WO2020071616A1 - Cclm에 기반한 인트라 예측 방법 및 그 장치 - Google Patents

Cclm에 기반한 인트라 예측 방법 및 그 장치

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WO2020071616A1
WO2020071616A1 PCT/KR2019/007575 KR2019007575W WO2020071616A1 WO 2020071616 A1 WO2020071616 A1 WO 2020071616A1 KR 2019007575 W KR2019007575 W KR 2019007575W WO 2020071616 A1 WO2020071616 A1 WO 2020071616A1
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최장원
허진
유선미
이령
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엘지전자 주식회사
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    • H04N19/96—Tree coding, e.g. quad-tree coding

Definitions

  • the present invention relates to an image coding technology, and more particularly, to an intra prediction method and apparatus based on a cross-component linear model (CCLM) in an image coding system.
  • CCLM cross-component linear model
  • HD images high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images
  • UHD images ultra high definition
  • the image data becomes higher resolution and higher quality, the amount of transmitted information or bit amount increases compared to the existing image data, so the image data is transmitted using a medium such as a conventional wired / wireless broadband line or the image data is stored using an existing storage medium.
  • the transmission cost and storage cost are increased.
  • a high-efficiency image compression technology is required to effectively transmit, store, and reproduce high-resolution, high-quality image information.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving image coding efficiency.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for improving the efficiency of video coding based on intra prediction.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for improving the efficiency of intra prediction based on CCLM.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for improving pipeline delay when implementing intra prediction based on CCLM in hardware.
  • Another technical problem of the present invention is to perform image coding efficiency by down-sampling neighboring luma reference samples of a 1-sample line (hereinafter, “1-sample line” refers to 1 line of samples) when performing intra prediction based on CCLM. It is to provide a method and apparatus for raising the.
  • a picture decoding method performed by a decoding apparatus includes, when the intra prediction mode of the chroma block is a cross-component linear model (CCLM) mode, deriving neighboring chroma reference samples for the chroma block, neighboring luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block Deriving luma samples in the and luma block, downsampling the surrounding luma reference samples and the luma samples to derive down sampled peripheral luma reference samples and down sampled luma samples, the down sampled Deriving a linear model parameter based on the peripheral luma reference samples and the peripheral chroma reference samples, and generating predictive samples for the chroma block based on the linear model parameter and down-sampled luma samples of the luma block.
  • CCLM cross-component linear model
  • the peripheral luma reference samples refer to upper peripheral luma reference samples located above the upper boundary of the luma block and left peripheral luma reference located to the left of the left boundary of the luma block.
  • Samples, and the down-sampled peripheral luma reference samples include a down-sampled left peripheral luma reference sample and a down-sampled upper peripheral luma reference sample, and the upper boundary of the luma block is a coding tree unit (CTU).
  • CTU coding tree unit
  • the sample values of the peripheral luma reference samples are respectively indicated, and the y-axis position of the upper peripheral luma reference samples is ⁇ 1.
  • a decoding apparatus for performing picture decoding.
  • the intra prediction mode of the chroma block is a cross-component linear model (CCLM) mode
  • the decoding device derives neighboring chroma reference samples for the chroma block and neighbors luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block.
  • CCLM cross-component linear model
  • an adder for deriving luma samples in the luma block, down-sampling the peripheral luma reference samples and the luma samples to derive down-sampled peripheral luma reference samples and down-sampled luma samples, and the down-sampled
  • a predictor configured to derive a linear model parameter based on the peripheral luma reference samples and the peripheral chroma reference samples, and generate prediction samples for the chroma block based on the linear model parameter and the down-sampled luma samples of the luma block.
  • the adder is to the chroma block
  • the chroma block is reconstructed based on the prediction samples, but the peripheral luma reference samples refer to upper peripheral luma reference samples located above the upper boundary of the luma block and left peripheral luma reference located to the left of the left boundary of the luma block.
  • Samples, and the down-sampled peripheral luma reference samples include a down-sampled left peripheral luma reference sample and a down-sampled upper peripheral luma reference sample, and the upper boundary of the luma block is a coding tree unit (CTU).
  • CTU coding tree unit
  • a picture encoding method performed by an encoding device includes, when the intra prediction mode of the chroma block is a CCLM mode, deriving neighboring chroma reference samples for the chroma block, neighboring luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block, and luma within the luma block Deriving samples, down sampling the peripheral luma reference samples and the luma samples to derive down sampled peripheral luma reference samples and down sampled luma samples, the down sampled peripheral luma reference samples and the Deriving a linear model parameter based on neighboring chroma reference samples, generating predictive samples for the chroma block based on the linear model parameter and down-sampled luma samples of the luma block, and for the chroma block
  • the chroma based on prediction samples Deriving residual samples for a lock and encoding picture information including information about the residual samples, wherein the surrounding
  • Luma reference samples and left peripheral luma reference samples located on the left side of the left boundary of the luma block, and the down sampled peripheral luma reference samples include a down sampled left peripheral luma reference sample and a down sampled upper peripheral luma reference.
  • the ringed upper peripheral luma reference sample represents x
  • the x-directed position of the down sampled upper peripheral luma reference sample represents pY [2 * x-1] [-1], pY [2 * x] [-1 ]
  • pY [2 * x + 1] [-1] respectively represent sample values of the upper peripheral luma reference samples
  • the y-axis position of the upper peripheral luma reference samples is ⁇ 1.
  • an encoding apparatus for performing picture encoding.
  • the intra prediction mode of the chroma block is the CCLM mode
  • the encoding device derives neighboring chroma reference samples for the chroma block, neighboring luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block, and luma within the luma block.
  • An adder for deriving samples, the peripheral luma reference samples and the luma samples are down-sampled to derive down-sampled peripheral luma reference samples and down-sampled luma samples, and the down-sampled peripheral luma reference samples and the A predictor configured to derive a linear model parameter based on neighboring chroma reference samples, and generate predictive samples for the chroma block based on the linear model parameter and down-sampled luma samples of the luma block, and the chroma block The chroma block based on prediction samples And a residual processing unit for deriving residual samples for the entropy encoding unit for encoding picture information including information about the residual samples, wherein the surrounding luma reference samples are located above an upper boundary of the luma block.
  • Peripheral luma reference samples and left peripheral luma reference samples located to the left of the left boundary of the luma block, wherein the down sampled peripheral luma reference samples are down sampled left peripheral luma reference samples and down sampled upper peripheral luma.
  • a storage medium readable by a decoder for storing picture information generated by a picture encoding method wherein the picture encoding method is an intra prediction mode of a chroma block in CCLM mode Deriving peripheral chroma reference samples for the chroma block, deriving peripheral luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block and luma samples in the luma block, the peripheral luma reference samples and the luma Downsampling the samples to derive downsampled peripheral luma reference samples and downsampled luma samples, deriving linear model parameters based on the downsampled peripheral luma reference samples and the peripheral chroma reference samples, Down-sampling the linear model parameters and the luma block Generating prediction samples for the chroma block based on the extracted luma samples, deriving residual samples for the chroma block based on the prediction samples for the chroma block, and information about
  • Samples, and the down-sampled peripheral luma reference samples include a down-sampled left peripheral luma reference sample and a down-sampled upper peripheral luma reference sample, and the upper boundary of the luma block is a coding tree unit (CTU).
  • CTU coding tree unit
  • pTopDsY [x] (pY [2 * x-1] [-1] + 2 * pY [2 * x] [-1] + pY [2 * x + 1] [-1] + 2) >> 2 in the above formula, pTopDsY [x] represents the down-sampled upper peripheral luma reference sample, and x is the x-axis position of the down-sampled upper peripheral luma reference sample.
  • PY [2 * x-1] [-1] indicates sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively.
  • the y-axis position of the upper peripheral luma reference samples is -1.
  • a pipeline delay when implementing intra prediction based on CCLM in hardware, a pipeline delay can be improved.
  • image coding efficiency when performing intra prediction based on CCLM, image coding efficiency can be improved by down-sampling neighboring luma reference samples of the 1-sample line.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining intra prediction based on CCLM according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining intra prediction based on CCLM according to another embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an intra prediction process based on CCLM according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a hardware pipeline of intra prediction based on CCLM according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a hardware pipeline of intra prediction based on CCLM according to another embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an intra prediction process based on CCLM according to another embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a hardware pipeline of intra prediction based on CCLM according to another embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an intra prediction process based on CCLM according to another embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an intra prediction process based on CCLM according to another embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an intra prediction process based on CCLM according to another embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the configuration of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • 15 is a flowchart illustrating an operation of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • 16 is a block diagram showing the configuration of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • a picture decoding method performed by a decoding apparatus includes, when the intra prediction mode of the chroma block is a cross-component linear model (CCLM) mode, deriving neighboring chroma reference samples for the chroma block, neighboring luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block Deriving luma samples in the and luma block, downsampling the surrounding luma reference samples and the luma samples to derive down sampled peripheral luma reference samples and down sampled luma samples, the down sampled Deriving a linear model parameter based on the peripheral luma reference samples and the peripheral chroma reference samples, and generating predictive samples for the chroma block based on the linear model parameter and down-sampled luma samples of the luma block.
  • CCLM cross-component linear model
  • the peripheral luma reference samples refer to upper peripheral luma reference samples located above the upper boundary of the luma block and left peripheral luma reference located to the left of the left boundary of the luma block.
  • the samples are used, and when the upper boundary of the luma block overlaps a boundary of a coding tree unit (CTU), the used to derive the down-sampled neighboring luma reference samples among the neighboring luma reference samples.
  • the number of upper peripheral luma reference samples is less than the number of left peripheral luma reference samples used to derive the down sampled peripheral luma reference samples.
  • 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.
  • the methods / embodiments disclosed in this document may include a versatile video coding (VVC) standard, an essential video coding (EVC) standard, an AOMedia Video 1 (AV1) standard, a 2nd generation of audio video coding standard (AVS2), or next-generation video / It can be applied to the method disclosed in the image coding standard (ex. H.267, H.268, etc.).
  • VVC versatile video coding
  • EVC essential video coding
  • AV1 AOMedia Video 1
  • AVS2 2nd generation of audio video coding standard
  • next-generation video / It can be applied to the method disclosed in the image coding standard (ex. H.267, H.268, etc.).
  • 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 is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • One picture may be composed of a plurality of slices, and if necessary, a picture and a slice may be used interchangeably.
  • 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, and may indicate only a pixel / pixel value of a luma component or only a pixel / pixel value of a saturation component.
  • the unit represents 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.
  • 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 encoding / decoding device may include a video encoding / decoding device and / or a video encoding / decoding device, and the video encoding / decoding device is used as a concept including the video encoding / decoding device, or the video encoding / decoding device is It may also be used as a concept including a video encoding / decoding device.
  • the (video) encoding apparatus 100 includes a picture partitioning module (105), a prediction module (110), a residual processing module (120), and an entropy encoding unit ( It may include an entropy encoding module (130), an adder (140), a filter (filtering module, 150) and a memory (memory, 160).
  • the residual processing unit 120 includes a subtractor (121), a transform module (122), a quantization module (123), a rearrangement module (124), an inverse quantization module (125) ) And an inverse transform module 126.
  • the picture division unit 105 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit may be recursively divided according to a quad-tree binary-tree (QTBT) structure from a largest coding unit (LCU).
  • QTBT quad-tree binary-tree
  • 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 tree structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and a ternary tree structure may be applied later.
  • a binary tree structure / ternary 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 include a coding unit (CU) prediction unit (PU) or a transformation unit (TU).
  • the coding unit may be split from a largest coding unit (LCU) into coding units of a deeper depth along a quad tree structure.
  • LCU largest coding unit
  • 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. If a smallest coding unit (SCU) is set, the coding unit cannot be divided into smaller coding units than the smallest coding unit.
  • the final coding unit means a coding unit that is the basis of partitioning or partitioning into a prediction unit or a transformation unit.
  • the prediction unit is a unit partitioned from a coding unit, and may be a unit of sample prediction. At this time, the prediction unit may be divided into sub blocks.
  • the transform unit may be split along the quad tree structure from the coding unit, and may be a unit that derives transform coefficients and / or a unit that derives a residual signal from transform coefficients.
  • the coding unit may be referred to as a coding block (CB), the prediction unit as a prediction block (PB), and the transform unit as a transform block (TB).
  • CB coding block
  • PB prediction block
  • TB transform block
  • the prediction block or prediction unit may mean a specific area in the form of a block in a picture, and may include an array of prediction samples.
  • the transform block or transform unit may mean a specific area in the form of a block in a picture, and may include transform coefficients or an array of residual samples.
  • the prediction unit 110 performs prediction on a block to be processed (hereinafter, it may also mean a current block or a residual block), and generates a predicted block including prediction samples for the current block can do.
  • the unit of prediction performed by the prediction unit 110 may be a coding block, a transform block, or a prediction block.
  • the prediction unit 110 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block. For example, the prediction unit 110 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of CUs.
  • the prediction unit 110 may derive a prediction sample for the current block based on a reference sample outside the current block in a picture (hereinafter, a current picture) to which the current block belongs. At this time, the prediction unit 110 may (i) derive a prediction sample based on an average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) reference of the surroundings of the current block
  • the prediction sample may be derived based on a reference sample existing in a specific (prediction) direction with respect to a prediction sample among the samples. In the case of (i), it may be called a non-directional mode or a non-angle mode, and in the case of (ii), a directional mode or an angular mode.
  • the prediction mode may have, for example, 33 directional prediction modes and at least two or more non-directional modes.
  • the non-directional mode may include a DC prediction mode and a planar mode (Planar mode).
  • the prediction unit 110 may determine a prediction mode applied to the current block by using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the prediction unit 110 may derive a prediction sample for the current block based on the sample specified by the motion vector on the reference picture.
  • the prediction unit 110 may derive a prediction sample for the current block by applying any one of a skip mode, a merge mode, and a motion vector prediction (MVP) mode.
  • the prediction unit 110 may use motion information of neighboring blocks as motion information of the current block.
  • the skip mode a difference (residual) between the predicted sample and the original sample is not transmitted unlike the merge mode.
  • a motion vector of a current block may be derived using a motion vector of a neighboring block as a motion vector predictor by using a motion vector of a neighboring block as a motion vector predictor.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic).
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • Information such as prediction mode information and motion information (entropy) may be encoded and output in the form of a bitstream.
  • the highest picture on the reference picture list may be used as a reference picture.
  • the reference pictures included in the reference picture list may be sorted based on a difference of a picture order count (POC) between the current picture and the corresponding reference picture.
  • POC corresponds to a display order of pictures, and can be distinguished from a coding order.
  • the subtraction unit 121 generates a residual sample, which is a difference between the original sample and the predicted sample.
  • the residual sample may not be generated as described above.
  • the transform unit 122 converts a residual sample in units of transform blocks to generate transform coefficients.
  • the transform unit 122 may perform transform according to a size of the transform block and a prediction mode applied to a coding block or a prediction block spatially overlapping the transform block. For example, if intra prediction is applied to the coding block or the prediction block overlapping the transform block, and the transform block is a 4 ⁇ 4 residual array, the residual sample uses a DST (Discrete Sine Transform) transform kernel. It is transformed by using, and in other cases, the residual sample can be transformed by using a DCT (Discrete Cosine Transform) transform kernel.
  • DST Discrete Sine Transform
  • the quantization unit 123 quantizes the transform coefficients to generate a quantized transform coefficient.
  • the rearrangement unit 124 rearranges the quantized transform coefficients.
  • the reordering unit 124 may rearrange the quantized transform coefficients in a block form into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method.
  • the rearrangement unit 124 is described as a separate configuration, but the rearrangement unit 124 may be part of the quantization unit 123.
  • the entropy encoding unit 130 may perform entropy encoding on quantized transform coefficients.
  • Entropy encoding may include, for example, encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 130 may encode information necessary for video reconstruction other than the quantized transform coefficient (eg, a value of a syntax element) together or separately according to entropy encoding or a preset method.
  • the encoded information may be transmitted or stored in units of network abstraction layer (NAL) units in the form of a 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 inverse quantization unit 125 inversely quantizes the quantized values (quantized transform coefficients) in the quantization unit 123, and the inverse transform unit 126 inversely transforms the inverse quantized values in the inverse quantization unit 125 to measure the residual sample.
  • the adder 140 restores a picture by combining the residual sample and the predicted sample.
  • the residual sample and the prediction sample may be added in units of blocks to generate a reconstructed block.
  • the adding unit 140 has been described as a separate configuration, but the adding unit 140 may be a part of the prediction unit 110. Meanwhile, the adder 140 may be called a reconstruction module or a reconstruction block generator.
  • the filter unit 150 may apply a deblocking filter and / or a sample adaptive offset. Through deblocking filtering and / or sample adaptive offset, artifacts of a block boundary in a reconstructed picture or distortion in a quantization process can be corrected.
  • the sample adaptive offset may be applied on a sample basis, and may be applied after the deblocking filtering process is completed.
  • the filter unit 150 may also apply an adaptive loop filter (ALF) to the reconstructed picture. ALF may be applied to the reconstructed picture after the deblocking filter and / or sample adaptive offset is applied.
  • ALF adaptive loop filter
  • the memory 160 may store reconstructed pictures (decoded pictures) or information necessary for encoding / decoding.
  • the reconstructed picture may be a reconstructed picture in which a filtering procedure is completed by the filter unit 150.
  • the stored reconstructed picture may be used as a reference picture for (inter) prediction of another picture.
  • the memory 160 may store (reference) pictures used for inter prediction. At this time, pictures used for inter prediction may be designated by a reference picture set or a reference picture list.
  • the video decoding device may include an image decoding device.
  • the video decoding apparatus 200 includes an entropy decoding module (210), a residual processing module (220), a prediction module (230), and an adder (240). ), A filter module (250) and a memory (memory, 260).
  • the residual processing unit 220 may include a rearrangement module (221), an inverse quantization module (222), and an inverse transform module (223).
  • the video decoding apparatus 200 may include a receiver that receives a bitstream including video information. The receiving unit may be configured as a separate module or may be included in the entropy decoding unit 210.
  • the video decoding apparatus 200 may restore the video / image / picture corresponding to the process in which the video / image information is processed by the video encoding apparatus.
  • the video decoding apparatus 200 may perform video decoding using a processing unit applied in the video encoding apparatus.
  • the processing unit block of video decoding may be, for example, a coding unit, and another example may be a coding unit, a prediction unit, or a transformation unit.
  • the coding unit may be split along the quad tree structure, binary tree structure and / or ternary tree structure from the largest coding unit.
  • a prediction unit and a transformation unit may be further used in some cases, and in this case, the prediction block is a block derived or partitioned from a coding unit, and may be a unit of sample prediction. At this time, the prediction unit may be divided into sub-blocks.
  • the transform unit may be split along a quad tree structure from the coding unit, and may be a unit that derives transform coefficients or a unit that derives a residual signal from transform coefficients.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream and output information necessary for video reconstruction or picture reconstruction. For example, the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and quantizes a value of a syntax element necessary for video reconstruction and a transform coefficient for residual. Can output
  • a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC
  • the CABAC entropy decoding method receives bins corresponding to each syntax element in the bitstream, and decodes the syntax element information to be decoded and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins 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. can do.
  • 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.
  • the entropy decoding unit 210 Among the information decoded by the entropy decoding unit 210, information about prediction is provided to the prediction unit 230, and the residual value, that is, the quantized transform coefficient, in which entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 210 is rearranged ( 221).
  • the reordering unit 221 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block form.
  • the reordering unit 221 may perform reordering in response to coefficient scanning performed by the encoding device.
  • the rearrangement unit 221 is described as a separate configuration, but the rearrangement unit 221 may be part of the inverse quantization unit 222.
  • the inverse quantization unit 222 may inverse quantize the quantized transform coefficients based on the (inverse) quantization parameter to output the transform coefficients. At this time, information for deriving a quantization parameter may be signaled from an encoding device.
  • the inverse transform unit 223 may inversely transform transform coefficients to derive residual samples.
  • the prediction unit 230 may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the unit of prediction performed by the prediction unit 230 may be a coding block, a transform block, or a prediction block.
  • the prediction unit 230 may determine whether to apply intra prediction or inter prediction based on the information about the prediction. At this time, a unit for determining whether to apply intra prediction or inter prediction and a unit for generating a prediction sample may be different. In addition, in inter prediction and intra prediction, a unit for generating a prediction sample may also be different. For example, whether to apply inter prediction or intra prediction may be determined in units of CUs. For example, in inter prediction, a prediction mode may be determined in PU units and a prediction sample may be generated, and a prediction mode may be determined in PU units in intra prediction and a prediction sample may be generated in TU units.
  • the prediction unit 230 may derive a prediction sample for the current block based on neighbor reference samples in the current picture.
  • the prediction unit 230 may derive a prediction sample for the current block by applying a directional mode or a non-directional mode based on the neighboring reference samples of the current block.
  • a prediction mode to be applied to the current block may be determined using the intra prediction mode of the neighboring block.
  • the prediction unit 230 may derive a prediction sample for the current block based on a sample specified on the reference picture by a motion vector on the reference picture.
  • the prediction unit 230 may derive a prediction sample for the current block by applying any one of a skip mode, a merge mode, and an MVP mode.
  • motion information required for inter prediction of a current block provided by the video encoding apparatus for example, motion vector, reference picture index, and the like, may be obtained or derived based on the prediction information.
  • the peripheral block may include a spatial peripheral block and a temporal peripheral block.
  • the prediction unit 230 may construct a merge candidate list with motion information of available neighboring blocks, and use information indicated by the merge index on the merge candidate list as a motion vector of the current block.
  • the merge index can be signaled from the encoding device.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture. When motion information of temporal neighboring blocks is used in the skip mode and the merge mode, the highest picture on the reference picture list can be used as a reference picture.
  • a motion vector of a current block may be derived using a motion vector of a neighboring block as a motion vector predictor.
  • the peripheral block may include a spatial peripheral block and a temporal peripheral block.
  • a merge candidate list may be generated using a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a motion vector corresponding to a Col block that is a temporal neighboring block.
  • the motion vector of the candidate block selected from the merge candidate list is used as the motion vector of the current block.
  • the prediction information may include a merge index indicating a candidate block having an optimal motion vector selected from candidate blocks included in the merge candidate list.
  • the prediction unit 230 may derive a motion vector of the current block using the merge index.
  • a motion vector predictor candidate list is generated using a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a Col block that is a temporal neighboring block.
  • the prediction information may include a prediction motion vector index indicating an optimal motion vector selected from among motion vector candidates included in the list.
  • the prediction unit 230 may select a prediction motion vector of the current block from among motion vector candidates included in the motion vector candidate list, using the motion vector index.
  • the prediction unit of the encoding device may obtain a motion vector difference (MVD) between a motion vector and a motion vector predictor of the current block, and may encode and output the motion vector difference. That is, the MVD may be obtained by subtracting the motion vector predictor from the motion vector of the current block.
  • the prediction unit 230 may obtain a motion vector difference included in the information about the prediction, and derive the motion vector of the current block by adding the motion vector difference and the motion vector predictor.
  • the prediction unit may also obtain or derive a reference picture index indicating the reference picture from the information on the prediction.
  • the adder 240 may reconstruct the current block or the current picture by adding the residual sample and the prediction sample.
  • the adder 240 may reconstruct the current picture by adding the residual sample and the prediction sample in block units. Since the residual is not transmitted when the skip mode is applied, the predicted sample may be a reconstructed sample.
  • the addition unit 240 is described as a separate configuration, but the addition unit 240 may be a part of the prediction unit 230. Meanwhile, the adder 240 may be referred to as a reconstruction module or a reconstruction block generator.
  • the filter unit 250 may apply a deblocking filtering sample adaptive offset, and / or ALF to the reconstructed picture.
  • the sample adaptive offset may be applied on a sample basis, or may be applied after deblocking filtering.
  • ALF may be applied after deblocking filtering and / or sample adaptive offset.
  • the memory 260 may store reconstruction pictures (decoded pictures) or information necessary for decoding.
  • the reconstructed picture may be a reconstructed picture in which a filtering procedure is completed by the filter unit 250.
  • the memory 260 may store pictures used for inter prediction. At this time, pictures used for inter prediction may be specified by a reference picture set or a reference picture list. The reconstructed picture can be used as a reference picture for other pictures. Also, the memory 260 may output the restored pictures according to an output order.
  • 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.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining intra prediction based on CCLM according to an embodiment.
  • a cross-component linear model (CCLM) mode may be used as one of the prediction modes.
  • CCLM is a method of predicting a sample value (or pixel value) of a chroma image (or chroma block) based on a sample value of a reconstructed luma image (or luma block), and the correlation between the luma image and the chroma image is It is a method using the high characteristic.
  • intra prediction based on CCLM mode of Cb and Cr chroma images may be performed based on Equation 1 below.
  • Pred c (x, y) means the sample value of the Cb or Cr chroma image to be predicted
  • Rec ' L (x, y) means the sample value of the reconstructed luma block adjusted to the chroma block size
  • (x , y) means the coordinates of the sample.
  • the size of the luma image is twice that of the chroma image, and therefore, a Rec ' L of the chroma block size must be generated through downsampling, thus predating the sample value of the chroma image.
  • Samples of the luma image to be used for c (x, y) may be considered as well as Rec ' L (2x, 2y) and surrounding samples.
  • Rec ' L (x, y) may be derived based on sample values of six neighboring samples as in Equation 2.
  • linear model parameters used when applying CCLM mode Based on the difference between the cross-correlation (cross-correlation) and the average value between the reference sample area or template around the Cb or Cr and the surrounding luma reference area, such as the light shaded area in FIG. Equation 3 of can be derived.
  • Equation 3 t L denotes a neighboring luma reference sample of the luma block corresponding to the current chroma block, t CL denotes a neighboring reference chroma sample of the chroma block to which the current encoding is applied, and (x, y) denotes the sample position. it means.
  • M (A) means the average of A samples in the reference sample area.
  • the reference sample of the luma block may also be derived based on down sampling as shown in Equation 3 above.
  • a basic intra prediction mode for example, the basic intra prediction mode may include a DC mode, a PLANAR mode, and other directional intra prediction modes. Intra) can be performed based on intra prediction. Thereafter, CCLM is applied between the Cb chroma image and the Cr chroma image, and the CCLM applied result can be reflected in the existing prediction block as shown in Equation (3). At this time, it is possible to predict the other using either one of the Cb and Cr chroma images. In one example, when predicting the Cr chroma image using the Cb chroma image, Equation 4 below may be used.
  • pred Cr means the sample value of the final predicted Cr chroma block
  • pre_pred Cr means the sample value of the Cr chroma block predicted through Cr chroma intra prediction mode other than CCLM
  • residual Cb is already coded. It may mean a residual sample value (or residual pixel) of the Cb chroma image.
  • Cb and Cr chroma blocks may be calculated through cross-corelation between neighboring reference sample regions.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining intra prediction based on CCLM according to another embodiment.
  • the upper reference sample line of the current (coding) block is located at the boundary of another Coding Tree Unit (CTU), instead of downsampling according to Equation 2, immediately above the current block as in Equation 5 below.
  • Reference sample down-sampling may be performed using only one reference sample line.
  • down-sampling of the samples of the luma block for CCLM uses 6 samples (or pixels), but in one embodiment according to Equation 5, the upper reference sample line of the current block is a different CTU. When located at the boundary of (or overlapping with the boundary of another CTU), downsampling may be performed using three samples of one reference sample line.
  • CCLM prediction can be performed using only one line buffer at the upper CTU boundary, and accordingly (half) the line buffer used at the upper CTU boundary.
  • the anchor of the experiment may be software in which CCLM technology is added to VTM1.0, and represents a result of encoding an image with an All Intra setting.
  • a CCLM mode may be applied based on a down sampling method such as Equation 6 or Equation 7 below.
  • the downsampling methods according to Equations 2 and 5 to 7 can be applied to the CCLM mode, which is a chroma intra prediction mode, and the chroma blocks predicted through the CCLM mode are different from the original image in the encoding device (or encoder). It may be used when acquiring a residual image (or residual image) through or may be used when acquiring a reconstructed image based on the sum of the residual signal (or residual signal) in the decoding device (or decoder).
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an intra prediction process based on CCLM according to an embodiment.
  • the decoding apparatus 200 may generate a down-sampled luma template. At this time, the decoding apparatus 200 determines whether the upper boundary of the current block overlaps the boundary of the CTU, and when the upper boundary of the current block overlaps the boundary of the CTU, generates an upper luma template based on 1-line down sampling. And, if the upper boundary of the current block does not overlap with the boundary of the CTU, an upper luma template may be generated based on 2-line down sampling. The decoding apparatus 200 may generate a left luma template based on 2-line down sampling.
  • Decoding apparatus 200 is a linear parameter model coefficient And Can be derived, a down-sampled luma block can be generated, and CCLM prediction can be performed based on Equation 1 above.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a hardware pipeline of intra prediction based on CCLM according to an embodiment.
  • a method of removing correlation between sample lines of a block when downsampling a reconstructed luma image is proposed.
  • CCLM is a method of predicting a sample value of a chroma block using a sample value of a restored luma block
  • CCLM prediction of a chroma block may not be possible before the encoding of the luma block at the same location is completed.
  • FIG. 6 shows an example of a hardware pipeline with or without CCLM prediction in an 8x4 intra prediction block.
  • prediction and restoration of luma samples are performed in units of 4x1, and since 2 clocks are required to decode a 4x1 block, a total of 16 clocks may be required to decode all 8x4 block of luma samples. If there is no correlation between the luma and chroma images, the luma and chroma images are simultaneously decoded, so the decoding of the chroma images can be completed when the clock corresponding to half of the luma images (8 clocks in the example of FIG. 6) elapses. have.
  • CCLM when the CCLM algorithm is applied, after the encoding of the 2-sample lines of the luma block is completed by the correlation between the sample lines (line 4x1 in FIG. 6), CCLM can be applied to the 1-sample line of the chroma block. Therefore, even when the encoding of the luma block is finished, a 4 clock delay may occur for encoding of the chroma block.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a hardware pipeline of intra prediction based on CCLM according to another embodiment.
  • a method of reducing clock delay of a hardware pipeline by removing correlation between sample lines may be provided.
  • down-sampling of the reconstructed luma block may be performed based on the following Equation 8, Equation 9, Equation 10, or Equation 11.
  • the downsampling proposed by Equations 8 to 11 above may be applied to an area except for the current peripheral reference sample area (or peripheral template area).
  • optimization of a hardware pipeline may be performed as shown in FIG. 7.
  • one sample line of the luma block can immediately decode the chroma block after the decoding is completed (No. 2 4x1 line in FIG. 7), and finally the third sample line of the luma block is After the decoding is completed (line 6 4x1 in FIG. 7), decoding of the second sample line of the chroma block may be performed.
  • the clock delay problem between the luma block and the chroma block can be solved through the method proposed in this embodiment, and through this, the disadvantages of the CCLM hardware implementation can be compensated.
  • the method proposed in this patent can be used in the CCLM mode, which is a chroma intra prediction mode, and the chroma block predicted through the CCLM mode is used when acquiring a residual image through a difference from the original image in the encoder, or a residual signal in the decoder It can be used when acquiring the reconstructed image through the sum of.
  • the CCLM mode which is a chroma intra prediction mode
  • the chroma block predicted through the CCLM mode is used when acquiring a residual image through a difference from the original image in the encoder, or a residual signal in the decoder It can be used when acquiring the reconstructed image through the sum of.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an intra prediction process based on CCLM according to another embodiment.
  • the decoding apparatus 200 may generate a down-sampled luma template, which is a linear parameter model coefficient And Can be derived.
  • the decoding apparatus 200 may generate a down-sampled luma block. At this time, the decoding apparatus 200 may generate a luma sample based on 1-line down sampling.
  • the decoding apparatus 200 may perform CCLM prediction based on Equation 1 above.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a hardware pipeline of intra prediction based on CCLM according to another embodiment.
  • hardware pipeline optimization may be performed when the CCLM mode is applied in intra prediction, but clock delay may occur when the horizontal length of the luma block is 4.
  • FIG. 9 an example of a hardware pipeline with or without CCLM prediction in a luma 4x4 intra prediction block is shown.
  • the correlation between the sample lines is also removed when down-sampling the reconstructed luma block is applied by applying the method according to the embodiment of FIG. 7, but it can be confirmed that a delay of 2 clocks still occurs.
  • the CCLM Suggests a method that does not apply. That is, it is possible to solve the hardware incompatibility problem of CCLM by removing the clock delay, which is a problem in hardware implementation.
  • the anchor of the experiment may be software with CCLM technology added to VTM1.0, and represents a result of encoding an image with an all-intra setting.
  • the method proposed in the embodiment according to FIG. 7 and the embodiment according to FIG. 9 can be applied to the CCLM mode, which is a chroma intra prediction mode, and the chroma block predicted through the CCLM mode is an original image in an encoding device (or encoder). It can be used when acquiring a residual image (or residual image) through a difference from or, or when a reconstructed image is obtained based on a sum of a residual signal (or residual signal) in a decoding device (or a decoder). have.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an intra prediction process based on CCLM according to another embodiment.
  • the decoding apparatus 200 generates a down-sampled luma template when the horizontal length (or width, width, etc.) of the luma block is not 4, and is a linear parameter model coefficient And Can be derived, a down-sampled luma block can be generated, and CCLM prediction can be performed based on Equation 1 above.
  • the horizontal length (or width, width, etc.) of the luma block is 4, the above-described procedure (down-sampled luma template is generated, and the linear parameter model coefficient is And And a procedure for generating a down-sampled luma block and performing CCLM prediction based on Equation 1) may be omitted.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an intra prediction process based on CCLM according to another embodiment.
  • One embodiment proposes a method for limiting the reference sample line when the upper reference sample line of the current (coding) block is located at the boundary of another luma / chroma block separation unit block.
  • the luma block and the chroma block may be separated to perform encoding and decoding.
  • the size of the luma / chroma block separation unit block may be 64 ⁇ 64, but the example is not limited thereto.
  • the luma / chroma block separation unit block may also be referred to as Virtual Pipeline Data Units (VPDU).
  • VPDU Virtual Pipeline Data Units
  • the reconstructed luma reference sample for CCLM may not be used at the upper boundary of the luma / chroma block separation unit block. That is, as illustrated in FIG. 11, by using only the left reference sample line for CCLM at the upper boundary of the luma / chroma block separation unit block, it is possible to prevent a duplicate issue in hardware pipeline implementation.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an intra prediction process based on CCLM according to another embodiment.
  • the decoding apparatus 200 may generate a down-sampled luma template. At this time, the decoding apparatus 200 determines whether the upper boundary of the current block overlaps the boundary of the luma / chroma block separation unit block, and the upper boundary of the current block overlaps the boundary of the luma / chroma block separation unit block. If the upper luma template is not generated, and the upper boundary of the current block does not overlap with the boundary of the luma / chroma block separation unit block, the upper luma template may be generated based on 2-line down sampling. The decoding apparatus 200 may generate a left luma template based on 2-line down sampling.
  • Decoding apparatus 200 is a linear parameter model coefficient And Can be derived, a down-sampled luma block can be generated, and CCLM prediction can be performed based on Equation 1 above.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation of an encoding device according to an embodiment
  • FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of an encoding device according to an embodiment.
  • the encoding device according to FIGS. 13 and 14 may perform operations corresponding to the decoding device according to FIGS. 15 and 16 to be described later. Therefore, the contents described later in FIGS. 15 and 16 can be applied to the encoding apparatus according to FIGS. 13 and 14 as well.
  • Each step disclosed in FIG. 13 may be performed by the encoding apparatus 100 disclosed in FIG. 1. More specifically, S1300 and S1310 may be performed by the adder 140 disclosed in FIG. 1, S1320 to S1340 may be performed by the predictor 110 disclosed in FIG. 1, and S1350 disclosed in FIG. 1 It may be performed by the residual processing unit 120, and S1360 may be performed by the entropy encoding unit 130 disclosed in FIG. In addition, the operations according to S1300 to S1360 are based on some of the contents described in FIGS. 3 to 12. Accordingly, detailed descriptions that overlap with those described above in FIGS. 1 and 3 to 12 will be omitted or simplified.
  • the encoding apparatus may include a prediction unit 110, a residual processing unit 120, an entropy encoding unit 130, and an adder 140.
  • all of the components shown in FIG. 14 may not be essential components of the encoding device, and the encoding device may be implemented by more or less components than those shown in FIG. 14.
  • the encoding device may further include a memory 160.
  • the prediction unit 110, the residual processing unit 120, the entropy encoding unit 130, and the addition unit 140 are each implemented as separate chips, or at least two or more components May be implemented through a single chip.
  • the encoding apparatus may derive neighboring chroma reference samples for the chroma block (S1300). More specifically, when the intra prediction mode of the chroma block is the CCLM mode, the adder 140 of the encoding device may derive neighboring chroma reference samples for the chroma block.
  • the encoding apparatus may derive neighboring luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block and luma samples in the luma block (S1310). More specifically, the prediction unit 110 of the encoding apparatus may derive neighboring luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block and luma samples in the luma block.
  • the encoding apparatus may down-sample the peripheral luma reference samples and the luma samples to derive down-sampled peripheral luma reference samples and down-sampled luma samples (S1320). More specifically, the prediction unit 110 of the encoding apparatus may down-sample the peripheral luma reference samples and the luma samples to derive down-sampled peripheral luma reference samples and down-sampled luma samples.
  • the peripheral luma reference samples may include upper peripheral luma reference samples located above the upper boundary of the luma block and left peripheral luma reference samples located to the left of the left boundary of the luma block.
  • the down-sampled peripheral luma reference samples may include a down-sampled left peripheral luma reference sample and a down-sampled upper peripheral luma reference sample.
  • the down-sampled upper peripheral luma reference sample is derived based on Equation 12 below,
  • Equation 12 pTopDsY [x] represents the down-sampled upper peripheral luma reference sample, x represents the down-sampled upper peripheral luma reference sample in the x-axis direction position, and pY [2 * x-1] [ -1], pY [2 * x] [-1] and pY [2 * x + 1] [-1] represent sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively, and the y-axis of the upper peripheral luma reference samples The direction position may be -1.
  • the encoding apparatus may derive a linear model parameter based on the down-sampled peripheral luma reference samples and the peripheral chroma reference samples (S1330). More specifically, the prediction unit 110 of the encoding apparatus may derive a linear model parameter based on the down-sampled peripheral luma reference samples and the peripheral chroma reference samples.
  • the encoding apparatus may generate prediction samples for the chroma block based on the linear model parameter and the down-sampled luma samples of the luma block (S1340). More specifically, the prediction unit 110 of the encoding apparatus may generate prediction samples for the chroma block based on the linear model parameter and the down-sampled luma samples of the luma block.
  • the encoding apparatus may derive residual samples for the chroma block based on the prediction samples for the chroma block (S1350). More specifically, the residual processing unit 120 of the encoding device may derive residual samples for the chroma block based on the prediction samples for the chroma block.
  • the encoding apparatus may encode picture information including information on the residual samples (S1360). More specifically, the entropy encoding unit 130 of the encoding device may encode picture information including information about the residual samples.
  • the encoding apparatus derives peripheral chroma reference samples for the chroma block when the intra prediction mode of the chroma block is the CCLM mode (S1300), Peripheral luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block and luma samples in the luma block are derived (S1310), and the down-sampled peripheral luma reference samples are downsampled by down-sampling the luma reference samples and the luma samples, and Deriving down-sampled luma samples (S1320), deriving a linear model parameter based on the down-sampled peripheral luma reference samples and the peripheral chroma reference samples (S1330), and down-loading the linear model parameters and the luma block Create predictive samples for the chroma block based on the sampled luma samples, (S1340), derives residual samples for the chroma
  • the samples include a down sampled left peripheral luma reference sample and a down sampled upper peripheral luma reference sample, and when the upper boundary of the luma block overlaps a boundary of a coding tree unit (CTU), the down sampling
  • the upper peripheral luma reference sample is derived based on Equation 13 below,
  • Equation 13 pTopDsY [x] represents the down sampled upper peripheral luma reference sample, x represents the down sampled upper peripheral luma reference sample in the x-axis direction position, and pY [2 * x-1] [ -1], pY [2 * x] [-1] and pY [2 * x + 1] [-1] represent sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively, and the y-axis of the upper peripheral luma reference samples
  • the direction position may be characterized by being -1.
  • image coding efficiency can be increased by down-sampling the peripheral luma reference samples of the 1-sample line, and when implementing intra prediction based on CCLM in hardware, a pipeline delay is implemented. Can improve.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating an operation of a decoding apparatus according to an embodiment
  • FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment.
  • Each step disclosed in FIG. 15 may be performed by the decoding apparatus 200 disclosed in FIG. 2. More specifically, S1500, S1510 and S1550 may be performed by the adder 240 disclosed in FIG. 2, and S1510 to S1540 may be performed by the predictor 230 disclosed in FIG. 2. In addition, the operations according to S1500 to S1550 are based on some of the contents described in FIGS. 3 to 12. Therefore, detailed descriptions that overlap with those described above in FIGS. 2 to 12 will be omitted or simplified.
  • the decoding apparatus may include a prediction unit 230 and an adder 240. However, in some cases, all of the components shown in FIG. 16 may not be essential components of the decoding apparatus, and the decoding apparatus may be implemented by more or fewer components than those shown in FIG. 16.
  • the decoding device may further include a memory 260.
  • the prediction unit 230 and the addition unit 240 may be implemented as separate chips, or at least two or more components may be implemented through one chip.
  • the decoding apparatus may derive neighboring chroma reference samples for the chroma block when the intra prediction mode of the chroma block is the CCLM mode (S1600). More specifically, when the intra prediction mode of the chroma block is the CCLM mode, the adder 140 of the decoding apparatus may derive (or reconstruct) neighboring chroma reference samples for the chroma block.
  • the decoding apparatus may derive neighboring luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block and luma samples in the luma block (S1610). More specifically, the prediction unit 230 and / or the adder 240 of the decoding apparatus may derive neighboring luma reference samples of the luma block corresponding to the chroma block and luma samples in the luma block.
  • the decoding apparatus may down-sample the peripheral luma reference samples and the luma samples to derive down-sampled peripheral luma reference samples and down-sampled luma samples (S1620). More specifically, the prediction unit 230 of the decoding apparatus may down-sample the peripheral luma reference samples and the luma samples to derive down-sampled peripheral luma reference samples and down-sampled luma samples.
  • the peripheral luma reference samples may include upper peripheral luma reference samples located above the upper boundary of the luma block and left peripheral luma reference samples located to the left of the left boundary of the luma block.
  • the down-sampled peripheral luma reference samples may include a down-sampled left peripheral luma reference sample and a down-sampled upper peripheral luma reference sample.
  • the used to derive the down-sampled peripheral luma reference samples among the peripheral luma reference samples may be less than the number of left peripheral luma reference samples used to derive the down sampled peripheral luma reference samples.
  • the upper peripheral luma reference samples may be included in a horizontal 1-sample line above the luma block.
  • the left peripheral luma reference samples may be included in a plurality of horizontal or vertical sample lines to the left of the luma block.
  • the left peripheral luma reference samples may be included in horizontal 2-sample lines to the left of the luma block, or may be included in vertical 3-sample lines to the left of the luma block, and examples are not limited thereto.
  • the down-sampled peripheral luma reference samples include down-sampled left peripheral luma reference samples and down-sampled upper peripheral luma reference samples, wherein the upper boundary of the luma block is the boundary of the CTU.
  • the number of the upper peripheral luma reference samples used to derive one down-sampled upper peripheral luma reference sample is three, and the left peripheral used to derive one down-sampled left peripheral luma reference sample.
  • the number of luma reference samples can be characterized as six.
  • the three upper peripheral luma reference samples are coordinates (2 * x-1, -1), (2), respectively.
  • the three upper peripheral luma reference samples are coordinates (-1, -1), (0, -1), respectively. ) And (1, -1).
  • the down-sampled upper peripheral luma reference sample is derived based on Equation 14 below,
  • Equation 14 pTopDsY [x] represents the down-sampled upper peripheral luma reference sample, x represents the down-sampled upper peripheral luma reference sample in the x-axis direction, and pY [2 * x-1] [ -1], pY [2 * x] [-1] and pY [2 * x + 1] [-1] represent sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively, and the y-axis of the upper peripheral luma reference samples The direction position may be -1.
  • whether the upper boundary of the luma block overlaps the boundary of the CTU is determined based on whether Equation 15 below is TRUE or FALSE,
  • Equation 15 yCbC represents a y-axis position of the upper left sample of the current block with respect to the upper left sample of the current picture, and CtbLog2SizeY can represent a logarithmic value of the luma CTB size.
  • a sample of the down-sampled upper peripheral luma reference sample when the x-axis direction position of the down-sampled upper peripheral luma reference sample is 0
  • pTopDsY [0] represents the sample value of the down-sampled upper peripheral luma reference sample when the x-axis direction position of the down-sampled upper peripheral luma reference sample is 0, and pY [-1] [ -1], pY [0] [-1] and pY [1] [-1] respectively represent sample values of the upper peripheral luma reference samples, and the y-axis position of the upper peripheral luma reference samples is -1 day You can.
  • the down-sampled upper peripheral luma reference sample may be derived based on Equation 14.
  • Equation 15 when the x-axis direction position of the down-sampled upper peripheral luma reference sample is 0, the sample value of the down-sampled upper peripheral luma reference sample is Equation 16 It can be derived based on.
  • the linear model parameter may include a first linear model parameter indicating a scaling factor and a second linear model parameter indicating an offset.
  • the decoding apparatus may derive a linear model parameter based on the down-sampled neighboring luma reference samples and the neighboring chroma reference samples (S1630). More specifically, the prediction unit 230 of the decoding apparatus may derive a linear model parameter based on the down-sampled peripheral luma reference samples and the peripheral chroma reference samples.
  • the decoding apparatus may generate prediction samples for the chroma block based on the linear model parameter and the down-sampled luma samples of the luma block (S1640). More specifically, the prediction unit 230 of the decoding apparatus may generate prediction samples for the chroma block based on the linear model parameter and the down-sampled luma samples of the luma block.
  • the decoding apparatus may reconstruct the chroma block based on the prediction samples for the chroma block (S1650). More specifically, the adder 240 of the decoding apparatus may reconstruct the chroma block based on the prediction samples for the chroma block.
  • intra prediction based on the CCLM described above in this specification may be implemented according to, for example, the following English specification.
  • This embodiments provides the experimental results of CCLM line buffer restriction Experimental results from All Intra configuration show 0.01%, 0.01%, and 0.04% bit-rate increase compared to VTM2.0.1 on Y, Cb, and Cr components, respectively.
  • the CCLM (cross-component linear model) method in the current VVC specification always uses 2 lines of reconstructed luma reference samples to get the down-sampled collocated luma.
  • this proposal to avoid the line buffer increase in the intra prediction, only one luma line (general line buffer in intra prediction) is used to make the downsampled luma samples when the upper reference line is at the CTU boundary.
  • the proposed method has been implemented using BMS-2.0.1 as software base and experimentally evaluated for VTM test according to the common test conditions defined in JVET-K1010 and Core Experiment description in JVET-K1023.
  • VTM the VTM configuration was enabled.
  • Table 3 and Table 4 show the test results in AI and RA configuration.
  • the current luma location (xTbY, yTbY) is derived as follows:
  • variable bCTUboudary is derived as follows:
  • pLeftDsY [y] (pY [-1] [2 * y] + pY [-1] [2 * y + 1] + 2 * pY [-2] [2 * y] + 2 * pY [-2] [2 * y + 1] + pY [-3] [2 * y] + pY [-3] [2 * y + 1] + 4) >> 3
  • nS, xS, yS, k0, k1 are derived as follows:
  • nS ((availL && availT)? Min (nTbW, nTbH): (availL? nTbH: nTbW))
  • variable l, c, ll, lc and k1 are modified as follows
  • a1 lc-((avgY * avgC) ⁇ k1 + avgY * errC + avgC * errY)
  • a2 ll-((avgY2) ⁇ k1 + 2 * avgY * errY)
  • a2t (a2s ⁇ 32)? 0: ((1 ⁇ (BitDepthY + 4)) + a2s / 2) / a2s
  • a4 Clip3 (-28, 28 -1, a3)
  • Equations 17 to 20 are disclosed in the English specification.
  • Equation 17 whether the upper boundary of the luma block overlaps the boundary of the CTU may be determined based on whether Equation 17 is TRUE or FALSE, and in Equation 17, yCbC is the upper left of the current chroma picture.
  • the y-axis position of the upper left sample of the current chroma block with respect to the sample may be indicated, and CtbLog2SizeY may indicate a logarithmic value of the luma CTB size.
  • Equation 18 is as follows.
  • Equation 18 pTopDsY [x] represents the sample value of the luma reference sample to which the downsampling is applied, which is located above the upper boundary of the luma block, and x represents the position in the x-axis direction of the luma reference sample to which the downsampling is applied.
  • pY [2 * x-1] [-1] pY [2 * x] [-1]
  • pY [2 * x + 1] [-1] respectively indicate the sample values of the luma reference samples located at the upper side.
  • the y-axis position of the luma reference samples located on the upper side is -1.
  • Equation 18 when the value of x is 0 and the sample value pY [-1] [-1] is present, Equation 18 may be expressed as Equation 19 below.
  • pTopDsY [0] refers to the luma to which the downsampling is located above the upper boundary when the x-axis direction position of the downsampling applied luma reference sample located above the upper boundary is 0.
  • the sample value of the sample, pY [-1] [-1], pY [0] [-1] and pY [1] [-1] respectively indicate the sample values of the luma reference samples located above,
  • the y-axis position of the upper luma reference samples is -1.
  • Equation 18 when the value of x is 0 and the sample value of pY [-1] [-1] does not exist, Equation 18 may be expressed as Equation 20 below.
  • Equation 20 pTopDsY [0] is applied to the downsampling located above the upper boundary when the x-axis position of the luma reference sample to which the downsampling located above the upper boundary of the luma block is 0 is applied.
  • the sample value of the luma reference sample is represented, and
  • pY [0] [-1] represents the sample value of the luma reference sample located above the luma block.
  • the decoding apparatus when the intra prediction mode of the chroma block is a cross-component linear model (CCLM) mode, the decoding apparatus derives neighboring chroma reference samples for the chroma block And (S1600), deriving the luma samples in the luma block and the luma samples in the luma block corresponding to the chroma block (S1610), and down-sampling the neighboring luma reference samples and the luma samples.
  • CCLM cross-component linear model
  • the left peripheral luma reference samples located on the left side of the left boundary of the luma block, and the down sampled peripheral luma reference samples include a down sampled left peripheral luma reference sample and a down sampled upper peripheral luma reference sample.
  • the down-sampled upper peripheral luma reference sample is derived based on Equation 21 below.
  • Equation 21 pTopDsY [x] represents the down-sampled upper peripheral luma reference sample, x represents the down-sampled upper peripheral luma reference sample in the x-axis direction position, and pY [2 * x-1] [ -1], pY [2 * x] [-1] and pY [2 * x + 1] [-1] represent sample values of the upper peripheral luma reference samples, respectively, and the y-axis of the upper peripheral luma reference samples
  • the direction position may be characterized by being -1.
  • image coding efficiency can be increased by down-sampling the peripheral luma reference samples of the 1-sample line, and when implementing intra prediction based on CCLM in hardware, a pipeline delay is implemented. Can improve.
  • 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.
  • Each of the above-described parts, modules, or units may be a processor or a hardware part that executes continuous execution processes stored in a memory (or storage unit). Each of the steps described in the above-described embodiment may be performed by a processor or hardware parts. Each module / block / unit described in the above-described embodiment can operate as a hardware / processor. Also, the methods proposed by the present invention can be executed as code. This code can be written to a storage medium that can be read by a processor, and thus can be read by a processor provided by an apparatus.
  • 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.

Abstract

본 발명에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법은, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-Component Linear Model) 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하는 단계, 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하는 단계, 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하는 단계, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하는 단계, 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계 및 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

CCLM에 기반한 인트라 예측 방법 및 그 장치
본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 CCLM(Cross-Component Linear Model)에 기반한 인트라 예측 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 인트라 예측에 기반한 영상 코딩의 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 CCLM에 기반한 인트라 예측의 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 CCLM에 기반한 인트라 예측을 하드웨어에서 구현할 시 파이프 라인 딜레이(pipeline delay)를 개선하기 위한 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 CCLM에 기반한 인트라 예측을 수행할 시 1-샘플 라인(이하 '1-샘플 라인'은 1줄의 샘플들을 의미한다)의 주변 루마 참조 샘플들을 다운 샘플링함으로써 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-Component Linear Model) 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하는 단계, 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하는 단계, 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하는 단계, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하는 단계, 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계 및 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록을 복원하는 단계를 포함하되, 상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함하고, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수식을 기반으로 도출되며, pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2, 상기 수식에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 픽처 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-Component Linear Model) 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하고, 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하는 가산부, 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하고, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하고, 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측부를 포함하고, 상기 가산부는 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록을 복원하되, 상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함하고, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수식을 기반으로 도출되며, pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2, 상기 수식에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하는 단계, 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하는 단계, 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하는 단계, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하는 단계, 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계, 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계 및 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 픽처 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되, 상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함하고, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수식을 기반으로 도출되며, pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2, 상기 수식에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 픽처 인코딩을 수행하는 인코딩 장치가 제공된다. 상기 인코딩 장치는, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하고, 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하는 가산부, 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하고, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하고, 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측부, 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 레지듀얼 처리부 및 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 픽처 정보를 인코딩하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되, 상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함하고, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수식을 기반으로 도출되며, pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2, 상기 수식에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 픽처 인코딩 방법에 의해 생성된 픽처 정보를 저장하는 디코더로 판독 가능한 저장 매체가 제공되며, 상기 픽처 인코딩 방법은, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하는 단계, 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하는 단계, 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하는 단계, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하는 단계, 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계, 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계 및 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 픽처 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되, 상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함하고, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수식을 기반으로 도출되며, pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2, 상기 수식에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 인트라 예측에 기반한 영상 코딩의 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 CCLM에 기반한 인트라 예측의 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 CCLM에 기반한 인트라 예측을 하드웨어에서 구현할 시 파이프 라인 딜레이(pipeline delay)를 개선할 수 있다.
본 발명에 따르면 CCLM에 기반한 인트라 예측을 수행할 시 1-샘플 라인의 주변 루마 참조 샘플들을 다운 샘플링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측의 하드웨어 파이프라인의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측의 하드웨어 파이프라인의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 8은 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 또 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측의 하드웨어 파이프라인의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 10은 또 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 11은 또 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 또 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측 과정을 도시하는 흐름도이다.
도 13은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 16은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-Component Linear Model) 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하는 단계, 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하는 단계, 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하는 단계, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하는 단계, 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계 및 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록을 복원하는 단계를 포함하되, 상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 주변 루마 참조 샘플들 중 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들을 도출하기 위하여 사용되는 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 개수는, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들을 도출하기 위하여 사용되는 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 개수보다 적은 것을 특징으로 한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하의 설명은 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준, EVC (essential video coding) 표준, AV1 (AOMedia Video 1) 표준, AVS2 (2nd generation of audio video coding standard) 또는 차세대 비디오/영상 코딩 표준(ex. H.267, H.268 등)에 개시되는 방법에 적용될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 명세서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 하나의 픽처는 복수의 슬라이스로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서 픽처 및 슬라이스는 서로 혼용되어 사용될 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낸다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 인코딩 장치(video encoding apparatus)의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 인코딩/디코딩 장치는 비디오 인코딩/디코딩 장치 및/또는 영상 인코딩/디코딩 장치를 포함할 수 있고, 비디오 인코딩/디코딩 장치가 영상 인코딩/디코딩 장치를 포함하는 개념으로 사용되거나, 영상 인코딩/디코딩 장치가 비디오 인코딩/디코딩 장치를 포함하는 개념으로 사용될 수도 있다.
도 1을 참조하면, (비디오) 인코딩 장치(100)는 픽처 분할부(picture partitioning module, 105), 예측부(prediction module, 110), 레지듀얼 처리부(residual processing module, 120), 엔트로피 인코딩부(entropy encoding module, 130), 가산부(adder, 140), 필터부(filtering module, 150) 및 메모리(memory, 160)을 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(120)는 감산부(substractor, 121), 변환부(transform module, 122), 양자화부(quantization module, 123), 재정렬부(rearrangement module, 124), 역양자화부(dequantization module, 125) 및 역변환부(inverse transform module, 126)를 포함할 수 있다.
픽처 분할부(105)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다.
일 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리(ternary) 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조/터너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다.
다른 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU) 예측 유닛(prediction unit, PU) 또는 변환 유닛(transform unit, TU)을 포함할 수도 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 하위(deeper) 뎁스의 코딩 유닛들로 분할(split)될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 최소 코딩 유닛(smallest coding unit, SCU)이 설정된 경우 코딩 유닛은 최소 코딩 유닛보다 더 작은 코딩 유닛으로 분할될 수 없다. 여기서 최종 코딩 유닛이라 함은 예측 유닛 또는 변환 유닛으로 파티셔닝 또는 분할되는 기반이 되는 코딩 유닛을 의미한다. 예측 유닛은 코딩 유닛으로부터 파티셔닝(partitioning)되는 유닛으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록(sub block)으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 유닛일 수 있다. 이하, 코딩 유닛은 코딩 블록(coding block, CB), 예측 유닛은 예측 블록(prediction block, PB), 변환 유닛은 변환 블록(transform block, TB) 으로 불릴 수 있다. 예측 블록 또는 예측 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 예측 샘플의 어레이(array)를 포함할 수 있다. 또한, 변환 블록 또는 변환 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 변환 계수 또는 레지듀얼 샘플의 어레이를 포함할 수 있다.
예측부(110)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록 또는 레지듀얼 블록을 의미할 수도 있다)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(110)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.
예측부(110)는 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다. 일 예로, 예측부(110)는 CU 단위로 인트라 예측 또는 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다.
인트라 예측의 경우에, 예측부(110)는 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 현재 블록 외부의 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 예측부(110)는 (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 인트라 예측에서 예측 모드는 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비방향성 모드는 DC 예측 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 예측부(110)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측의 경우에, 예측부(110)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 샘플을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(110)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, 및 MVP(motion vector prediction) 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 예측부(110)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차(레지듀얼)가 전송되지 않는다. MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(Motion Vector Predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터 예측자로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처(reference picture)에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 움직임 정보(motion information)는 움직임 벡터와 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 예측 모드 정보와 움직임 정보 등의 정보는 (엔트로피) 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트(reference picture list) 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수도 있다. 참조 픽처 리스트(Picture Order Count)에 포함되는 참조 픽처들은 현재 픽처와 해당 참조 픽처 간의 POC(Picture order count) 차이 기반으로 정렬될 수 있다. POC는 픽처의 디스플레이 순서에 대응하며, 코딩 순서와 구분될 수 있다.
감산부(121)는 원본 샘플과 예측 샘플 간의 차이인 레지듀얼 샘플을 생성한다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는, 상술한 바와 같이 레지듀얼 샘플을 생성하지 않을 수 있다.
변환부(122)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 변환부(122)는 해당 변환 블록의 사이즈와, 해당 변환 블록과 공간적으로 겹치는 코딩 블록 또는 예측 블록에 적용된 예측 모드에 따라서 변환을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 변환 블록과 겹치는 상기 코딩 블록 또는 상기 예측 블록에 인트라 예측이 적용되었고, 상기 변환 블록이 4×4의 레지듀얼 어레이(array)라면, 레지듀얼 샘플은 DST(Discrete Sine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환되고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 샘플은 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환할 수 있다.
양자화부(123)는 변환 계수들을 양자화하여, 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다.
재정렬부(124)는 양자화된 변환 계수를 재정렬한다. 재정렬부(124)는 계수들 스캐닝(scanning) 방법을 통해 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있다. 여기서 재정렬부(124)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(124)는 양자화부(123)의 일부일 수 있다.
엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수들에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩은 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 인코딩 방법을 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수 외 비디오 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소(syntax element)의 값 등)을 함께 또는 별도로 엔트로피 인코딩 또는 기 설정된 방법에 따라 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보들은 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다.
역양자화부(125)는 양자화부(123)에서 양자화된 값(양자화된 변환 계수)들을 역양자화하고, 역변환부(126)는 역양자화부(125)에서 역양자화된 값들을 역변환하여 레지듀얼 샘플을 생성한다.
가산부(140)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 합쳐서 픽처를 복원한다. 레지듀얼 샘플과 예측 샘플은 블록 단위로 더해져서 복원 블록이 생성될 수 있다. 여기서 가산부(140)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(140)는 예측부(110)의 일부일 수 있다. 한편, 가산부(140)는 복원부(reconstruction module) 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.
복원된 픽처(reconstructed picture)에 대하여 필터부(150)는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset)을 적용할 수 있다. 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋을 통해, 복원 픽처 내 블록 경계의 아티팩트나 양자화 과정에서의 왜곡이 보정될 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링의 과정이 완료된 후 적용될 수 있다. 필터부(150)는 ALF(Adaptive Loop Filter)를 복원된 픽처에 적용할 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋이 적용된 후의 복원된 픽처에 대하여 적용될 수 있다.
메모리(160)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 인코딩/디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(150)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 상기 저장된 복원 픽처는 다른 픽처의 (인터) 예측을 위한 참조 픽처로 활용될 수 있다. 예컨대, 메모리(160)는 인터 예측에 사용되는 (참조) 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트(reference picture set) 혹은 참조 픽처 리스트(reference picture list)에 의해 지정될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치(video decoding apparatus)의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 디코딩 장치라 함은 영상 디코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 비디오 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoding module, 210), 레지듀얼 처리부(residual processing module, 220), 예측부(prediction module, 230), 가산부(adder, 240), 필터부(filtering module, 250) 및 메모리(memory, 260)을 포함할 수 있다. 여기서 레지듀얼 처리부(220)는 재정렬부(rearrangement module, 221), 역양자화부(dequantization module, 222), 역변환부(inverse transform module, 223)을 포함할 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나, 비디오 디코딩 장치(200)는 비디오 정보를 포함하는 비트스트림을 수신하는 수신부를 포함할 수 있다. 상기 수신부는 별도의 모듈로 구성될 수도 있고 또는 엔트로피 디코딩부(210)에 포함될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 비디오 디코딩 장치는(200)는 비디오 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 비디오/영상/픽처를 복원할 수 있다.
예컨대, 비디오 디코딩 장치(200)는 비디오 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 비디오 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 비디오 디코딩의 처리 유닛 블록은 일 예로 코딩 유닛일 수 있고, 다른 예로 코딩 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다.
예측 유닛 및 변환 유닛이 경우에 따라 더 사용될 수 있으며, 이 경우 예측 블록은 코딩 유닛으로부터 도출 또는 파티셔닝되는 블록으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호를 유도하는 유닛일 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)는 비트스트림을 파싱하여 비디오 복원 또는 픽처 복원에 필요한 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 비디오 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다.
보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 컨택스트(context) 모델을 결정하고, 결정된 컨택스트 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 컨택스트 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 컨택스트 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 컨택스트 모델을 업데이트할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(230)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(221)로 입력될 수 있다.
재정렬부(221)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(221)는 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캐닝에 대응하여 재정렬을 수행할 수 있다. 여기서 재정렬부(221)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(221)는 역양자화부(222)의 일부일 수 있다.
역양자화부(222)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 (역)양자화 파라미터를 기반으로 역양자화하여 변환 계수를 출력할 수 있다. 이 때, 양자화 파라미터를 유도하기 위한 정보는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다.
역변환부(223)는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 샘플들을 유도할 수 있다.
예측부(230)는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(230)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수도 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.
예측부(230)는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 인트라 예측을 적용할 것인지 인터 예측을 적용할 것인지를 결정할 수 있다. 이 때, 인트라 예측과 인터 예측 중 어느 것을 적용할 것인지를 결정하는 단위와 예측 샘플을 생성하는 단위는 상이할 수 있다. 아울러, 인터 예측과 인트라 예측에 있어서 예측 샘플을 생성하는 단위 또한 상이할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측과 인트라 예측 중 어느 것을 적용할 것인지는 CU 단위로 결정할 수 있다. 또한 예를 들어, 인터 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 예측 샘플을 생성할 수 있고, 인트라 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 TU 단위로 예측 샘플을 생성할 수도 있다.
인트라 예측의 경우에, 예측부(230)는 현재 픽처 내의 주변 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)는 현재 블록의 주변 참조 샘플을 기반으로 방향성 모드 또는 비방향성 모드를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용할 예측 모드가 결정될 수도 있다.
인터 예측의 경우에, 예측부(230)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 참조 픽처 상에서 특정되는 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드 및 MVP 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이때, 비디오 인코딩 장치에서 제공된 현재 블록의 인터 예측에 필요한 움직임 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 등에 관한 정보는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 획득 또는 유도될 수 있다
스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 주변 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
예측부(230)는 가용한 주변 블록의 움직임 정보로 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 인덱스가 머지 후보 리스트 상에서 지시하는 정보를 현재 블록의 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 머지 인덱스는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터와 참조 픽처를 포함할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수 있다.
스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차이(레지듀얼)이 전송되지 않는다.
MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터가 유도될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트가 생성될 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
다른 예로, MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다. 인코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 예측부는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다.
가산부(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 더하여 현재 블록 혹은 현재 픽처를 복원할 수 있다. 가산부(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 블록 단위로 더하여 현재 픽처를 복원할 수도 있다. 스킵 모드가 적용된 경우에는 레지듀얼이 전송되지 않으므로, 예측 샘플이 복원 샘플이 될 수 있다. 여기서는 가산부(240)를 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(240)는 예측부(230)의 일부일 수도 있다. 한편, 가산부(240)는 복원부(reconstruction module) 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.
필터부(250)는 복원된 픽처에 디블록킹 필터링 샘플 적응적 오프셋, 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다. 이 때, 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링 이후 적용될 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋 이후 적용될 수도 있다.
메모리(260)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(250)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 예컨대, 메모리(260)는 인터 예측에 사용되는 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트 혹은 참조 픽처 리스트에 의해 지정될 수도 있다. 복원된 픽처는 다른 픽처에 대한 참조 픽처로서 이용될 수 있다. 또한, 메모리(260)는 복원된 픽처를 출력 순서에 따라서 출력할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에 따라 크로마 영상에 대하여 인트라 부호화를 수행할 시, 예측 모드의 하나로 CCLM(Cross-Component Linear Model) 모드가 이용될 수 있다. CCLM은 크로마 영상(또는 크로마 블록)의 샘플값(또는 화소값)을 복원된 루마 영상(또는 루마 블록)의 샘플값을 기반으로 예측하는 방법으로, 루마 영상과 크로마 영상간의 상관도(correlation)가 높다는 특성을 이용한 방법이다.
일 실시예에서, Cb 및 Cr 크로마 영상의 CCLM 모드에 기반한 인트라 예측은 아래의 수학식 1을 기반으로 수행될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000001
Predc(x, y)는 예측될 Cb 또는 Cr 크로마 영상의 샘플값을 의미하고, Rec'L(x, y)은 크로마 블록 크기로 조정된 복원된 루마 블록의 샘플값을 의미하고, (x, y)는 샘플의 좌표를 의미한다. 4:2:0 컬러 포맷(color format)에서는 루마 영상의 크기가 크로마 영상의 2배이기 때문에 다운 샘플링(downsampling)을 통해 크로마 블록 크기의 Rec'L을 생성하여야 하며, 따라서 크로마 영상의 샘플값 Predc(x, y)에 사용될 루마 영상의 샘플은 Rec'L(2x, 2y) 외에 주변 샘플까지 고려될 수 있다. 일 예시에서, Rec'L(x, y)는 수학식 2와 같이 6개의 주변 샘플들의 샘플값을 기반으로 도출될 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000002
일 실시예에서, CCLM 모드를 적용할 때 이용되는 선형 모델 파라미터
Figure PCTKR2019007575-appb-I000003
,
Figure PCTKR2019007575-appb-I000004
는 도 3의 옅은 음영으로 된 영역과 같이 Cb 또는 Cr 주변 크로마 참조 샘플 영역 (reference sample area 또는 template)과 주변 루마 참조 샘플 영역간의 크로스-코릴레이션(cross-correlation) 및 평균값의 차이를 기반으로 아래의 수학식 3과 같이 도출될 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000005
수학식 3에서 tL은 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플을, tCL는 현재 부호화가 적용되는 크로마 블록의 주변 참조 크로마 샘플을 의미하며, (x, y)는 샘플 위치를 의미한다. 또한 M(A)는 참조 샘플 영역 내 A 샘플들의 평균을 의미한다. 루마 블록의 참조 샘플 또한 상기 수학식 3과 같은 다운 샘플링을 기반으로 도출될 수 있다.
다른 일 실시예에서, Cr 크로마 영상의 인트라 예측 모드가 CCLM 모드가 아닐 경우에는 우선 기본 인트라 예측 모드(예를 들어, 기본 인트라 예측 모드는 DC 모드, PLANAR 모드, 기타 방향성 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다)를 기반으로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이 후, Cb 크로마 영상과 Cr 크로마 영상 간에 CCLM을 적용하고, CCLM이 적용된 결과를 상기 수학식 3과 같이 기존 예측 블록에 반영할 수 있다. 이때 Cb 및 Cr 크로마 영상 중 어느 하나를 사용하여 다른 하나를 예측하는 것이 가능하며, 일 예시에서 Cb 크로마 영상을 사용하여 Cr 크로마 영상을 예측하는 경우 아래의 수학식 4가 사용될 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000006
수학식 4에서 predCr은 최종 예측된 Cr 크로마 블록의 샘플값을, pre_predCr은 CCLM 이외의 Cr 크로마 인트라 예측 모드를 통해 예측된 Cr 크로마 블록의 샘플값을 의미하며, residualCb 는 이미 부호화가 완료된 Cb 크로마 영상의 레지듀얼 샘플값(또는 잔차 화소)을 의미할 수 있다. 또한,
Figure PCTKR2019007575-appb-I000007
는 수학식 1과 같이 Cb 및 Cr 크로마 블록의 주변 참조 샘플 영역 간 크로스-코릴레이션(cross-corelation)을 통해 산출될 수 있다.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에서는 현재 (부호화) 블록의 상측 참조 샘플 라인이 다른 CTU(Coding Tree Unit)의 경계에 위치할 경우, 앞선 수학식 2에 따른 다운 샘플링 대신 다음의 수학식 5와 같이 현재 블록 바로 위의 1줄의 참조 샘플 라인만을 이용하여 참조 샘플 다운 샘플링을 수행할 수 있다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000008
즉, 수학식 2와 같이 CCLM을 위한 루마 블록의 샘플들에 대한 다운 샘플링은 6개의 샘플(또는 화소)를 이용하지만, 수학식 5에 따른 일 실시예에서는 현재 블록의 상측 참조 샘플 라인이 다른 CTU의 경계에 위치하는 경우(또는 다른 CTU의 경계와 겹치는 경우)에 한 참조 샘플 라인의 3개의 샘플을 이용하여 다운 샘플링을 수행할 수 있다.
하드웨어 구현 시, 라인 버퍼는 영상의 전체 가로 크기만큼의 샘플(또는 화소) 데이터 및 압축 정보를 모두 포함해야 하기 때문에, 라인 버퍼를 많이 사용 할수록 비용이 증가할 수 있다. 수학식 5에 따른 일 실시예에서 제안하는 방법에 따르면, 윗 CTU 경계에서 1줄의 라인 버퍼만을 이용하여 CCLM 예측을 수행할 수 있고, 이에 따라 윗 CTU 경계에서 사용되는 라인 버퍼를 (절반으로) 줄임으로써 하드웨어 구현 시의 비용을 감소시킬 수 있다.
아래의 표 1은 도 4 및 수학식 5에 따른 일 실시예에서 제안하는 방법을 사용할 경우의 실험 결과의 일 예시를 나타낸다. 일 예시에서, 상기 실험의 앵커는 VTM1.0에 CCLM 기술이 추가된 소프트웨어일 수 있고, 올 인트라(All Intra) 세팅으로 영상을 부호화 한 결과를 나타내고 있다.
[표 1]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000009
표 1을 참조하면, 도 4의 수학식 5에 따른 일 실시예에서 제안하는 방법을 이용하여 CCLM 모드를 적용할 경우, 수학식 5에 따른 일 실시예에서 제안하는 방법을 이용하지 않고 CCLM 모드를 적용하는 경우와 비교할 때, 루마(Y) 영상 0.00%, 크로마 영상 Cb 0.00% 및 크로마 영상 Cr 0.01%의 BD-rate를 얻을 수 있다. 즉, 도 4의 수학식 5에 따른 일 실시예에서 제안하는 방법을 이용하여 CCLM 모드를 적용하더라도 부호화 손실이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있다.
수학식 5에서 제안한 다운 샘플링 방법 외에도, 일 실시예에서는 아래의 수학식 6 또는 수학식 7과 같은 다운 샘플링 방법을 기반으로 CCLM 모드를 적용할 수 있다.
[수학식 6]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000010
[수학식 7]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000011
수학식 2 및 수학식 5 내지 수학식 7에 따른 다운 샘플링 방법들은 크로마 인트라 예측 모드인 CCLM 모드에 적용될 수 있고, CCLM 모드를 통해 예측된 크로마 블록은 인코딩 장치(또는 부호기)에서 원본 영상과의 차분을 통해 레지듀얼 영상(또는 잔차 영상)을 획득할 때 이용되거나, 디코딩 장치(또는 복호기)에서 레지듀얼 신호(또는 잔차 신호)와의 합을 기반으로 복원된 영상을 획득할 때 이용될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측 과정을 도시하는 흐름도이다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(200)는 다운 샘플링된 루마 템플릿을 생성할 수 있다. 이때 디코딩 장치(200)는, 현재 블록의 상측 경계가 CTU의 경계와 겹치는지 여부를 판단하여, 현재 블록의 상측 경계가 CTU의 경계와 겹치는 경우 1-라인 다운 샘플링을 기반으로 상측 루마 템플릿을 생성하고, 현재 블록의 상측 경계가 CTU의 경계와 겹치지 않는 경우 2-라인 다운 샘플링을 기반으로 상측 루마 템플릿을 생성할 수 있다. 디코딩 장치(200)는 2-라인 다운 샘플링을 기반으로 좌측 루마 템플릿을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(200)는 선형 파라미터 모델 계수인
Figure PCTKR2019007575-appb-I000012
및
Figure PCTKR2019007575-appb-I000013
를 도출할 수 있고, 다운 샘플링된 루마 블록을 생성할 수 있으며, 상기 수학식 1을 기반으로 CCLM 예측을 수행할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측의 하드웨어 파이프라인의 일 예시를 나타내는 도면이다.
일 실시예에서는 CCLM이 구현된 인트라 예측의 하드웨어 파이프라이닝(pipelining) 최적화를 위해, 복원된 루마 영상의 다운 샘플링 시 블록의 샘플 라인들 간 상관성을 제거하는 방법을 제안한다.
앞서 설명한 바와 같이 CCLM은 복원된 루마 블록의 샘플 값을 이용하여 크로마 블록의 샘플값을 예측하는 방법이므로, 동일 위치의 루마 블록이 부호화가 완료 되기 전에는 크로마 블록의 CCLM 예측이 불가능할 수 있다.
또한, 앞선 수학식 2와 같은 방법을 통해 복원된 영상의 다운 샘플링을 적용하기 때문에 블록의 샘플 라인들 간 상관성이 발생하며, 이로 인해 CCLM의 하드웨어 구현 시 도 6과 같이 클락 딜레이(clock delay)가 발생할 수 있다.
도 6은 8x4 인트라 예측 블록에서 CCLM 예측의 유무에 따른 하드웨어 파이프라인의 예시를 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이 4x1 단위로 루마 샘플들의 예측 및 복원이 진행되며, 4x1 블록을 복호화 하기 위해서는 2 클락이 요구되기 때문에 8x4 블록의 루마 샘플들을 모두 복호화 하기 위해서는 총 16 클락이 필요할 수 있다. 루마 및 크로마 영상 간의 상관성이 없을 경우, 루마 및 크로마 영상은 동시에 복호화가 진행되기 때문에 크로마 영상의 복호화는 루마 영상의 절반에 해당하는 클락(도 6의 예시의 경우 8 클락)이 경과하면 완료될 수 있다. 하지만 CCLM 알고리즘이 적용될 경우, 샘플 라인들 간 상관성에 의해 루마 블록의 2-샘플 라인들의 부호화가 모두 완료된 후 (도 6의 4번 4x1 라인), 크로마 블록의 1-샘플 라인에 CCLM을 적용할 수 있으며, 따라서 루마 블록의 부호화가 종료된 시점에서도 크로마 블록의 부호화를 위해 4 클락 딜레이가 발생할 수 있다.
도 7은 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측의 하드웨어 파이프라인의 일 예시를 나타내는 도면이다.
일 실시예에서는 CCLM을 위해 복원된 루마 영상을 다운 샘플링할 시, 샘플 라인들간 상관도를 제거함으로써 하드웨어 파이프 라인의 클락 딜레이를 줄이는 방법이 제공될 수 있다. 이를 위해, 다음의 수학식 8, 수학식 9, 수학식 10 또는 수학식 11에 기반하여 복원된 루마 블록의 다운 샘플링을 수행할 수 있다.
[수학식 8]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000014
[수학식 9]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000015
[수학식 10]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000016
[수학식 11]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000017
위 수학식 8 내지 수학식 11에서 제안하는 다운 샘플링은 현재 주변 참조 샘플 영역 (또는 주변 템플릿 영역)을 제외한 영역에 적용될 수 있다
일 실시예에서, 샘플 라인들 간 상관도를 제거한 다운 샘플링을 적용할 경우, 도 7과 같이 하드웨어 파이프 라인의 최적화를 수행 할 수 있다. 도 7의 예시와 같은 파이프 라인에서는 루마 블록의 하나의 샘플 라인이 복호화가 완료된 후 바로 크로마 블록의 복호화를 진행할 수 있으며 (도 7의 2번 4x1 line), 최종적으로 루마 블록의 세 번째 샘플 라인이 복호화 완료된 후 (도 7의 6번 4x1 line) 크로마 블록의 두 번째 샘플 라인의 복호화를 진행할 수 있다. 루마 블록의 네 번째 샘플 라인의 복호화에는 4 클락이 요구되고 크로마 블록의 두 번째 샘플 라인의 복호화 또한 4 클락이 요구되기 때문에 (크로마 Cb 및 Cr 각각 2 클락씩 필요), 최종적으로 딜레이 없이 루마 및 크로마 블록의 복호화가 동시에 완료될 수 있다.
즉, 본 실시예에서 제안하는 방법을 통해 루마 블록과 크로마 블록 간의 클락 딜레이 문제를 해결할 수 있으며, 이를 통해 CCLM의 하드웨어 구현시의 단점을 보완할 수 있다.
본 특허에서 제안하는 방법은 크로마 인트라 예측 모드인 CCLM 모드에 사용될 수 있고, CCLM 모드를 통해 예측된 크로마 블록은 부호기에서 원본 영상과의 차분을 통해 잔차 영상을 획득할 때 사용되거나, 복호기에서 잔차 신호와의 합을 통해 복원된 영상을 획득할 때 사용될 수 있다.
도 8은 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측 과정을 도시하는 흐름도이다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(200)는 다운 샘플링된 루마 템플릿을 생성할 수 있고, 선형 파라미터 모델 계수인
Figure PCTKR2019007575-appb-I000018
및
Figure PCTKR2019007575-appb-I000019
를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(200)는 다운 샘플링된 루마 블록을 생성할 수 있다. 이때 디코딩 장치(200)는, 1-라인 다운 샘플링을 기반으로 루마 샘플을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(200)는, 상기 수학식 1을 기반으로 CCLM 예측을 수행할 수 있다.
도 9는 또 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측의 하드웨어 파이프라인의 일 예시를 나타내는 도면이다.
일 실시예에서는 CCLM이 구현된 인트라 예측의 하드웨어 파이프 라이닝 최적화를 위해, 크로마 블록의 가로 길이가 2인 경우 (또는, 4 : 4 : 4 영상 포맷일 경우에는 크로마 블록의 가로 길이가 4인 경우) CCLM을 적용하지 않는 방법을 제안한다.
도 7에 따른 실시예를 기반으로 인트라 예측에서 CCLM 모드를 적용하는 경우 하드웨어 파이프 라인 최적화를 수행할 수 있지만, 루마 블록의 가로 길이가 4인 경우에는 클락 딜레이가 발생할 수 있다. 도 9를 참조하면, 루마 4x4 인트라 예측 블록에서 CCLM 예측의 유무에 따른 하드웨어 파이프라인의 예시가 도시되어 있다. 도 9에서도 도 7의 실시예에 따른 방법을 적용하여 복원된 루마 블록의 다운 샘플링을 수행할 시 샘플 라인들간 상관도를 제거하였지만, 여전히 2 클락의 딜레이가 발생하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 일 실시예에서는 CCLM 모드의 하드웨어 구현 친화성을 높이기 위해, 크로마 블록의 가로 길이가 2일 경우 (또는, 4 : 4 : 4 영상 포맷일 경우에는 크로마 블록의 가로 길이가 4인 경우) CCLM을 적용하지 않는 방법을 제안한다. 즉, 하드웨어 구현 상 문제점인 클락 딜레이를 제거함으로써 CCLM의 하드웨어 비 친화성 문제를 해결할 수 있다.
표 2는 도 7에 따른 일 실시예 및 도 9에 따른 일 실시예에서 제안하는 방법을 모두 사용할 경우의 실제 실험 결과를 나타낸다. 일 예시에서, 상기 실험의 앵커는 VTM1.0에 CCLM 기술이 추가된 소프트웨어일 수 있고, 올 인트라 세팅으로 영상을 부호화 한 결과를 나타내고 있다.
[표 2]
Figure PCTKR2019007575-appb-I000020
표 2에서 보여지는 바와 같이, 도 7에 따른 일 실시예 및 도 9에 따른 일 실시예에서 제안하는 방법을 모두 사용할 경우 루마 영상 0.26%, 크로마 영상 Cb 2.23% / Cr 2.19%의 BD-rate를 얻을 수 있다. 4 x N 블록에서 CCLM을 적용하지 않기 때문에 다소 성능 로스(loss)가 발생하였지만, 여전히 CCLM으로 인한 효과를 얻을 수 있다. ( VTM1.0 대비 Y -1.28%, Cb -8.03%, Cr -8.67% )
도 7에 따른 일 실시예 및 도 9에 따른 일 실시예에서 제안하는 방법은 크로마 인트라 예측 모드인 CCLM 모드에 적용될 수 있고, CCLM 모드를 통해 예측된 크로마 블록은 인코딩 장치(또는 부호기)에서 원본 영상과의 차분을 통해 레지듀얼 영상(또는 잔차 영상)을 획득할 때 이용되거나, 디코딩 장치(또는 복호기)에서 레지듀얼 신호(또는 잔차 신호)와의 합을 기반으로 복원된 영상을 획득할 때 이용될 수 있다.
도 10은 또 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측 과정을 도시하는 흐름도이다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(200)는 루마 블록의 가로 길이(또는, 폭, width 등)가 4가 아닌 경우, 다운 샘플링된 루마 템플릿을 생성하고, 선형 파라미터 모델 계수인
Figure PCTKR2019007575-appb-I000021
및
Figure PCTKR2019007575-appb-I000022
를 도출할 수 있고, 다운 샘플링된 루마 블록을 생성할 수 있으며, 상기 수학식 1을 기반으로 CCLM 예측을 수행할 수 있다. 반대로, 루마 블록의 가로 길이(또는, 폭, width 등)가 4인 경우, 상기된 절차(다운 샘플링된 루마 템플릿을 생성하고, 선형 파라미터 모델 계수인
Figure PCTKR2019007575-appb-I000023
및
Figure PCTKR2019007575-appb-I000024
를 도출하고, 다운 샘플링된 루마 블록을 생성하고, 상기 수학식 1을 기반으로 CCLM 예측을 수행하는 절차)를 생략할 수 있다.
도 11은 또 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일 실시예에서는 현재 (부호화) 블록의 상측 참조 샘플 라인이 다른 루마/크로마 블록 세퍼레이션 유닛 블록(luma/chroma block separation unit block)의 경계에 위치할 경우, 참조 샘플 라인을 제한하는 방법을 제안한다.
일 실시예에서, I 슬라이스(I slice)의 경우 루마 블록과 크로마 블록이 분리되어 부호화 및 복호화가 진행될 수 있다. 일 예시에서, 루마/크로마 블록 세퍼레이션 유닛 블록의 사이즈는 64x64일 수 있으나, 예시가 이에 한정되는 것은 아니다. 루마/크로마 블록 세퍼레이션 유닛 블록은 VPDU(Virtual Pipeline Data Units)로 지칭될 수도 있다.
하드웨어의 파이프 라인 및 병렬(parallel) 프로세싱을 위해서는 루마/크로마 블록 세퍼레이션 유닛 블록들 간의 상관성이 최소화 될 필요가 있다. 일 실시예에서는 최적화된 병렬 프로세싱을 위해, 루마/크로마 블록 세퍼레이션 유닛 블록의 상측 경계에서는 CCLM을 위한 복원된 루마 참조 샘플을 사용하지 않을 수 있다. 즉, 도 11의 예시와 같이, 루마/크로마 블록 세퍼레이션 유닛 블록의 상측 경계에서는 CCLM을 위해 왼쪽 참조 샘플 라인만을 사용함으로써, 하드웨어 파이프라인 구현상의 중복 이슈를 방지할 수 있다.
도 12는 또 다른 일 실시예에 따른 CCLM에 기반한 인트라 예측 과정을 도시하는 흐름도이다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(200)는 다운 샘플링된 루마 템플릿을 생성할 수 있다. 이때 디코딩 장치(200)는, 현재 블록의 상측 경계가 루마/크로마 블록 세퍼레이션 유닛 블록의 경계와 겹치는지 여부를 판단하여, 현재 블록의 상측 경계가 루마/크로마 블록 세퍼레이션 유닛 블록의 경계와 겹치는 경우 상측 루마 템플릿을 생성하지 않고, 현재 블록의 상측 경계가 루마/크로마 블록 세퍼레이션 유닛 블록의 경계와 겹치지 않는 경우 2-라인 다운 샘플링을 기반으로 상측 루마 템플릿을 생성할 수 있다. 디코딩 장치(200)는 2-라인 다운 샘플링을 기반으로 좌측 루마 템플릿을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(200)는 선형 파라미터 모델 계수인
Figure PCTKR2019007575-appb-I000025
및
Figure PCTKR2019007575-appb-I000026
를 도출할 수 있고, 다운 샘플링된 루마 블록을 생성할 수 있으며, 상기 수학식 1을 기반으로 CCLM 예측을 수행할 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이고, 도 14는 일 실시예에 따른 인코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 13 및 도 14에 따른 인코딩 장치는 후술하는 도 15 및 도 16에 따른 디코딩 장치와 대응되는 동작들을 수행할 수 있다. 따라서, 도 15 및 도 16에서 후술되는 내용들은 도 13 및 도 14에 따른 인코딩 장치에도 마찬가지로 적용될 수 있다.
도 13에 개시된 각 단계는 도 1 에 개시된 인코딩 장치(100)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S1300 및 S1310은 도 1에 개시된 가산부(140)에 의하여 수행될 수 있고, S1320 내지 S1340은 도 1에 개시된 예측부(110)에 의하여 수행될 수 있고, S1350은 도 1에 개시된 레지듀얼 처리부(120)에 의하여 수행될 수 있고, S1360은 도 1에 개시된 엔트로피 인코딩부(130)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어 S1300 내지 S1360에 따른 동작들은, 도 3 내지 도 12에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 1, 도 3 내지 도 12에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 14에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 인코딩 장치는 예측부(110), 레지듀얼 처리부(120), 엔트로피 인코딩부(130) 및 가산부(140)를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 도 14에 도시된 구성 요소 모두가 인코딩 장치의 필수 구성 요소가 아닐 수 있고, 인코딩 장치는 도 14에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 메모리(160)를 더 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치에서 예측부(110), 레지듀얼 처리부(120), 엔트로피 인코딩부(130) 및 가산부(140)는 각각 별도의 칩(chip)으로 구현되거나, 적어도 둘 이상의 구성 요소가 하나의 칩을 통해 구현될 수도 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S1300). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 가산부(140)는 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출할 수 있다(S1310). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 예측부(110)는 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출할 수 있다(S1320). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 예측부(110)는 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수학식 12를 기반으로 도출되며,
[수학식 12]
pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2
상기 수학식 12에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1일 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출할 수 있다(S1330). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 예측부(110)는 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1340). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 예측부(110)는 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1350). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부(120)는 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 픽처 정보를 인코딩할 수 있다(S1360). 보다 구체적으로, 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(130)는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 픽처 정보를 인코딩할 수 있다.
도 13 및 도 14에 개시된 인코딩 장치 및 인코딩 장치의 동작 방법에 따르면, 인코딩 장치는 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하고(S1300), 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하고(S1310), 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하고(S1320), 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하고(S1330), 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하고(S1340), 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하고(S1350), 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 정보를 포함하는 픽처 정보를 인코딩하되(S1360), 이때 상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함하고, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수학식 13을 기반으로 도출되며,
[수학식 13]
pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2
상기 수학식 13에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, CCLM에 기반한 인트라 예측을 수행할 시 1-샘플 라인의 주변 루마 참조 샘플들을 다운 샘플링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있고, CCLM에 기반한 인트라 예측을 하드웨어에서 구현할 시 파이프 라인 딜레이(pipeline delay)를 개선할 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이고, 도 16은 일 실시예에 따른 디코딩 장치의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 15에 개시된 각 단계는 도 2 에 개시된 디코딩 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, S1500, S1510 및 S1550은 도 2에 개시된 가산부(240)에 의하여 수행될 수 있고, S1510 내지 S1540은 도 2에 개시된 예측부(230)에 의하여 수행될 수 있다. 더불어 S1500 내지 S1550에 따른 동작들은, 도 3 내지 도 12에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 2 내지 도 12에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따른 디코딩 장치는 예측부(230) 및 가산부(240) 를 포함할 수 있다. 그러나, 경우에 따라서는 도 16에 도시된 구성 요소 모두가 디코딩 장치의 필수 구성 요소가 아닐 수 있고, 디코딩 장치는 도 16에 도시된 구성 요소보다 많거나 적은 구성 요소에 의해 구현될 수 있다. 일 예시에서, 디코딩 장치는 메모리(260)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치에서 예측부(230) 및 가산부(240)는 각각 별도의 칩(chip)으로 구현되거나, 적어도 둘 이상의 구성 요소가 하나의 칩을 통해 구현될 수도 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S1600). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 가산부(140)는 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출(또는 복원)할 수 있다
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출할 수 있다(S1610). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230) 및/또는 가산부(240)는 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출할 수 있다(S1620). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 주변 루마 참조 샘플들 중 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들을 도출하기 위하여 사용되는 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 개수는, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들을 도출하기 위하여 사용되는 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 개수보다 적은 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 상기 CTU의 경계와 겹치는 경우, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록 상측의 수평 1-샘플 라인에 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록 좌측의 복수의 수평 또는 수직 샘플 라인들에 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록 좌측의 수평 2-샘플 라인들에 포함되거나, 상기 루마 블록 좌측의 수직 3-샘플 라인들에 포함될 수 있으며, 예시는 이에 한정되지 않는다.
일 실시예에서, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 상기 CTU의 경계와 겹치는 경우, 하나의 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 도출하기 위하여 사용되는 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 개수는 3개이고, 하나의 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플을 도출하기 위하여 사용되는 상기 좌측 주변 루마 참조 샘플들의 개수는 6개인 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 좌표가 (x, -1)인 경우, 상기 3개의 상측 주변 루마 참조 샘플들은 각각 좌표 (2*x-1, -1), (2*x, -1) 및 (2*x+1, -1)에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 좌표가 (0, -1)인 경우, 상기 3개의 상측 주변 루마 참조 샘플들은 각각 좌표 (-1, -1), (0, -1) 및 (1, -1)에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수학식 14를 기반으로 도출되며,
[수학식 14]
pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2
상기 수학식 14에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 상기 CTU의 상기 경계와 겹치는지 여부는 아래의 수학식 15가 TRUE인지 또는 FALSE인지 여부를 기반으로 결정되고,
[수학식 15]
bCTUboundary = yCbC & ( (1 << (CtbLog2SizeY - 1) - 1) == 0
상기 수학식 15에서 yCbC는 현재 픽처의 좌상측 샘플에 대한 현재 블록의 좌상측 샘플의 y축 방향 위치를 나타내고, CtbLog2SizeY는 루마 CTB 사이즈의 로그값을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 상기 CTU의 경계와 겹치는 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0일 때 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 샘플값은 아래의 수학식 16을 기반으로 도출되며,
[수학식 16]
pTopDsY[0] = ( pY[ -1 ][ -1 ] + 2*pY[ 0 ][ -1 ] + pY[ 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2,
상기 수학식 16에서 pTopDsY[0]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0일 때의 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 샘플값을 나타내고, pY[ -1 ][ -1 ], pY[ 0 ][ -1 ] 및 pY[ 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수학식 15가 TRUE인 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 상기 수학식 14를 기반으로 도출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 수학식 15가 TRUE인 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0일 때 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 상기 샘플값은 상기 수학식 16을 기반으로 도출될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 선형 모델 파라미터는 스케일링 팩터(scaling factor)를 나타내는 제1 선형 모델 파라미터 및 오프셋(offset)을 나타내는 제2 선형 모델 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출할 수 있다(S1630). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1640). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 예측부(230)는 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치는 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록을 복원할 수 있다(S1650). 보다 구체적으로, 디코딩 장치의 가산부(240)는 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록을 복원할 수 있다.
일 실시예에서, 본 명세서에서 전술된 CCLM에 기반한 인트라 예측은, 예를 들어 아래와 같은 영문 스펙(spec)에 따라 구현될 수 있다.
Abstract
This embodiments provides the experimental results of CCLM line buffer restriction Experimental results from All Intra configuration show 0.01%, 0.01%, and 0.04% bit-rate increase compared to VTM2.0.1 on Y, Cb, and Cr components, respectively.
1) Proposed method
The CCLM (cross-component linear model) method in the current VVC specification always uses 2 lines of reconstructed luma reference samples to get the down-sampled collocated luma . In this proposal, to avoid the line buffer increase in the intra prediction, only one luma line (general line buffer in intra prediction) is used to make the downsampled luma samples when the upper reference line is at the CTU boundary.
2) Experimental results
The proposed method has been implemented using BMS-2.0.1 as software base and experimentally evaluated for VTM test according to the common test conditions defined in JVET-K1010 and Core Experiment description in JVET-K1023. For the VTM based test, the VTM configuration was enabled.
Table 3 and Table 4 show the test results in AI and RA configuration.
Table 3 Experimental results of Test1 for all-intra (AI) test condition; anchor is VTM2.0.1
Figure PCTKR2019007575-appb-I000027
Table 4 Experimental results of Test1 for random-access (RA) test condition; anchor is VTM2.0.1
Figure PCTKR2019007575-appb-I000028
3) Specification of INTRA_CCLM intra prediction mode with proposed method
Inputs to this process are:
a chroma location (　xCbC,　yCbC　) of the top-left sample of the current coding block relative to the top-left sample of the current picture,
a sample location (　xTbC,　yTbC　) of the top-left sample of the current transform block relative to the top-left sample of the current picture,
a variable nTbW specifying the transform block width,
a variable nTbH specifying the transform block height,
chroma neighbouring samples p[　x　][　y　], with x　=　-1,　y　=　0..nTbH　-　1 and x　=　0..nTbW　-　1, y　=　-　1.
Output of this process are predicted samples predSamples[　x　][　y　], with x　=　0..nTbW　-　1,　y　=　0..nTbH　-　1.
The current luma location (　xTbY,　yTbY　) is derived as follows:
(　xTbY,　yTbY　)　　=　　(　xTbC　<<　1,　yTbC　<<　1　)
The variables availL, availT and availTL are derived as follows:
The availability of left neighbouring samples derivation process for a block as specified in clause　6.4.X [Ed. (BB): Neighbouring blocks availability checking process tbd] is invoked with the current luma location (　xCurr,　yCurr　) set equal to (　xTbY,　yTbY　) and the neighbouring luma location (　xTbY　-　1,　yTbY　) as inputs, and the output is assigned to availL.
The availability of top neighbouring samples derivation process for a block as specified in clause　6.4.X [Ed. (BB): Neighbouring blocks availability checking process tbd] is invoked with the current luma location (　xCurr,　yCurr　) set equal to (　xTbY,　yTbY　) and the neighbouring luma location (　xTbY,　yTbY　-　1　) as inputs, and the output is assigned to availT.
The availability of top-left neighbouring samples derivation process for a block as specified in clause　6.4.X [Ed. (BB): Neighbouring blocks availability checking process tbd] is invoked with the current luma location (　xCurr,　yCurr　) set equal to (　xTbY,　yTbY　) and the neighbouring luma location (　xTbY　-　1,　yTbY　-　1　) as inputs, and the output is assigned to availTL.
The variable bCTUboudary is derived as follows:
bCTUboudary = yCbC & ( (1 << (CtbLog2SizeY - 1) - 1) == 0
The prediction samples predSamples[　x　][　y　] with x　=　0..nTbW　-　1,　y　=　0..nTbH　-　1 are derived as follows:
If both availL and availT are equal to FALSE, the following applies:
predSamples[　x　][　y　]　=　1　<<　(　BitDepthC　-　1　)
Otherwise, the following ordered steps apply:
1. The collocated luma samples pY[　x　][　y　] with x　=　0..nTbW　*　2　-　1, y=　0..nTbH　*　2　-1 are set equal to the reconstructed luma samples prior to the deblocking filter process at the locations (　xTbY　+　x,　yTbY　+　y　).
2. The neighbouring luma samples samples pY[　x　][　y　] are derived as follows:
When availL is equal to TRUE, the neighbouring left luma samples pY[　x　][　y　] with x　=　-1..-3,　y　=　0..2　*　nTbH　-1, are set equal to the reconstructed luma samples prior to the deblocking filter process at the locations (　xTbY　+　x　,　yTbY　+y　).
When availT is equal to TRUE, the neighbouring top luma samples pY[　x　][　y　] with x　=　0..2　*　nTbW　-　1,　y　=　-1,　-2, are set equal to the reconstructed luma samples prior to the deblocking filter process at the locations (　xTbY+　x,　yTbY　+　y　).
When availTL is equal to TRUE, the neighbouring top-left luma samples pY[　x　][　y　] with x　=　-1,　y　=　-1,　-2, are set equal to the reconstructed luma samples prior to the deblocking filter process at the locations (　xTbY+　x,　yTbY　+　y　).
3. The down-sampled collocated luma samples pDsY[　x　][　y　] with x　=　0..nTbW　-　1,　　y　=　0..nTbH　-1 are derived as follows:
- pDsY[　x　][　y　] with x　=　1..nTbW　-　1,　y　=　0..nTbH　-1 is derived as follows:
pDsY[　x　][　y　]　=　(　pY[　2　*　x　-　1　][　2　*　y　]　+　pY[　2　*　x　-1　][　2　*　y　+　1　]　+　2*　pY[　2　*　x　][　2　*　y　]　+ 　2*pY[　2　*　x　][　2　*　y　+　1　]　+　pY[　2　*　x　+　1　][　2　*　y　]　+　pY[　2　*　x　+　1　][　2　*　y　+　1　]　+　4　)　>>　3
If availL is equal to TRUE, pDsY[　0　][　y　] with　y　=　0..nTbH　-　1 is derived as follows:
pDsY[　0　][　y　]　=　(　pY[　-1　][　2　*　y　]　+　pY[　-1　][　2　*　y　+　1　]　+　2*　pY[　0　][　2　*　y　]　+　2*pY[　0　][　2*y　+　1　]　+　pY[　1　][　2　*　y　]　+ pY[　1　][　2　*　y　+　1　]　+　4　)　>>　3
Otherwise, pDsY[　0　][　y　] with y　=　0..nTbH　-　1 is derived as follows:
pDsY[　0　][　y　]　=　(　pY[　0　][　2　*　y　]　+　pY[　0　][　2　*　y　+　1　]　+　1　)　>>　1
4. When availL is equal to TRUE, the down-sampled neighbouring left luma samples pLeftDsY[　y　] with y　=　0..nTbH　-　1 are derived as follows:
pLeftDsY[　y　]　=　(　pY[　-1　][　2　*　y　]　+　pY[　-1　][　2　*　y　+　1　]　+　2*　pY[　-2　][　2　*　y　]　+　2*pY[　-2　][　2　*　y　+　1　]　+　pY[　-3　][　2　*　y　]　+　pY[　-3　][　2　*　y　+　1　]　+　4　)　>>　3
5. When availT is equal to TRUE and bCTUboudary is equal to FALSE, the down-sampled neighbouring top luma samples pTopDsY[　x　] with x　=　0..nTbW　-　1 are specified as follows:
- pTopDsY[　x　] with x　=　1..nTbW　-　1 is derived as follows:
pTopDsY[　x　]　=　(　pY[　2　*　x　-　1　][　-2　]　+　pY[　2　*　x　- 1　][　-1　]　+　2*　pY[ 2　*　x　][　-2　]　+ 2*pY[　2　*　x　][　-1　]　+　pY[　2　*　x　+　1　][　-2　]　+　pY[　2　*　x　+　1　][　-1　]　+　4　)　>>3
If availTL is equal to TRUE, pTopDsY[　0　] is derived as follows:
pTopDsY[　0　]　=　(　pY[　-　1　][　-2　]　+　pY[　-1　][　-1　]　+　2*　pY[　0　][　-2　]　+　2*pY[　0　][　-1　]　+　pY[　1　][　-2　]　+　pY[　1　][　-1　]　+　4　)　>>　3
Otherwise, pTopDsY[　0　] is derived as follows:
pTopDsY[　0　]　=　(　pY[　0　][　-2　]　+　pY[　0　][　-1　]　+　1　)　>>　1
6. When availT is equal to TRUE and bCTUboudary is equal to TRUE, the down-sampled neighbouring top luma samples pTopDsY[　x　] with x　=　0..nTbW　-　1 are specified as follows:
- pTopDsY[　x　] with x　=　1..nTbW　-　1 is derived as follows:
pTopDsY[　x　]　=　(　pY[　2　*　x　-　1　][　-1　]　+ 2*pY[　2　*　x　][　-1　]　+　pY[　2　*　x　+　1　][　-1　]　+　2　)　>>　2
If availTL is equal to TRUE, pTopDsY[　0　] is derived as follows:
pTopDsY[　0　]　=　(　pY[　-　1　][　-1　]　+　2*pY[　0　][　-1　]　+　pY[　1　][　-1　]　+　2　)　>>　2
Otherwise, pTopDsY[　0　] is derived as follows:
pTopDsY[　0　]　=　pY[　0　][　-1　]　
7. The variables nS, xS, yS, k0, k1 are derived as follows:
nS　=　(　(　availL　&&　availT　)　?　Min(　nTbW, nTbH　)　:　(　availL　?　nTbH　:　nTbW　)　)
xS　=　1　<<　(　(　(　nTbW　>　nTbH　)　&&　availL　&&　availT　)　?　(　Log2(　nTbW)　-　Log2(　nTbH　)　)　:　0　)
yS　=　1　<<　(　(　(　nTbH　>　nTbW　)　&&　availL　&&　availT　)　?　(　Log2(　nTbH)　-Log2(　nTbW　)　)　:　0　)
k1　=　(　(　availL　&&　availT　)　?　Log2(　nS　)　+　1　:　Log2(　nS　)　)
k0　=　BitDepthC　+　k1　-　15
Figure PCTKR2019007575-appb-I000029
9. When k0 is greater than 0, the variable l, c, ll, lc and k1 are modified as follows
l　=　(　l　+　(　l　<<　(　k0　-　1　)　)　)　>>　k0
c　=　(　c　+　(　c　<<　(　k0　-1　)　)　)　>>　k0
ll　=　(　ll　+　(　ll　<<　(　k0　-1　)　)　)　>>　k0
lc　=　(　lc　+　(　lc　<<　(　k0　-　1　)　)　)　>>　k0
k1　=　k1　-k0
10. The variables a, b, and k are derived as follows:
If k1 is equal to 0, the following applies:
k　=　0
a　=　0
b　=　1　<<　(　BitDepthC　-　1)
Otherwise, the following applies:
avgY　=　l　>>　k1
errY　=　l　&　(　(　1　<<　k1　)　-　1　)
avgC　=　c　>>　k1
errC　=　c　&　(　(　1　<<　k1　)　-1　
a1　=　lc　-(　(　avgY　*　avgC　)　<<　k1　+　avgY　*　errC　+　avgC　*　errY　)
a2　=　ll　-(　(　avgY2　)　<<　k1　+　2　*　avgY　*　errY　)
k2　=　(　a1 =　= 0　)　?　0　:　Max(　0,　Floor(　Log2(　Abs(　a1　)　)　)　-BitDepthC　+　2　)
k3　=　(　a2 =　= 0　)　?　0　:　Max(　0,　Floor(　Log2(　Abs(　a2　)　)　)　-5　)
k4　=　k3　-k2　+　BitDepthC　-2
a1s　=　a1　>>　k2
a2s　=　a2　>>　k3
a2t　=　(　a2s　<　32　)　?　0　:　(　(　1　<<　(　BitDepthY　+　4　)　)　+　a2s　/　2　)　/　a2s
if( a2s　<　32 )
a3　=　0
else if( a2s　>=　32　&&　k4　>=　0 )
a3　=　(　a1s　*　a2t　)　>>　k4　
else
a3　=　(　a1s　*　a2t　)　<<　(　-k4　)
a4　=　Clip3(　-28,　28　-1,　a3　)
a5　=　a4　<<　7
k5　=　(　a5 =　= 0　)　?　0　:　Floor(　Log2(　Abs(　a5　)　+　(　Sign2(　a5　)　-　1　)　/　2　)　)　-5
k　=　13　-　k5
a　=　a5　>>　k5
b　=　avgC　-(　(　a　*　avgY　)　>>　k　)
11. The prediction samples predSamples[　x　][　y　] with x　=　0..nTbW　-　1,　y　=　0.. nTbH　-　1 are derived as follows:
predSamples[　x　][　y　]　=　Clip1C(　(　(　pDsY[　x　][　y　]　*　a　)　>>　k　)　+　b　)
상기 영문 스펙에 특히, 아래의 수학식 17 내지 수학식 20이 개시된 것을 확인할 수 있다.
[수학식 17]
bCTUboundary = yCbC & ( (1 << (CtbLog2SizeY - 1) - 1) == 0
수학식 17과 관련하여, 루마 블록의 상측 경계가 CTU의 경계와 겹치는지 여부는 수학식 17이 TRUE인지 또는 FALSE인지 여부를 기반으로 결정될 수 있으며, 수학식 17에서 yCbC는 현재 크로마 픽처의 좌상측 샘플에 대한 현재 크로마 블록의 좌상측 샘플의 y축 방향 위치를 나타내고, CtbLog2SizeY는 루마 CTB 사이즈의 로그값을 나타낼 수 있다.
다음으로, 수학식 18은 아래와 같다.
[수학식 18]
pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2
수학식 18에서 pTopDsY[x]는 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치하는, 다운 샘플링이 적용된 루마 참조 샘플의 샘플값을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링이 적용된 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측에 위치한 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측에 위치한 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1이다.
일 실시예에서, x의 값이 0이며, 샘플값 pY[ -1 ][ -1 ]이 존재할 경우에 수학식 18은 아래의 수학식 19와 같이 나타날 수 있다.
[수학식 19]
pTopDsY[0] = ( pY[ -1 ][ -1 ] + 2*pY[ 0 ][ -1 ] + pY[ 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2
수학식 19에서 pTopDsY[0]는 상기 상측 경계의 상측에 위치하는 상기 다운 샘플링이 적용된 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0일 때의 상기 상측 경계의 상측에 위치하는 상기 다운 샘플링이 적용된 루마 참조 샘플의 샘플값을 나타내고, pY[ -1 ][ -1 ], pY[ 0 ][ -1 ] 및 pY[ 1 ][ -1 ]은 상기 상측에 위치한 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측에 위치한 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1이다.
일 실시예에서, x의 값이 0 이며, pY[ -1 ][ -1 ] 샘플값이 존재하지 않을 경우에 수학식 18은 아래의 수학식 20과 같이 나타날 수 있다.
[수학식 20]
pTopDsY[0] = pY[ 0 ][ -1 ]
수학식 20에서 pTopDsY[0]는 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치하는 상기 다운 샘플링이 적용된 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0일 때의 상기 상측 경계의 상측에 위치하는 상기 다운 샘플링이 적용된 루마 참조 샘플의 샘플값을 나타내고, pY[ 0 ][ -1 ]은 루마 블록의 상측에 위치한 루마 참조 샘플의 샘플값을 나타낸다.
도 15 및 도 16의 디코딩 장치 및 디코딩 장치의 동작 방법에 따르면, 디코딩 장치는 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-Component Linear Model) 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하고(S1600), 상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하고(S1610), 상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하고(S1620), 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하고(S1630), 상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하고(S1640), 상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록을 복원하되(S1650), 이때 상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고, 상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함하고, 상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수학식 21을 기반으로 도출되며,
[수학식 21]
pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2
상기 수학식 21에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, CCLM에 기반한 인트라 예측을 수행할 시 1-샘플 라인의 주변 루마 참조 샘플들을 다운 샘플링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있고, CCLM에 기반한 인트라 예측을 하드웨어에서 구현할 시 파이프 라인 딜레이(pipeline delay)를 개선할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
전술한 각각의 파트, 모듈 또는 유닛은 메모리(또는 저장 유닛)에 저장된 연속된 수행과정들을 실행하는 프로세서이거나 하드웨어 파트일 수 있다. 전술한 실시예에 기술된 각 단계들은 프로세서 또는 하드웨어 파트들에 의해 수행될 수 있다. 전술한 실시예에 기술된 각 모듈/블록/유닛들은 하드웨어/프로세서로서 동작할 수 있다. 또한, 본 발명이 제시하는 방법들은 코드로서 실행될 수 있다. 이 코드는 프로세서가 읽을 수 있는 저장매체에 쓰여질 수 있고, 따라서 장치(apparatus)가 제공하는 프로세서에 의해 읽혀질 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(appICation-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.

Claims (13)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 디코딩 방법에 있어서,
    크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-Component Linear Model) 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하는 단계;
    상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계; 및
    상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록을 복원하는 단계를 포함하되,
    상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고,
    상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함하고,
    상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수식을 기반으로 도출되며,
    pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2,
    상기 제1항의 수식에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 상기 CTU의 상기 경계와 겹치는지 여부는 아래의 수식이 TRUE인지 또는 FALSE인지 여부를 기반으로 결정되고,
    bCTUboundary = yCbC & ( (1 << (CtbLog2SizeY - 1) - 1) == 0,
    상기 제2항의 수식에서 yCbC는 현재 픽처의 좌상측 샘플에 대한 현재 블록의 좌상측 샘플의 y축 방향 위치를 나타내고, CtbLog2SizeY는 루마 CTB 사이즈의 로그값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 상기 CTU의 경계와 겹치는 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0이며, 좌표 (-1, -1)에 대응하는 루마 참조 샘플의 샘플값이 존재할 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 샘플값은 아래의 수식을 기반으로 도출되며,
    pTopDsY[0] = ( pY[ -1 ][ -1 ] + 2*pY[ 0 ][ -1 ] + pY[ 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2,
    상기 제3항의 수식에서 pTopDsY[0]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0일 때의 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 샘플값을 나타내고, pY[ -1 ][ -1 ], pY[ 0 ][ -1 ] 및 pY[ 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    bCTUboundary = yCbC & ( (1 << (CtbLog2SizeY - 1) - 1) == 0이 TRUE인 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 상기 제1항의 수식을 기반으로 도출되며,
    yCbC는 현재 픽처의 좌상측 샘플에 대한 현재 블록의 좌상측 샘플의 y축 방향 위치를 나타내고, CtbLog2SizeY는 루마 CTB 사이즈의 로그값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    bCTUboundary = yCbC & ( (1 << (CtbLog2SizeY - 1) - 1) == 0이 TRUE인 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0일 때 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 상기 샘플값은 상기 제3항의 수식을 기반으로 도출되며,
    yCbC는 현재 픽처의 좌상측 샘플에 대한 현재 블록의 좌상측 샘플의 y축 방향 위치를 나타내고, CtbLog2SizeY는 루마 CTB 사이즈의 로그값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 선형 모델 파라미터는 스케일링 팩터(scaling factor)를 나타내는 제1 선형 모델 파라미터 및 오프셋(offset)을 나타내는 제2 선형 모델 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 픽처 디코딩 방법.
  7. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 픽처 인코딩 방법에 있어서,
    크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-Component Linear Model) 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하는 단계;
    상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계;
    상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 샘플에 대한 정보를 포함하는 픽처 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되,
    상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고,
    상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함하고,
    상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수식을 기반으로 도출되며,
    pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2,
    상기 제7항의 수식에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 상기 CTU의 상기 경계와 겹치는지 여부는 아래의 수식이 TRUE인지 또는 FALSE인지 여부를 기반으로 결정되고,
    bCTUboundary = yCbC & ( (1 << (CtbLog2SizeY - 1) - 1) == 0,
    상기 제8항의 수식에서 yCbC는 현재 픽처의 좌상측 샘플에 대한 현재 블록의 좌상측 샘플의 y축 방향 위치를 나타내고, CtbLog2SizeY는 루마 CTB 사이즈의 로그값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 상기 CTU의 경계와 겹치는 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0이며, 좌표 (-1, -1)에 대응하는 루마 참조 샘플의 샘플값이 존재할 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 샘플값은 아래의 수식을 기반으로 도출되며,
    pTopDsY[0] = ( pY[ -1 ][ -1 ] + 2*pY[ 0 ][ -1 ] + pY[ 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2,
    상기 제9항의 수식에서 pTopDsY[0]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0일 때의 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 샘플값을 나타내고, pY[ -1 ][ -1 ], pY[ 0 ][ -1 ] 및 pY[ 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    bCTUboundary = yCbC & ( (1 << (CtbLog2SizeY - 1) - 1) == 0이 TRUE인 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 상기 제7항의 수식을 기반으로 도출되며,
    yCbC는 현재 픽처의 좌상측 샘플에 대한 현재 블록의 좌상측 샘플의 y축 방향 위치를 나타내고, CtbLog2SizeY는 루마 CTB 사이즈의 로그값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    bCTUboundary = yCbC & ( (1 << (CtbLog2SizeY - 1) - 1) == 0이 TRUE인 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치가 0일 때 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 상기 샘플값은 상기 제9항의 수식을 기반으로 도출되며,
    yCbC는 현재 픽처의 좌상측 샘플에 대한 현재 블록의 좌상측 샘플의 y축 방향 위치를 나타내고, CtbLog2SizeY는 루마 CTB 사이즈의 로그값을 나타내는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 선형 모델 파라미터는 스케일링 팩터(scaling factor)를 나타내는 제1 선형 모델 파라미터 및 오프셋(offset)을 나타내는 제2 선형 모델 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는, 픽처 인코딩 방법.
  13. 제7항의 픽처 인코딩 방법에 의해 생성된 픽처 정보를 저장하는 디코더로 판독 가능한 저장 매체에 있어서, 상기 픽처 인코딩 방법은:
    크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-Component Linear Model) 모드인 경우, 상기 크로마 블록에 대한 주변 크로마 참조 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 크로마 블록에 대응되는 루마 블록의 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 블록 내의 루마 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 주변 루마 참조 샘플들 및 상기 루마 샘플들을 다운 샘플링하여 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들 및 다운 샘플링된 루마 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들과 상기 주변 크로마 참조 샘플들을 기반으로 선형 모델 파라미터를 도출하는 단계;
    상기 선형 모델 파라미터와 상기 루마 블록의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 단계;
    상기 크로마 블록에 대한 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 샘플에 대한 정보를 포함하는 픽처 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되,
    상기 주변 루마 참조 샘플들은 상기 루마 블록의 상측 경계의 상측에 위치한 상측 주변 루마 참조 샘플들과 상기 루마 블록의 좌측 경계의 좌측에 위치한 좌측 주변 루마 참조 샘플들을 포함하고,
    상기 다운 샘플링된 주변 루마 참조 샘플들은, 다운 샘플링된 좌측 주변 루마 참조 샘플 및 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 포함하고,
    상기 루마 블록의 상기 상측 경계가 CTU(Coding Tree Unit)의 경계와 겹치는(overlap) 경우, 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플은 아래의 수식을 기반으로 도출되며,
    pTopDsY[x] = ( pY[ 2*x - 1 ][ -1 ] + 2*pY[ 2*x ][ -1 ] + pY[ 2*x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2,
    상기 제13항의 수식에서 pTopDsY[x]는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플을 나타내고, x는 상기 다운 샘플링된 상측 주변 루마 참조 샘플의 x축 방향 위치를 나타내고, pY[ 2*x - 1 ][ -1 ], pY[ 2*x ][ -1 ] 및 pY[ 2*x + 1 ][ -1 ]은 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 샘플값을 각각 나타내고, 상기 상측 주변 루마 참조 샘플들의 y축 방향 위치는 -1인 것을 특징으로 하는, 저장 매체.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021209063A1 (en) * 2020-04-18 2021-10-21 Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. Cross-component coding of 4: 2: 0 or 4: 2: 2 video
US11496751B2 (en) 2019-11-01 2022-11-08 Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. Derivation of linear parameter in cross-component video coding

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113287311B (zh) 2018-12-22 2024-03-12 北京字节跳动网络技术有限公司 两步交叉分量预测模式的指示
KR20200083317A (ko) * 2018-12-31 2020-07-08 한국전자통신연구원 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
WO2021100450A1 (ja) * 2019-11-21 2021-05-27 日本放送協会 イントラ予測装置、画像符号化装置、画像復号装置、及びプログラム
US20220092827A1 (en) * 2020-09-23 2022-03-24 Electronics And Telecommunications Research Institute Method, apparatus, system and computer-readable recording medium for feature information
US11647198B2 (en) 2021-01-25 2023-05-09 Lemon Inc. Methods and apparatuses for cross-component prediction
US11683474B2 (en) * 2021-01-25 2023-06-20 Lemon Inc. Methods and apparatuses for cross-component prediction
WO2023016408A1 (en) * 2021-08-13 2023-02-16 Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. Method, apparatus, and medium for video processing
WO2024074125A1 (en) * 2022-10-07 2024-04-11 Mediatek Inc. Method and apparatus of implicit linear model derivation using multiple reference lines for cross-component prediction

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130050902A (ko) * 2011-11-08 2013-05-16 한국방송공사 영상 부호화/복호화 방법 및 장치
US20140140401A1 (en) * 2011-06-28 2014-05-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Prediction method and apparatus for chroma component of image using luma component of image
US20170118473A1 (en) * 2015-10-21 2017-04-27 Qualcomm Incorporated Entropy coding techniques for display stream compression (dsc) of non-4:4:4 chroma sub-sampling
KR20170129750A (ko) * 2015-03-20 2017-11-27 퀄컴 인코포레이티드 선형 모델 예측 모드를 위한 다운샘플링 프로세스
KR20180037575A (ko) * 2016-10-04 2018-04-12 한국전자통신연구원 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9288500B2 (en) * 2011-05-12 2016-03-15 Texas Instruments Incorporated Luma-based chroma intra-prediction for video coding
KR20130049526A (ko) * 2011-11-04 2013-05-14 오수미 복원 블록 생성 방법
US10694181B2 (en) * 2017-01-27 2020-06-23 Qualcomm Incorporated Bilateral filters in video coding with reduced complexity
WO2018174357A1 (ko) * 2017-03-22 2018-09-27 엘지전자 주식회사 영상 코딩 시스템에서 영상 디코딩 방법 및 장치
CN112740675A (zh) * 2018-09-07 2021-04-30 有限公司B1影像技术研究所 用于使用帧内预测对图像进行编码/解码的方法和装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140140401A1 (en) * 2011-06-28 2014-05-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Prediction method and apparatus for chroma component of image using luma component of image
KR20130050902A (ko) * 2011-11-08 2013-05-16 한국방송공사 영상 부호화/복호화 방법 및 장치
KR20170129750A (ko) * 2015-03-20 2017-11-27 퀄컴 인코포레이티드 선형 모델 예측 모드를 위한 다운샘플링 프로세스
US20170118473A1 (en) * 2015-10-21 2017-04-27 Qualcomm Incorporated Entropy coding techniques for display stream compression (dsc) of non-4:4:4 chroma sub-sampling
KR20180037575A (ko) * 2016-10-04 2018-04-12 한국전자통신연구원 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11496751B2 (en) 2019-11-01 2022-11-08 Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. Derivation of linear parameter in cross-component video coding
WO2021209063A1 (en) * 2020-04-18 2021-10-21 Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. Cross-component coding of 4: 2: 0 or 4: 2: 2 video
US11902529B2 (en) 2020-04-18 2024-02-13 Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. Syntax for signaling cross-component video coding
US11936873B2 (en) 2020-04-18 2024-03-19 Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. Cross-component coding of 4:2:0 or 4:2:2 video

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