WO2020055014A1 - 레지듀얼 코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents

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최정아
유선미
허진
김승환
최장원
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    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding

Definitions

  • the present invention relates to a video coding technique, and more particularly, to a residual coding method and an apparatus in the video coding system.
  • VR Virtual Reality
  • AR Artificial Realtiy
  • holograms video / video having video characteristics different from reality videos such as game videos.
  • the broadcast for is increasing.
  • a high-efficiency video / video compression technology is required to effectively compress, transmit, store, and reproduce information of a high-resolution, high-quality video / video having various characteristics as described above.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving image coding efficiency.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for increasing the efficiency of residual coding.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for increasing residual coding efficiency by performing a binarization process on residual information based on rice parameters.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for performing residual coding by setting a maximum value of a rice parameter to 3.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for performing an initialization process to derive at least one rice parameter for a sub-block included in a current block.
  • an image decoding method performed by a decoding apparatus comprises: receiving a bitstream including residual information, deriving a quantized transform coefficient for a current block based on the residual information included in the bitstream, an inverse quantization process Deriving transform coefficients from the quantized transform coefficients based on), deriving a residual sample for the current block by applying an inverse transform to the derived transform coefficients, and for the current block And generating a reconstructed picture based on the residual sample, wherein the residual information includes transform coefficient level information, and deriving the quantized transform coefficient is based on a rice parameter.
  • a decoding apparatus for performing video decoding.
  • the decoding apparatus receives an bitstream including residual information, and an entropy decoding unit deriving a quantized transform coefficient for a current block based on the residual information included in the bitstream, based on an inverse quantization process
  • An inverse quantization unit deriving a transform coefficient from the quantized transform coefficient, an inverse transform unit deriving a residual sample for the current block by applying an inverse transform to the derived transform coefficient, and the residual sample for the current block.
  • It includes an adder for generating a reconstructed picture based on, wherein the residual information includes transform coefficient level information, the entropy decoding unit performs a binarization process for the transform coefficient level information based on a rice parameter, and the binarization The value of the transform coefficient level information is plotted based on the result of the process. , And, and derives the quantized transform coefficients based on the values of the transform coefficient level information, the maximum value of the Rice parameter is characterized in that 3.
  • a video encoding method performed by an encoding device comprises: deriving a residual sample for the current block, transforming the residual sample for the current block to derive a transform coefficient, and deriving a quantized transform coefficient from the transform coefficient based on a quantization process And encoding residual information including information about the quantized transform coefficients, wherein the residual information includes transform coefficient level information, and encoding the residual information comprises: a rice parameter. Deriving a binarization value of the transform coefficient level information by performing a binarization process for the transform coefficient level information based on the and encoding the binarization value of the transform coefficient level information; Included, the maximum value of the rice parameter is characterized in that 3.
  • an encoding apparatus for performing video encoding.
  • the encoding apparatus includes a subtraction unit for deriving a residual sample for the current block, a transformation unit for converting the residual sample for the current block to derive a transform coefficient, and a quantized transform from the transform coefficient based on a quantization process
  • Perform a binarization process on the transform coefficient level information based on to derive the binarization value of the transform coefficient level information, encode the binarization value of the transform coefficient level information, and the maximum value of the rice parameter is 3 It is characterized by.
  • the efficiency of residual coding can be increased.
  • residual coding can be efficiently performed by setting the maximum value of the rice parameter to 3.
  • an initialization process may be performed to derive at least one rice parameter for a sub-block included in the current block.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video / image coding system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video encoding apparatus to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video decoding apparatus to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of deriving a rice parameter for a current transform coefficient based on peripheral reference transform coefficients according to an embodiment.
  • 5A to 5C are diagrams illustrating another example of deriving a rice parameter for a current transform coefficient based on peripheral reference transform coefficients according to some embodiments.
  • 6A to 6C are diagrams for explaining another example of deriving a rice parameter for a current transform coefficient based on neighbor reference transform coefficients according to some other embodiments.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process of deriving quantized coefficients of a 2x2 block according to an embodiment.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating a configuration and operation method of an entropy encoding unit according to an embodiment.
  • 9A and 9B are diagrams illustrating a configuration and an operation method of an entropy decoding unit according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an entropy encoding method of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an entropy decoding method of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an operation of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • 15 is a block diagram showing the configuration of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 16 shows an example of a content streaming system to which the invention disclosed in this document can be applied.
  • an image decoding method performed by a decoding apparatus comprises: receiving a bitstream including residual information, deriving a quantized transform coefficient for a current block based on the residual information included in the bitstream, an inverse quantization process Deriving transform coefficients from the quantized transform coefficients based on), deriving a residual sample for the current block by applying an inverse transform to the derived transform coefficients, and for the current block And generating a reconstructed picture based on the residual sample, wherein the residual information includes transform coefficient level information, and deriving the quantized transform coefficient is based on a rice parameter.
  • each configuration in the drawings described in the present invention is shown independently for convenience of description of the different characteristic functions, it does not mean that each configuration is implemented in separate hardware or separate software from each other.
  • two or more components of each component may be combined to form one component, or one component may be divided into a plurality of components.
  • Embodiments in which each component is integrated and / or separated are also included in the scope of the present invention without departing from the essence of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video / image coding system to which the present invention can be applied.
  • a video / image coding system may include a first device (source device) and a second device (receiving device).
  • the source device may transmit the encoded video / image information or data to a receiving device through a digital storage medium or network in the form of a file or streaming.
  • the source device may include a video source, an encoding device, and a transmission unit.
  • the receiving device may include a receiving unit, a decoding apparatus, and a renderer.
  • the encoding device may be called a video / video encoding device, and the decoding device may be called a video / video decoding device.
  • the transmitter can be included in the encoding device.
  • the receiver may be included in the decoding device.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source may acquire a video / image through a capture, synthesis, or generation process of the video / image.
  • the video source may include a video / image capture device and / or a video / image generation device.
  • the video / image capture device may include, for example, one or more cameras, a video / image archive including previously captured video / images, and the like.
  • the video / image generating device may include, for example, a computer, a tablet and a smart phone, and the like (electronically) to generate the video / image.
  • a virtual video / image may be generated through a computer or the like, and in this case, the video / image capture process may be replaced by a process in which related data is generated.
  • the encoding device can encode the input video / video.
  • the encoding apparatus may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded video / video information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmitting unit may transmit the encoded video / video information or data output in the form of a bitstream to a receiving unit of a receiving device through a digital storage medium or a network in a file or streaming format.
  • the digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD.
  • the transmission unit may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast / communication network.
  • the receiver may receive / extract the bitstream and deliver it to a decoding device.
  • the decoding apparatus may decode a video / image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus.
  • the renderer can render the decoded video / image.
  • the rendered video / image may be displayed through the display unit.
  • VVC versatile video coding
  • EVC essential video coding
  • AV1 AOMedia Video 1
  • AVS2 2nd generation of audio video coding standard
  • next-generation video It can be applied to the method disclosed in the video coding standard (ex. H.267 or H.268, etc.).
  • video may refer to a set of images over time.
  • a picture generally refers to a unit representing one image in a specific time period, and a slice / tile is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • a slice / tile may include one or more coding tree units (CTUs).
  • CTUs coding tree units
  • One picture may be composed of one or more slices / tiles.
  • One picture may be composed of one or more tile groups.
  • One tile group may include one or more tiles. The brick may represent a rectangular region of CTU rows within a tile in a picture.
  • Tiles can be partitioned into multiple bricks, and each brick can be composed of one or more CTU rows in the tile (A tile may be partitioned into multiple bricks, each of which consisting of one or more CTU rows within the tile ).
  • a tile that is not partitioned into multiple bricks may be also referred to as a brick.
  • a brick scan can indicate a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture, the CTUs can be aligned with a CTU raster scan within a brick, and the bricks in a tile can be aligned sequentially with a raster scan of the bricks of the tile.
  • A, and tiles in a picture can be sequentially aligned with a raster scan of the tiles of the picture
  • a brick scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a brick , bricks within a tile are ordered consecutively in a raster scan of the bricks of the tile, and tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture).
  • a tile is a rectangular region of CTUs within a particular tile column and a particular tile row in a picture.
  • the tile column is a rectangular area of CTUs, the rectangular area has a height equal to the height of the picture, and the width can be specified by syntax elements in a picture parameter set (The tile column is a rectangular region of CTUs having a height equal to the height of the picture and a width specified by syntax elements in the picture parameter set).
  • the tile row is a rectangular region of CTUs, the rectangular region has a width specified by syntax elements in a picture parameter set, and the height can be the same as the height of the picture (The tile row is a rectangular region of CTUs having a height specified by syntax elements in the picture parameter set and a width equal to the width of the picture).
  • a tile scan can indicate a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture, the CTUs can be successively aligned with a CTU raster scan within a tile, and the tiles in a picture have been successively aligned with a raster scan of the tiles of the picture.
  • a tile scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a tile whereas tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture).
  • a slice may include an integer number of bricks of a picture, and the integer number of bricks may be included in one NAL unit (A slice includes an integer number of bricks of a picture that may be exclusively contained in a single NAL unit). A slice may consist of either a number of complete tiles or only a consecutive sequence of complete bricks of one tile ).
  • Tile groups and slices can be used interchangeably in this document.
  • the tile group / tile group header in this document may be referred to as a slice / slice header.
  • a pixel or pel may mean a minimum unit constituting one picture (or image).
  • 'sample' may be used as a term corresponding to a pixel.
  • the sample may generally represent a pixel or a pixel value, may represent only a pixel / pixel value of a luma component, or may represent only a pixel / pixel value of a chroma component.
  • the unit may represent a basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific region of a picture and information related to the region.
  • One unit may include one luma block and two chroma (ex. Cb, cr) blocks.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as a block or area depending on the case.
  • the MxN block may include samples (or sample arrays) of M columns and N rows or a set (or array) of transform coefficients.
  • a / B / C may mean” at least one of A, B, and / or C.
  • Also A / B / C “may mean” at least one of A, B, and / or C.
  • the video encoding device may include a video encoding device.
  • the encoding device 200 includes an image partitioner 210, a predictor 220, a residual processor 230, and an entropy encoder 240. It may be configured to include an adder (250), a filtering unit (filter, 260) and a memory (memory, 270).
  • the prediction unit 220 may include an inter prediction unit 221 and an intra prediction unit 222.
  • the residual processing unit 230 may include a transform unit 232, a quantizer 233, a dequantizer 234, and an inverse transformer 235.
  • the residual processing unit 230 may further include a subtractor 231.
  • the adder 250 may be called a reconstructor or a recontructged block generator.
  • the above-described image segmentation unit 210, prediction unit 220, residual processing unit 230, entropy encoding unit 240, adding unit 250, and filtering unit 260 may include one or more hardware components (for example, it may be configured by an encoder chipset or processor). Also, the memory 270 may include a decoded picture buffer (DPB), or may be configured by a digital storage medium. The hardware component may further include a memory 270 as an internal / external component.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image division unit 210 may divide the input image (or picture, frame) input to the encoding apparatus 200 into one or more processing units.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit is recursively divided according to a quad-tree binary-tree ternary-tree (QTBTTT) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU). You can.
  • QTBTTT quad-tree binary-tree ternary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • 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 structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and / or a ternary structure may be applied later.
  • a binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to the present invention can be performed based on the final coding unit that is no longer split.
  • the maximum coding unit may be directly used as a final coding unit based on coding efficiency according to image characteristics, or the coding unit may be recursively divided into coding units having a lower depth than optimal if necessary.
  • the coding unit of the size of can be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include procedures such as prediction, transformation, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be partitioned or partitioned from the above-described final coding unit, respectively.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transformation unit may be a unit for deriving a transform coefficient and / or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as a block or area depending on the case.
  • the MxN block may represent samples of M columns and N rows or a set of transform coefficients.
  • the sample may generally represent a pixel or a pixel value, and may indicate only a pixel / pixel value of a luma component or only a pixel / pixel value of a saturation component.
  • the sample may be used as a term for one picture (or image) corresponding to a pixel or pel.
  • the encoding apparatus 200 subtracts a prediction signal (a predicted block, a prediction sample array) output from the inter prediction unit 221 or the intra prediction unit 222 from the input image signal (original block, original sample array).
  • a signal residual signal, residual block, residual sample array
  • the generated residual signal is transmitted to the conversion unit 232.
  • a unit for subtracting a prediction signal (a prediction block, a prediction sample array) from an input image signal (original block, original sample array) in the encoder 200 may be referred to as a subtraction unit 231.
  • the prediction unit may perform prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block), and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of a current block or CU. As described later in the description of each prediction mode, the prediction unit may generate various information regarding prediction, such as prediction mode information, and transmit it to the entropy encoding unit 240.
  • the prediction information may be encoded by the entropy encoding unit 240 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 222 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart depending on a prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes depending on the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra prediction unit 222 may determine a prediction mode applied to the current block using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter prediction unit 221 may derive the predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to by a name such as a collocated reference block or a colCU, and a reference picture including the temporal neighboring block may be called a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 221 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidates are used to derive the motion vector and / or reference picture index of the current block. Can be created. Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of the skip mode and the merge mode, the inter prediction unit 221 may use motion information of neighboring blocks as motion information of the current block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • a motion vector of a current block is obtained by using a motion vector of a neighboring block as a motion vector predictor and signaling a motion vector difference. I can order.
  • the prediction unit 220 may generate a prediction signal based on various prediction methods described below.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction as well as intra prediction and inter prediction at the same time for prediction for one block. This can be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may be based on an intra block copy (IBC) prediction mode or a palette mode for prediction of a block.
  • the IBC prediction mode or palette mode may be used for content video / video coding such as a game, such as screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived in the current picture. That is, the IBC can use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the palette mode can be regarded as an example of intra coding or intra prediction. When the palette mode is applied, a sample value in a picture may be signaled based on information on the palette table and palette index.
  • the prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a reconstructed signal or may be used to generate a residual signal.
  • the transform unit 232 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique may include at least one of a DCT (Discrete Cosine Transform), a DST (Discrete Sine Transform), a KLT (Karhunen-Loeve Transform), a GBT (Graph-Based Transform), or a CNT (Conditionally Non-linear Transform). It can contain.
  • GBT refers to a transformation obtained from this graph when it is said that the relationship information between pixels is graphically represented.
  • CNT means a transform obtained by generating a predictive signal using all previously reconstructed pixels and based on it.
  • the transform process may be applied to pixel blocks having the same size of a square, or may be applied to blocks of variable sizes other than squares.
  • the quantization unit 233 quantizes the transform coefficients and transmits them to the entropy encoding unit 240, and the entropy encoding unit 240 encodes the quantized signal (information about quantized transform coefficients) and outputs it as a bitstream. have. Information about the quantized transform coefficients may be called residual information.
  • the quantization unit 233 may rearrange block-type quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and quantize the quantized transform coefficients based on the one-dimensional vector form. Information regarding transform coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 240 may perform various encoding methods such as exponential Golomb (CAVLC), context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • CAVLC exponential Golomb
  • CAVLC context-adaptive variable length coding
  • CABAC context-adaptive binary arithmetic coding
  • the entropy encoding unit 240 may encode information necessary for video / image reconstruction (eg, a value of syntax elements, etc.) together with the quantized transform coefficients together or separately.
  • the encoded information (ex. Encoded video / video information) may be transmitted or stored in units of network abstraction layer (NAL) units in the form of a bitstream.
  • NAL network abstraction layer
  • the video / image information may further include information regarding various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS). Also, the video / image information may further include general constraint information.
  • information and / or syntax elements transmitted / signaled from an encoding device to a decoding device may be included in video / video information.
  • the video / video information may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream can be transmitted over a network or stored on a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and / or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD.
  • the signal output from the entropy encoding unit 240 may be configured as an internal / external element of the encoding unit 200 by a transmitting unit (not shown) and / or a storing unit (not shown) for storing, or the transmitting unit It may be included in the entropy encoding unit 240.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 233 may be used to generate a prediction signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • the adder 155 adds the reconstructed residual signal to the predicted signal output from the inter predictor 221 or the intra predictor 222, so that the reconstructed signal (restored picture, reconstructed block, reconstructed sample array) Can be created. If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the adder 250 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, or may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described below.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 260 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 260 may generate a modified restoration picture by applying various filtering methods to the restoration picture, and the modified restoration picture may be a DPB of the memory 270, specifically, the memory 270. Can be stored in.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 260 may generate various information regarding filtering as described later in the description of each filtering method, and transmit it to the entropy encoding unit 240.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 240 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 270 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 221.
  • inter prediction When the inter prediction is applied through the encoding apparatus, prediction mismatch between the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus can be avoided, and encoding efficiency can be improved.
  • the memory 270 DPB may store the modified reconstructed picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 221.
  • the memory 270 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or encoded) and / or motion information of blocks in a picture that has already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 221 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 270 may store reconstructed samples of blocks reconstructed in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 222.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video decoding apparatus to which the present invention can be applied.
  • the decoding apparatus 300 includes an entropy decoder (310), a residual processor (320), a prediction unit (predictor, 330), an adder (340), and a filtering unit (filter, 350) and memory (memoery, 360).
  • the prediction unit 330 may include an inter prediction unit 331 and an intra prediction unit 332.
  • the residual processing unit 320 may include a deequantizer 321 and an inverse transformer 321.
  • the entropy decoding unit 310, the residual processing unit 320, the prediction unit 330, the adding unit 340, and the filtering unit 350 described above may include one hardware component (eg, a decoder chipset or processor) according to an embodiment. ).
  • the memory 360 may include a decoded picture buffer (DPB), or may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include a memory 360 as an internal / external component.
  • the decoding apparatus 300 may restore an image in response to a process in which the video / image information is processed in the encoding apparatus of FIG. 3.
  • the decoding apparatus 300 may derive units / blocks based on block partitioning related information obtained from the bitstream.
  • the decoding apparatus 300 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit, and the coding unit may be divided along a quad tree structure, a binary tree structure and / or a ternary tree structure from a coding tree unit or a largest coding unit.
  • One or more transform units can be derived from the coding unit. Then, the decoded video signal decoded and output through the decoding device 300 may be reproduced through the reproduction device.
  • the decoding apparatus 300 may receive the signal output from the encoding apparatus of FIG. 3 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 310.
  • the entropy decoding unit 310 may parse the bitstream to derive information (eg, video / image information) necessary for image reconstruction (or picture reconstruction).
  • the video / image information may further include information regarding various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video / image information may further include general constraint information.
  • the decoding apparatus may decode a picture further based on the information on the parameter set and / or the general restriction information.
  • Signaling / receiving information and / or syntax elements described later in this document may be decoded through the decoding procedure and obtained from the bitstream.
  • the entropy decoding unit 310 decodes information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and quantizes a value of a syntax element required for image reconstruction and a transform coefficient for residual.
  • a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC
  • the CABAC entropy decoding method receives bins corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information to be decoded and decoding information of neighboring and decoded blocks or symbol / bin information decoded in the previous step.
  • the context model is determined by using, and the probability of occurrence of the 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. have.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model using the decoded symbol / bin information for the next symbol / bin context model after determining the context model.
  • prediction information is provided to a prediction unit (inter prediction unit 332 and intra prediction unit 331), and the entropy decoding unit 310 performs entropy decoding.
  • the dual value that is, quantized transform coefficients and related parameter information, may be input to the residual processing unit 320.
  • the residual processor 320 may derive a residual signal (residual block, residual samples, residual sample array). Also, information related to filtering among information decoded by the entropy decoding unit 310 may be provided to the filtering unit 350. Meanwhile, a receiving unit (not shown) that receives a signal output from the encoding device may be further configured as an internal / external element of the decoding device 300, or the receiving unit may be a component of the entropy decoding unit 310.
  • the decoding device may be called a video / picture / picture decoding device, and the decoding device may be classified into an information decoder (video / picture / picture information decoder) and a sample decoder (video / picture / picture sample decoder). It might be.
  • the information decoder may include the entropy decoding unit 310, and the sample decoder may include the inverse quantization unit 321, an inverse transformation unit 322, an addition unit 340, a filtering unit 350, and a memory 360 ), At least one of an inter prediction unit 332 and an intra prediction unit 331.
  • the inverse quantization unit 321 may inverse quantize the quantized transform coefficients to output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 321 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block form. In this case, the reordering may be performed based on the coefficient scan order performed by the encoding device.
  • the inverse quantization unit 321 may perform inverse quantization on the quantized transform coefficients using a quantization parameter (for example, quantization step size information), and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter for example, quantization step size information
  • the inverse transform unit 322 inversely transforms the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on information about the prediction output from the entropy decoding unit 310, and may determine a specific intra / inter prediction mode.
  • the prediction unit 320 may generate a prediction signal based on various prediction methods described below.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction as well as intra prediction and inter prediction at the same time for prediction for one block. This can be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may be based on an intra block copy (IBC) prediction mode or a palette mode for prediction of a block.
  • the IBC prediction mode or palette mode may be used for content video / video coding such as a game, such as screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived in the current picture. That is, the IBC can use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the palette mode can be regarded as an example of intra coding or intra prediction. When the palette mode is applied, information on the palette table and palette index may be signaled by being included in the video / image information.
  • the intra prediction unit 331 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart depending on a prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra prediction unit 331 may determine a prediction mode applied to the current block using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter prediction unit 332 may derive the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter prediction unit 332 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks, and derive a motion vector and / or reference picture index of the current block based on the received candidate selection information.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and information on the prediction may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
  • the adder 340 reconstructs the obtained residual signal by adding it to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit (including the inter prediction unit 332 and / or the intra prediction unit 331).
  • a signal (restored picture, reconstructed block, reconstructed sample array) can be generated. If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the adding unit 340 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, may be output through filtering as described below, or may be used for inter prediction of a next picture.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 350 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 350 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be a DPB of the memory 360, specifically, the memory 360 Can be transferred to.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the (corrected) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 360 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 332.
  • the memory 360 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or decoded) and / or motion information of blocks in a picture that has already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 260 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 360 may store reconstructed samples of blocks reconstructed in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 331.
  • the embodiments described in the filtering unit 260, the inter prediction unit 221, and the intra prediction unit 222 of the encoding device 100 are respectively the filtering unit 350 and the inter prediction of the decoding device 300.
  • the unit 332 and the intra prediction unit 331 may be applied to the same or corresponding.
  • a predicted block including prediction samples for a current block as a block to be coded can be generated.
  • the predicted block includes prediction samples in a spatial domain (or pixel domain).
  • the predicted block is derived equally from an encoding device and a decoding device, and the encoding device 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 the device can improve video coding efficiency.
  • the decoding apparatus may derive a residual block including residual samples based on the residual information, and combine the residual block and the predicted block to generate a reconstructed block including reconstructed samples, and reconstruct the reconstructed blocks.
  • a reconstructed picture can be generated.
  • the residual information may be generated through a transform and quantization procedure.
  • the encoding device derives a residual block between the original block and the predicted block, and performs transformation procedures on residual samples (residual sample array) included in the residual block to derive transformation coefficients. And, by performing a quantization procedure on the transform coefficients, the quantized transform coefficients are derived to signal related residual information (via a bitstream) to a decoding apparatus.
  • the residual information may include value information of the quantized transform coefficients, location information, a transform technique, a transform kernel, quantization parameters, and the like.
  • the decoding apparatus may perform an inverse quantization / inverse transformation procedure based on the residual information and derive residual samples (or residual blocks).
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the predicted block and the residual block.
  • the encoding apparatus may also inverse quantize / inverse transform quantized transform coefficients for reference for inter prediction of a picture to derive a residual block, and generate a reconstructed picture based thereon.
  • the (quantized) transformation coefficients are coded based on the syntax elements such as transform_skip_flag, last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, last_sig_coeff_y_suffix, coded_sub_block_flag, sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag, abs_remainder, coeff_sign_flag, mts_idx (syntax elements) And / or decrypted.
  • Table 1 shows syntax elements related to residual data encoding.
  • numSbCoeff 1 ⁇ (log2SbSize ⁇ 1)
  • ⁇ lastScanPos numSbCoeff lastSubBlock-- ⁇ lastScanPos--
  • xS DiagScanOrder [log2TbWidth-log2SbSize] [log2TbHeight -log2SbSize] [lastSubBlock] [0]
  • yS DiagScanOrder [log2TbWidth-log2SbSize] [log2TbHeight -log2SbSize] [lastSubBlock] [1]
  • xC (xS ⁇ log2SbSize) + DiagScanOrder
  • transform_skip_flag indicates whether transform is omitted in an associated block.
  • the associated block may be a coding block (CB) or a transform block (TB).
  • CB and TB can be mixed.
  • residual samples are derived for CB, and (quantized) transform coefficients can be derived through transformation and quantization for the residual samples, through the residual coding procedure.
  • Information eg, syntax elements
  • the quantized transform coefficients can simply be called transform coefficients.
  • the size of the CB may be equal to the size of the TB, and in this case, the target block to be transformed (and quantized) and residual coded may be called CB or TB.
  • the target block to be transformed (and quantized) and residual coded may be called TB.
  • syntax elements related to residual coding are described as being signaled in units of a transform block (TB), as an example, the TB may be mixed with a coding block (CB) as described above.
  • (x, y) position information of the last non-zero transform coefficient in the transform block may be encoded based on the syntax elements last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, and last_sig_coeff_y_suffix.
  • last_sig_coeff_x_prefix represents the prefix of the column position of the last significant coefficient in the scan order in the transform block
  • last_sig_coeff_y_prefix is the scan in the transform block Represents the prefix of the row position of the last significant coefficient in the scanning order
  • last_sig_coeff_x_suffix is the last in the scanning order in the transform block
  • last_sig_coeff_y_suffix is the row of the last significant coefficient in the scanning order in the transform block Represents the suffix of the row position.
  • the effective coefficient may represent the non-zero coefficient.
  • the scan order may be a diagonal upward scan order.
  • the scan order may be a horizontal scan order or a vertical scan order.
  • the scan order may be determined based on whether intra / inter prediction is applied to a target block (CB, or CB including TB) and / or a specific intra / inter prediction mode.
  • a 1-bit syntax element coded_sub_block_flag for each 4x4 sub-block may be used to indicate whether a non-zero coefficient exists in the current sub-block.
  • coded_sub_block_flag If the value of coded_sub_block_flag is 0, since there is no more information to transmit, the encoding process for the current subblock can be ended. Conversely, if the value of coded_sub_block_flag is 1, the encoding process for sig_coeff_flag can be continuously performed. Since the coding of coded_sub_block_flag is not necessary for the sub-block including the last non-zero coefficient, and the sub-block containing the DC information of the transform block has a high probability to include the non-zero coefficient, coded_sub_block_flag is not coded and its value This can be assumed to be 1.
  • sig_coeff_flag having a binary value may be encoded according to the reversed scan order.
  • a 1-bit syntax element sig_coeff_flag can be encoded for each coefficient according to the scan order. If the value of the transform coefficient at the current scan position is not 0, the value of sig_coeff_flag may be 1.
  • the encoding process for the sub-block may be omitted.
  • Level information encoding can be performed only when sig_coeff_flag is 1, and four syntax elements can be used in the level information encoding process. More specifically, each sig_coeff_flag [xC] [yC] may indicate whether the level (value) of the corresponding transform coefficient at each transform coefficient position (xC, yC) in the current TB is non-zero.
  • Equation 1 The remaining level value after encoding for sig_coeff_flag may be equal to Equation 1 below. That is, the syntax element remAbsLevel indicating the level value to be encoded may be equal to Equation 1 below.
  • coeff means the actual transform coefficient value.
  • par_level_flag As shown in Equation 2 below, a least significant coefficient (LSB) value of remAbsLevel described in Equation 1 may be encoded.
  • par_level_flag [n] may indicate parity of the transform coefficient level (value) at the scanning position n.
  • a transform coefficient level value remAbsLevel to be encoded may be updated as shown in Equation 3 below.
  • par_level_flag remAbsLevel & 1
  • rem_abs_gt1_flag may indicate whether remAbsLevel 'at the corresponding scanning position n is greater than 1
  • rem_abs_gt2_flag indicates whether remAbsLevel' at the corresponding scanning position n is greater than 2.
  • the encoding for abs_remainder can be performed only when rem_abs_gt2_flag is 1.
  • the sign of each coefficient can be coded using a 1-bit symbol coeff_sign_flag.
  • represents the transform coefficient level (value), and may be expressed as AbsLevel for the transform coefficient.
  • rem_abs_gt2_flag may be referred to as rem_abs_gt3_flag
  • rem_abs_gt1_flag and rem_abs_gt2_flag may appear based on abs_level_gtx_flag [n] [j].
  • abs_level_gtx_flag [n] [j] may be a flag indicating whether an absolute value of a transform coefficient level (or a value shifted by shifting the transform coefficient level by 1 to the right) at scanning position n is greater than (j ⁇ 1) +1. .
  • the rem_abs_gt1_flag may perform the same and / or similar functions as abs_level_gtx_flag [n] [0], and the rem_abs_gt2_flag may perform the same and / or similar functions as abs_level_gtx_flag [n] [1].
  • (j ⁇ 1) +1 may be replaced with a predetermined reference value such as a first reference value and a second reference value.
  • the binarization method for each syntax element may be as shown in Table 3 below.
  • TR means a truncated rice (Truncated Rice) binarization method
  • FL means a fixed-length (Fixed-Length) binarization method, and a detailed description of each binarization method will be described later.
  • the truncated rice binarization process the 0th Exp-Golomb binarization process, the parsing process for the kth Exp-Golomb binarization process, the fixed length binarization process, the binarization process for abs_remainder, the process of deriving rice parameters, etc.
  • it can be implemented according to the following English specification.
  • Input to this process is a request for a truncated Rice (TR) binarization, cMax and cRiceParam.
  • TR truncated Rice
  • Output of this process is the TR binarization associating each value symbolVal with a corresponding bin string.
  • TR bin string is a concatenation of a prefix bin string and, when present, a suffix bin string.
  • prefixVal -The prefix value of symbolVal, prefixVal, is derived as follows:
  • prefix bin string is a bit string of length prefixVal + 1 indexed by binIdx.
  • the bins for binIdx less than prefixVal are equal to 1.
  • the bin with binIdx equal to prefixVal is equal to 0.
  • Table 4 illustrates the bin strings of this unary binarization for prefixVal.
  • the bin string is a bit string of length cMax >> cRiceParam with all bins being equal to 1.
  • suffixVal is derived as follows:
  • suffixVal symbolVal-((prefixVal) ⁇ cRiceParam) (2)
  • the suffix of the TR bin string is specified by invoking the fixed-length (FL) binarization process as specified in clause 4 for suffixVal with a cMax value equal to (1 ⁇ cRiceParam)-1.
  • Syntax elements coded as ue (v) is Exp-Golomb-coded.
  • the parsing process for these syntax elements begins with reading the bits starting at the current location in the bitstream up to and including the first non-zero bit, and counting the number of leading bits that are equal to 0.This process is specified as follows :
  • leadingZeroBits -1
  • variable codeNum is then assigned as follows:
  • codeNum 2leadingZeroBits-1 + read_bits (leadingZeroBits) (4)
  • read_bits leadingZeroBits
  • Table 5 illustrates the structure of the Exp-Golomb code by separating the bit string into “prefix” and “suffix” bits.
  • the "prefix” bits are those bits that are parsed as specified above for the computation of leadingZeroBits, and are shown as either 0 or 1 in the bit string column of Table 5.
  • the "suffix” bits are those bits that are parsed in the computation of codeNum and are shown as xi in Table 5, with i in the range of 0 to leadingZeroBits-1, inclusive. Each xi is equal to either 0 or 1.
  • Bit string form Range of codeNum One 0 0 1 x 0 1..2 0 0 1 x 1 x 0 3..6 0 0 0 1 x 2 x 1 x 0 7..14 0 0 0 0 1 x 3 x 2 x 1 x 0 15..30 0 0 0 0 0 0 1 x 4 x 3 x 2 x 1 x 0 31..62 ... ...
  • Table 6 illustrates explicitly the assignment of bit strings to codeNum values. That is, Exp-Golomb bit strings and codeNum is represented in explicit form and used as ue (v).
  • Bit string codeNum One 0 0 1 0 One 0 1 1 2 0 0 1 0 0 3 0 0 1 0 1 4 0 0 1 1 0 5 0 0 1 1 1 6 0 0 0 1 0 0 0 7 0 0 0 1 0 0 1 8 0 0 0 1 0 1 0 9 ... ...
  • Inputs to this process is a request for a k-th order Exp-Golomb (EGk) binarization.
  • Output of this process is the EGk binarization associating each value symbolVal with a corresponding bin string.
  • the bin string of the EGk binarization process for each value symbolVal is specified as follows, where each call of the function put (X), with X being equal to 0 or 1, adds the binary value X at the end of the bin string:
  • Inputs to this process are a request for a fixed-length (FL) binarization and cMax.
  • Output of this process is the FL binarization associating each value symbolVal with a corresponding bin string.
  • Input to this process is a request for a binarization for the syntax element abs_remainder [n], the color component cIdx, the luma location (x0, y0) specifying the top-left sample of the current luma transform block relative to the top-left luma sample of the picture), the current coefficient scan location (xC, yC), the binary logarithm of the transform block width log2TbWidth, and the binary logarithm of the transform block height log2TbHeight.
  • Output of this process is the binarization of the syntax element.
  • the rice parameter cRiceParam is derived by invoking the rice parameter derivation process as specified in clause 6 with the color component index cIdx, the luma location (x0, y0), the current coefficient scan location hm of the transform block height log2TbHeight as inputs.
  • variable cMax is derived from cRiceParam as:
  • the binarization of the syntax element abs_remainder [n] is a concatenation of a prefix bin string and (when present) a suffix bin string.
  • the prefix bin string is specified by invoking the TR binarization process as specified in clause 1 for prefixVal with the variables cMax and cRiceParam as inputs.
  • the suffix bin string is present and it is derived as follows:
  • the suffix bin string is specified by invoking the k-th order EGk binarization process as specified in clause 3 for the binarization of suffixVal with the Exp-Golomb order k set equal to cRiceParam + 1.
  • Inputs to this process are the color component index cIdx, the luma location (x0, y0) specifying the top-left sample of the current transform block relative to the top-left sample of the current picture, the current coefficient scan location (xC, yC), the binary logarithm of the transform block width log2TbWidth, and the binary logarithm of the transform block height log2TbHeight.
  • variable locSumAbs Given the syntax elements sig_coeff_flag [x] [y] and the array AbsLevel [x] [C] for the transform block with component index cIdx and the top-left luma location (x0, y0), the variable locSumAbs is derived as specified by the following pseudo code:
  • locSumAbs 0
  • locSumAbs + AbsLevel [xC + 1] [yC]-sig_coeff_flag [xC + 1] [yC]
  • locSumAbs + AbsLevel [xC + 2] [yC]-sig_coeff_flag [xC + 2] [yC]
  • locSumAbs + AbsLevel [xC + 1] [yC + 1]-sig_coeff_flag [xC + 1] [yC + 1] (9)
  • locSumAbs + AbsLevel [xC] [yC + 1] *? *-sig_coeff_flag [xC] [yC + 1]
  • locSumAbsPass1 + AbsLevelPass1 [xC] [yC + 2]-sig_coeff_flag [xC] [yC + 2]
  • the Rice parameter cRiceParam is derived as follows:
  • cRiceParam is set equal to 2.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of deriving a rice parameter for a current transform coefficient based on peripheral reference transform coefficients according to an embodiment.
  • the level sum of sigma coeff_flag and the level sum of the already encoded 5 neighboring transform coefficients (light shaded in FIG. 4) for the current transform coefficient (dark shaded in FIG. 4) Based on the value, it is possible to determine the rice parameter for the transform coefficient of the current scan position. In this case, it may be necessary to check every time whether the positions of the referenced transform coefficients exceed the transform block boundary. That is, every time a single transform coefficient level is coded, five boundary checking processes may be involved. More specifically, since a boundary check process that is five times larger than the transform coefficients that require abs_remainder syntax element encoding is required, computational complexity may increase when a large number of transform coefficients having a large level value are generated.
  • the following embodiments propose a method using less than 5 reference transform coefficients.
  • 5A to 5C show a case in which four, three, and two reference transform coefficients are used, and various reference transform coefficient usage patterns corresponding to each case are shown.
  • 6A to 6C show various reference transform coefficient usage patterns when using one reference transform coefficient.
  • the purpose of the embodiments according to FIGS. 5A to 6C is to reduce the computational complexity by reducing the number of reference transform coefficients, and thus includes all cases where less than 5 reference transform coefficients are used, and is not limited to the above-described embodiment. Does not.
  • 5A to 5C are diagrams illustrating another example of deriving a rice parameter for a current transform coefficient based on peripheral reference transform coefficients according to some embodiments.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating a process of deriving a rice parameter based on four peripheral reference transform coefficients (light shaded display in FIG. 5A) for the current transform coefficient.
  • a temporary sum coefficient can be derived in the middle.
  • the temporary sum coefficient can be represented by, for example, locSumAbs.
  • the value of the temporary sum coefficient (eg, locSumAbs) may be initially 0, and the value of the temporary sum coefficient (eg, locSumAbs) may be updated while detecting each neighbor reference transform coefficients.
  • the process of updating the value of the temporary sum coefficient (eg, locSumAbs) based on the four neighboring reference transform coefficients illustrated in FIG. 5A may be as shown in Table 7 below, for example.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating a process of deriving a rice parameter based on three peripheral reference transform coefficients (light shaded display in FIG. 5B) for the current transform coefficient.
  • the process of updating the value of the temporary sum coefficient (for example, locSumAbs) based on the three neighbor reference transform coefficients shown in FIG. 5B may be as shown in Table 8 below, for example.
  • FIG. 5C is a diagram for explaining a process of deriving a rice parameter based on two peripheral reference transform coefficients (light shaded display in FIG. 5C) for the current transform coefficient.
  • the process of updating the value of the temporary sum coefficient (eg, locSumAbs) based on the two neighbor reference transform coefficients shown in FIG. 5C may be as shown in Table 9 below, for example.
  • 6A to 6C are diagrams for explaining another example of deriving a rice parameter for a current transform coefficient based on neighbor reference transform coefficients according to some other embodiments.
  • FIGS. 6A to 6C are diagrams for explaining a process of deriving a rice parameter based on one peripheral reference transform coefficient (light shaded display in FIGS. 6A to 6C) for the current transform coefficient.
  • FIG. 6A is a diagram for explaining a process of using a peripheral reference transform coefficient located on the right side of the current transform coefficient
  • FIG. 6B is a diagram for explaining a procedure of using a peripheral reference transform coefficient located on a lower right diagonal of the current transform coefficient
  • 6C is a view for explaining a process of using a peripheral reference transform coefficient located below the current transform coefficient.
  • the process of updating the value of the temporary sum coefficient (for example, locSumAbs) based on the right peripheral reference transform coefficient shown in FIG. 6A may be as shown in Table 10 below, for example.
  • the process of updating the value of the temporary sum coefficient (eg, locSumAbs) based on the peripheral reference transform coefficient of the lower right diagonal line illustrated in FIG. 6B may be, for example, as shown in Table 11 below.
  • the process of updating the value of the temporary sum coefficient (for example, locSumAbs) based on the lower peripheral reference transform coefficient shown in FIG. 6C may be as shown in Table 12 below.
  • a rice parameter for the transform coefficient of the next scan position based on the locSumAbs value.
  • a rice parameter may be determined based on Equation 5 below.
  • a rice parameter may be determined based on Equation 6 below.
  • th1 and th2 in Equation 6 may be smaller than 12 and 25 in Equation 5, but the embodiment is not limited thereto.
  • a method of predicting a rice parameter using the transform coefficient values of the referenced location if a previous rice parameter exists, a previous rice parameter A method of maintaining the value without updating it, a method of substituting the specific initial value for a specific initial value, or the like can be used.
  • the method for determining the scan order is not limited to the diagonal scan method, and the pattern may be modified when the coefficient scan method is modified.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a process of deriving quantized coefficients of a 2x2 block according to an embodiment.
  • FIG. 7 shows an example of quantized coefficients in a 2x2 sub-block in the process of encoding a color difference block.
  • the encoding results for the inverse diagonally scanned coefficients of FIG. 7 may be as shown in Table 13 below.
  • scan_pos indicates the position of the coefficient according to the inverse diagonal scan.
  • the first scan that is, the coefficient of the lower right corner is represented by a scan_pos value of 3
  • the last scan that is, the coefficient of the upper left corner
  • the number of syntax elements rem_abs_gt2_flag may be limited in the encoding process for the 2x2 subblock of the color difference block.
  • the main syntax elements in 2x2 sub-block units may include sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag, abs_remainder, coeff_sign_flag, and the like.
  • sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, and rem_abs_gt2_flag may include information about a context encoding bin that is encoded using a regular encoding engine
  • abs_remainder and coeff_sign_flag may include information about a bypass bin that is encoded using a bypass encoding engine.
  • Context-encoded beans can exhibit high data dependencies because they use the updated probability state and range while processing the previous bean. That is, since the context encoding bin can perform sub / decoding of the next bin after all sub / decoding of the current bin is performed, parallel processing may be difficult. In addition, it may take a long time to read the probability interval and determine the current state. Accordingly, in one embodiment, a method of improving CABAC throughput by reducing the number of context-encoding bins and increasing the number of bypass bins may be proposed.
  • coefficient level information may be encoded in an inverse scan order. That is, after scanning from the coefficients in the lower right of the unit block to the upper left, it can be coded. In general, the count levels that are scanned first in the reverse scan order tend to have small values.
  • sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, and rem_abs_gt2_flag for these coefficients, the length of the binarized bins can be reduced when indicating the coefficient level, and each syntax element is based on a previously encoded context based on a predetermined context. It can be efficiently coded through arithmetic coding.
  • context encoding is performed by quickly switching the syntax elements (sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, and rem_abs_gt2_flag) that are encoded as context encoding bins to abs_remainder syntax elements that are encoded based on the bypass encoding engine, that is, encoded as bypass bins.
  • the number of bins can be reduced.
  • the number of coefficients encoded with rem_abs_gt2_flag may be limited.
  • the maximum number of rem_abs_gt2_flag that can be encoded in a 2x2 block may be 4. That is, rem_abs_gt2_flag may be coded for all coefficients whose absolute value is greater than 2.
  • rem_abs_gt2_flag may be encoded only for the first N coefficients having an absolute value greater than 2 (that is, coefficients in which rem_abs_gt1_flag is 1) according to a scan order. N may be selected by the encoder, or may be set to any value from 0 to 4.
  • N may be calculated based on the limit value used at this time.
  • the context encoding bin limit value (N 4x4 ) for the luminance or color difference 4x4 sub-block is used as shown in Equation 7, or the number of 2x2 sub-block pixels is 4, so N is expressed by Equation (8).
  • Equation 7 the context encoding bin limit value for the luminance or color difference 4x4 sub-block is used as shown in Equation 7, or the number of 2x2 sub-block pixels is 4, so N is expressed by Equation (8).
  • Equation (8) can be calculated.
  • a and b mean constants, and are not limited to specific values.
  • N ⁇ N 4x4 >> (4-a) ⁇ + b
  • N may be calculated using the horizontal and / or vertical size values of the sub-blocks. Since the sub-block has a square shape, the horizontal and vertical size values are the same. Since the horizontal or vertical size value of the 2x2 sub-block is 2, N can be calculated through Equation 9 below.
  • N ⁇ N 4x4 >> (a-2) ⁇ + b
  • Table 14 below shows an application example when N is 1. Since the encoding for rem_abs_gt2_flag can be reduced as much as indicated by X in the 2x2 block, the number of context encoding bins can be reduced accordingly.
  • the abs_remainder values of coefficients may be changed when compared to Table 13 for scan positions where encoding for rem_abs_gt2_flag is not performed.
  • the sum of the number of sig_coeff_flag, par_level_flag, and rem_abs_gt1_flag in 2x2 subblock coding of the color difference block may be limited. Assuming that the sum of the number of sig_coeff_flag, par_level_flag, and rem_abs_gt1_flag is limited to K, K may have a value of 0 to 12. In one example, when the sum of the numbers of sig_coeff_flag, par_level_flag, and rem_abs_gt1_flag is not encoded beyond K, rem_abs_gt2_flag may also not be encoded.
  • K may be selected by an encoder, or may be set to any value from 0 to 12.
  • K may be calculated based on the limit value used at this time.
  • the limit value (K 4x4 ) of the context encoding bin for the luminance or color difference 4x4 sub-block is used as shown in Equation 10 below, or the number of 2x2 sub-block pixels is 4, so Equation 11 is obtained.
  • K can be calculated.
  • a and b mean constants, and are not limited to specific values.
  • K ⁇ K 4x4 >> (4-a) ⁇ + b
  • K may be calculated using the horizontal / vertical size values of the sub-blocks. Since the sub-block has a square shape, the horizontal and vertical size values are the same. Since the horizontal or vertical size value of the 2x2 subblock is 2, K can be calculated through Equation (12).
  • K ⁇ K 4x4 >> (a-2) ⁇ + b
  • the sum of the number of sig_coeff_flag, par_level_flag, and rem_abs_gt1_flag and the number of rem_abs_gt2_flag may be respectively limited in 2x2 subblock coding of the color difference block. That is, a method of limiting the sum of the number of sig_coeff_flag, par_level_flag, and rem_abs_gt1_flag and a method of limiting the number of rem_abs_gt2_flag may be combined.
  • K When limiting the sum of the number of sig_coeff_flag, par_level_flag, and rem_abs_gt1_flag to K, and limiting the number of rem_abs_gt2_flag to N, K may have a value from 0 to 12, and N may have a value from 0 to 4.
  • K and N may be determined in the encoder, or may be calculated based on the contents described in relation to Equations 7 to 12.
  • a method of changing the encoding order of par_level_flag and rem_abs_gt1_flag may be used.
  • a method of encoding in the order of rem_abs_gt1_flag and par_level_flag may be proposed without encoding in the order of par_level_flag and rem_abs_gt1_flag.
  • the above-described change of the encoding order may be applied when encoding a 2x2 subblock of the color difference block.
  • a method of changing the encoding order of par_level_flag and rem_abs_gt1_flag, but limiting the sum of the number of sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, and par_level_flag may be provided.
  • K may have a value of 0 to 12. K may be selectable by an encoder, or may be set to any value within 0 to 12. In addition, it may be calculated based on the above-described method in relation to equations 10 to 12.
  • rem_abs_gt2_flag when sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag and par_level_flag are no longer encoded, rem_abs_gt2_flag may also not be encoded. Table 19 below shows an example in which K is 6.
  • syntax elements sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag and par_level_flag may be coded within one for loop in the syntax. Although the sum of the number of the three syntax elements (sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag) does not exceed K, even if the sum does not exactly match K, encoding may be stopped at the same scan position. Table 19 below shows an example in which K is 8. When encoding is performed up to scan position 2, the sum of the number of sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, and par_level_flag is 6.
  • a method of changing the encoding order of par_level_flag and rem_abs_gt1_flag, but limiting the number of rem_abs_gt2_flag may be provided. That is, when encoding is performed in the order of sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag, rem_abs_gt2_flag, abs_remainder, coeff_sign_flag, a method of limiting the sum of coefficients encoded with rem_abs_gt2_flag may be provided.
  • the number of rem_abs_gt2_flag encoded in a 2x2 block may be four. That is, rem_abs_gt2_flag may be coded for all coefficients whose absolute value is greater than 2. In another example, rem_abs_gt2_flag may be encoded only for the first N coefficients having an absolute value greater than 2 (that is, coefficients in which rem_abs_gt1_flag is 1) according to a scan order. N may be selectable by an encoder, It can be set to any value from 0 to 4. In addition, it may be calculated based on the above-described method in relation to Equations 7 to 9.
  • Table 21 shows an example when N is 1. Since the encoding for rem_abs_gt2_flag can be reduced by the number indicated by X in the 4x4 block, the number of context encoding bins can be reduced accordingly.
  • the abs_remainder values of coefficients for scan positions where encoding for rem_abs_gt2_flag is not performed may be changed as shown in Table 21 below when compared with Table 18.
  • a method of changing the encoding order of par_level_flag and rem_abs_gt1_flag, but limiting the sum of the number of sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag and par_level_flag, and the number of rem_abs_gt2_flag may be provided.
  • K may have a value from 0 to 12
  • N may have a value from 0 to 4.
  • K and N may be selectable by an encoder, and K may be set to any value from 0 to 12 and
  • Table 22 shows an example in which K is 6 and N is 1.
  • a method of simplifying the step of determining the rice parameter used to define the Gollum codes for abs_remainder when limiting the sum of the number of sig_coeff_flag, par_level_flag, and rem_abs_gt1_flag in 2x2 or 4x4 subblock coding of the color difference block can be provided.
  • the level sum of the already coded neighboring 5 transform coefficients (light shaded representation in FIG. 4) of the current transform coefficient (dark shaded representation in FIG. 4) and information about sig_coeff_flag Based on this, it is possible to determine the rice parameter for the transform coefficient of the current scan position.
  • Table 22 below shows the pseudo code associated with FIG.
  • a cRiceParam indicating a rice parameter if locSumAbs is less than 12, the value of cRiceParam is 0, and if locSumAbs is less than 25, the value of cRiceParam is 1, and the value of locSumAbs is 25 or more In case, the value of cRiceParam can be 2.
  • abs_remainder when limiting the sum of the numbers of sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, and par_level_flag, abs_remainder may be determined differently according to the following three cases.
  • various coding processes may be applied to subblocks according to the following (i), (ii), (iii).
  • Equation 4 the relationship between the actual transform coefficient values coeff and abs_remainder is as in Equation 4, in the case of (ii) as in Equation 14, and in the case of (iii) as in Equation 15.
  • the color difference block coding is limited.
  • the parameters can be derived.
  • the rice parameter may be initialized to 0 only in the start stage of the sub-block, and in each stage of (i), (ii), and (iii) encoding abs_remainder in the sub-block, the rice parameter may not be initialized.
  • the rice parameter increases by 1 when the previous level value is greater than th1, th2 or th3.
  • th1 and th2 are not limited to specific values, but in one embodiment, th1 may be determined as 1, 2 or 3, th2 as 4, 5 or 6, and th3 as 10, 11 or 12.
  • the encoding order of par_level_flag and rem_abs_gt1_flag is changed, but when limiting the sum of the number of sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, and par_level_flag, it is used to define golem codes for abs_remainder
  • a method may be provided to simplify the step of determining the rice parameter to be made.
  • abs_remainder when changing the encoding order of par_level_flag and rem_abs_gt1_flag, when limiting the sum of the numbers of sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, and par_level_flag, abs_remainder may be determined differently according to the following three cases. According to a method of limiting the sum of the number of sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, and par_level_flag, the following (i), (ii), (iii) may be checked in relation to one sub-block.
  • (i) is when sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag and rem_abs_gt2_flag are all present, (ii) is sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag and par_level_flag is only present, all of __not_flag_flag_flag_flag_flag_flag_flag_flag_flag_flag_flag_flag_flag to be.
  • the color level block coding only uses the previous level value under the scan order of the 4x4 or 2x2 subblock. It can provide a way to derive parameters.
  • the rice parameter is initialized to 0 only in the start stage of the sub-block, and in each stage of (i), (ii) and (iii) encoding abs_remainder in the sub-block, the rice parameter may not be initialized.
  • the rice parameter may increase by 1 when the previous level value is greater than th1, th2 or th3.
  • th1 and th2 are not limited to specific values, but in one embodiment, th1 is determined as 1, 2 or 3, th2 is determined as 4, 5 or 6, and th3 can be determined as 10, 11 or 12. have.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating a configuration and operation method of an entropy encoding unit according to an embodiment.
  • a maximum 2nd rice code may be used from the 0th rice code, and the order of the rice code may be expressed as a rice parameter.
  • Increasing the value of the rice code order, that is, the maximum rice parameter may have an advantage because less bits can be allocated when a large input value is input.
  • Table 24 below shows the codeword length from the 0th order rice code to the 3rd order rice code as an example. If the input value is greater than 11, the result codeword length is binarized to the 3rd rice code than the 2nd rice code. You can see that is shorter. Accordingly, in one embodiment, a method of increasing the order of the maximum allowable rice code in the transform coefficient level encoding, that is, the value of the maximum rice parameter may be provided.
  • Equation 6 which classifies the rice parameter based on locSumAbs, can be modified as in Equation 17 below.
  • Equation 17 shows an example in the case of using a third-order rice code.
  • the encoding apparatus may perform a residual coding procedure for (quantized) transform coefficients.
  • the encoding apparatus may residual code (quantized) transform coefficients in the current block (current CB or current TB) according to a scan order.
  • the encoding apparatus may generate and encode various syntax elements related to residual information, for example, as shown in Table 1.
  • the encoding device may derive a value for abs_remainder while coding sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag, and may derive a rice parameter for abs_remainder (S800).
  • the rice parameter may be derived based on the peripheral reference transform coefficient as described above. More specifically, the rice parameter for the current scanning position (conversion coefficient of) may be derived based on the locSumAbs described above, and the locSumAbs may be derived based on AbsLevel and / or sig_coeff_flag of the peripheral reference transform coefficients. .
  • the location and number of the peripheral reference transform coefficients may include the contents described in FIGS. 4 to 6C.
  • the rice parameter derivation procedure may be performed by the rice parameter derivation unit 242 in the entropy encoding unit 240.
  • the encoding apparatus may perform binarization on the value of the abs_remainder based on the derived rice parameter (S810).
  • the binarization procedure the above-described content may be applied in Section 5 (Binarization process for abs_remainder) of the English specification included in the description of FIG. 3.
  • the encoding apparatus may derive an empty string for the abs_remainder through the binarization procedure.
  • the binarization procedure may be performed by the binarization unit 244 in the entropy encoding unit 240. According to the present invention, as described above, based on the rice parameter, the length of the empty string for the value of abs_remainder can be determined adaptively.
  • the length of the value to be coded may be adaptively determined based on the rice parameter.
  • sig_coeff_flag par_level_flag
  • rem_abs_gt1_flag par_level_flag
  • rem_abs_gt2_flag etc.
  • the sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag, etc. may not be binarized based on the Rice parameter, but binarization according to Section 4 (Fixed-length binarization process) of the English specification included in the description of FIG. 3 may be performed.
  • the encoding device may perform entropy encoding based on the empty string for abs_remainder (S820).
  • the encoding device may entropy encode the empty string based on context based on an entropy coding technique such as CABAC (context-adaptive arithmetic coding) or CAVLC (context-adaptive variable length coding), and the output may be included in a bitstream You can.
  • the entropy encoding procedure may be performed by the entropy encoding processing unit 244 in the entropy encoding unit 240.
  • the bitstream may include various information for video / video decoding, such as prediction information, in addition to residual information including information about abs_remainder.
  • the bitstream may be delivered to a decoding device through a (digital) storage medium or a network.
  • 9A and 9B are diagrams illustrating a configuration and an operation method of an entropy decoding unit according to an embodiment.
  • a decoding apparatus may decode encoded residual information to derive (quantized) transform coefficients.
  • the decoding apparatus may decode transformed residual information for the current block (current CB or current TB) to derive (quantized) transform coefficients.
  • the decoding apparatus may decode various syntax elements related to residual information as shown in Table 1, and derive the (quantized) transform coefficients based on the values of related syntax elements.
  • the decoding apparatus may derive a rice parameter for abs_remainder (S900). Derivation of rice parameters may be performed based on the peripheral reference transform coefficient as described above. Specifically, the rice parameter for the current scanning position (conversion coefficient of) may be derived based on the locSumAbs described above, and the locSumAbs may be derived based on AbsLevel and / or sig_coeff_flag of the peripheral reference transform coefficients. The location and number of the peripheral reference transform coefficients may include the contents described in FIGS. 4 to 6C.
  • the rice parameter derivation procedure may be performed by the rice parameter derivation unit 312 in the entropy decoding unit 310.
  • the decoding apparatus may perform binarization for the abs_remainder based on the derived rice parameter (S910).
  • the binarization procedure the above-described content may be applied in Section 5 (Binarization process for abs_remainder) of the English specification included in the description of FIG. 3.
  • the decoding apparatus may derive available empty strings for available values of the abs_remainder through the binarization procedure.
  • the binarization procedure may be performed by the binarization unit 314 in the entropy decoding unit 310. According to the present invention, as described above, based on the rice parameter, the length of the empty string for the value of abs_remainder can be determined adaptively.
  • the length of the value to be coded may be adaptively determined based on the rice parameter.
  • the decoding apparatus may perform entropy decoding on the abs_remainder (S920).
  • the decoding apparatus may parse and decode each bin for the abs_remainder sequentially, and compare the derived bin string with the available bin strings. If the derived empty string is equal to one of the available empty strings, a value corresponding to the empty string may be derived as the value of abs_remainder. If not, the comparison procedure may be performed after further parsing and decoding the next bit in the bitstream. Through this process, the corresponding information can be signaled using variable length bits without using a start bit or an end bit for specific information (a specific syntax element) in the bitstream. Through this, the decoding apparatus can allocate relatively few bits to a low value, and improve overall coding efficiency.
  • the decoding apparatus may perform context-based entropy decoding of each bin in the bin string from a bitstream based on an entropy coding technique such as CABAC or CAVLC.
  • the entropy decoding procedure may be performed by the entropy decoding processing unit 316 in the entropy decoding unit 310.
  • the bitstream may include various information for video / video decoding, such as prediction information, in addition to residual information including information about abs_remainder.
  • sig_coeff_flag par_level_flag
  • rem_abs_gt1_flag par_level_flag
  • rem_abs_gt2_flag etc.
  • the sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag, etc. may not be binarized based on the Rice parameter, but binarization according to Section 4 (Fixed-length binarization process) of the English specification included in the description of FIG. 3 may be performed.
  • the bitstream may include various information for video / video decoding, such as prediction information, in addition to residual information including information about abs_remainder.
  • the bitstream can be delivered to a decoding device through a (digital) storage medium or a network.
  • the decoding apparatus may derive residual samples for the current block by performing an inverse quantization and / or inverse transformation procedure based on the (quantized) transform coefficients.
  • reconstruction samples may be generated based on the residual samples and prediction samples derived through inter / intra prediction, and a reconstruction picture including the reconstruction samples may be generated.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an entropy encoding method of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • S810 to S820 described above in FIG. 8A may be included in S1040 of FIG. 10.
  • S1000 may be performed by the inter prediction unit 221 or the intra prediction unit 222 of the encoding device, and S1010, S1020, S1030, and S1040 are subtraction unit 231, conversion unit 232, and quantization of the encoding device, respectively. It can be performed by the unit 233 and the entropy encoding unit 240.
  • the encoding apparatus may derive prediction samples through prediction for a current block (S1000).
  • the encoding device may determine whether to perform inter prediction or intra prediction on the current block, and may determine a specific inter prediction mode or a specific intra prediction mode based on RD cost. According to the determined mode, the encoding device may derive prediction samples for the current block.
  • the encoding apparatus may derive residual samples by comparing the original samples with respect to the current block and the predicted samples (S1010).
  • the encoding apparatus derives transformation coefficients through a transformation procedure for the residual samples (S1020).
  • Quantized transform coefficients may be derived by quantizing the derived transform coefficients (S1030).
  • the encoding apparatus may encode image information including prediction information and residual information, and output the encoded image information in the form of a bitstream (S1040).
  • the prediction information is information related to the prediction procedure, and may include prediction mode information, motion information information (eg, when inter prediction is applied), and the like.
  • the residual information is information about the quantized transform coefficients, and may include, for example, information disclosed in Table 1 above.
  • the output bitstream may be delivered to a decoding device through a storage medium or network.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an entropy decoding method of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • S910 to S920 described above in FIG. 9 may be included in S1110 in FIG. 11.
  • S1100 may be performed by the inter prediction unit 260 or the intra prediction unit 265 of the decoding device.
  • a procedure for decoding the prediction information included in the bitstream and deriving the values of the related syntax elements may be performed by the entropy decoding unit 310 of the encoding device.
  • S1110, S1120, S1130, and S1140 may be performed by the entropy decoding unit 210, the inverse quantization unit 220, the inverse transform unit 230, and the adding unit 235 of the decoding device, respectively.
  • the decoding apparatus may perform an operation corresponding to an operation performed in the encoding apparatus.
  • the decoding apparatus may perform inter prediction or intra prediction on the current block based on the received prediction information and derive prediction samples (S1100).
  • the decoding apparatus may derive quantized transform coefficients for the current block based on the received residual information (S1110).
  • the decoding apparatus may dequantize the quantized transform coefficients to derive transform coefficients (S1120).
  • the decoding apparatus may derive residual samples through an inverse transform procedure on the transform coefficients (S1130).
  • the decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the predicted samples and the residual samples, and generate a reconstructed picture based on the reconstructed pictures (S1340). As described above, an in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation of an encoding device according to an embodiment
  • FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of an encoding device according to an embodiment.
  • the encoding device according to FIGS. 12 and 13 may perform operations corresponding to the decoding device according to FIGS. 14 and 15. Therefore, the operations of the decoding device to be described later in FIGS. 14 and 15 can be applied to the encoding device according to FIGS. 12 and 13 as well.
  • Each step disclosed in FIG. 12 may be performed by the encoding device 200 disclosed in FIG. 2. More specifically, S1200 may be performed by the subtraction unit 231 illustrated in FIG. 2, S1210 may be performed by the conversion unit 232 illustrated in FIG. 2, and S1220 may be performed by the quantization unit 233 illustrated in FIG. 2. ), And S1230 may be performed by the entropy encoding unit 240 illustrated in FIG. 2. In addition, the operations according to S1200 to S1230 are based on some of the contents described in FIGS. 4 to 11. Therefore, detailed descriptions that overlap with those described in FIGS. 2 and 4 to 11 will be omitted or simplified.
  • the encoding apparatus may include a subtraction unit 231, a conversion unit 232, a quantization unit 233, and an entropy encoding unit 240.
  • the encoding device may be implemented by more or less components than those shown in FIG. 13.
  • the subtraction unit 231, the conversion unit 232, the quantization unit 233, and the entropy encoding unit 240 may be implemented as separate chips, or at least two or more components may be used. It can also be implemented through a single chip.
  • the encoding apparatus may derive a residual sample for the current block (S1200). More specifically, the subtraction unit 231 of the encoding device may derive a residual sample for the current block.
  • the encoding apparatus may transform a residual sample for a current block to derive a transform coefficient (S1210). More specifically, the conversion unit 232 of the encoding apparatus may convert a residual sample for the current block to derive a conversion coefficient.
  • the encoding apparatus may derive a quantized transform coefficient from the transform coefficient based on a quantization process (S1220). More specifically, the quantization unit 233 of the encoding apparatus may derive quantized transform coefficients from transform coefficients based on a quantization process.
  • the encoding apparatus may encode residual information including information about quantized transform coefficients (S1230). More specifically, the entropy encoding unit 240 of the encoding device may encode residual information including information about quantized transform coefficients.
  • the residual information includes transform coefficient level information
  • the encoding of the residual information comprises performing a binarization process on the transform coefficient level information based on a rice parameter to perform the binarization process. Deriving a binarization value of transform coefficient level information and encoding the binarization value of the transform coefficient level information.
  • the rice parameter may be represented by cRiceParam.
  • the maximum value of the rice parameter may be 3. In one example, the maximum value of cRiceParam may be 3.
  • an initialization process may be performed to derive at least one rice parameter for the current sub-block included in the current block.
  • the rice parameter for the current transform coefficient in the current sub-block is derived based on the previous rice parameter for the transform coefficient in the previous order of the current transform coefficient, and the current transform coefficient is the In the case of the first transform coefficient, the value of the previous rice parameter for the transform coefficient of the previous order may be 0.
  • the previous rice parameter may be represented as lastRiceParam.
  • the size of the current sub-block may be 2x2 or 4x4.
  • the rice parameter for the current transform coefficient is derived based on the neighbor reference transform coefficients of the current transform coefficient, and the number of the neighbor reference transform coefficients may be 4 or less.
  • a temporary sum coefficient is derived based on the peripheral reference transform coefficients, and when the value of the temporary sum coefficient is less than a first threshold, a value of the rice parameter is determined as 0, and the value of the temporary sum coefficient If this is above the first threshold and is less than the second threshold, the value of the rice parameter is determined to be 1, and if the value of the temporary sum coefficient is above the second threshold and is less than the third threshold, the value of the rice parameter is 2 If the value of the temporary sum coefficient is greater than or equal to the third threshold, the value of the rice parameter may be determined as 3.
  • the temporary sum coefficient may be represented by locSumAbs.
  • the first threshold is 1, 2 or 3, the second threshold is 4, 5 or 6, and the third threshold may be 10, 11 or 12.
  • the first threshold may be represented by th1, the second threshold may be represented by th2, and the third threshold may be represented by th3.
  • the encoding apparatus derives a residual sample for the current block (S1200), and transforms the residual sample for the current block to derive a transform coefficient.
  • the method includes transform coefficient level information, and encoding the residual information comprises: deriving a binarization value of the transform coefficient level information by performing a binarization process for the transform coefficient level information based on a rice parameter and the And encoding the binarization value of transform coefficient level information, wherein the maximum value of the rice parameter is 3 It is characterized by. That is, residual coding can be efficiently performed by setting the maximum value of the rice parameter to 3.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an operation of a decoding apparatus according to an embodiment
  • FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • Each step disclosed in FIG. 14 may be performed by the decoding apparatus 300 disclosed in FIG. 3. More specifically, S1400 to S1410 may be performed by the entropy decoding unit 310 disclosed in FIG. 3, S1420 may be performed by the inverse quantization unit 321 illustrated in FIG. 3, and S1430 may be performed by an inverse transform unit 322 ), And S1440 may be performed by the adder 340.
  • the operations according to S1400 to S1440 are based on some of the contents described in FIGS. 4 to 11. Accordingly, detailed descriptions that overlap with those described above in FIGS. 3 to 11 will be omitted or simplified.
  • the decoding apparatus may include an entropy decoding unit 310, an inverse quantization unit 321, an inverse transformation unit 322, and an addition unit 340.
  • an entropy decoding unit 310 may be included in the decoding apparatus, and the decoding apparatus may be implemented by more or less components than those illustrated in FIG. 15.
  • the entropy decoding unit 310, the inverse quantization unit 321, the inverse conversion unit 322, and the addition unit 340 are each implemented as separate chips, or at least two or more components May be implemented through a single chip.
  • the decoding apparatus may receive a bitstream including residual information (S1400). More specifically, the entropy decoding unit 310 of the decoding apparatus may receive a bitstream including residual information.
  • the decoding apparatus may derive a quantized transform coefficient for the current block based on residual information included in the bitstream (S1410). More specifically, the entropy decoding unit 310 of the decoding apparatus may derive a quantized transform coefficient for the current block based on residual information included in the bitstream.
  • the decoding apparatus may derive a transform coefficient from a quantized transform coefficient based on an inverse quantization process (S1420). More specifically, the inverse quantization unit 321 of the decoding apparatus may derive a transform coefficient from the quantized transform coefficient based on the inverse quantization process.
  • the decoding apparatus may derive a residual sample for the current block by applying an inverse transform to the derived transform coefficient (S1430). More specifically, the inverse transform unit 322 of the decoding apparatus may derive a residual sample for the current block by applying an inverse transform to the derived transform coefficient.
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the residual sample for the current block (S1440). More specifically, the adder 340 of the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the residual sample for the current block.
  • the residual information includes transform coefficient level information
  • the step of deriving the quantized transform coefficient is a binarization process of the transform coefficient level information based on a rice parameter.
  • the method may include: deriving a value of the transform coefficient level information based on a result of the binarization process, and deriving the quantized transform coefficient based on the value of the transform coefficient level information.
  • the rice parameter may be represented by cRiceParam.
  • the maximum value of the rice parameter may be 3. In one example, the maximum value of cRiceParam may be 3.
  • an initialization process may be performed to derive at least one rice parameter for the current sub-block included in the current block.
  • the rice parameter for the current transform coefficient in the current sub-block is derived based on a last rice parameter for the transform coefficient in the previous order of the current transform coefficient, and the current transform coefficient is In the case of the first transform coefficient of the current sub-block, the value of the previous rice parameter for the transform coefficient of the previous order may be 0.
  • the previous rice parameter may be represented as lastRiceParam.
  • the size of the current sub-block may be 2x2 or 4x4.
  • the rice parameter for the current transform coefficient is derived based on the neighbor reference transform coefficients of the current transform coefficient, and the number of the neighbor reference transform coefficients may be 4 or less.
  • a temporary sum coefficient is derived based on the peripheral reference transform coefficients, and if the value of the temporary sum coefficient is less than a first threshold (eg, th1), the value of the rice parameter is determined to be 0 , If the value of the temporary sum coefficient is greater than or equal to the first threshold and less than a second threshold (eg, th2), the value of the rice parameter is determined as 1, and the value of the temporary sum coefficient is greater than or equal to the second threshold And a value less than a third threshold (for example, th3), the value of the rice parameter may be determined as 2, and if the value of the temporary sum coefficient is greater than or equal to the third threshold, the value of the rice parameter may be determined as 3.
  • the temporary sum coefficient may be represented by locSumAbs.
  • the first threshold is 1, 2 or 3, the second threshold is 4, 5 or 6, and the third threshold may be 10, 11 or 12.
  • the first threshold may be represented by th1, the second threshold may be represented by th2, and the third threshold may be represented by th3.
  • the decoding apparatus receives a bitstream including residual information (S1400), and is currently based on the residual information included in the bitstream.
  • a quantized transform coefficient for a block is derived (S1410), a transform coefficient is derived from the quantized transform coefficient based on an inverse quantization process (S1420), and an inverse transform is applied to the derived transform coefficient to apply to the current block.
  • a residual sample is derived (S1430), and a reconstructed picture is generated based on the residual sample for the current block (S1440), wherein the residual information includes transform coefficient level information and the quantized transform coefficient
  • the deriving step includes performing a binarization process for the transform coefficient level information based on a rice parameter, and the binarization process Deriving the value of the transform coefficient level information based on a result and deriving the quantized transform coefficient based on the value of the transform coefficient level information, wherein the maximum value of the rice parameter is 3 It is characterized by. That is, residual coding can be efficiently performed by setting the maximum value of the rice parameter to 3.
  • the above-described method according to the present invention can be implemented in software form, and the encoding device and / or decoding device according to the present invention performs image processing such as TV, computer, smartphone, set-top box, display device, etc. Device.
  • the above-described method may be implemented as a module (process, function, etc.) that performs the above-described functions.
  • Modules are stored in memory and can be executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor, and may be connected to the processor by various well-known means.
  • the processor may include an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media and / or other storage devices. That is, the embodiments described in the present invention may be implemented and implemented on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units illustrated in each drawing may be implemented and implemented on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip. In this case, information for implementation (ex. Information on instructions) or an algorithm may be stored in a digital storage medium.
  • the decoding device and the encoding device to which the present invention is applied are a multimedia broadcast transmission / reception device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video communication device, a real-time communication device such as video communication, mobile streaming Devices, storage media, camcorders, video-on-demand (VoD) service providing devices, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providing devices, 3D (3D) video devices, VR (virtual reality) devices, AR (argumente) reality) devices, video telephony video devices, transportation terminal (ex.
  • a multimedia broadcast transmission / reception device a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video communication device, a real-time communication device such as video communication, mobile streaming Devices, storage media, camcorders, video-on-demand (VoD) service providing devices, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providing devices, 3D (3
  • the OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, and a digital video recorder (DVR).
  • a game console a Blu-ray player
  • an Internet-connected TV a home theater system
  • a smartphone a tablet PC
  • DVR digital video recorder
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a computer-implemented program, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium includes, for example, Blu-ray Disc (BD), Universal Serial Bus (USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk and optical. It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission via the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • an embodiment of the present invention may be implemented as a computer program product by program code, and the program code may be executed on a computer by an embodiment of the present invention.
  • the program code can be stored on a computer readable carrier.
  • FIG. 16 shows an example of a content streaming system to which the invention disclosed in this document can be applied.
  • a content streaming system to which the present invention is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server serves to compress a content input from multimedia input devices such as a smartphone, a camera, and a camcorder into digital data to generate a bitstream and transmit it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as a smart phone, a camera, and a camcorder directly generate a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generation method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server serves as an intermediary to inform the user of the service.
  • the web server delivers it to the streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, in which case the control server serves to control commands / responses between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and / or encoding server. For example, when 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 terminal for digital broadcasting, a personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, a slate PC, Tablet PC, ultrabook, wearable device (e.g., smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)), digital TV, desktop Computers, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistants
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • Tablet PC tablet
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device e.g., smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)
  • digital TV desktop Computers, digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system can be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server can be distributed.

Landscapes

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Abstract

본 발명에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법은, 레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하는 단계, 상기 비트스트림에 포함된 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계, 역양자화 과정에 기반하여 상기 양자화된 변환 계수로부터 변환 계수를 도출하는 단계, 상기 도출된 변환 계수에 역변환을 적용하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계 및 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

레지듀얼 코딩 방법 및 그 장치
본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 레지듀얼 코딩 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 레지듀얼 코딩의 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 라이스 파라미터를 기반으로 레지듀얼 정보에 대해 이진화 과정을 수행하여 레지듀얼 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 라이스 파라미터의 최대값을 3으로 설정하여 레지듀얼 코딩을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 현재 블록에 포함된 서브 블록에 대한 적어도 하나의 라이스 파라미터를 도출하기 위해 초기화 과정(initialization process)을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하는 단계, 상기 비트스트림에 포함된 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계, 역양자화 과정(inverse quantization process)에 기반하여 상기 양자화된 변환 계수로부터 변환 계수를 도출하는 단계, 상기 도출된 변환 계수에 역변환(inverse transform)을 적용하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계 및 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고, 상기 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계는, 라이스 파라미터(rice parameter)를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화(binarization) 과정을 수행하는 단계, 상기 이진화 과정의 결과를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보의 값을 도출하는 단계 및 상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 값을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계를 포함하고, 상기 라이스 파라미터의 최대값은 3인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는, 레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하고, 상기 비트스트림에 포함된 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수를 도출하는 엔트로피 디코딩부, 역양자화 과정에 기반하여 상기 양자화된 변환 계수로부터 변환 계수를 도출하는 역양자화부, 상기 도출된 변환 계수에 역변환을 적용하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 역변환부 및 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 가산부를 포함하되, 상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고, 상기 엔트로피 디코딩부는, 라이스 파라미터를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화 과정을 수행하고, 상기 이진화 과정의 결과를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보의 값을 도출하고, 상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 값을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수를 도출하며, 상기 라이스 파라미터의 최대값은 3인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계, 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수를 도출하는 단계, 양자화 과정에 기반하여 상기 변환 계수로부터 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계 및 상기 양자화된 변환 계수에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되, 상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고, 상기 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계는, 라이스 파라미터를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화 과정(binarization process)을 수행하여 상기 변환 계수 레벨 정보의 이진화 값(binarization value)을 도출하는 단계 및 상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 이진화 값을 인코딩하는 단계를 포함하고, 상기 라이스 파라미터의 최대값은 3인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 영상 인코딩을 수행하는 인코딩 장치가 제공된다. 상기 인코딩 장치는, 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 감산부, 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수를 도출하는 변환부, 양자화 과정에 기반하여 상기 변환 계수로부터 양자화된 변환 계수를 도출하는 양자화부 및 상기 양자화된 변환 계수에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 인코딩하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되, 상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고, 상기 엔트로피 인코딩부는, 라이스 파라미터를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화 과정을 수행하여 상기 변환 계수 레벨 정보의 이진화 값을 도출하고, 상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 이진화 값을 인코딩하며, 상기 라이스 파라미터의 최대값은 3인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 레지듀얼 코딩의 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 라이스 파라미터를 기반으로 레지듀얼 정보에 대해 이진화 과정을 수행하여 레지듀얼 코딩 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 라이스 파라미터의 최대값을 3으로 설정하여 레지듀얼 코딩을 효율적으로 수행할 수 있다.
본 발명에 따르면 현재 블록에 포함된 서브 블록에 대한 적어도 하나의 라이스 파라미터를 도출하기 위해 초기화 과정을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따라 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터를 도출하는 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 일부 실시예들에 따라 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터를 도출하는 다른 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 다른 일부 실시예들에 따라 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터를 도출하는 또 다른 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따라 2x2 블록의 양자화된 계수들을 도출하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예에 따른 엔트로피 인코딩부의 구성 및 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 일 실시예에 따른 엔트로피 디코딩부의 구성 및 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 16은 본 문서에서 개시된 발명이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하는 단계, 상기 비트스트림에 포함된 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계, 역양자화 과정(inverse quantization process)에 기반하여 상기 양자화된 변환 계수로부터 변환 계수를 도출하는 단계, 상기 도출된 변환 계수에 역변환(inverse transform)을 적용하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계 및 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고, 상기 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계는, 라이스 파라미터(rice parameter)를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화(binarization) 과정을 수행하는 단계, 상기 이진화 과정의 결과를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보의 값을 도출하는 단계 및 상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 값을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계를 포함하고, 상기 라이스 파라미터의 최대값은 3인 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.
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 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명을 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 제1 장치(소스 디바이스) 및 제2 장치(수신 디바이스)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
이 문서는 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 or H.268 등)에 개시되는 방법에 적용될 수 있다.
이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
이 문서에서 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)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다. 브릭은 픽처 내 타일 이내의 CTU 행들의 사각 영역을 나타낼 수 있다(a brick may represent a rectangular region of CTU rows within a tile in a picture). 타일은 다수의 브릭들로 파티셔닝될 수 있고, 각 브릭은 상기 타일 내 하나 이상의 CTU 행들로 구성될 수 있다(A tile may be partitioned into multiple bricks, each of which consisting of one or more CTU rows within the tile). 다수의 브릭들로 파티셔닝되지 않은 타일은 또한 브릭으로 불릴 수 있다(A tile that is not partitioned into multiple bricks may be also referred to as a brick). 브릭 스캔은 픽처를 파티셔닝하는 CTU들의 특정한 순차적 오더링을 나타낼 수 있으며, 상기 CTU들은 브릭 내에서 CTU 래스터 스캔으로 정렬될 수 있고, 타일 내 브릭들은 상기 타일의 상기 브릭들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있고, 그리고 픽처 내 타일들은 상기 픽처의 상기 타일들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있다(A brick scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a brick, bricks within a tile are ordered consecutively in a raster scan of the bricks of the tile, and tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture). 타일은 특정 타일 열 및 특정 타일 열 이내의 CTU들의 사각 영역이다(A tile is a rectangular region of CTUs within a particular tile column and a particular tile row in a picture). 상기 타일 열은 CTU들의 사각 영역이고, 상기 사각 영역은 상기 픽처의 높이와 동일한 높이를 갖고, 너비는 픽처 파라미터 세트 내의 신택스 요소들에 의하여 명시될 수 있다(The tile column is a rectangular region of CTUs having a height equal to the height of the picture and a width specified by syntax elements in the picture parameter set). 상기 타일 행은 CTU들의 사각 영역이고, 상기 사각 영역은 픽처 파라미터 세트 내의 신택스 요소들에 의하여 명시되는 너비를 갖고, 높이는 상기 픽처의 높이와 동일할 수 있다(The tile row is a rectangular region of CTUs having a height specified by syntax elements in the picture parameter set and a width equal to the width of the picture). 타일 스캔은 픽처를 파티셔닝하는 CTU들의 특정 순차적 오더링을 나타낼 수 있고, 상기 CTU들은 타일 내 CTU 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있고, 픽처 내 타일들은 상기 픽처의 상기 타일들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있다(A tile scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a tile whereas tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture). 슬라이스는 픽처의 정수개의 브릭들을 포함할 수 있고, 상기 정수개의 브릭들은 하나의 NAL 유닛에 포함될 수 있다(A slice includes an integer number of bricks of a picture that may be exclusively contained in a single NAL unit). 슬라이스는 다수의 완전한 타일들로 구성될 수 있고, 또는 하나의 타일의 완전한 브릭들의 연속적인 시퀀스일 수도 있다(A slice may consists of either a number of complete tiles or only a consecutive sequence of complete bricks of one tile). 이 문서에서 타일 그룹과 슬라이스는 혼용될 수 있다. 예를 들어 본 문서에서 tile group/tile group header는 slice/slice header로 불리 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, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 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 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
이 문서에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"로 해석되고, "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석된다. 추가적으로, "A/B/C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. 또한, "A, B, C"도 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. (In this document, the term "/" and "," should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A/B" may mean "A and/or B." Further, "A, B" may mean "A and/or B." Further, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C." Also, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C.")
추가적으로, 본 문서에서 "또는"는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A 또는 B"은, 1) "A" 만을 의미하고, 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다. (Further, in the document, the term "or" should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A or B" may comprise 1) only A, 2) only B, and/or 3) both A and B. In other words, the term "or" in this document should be interpreted to indicate "additionally or alternatively.")
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)은 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 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, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 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. 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. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
인코딩 장치(200)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(200) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(231)라고 불릴 수 있다. 예측부는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(222)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(221)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보를 기반으로 픽처 내 샘플 값을 시그널링할 수 있다.
상기 예측부 (인터 예측부(221) 및/또는 상기 인트라 예측부(222) 포함)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(233)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 전달/시그널링되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 비디오/영상 정보에 포함될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 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. 엔트로피 인코딩부(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.
양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(250)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(221)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270) DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memoery, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(331) 및 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 3의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 3의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 신택스 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 신택스 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 신택스 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 레지듀얼 처리부(320)로 입력될 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들, 레지듀얼 샘플 어레이)를 도출할 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 가산부(340), 필터링부(350), 메모리(360), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부(320)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보가 상기 비디오/영상 정보에 포함되어 시그널링될 수 있다.
인트라 예측부(331)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(331)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(332)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(332)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(332) 및/또는 인트라 예측부(331) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(360), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(332)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(331)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(100)의 필터링부(260), 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치(300)의 필터링부(350), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
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.
일 실시예에서, (양자화된) 변환 계수는 transform_skip_flag, last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, last_sig_coeff_y_suffix, coded_sub_block_flag, sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag, abs_remainder, coeff_sign_flag, mts_idx 등의 신택스 요소들(syntax elements)을 기반으로 부호화 및/또는 복호화될 수 있다. 아래의 표 1은 레지듀얼 데이터 부호화와 관련된 신택스 요소들을 나타낸다.
residual_coding(　x0,　y0,　log2TbWidth,　log2TbHeight,　cIdx　) { Descriptor
if( transform_skip_enabled_flag && (　cIdx　!　=　0　　|　|　　cu_mts_flag[　x0　][　y0　]　=　=　0　) && (　log2TbWidth　　<=　　2　) && (　log2TbHeight　　<=　　2　) )
transform_skip_flag[　x0　][　y0　][　cIdx　] ae(v)
last_sig_coeff_x_prefix ae(v)
last_sig_coeff_y_prefix ae(v)
if( last_sig_coeff_x_prefix > 3 )
last_sig_coeff_x_suffix ae(v)
if( last_sig_coeff_y_prefix > 3 )
last_sig_coeff_y_suffix ae(v)
log2SbSize　=　( Min( log2TbWidth, log2TbHeight )　<　2 ? 1 : 2 )
numSbCoeff = 1 << ( log2SbSize　<<　1 )
lastScanPos = numSbCoeff
lastSubBlock = ( 1　　<<　　( log2TbWidth　+　log2TbHeight　-　2　*　log2SbSize ) )　-1
do {
if( lastScanPos =　= 0 ) {
lastScanPos = numSbCoeff
lastSubBlock--
}
lastScanPos--
xS = DiagScanOrder[　log2TbWidth　-　log2SbSize　][　log2TbHeight　-log2SbSize　] [　lastSubBlock　][　0　]
yS = DiagScanOrder[　log2TbWidth　-　log2SbSize　][　log2TbHeight　-log2SbSize　] [　lastSubBlock　][　1　]
xC = ( xS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　lastScanPos　][　0　]
yC = ( yS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　lastScanPos　][　1　]
} while( ( xC != LastSignificantCoeffX ) |　| ( yC != LastSignificantCoeffY ) )
QState = 0
for( i = lastSubBlock; i >= 0; i-　- ) {
startQStateSb = QState
xS = DiagScanOrder[　log2TbWidth　-　log2SbSize　][　log2TbHeight　-log2SbSize　] [　lastSubBlock　][　0　]
yS = DiagScanOrder[　log2TbWidth　-　log2SbSize　][　log2TbHeight　-log2SbSize　] [　lastSubBlock　][　1　]
inferSbDcSigCoeffFlag = 0
if( ( i　<　lastSubBlock ) && ( i　>　0 ) ) {
coded_sub_block_flag[　xS　][　yS　] ae(v)
inferSbDcSigCoeffFlag = 1
}
firstSigScanPosSb = numSbCoeff
lastSigScanPosSb = -1
for( n = ( i =　= lastSubBlock ) ? lastScanPos　-　1 : numSbCoeff　-1; n >= 0; n-- ) {
xC = ( xS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　n　][　0　]
yC = ( yS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　n　][　1　]
if( coded_sub_block_flag[　xS　][　yS　] && ( n　>　0 |　| !inferSbDcSigCoeffFlag ) ) {
sig_coeff_flag[　xC　][　yC　] ae(v)
}
if( sig_coeff_flag[　xC　][　yC　] ) {
par_level_flag[　n　] ae(v)
rem_abs_gt1_flag[　n　] ae(v)
if( lastSigScanPosSb =　= -1 )
lastSigScanPosSb = n
firstSigScanPosSb = n
}
AbsLevelPass1[　xC　][　yC　] = sig_coeff_flag[　xC　][　yC　] + par_level_flag[　n　] + 2 * rem_abs_gt1_flag[　n　]
if( dep_quant_enabled_flag )
QState = QStateTransTable[　QState　][　par_level_flag[　n　]　]
}
for( n = numSbCoeff　-　1; n >= 0; n-- ) {
if( rem_abs_gt1_flag[　n　] )
rem_abs_gt2_flag[　n　] ae(v)
}
for( n = numSbCoeff　-　1; n >= 0; n-- ) {
xC = ( xS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　n　][　0　]
yC = ( yS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　n　][　1　]
if( rem_abs_gt2_flag[　n　] )
abs_remainder[　n　]
AbsLevel[　xC　][　yC　] = AbsLevelPass1[　xC　][　yC　] + 2 * ( rem_abs_gt2_flag[　n　] + abs_remainder[　n　] )
}
if( dep_quant_enabled_flag |　| !sign_data_hiding_enabled_flag )
signHidden = 0
else
signHidden = ( lastSigScanPosSb - firstSigScanPosSb > 3 ? 1 : 0 )
for( n = numSbCoeff　-　1; n >= 0; n-- ) {
xC = ( xS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　n　][　0　]
yC = ( yS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　n　][　1　]
if( sig_coeff_flag[　xC　][　yC　] && ( !signHidden |　| ( n != firstSigScanPosSb ) ) )
coeff_sign_flag[　n　] ae(v)
}
if( dep_quant_enabled_flag ) {
QState = startQStateSb
for( n = numSbCoeff　-　1; n >= 0; n-- ) {
xC = ( xS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　n　][　0　]
yC = ( yS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　n　][　1　]
if( sig_coeff_flag[　xC　][　yC　] )
TransCoeffLevel[　x0　][　y0　][　cIdx　][　xC　][　yC　] = ( 2 * AbsLevel[　xC　][　yC　] - ( QState > 1 1 : 0 ) ) * ( 1 - 2 * coeff_sign_flag[　n　] )
QState = QStateTransTable[　QState　][　par_level_flag[　n　]　]
} else {
sumAbsLevel = 0
for( n = numSbCoeff　-　1; n >= 0; n-- ) {
xC = ( xS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　n　][　0　]
yC = ( yS << log2SbSize ) + DiagScanOrder[　log2SbSize　][　log2SbSize　][　n　][　1　]
if( sig_coeff_flag[　xC　][　yC　]　) {
TransCoeffLevel[　x0　][　y0　][　cIdx　][　xC　][　yC　] = AbsLevel[　xC　][　yC　] * ( 1 - 2 * coeff_sign_flag[　n　] )
if( signHidden ) {
sumAbsLevel += AbsLevel[　xC　][　yC　]
if( ( n =　= firstSigScanPosSb ) && ( sumAbsLevel　%　2　) =　= 1　) )
TransCoeffLevel[　x0　][　y0　][　cIdx　][　xC　][　yC　] = -TransCoeffLevel[　x0　][　y0　][　cIdx　][　xC　][　yC　]
}
}
}
}
}
if(　　cu_mts_flag[　x0　][　y0　]　　&&　　(　cIdx　　=　=　　0　) && !transform_skip_flag[　x0　][　y0　][　cIdx　] && ( (　CuPredMode[　x0　][　y0　]　　=　=　　MODE_INTRA　　&&　　numSigCoeff　　>　2　)　　|　| (　CuPredMode[　x0　][　y0　]　　=　=　　MODE_INTER　) )　　) {
mts_idx[　x0　][　y0　] ae(v)
}
transform_skip_flag는 연관된 블록(associated block)에 변환이 생략되는지 여부를 나타낸다. 상기 연관된 블록은 CB(coding block) 또는 TB(Transform block)일 수 있다. 변환(및 양자화) 및 레지듀얼 코딩 절차에 관하여, CB와 TB는 혼용될 수 있다. 예를 들어, CB에 대하여 레지듀얼 샘플들이 도출되고, 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환 및 양자화를 통하여 (양자화된) 변환 계수들이 도출될 수 있음은 상술한 바와 같으며, 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 상기 (양자화된) 변환 계수들의 위치, 크기, 부호 등을 효율적으로 나타내는 정보(예를 들어, 신텍스 요소들)이 생성되고 시그널링 될 수 있다. 양자화된 변환 계수들은 간단히 변환 계수들이라고 불릴 수 있다. 일반적으로 CB가 최대 TB보다 크지 않은 경우 CB의 사이즈는 TB의 사이즈와 같을 수 있으며, 이 경우 변환(및 양자화) 및 레지듀얼 코딩되는 대상 블록은 CB 또는 TB라고 불릴 수 있다. 한편, CB가 최대 TB보다 큰 경우에는 변환(및 양자화) 및 레지듀얼 코딩되는 대상 블록은 TB라고 불릴 수 있다. 이하 레지듀얼 코딩에 관련된 신텍스 요소들이 변환 블록(TB) 단위로 시그널링되는 것으로 설명하나, 이는 예시로서 상기 TB는 코딩 블록(CB)과 혼용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
일 실시예에서, 신택스 요소 last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix 및 last_sig_coeff_y_suffix를 기반으로 변환 블록 내의 마지막 0이 아닌 변환 계수의 (x, y) 위치 정보를 부호화 할 수 있다. 보다 구체적으로, last_sig_coeff_x_prefix는 변환 블록 내 스캔 순서(scanning order)에서의 마지막(last) 유효 계수(significant coefficient)의 열 위치(column position)의 프리픽스(prefix)를 나타내고, last_sig_coeff_y_prefix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서(scanning order)에서의 마지막(last) 유효 계수(significant coefficient)의 행 위치(row position)의 프리픽스(prefix)를 나타내고, last_sig_coeff_x_suffix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서(scanning order)에서의 마지막(last) 유효 계수(significant coefficient)의 열 위치(column position)의 서픽스(suffix)를 나타내고, last_sig_coeff_y_suffix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서(scanning order)에서의 마지막(last) 유효 계수(significant coefficient)의 행 위치(row position)의 서픽스(suffix)를 나타낸다. 여기서 유효 계수는 상기 0이 아닌 계수를 나타낼 수 있다. 상기 스캔 순서는 우상향 대각 스캔 순서일 수 있다. 또는 상기 스캔 순서는 수평 스캔 순서, 또는 수직 스캔 순서일 수 있다. 상기 스캔 순서는 대상 블록(CB, 또는 TB를 포함하는 CB)에 인트라/인터 예측이 적용되는지 여부 및/또는 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 기반으로 결정될 수 있다.
그 다음, 변환 블록을 4x4 서브 블록(sub-block)들로 분할한 후, 각 4x4 서브 블록마다 1비트의 신택스 요소 coded_sub_block_flag를 사용해 현재 서브 블록 내에 0이 아닌 계수가 존재하는지 여부를 나타낼 수 있다.
coded_sub_block_flag의 값이 0이면 더 이상 전송할 정보가 없으므로 현재 서브 블록에 대한 부호화 과정을 종료할 수 있다. 반대로, coded_sub_block_flag의 값이 1이면 sig_coeff_flag에 대한 부호화 과정을 계속해서 수행할 수 있다. 마지막 0이 아닌 계수를 포함하는 서브 블록은 coded_sub_block_flag에 대한 부호화가 불필요하고, 변환 블록의 DC 정보를 포함하고 있는 서브 블록은 0이 아닌 계수를 포함할 확률이 높으므로, coded_sub_block_flag는 부호화되지 않고 그 값이 1이라고 가정될 수 있다.
만약 coded_sub_block_flag의 값이 1이어서 현재 서브 블록 내에 0이 아닌 계수가 존재한다고 판단되는 경우, 역으로 스캔된 순서에 따라 이진값을 갖는 sig_coeff_flag를 부호화 할 수 있다. 스캔 순서에 따라 각각의 계수에 대해 1비트 신택스 요소 sig_coeff_flag를 부호화 할 수 있다. 만약 현재 스캔 위치에서 변환 계수의 값이 0이 아니면 sig_coeff_flag의 값은 1이 될 수 있다. 여기서, 마지막 0이 아닌 계수를 포함하고 있는 서브 블록의 경우, 마지막 0이 아닌 계수에 대해서는 sig_coeff_flag를 부호화할 필요가 없으므로 상기 서브 블록에 대한 부호화 과정이 생략될 수 있다. sig_coeff_flag가 1인 경우에만 레벨 정보 부호화가 수행될 수 있으며, 레벨 정보 부호화 과정에는 네 개의 신택스 요소를 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 각 sig_coeff_flag[xC][yC]는 현재 TB내 각 변환 계수 위치 (xC, yC)에서의 해당 변환 계수의 레벨(값)이 0이 아닌지(non-zero) 여부를 나타낼 수 있다.
sig_coeff_flag에 대한 부호화 이후의 남은 레벨 값은 아래의 수학식 1과 같을 수 있다. 즉, 부호화해야 할 레벨 값을 나타내는 신택스 요소 remAbsLevel은 아래의 수학식 1과 같을 수 있다. 여기서, coeff는 실제 변환 계수값을 의미한다.
[수학식 1]
remAbsLevel = |coeff| - 1
par_level_flag을 통하여 아래의 수학식 2와 같이, 수학식 1에 기재된 remAbsLevel의 least significant coefficient (LSB) 값을 부호화 할 수 있다. 여기서 par_level_flag[n]는 스캐닝 위치 n에서의 변환 계수 레벨(값)의 패리티(parity)를 나타낼 수 있다. par_leve_flag 부호화 후에 부호화해야 할 변환 계수 레벨 값 remAbsLevel을 아래의 수학식 3과 같이 업데이트 할 수 있다.
[수학식 2]
par_level_flag = remAbsLevel & 1
[수학식 3]
remAbsLevel' = remAbsLevel >> 1
rem_abs_gt1_flag는 해당 스캐닝 위치(n)에서의 remAbsLevel'이 1보다 큰지 여부를, rem_abs_gt2_flag는 해당 스캐닝 위치(n)에서의 remAbsLevel'이 2보다 큰지 여부를 나타낼 수 있다. rem_abs_gt2_flag가 1인 경우에만 abs_remainder에 대한 부호화가 수행될 수 있다. 실제 변환 계수값인 coeff와 각 신택스 요소들의 관계를 정리하면, 예를 들어 아래의 수학식 4와 같을 수 있으며, 아래의 표 2는 수학식 4와 관련된 예시들을 나타낸다. 또한, 각 계수의 부호는 1비트 심볼인 coeff_sign_flag를 이용하여 부호화 될 수 있다. | coeff |는 변환 계수 레벨(값)을 나타내며, 변환 계수에 대한 AbsLevel이라고 표시될 수도 있다.
[수학식 4]
| coeff | = sig_coeff_flag + par_level_flag + 2 * (rem_abs_gt1_flag + rem_abs_gt2_flag + abs_remainder)
|coeff| sig_coeff_flag par_level_flag rem_abs_gt1_flag rem_abs_gt2_flag abs_remainder
0 0
1 1 0 0
2 1 1 0
3 1 0 1 0
4 1 1 1 0
5 1 0 1 1 0
6 1 1 1 1 0
7 1 0 1 1 1
8 1 1 1 1 1
9 1 0 1 1 2
10 1 1 1 1 2
11 1 0 1 1 3
... ... ... ... ... ...
한편, 다른 일 실시예에서는 rem_abs_gt2_flag는 rem_abs_gt3_flag라고 지칭될 수도 있고, 또 다른 일 실시예에서는 rem_abs_gt1_flag와 rem_abs_gt2_flag가 abs_level_gtx_flag[n][j]를 기반으로 나타날 수도 있다. abs_level_gtx_flag[n][j]는 스캐닝 위치 n에서 변환 계수 레벨(또는 변환 계수 레벨을 우측으로 1만큼 쉬프팅한 값)의 절대값이 (j<<1)+1보다 큰지 여부를 나타내는 플래그일 수 있다. 상기 rem_abs_gt1_flag는 abs_level_gtx_flag[n][0]과 동일 및/또는 유사한 기능을 수행할 수 있고, 상기 rem_abs_gt2_flag는 abs_level_gtx_flag[n][1]과 동일 및/또는 유사한 기능을 수행할 수 있다. 상기 (j<<1)+1은, 경우에 따라서 제1 기준값, 제2 기준값 등 소정의 기준값으로 대체될 수도 있다.
각 신택스 요소별 이진화 방법은 아래의 표 3과 같을 수 있다. 표 3에서 TR은 트런케이티드 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법을, FL은 고정 길이(Fixed-Length) 이진화 방법을 의미하며, 각 이진화 방법에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
Syntax element Binarization
Process Input parameters
transform_skip_flag[　][　][　] FL cMax = 1
last_sig_coeff_x_prefix TR cMax = ( log2TrafoSize << 1 ) - 1, cRiceParam = 0
last_sig_coeff_y_prefix TR cMax = ( log2TrafoSize << 1 ) - 1, cRiceParam = 0
last_sig_coeff_x_suffix FL cMax = (　1　　<<　　(　(　last_sig_coeff_x_prefix　　>>　　1　)　-　1　)　-1　)
last_sig_coeff_y_suffix FL cMax = (　1　　<<　　(　(　last_sig_coeff_y_prefix　　>>　　1　)　-　1　)　-1　)
coded_sub_block_flag[　][　] FL cMax = 1
sig_coeff_flag[　][　] FL cMax = 1
par_level_flag[　] FL cMax = 1
rem_abs_gt1_flag[　] FL cMax = 1
rem_abs_gt2_flag[　] FL cMax = 1
abs_remainder[　] 2.0.5 cIdx, x0, y0, xC, yC, log2TbWidth, log2TbHeight
coeff_sign_flag[　] FL cMax = 1
mts_idx[　][　] FL cMax = 3
일 실시예에서, 트런케이티드 라이스 이진화 과정, 0차 Exp-Golomb 이진화 과정에 대한 파싱 과정, k차 Exp-Golomb 이진화 과정, 고정 길이 이진화 과정, abs_remainder에 대한 이진화 과정, 라이스 파라미터 도출 과정 등은, 예를 들어 아래와 같은 영문 스펙(spec)에 따라 구현될 수 있다.
1. Truncated Rice binarization process
Input to this process is a request for a truncated Rice (TR) binarization, cMax and cRiceParam.
Output of this process is the TR binarization associating each value symbolVal with a corresponding bin string.
A TR bin string is a concatenation of a prefix bin string and, when present, a suffix bin string.
For the derivation of the prefix bin string, the following applies:
- The prefix value of symbolVal, prefixVal, is derived as follows:
prefixVal = symbolVal >> cRiceParam (1)
- The prefix of the TR bin string is specified as follows:
- If prefixVal is less than cMax >> cRiceParam, the prefix bin string is a bit string of length prefixVal + 1 indexed by binIdx. The bins for binIdx less than prefixVal are equal to 1. The bin with binIdx equal to prefixVal is equal to 0. 표 4 illustrates the bin strings of this unary binarization for prefixVal.
- Otherwise, the bin string is a bit string of length cMax >> cRiceParam with all bins being equal to 1.
prefixVal Bin string
0 0
1 1 0
2 1 1 0
3 1 1 1 0
4 1 1 1 1 0
5 1 1 1 1 1 0
...
binIdx 0 1 2 3 4 5
When cMax is greater than symbolVal and cRiceParam is greater than 0, the suffix of the TR bin string is present and it is derived as follows:
- The suffix value suffixVal is derived as follows:
suffixVal = symbolVal - ( ( prefixVal ) << cRiceParam ) (2)
- The suffix of the TR bin string is specified by invoking the fixed-length (FL) binarization process as specified in clause 4 for suffixVal with a cMax value equal to ( 1 << cRiceParam ) - 1.
NOTE - For the input parameter cRiceParam = 0, the TR binarization is exactly a truncated unary binarization and it is always invoked with a cMax value equal to the largest possible value of the syntax element being decoded.
2. Parsing process for 0-th order Exp-Golomb binarization process
Syntax elements coded as ue(v) is Exp-Golomb-coded. The parsing process for these syntax elements begins with reading the bits starting at the current location in the bitstream up to and including the first non-zero bit, and counting the number of leading bits that are equal to 0. This process is specified as follows:
leadingZeroBits = -1
for( b = 0; !b; leadingZeroBits++ ) (3)
b = read_bits( 1 )
The variable codeNum is then assigned as follows:
codeNum = 2leadingZeroBits - 1 + read_bits( leadingZeroBits ) (4)
where the value returned from read_bits( leadingZeroBits ) is interpreted as a binary representation of an unsigned integer with most significant bit written first.
표 5 illustrates the structure of the Exp-Golomb code by separating the bit string into "prefix" and "suffix" bits. The "prefix" bits are those bits that are parsed as specified above for the computation of leadingZeroBits, and are shown as either 0 or 1 in the bit string column of 표 5. The "suffix" bits are those bits that are parsed in the computation of codeNum and are shown as xi in 표 5, with i in the range of 0 to leadingZeroBits - 1, inclusive. Each xi is equal to either 0 or 1.
Bit string form Range of codeNum
1 0
0 1 x0 1..2
0 0 1 x1 x0 3..6
0 0 0 1 x2 x1 x0 7..14
0 0 0 0 1 x3 x2 x1 x0 15..30
0 0 0 0 0 1 x4 x3 x2 x1 x0 31..62
... ...
표 6 illustrates explicitly the assignment of bit strings to codeNum values. That is, Exp-Golomb bit strings and codeNum is represented in explicit form and used as ue(v).
Bit string codeNum
1 0
0 1 0 1
0 1 1 2
0 0 1 0 0 3
0 0 1 0 1 4
0 0 1 1 0 5
0 0 1 1 1 6
0 0 0 1 0 0 0 7
0 0 0 1 0 0 1 8
0 0 0 1 0 1 0 9
... ...
Depending on the descriptor, the value of a syntax element is derived as follows:
- If the syntax element is coded as ue(v), the value of the syntax element is equal to codeNum.
3. k-th order Exp-Golomb binarization process
Inputs to this process is a request for a k-th order Exp-Golomb (EGk) binarization.
Output of this process is the EGk binarization associating each value symbolVal with a corresponding bin string.
The bin string of the EGk binarization process for each value symbolVal is specified as follows, where each call of the function put( X ), with X being equal to 0 or 1, adds the binary value X at the end of the bin string:
absV = Abs( symbolVal )
stopLoop = 0
do
if( absV >= ( 1 << k ) ) {
put( 1 )
absV = absV - ( 1 << k )
k++
} else {
put( 0 ) (5)
while( k-- )
put( ( absV >> k ) & 1 )
stopLoop = 1
}
while( !stopLoop )
NOTE - The specification for the k-th order Exp-Golomb (EGk) code uses 1's and 0's in reverse meaning for the unary part of the Exp-Golomb code of 0-th order as specified in clause 2.
4. Fixed-length binarization process
Inputs to this process are a request for a fixed-length (FL) binarization and cMax.
Output of this process is the FL binarization associating each value symbolVal with a corresponding bin string.
FL binarization is constructed by using the fixedLength bit unsigned integer bin string of the symbol value symbolVal, where fixedLength = Ceil( Log2( cMax + 1 ) ). The indexing of bins for the FL binarization is such that the binIdx = 0 relates to the most significant bit with increasing values of binIdx towards the least significant bit.
5. Binarization process for abs_remainder
Input to this process is a request for a binarization for the syntax element abs_remainder[ n ], the colour component cIdx, the luma location ( x0, y0 ) specifying the top-left sample of the current luma transform block relative to the top-left luma sample of the picture), the current coefficient scan location ( xC, yC ), the binary logarithm of the transform block width log2TbWidth, and the binary logarithm of the transform block height log2TbHeight.
Output of this process is the binarization of the syntax element.
The rice parameter cRiceParam is derived by invoking the rice parameter derivation process as specified in clause 6 with the colour component index cIdx, the luma location (x0, y0), the current coefficient scan location hm of the transform block height log2TbHeight as inputs.
The variable cMax is derived from cRiceParam as:
cMax = ( cRiceParam = = 1 ? 6 : 7 ) << cRiceParam (6)
The binarization of the syntax element abs_remainder[ n ] is a concatenation of a prefix bin string and (when present) a suffix bin string.
For the derivation of the prefix bin string, the following applies:
- The prefix value of abs_remainder[ n ], prefixVal, is derived as follows:
prefixVal = Min( cMax, abs_remainder[ n ] ) (7)
- The prefix bin string is specified by invoking the TR binarization process as specified in clause 1 for prefixVal with the variables cMax and cRiceParam as inputs.
When the prefix bin string is equal to the bit string of length 4 with all bits equal to 1, the suffix bin string is present and it is derived as follows:
- The suffix value of abs_remainder[ n ], suffixVal, is derived as follows:
suffixVal = abs_remainder[ n ] - cMax (8)
- The suffix bin string is specified by invoking the k-th order EGk binarization process as specified in clause 3 for the binarization of suffixVal with the Exp-Golomb order k set equal to cRiceParam + 1.
6. Rice parameter derivation process
Inputs to this process are the colour component index cIdx, the luma location ( x0, y0 ) specifying the top-left sample of the current transform block relative to the top-left sample of the current picture, the current coefficient scan location ( xC, yC ), the binary logarithm of the transform block width log2TbWidth, and the binary logarithm of the transform block height log2TbHeight.
Output of this process is the Rice parameter cRiceParam.
Given the syntax elements sig_coeff_flag[ x ][ y ] and the array AbsLevel[ x ][ C ] for the transform block with component index cIdx and the top-left luma location ( x0, y0 ), the variable locSumAbs is derived as specified by the following pseudo code:
locSumAbs = 0
if( xC < (1 << log2TbWidth) - 1 ) {
locSumAbs += AbsLevel[ xC + 1 ][ yC ] - sig_coeff_flag[ xC + 1 ][ yC ]
if( xC < (1 << log2TbWidth) - 2 )
locSumAbs += AbsLevel[ xC + 2 ][ yC ] - sig_coeff_flag[ xC + 2 ][ yC ]
if( yC < (1 << log2TbHeight) - 1 )
locSumAbs += AbsLevel[ xC + 1 ][ yC + 1 ] - sig_coeff_flag[ xC + 1 ][ yC + 1 ] (9)
}
if( yC < (1 << log2TbHeight) - 1 ) {
locSumAbs += AbsLevel[ xC ][ yC + 1 ] *?*- sig_coeff_flag[ xC ][ yC + 1 ]
if( yC < (1 << log2TbHeight) - 2 )
locSumAbsPass1 += AbsLevelPass1 [ xC ][ yC + 2 ] - sig_coeff_flag[ xC ][ yC + 2 ]
}
The Rice parameter cRiceParam is derived as follows:
- If locSumAbs is less than 12, cRiceParam is set equal to 0;
- Otherwise, if locSumAbs is less than 25, cRiceParam is set equal to 1;
- Otherwise (locSumAbs is greater than or equal to 25), cRiceParam is set equal to 2.
도 4는 일 실시예에 따라 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터를 도출하는 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 3의 영문 스펙 6절에 전술되어 있는 바와 같이, 현재 변환 계수(도 4의 진한 음영 표시)에 대한 이미 부호화 된 주변 5개의 변환 계수들(도 4의 연한 음영 표시)의 레벨 합과 sig_coeff_flag의 값을 기반으로 현재 스캔 위치의 변환 계수를 위한 라이스 파라미터를 결정할 수 있다. 이 경우, 참조하는 변환 계수들의 위치가 변환 블록 경계를 넘는지 여부를 매번 확인해야 할 수 있다. 즉, 하나의 변환 계수 레벨을 부호화 할 때마다 5번의 경계 확인 과정이 수반될 수 있다. 보다 구체적으로, abs_remainder 신택스 요소 부호화가 필요한 변환 계수의 5배에 달하는 경계 확인 과정이 필요하므로, 큰 레벨값을 갖는 변환 계수가 많이 발생하는 경우 연산 복잡도가 증가할 수 있다.
라이스 파라미터 도출 과정에서 사용하는 참조 변환 계수의 크기에 비례해 연산 복잡도가 증가하므로, 이하의 실시예들에서는 참조 변환 계수를 5개 미만으로 사용하는 방법을 제안한다. 도 5a 내지 도 5c는 참조 변환 계수를 4개, 3개, 2개를 이용하는 경우를 나타내며, 각 경우에 대응하는 다양한 참조 변환 계수 이용 패턴을 나타낸다. 도 6a 내지 도 6c는 1개의 참조 변환 계수를 이용하는 경우의 다양한 참조 변환 계수 이용 패턴을 나타낸다. 도 5a 내지 도 6c에 따른 실시예들의 목적은 참조 변환 계수의 수를 절감해 연산 복잡도를 줄이기 위한 것에 있으므로, 5개 미만의 참조 변환 계수를 이용하는 경우를 모두 포함하며, 상술한 실시예에 한정되지 않는다.
도 5a 내지 도 5c는 일부 실시예들에 따라 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터를 도출하는 다른 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 현재 변환 계수에 대한 4개의 주변 참조 변환 계수들(도 5a의 옅은 음영 표시)을 기반으로 라이스 파라미터를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 라이스 파라미터를 도출하기 위해 중간에 임시 합산 계수를 도출할 수 있다. 임시 합산 계수는, 예를 들어 locSumAbs로 나타날 수 있다. 임시 합산 계수(예를 들어, locSumAbs)의 값은 최초에 0일 수 있고, 각 주변 참조 변환 계수들을 검출하면서 상기 임시 합산 계수(예를 들어, locSumAbs)의 값이 업데이트 될 수 있다.
도 5a에 도시된 4개의 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 임시 합산 계수(예를 들어, locSumAbs)의 값을 업데이트 하는 과정은, 예를 들어 아래의 표 7과 같을 수 있다.
locSumAbs = 0if( xC < (1 << log2TbWidth)　　1 ) { locSumAbs += AbsLevel[　xC + 1 ][　yC　] - sig_coeff_flag[　xC + 1 ][　yC　] if( xC < (1 << log2TbWidth) - 2 ) locSumAbs += AbsLevel[　xC + 2 ][　yC　] - sig_coeff_flag[　xC + 2 ][　yC　] }if( yC < (1 << log2TbHeight) - 1 ) { locSumAbs += AbsLevel[　xC ][　yC + 1　] - sig_coeff_flag[　xC ][　yC + 1　] if( yC < (1 << log2TbHeight) - 2 ) locSumAbsPass1 += AbsLevelPass1 [　xC ][　yC + 2　] sig_coeff_flag[　xC ][　yC + 2　]}
도 5b는 현재 변환 계수에 대한 3개의 주변 참조 변환 계수들(도 5b의 옅은 음영 표시)을 기반으로 라이스 파라미터를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5b에 도시된 3개의 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 임시 합산 계수(예를 들어, locSumAbs)의 값을 업데이트 하는 과정은, 예를 들어 아래의 표 8과 같을 수 있다.
locSumAbs = 0if( xC < (1 << log2TbWidth)　　1 ) { locSumAbs += AbsLevel[　xC + 1 ][　yC　] - sig_coeff_flag[　xC + 1 ][　yC　] if( yC < (1 << log2TbHeight) - 1 ) locSumAbs += AbsLevel[　xC + 1 ][　yC + 1　] - sig_coeff_flag[　xC + 1 ][　yC + 1　] }if( yC < (1 << log2TbHeight) - 1 ) { locSumAbs += AbsLevel[　xC ][　yC + 1　] - sig_coeff_flag[　xC ][　yC + 1　] }
도 5c는 현재 변환 계수에 대한 2개의 주변 참조 변환 계수들(도 5c의 옅은 음영 표시)을 기반으로 라이스 파라미터를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5c에 도시된 2개의 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 임시 합산 계수(예를 들어, locSumAbs)의 값을 업데이트 하는 과정은, 예를 들어 아래의 표 9와 같을 수 있다.
locSumAbs = 0if( xC < (1 << log2TbWidth)　　1 ) { locSumAbs += AbsLevel[　xC + 1 ][　yC　] - sig_coeff_flag[　xC + 1 ][　yC　] }if( yC < (1 << log2TbHeight) - 1 ) { locSumAbs += AbsLevel[　xC ][　yC + 1　] - sig_coeff_flag[　xC ][　yC + 1　] }
도 6a 내지 도 6c는 다른 일부 실시예들에 따라 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터를 도출하는 또 다른 일 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 현재 변환 계수에 대한 1개의 주변 참조 변환 계수(도 6a 내지 도 6c의 옅은 음영 표시)을 기반으로 라이스 파라미터를 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 6a는 현재 변환 계수의 우측에 위치한 주변 참조 변환 계수를 이용하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6b는 현재 변환 계수의 우하측 대각선에 위치한 주변 참조 변환 계수를 이용하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6c는 현재 변환 계수의 하측에 위치한 주변 참조 변환 계수를 이용하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a에 도시된 우측 주변 참조 변환 계수를 기반으로 임시 합산 계수(예를 들어, locSumAbs)의 값을 업데이트 하는 과정은, 예를 들어 아래의 표 10과 같을 수 있다.
locSumAbs = 0if( xC < (1 << log2TbWidth) - 1 ) { locSumAbs += AbsLevel[ xC + 1 ][ yC ] - sig_coeff_flag[ xC + 1 ][ yC ]}
도 6b에 도시된 우하측 대각선의 주변 참조 변환 계수를 기반으로 임시 합산 계수(예를 들어, locSumAbs)의 값을 업데이트 하는 과정은, 예를 들어 아래의 표 11과 같을 수 있다.
locSumAbs = 0if( xC < (1 << log2TbWidth)　　1 ) { if( yC < (1 << log2TbHeight) - 1 ) locSumAbs += AbsLevel[　xC + 1 ][　yC + 1　] - sig_coeff_flag[　xC + 1 ][　yC + 1　] }
도 6c에 도시된 하측 주변 참조 변환 계수를 기반으로 임시 합산 계수(예를 들어, locSumAbs)의 값을 업데이트 하는 과정은, 예를 들어 아래의 표 12와 같을 수 있다.
locSumAbs = 0if( yC < (1 << log2TbHeight) 1 ) { locSumAbs += AbsLevel[　xC ][　yC + 1　] - sig_coeff_flag[　xC ][　yC + 1　]}
일 실시예에서는, 도 3의 영문 스펙 3절에 개시된 바와 같이, locSumAbs 값을 기반으로 다음 스캔 위치의 변환 계수를 위한 라이스 파라미터를 결정할 수 있다. 예를 들어, 아래의 수학식 5에 기반하여 라이스 파라미터가 결정될 수 있다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2019011195-appb-I000001
또는, 예를 들어 아래의 수학식 6에 기반하여 라이스 파라미터가 결정될 수 있다.
[수학식 6]
Figure PCTKR2019011195-appb-I000002
일 실시예에서 수학식 6의 th1과 th2는 수학식 5의 12 및 25보다 각각 작은 값일 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서는, 참조하는 주변 참조 변환 계수들의 위치가 변환 블록의 경계를 넘는 경우, 참조 가능한 위치의 변환 계수 값들을 이용해 라이스 파라미터를 예측하는 방법, 만약 이전의 라이스 파라미터가 존재한다면 이전의 라이스 파라미터 값을 업데이트하지 않고 그대로 유지하는 방법, 특정한 초기값이 있다면 상기 특정한 초기값으로 대체하는 방법 등을 이용할 수 있다.
또한, 스캔 오더를 결정하는 방법은 대각선 스캔 (diagonal scan) 방법에 한정되지 않으며, 계수 스캔 방법이 변형될 경우 패턴이 변형될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따라 2x2 블록의 양자화된 계수들을 도출하는 과정을 나타내는 도면이다.
일 실시예에서, 도 7은 색차 블록을 부호화하는 과정에서 2x2 서브 블록에서의 양자화된 계수들의 일 예를 나타낸다. 도 7의 역 대각선 스캔되는 계수들에 대한 부호화 결과는 아래의 표 13과 같을 수 있다. 표 13에서 scan_pos는 역 대각선 스캔에 따른 계수의 위치를 나타낸다. 2x2 블록에서 가장 먼저 스캔되는, 즉 우측 하단 코너의 계수는 scan_pos의 값이 3으로 나타나고, 가장 나중에 스캔되는, 즉 좌측상단 코너의 계수는 scan_pos의 값이 0으로 나타날 수 있다.
scan_pos 3 2 1 0
coefficients 4 6 -7 10
sig_coeff_flag 1 1 1 1
par_level_flag 1 1 0 1
rem_abs_gt1_flag 1 1 1 1
rem_abs_gt2_flag 0 1 1 1
abs_remainder 0 1 2
ceoff_sign_flag 0 0 1 0
일 실시예에서, 색차 블록의 2x2 서브 블록에 대한 부호화 과정에서 신택스 요소 rem_abs_gt2_flag의 개수가 제한될 수 있다. 표 1에 전술되어 있는 바와 같이, 2x2 서브 블록 단위의 주요 신택스 요소는 sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag, abs_remainder, coeff_sign_flag 등을 포함할 수 있다. 이 중, sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag는 정규 부호화 엔진을 이용해 부호화되는 문맥 부호화 빈에 대한 정보를 포함할 수 있고, abs_remainder와 coeff_sign_flag는 바이패스 부호화 엔진을 이용해 부호화되는 바이패스 빈에 대한 정보를 포함할 수 있다.문맥 부호화 빈은 이전 빈을 처리하면서 업데이트 한 확률 상태와 범위를 사용하기 때문에 높은 데이터 의존성을 나타낼 수 있다. 즉, 문맥 부호화 빈은 현재 빈의 부/복호화가 모두 수행된 후에 다음 빈의 부/복호화를 수행할 수 있기 때문에 병렬 처리에 어려움이 있을 수 있다. 또한, 확률 구간을 읽고 현재 상태를 판단하는 데에도 많은 시간이 소요될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서는 문맥 부호화 빈들의 수를 감소시키고 바이패스 빈들의 수를 증가시킴으로써 CABAC 처리량을 향상시키는 방법이 제안될 수 있다.
일 실시예에서 계수 레벨 정보는 역 스캔 순서로 부호화 될 수 있다. 즉, 단위 블록의 우측 하단의 계수들부터 좌측 상단 방향으로 스캔된 후 부호화 될 수 있다. 일반적으로 역 스캔 순서에서 먼저 스캔되는 계수 레벨은 작은 값을 갖는 경향이 있다. 이러한 계수들에 대해 sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag를 이용함으로써 계수 레벨을 나타낼 때 이진화 된 빈들의 길이를 감소시킬 수 있으며, 각 신택스 요소들은 정해진 문맥을 기반으로 이전에 부호화된 컨텍스트(context)에 따라 산술 부호화(arithmetic coding)를 통해 효율적으로 부호화 될 수 있다.
하지만, 일부 큰 값을 갖는 계수 레벨, 즉 단위 블록의 좌측 상단에 위치한 계수 레벨일 경우, sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag를 이용하는 것이 압축 성능을 향상하는데 도움이 되지 않을 수도 있다. sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag를 이용하는 것이 오히려 부호화 효율을 저하시킬 수도 있다.
일 실시예에서는 문맥 부호화 빈으로 부호화되는 신택스 요소들(sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag)을 바이패스 부호화 엔진을 기반으로 부호화되는, 즉 바이패스 빈으로 부호화 되는 abs_remainder 신택스 요소로 빠르게 스위칭함으로써, 문맥 부호화 빈들의 수를 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, rem_abs_gt2_flag로 부호화되는 계수들의 개수가 제한될 수 있다. 2x2 블록에서 최대로 부호화 할 수 있는 rem_abs_gt2_flag의 개수는 4일 수 있다. 즉, 계수의 절대값이 2보다 큰 모든 계수들에 대해 rem_abs_gt2_flag가 부호화 될 수 있다. 일 예시에서, 스캔 순서를 따라서 2보다 큰 절대값을 갖는 처음 N개의 계수들(즉, rem_abs_gt1_flag가 1인 계수들)에 대해서만 rem_abs_gt2_flag를 부호화 할 수 있다. N은 부호화기에 의해 선택될 수 있으며, 0부터 4까지의 임의의 값으로 설정될 수도 있다. 부호기에 본 실시예와 유사한 방법으로 휘도 또는 색차 4x4 서브 블록을 위한 문맥 부호화 빈이 제한된다고 할 때, 이 때 사용되는 제한 값을 기반으로 N을 산출할 수도 있다. N을 산출하는 방법으로는 수학식 7과 같이 휘도 또는 색차 4x4 서브 블록을 위한 문맥 부호화 빈 제한값(N4x4)을 그대로 사용하거나, 2x2 서브 블록 화소의 수는 4이므로, 수학식 8을 통해 N을 산출할 수 있다. 여기서, a와 b는 상수를 의미하며, 특정한 값으로 한정되지 않는다.
[수학식 7]
N = N4x4
[수학식 8]
N = {N4x4 >> (4 - a)} + b
이와 유사하게, 서브 블록의 가로 및/또는 세로 크기 값을 이용해 N을 산출할 수도 있다. 서브 블록은 정사각형의 형태이므로 가로 크기값과 세로 크기값이 동일하다. 2x2 서브 블록의 가로 또는 세로 크기값은 2이므로, 아래의 수학식 9를 통해 N을 산출할 수 있다.
[수학식 9]
N = {N4x4 >> (a - 2)} + b
아래의 표 14는 N이 1일 때의 적용 예를 나타낸다. 2x2 블록에서 X로 표시된 만큼 rem_abs_gt2_flag에 대한 부호화를 줄일 수 있으므로, 이에 따라 문맥 부호화 빈의 수를 줄일 수 있다. rem_abs_gt2_flag에 대한 부호화가 수행되지 않는 스캔 위치들에 대해 계수들의 abs_remainder 값이 표 13과 비교할 때 변경될 수 있다.
scan_pos 3 2 1 0
coefficients 4 6 -7 10
sig_coeff_flag 1 1 1 1
par_level_flag 1 1 0 1
rem_abs_gt1_flag 1 1 1 1
rem_abs_gt2_flag 0 X X X
abs_remainder 1 2 3
ceoff_sign_flag 0 0 1 0
일 실시예에서는, 색차 블록의 2x2 서브 블록 부호화에서 sig_coeff_flag, par_level_flag 및 rem_abs_gt1_flag의 개수의 합을 제한할 수 있다. sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag 개수의 합을 K로 제한한다고 할 때, K는 0에서 12의 값을 가질 수 있다. 일 예시에서, sig_coeff_flag, par_level_flag 및 rem_abs_gt1_flag의 개수의 합이 K를 넘어서 부호화되지 않을 때, rem_abs_gt2_flag 또한 부호화되지 않을 수 있다.
K는 부호화기에 의해 선택될 수 있으며, 0부터 12까지의 임의의 값으로 설정될 수도 있다. 부호기에 휘도 또는 색차 4x4 서브 블록을 위한 문맥 부호화 빈이 제한되는 경우, 이 때 사용되는 제한 값을 기반으로 K를 산출할 수도 있다. K를 산출하는 방법으로는 아래의 수학식 10과 같이 휘도 또는 색차 4x4 서브 블록을 위한 문맥 부호화 빈의 제한값(K4x4)을 그대로 사용하거나, 2x2 서브 블록 화소의 수는 4이므로, 수학식 11을 통해 K를 산출할 수 있다. 여기서, a와 b는 상수를 의미하며, 특정한 값으로 한정되지 않는다.
[수학식 10]
K = K4x4
[수학식 11]
K = {K4x4 >> (4 - a)} + b
이와 유사하게, 서브 블록의 가로/세로 크기 값을 이용해 K를 산출할 수도 있다. 서브 블록은 정사각형의 형태이므로 가로 크기값과 세로 크기값이 동일하다. 2x2 서브 블록의 가로 또는 세로 크기값은 2이므로, 수학식 12를 통해 K를 산출할 수 있다.
[수학식 12]
K = {K4x4 >> (a - 2)} + b
아래의 표 15는 K를 6으로 제한한 경우를 나타낸다.
scan_pos 3 2 1 0
coefficients 4 6 -7 10
sig_coeff_flag 1 1 X X
par_level_flag 1 1 X X
rem_abs_gt1_flag 1 1 X X
rem_abs_gt2_flag 0 1 X X
abs_remainder 0 7 10
ceoff_sign_flag 0 0 1 0
일 실시예에서, 색차 블록의 2x2 서브 블록 부호화에서 sig_coeff_flag, par_level_flag 및 rem_abs_gt1_flag의 개수의 합과, rem_abs_gt2_flag의 개수를 각각 제한할 수 있다. 즉, sig_coeff_flag, par_level_flag 및 rem_abs_gt1_flag 의 개수의 합을 제한하는 방법과 rem_abs_gt2_flag의 개수를 제한하는 방법을 결합할 수도 있다. sig_coeff_flag, par_level_flag 및 rem_abs_gt1_flag의 개수의 합을 K로 제한하고, rem_abs_gt2_flag의 개수를 N으로 제한한다고 할 때, K는 0에서 12의 값을, N은 0에서 4의 값을 가질 수 있다.
K와 N은 부호기에서 정해질 수도 있으며, 수학식 7 내지 수학식 12와 관련하여 설명된 내용을 기반으로 산출될 수도 있다.
아래의 표 16은 K를 6으로, N을 1로 제한한 경우의 예시를 나타낸다.
scan_pos 3 2 1 0
coefficients 4 6 -7 10
sig_coeff_flag 1 1 X X
par_level_flag 1 1 X X
rem_abs_gt1_flag 1 1 X X
rem_abs_gt2_flag 0 X X X
abs_remainder 1 7 10
ceoff_sign_flag 0 0 1 0
일 실시예에서, par_level_flag와 rem_abs_gt1_flag의 부호화 순서를 변경하는 방법이 이용될 수 있다. 예를 들어, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag 순으로 부호화를 하지 않고, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag 순으로 부호화 하는 방법이 제안될 수 있다. 일 예시에서, 상기와 같은 부호화 순서의 변경은 색차 블록의 2x2 크기의 서브 블록을 부호화 할 때 적용될 수 있다. par_level_flag와 rem_abs_gt1_flag의 순서를 변경하면 sig_coeff_flag 후에 rem_abs_gt1_flag가 부호화되며, rem_abs_gt1_flag가 1일 때에만 par_level_flag가 부호화 될 수 있다. 따라서, 실제 변환 계수값인 coeff와 각 신택스 요소들의 관계는 아래의 수학식 13과 같이 변경될 수 있다.
[수학식 13]
| coeff | = sig_coeff_flag + rem_abs_gt1_flag + par_level_flag + 2 * (rem_abs_gt2_flag + abs_remainder)
아래의 표 17을 표 2와 비교할 때, |coeff|가 1인 경우 par_leve_flag가 부호화되지 않아, 처리량 및 부호화 면에서 표 16에 따른 실시예가 이점을 가질 수 있다. 물론, |coeff|가 2인 경우 표 2와 달리 rem_abs_gt2_flag가 부호화되어야 하고, |coeff|가 4인 경우 표 2와 달리 abs_remainder가 부호화되어야 하지만, 일반적으로 |coeff|가 1인 경우가 |coeff|가 2 또는 4인 경우보다 더 많이 발생하므로 표 17에 따른 방법이 표 2에 따른 방법에 비해 더 높은 처리량 및 부호화 성능을 나타낼 수 있다. 일 예시에서, 도 7과 같은 4x4 서브 블록을 부호화한 결과는 아래의 표 18과 같을 수 있다.
|coeff| sig_coeff_flag rem_abs_gt1_flag par_level_flag rem_abs_gt2_flag abs_remainder
0 0
1 1 0
2 1 1 0 0
3 1 1 1 0
4 1 1 0 1 0
5 1 1 1 1 0
6 1 1 0 1 1
7 1 1 1 1 1
8 1 1 0 1 2
9 1 1 1 1 2
10 1 1 0 1 3
11 1 1 1 1 3
... ... ... ... ... ...
scan_pos 3 2 1 0
coefficients 4 6 -7 10
sig_coeff_flag 1 1 1 1
rem_abs_gt1_flag 1 1 1 1
par_level_flag 0 0 1 0
rem_abs_gt2_flag 1 1 1 1
abs_remainder 0 1 1 3
ceoff_sign_flag 0 0 1 0
일 실시예에서, par_level_flag와 rem_abs_gt1_flag의 부호화 순서를 변경하되, sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag의 개수의 합을 제한하는 방법이 제공될 수 있다. 즉, sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag, rem_abs_gt2_flag, abs_remainder, coeff_sign_flag 순으로 부호화를 수행할 때 sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag의 수의 합을 제한하는 방법이 제공될 수 있다. sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag의 개수의 합을 K로 제한한다고 할 때, K는 0에서 12의 값을 가질 수 있다. K는 부호화기에 의해 선택 가능할 수도 있으며, 0부터 12 내의 임의의 값으로 설정될 수도 있다. 또한, 수학식 10 내지 수학식 12와 관련하여 전술된 방법을 기반으로 산출될 수 있다.
일 실시예에서, sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag가 더 이상 부호화되지 않을 때, rem_abs_gt2_flag 또한 부호화되지 않을 수 있다. 아래의 표 19는 K가 6인 예시를 나타낸다.
scan_pos 3 2 1 0
coefficients 4 6 -7 10
sig_coeff_flag 1 1 X X
rem_abs_gt1_flag 1 1 X X
par_level_flag 0 0 X X
rem_abs_gt2_flag 1 1 X X
abs_remainder 0 1 7 10
ceoff_sign_flag 0 0 1 0
일 실시예에서, 신택스 요소 sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag가 신택스 내 하나의 for 루프 내에서 부호화 될 수 있다. 상기 세 개의 신택스 요소(sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag)의 개수의 합이 K가 넘지 않되, 합이 K와 정확히 일치하지 않더라도 동일한 스캔 위치에서 부호화가 중지될 수 있다. 아래의 표 19는 K가 8인 예시를 보여준다. 스캔 위치 2까지 부호화를 수행했을 때 sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag의 개수의 합은 6이다. K를 넘지 않는 값이지만, 이 때 부호화 장치(또는 부호기)에서 다음 스캔 위치 1(scan_pos = 1)의 계수 레벨의 값을 알 지 못하기 때문에 scan_pos = 1에서 발생하는 문맥 부호화 빈의 수가 1에서 3 중 어느 값을 가질 지 인지하지 못할 수 있다. 이때 부호화 장치는 scan_pos = 2까지만 부호화하고 부호화를 종료할 수 있다. 따라서, K 값은 다르지만 부호화 결과는 상기 표 19와 아래의 표 20이 동일할 수 있다.
scan_pos 3 2 1 0
coefficients 4 6 -7 10
sig_coeff_flag 1 1 X X
rem_abs_gt1_flag 1 1 X X
par_level_flag 0 0 X X
rem_abs_gt2_flag 1 1 X X
abs_remainder 0 1 7 10
ceoff_sign_flag 0 0 1 0
일 실시예에서, par_level_flag와 rem_abs_gt1_flag의 부호화 순서를 변경하되, rem_abs_gt2_flag의 개수를 제한하는 방법이 제공될 수 있다. 즉, sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag, rem_abs_gt2_flag, abs_remainder, coeff_sign_flag 순으로 부호화를 수행할 때, rem_abs_gt2_flag로 부호화되는 계수들의 합을 제한하는 방법이 제공될 수 있다. 일 예시에서, 2x2 블록 내 부호화되는 rem_abs_gt2_flag의 개수는 4개일 수 있다. 즉, 계수의 절대값이 2보다 큰 모든 계수들에 대해 rem_abs_gt2_flag가 부호화 될 수 있다. 다른 일 예시에서, 스캔 순서를 따라서 2보다 큰 절대값을 갖는 처음 N개의 계수들(즉, rem_abs_gt1_flag가 1인 계수들)에 대해서만 rem_abs_gt2_flag를 부호화 할 수도 있다.N은 부호화기에 의해 선택 가능할 수도 있으며, 0부터 4까지의 임의의 값으로 설정될 수도 있다. 또한, 수학식 7 내지 수학식 9와 관련하여 상기 설명한 방법을 기반으로 산출될 수도 있다.
표 21은 N이 1일 때의 예시를 나타낸다. 4x4 블록에서 X로 표시된 개수 만큼 rem_abs_gt2_flag에 대한 부호화를 감소시킬 수 있으므로, 이에 따라 문맥 부호화 빈의 개수를 감소시킬 수 있다. rem_abs_gt2_flag에 대한 부호화가 수행되지 않는 스캔 위치들에 대해 계수들의 abs_remainder 값이, 표 18과 비교할 때 아래의 표 21과 같이 변경될 수 있다.
scan_pos 3 2 1 0
coefficients 4 6 -7 10
sig_coeff_flag 1 1 1 1
rem_abs_gt1_flag 1 1 1 1
par_level_flag 0 0 1 0
rem_abs_gt2_flag 1 X X X
abs_remainder 0 2 2 4
ceoff_sign_flag 0 0 1 0
일 실시예에서, par_level_flag와 rem_abs_gt1_flag의 부호화 순서를 변경하되, sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag의 개수의 합과 rem_abs_gt2_flag의 개수를 각각 제한하는 방법이 제공될 수 있다. 즉, sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag, rem_abs_gt2_flag, abs_remainder, coeff_sign_flag 순으로 부호화를 수행할 때, sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag의 개수의 합을 제한하는 방법과 rem_abs_gt2_flag의 개수를 제한하는 방법을 결합할 수 있다. sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag의 개수의 합을 K로 제한하고, rem_abs_gt2_flag의 개수를 N으로 제한한다고 할 때, K는 0에서 12의 값을, N은 0에서 4의 값을 가질 수 있다. K와 N은 부호화기에 의해 선택 가능할 수도 있으며, K는 0부터 12, N은 0부터 4까지의 임의의 값으로 설정될 수도 있다. 또는, 수학식 7 내지 수학식 12와 관련하여 설명된 내용을 기반으로 산출될 수도 있다.
표 22는 K가 6, N이 1인 예시를 나타낸다.
scan_pos 3 2 1 0
coefficients 4 6 -7 10
sig_coeff_flag 1 1 X X
rem_abs_gt1_flag 1 1 X X
par_level_flag 0 0 X X
rem_abs_gt2_flag 1 X X X
abs_remainder 0 2 7 10
ceoff_sign_flag 0 0 1 0
일 실시예에 따라 색차 블록의 2x2 또는 4x4 서브 블록 부호화에서 sig_coeff_flag, par_level_flag 및 rem_abs_gt1_flag의 개수의 합을 제한하는 경우에 있어서, abs_remainder를 위한 골룸 코드들을 정의하는데 이용되는 라이스 파라미터의 결정 단계를 간소화하는 방법이 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 도 4를 다시 참조하면, 현재 변환 계수(도 4의 진한 음영 표시)의 이미 부호화 된 주변 5개의 변환 계수들(도 4의 옅은 음영 표시)의 레벨 합과 sig_coeff_flag에 대한 정보를 기반으로 현재 스캔 위치의 변환 계수를 위한 라이스 파라미터를 결정할 수 있다. 아래의 표 22는 도 4와 관련한 의사 코드(pseudo code)를 나타낸다. 아래의 표 23을 참조하면, 의사 코드 상 참조하는 변환 계수들의 위치가 변환 블록 경계를 넘는지 여부를 매번 체크해야 함을 확인할 수 있다. 즉, 하나의 변환 계수 레벨을 부호화 할 때마다 5번의 경계 확인 과정이 수반될 필요가 있다. abs_remainder 신택스 요소에 대한 부호화에 있어서도, 부호화가 필요한 대상의 5배에 해당하는 만큼 변환 계수의 경계 확인 과정이 필요하므로, 큰 레벨값을 갖는 변환 계수가 많이 발생하는 경우 연산 복잡도가 증가할 수 있다.
locSumAbs = 0if( xC < (1 << log2TbWidth)　　1 ) { locSumAbs += AbsLevel[　xC + 1 ][　yC　] - sig_coeff_flag[　xC + 1 ][　yC　] if( xC < (1 << log2TbWidth) - 2 ) locSumAbs += AbsLevel[　xC + 2 ][　yC　] - sig_coeff_flag[　xC + 2 ][　yC　] if( yC < (1 << log2TbHeight) - 1 ) locSumAbs += AbsLevel[　xC + 1 ][　yC + 1　] - sig_coeff_flag[　xC + 1 ][　yC + 1　] (12)}if( yC < (1 << log2TbHeight) 1 ) { locSumAbs += AbsLevel[　xC ][　yC + 1　] - sig_coeff_flag[　xC ][　yC + 1　] if( yC < (1 << log2TbHeight) - 2 ) locSumAbsPass1 += AbsLevelPass1 [　xC ][　yC + 2　] - sig_coeff_flag[　xC ][　yC + 2　]}
일 실시예에 따라 라이스 파라미터를 나타내는 cRiceParam을 도출하는 방법에 있어서, 만약 locSumAbs가 12보다 작은 경우 cRiceParam의 값은 0이고, locSumAbs가 25보다 작은 경우 cRiceParam의 값은 1이며, locSumAbs의 값이 25 이상인 경우 cRiceParam의 값은 2가 될 수 있다.
일 실시예에서, sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag의 개수의 합을 제한하는 경우, abs_remainder는 다음 세 가지 경우에 따라 각각 다르게 결정될 수 있다. sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag의 개수의 합을 제한하는 방법에 있어서, 다음의 (i), (ii), (iii) 에 따라 서브 블록에 다양한 코딩 프로세스가 적용될 수 있다. (i)은 sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag 및 rem_abs_gt2_flag가 모두 존재하는 경우를 나타내고, (ii)는 sig_coeff_flag, par_level_flag 및 rem_abs_gt1_flag만 존재하는 경우를 나타내고, (iii)은 sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag 및 rem_abs_gt2_flag가 모두 존재하지 않는 경우를 나타낼 수 있다.
(i)의 경우 실제 변환 계수값인 coeff와 abs_remainder의 관계는 수학식 4와 같고, (ii)의 경우 수학식 14와 같으며, (iii)의 경우 수학식 15와 같을 수 있다.
[수학식 14]
| coeff | = sig_coeff_flag + par_level_flag + 2 * (rem_abs_gt1_flag + abs_remainder)
[수학식 15]
| coeff | = abs_remainder
라이스 파라미터를 도출하는 과정에서 사용되는 참조 변환 계수의 크기에 비례해 연산 복잡도가 증가하므로, 일 실시예에서는 색차 블록 부호화에 한해 4x4 또는 2x2 서브 블록의 스캔 오더 하에서 바로 직전의 레벨값을 기반으로 라이스 파라미터를 도출할 수 있다. 이때 라이스 파라미터는 서브 블록의 시작 단계에서만 0으로 초기화 될 수 있고, 서브 블록 내 abs_remainder를 부호화하는 (i), (ii), (iii)의 각 단계에서는 라이스 파라미터를 초기화하지 않을 수 있다. 서브 블록 부호화에서 라이스 파라미터는 직전 레벨값이 th1, th2 또는 th3보다 클 때 1씩 증가한다. 본 발명에서 th1과 th2는 특정한 값으로 한정되지 않지만, 일 실시예에서 th1은 1, 2 또는 3으로, th2는 4, 5 또는 6으로, th3는 10, 11 또는 12로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라 색차 블록의 2x2 또는 4x4 서브 블록 부호화에서 par_level_flag와 rem_abs_gt1_flag의 부호화 순서를 변경하되, sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag의 개수의 합을 제한하는 경우에 있어서, abs_remainder를 위한 골룸 코드들을 정의하는데 이용되는 라이스 파라미터 결정 단계를 간소화시키는 방법이 제공될 수 있다.
par_level_flag와 rem_abs_gt1_flag의 부호화 순서를 변경하는 경우에 있어서, sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag의 수의 합을 제한하는 경우, abs_remainder는 다음 세 가지 경우에 따라 각각 다르게 결정될 수 있다. sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag의 개수의 합을 제한하는 방법에 따르면, 다음의 (i), (ii), (iii)이 하나의 서브 블록과 관련하여 체크될 수 있다. (i)은 sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag 및 rem_abs_gt2_flag가 모두 존재하는 경우이고, (ii)는 sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag 및 par_level_flag만 존재하는 경우이고, (iii)은 sig_coeff_flag, rem_abs_gt1_flag, par_level_flag 및 rem_abs_gt2_flag가 모두 존재하지 않는 경우이다.
(i)의 경우 실제 변환 계수값인 coeff와 abs_remainder의 관계는 수학식 13과 같고, (ii)의 경우 수학식 16과 같으며, (iii)의 경우 수학식 15와 같을 수 있다.
[수학식 16]
| coeff | = sig_coeff_flag + rem_abs_gt1_flag + par_level_flag + (2 * abs_remainder)
라이스 파라미터를 도출하는 과정에서 사용하는 참조 변환 계수의 크기에 비례해 연산 복잡도가 증가하므로, 일 실시예에서는 색차 블록 부호화에 한해 4x4 또는 2x2 서브 블록의 스캔 오더 하에서 바로 직전의 레벨값을 이용하여 라이스 파라미터를 도출하는 방법을 제공할 수 있다. 라이스 파라미터는 서브 블록의 시작 단계에서만 0으로 초기화 되며, 서브 블록 내 abs_remainder를 부호화하는 (i), (ii), (iii)의 각 단계에서는 라이스 파라미터가 초기화되지 않을 수 있다. 서브 블록 부호화에서 라이스 파라미터는 직전 레벨값이 th1, th2 또는 th3보다 클 때 1씩 증가할 수 있다. 본 발명에서 th1과 th2는 특정한 값으로 한정되지 않지만, 일 실시예에서 th1은 1, 2 또는 3으로 결정되고, th2는 4, 5 또는 6으로 결정되고, th3는 10, 11 또는 12로 결정될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예에 따른 엔트로피 인코딩부의 구성 및 동작 방법을 나타내는 도면이다.
일 실시예에 따라 0차 라이스 코드에서부터 최대 2차 라이스 코드를 사용할 수 있고, 상기 라이스 코드의 차수는 라이스 파라미터로 표현될 수 있다. 라이스 코드의 차수, 즉 최대 라이스 파라미터의 값을 증가시키면 큰 입력값이 입력될 경우 보다 적은 비트를 할당할 수 있어 이점을 가질 수 있다. 아래의 표 24는 0차 Rice 코드에서 3차 Rice 코드까지의 코드워드 길이를 예시로 나타낸 것인데, 입력값이 11보다 큰 경우 2차 Rice 코드보다 3차 Rice 코드로 이진화하는 것이 결과 코드워드의 길이가 더 짧은 것을 확인할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서는 변환 계수 레벨 부호화에서 최대 허용 가능한 라이스 코드의 차수, 즉 최대 라이스 파라미터의 값을 증가시키는 방법이 제공될 수 있다.
value cRiceParam = 0 cRiceParam = 1 cRiceParam = 2 cRiceParam = 3
0 1 2 3 4
1 2 2 3 4
2 3 3 3 4
3 4 3 3 4
4 5 4 4 4
5 6 4 4 4
6 7 5 4 4
7 9 5 4 4
8 9 6 5 5
9 11 6 5 5
10 11 7 5 5
11 11 7 5 5
12 11 9 6 5
13 13 9 6 5
14 13 9 6 5
15 13 9 6 5
16 13 11 7 6
17 13 11 7 6
18 13 11 7 6
19 13 11 7 6
20 13 11 8 6
21 15 11 8 6
22 15 11 8 6
23 15 11 8 6
24 15 13 9 7
25 15 13 9 7
26 15 13 9 7
27 15 13 9 7
28 15 13 11 7
29 15 13 11 7
30 15 13 11 7
31 15 13 11 7
최대 라이스 파라미터가 증가함에 따라 라이스 파라미터를 locSumAbs를 기반으로 분류한 수학식 6은 아래의 수학식 17과 같이 수정될 수 있다. 수학식 17은 3차 라이스 코드까지 사용하는 경우의 예시를 나타내고 있다.
[수학식 17]
Figure PCTKR2019011195-appb-I000003
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 인코딩 장치(엔트로피 인코딩부, 240)는 (양자화된) 변환 계수들에 대한 레지듀얼 코딩 절차를 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 상술한 바와 같이 현재 블록(현재 CB or 현재 TB) 내 (양자화된) 변환 계수들을 스캔 순서에 따라 레지듀얼 코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 예를 들어 표 1에 표시된 바와 같은 레지듀얼 정보에 관한 다양한 신텍스 요소들을 생성 및 인코딩할 수 있다.
구체적으로, 인코딩 장치는 sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag 등을 코딩하면서 abs_remainder에 대한 값을 도출하고, abs_remainder를 위한 라이스 파라미터를 도출할 수 있다(S800). 라이스 파라미터는 상술한 바와 같이 주변 참조 변환 계수를 기반으로 도출될 수 있다. 보다 구체적으로, 현재 스캐닝 위치(의 변환 계수)를 위한 상기 라이스 파라미터는 상술한 locSumAbs를 기반으로 도출될 수 있으며, 상기 locSumAbs는 상기 주변 참조 변환 계수들의 AbsLevel 및/또는 sig_coeff_flag를 기반으로 도출될 수 있다. 상기 주변 참조 변환 계수들의 위치 및 개수는 도 4 내지 도 6c에서 상술한 내용을 포함할 수 있다. 상기 라이스 파라미터 도출 절차는 엔트로피 인코딩부(240) 내의 라이스 파라미터 도출부(242)에 의하여 수행될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 도출된 라이스 파라미터를 기반으로 상기 abs_remainder의 값에 대한 이진화를 수행할 수 있다(S810). 상기 이진화 절차에는 상기 도 3에 대한 설명에 포함된 영문 스펙의 5절(Binarization process for abs_remainder)에서 상술한 내용이 적용될 수 있다. 인코딩 장치는 상기 이진화 절차를 통하여 상기 abs_remainder에 대한 빈 스트링(bin string)을 도출할 수 있다. 상기 이진화 절차는 엔트로피 인코딩부(240) 내의 이진화부(244)에 의하여 수행될 수 있다. 본 발명에 따르면 상술한 바와 같이 라이스 파라미터를 기반으로, 상기 abs_remainder의 값에 대한 빈 스트링의 길이가 적응적으로 결정될 수 있다. 예를 들어 상기 표 23에 도시된 바와 같이 라이스 파라미터를 기반으로 코딩하고자 하는 값의 길이가 적응적으로 결정될 수 있다. 본 발명에 따르면 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 현재 변환 계수의 상기 abs_remainder의 값에 대한 라이스 파라미터를 도출할 수 있고, 이를 통하여 상기 현재 변환 계수의 상기 abs_remainder의 값에 대하여 고정된 라이스 파라미터를 사용할 때보다 상대적으로 짧은 빈 스트링이 적응적으로 할당되도록 할 수 있다.
상기 라이스 파라미터 도출 절차는 라이스 파라미터를 사용하지 않고 FL을 기반으로 이진화되는 sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag 등에 대하여는 생략될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 상기 sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag 등에 대하여는 라이스 파라미터에 기반한 이진화가 아닌, 상기 도 3에 대한 설명에 포함된 영문 스펙의 4절(Fixed-length binarization process)에 따른 이진화가 수행될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 abs_remainder에 대한 빈 스트링을 기반으로 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다(S820). 인코딩 장치는 CABAC (context-adaptive arithmetic coding) 또는 CAVLC (context-adaptive variable length coding) 등의 엔트로피 코딩 기법을 기반으로 상기 빈 스트링을 컨텍스트에 기반하여 엔트로피 인코딩할 수 있으며, 그 출력은 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 엔트로피 인코딩 절차는 엔트로피 인코딩부(240) 내의 엔트로피 인코딩 처리부(244)에 의하여 수행될 수 있다. 상기 비트스트림은 상술한 바와 같이 abs_remainder에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보 이외에도 예측 정보 등 영상/비디오 디코딩을 위한 다양한 정보를 포함할 수 있다. 상기 비트스트림은 (디지털) 저장매체 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 일 실시예에 따른 엔트로피 디코딩부의 구성 및 동작 방법을 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 디코딩 장치(엔트로피 디코딩부)는 인코딩된 레지듀얼 정보를 디코딩하여 (양자화된) 변환 계수들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 상술한 바와 같이 현재 블록(현재 CB or 현재 TB)에 대한 인코딩된 레지듀얼 정보를 디코딩하여 (양자화된) 변환 계수들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 표 1에 표시된 바와 같은 레지듀얼 정보에 관한 다양한 신텍스 요소들을 디코딩하고, 관련 신텍스 요소들의 값을 기반으로 상기 (양자화된) 변환 계수들을 도출할 수 있다.
구체적으로, 디코딩 장치는 abs_remainder를 위한 라이스 파라미터를 도출할 수 있다(S900). 라이스 파라미터 도출은 상술한 바와 같이 주변 참조 변환 계수를 기반으로 수행될 수 있다. 구체적으로 현재 스캐닝 위치(의 변환 계수)를 위한 상기 라이스 파라미터는 상술한 locSumAbs를 기반으로 도출될 수 있으며, 상기 locSumAbs는 상기 주변 참조 변환 계수들의 AbsLevel 및/또는 sig_coeff_flag를 기반으로 도출될 수 있다. 상기 주변 참조 변환 계수들의 위치 및 개수는 도 4 내지 도 6c에서 상술한 내용을 포함할 수 있다. 상기 라이스 파라미터 도출 절차는 엔트로피 디코딩부(310) 내의 라이스 파라미터 도출부(312)에 의하여 수행될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 도출된 라이스 파라미터를 기반으로 상기 abs_remainder에 대한 이진화를 수행할 수 있다(S910). 상기 이진화 절차에는 상기 도 3에 대한 설명에 포함된 영문 스펙의 5절(Binarization process for abs_remainder)에서 상술한 내용이 적용될 수 있다. 디코딩 장치는 상기 이진화 절차를 통하여 상기 abs_remainder의 가용 값들에 대한 대한 가용 빈 스트링들을 도출할 수 있다. 상기 이진화 절차는 엔트로피 디코딩부(310) 내의 이진화부(314)에 의하여 수행될 수 있다. 본 발명에 따르면 상술한 바와 같이 라이스 파라미터를 기반으로, 상기 abs_remainder의 값에 대한 빈 스트링의 길이가 적응적으로 결정될 수 있다. 예를 들어 상기 표 23에 도시된 바와 같이 라이스 파라미터를 기반으로 코딩하고자 하는 값의 길이가 적응적으로 결정될 수 있다. 본 발명에 따르면 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 현재 변환 계수의 상기 abs_remainder의 값에 대한 라이스 파라미터를 도출할 수 있고, 이를 통하여 상기 현재 변환 계수의 상기 abs_remainder의 값에 대하여 고정된 라이스 파라미터를 사용할 때보다 상대적으로 짧은 빈 스트링이 적응적으로 할당되도록 할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 abs_remainder에 대한 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다(S920). 디코딩 장치는 상기 abs_remainder에 대한 각 빈들을 순차적으로 파싱 및 디코딩하면서, 도출된 빈 스트링을 상기 가용 빈 스트링들과 비교할 수 있다. 만약 도출된 빈 스트링이 상기 가용 빈 스트링들 중 하나와 같으면, 해당 빈 스트링에 대응하는 값이 상기 abs_remainder의 값으로 도출될 수 있다. 만약 그렇지 않은 경우, 상기 비트스트림 내 다음 비트를 더 파싱 및 디코딩한 후 상기 비교 절차를 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 비트스트림 내에 특정 정보(특정 신텍스 요소)에 대한 시작 비트나 끝 비트를 사용하지 않고도 가변 길이 비트를 이용하여 해당 정보를 시그널링할 수 있다. 이를 통하여 디코딩 장치는 낮은 값에 대하여는 상대적으로 더 적은 비트를 할당할 수 있으며, 전반적인 코딩 효율을 높일 수 있다.
디코딩 장치는 CABAC 또는 CAVLC 등의 엔트로피 코딩 기법을 기반으로 비트스트림으로부터 상기 빈 스트링 내 각 빈들을 컨텍스트 기반 엔트로피 디코딩할 수 있다. 상기 엔트로피 디코딩 절차는 엔트로피 디코딩부(310) 내의 엔트로피 디코딩 처리부(316)에 의하여 수행될 수 있다. 상기 비트스트림은 상술한 바와 같이 abs_remainder에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보 이외에도 예측 정보 등 영상/비디오 디코딩을 위한 다양한 정보를 포함할 수 있다.
상기 라이스 파라미터 도출 절차는 라이스 파라미터를 사용하지 않고 FL에 기반하여 이진화되는 sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag 등에 대하여는 생략될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 상기 sig_coeff_flag, par_level_flag, rem_abs_gt1_flag, rem_abs_gt2_flag 등에 대하여는 라이스 파라미터에 기반한 이진화가 아닌, 상기 도 3에 대한 설명에 포함된 영문 스펙의 4절(Fixed-length binarization process)에 따른 이진화가 수행될 수 있다.
상기 비트스트림은 앞에서 상술한 바와 같이 abs_remainder에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보 이외에도 예측 정보 등 영상/비디오 디코딩을 위한 다양한 정보를 포함할 수 있다. 상기 비트스트림이 (디지털) 저장매체 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수 있음은 전술한 바와 같다.
디코딩 장치는 상기 (양자화된) 변환 계수들을 기반으로 역양자화 및/또는 역변환 절차를 수행하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 샘플들 및 인터/인트라 예측을 통하여 도출된 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들이 생성될 수 있으며, 상기 복원 샘플들을 포함하는 복원 픽처가 생성될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 10은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8a에서 전술한 S810 내지 S820은 도 10의 S1040에 포함될 수 있다.
S1000은 인코딩 장치의 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)에 의하여 수행될 수 있고, S1010, S1020, S1030 및 S1040은 각각 인코딩 장치의 감산부(231), 변환부(232), 양자화부(233) 및 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 예측을 통하여 예측 샘플들을 도출할 수 있다(S1000). 인코딩 장치는 현재 블록에 인터 예측을 수행할지 또는 인트라 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있고, 구체적인 인터 예측 모드 또는 구체적인 인트라 예측 모드를 RD 코스트 기반으로 결정할 수 잇다. 결정된 모드에 따라 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들을 비교하여 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1010).
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 변환 절차를 통하여 변환 계수들을 도출하고(S1020). 상기 도출된 변환 계수들을 양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1030).
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하고, 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다(S1040). 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로서, 예측 모드 정보, 움직임 정보에 관한 정보(ex. 인터 예측이 적용되는 경우) 등을 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보이며, 예를 들어 상술한 표 1에 개시된 정보를 포함할 수 있다.
출력된 비트스트림은 저장매체 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수 있다.
도 11은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9에서 전술한 S910 내지 S920은 도 11의 S1110에 포함될 수 있다.
S1100은 디코딩 장치의 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)에 의하여 수행될 수 있다. S1100에서 비트스트림에 포함된 예측 정보를 디코딩하여 관련 신텍스 요소의 값들을 도출하는 절차는 인코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 수행될 수 있다. S1110, S1120, S1130, S1140은 각각 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235)에 의하여 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 상기 인코딩 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다(S1100).
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1110).
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 양자화된 변환 계수들을 역양자화여 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1120).
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 상기 변환 계수들에 대한 역변환 절차를 통하여 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1130).
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S1340). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차가 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 12는 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이고, 도 13은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 12 및 도 13에 따른 인코딩 장치는 도 14 및 도 15에 따른 디코딩 장치와 대응되는 동작들을 수행할 수 있다. 따라서, 도 14 및 도 15에서 후술될 디코딩 장치의 동작들은 도 12 및 도 13에 따른 인코딩 장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 12에 개시된 각 단계는 도 2에 개시된 인코딩 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S1200은 도 2에 개시된 감산부(231)에 의하여 수행될 수 있고, S1210은 도 2에 개시된 변환부(232)에 의하여 수행될 수 있고, S1220은 도 2에 개시된 양자화부(233)에 의하여 수행될 수 있고, S1230은 도 2에 개시된 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어 S1200 내지 S1230에 따른 동작들은, 도 4 내지 도 11에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 2 및 도 4 내지 도 11에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 13에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 인코딩 장치는 감산부(231), 변환부(232), 양자화부(233) 및 엔트로피 인코딩부(240)를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 도 13에 도시된 구성 요소 모두가 인코딩 장치의 필수 구성 요소가 아닐 수 있고, 인코딩 장치는 도 13에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치에서 감산부(231), 변환부(232), 양자화부(233) 및 엔트로피 인코딩부(240)는 각각 별도의 칩(chip)으로 구현되거나, 적어도 둘 이상의 구성 요소가 하나의 칩을 통해 구현될 수도 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출할 수 있다(S1200). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 감산부(231)는 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수를 도출할 수 있다(S1210). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 변환부(232)는 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 양자화 과정에 기반하여 변환 계수로부터 양자화된 변환 계수를 도출할 수 있다(S1220). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 양자화부(233)는 양자화 과정에 기반하여 변환 계수로부터 양자화된 변환 계수를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는, 양자화된 변환 계수에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 인코딩 할 수 있다(S1230). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 변환 계수에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 인코딩 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고, 상기 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계는, 라이스 파라미터를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화 과정(binarization process)을 수행하여 상기 변환 계수 레벨 정보의 이진화 값(binarization value)을 도출하는 단계 및 상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 이진화 값을 인코딩하는 단계를 포함할 수 있다. 일 예시에서, 상기 라이스 파라미터는 cRiceParam으로 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 상기 라이스 파라미터의 최대값은 3일 수 있다. 일 예시에서, cRiceParam의 최대값은 3일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 블록에 포함된 현재 서브 블록에 대한 적어도 하나의 라이스 파라미터를 도출하기 위해 초기화 과정이 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 서브 블록 내 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터는, 상기 현재 변환 계수의 이전 순서의 변환 계수에 대한 이전 라이스 파라미터를 기반으로 도출되고, 상기 현재 변환 계수가 상기 현재 서브 블록의 첫 번째 변환 계수인 경우, 상기 이전 순서의 변환 계수에 대한 상기 이전 라이스 파라미터의 값은 0일 수 있다. 일 예시에서, 상기 이전 라이스 파라미터는 lastRiceParam으로 나타낼 수 있다. 일 예시에서, 상기 현재 서브 블록의 사이즈는 2x2 또는 4x4일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터는 상기 현재 변환 계수의 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 도출되고, 상기 주변 참조 변환 계수들의 개수는 4개 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 임시 합산 계수가 도출되고, 상기 임시 합산 계수의 값이 제1 임계치보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 0으로 결정되고, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제1 임계치 이상이고 제2 임계치보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 1로 결정되고, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제2 임계치 이상이고 제3 임계치보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 2로 결정되며, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제3 임계치 이상이면 상기 라이스 파라미터의 값은 3으로 결정될 수 있다. 일 예시에서, 상기 임시 합산 계수는 locSumAbs로 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 임계치는 1, 2 또는 3이고, 상기 제2 임계치는 4, 5 또는 6이며, 상기 제3 임계치는 10, 11 또는 12일 수 있다. 일 예시에서, 상기 제1 임계치는 th1로 나타낼 수 있고, 상기 제2 임계치는 th2로 나타낼 수 있으며, 상기 제3 임계치는 th3으로 나타낼 수 있다.
도 12 및 도 13의 인코딩 장치 및 인코딩 장치의 동작 방법에 따르면, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하고(S1200), 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수를 도출하고(S1210), 양자화 과정에 기반하여 상기 변환 계수로부터 양자화된 변환 계수를 도출하고(S1220), 상기 양자화된 변환 계수에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 인코딩(S1230) 하되, 상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고, 상기 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계는, 라이스 파라미터를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화 과정을 수행하여 상기 변환 계수 레벨 정보의 이진화 값을 도출하는 단계 및 상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 이진화 값을 인코딩 하는 단계를 포함하고, 상기 라이스 파라미터의 최대값은 3인 것을 특징으로 한다. 즉, 라이스 파라미터의 최대값을 3으로 설정하여 레지듀얼 코딩을 효율적으로 수행할 수 있다.
도 14는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이고, 도 15는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 14에 개시된 각 단계는 도 3에 개시된 디코딩 장치(300)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S1400 내지 S1410은 도 3에 개시된 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 수행될 수 있고, S1420은 도 3에 개시된 역양자화부(321)에 의하여 수행될 수 있고, S1430은 역변환부(322)에 의하여 수행될 수 있고, S1440은 가산부(340)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어 S1400 내지 S1440에 따른 동작들은, 도 4 내지 도 11에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 3 내지 도 11에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 15에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 디코딩 장치는 엔트로피 디코딩부(310), 역양자화부(321), 역변환부(322) 및 가산부(340)를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 도 15에 도시된 구성 요소 모두가 디코딩 장치의 필수 구성 요소가 아닐 수 있고, 디코딩 장치는 도 15에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 구현될 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치에서 엔트로피 디코딩부(310), 역양자화부(321), 역변환부(322) 및 가산부(340)는 각각 별도의 칩(chip)으로 구현되거나, 적어도 둘 이상의 구성 요소가 하나의 칩을 통해 구현될 수도 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림을 수신할 수 있다(S1400). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(310)는 레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림을 수신할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 비트스트림에 포함된 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수를 도출할 수 있다(S1410). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(310)는 비트스트림에 포함된 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 역양자화 과정에 기반하여 양자화된 변환 계수로부터 변환 계수를 도출할 수 있다(S1420). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 역양자화부(321)는 역양자화 과정에 기반하여 양자화된 변환 계수로부터 변환 계수를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 도출된 변환 계수에 역변환을 적용하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출할 수 있다(S1430). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 역변환부(322)는 도출된 변환 계수에 역변환을 적용하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는, 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S1440). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 가산부(340)는 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고, 상기 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계는, 라이스 파라미터(rice parameter)를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화(binarization) 과정을 수행하는 단계, 상기 이진화 과정의 결과를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보의 값을 도출하는 단계 및 상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 값을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계를 포함할 수 있다. 일 예시에서, 상기 라이스 파라미터는 cRiceParam으로 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 상기 라이스 파라미터의 최대값은 3일 수 있다. 일 예시에서, cRiceParam의 최대값은 3일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 블록에 포함된 현재 서브 블록에 대한 적어도 하나의 라이스 파라미터를 도출하기 위해 초기화 과정(initialization process)이 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 서브 블록 내 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터는, 상기 현재 변환 계수의 이전 순서의 변환 계수에 대한 이전 라이스 파라미터(last rice parameter)를 기반으로 도출되고, 상기 현재 변환 계수가 상기 현재 서브 블록의 첫 번째 변환 계수인 경우, 상기 이전 순서의 변환 계수에 대한 상기 이전 라이스 파라미터의 값은 0일 수 있다. 일 예시에서, 상기 이전 라이스 파라미터는 lastRiceParam으로 나타낼 수 있다. 일 예시에서, 상기 현재 서브 블록의 사이즈는 2x2 또는 4x4일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터는 상기 현재 변환 계수의 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 도출되고, 상기 주변 참조 변환 계수들의 개수는 4개 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 임시 합산 계수가 도출되고, 상기 임시 합산 계수의 값이 제1 임계치(예를 들어, th1)보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 0으로 결정되고, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제1 임계치 이상이고 제2 임계치(예를 들어, th2)보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 1로 결정되고, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제2 임계치 이상이고 제3 임계치(예를 들어, th3)보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 2로 결정되며, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제3 임계치 이상이면 상기 라이스 파라미터의 값은 3으로 결정될 수 있다. 일 예시에서, 상기 임시 합산 계수는 locSumAbs로 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제1 임계치는 1, 2 또는 3이고, 상기 제2 임계치는 4, 5 또는 6이며, 상기 제3 임계치는 10, 11 또는 12일 수 있다. 일 예시에서, 상기 제1 임계치는 th1로 나타낼 수 있고, 상기 제2 임계치는 th2로 나타낼 수 있으며, 상기 제3 임계치는 th3으로 나타낼 수 있다.
도 14 및 도 15에 개시된 디코딩 장치 및 디코딩 장치의 동작 방법에 따르면, 디코딩 장치는 레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하고(S1400), 상기 비트스트림에 포함된 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수를 도출하고(S1410), 역양자화 과정에 기반하여 상기 양자화된 변환 계수로부터 변환 계수를 도출하고(S1420), 상기 도출된 변환 계수에 역변환을 적용하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하고(S1430), 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성(S1440)하되, 상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고, 상기 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계는, 라이스 파라미터를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화 과정을 수행하는 단계, 상기 이진화 과정의 결과를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보의 값을 도출하는 단계 및 상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 값을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계를 포함하고, 상기 라이스 파라미터의 최대값은 3인 것을 특징으로 한다. 즉, 라이스 파라미터의 최대값을 3으로 설정하여 레지듀얼 코딩을 효율적으로 수행할 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.
상술한 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-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. 즉, 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. 이 경우 구현을 위한 정보(ex. information on instructions) 또는 알고리즘이 디지털 저장 매체에 저장될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 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, VR(virtual reality) 장치, AR(argumente reality) 장치, 화상 전화 비디오 장치, 운송 수단 단말 (ex. 차량(자율주행차량 포함) 단말, 비행기 단말, 선박 단말 등) 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
도 16은 본 문서에서 개시된 발명이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
도 16을 참조하면, 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.

Claims (15)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하는 단계;
    상기 비트스트림에 포함된 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계;
    역양자화 과정(inverse quantization process)에 기반하여 상기 양자화된 변환 계수로부터 변환 계수를 도출하는 단계;
    상기 도출된 변환 계수에 역변환(inverse transform)을 적용하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계; 및
    상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고,
    상기 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계는,
    라이스 파라미터(rice parameter)를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화(binarization) 과정을 수행하는 단계;
    상기 이진화 과정의 결과를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보의 값을 도출하는 단계; 및
    상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 값을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계를 포함하고,
    상기 라이스 파라미터의 최대값은 3인 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 포함된 현재 서브 블록에 대한 적어도 하나의 라이스 파라미터를 도출하기 위해 초기화 과정(initialization process)이 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 현재 서브 블록 내 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터는, 상기 현재 변환 계수의 이전 순서의 변환 계수에 대한 이전 라이스 파라미터(last rice parameter)를 기반으로 도출되고,
    상기 현재 변환 계수가 상기 현재 서브 블록의 첫 번째 변환 계수인 경우, 상기 이전 순서의 변환 계수에 대한 상기 이전 라이스 파라미터의 값은 0인 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 현재 서브 블록의 사이즈는 2x2 또는 4x4인 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터는 상기 현재 변환 계수의 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 도출되고, 상기 주변 참조 변환 계수들의 개수는 4개 이하인 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 임시 합산 계수가 도출되고,
    상기 임시 합산 계수의 값이 제1 임계치보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 0으로 결정되고, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제1 임계치 이상이고 제2 임계치보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 1로 결정되고, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제2 임계치 이상이고 제3 임계치보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 2로 결정되며, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제3 임계치 이상이면 상기 라이스 파라미터의 값은 3으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 임계치는 1, 2 또는 3이고, 상기 제2 임계치는 4, 5 또는 6이며, 상기 제3 임계치는 10, 11 또는 12인 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  8. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계;
    상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수를 도출하는 단계;
    양자화 과정에 기반하여 상기 변환 계수로부터 양자화된 변환 계수를 도출하는 단계; 및
    상기 양자화된 변환 계수에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되,
    상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고,
    상기 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계는,
    라이스 파라미터를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화 과정(binarization process)을 수행하여 상기 변환 계수 레벨 정보의 이진화 값(binarization value)을 도출하는 단계; 및
    상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 이진화 값을 인코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 라이스 파라미터의 최대값은 3인 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록에 포함된 현재 서브 블록에 대한 적어도 하나의 라이스 파라미터를 도출하기 위해 초기화 과정이 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 현재 서브 블록 내 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터는, 상기 현재 변환 계수의 이전 순서의 변환 계수에 대한 이전 라이스 파라미터를 기반으로 도출되고,
    상기 현재 변환 계수가 상기 현재 서브 블록의 첫 번째 변환 계수인 경우, 상기 이전 순서의 변환 계수에 대한 상기 이전 라이스 파라미터의 값은 0인 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 현재 서브 블록의 사이즈는 2x2 또는 4x4인 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 현재 변환 계수에 대한 라이스 파라미터는 상기 현재 변환 계수의 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 도출되고, 상기 주변 참조 변환 계수들의 개수는 4개 이하인 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 주변 참조 변환 계수들을 기반으로 임시 합산 계수가 도출되고,
    상기 임시 합산 계수의 값이 제1 임계치보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 0으로 결정되고, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제1 임계치 이상이고 제2 임계치보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 1로 결정되고, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제2 임계치 이상이고 제3 임계치보다 작으면 상기 라이스 파라미터의 값은 2로 결정되며, 상기 임시 합산 계수의 값이 상기 제3 임계치 이상이면 상기 라이스 파라미터의 값은 3으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 임계치는 1, 2 또는 3이고, 상기 제2 임계치는 4, 5 또는 6이며, 상기 제3 임계치는 10, 11 또는 12인 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  15. 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치에 있어서,
    레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하고, 상기 비트스트림에 포함된 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수를 도출하는 엔트로피 디코딩부;
    역양자화 과정에 기반하여 상기 양자화된 변환 계수로부터 변환 계수를 도출하는 역양자화부;
    상기 도출된 변환 계수에 역변환을 적용하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 역변환부; 및
    상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 가산부를 포함하되,
    상기 레지듀얼 정보는 변환 계수 레벨 정보를 포함하고,
    상기 엔트로피 디코딩부는, 라이스 파라미터를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보에 대한 이진화 과정을 수행하고, 상기 이진화 과정의 결과를 기반으로 상기 변환 계수 레벨 정보의 값을 도출하고, 상기 변환 계수 레벨 정보의 상기 값을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수를 도출하며,
    상기 라이스 파라미터의 최대값은 3인 것을 특징으로 하는, 디코딩 장치.
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