.
  • 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.
  • Each part, module, or unit described above may be a processor or hardware part that executes successive procedures stored in a memory (or storage unit). Each of the steps described in the above embodiments may be performed by a processor or hardware parts. Each module / block / unit described in the above embodiments can operate as a hardware / processor.
  • the methods proposed by the present invention can be executed as code. This code can be written to a processor readable storage medium and thus read by a processor provided by an apparatus.
  • 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 a variety of 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 발명의 일 실시예에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법은, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출하는 단계, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하는 단계, 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하는 단계, 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계; 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인트라 예측 모드 중 DC 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행하는 방법 및 장치
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 인코딩/디코딩 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인트라 예측 모드(intra prediction mode) 중 DC 모드(DC mode)를 이용하여 인트라 예측을 수행하는 방법 및 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 예측을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 인트라 예측 모드 중 DC 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 블록 모양을 기반으로 결정된 가중치를 이용하여 DC 모드의 DC값을 도출하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)하는 단계, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하는 단계, 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하는 단계, 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 픽처 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)하고, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하고, 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하고, 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 예측부 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의한 픽처 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)하는 단계, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하는 단계, 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하는 단계, 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계, 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계 및 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 픽처 인코딩을 수행하는 인코딩 장치가 제공된다. 상기 인코딩 장치는, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)하고, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하고, 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하고, 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 예측부, 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 레지듀얼 처리부 및 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 엔트로피 인코딩부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 인트라 예측을 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면 인트라 예측 모드 중 DC 모드를 이용하여 인트라 예측을 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면 블록 모양을 기반으로 결정된 가중치를 이용하여 DC 모드의 DC값을 도출하고, 도출된 상기 DC값을 기반으로 인트라 예측을 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면 인트라 예측 모드에 대한 정보의 시그널링에 따른 오버헤드(overhead)를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 인트라 예측 모드에 대한 정보의 시그널링에 따른 오버헤드를 감소시킴으로써, BD-rate PSNR 관점에서 코딩 효율이 보다 증가할 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 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 DC 모드에 기반한 인트라 예측 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 비정사각(non-square) 블록의 예시들을 도시하는 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 DC 모드에 기반한 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 DC 모드에 기반한 인트라 예측 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 도시하는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)하는 단계, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하는 단계, 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하는 단계, 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 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/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준, EVC (essential video coding) 표준, AV1 (AOMedia Video 1) 표준, AVS2 (2nd generation of audio video coding standard) 또는 차세대 비디오/영상 코딩 표준(ex. H.267, H.268 등)에 개시되는 방법에 적용될 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.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 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 일 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 도시하는 흐름도이다.
일 실시예에 따른 인트라 예측 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 참조 샘플을 구성하는 단계, 샘플을 예측하는 단계 및 포스트 필터링(post filtering)을 수행하는 3단계로 구성될 수 있다. 샘플을 예측하는 단계에서, 미지의 샘플들을 예측하기 위해 주변 블록들(neighboring blocks)(또는, 주변 참조 샘플들(neighboring reference samples)) 및 인트라 예측 모드를 이용할 수 있다.
일 실시예에 따른 인트라 예측 모드들의 총 개수는 67개일 수 있으며, 인트라 방향성(directional) 모드들 및 인트라 비방향성(non-directional) 모드들을 포함할 수 있다. 이때, 인트라 비방향성 모드들에는, 예를 들어 DC 모드, 플래너(planar) 모드 등이 포함될 수 있으며, 예시는 이에 한정되지 않는다.
한편, 본 명세서에서는 특정 정보 또는 개념을 정의하기 위한 특정 용어 또는 문장을 사용하고 있다. 예를 들어, 이어지는 본 명세서에서는 현재 블록에 대한 DC값을 "DC_VAL"로 나타내고 있다. 그러나, "DC_VAL"은 dc value, DC_MODE_VALUE 등 다양한 용어로 대체될 수 있는 바, 본 명세서에서 특정 정보 또는 개념을 정의하기 위해 사용된 특정 용어 또는 문장을 명세서 전반에서 해석함에 있어서 그 명칭에 국한된 해석을 하여서는 안 되고, 상기 용어가 나타내고자 하는 내용에 따른 다양한 동작, 기능 및 효과에 주목하여 해석할 필요가 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 DC 모드에 기반한 인트라 예측 방법을 도시하는 흐름도이다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치/디코딩 장치는, 인트라 비방향성 예측 모드들 중 하나인 DC 모드에서 예측될 블록(또는 현재 블록)의 좌측에 있는 참조 샘플들(즉, 현재 블록에 인접한 좌측 참조 샘플들) 및 상측에 있는 참조 샘플들(즉, 현재 블록에 인접한 상측 참조 샘플들)의 샘플값의 평균을 기반으로 DC값을 도출할 수 있다. DC값은, 예를 들어 DC_VAL로 나타낼 수 있다. 예측 샘플값들은 DC_VAL로 채워질 수 있다. 본 실시예에 따라 사이즈가 w x h인 현재 블록에 대하여 DC 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하는 과정은, 도 4에 도시된 바와 같이 3개의 단계들로 구성될 수 있다.
제1 단계에서, 현재 블록의 좌측 참조 샘플들 및 상측 참조 샘플들의 샘플값들의 총합이 산출될 수 있다. 현재 블록의 좌측 참조 샘플들 및 상측 참조 샘플들의 샘플값들의 총합은, 예를 들어 TOTAL_VAL로 나타낼 수 있다.
제2 단계에서, DC값은 DC_VAL = TOTAL_VAL / (block_width + block_height)를 통해 도출될 수 있다. 이때 DC_VAL은 DC값을 나타내고, TOTAL_VAL은 현재 블록의 좌측 참조 샘플들 및 상측 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 나타내고, block_width는 현재 블록의 폭을 나타내고, block_height는 현재 블록의 높이를 나타낼 수 있다. 일 예시에서, 현재 블록이 정사각(square) 블록인 경우, block_width와 block_height가 동일할 수 있다.
제3 단계에서, 예측 샘플값들을 DC_VAL로 채울 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 비정사각(non-square) 블록의 예시들을 도시하는 도면이고, 도 6은 일 실시예에 따른 DC 모드에 기반한 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 7은 다른 일 실시예에 따른 DC 모드에 기반한 인트라 예측 방법을 도시하는 흐름도이다.
다른 일 실시예에 따른 인코딩 장치/디코딩 장치는, 인트라 비방향성 예측 모드들 중 하나인 DC 모드에서 예측될 블록(또는 현재 블록)의 좌측에 있는 참조 샘플들(즉, 현재 블록에 인접한 좌측 참조 샘플들) 및 상측에 있는 참조 샘플들(즉, 현재 블록에 인접한 상측 참조 샘플들)의 샘플값들을 기반으로 DC값을 도출할 수 있다. 이때, 효율적이고 간단한 하드웨어 디자인을 위해, 디비전(division) 대신 쉬프팅(shifting)이 수행될 수 있다. DC값은, 예를 들어 DC_VAL로 나타낼 수 있다. 예측 샘플값들은 DC_VAL로 채워질 수 있다.
본 실시예에 따른 현재 블록은 비정사각 블록(non-square block)일 수 있다. 바이너리 트리(binary tree), 터너리 트리(ternary tree)와 같은 블록 파티셔닝 알고리즘(block partitioning algorithm)의 발전에 따라, 비정사각 블록이 구현될 수 있다. 현재 블록이 비정사각 블록인 경우, w와 h의 크기는 상이하다. 비정사각 블록인 상기 현재 블록을 효율적으로 인코딩 및 디코딩하기 위해, 본 발명의 일 실시예에서는 가중치에 기반한 인트라 DC 모드 예측을 제안한다. 상기 가중치에 기반한 인트라 DC 모드 예측은, 가중 DC 예측, 웨이티드 DC 예측(weighted DC prediction), 가중치가 반영된 DC 예측 등으로 다양하게 지칭될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 현재 블록의 높이가 폭보다 크므로, 예측될 샘플들이 좌측 참조 샘플들에 가까울 확률이 상측 참조 샘플들에 가까울 확률보다 클 것임을 예측할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서는 현재 블록의 높이가 폭보다 큰 경우, 상기 상측 샘플들에 관한 가중치보다 상기 좌측 샘플들에 관한 가중치가 보다 높을 수 있음을 추측할 수 있다.
반대로, 도 5b를 참조하면, 현재 블록의 폭이 높이보다 크므로, 예측될 샘플들이 상측 참조 샘플들에 가까울 확률이 좌측 참조 샘플들에 가까울 확률보다 클 것임을 예측할 수 있다. 따라서, 일부 실시예들에서는 현재 블록의 폭이 높이보다 큰 경우, 상기 좌측 참조 샘플들에 관한 가중치보다 상기 상측 참조 샘플들에 관한 가중치가 보다 클 수 있음을 추측할 수 있다.
본 실시예에 따라 사이즈가 w x h인 현재 블록에 대하여 DC 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하는 과정은, 도 7에 도시된 바와 같이 4개의 단계들로 구성될 수 있다.
제1 단계에서, 현재 블록의 좌측 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 현재 블록의 상측 참조 샘플들의 샘플값들의 총합이 산출될 수 있다. 현재 블록의 좌측 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 현재 블록의 상측 참조 샘플들의 샘플값들의 총합은 각각, 예를 들어 LEFT_TOTAL_VAL 및 ABOVE_TOTAL_VAL로 나타날 수 있다. LEFT_TOTAL_VAL 및 ABOVE_TOTAL_VAL은 아래의 수학식 1을 기반으로 도출될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2019008635-appb-I000001
일 예시에서, 도 6을 기반으로 수학식 1을 적용하면, LEFT_TOTAL_VAL 및 ABOVE_TOTAL_VAL은 아래의 수학식 2와 같이 도출될 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2019008635-appb-I000002
즉, 수학식 2를 참조하면, 현재 블록의 사이즈가 16 x 4일 때 LEFT_TOTAL_VAL은 좌측 참조 샘플 L0 내지 L3의 샘플값들의 총합으로 도출되고, ABOVE_TOTAL_VAL은 상측 참조 샘플 A0 내지 A15의 샘플값들의 총합으로 도출될 수 있다.
제2 단계에서, 좌측 참조 샘플들의 샘플값들의 평균값 및 상측 참조 샘플들의 샘플값들의 평균값은 쉬프트 연산을 기반으로 아래의 수학식 3과 같이 도출될 수 있다. 이때 좌측 참조 샘플들의 샘플값들의 평균값 및 상측 참조 샘플들의 샘플값들의 평균값은 각각, 예를 들어 LEFT_DC_VAL 및 ABOVE_DC_VAL로 나타날 수 있다. LEFT_DC_VAL은 좌측 DC값으로 불릴 수도 있고, ABOVE_DC_VAL은 상측 DC값으로 불릴 수도 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2019008635-appb-I000003
일 실시예에서, 현재 블록의 높이인 block_height와 현재 블록의 폭인 block_width는 상이할 수 있다.
일 예시에서, 도 6을 기반으로 수학식 3을 적용하면, LEFT_DC_VAL 및 ABOVE_DC_VAL은 아래의 수학식 4와 같이 도출될 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2019008635-appb-I000004
즉, 수학식 4를 참조하면, 현재 블록의 사이즈가 16 x 4일 때 LEFT_DC_VAL은 좌측 참조 샘플들의 샘플값들의 총합에 대하여 우측으로 log2(4)=2만큼 쉬프팅을 적용하고, ABOVE_DC_VAL은 상측 참조 샘플들의 샘플값들의 총합에 대하여 상측으로 log2(16)=4만큼 쉬프팅을 적용하여 각각 도출할 수 있다.
제3 단계에서, kLEFT 및 kABOVE를 기반으로 LEFT_DC_VAL 및 ABOVE_DC_VAL의 가중합(weighted sum)을 산출하여 현재 블록에 대한 DC값을 도출할 수 있다. 현재 블록에 대한 DC값은, 예를 들어 DC_VAL로 나타날 수 있다. DC_VAL은 아래의 수학식 5와 같이 도출될 수 있다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2019008635-appb-I000005
수학식 5에서 kLEFT는 LEFT_DC_VAL에 적용될 좌측 가중치를 나타내고, kABOVE는 ABOVE_DC_VAL에 적용될 상측 가중치를 나타낸다.
본 발명은 블록 모양(block shape)을 기반으로 좌측 가중치 kLEFT 및 상측 가중치 kABOVE를 결정하는 다양한 실시예들을 제공한다.
일 실시예에서, 상기 좌측 가중치와 상기 상측 가중치의 합 (kLEFT + kABOVE)이 2의 정수 익스포넨셜(integer exponential)이 되도록 상기 좌측 가중치와 상기 상측 가중치가 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 현재 블록의 폭이 현재 블록의 높이보다 큰 경우, 상기 상측 가중치가 상기 좌측 가중치보다 클 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 폭이 현재 블록의 높이보다 큰 경우, 상기 상측 가중치는 7, 상기 좌측 가중치는 1로 결정될 수 있다. 또는, 상기 상측 가중치는 8, 상기 좌측 가중치는 0으로 결정될 수도 있다.
일 실시예에서, 현재 블록의 상기 상측 가중치 및 상기 좌측 가중치는 상기 현재 블록의 모양에 따라서 다양한 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 사이즈가 16 x 4인 경우 kABOVE = 7, kLEFT = 1로 결정될 수 있고, 상기 현재 블록의 사이즈가 32 x 16인 경우 kABOVE = 3, kLEFT = 1로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상측 가중치 및 상기 좌측 가중치는 상기 좌측 참조 샘플들 및 상기 상측 참조 샘플들 중 적어도 하나의 픽셀(또는 샘플) 단위로 결정될 수 있다. 즉, 상기 상측 가중치 및/또는 상기 좌측 가중치의 값들은 상기 좌측 참조 샘플들 및/또는 상기 상측 참조 샘플들 각각 마다 상이할 수 있다. 일 예시에서, 상기 상측 참조 샘플들에 대한 상기 상측 가중치들은 상기 좌측 참조 샘플들로부터의 거리에 기반하여 결정될 수 있다. 도 6을 참조하면, 상측 참조 샘플 A1에 대한 상측 가중치 kABOVE _A1의 값은 상측 참조 샘플 A0에 대한 상측 가중치 kABOVE _A0의 값보다 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상측 가중치 및 상기 좌측 가중치는 상기 현재 블록의 폭 및 높이의 비율(ratio)을 기반으로 결정될 수 있다. 도 6의 16 x 4 블록을 예로 들면, 폭과 높이 간의 비율의 4:1이므로, 상기 상측 가중치와 상기 좌측 가중치는 각각 4와 1로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 상측 가중치와 상기 좌측 가중치의 합이 2의 거듭 제곱(power of 2)이 되도록 상기 상측 가중치 및 상기 좌측 가중치가 결정될 수 있다.
좌측 가중치 kLEFT 및 상측 가중치 kABOVE를 결정하기 위한 전술된 실시예들은 일부가 결합되거나 변형되어 이용될 수 있다.
제4 단계에서, 예측 샘플값들을 DC_VAL로 채울 수 있다.
일 실시예에서, 현재 블록(또는 예측될 블록)의 폭이 높이보다 큰 경우, 상기 상측 가중치는 7, 상기 좌측 가중치는 1로 결정될 수 있다. 이외의 경우, 상기 좌측 가중치는 7, 상기 상측 가중치는 1로 결정될 수 있다. 본 실시예를 기반으로 DC_VAL이 도출되는 과정은 아래의 수학식 6과 같을 수 있다.
[수학식 6]
Figure PCTKR2019008635-appb-I000006
상기 수학식 6에 따를 경우, 공통 테스트 조건들의 모든 인트라 케이스를 이용한 테스트에서 VTM 1.0 소프트웨어의 비트 레이트 감소(bit rate reduction) 측면에서 이득이 발생할 수 있으며, 이는 아래의 표 1을 통해 확인할 수 있다.
Over VTM-1.0
Y U V EncT DecT
Class A1 -0.03% 0.08% -0.01% 101% 99%
Class A2 0.01% -0.02% 0.00% 100% 100%
Class B -0.03% -0.01% 0.01% 100% 100%
Class C -0.01% -0.06% -0.16% 100% 100%
Class E -0.02% -0.03% 0.00% 100% 100%
Overall -0.02% -0.01% -0.04% 100% 100%
Class D -0.02% -0.03% -0.10% 100% 100%
도 8은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이고, 도 9는 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 8 및 도 9에 따른 인코딩 장치는 도 10 및 도 11에 따른 디코딩 장치와 대응되는 동작들을 수행할 수 있다. 따라서, 도 10 및 도 11에서 후술될 디코딩 장치의 동작들은 도 8 및 도 9에 따른 인코딩 장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 8에 개시된 각 단계는 도 1에 개시된 인코딩 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S800 및 S830은 도 1에 개시된 예측부(110)에 의하여 수행될 수 있고, S840은 도 1에 개시된 레지듀얼 처리부(120)에 의하여 수행될 수 있고, S850은 도 1에 개시된 엔트로피 인코딩부(130) 의하여 수행될 수 있다. 더불어 S800 내지 S850에 따른 동작들은, 도 3 내지 도 7에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 1 및 도 3 내지 도 7에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 인코딩 장치는 예측부(110), 레지듀얼 처리부(120) 및 엔트로피 인코딩부(130)를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 도 9에 도시된 구성 요소 모두가 인코딩 장치의 필수 구성 요소가 아닐 수 있고, 인코딩 장치는 도 9에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치에서 예측부(110), 레지듀얼 처리부(120) 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 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)할 수 있다(S800). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 예측부(110)는 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출할 수 있다(S810). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 예측부(110)는 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출할 수 있다(S820). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 예측부(110)는 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다(S830). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 예측부(110)는 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S840). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부(120)는 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S850). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(130)는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다.
도 8 및 도 9의 인코딩 장치 및 인코딩 장치의 동작 방법에 따르면, 인코딩 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)하고(S800), 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하고(S810), 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하고(S820), 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하고(S830), 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하고(S840), 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩(S850) 할 수 있다. 즉, 블록 모양을 기반으로 결정된 가중치를 이용하여 DC 모드의 DC값을 도출하고, 도출된 상기 DC값을 기반으로 인트라 예측을 효율적으로 수행할 수 있다. 본 발명에 따르면 인트라 예측 모드에 대한 정보의 시그널링에 따른 오버헤드(overhead)를 효과적으로 감소시킬 수 있고, 인트라 예측 모드에 대한 정보의 시그널링에 따른 오버헤드를 감소시킴으로써, BD-rate PSNR 관점에서 코딩 효율이 보다 증가할 수 있다.
도 10은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이고, 도 11은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 10에 개시된 각 단계는 도 2에 개시된 디코딩 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S1000 내지 S1030은 도 2에 개시된 예측부(230)에 의하여 수행될 수 있고, S1040은 도 2에 개시된 가산부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어 S1000 내지 S1030에 따른 동작들은, 도 3 내지 도 7에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 2 내지 도 7에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 디코딩 장치는 엔트로피 예측부(230) 및 가산부(240)를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 도 11에 도시된 구성 요소 모두가 디코딩 장치의 필수 구성 요소가 아닐 수 있고, 디코딩 장치는 도 11에 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 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)할 수 있다(S1000). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출할 수 있다.
일 예시에서, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합은 LEFT_TOTAL_VAL로 나타내고, 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합은 ABOVE_TOTAL_VAL로 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출할 수 있다(S1010). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출할 수 있다.
일 예시에서, 상기 좌측 DC값은 LEFT_DC_VAL로 나타내고, 상기 상측 DC값은 ABOVE_DC_VAL로 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출할 수 있다(S1020). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출할 수 있다.
일 예시에서, 상기 현재 블록에 대한 DC값은 DC_VAL로 나타낼 수 있고, 상기 좌측 가중치는 kLEFT로 나타내고, 상기 상측 가중치는 kABOVE로 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다(S1030). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성할 수 있다(S1040). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 가산부(240)는 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는 상기 현재 블록의 모양(shape)을 기반으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 블록의 폭(width)보다 상기 현재 블록의 높이(height)가 더 큰 경우, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치가 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치보다 더 크고, 상기 현재 블록의 상기 높이보다 상기 현재 블록의 상기 폭이 더 큰 경우, 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치가 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치보다 더 클 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값은 아래의 수학식 7을 기반으로 도출될 수 있다.
[수학식 7]
Figure PCTKR2019008635-appb-I000007
상기 수학식 7에서 상기 DC_VAL은 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 나타내고, 상기 kLEFT는 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치를 나타내고, 상기 kABOVE는 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치를 나타내고, 상기 LEFT_DC_VAL은 상기 좌측 DC값을 나타내고, 상기 ABOVE_DC_VAL은 상기 상측 DC값을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 블록의 상기 폭보다 상기 현재 블록의 상기 높이가 더 큰 경우, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치는 7이고, 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는 1일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 블록의 상기 높이보다 상기 현재 블록의 상기 폭이 더 큰 경우, 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는 7이고, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치는 1일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치와 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는, 상기 현재 블록의 상기 폭 및 상기 높이의 비율을 기반으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값은 각각 아래의 수학식 8 및 수학식 9를 기반으로 산출될 수 있다.
[수학식 8]
Figure PCTKR2019008635-appb-I000008
[수학식 9]
Figure PCTKR2019008635-appb-I000009
상기 수학식 8에서 상기 LEFT_DC_VAL은 상기 좌측 DC값을 나타내고, 상기 LEFT_TOTAL_VAL은 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합을 나타내고, 상기 block_height는 상기 현재 블록의 상기 높이를 나타낼 수 있다. 상기 수학식 9에서, 상기 ABOVE_DC_VAL은 상기 상측 DC값을 나타내고, 상기 ABOVE_TOTAL_VAL은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합을 나타내고, 상기 block_width는 상기 현재 블록의 상기 폭을 나타낼 수 있다.
도 10 및 도 11의 디코딩 장치 및 디코딩 장치의 동작 방법에 따르면, 디코딩 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출하고(S1000), 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하고(S1010), 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하고(S1020), 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하고(S1030), 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성(S1040) 할 수 있다. 즉, 블록 모양을 기반으로 결정된 가중치를 이용하여 DC 모드의 DC값을 도출하고, 도출된 상기 DC값을 기반으로 인트라 예측을 효율적으로 수행할 수 있다. 본 발명에 따르면 인트라 예측 모드에 대한 정보의 시그널링에 따른 오버헤드(overhead)를 효과적으로 감소시킬 수 있고, 인트라 예측 모드에 대한 정보의 시그널링에 따른 오버헤드를 감소시킴으로써, BD-rate PSNR 관점에서 코딩 효율이 보다 증가할 수 있다.
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 발명의 실시예들이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들이 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 실시예들은 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.
도 12는 일 실시예에 따른 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 도시하는 도면이다.
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 수신할 수 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 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
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.
전술한 각각의 파트, 모듈 또는 유닛은 메모리(또는 저장 유닛)에 저장된 연속된 수행과정들을 실행하는 프로세서이거나 하드웨어 파트일 수 있다. 전술한 실시예에 기술된 각 단계들은 프로세서 또는 하드웨어 파트들에 의해 수행될 수 있다. 전술한 실시예에 기술된 각 모듈/블록/유닛들은 하드웨어/프로세서로서 동작할 수 있다. 또한, 본 발명이 제시하는 방법들은 코드로서 실행될 수 있다. 이 코드는 프로세서가 읽을 수 있는 저장매체에 쓰여질 수 있고, 따라서 장치(apparatus)가 제공하는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
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 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)하는 단계;
    상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하는 단계;
    상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하는 단계;
    상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계; 및
    상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽처 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는 상기 현재 블록의 모양(shape)을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 현재 블록의 폭(width)보다 상기 현재 블록의 높이(height)가 더 큰 경우, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치가 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치보다 더 크고,
    상기 현재 블록의 상기 높이보다 상기 현재 블록의 상기 폭이 더 큰 경우, 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치가 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 상기 DC값은 아래의 수학식을 기반으로 도출되고,
    DC_VAL=(kLEFT*LEFT_DC_VAL + kABOVE*ABOVE_DC_VAL) >> log2(kLEFT+kABOVE)
    상기 제4항의 수학식에서 상기 DC_VAL은 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 나타내고, 상기 kLEFT는 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치를 나타내고, 상기 kABOVE는 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치를 나타내고, 상기 LEFT_DC_VAL은 상기 좌측 DC값을 나타내고, 상기 ABOVE_DC_VAL은 상기 상측 DC값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 현재 블록의 상기 폭보다 상기 현재 블록의 상기 높이가 더 큰 경우, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치는 7이고, 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는 1이며,
    상기 현재 블록의 상기 높이보다 상기 현재 블록의 상기 폭이 더 큰 경우, 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는 7이고, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치는 1인 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치와 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는, 상기 현재 블록의 상기 폭 및 상기 높이의 비율을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값은 각각 아래의 수학식들을 기반으로 산출되고,
    LEFT_DC_VAL= LEFT_TOTAL_VAL >> log2(block_height)
    ABOVE_DC_VAL= ABOVE_TOTAL_VAL >> log2(block_width)
    상기 제7항의 수학식들에서 상기 LEFT_DC_VAL은 상기 좌측 DC값을 나타내고, 상기 LEFT_TOTAL_VAL은 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합을 나타내고, 상기 block_height는 상기 현재 블록의 상기 높이를 나타내고, 상기 ABOVE_DC_VAL은 상기 상측 DC값을 나타내고, 상기 ABOVE_TOTAL_VAL은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합을 나타내고, 상기 block_width는 상기 현재 블록의 상기 폭을 나타내는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  8. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 인코딩 방법에 있어서,
    현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)하는 단계;
    상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하는 단계;
    상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하는 단계;
    상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 픽처 인코딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는 상기 현재 블록의 모양(shape)을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 현재 블록의 폭(width)보다 상기 현재 블록의 높이(height)가 더 큰 경우, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치가 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치보다 더 크고,
    상기 현재 블록의 상기 높이보다 상기 현재 블록의 상기 폭이 더 큰 경우, 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치가 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치보다 더 큰 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 상기 DC값은 아래의 수학식을 기반으로 도출되고,
    DC_VAL=(kLEFT*LEFT_DC_VAL + kABOVE*ABOVE_DC_VAL) >> log2(kLEFT+kABOVE)
    상기 제11항의 수학식에서 상기 DC_VAL은 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 나타내고, 상기 kLEFT는 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치를 나타내고, 상기 kABOVE는 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치를 나타내고, 상기 LEFT_DC_VAL은 상기 좌측 DC값을 나타내고, 상기 ABOVE_DC_VAL은 상기 상측 DC값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 현재 블록의 상기 폭보다 상기 현재 블록의 상기 높이가 더 큰 경우, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치는 7이고, 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는 1이며,
    상기 현재 블록의 상기 높이보다 상기 현재 블록의 상기 폭이 더 큰 경우, 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는 7이고, 상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치는 1인 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 좌측 DC값에 대한 상기 좌측 가중치와 상기 상측 DC값에 대한 상기 상측 가중치는, 상기 현재 블록의 상기 폭 및 상기 높이의 비율을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값은 각각 아래의 수학식들을 기반으로 산출되고,
    LEFT_DC_VAL= LEFT_TOTAL_VAL >> log2(block_height)
    ABOVE_DC_VAL= ABOVE_TOTAL_VAL >> log2(block_width)
    상기 제14항의 수학식들에서 상기 LEFT_DC_VAL은 상기 좌측 DC값을 나타내고, 상기 LEFT_TOTAL_VAL은 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합을 나타내고, 상기 block_height는 상기 현재 블록의 상기 높이를 나타내고, 상기 ABOVE_DC_VAL은 상기 상측 DC값을 나타내고, 상기 ABOVE_TOTAL_VAL은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합을 나타내고, 상기 block_width는 상기 현재 블록의 상기 폭을 나타내는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  15. 픽처 디코딩을 수행하는 디코딩 장치에 있어서,
    현재 블록의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합 및 상기 현재 블록의 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값들의 총합을 산출(calculate)하고, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합 및 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 상기 샘플값들의 총합에 각각 쉬프팅 연산(shifting calculation)을 적용하여 좌측 DC값 및 상측 DC값을 산출하고, 상기 좌측 DC값에 대한 좌측 가중치 및 상기 상측 DC값에 대한 상측 가중치를 기반으로 상기 좌측 DC값 및 상기 상측 DC값의 가중합(weighted sum)을 산출하여 상기 현재 블록에 대한 DC값을 도출하고, 상기 현재 블록에 대한 상기 DC값을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 예측부; 및
    상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
PCT/KR2019/008635 2018-07-12 2019-07-12 인트라 예측 모드 중 dc 모드를 이용하여 인트라 예측을 수행하는 방법 및 장치 WO2020013655A1 (ko)

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