WO2020141909A1 - 변환을 사용하여 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

변환을 사용하여 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2020141909A1
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vertical
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구문모
임재현
김승환
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엘지전자 주식회사
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    • H04N19/70—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards

Definitions

  • An embodiment of the present specification relates to a method and apparatus for processing a video signal, and more particularly, to a method and apparatus for encoding/decoding a video signal by performing transform based on a reduced transform.
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or storing it in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as video, image, and audio may be the subject of compression encoding, and a technique for performing compression encoding on an image is referred to as video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate, and high dimensionality of scene representation. In order to process such content, it will bring a huge increase in terms of memory storage, memory access rate and processing power.
  • the video codec standard after the high efficiency video coding (HEVC) standard requires an efficient conversion technique to transform a video signal in a spatial domain into a frequency domain along with a prediction technique having higher accuracy.
  • the purpose of the embodiments of the present specification is to propose a method of performing a primary transform on a predefined region according to specific conditions.
  • a video signal processing method includes determining a horizontal transform type index for a horizontal transform kernel and a vertical transform type index for a vertical transform kernel of the transform block in the video signal, and the horizontal transform type index , Based on the vertical transform type index and the size of the transform block, determining a transform region in which a valid transform coefficient in the transform block exists, and based on the horizontal transform type index and the vertical transform type index, And applying an inverse transform to the transform region, wherein a width of the transform region is smaller among a width and a first size of the transform block when the horizontal transform type index is greater than a reference value.
  • the horizontal transform type index is not greater than a reference value, it is determined as a smaller value among the width and the second size of the transform block, and the height of the transform region is the vertical transform type index. If it is larger than the reference value, it is determined to be the smaller of the height of the transform block and the first size, and if the vertical transform type index is not greater than the reference value, it is determined to be the smaller of the height of the transform block and the second size.
  • the first size is set to be smaller than the second size.
  • applying the transform may include generating an intermediate matrix including intermediate sample values by applying a vertical transform associated with the vertical transform type index to each column of the transform region in the transform block. And applying a horizontal transformation related to the horizontal transformation type index for each row of the intermediate matrix.
  • the inverse transform converts 32 residuals by using an input vector including 16 transform coefficients arranged in a row direction or a column direction of the transform block as an input.
  • An output vector containing samples can be output.
  • coefficients located in the remaining areas of the transform block except for the transform region may be regarded as 0.
  • the syntax element encoded using truncated rice (TR) binarization considering the region considered as 0 in the transform block associated with the position of the last significant coefficient in the scan order in the transform block
  • the method may further include obtaining a syntax element, and coefficients to which the inverse transform is applied may be obtained based on the position of the last significant coefficient.
  • the transform kernels include at least one of DCT-2 (Discrete Cosine Transform type-2), DST-7 (Discrete Sine Transform type-7), or DCT-8 (Discrete Cosine Transform type-8). can do.
  • DCT-2 Discrete Cosine Transform type-2
  • DST-7 Discrete Sine Transform type-7
  • DCT-8 Discrete Cosine Transform type-8
  • the encoding method of a video signal includes: determining transform kernels to be applied to horizontal and vertical directions of a current block including a residual signal excluding a prediction signal from the video signal; , Wherein the transform kernels include a horizontal transform kernel and a vertical transform kernel, and generating transform information for the transform kernels, wherein the transform information includes a horizontal transform type index for the horizontal transform kernel and It includes a vertical transformation type index for the vertical transformation kernel, and is converted by applying horizontal transformation and vertical transformation to the horizontal and vertical directions of the current block, respectively, based on the transformation kernels related to the transformation information.
  • the size of the transformed block is determined based on the horizontal transform type index, the vertical transform type index, and the size of the transform block, and the width of the transformed block is , If the horizontal conversion type index is greater than the reference value, it is determined to be the smaller of the width and the first size of the current block, and if the horizontal conversion type index is not greater than the reference value, the width and the second size of the current block are greater.
  • the height of the transformed block is determined to be the smaller of the height of the current block and the first size when the vertical transform type index is greater than the reference value, and the vertical transform type If the index is not greater than the reference value, it is determined to be the smaller of the height of the current block and the second size, and the first size is set to be smaller than the second size.
  • An apparatus for decoding a video signal using a transform includes a memory that stores the video signal, and a processor coupled with the memory, wherein the processor is a conversion block in the video signal
  • the horizontal transform type index for the horizontal transform kernel and the vertical transform type index indicating the vertical transform kernel are obtained, and based on the horizontal transform type information, the vertical transform type information, and the size of the transform block, within the transform block
  • a transform region in which a valid transform coefficient is present is determined, and an inverse transform is applied to the transform region based on the horizontal transform type index and the vertical transform type index, and the width of the transform region is set.
  • the horizontal transform type index is greater than the reference value, it is determined to be the smaller of the width and the first size of the transform block, and if the horizontal transform type index is not greater than the reference value, the width and the second size of the transform block Is determined to be the smaller value, and the height of the transform region is determined to be the smaller of the height of the transform block and the first size when the vertical transform type index is greater than the reference value, and the vertical transform is If the type index is not greater than the reference value, it is determined to be the smaller of the height of the transform block and the second size, and the first size is set to be smaller than the second size.
  • An apparatus for encoding a video signal using a transform includes a memory that stores the video signal, and a processor coupled with the memory, wherein the processor is a predictive signal in the video signal
  • the transform kernels to be applied to the horizontal and vertical directions of the current block including the residual signal are determined, wherein the transform kernels include a horizontal transform kernel and a vertical transform kernel, and the transform kernels Generates conversion information including information about, wherein the conversion information includes a horizontal conversion type index for the horizontal direction conversion kernel and a vertical conversion type index indicating the vertical direction conversion kernel, and is associated with the conversion information.
  • the transform kernels Based on the transform kernels, it is set to generate a transformed block by applying a horizontal transform and a vertical transform, respectively, to the horizontal and vertical directions of the current block, and the size of the transformed block is the size of the current block
  • the width of the transformed block is determined to be the smaller of the width and the first size of the current block when the horizontal transform type index is greater than a reference value, and the horizontal If the conversion type index is not greater than the reference value, it is determined to be the smaller of the width and the second size of the current block, and the height of the converted block is the current if the vertical conversion type index is greater than the reference value.
  • the vertical conversion type index is not greater than the reference value, it is determined to be the smaller of the height of the current block and the second size, and the first size Is set to be smaller than the second size.
  • complexity may be significantly reduced by performing transformation only on a predefined region according to specific conditions.
  • FIG. 1 shows an example of a video coding system as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows a schematic block diagram of an encoding device in which encoding of a video/image signal is performed.
  • FIG. 3 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows a schematic block diagram of a decoding apparatus for decoding a video signal.
  • FIG. 4 is an embodiment to which the present invention is applied, and is a structural diagram of a content streaming system.
  • Figure 5 is an embodiment to which the present invention can be applied,
  • Figure 5a is QT (QuadTree, hereinafter referred to as'QT')
  • Figure 5b is BT (Binary Tree, hereinafter referred to as'BT')
  • Figure 5c is TT (Ternary Tree, hereinafter referred to as'TT')
  • FIG. 5D is a diagram for explaining block division structures by AT (Asymmetric Tree, hereinafter referred to as'AT').
  • FIG. 6 and 7 are embodiments to which the present invention is applied, and FIG. 6 shows a schematic block diagram of a transform and quantization unit, an inverse quantization and an inverse transform unit in an encoding apparatus, and FIG. 7 is a schematic block diagram of an inverse quantization and inverse transform unit in a decoding apparatus. In block diagram.
  • AMT adaptive multiple transform
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a decoding process in which AMT is performed.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an inverse transform process based on MTS according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a block diagram of an apparatus for performing decoding based on MTS according to an embodiment of the present invention.
  • 12 and 13 is an embodiment to which the present invention is applied, and is an encoding/decoding flowchart to which a secondary transform is applied.
  • FIG. 14 and 15 is an embodiment to which the present invention is applied, FIG. 14 shows a diagram for explaining Givens rotation, and FIG. 15 shows 4x4 NSST (non) composed of a Givens rotation layer and permutations -separable secondary transform).
  • RST reduced secondary transform
  • 17 is an embodiment to which the present invention is applied, and is a view showing a process of performing a reverse scan from the 64th to the 17th according to the reverse scan order.
  • FIG. 18 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of an encoding flowchart using a single transform indica-tor (STI).
  • STI transform indica-tor
  • FIG. 19 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of an encoding flowchart using a unified transform indicator (UTI).
  • UTI unified transform indicator
  • 20A and 20B show an example of an encoding flowchart using UTI as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 21 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of an encoding flowchart for performing transformation.
  • 22 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of a decoding flowchart for performing transformation.
  • FIG. 23 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of a detailed block diagram of a transform unit 120 in the encoding device 100.
  • 24 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of a detailed block diagram of an inverse transform unit 230 in the decoding apparatus 200.
  • 25 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows a flowchart for processing a video signal.
  • 26 is a flowchart illustrating a method of converting a video signal according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 27 is a diagram to illustrate a method of encoding a video signal using a reduced transform as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 28 is a diagram to illustrate a method of decoding a video signal using a reduced transform as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 29 is an example of a case in which a separable transform according to an embodiment of the present disclosure is applied
  • FIG. 29A shows a region in which an effective coefficient is present in a forward transform and a region in which zero out is applied
  • FIG. 29B is in a reverse transform It indicates the area where valid coefficients exist and the area to which zero out is applied.
  • FIG. 30 shows an example of a flowchart for encoding a video signal according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 31 shows an example of a flowchart for decoding a video signal according to an embodiment of the present specification.
  • 32 is an embodiment to which the present invention is applied and shows an example of a block diagram of an apparatus for processing a video signal.
  • the'processing unit' refers to a unit in which encoding/decoding processing such as prediction, transformation, and/or quantization is performed.
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for a luminance component and a unit for a chroma component.
  • the processing unit may correspond to a block, a coding unit (CU), a prediction unit (PU), or a transform unit (TU).
  • the processing unit may be interpreted as a unit for a luminance component or a unit for a color difference component.
  • the processing unit may correspond to a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a PU or a transform block (TB) for a luminance component.
  • the processing unit may correspond to CTB, CB, PU or TB for the color difference component.
  • the present invention is not limited thereto, and the processing unit may be interpreted to include a unit for a luminance component and a unit for a color difference component.
  • processing unit is not necessarily limited to square blocks, and may be configured in a polygonal shape having three or more vertices.
  • a pixel or a pixel is referred to as a sample in the present specification.
  • using a sample may mean using a pixel value or a pixel value.
  • FIG. 1 shows an example of a video coding system as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the video coding system may include a source device 10 and a receiving device 20.
  • the source device 10 may transmit the encoded video/video information or data to the receiving device 20 through a digital storage medium or a network in a file or streaming form.
  • the source device 10 may include a video source 11, an encoding device 12, and a transmitter 13.
  • the receiving device 20 may include a receiver 21, a decoding device 22 and a renderer 23.
  • the encoding device 10 may be referred to as a video/video encoding device, and the decoding device 20 may be referred to as a video/video decoding device.
  • the transmitter 13 may be included in the encoding device 12.
  • the receiver 21 may be included in the decoding device 22.
  • the renderer 23 may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source may acquire a video/image through a capture, synthesis, or generation process of the video/image.
  • the video source may include a video/image capture device and/or a video/image generation device.
  • the video/image capture device may include, for example, one or more cameras, a video/image archive including previously captured video/images, and the like.
  • the video/image generating device may include, for example, a computer, a tablet and a smartphone, and may (electronically) generate a video/image.
  • a virtual video/image may be generated through a computer or the like, and in this case, a video/image capture process may be replaced by a process in which related data is generated.
  • the encoding device 12 may encode an input video/image.
  • the encoding apparatus 12 may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded video/image information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmitting unit 13 may transmit the encoded video/video information or data output in the form of a bitstream to a receiving unit of a receiving device through a digital storage medium or a network in a file or streaming format.
  • the digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD.
  • the transmission unit 13 may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast/communication network.
  • the receiver 21 may extract the bitstream and transmit it to the decoding device 22.
  • the decoding apparatus 22 may decode a video/image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus 12.
  • the renderer 23 may render the decoded video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • FIG. 2 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows a schematic block diagram of an encoding device in which encoding of a video/image signal is performed.
  • the encoding device 100 of FIG. 2 may correspond to the encoding device 12 of FIG. 1.
  • the image division unit 110 may divide the input image (or picture, frame) input to the encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be referred to as a coding unit (CU).
  • the coding unit may be recursively divided according to a quad-tree binary-tree (QTBT) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU).
  • QTBT quad-tree binary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure and/or a binary tree structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure may be applied later.
  • a binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to the present invention can be performed based on the final coding unit that is no longer split.
  • the maximum coding unit may be directly used as the final coding unit based on coding efficiency according to image characteristics, or the coding unit may be recursively divided into coding units having a lower depth than optimal if necessary.
  • the coding unit of the size of can be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include procedures such as prediction, transformation, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be partitioned or partitioned from the above-described final coding unit, respectively.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transformation unit may be a unit for deriving a transform coefficient and/or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as a block or area in some cases.
  • the MxN block may represent samples of M columns and N rows or a set of transform coefficients.
  • the sample may generally represent a pixel or a pixel value, and may indicate only a pixel/pixel value of a luma component or only a pixel/pixel value of a saturation component.
  • the sample may be used as a term for one picture (or image) corresponding to a pixel or pel.
  • the encoding apparatus 100 subtracts a prediction signal (a predicted block, a prediction sample array) output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 from the input image signal (original block, original sample array)
  • a signal residual signal, residual block, residual sample array
  • a unit that subtracts a prediction signal (a prediction block, a prediction sample array) from an input video signal (original block, original sample array) in the encoder 100 may be referred to as a subtraction unit 115.
  • the prediction unit may perform prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of the current block or CU. As described later in the description of each prediction mode, the prediction unit may generate various information regarding prediction, such as prediction mode information, and transmit it to the entropy encoding unit 190.
  • the prediction information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 185 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart depending on a prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes depending on the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra prediction unit 185 may determine a prediction mode applied to the current block using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter prediction unit 180 may derive the predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block present in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to by a name such as a collocated reference block or a colCU, and a reference picture including a temporal neighboring block may also be called a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidates are used to derive the motion vector and/or reference picture index of the current block. Can be created. Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of the skip mode and the merge mode, the inter prediction unit 180 may use motion information of neighboring blocks as motion information of the current block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • the motion vector of the current block is obtained by using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor and signaling a motion vector difference. I can order.
  • the prediction signal generated by the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 may be used to generate a reconstructed signal or may be used to generate a residual signal.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • a transform technique For example, at least one of a DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT (Karhunen-Loeve Transform), GBT (Graph-Based Transform), or CNT (Conditionally Non-linear Transform) It can contain.
  • GBT means a transformation obtained from this graph when it is said that the relationship information between pixels is graphically represented.
  • CNT means a transform obtained by generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels and based on it.
  • the transform process may be applied to pixel blocks having the same size of a square, or may be applied to blocks of variable sizes other than squares.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits them to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 encodes a quantized signal (information about quantized transform coefficients) and outputs it as a bitstream. have.
  • Information about quantized transform coefficients may be referred to as residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange the block-type quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and the quantized transform based on the one-dimensional vector form quantized transform coefficients Information about coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as exponential Golomb (CAVLC), context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 190 may encode information necessary for video/image reconstruction (eg, values of syntax elements) together with the quantized transform coefficients together or separately.
  • the encoded information (eg, video/video information) may be transmitted or stored in the unit of a network abstraction layer (NAL) unit in the form of a bitstream.
  • NAL network abstraction layer
  • the bitstream can be transmitted over a network or stored on a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and/or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD.
  • the signal output from the entropy encoding unit 190 may be configured as an internal/external element of the encoding device 100 by a transmitting unit (not shown) and/or a storing unit (not shown) for storing, or the transmitting unit It may be a component of the entropy encoding unit 190.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the residual signal may be reconstructed by applying inverse quantization and inverse transformation to the quantized transform coefficients through the inverse quantization unit 140 and the inverse transformation unit 150 in the loop.
  • the adder 155 adds the reconstructed residual signal to the predicted signal output from the inter predictor 180 or the intra predictor 185, so that the reconstructed signal (restored picture, reconstructed block, reconstructed sample array) Can be generated. If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the adding unit 155 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, or may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
  • the filtering unit 160 may apply subjective/objective filtering to improve the subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and may transmit the modified reconstructed picture to the decoded picture buffer 170.
  • Various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset (SAO), adaptive loop filter (ALF), bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 160 may generate various information regarding filtering as described later in the description of each filtering method and transmit it to the entropy encoding unit 190.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the corrected reconstructed picture transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • inter prediction When the inter prediction is applied through the encoding apparatus, prediction mismatch between the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus can be avoided, and encoding efficiency can be improved.
  • the decoded picture buffer 170 may store the corrected reconstructed picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • FIG. 3 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows a schematic block diagram of a decoding apparatus for decoding a video signal.
  • the decoding device 200 of FIG. 3 may correspond to the decoding device 22 of FIG. 1.
  • the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adding unit 235, a filtering unit 240, and a decoded picture buffer (DPB). 250, an inter prediction unit 260, and an intra prediction unit 265.
  • the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be collectively called a prediction unit. That is, the prediction unit may include an inter prediction unit 180 and an intra prediction unit 185.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transformation unit 230 may be collectively called a residual processing unit. That is, the residual processing unit may include an inverse quantization unit 220 and an inverse conversion unit 230.
  • the entropy decoding unit 210, the inverse quantization unit 220, the inverse transform unit 230, the addition unit 235, the filtering unit 240, the inter prediction unit 260, and the intra prediction unit 265 described above are exemplary embodiments. It may be configured by one hardware component (for example, a decoder or processor). Also, the decoded picture buffer 250 may be configured by one hardware component (eg, a memory or digital storage medium) according to an embodiment.
  • the decoding apparatus 200 may restore an image in response to a process in which the video/image information is processed by the encoding apparatus 100 of FIG. 2.
  • the decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied by the encoding apparatus 100. Therefore, the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit, and the coding unit may be divided along a quad tree structure and/or a binary tree structure from a coding tree unit or a largest coding unit. Then, the decoded video signal decoded and output through the decoding device 200 may be reproduced through the reproduction device.
  • the decoding apparatus 200 may receive the signal output from the encoding apparatus 100 of FIG. 2 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video/image information) necessary for image reconstruction (or picture reconstruction).
  • 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 image reconstruction and a transform coefficient for residual.
  • the CABAC entropy decoding method receives bins corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information to be decoded and decoding information of neighboring and decoding target blocks or symbol/bin information decoded in the previous step.
  • the context model is determined by using, and the probability of occurrence of the bin is predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin is performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. have.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model using the decoded symbol/bin information for the next symbol/bin context model after determining the context model.
  • the entropy decoding unit 210 performs entropy decoding.
  • the dual value that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the inverse quantization unit 220.
  • information related to filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiving unit (not shown) receiving a signal output from the encoding apparatus 100 may be further configured as an internal/external element of the decoding apparatus 200, or the receiving unit may be a component of the entropy decoding unit 210. It may be.
  • the inverse quantization unit 220 may inverse quantize the quantized transform coefficients to output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block form. In this case, reordering may be performed based on the coefficient scan order performed by the encoding apparatus 100.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on the quantized transform coefficients using a quantization parameter (for example, quantization step size information), and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter for example, quantization step size information
  • the inverse transform unit 230 inversely transforms the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on information about the prediction output from the entropy decoding unit 210, and may determine a specific intra/inter prediction mode.
  • the intra prediction unit 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or spaced apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra prediction unit 265 may determine a prediction mode applied to the current block using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter prediction unit 260 may derive the predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter prediction unit 260 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks, and derive a motion vector and/or reference picture index of the current block based on the received candidate selection information.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and information on prediction may include information indicating a mode of inter prediction for a current block.
  • the adding unit 235 adds the obtained residual signal to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the inter prediction unit 260 or the intra prediction unit 265, thereby restoring signals (restored pictures, reconstructed blocks). , A reconstructed sample array). If there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the adding unit 235 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, or may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
  • the filtering unit 240 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal. For example, the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and may transmit the modified reconstructed picture to the decoded picture buffer 250.
  • Various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the corrected reconstructed picture transmitted to the decoded picture buffer 250 may be used as a reference picture by the inter prediction unit 260.
  • the embodiments described in the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoding device 100 are respectively the filtering unit 240 and the inter prediction unit 260 of the decoding device.
  • the intra prediction unit 265 may be applied to the same or corresponding.
  • FIG. 4 is an embodiment to which the present invention is applied, and is a structural diagram of a content streaming system.
  • the content streaming system to which the present invention is applied may largely include an encoding server 410, a streaming server 420, a web server 430, a media storage 440, a user device 450, and a multimedia input device 460. have.
  • the encoding server 410 serves to compress the content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, and a camcorder into digital data to generate a bitstream and transmit it to the streaming server 420.
  • multimedia input devices 460 such as a smartphone, camera, and camcorder directly generate a bitstream
  • the encoding server 410 may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generation method to which the present invention is applied, and the streaming server 420 may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server 420 transmits multimedia data to the user device 450 based on a user request through the web server 430, and the web server 430 serves as an intermediary to inform the user of the service.
  • the web server 430 delivers it to the streaming server 420, and the streaming server 420 transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, in which case the control server serves to control commands/responses between devices in the content streaming system.
  • Streaming server 420 may receive content from media storage 440 and/or encoding server 410. For example, when content is received from the encoding server 410, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server 420 may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device 450 include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a terminal for digital broadcasting, a personal digital assistants (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, and a slate PC. ), tablet PC, ultrabook, wearable device (e.g., smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)), digital TV , Desktop computers, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistants
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • tablet PC ultrabook
  • wearable device e.g., smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)
  • digital TV Desktop computers
  • Desktop computers digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system can be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server can be distributed.
  • Figure 5 is an embodiment to which the present invention can be applied,
  • Figure 5a is QT (QuadTree, QT)
  • Figure 5b is BT (Binary Tree, BT)
  • Figure 5c is TT (Ternary Tree, TT)
  • Figure 5d is AT (Asymmetric Tree, AT).
  • one block can be divided based on QT. Further, one subblock divided by QT may be further divided recursively using QT.
  • a leaf block that is no longer QT split may be split by at least one of BT, TT, or AT.
  • BT can have two types of splitting: horizontal BT (2NxN, 2NxN) and vertical BT (Nx2N, Nx2N).
  • the TT may have two types of splitting: horizontal TT (2Nx1/2N, 2NxN, 2Nx1/2N) and vertical TT (1/2Nx2N, Nx2N, 1/2Nx2N).
  • AT is horizontal-up AT (2Nx1/2N, 2Nx3/2N), horizontal-down AT (2Nx3/2N, 2Nx1/2N), vertical-left AT (1/2Nx2N, 3/2Nx2N), vertical-right AT (3 /2Nx2N, 1/2Nx2N).
  • Each BT, TT, AT can be further divided recursively using BT, TT, AT.
  • Block A can be divided into four sub-blocks (A0, A1, A2, A3) by QT.
  • Sub-block A1 may be divided into four sub-blocks (B0, B1, B2, and B3) again by QT.
  • Block B3 which is no longer divided by QT, may be divided into vertical BT(C0, C1) or horizontal BT(D0, D1). As in the block C0, each sub-block may be further divided recursively in the form of horizontal BT(E0, E1) or vertical BT (F0, F1).
  • Block B3 which is no longer divided by QT, may be divided into vertical TT (C0, C1, C2) or horizontal TT (D0, D1, D2). As in block C1, each sub-block may be further recursively divided in the form of horizontal TT (E0, E1, E2) or vertical TT (F0, F1, F2).
  • Block B3 which is no longer divided by QT, may be divided into vertical AT (C0, C1) or horizontal AT (D0, D1). As in block C1, each sub-block may be further recursively divided in the form of horizontal AT (E0, E1) or vertical TT (F0, F1).
  • BT, TT, and AT divisions can be used together to divide.
  • a sub-block divided by BT can be divided by TT or AT.
  • the sub-block divided by TT can be divided by BT or AT.
  • the sub-block divided by AT can be divided by BT or TT.
  • each sub-block may be divided into vertical BT, or after vertical BT division, each sub-block may be divided into horizontal BT. In this case, the order of division is different, but the shape of the final division is the same.
  • the order in which blocks are searched can be variously defined.
  • a search is performed from left to right, from top to bottom, and searching for blocks means an order of determining whether to divide additional blocks of each divided sub-block, or when a block is no longer divided, each sub It may mean a coding order of blocks or a search order when sub-blocks refer to information of other neighboring blocks.
  • transformation may be performed for each processing unit (or transformation block) divided by a partitioning structure, and in particular, transformation matrix may be applied by being divided by row direction and column direction.
  • transformation matrix may be applied by being divided by row direction and column direction.
  • other conversion types may be used depending on the length of the processing unit (or conversion block) in the row direction or the column direction.
  • the transformation is applied to residual blocks, to decorate the residual blocks as much as possible, concentrate the coefficients at low frequencies, and create a zero tail at the end of the block.
  • the transform part includes two main functions (core transform and secondary transform).
  • the core transform is composed of a discrete cosine transform (DCT) and a discrete sine transform (DST) transform family applied to all rows and columns of the residual block.
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • the second transform may be additionally applied to the top left corner of the output of the core transform.
  • the inverse transform of the second order inverse transform and the core inverse transform may be applied.
  • the second inverse transform may be applied to the upper left corner of the coefficient block.
  • the core inverse transform is then applied to the rows and columns of the output of the second inverse transform.
  • Core transformation or inverse transformation may be referred to as first order transformation or inverse transformation.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a transformation and quantization unit 120/130, an inverse quantization and an inverse transformation unit 140/150 in the encoding apparatus 100 of FIG. 7 shows a block diagram and a schematic block diagram of an inverse quantization and inverse transform unit 220/230 in the decoding apparatus 200.
  • the transform and quantization unit 120/130 may include a primary transform unit 121, a secondary transform unit 122, and a quantization unit 130. have.
  • the inverse quantization and inverse transform unit 140/150 includes an inverse quantization unit 140, an inverse secondary transform unit 151, and an inverse primary transform unit 152. Can.
  • the inverse quantization and inverse transform unit 220/230 includes an inverse quantization unit 220, an inverse secondary transform unit 231, and an inverse primary transform unit ( 232).
  • the primary transform when performing the conversion, it is possible to perform the conversion through a plurality of steps.
  • two stages of a primary transform and a secondary transform may be applied, or further transform stages may be used according to an algorithm.
  • the primary transform may be referred to as a core transform.
  • the primary transform unit 121 may apply a primary transform to the residual signal, where the primary transform may be defined as a table in the encoder and/or decoder.
  • the second-order transform unit 122 may apply a second-order transform to the first-converted signal, where the second-order transform may be defined as an table in an encoder and/or a decoder.
  • a non-separable secondary transform may be applied conditionally as a secondary transform.
  • NSST is applied only in the case of an intra prediction block, and may have a transform set applicable to each prediction mode group.
  • the prediction mode group may be set based on symmetry with respect to the prediction direction. For example, since prediction mode 52 and prediction mode 16 are symmetric based on prediction mode 34 (diagonal direction), the same transform set may be applied by forming a group. At this time, when applying the transform for the prediction mode 52, the input data is transposed and then applied, because the prediction mode 16 and the transform set are the same.
  • each has a set of transformations, and the transformation set may be composed of two transformations.
  • the transformation set may be composed of three transforms per transform set.
  • the quantization unit 130 may perform quantization on the second-converted signal.
  • the inverse quantization and inverse transformation unit 140/150 performs the above-described process in reverse, and redundant description is omitted.
  • FIG. 7 shows a schematic block diagram of an inverse quantization and inverse transform unit 220/230 in the decoding apparatus 200.
  • the inverse quantization and inverse transform unit 220/230 includes an inverse quantization unit 220, an inverse secondary transform unit 231, and an inverse primary transform unit. It may include (232).
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from an entropy-decoded signal using quantization step size information.
  • the inverse quadratic transform unit 231 performs an inverse quadratic transform on the transform coefficients.
  • the inverse quadratic transform represents the inverse transform of the quadratic transform described in FIG. 6.
  • the inverse primary transform unit 232 performs an inverse primary transform on the inverse secondary transformed signal (or block), and obtains a residual signal.
  • the inverse primary transform represents the inverse transform of the primary transform described in FIG. 6.
  • adaptive (or explicit) multiple transform (AMT or EMT) techniques are residual coding for inter and intra coded blocks. Is used for A number of selected transforms are used from DCT/DST families other than those in HEVC.
  • the transformation matrices newly introduced in JEM are DST-7, DCT-8, DST-1, and DCT-5. Table 1 below shows the base functions of the selected DST/DCT.
  • EMT may be applied to CUs having a width and height less than or equal to 64, and whether EMT is applied may be controlled by a CU level flag. If the CU level flag is 0, DCT-2 is applied to the CU to encode the residual. For luma coding blocks in a CU to which EMT is applied, two additional flags are signaled to identify horizontal and vertical transforms to be used. As in HEVC, residuals in blocks in JEM can be coded in transform skip mode. For intra residual coding, a mode-dependent transform candidate selection process is used due to different residual statistics of different intra prediction modes. Three transform subsets are defined as shown in Table 2 below, and the transform subset is selected based on the intra prediction mode as shown in Table 3.
  • the transform subset is first identified based on Table 2 by using the intra prediction mode of the CU with CU-level EMT_CU_flag equal to 1. Then, for each of the horizontal (EMT_TU_horizontal_flag) and vertical (EMT_TU_vertical_flag) transforms, one of the two transform candidates in the identified transform subset is selected based on explicit signaling using flags, according to Table 3.
  • Table 4 shows an embodiment to which the present invention is applied, and shows a transformation configuration group to which an adaptive multiple transform (AMT) is applied.
  • AMT adaptive multiple transform
  • transform configuration groups are determined based on the prediction mode, and the number of groups may be 6 (G0 to G5).
  • G0 to G4 correspond to a case where intra prediction is applied
  • G5 represents transform combinations (or transform sets, transform combination sets) applied to the residual block generated by inter prediction.
  • One transform combination is a horizontal transform (or row transform) applied to the rows of the corresponding 2D block and a vertical transform (or column) applied to the columns. It may be made of a transform (column transform).
  • all transform setting groups may each have four transform combination candidates.
  • the four transform combination candidates can be selected or determined through a transform combination index of 0 to 3, and the transform combination index can be encoded and transmitted from an encoder to a decoder.
  • residual data (or residual signals) obtained through intra prediction may have different statistical characteristics according to intra prediction modes. Therefore, as shown in Table 4, transformations other than the common cosine transformation may be applied for each intra prediction.
  • the conversion type may be expressed, for example, DCT-Type 2, DCT-II, DCT-2.
  • a plurality of transform combinations may be applied to each transform setup group classified in each intra prediction mode column.
  • the plurality of transform combinations may be composed of four (row direction transform, column direction transform) combinations.
  • DST-7 and DCT-5 can be applied to both the row (horizontal) direction and the column (vertical) direction, so a total of four combinations are possible.
  • the transform combination index may be referred to as an AMT index (AMT index), and may be expressed as amt_idx.
  • the DCT-2 may be optimal for both the row direction and the column direction due to the characteristics of the residual signal. Therefore, transformation can be applied adaptively by defining an AMT flag for each coding unit.
  • AMT flag when the AMT flag is 0, DCT-2 is applied to both the row direction and the column direction, and when the AMT flag is 1, one of four combinations may be selected or determined through the AMT index.
  • the transform kernels of Table 4 are not applied and DST-7 may be applied to both the row direction and the column direction. .
  • the amount of additional information transmission may be reduced by applying DST-7 without parsing the AMT index.
  • AMT can be applied only when both the width and height of the conversion unit are 32 or less.
  • Table 4 may be preset through off-line training.
  • the AMT index may be defined as one index that can simultaneously indicate a combination of horizontal and vertical transformations.
  • the AMT index may be defined as separate horizontal transform index and vertical transform index.
  • AMT adaptive multiple transform
  • a combination of transforms can also be constructed with a mixture of separable transforms and non-separable transforms.
  • non-separation transformation selection of transformation by row/column or selection by horizontal/vertical direction becomes unnecessary, and transformation combinations of Table 4 can be used only when separable transformation is selected.
  • the schemes proposed in the present specification can be applied regardless of a first order transform or a second order transform. That is, there is no restriction that it should be applied to either one, and both can be applied.
  • the primary transform may mean a transform for transforming the residual block at the beginning
  • the secondary transform may mean a transform for applying a transform to a block generated as a result of the primary transform.
  • the encoding apparatus 100 may determine a transform group corresponding to the current block (S805).
  • the transform group may mean a transform group of Table 4, but the present invention is not limited thereto and may be composed of other transform combinations.
  • the encoding apparatus 100 may perform transformation on candidate transformation combinations available in the transformation group (S810). As a result of the conversion, the encoding apparatus 100 may determine or select a conversion combination having the lowest rate distortion (RD) cost (S815). The encoding apparatus 100 may encode a transform combination index corresponding to the selected transform combination (S820).
  • RD rate distortion
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a decoding process in which AMT is performed.
  • the decoding apparatus 200 may determine a transform group for the current block (S905).
  • the decoding apparatus 200 may parse the transform combination index, where the transform combination index may correspond to any one of a plurality of transform combinations in the transform group (S910).
  • the decoding apparatus 200 may derive a transform combination corresponding to the transform combination index (S915).
  • the conversion combination may mean the conversion combination described in Table 4, but the present invention is not limited thereto. That is, it is also possible to configure other conversion combinations.
  • the decoding apparatus 200 may perform inverse transform on the current block based on the transform combination (S920).
  • the combination of transformations is composed of a row transformation and a column transformation
  • the row transformation can be applied first and then the column transformation.
  • the present invention is not limited to this, and may be applied on the contrary, or when the non-separation transformations are configured, the non-separation transformation may be applied.
  • a process of determining a transform group and a process of parsing a transform combination index may be performed simultaneously.
  • the term'AMT' described above may be redefined as'multiple transform set or multiple transform selection (MTS)'.
  • MTS-related syntaxes and semantics described below are defined in the versatile video coding (VVC) standard document JVET-K1001-v4.
  • two MTS candidates for the directional mode and four MTS candidates for the non-directional mode may be used as follows.
  • DST-7 is used for vertical transformation and DCT-8 is used for horizontal transformation.
  • DCT-8 is used for vertical transformation and DST-7 is used for horizontal transformation.
  • DCT-8 is used for horizontal and vertical conversion
  • DCT-8 is used for vertical transformation and DST-7 is used for horizontal transformation.
  • DST-7 is used for vertical transformation and DCT-8 is used for horizontal transformation.
  • horizontal group modes include intra prediction modes 2 to 34, and vertical modes include intra prediction modes 35 to 66.
  • three MTS candidates are used for all intra prediction modes.
  • DST-7 is used for vertical transformation and DCT-8 is used for horizontal transformation.
  • DCT-8 is used for vertical transformation and DST-7 is used for horizontal transformation.
  • two MTS candidates are used for directional prediction modes and three MTS candidates are used for non-directional prediction modes.
  • DST-7 is used for vertical transformation and DCT-8 is used for horizontal transformation.
  • DCT-8 is used for vertical transformation and DST-7 is used for horizontal transformation.
  • DCT-8 is used for vertical transformation and DST-7 is used for horizontal transformation.
  • DST-7 is used for vertical transformation and DCT-8 is used for horizontal transformation.
  • one MTS candidate (eg DST-7) may be used for all intra modes.
  • the encoding time can be reduced by 40% with minor coding loss.
  • one flag can be used to indicate between DCT-2 and DST-7.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an inverse transform process based on MTS according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus 200 to which the present invention is applied may acquire sps_mts_intra_enabled_flag or sps_mts_inter_enabled_flag (S1005).
  • sps_mts_intra_enabled_flag indicates whether cu_mts_flag exists in the residual coding syntax of the intra coding unit.
  • sps_mts_intra_enabled_flag 0 cu_mts_flag is not present in the residual coding syntax of the intra coding unit
  • sps_mts_intra_enabled_flag 1 cu_mts_flag is present in the residual coding syntax of the intra coding unit
  • sps_mts_inter_enabled_flag indicates whether cu_mts_flag exists in the residual coding syntax of the inter coding unit.
  • mts_idx indicates which transform kernel is applied to luma residual samples along the horizontal and/or vertical direction of the current transform block.
  • mts_idx For example, for mts_idx, at least one of the embodiments described herein may be applied.
  • the decoding apparatus 200 may derive a transform kernel corresponding to mts_idx (S1020).
  • the transform kernel corresponding to mts_idx may be defined by being divided into horizontal transform and vertical transform.
  • the decoding apparatus 200 may configure the MTS candidate based on the intra prediction mode of the current block. In this case, configuring the MTS candidate may be further included in the decoding flowchart of FIG. 10. Then, the decoding apparatus 200 may determine the MTS candidate applied to the current block using mts_idx among the configured MTS candidates.
  • transform kernels may be applied to the horizontal transform and the vertical transform.
  • present invention is not limited thereto, and the same transform kernel may be applied to the horizontal transform and the vertical transform.
  • the decoding apparatus 200 may perform inverse transform based on the transform kernel (S1025).
  • MTS may be expressed as AMT or EMT
  • mts_idx may be expressed as AMT_idx, EMT_idx, AMT_TU_idx EMT_TU_idx, etc., and the present invention is not limited to this expression.
  • MTS the case where the MTS is applied and the case where the MTS is not applied is explained based on the MTS flag, but the present invention is not limited to this expression.
  • whether MTS is applied may have the same meaning as whether to use a conversion type (or conversion kernel) other than a specific predefined conversion type (which may be referred to as a basic conversion type, a default conversion type, etc.). have.
  • a conversion type other than the basic conversion type eg, one or more combined conversion types of a plurality of conversion types
  • the default conversion type Can be used for this conversion.
  • the basic conversion type may be set (or defined) as DCT-2.
  • the MTS flag syntax indicating whether MTS is applied to the current transform block and the MTS index syntax indicating the transform type applied to the current block when MTS is applied may be individually transmitted from an encoder to a decoder.
  • syntax (eg, MTS index) including all of whether a MTS is applied to a current transform block and a transform type applied to the current block when MTS is applied may be transmitted from an encoder to a decoder.
  • a syntax (or syntax element) indicating a conversion type applied to the current conversion block (or unit) in the entire conversion type group (or set of conversion types) including the basic conversion type described above is It can be transmitted from the encoder to the decoder.
  • the syntax (MTS index) indicating the transformation type applied to the current transformation block may include information on whether MTS is applied.
  • MTS index the MTS index
  • the DCT-2 is included in the MTS, but in the present invention, when the DCT-2 is applied, the MTS is applied. It can be described as not being done, and nevertheless, the technical scope of MTS is not limited to the definition.
  • FIG. 11 is a block diagram of an apparatus for performing decoding based on MTS according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus 200 to which the present invention is applied may include a sequence parameter obtaining unit 1105, an MTS flag obtaining unit 1110, an MTS index obtaining unit 1115, and a transform kernel deriving unit 1120.
  • the sequence parameter acquiring unit 1105 may acquire sps_mts_intra_enabled_flag or sps_mts_inter_enabled_flag.
  • sps_mts_intra_enabled_flag indicates whether cu_mts_flag is present in the residual coding syntax of the intra coding unit
  • sps_mts_inter_enabled_flag indicates whether cu_mts_flag is present in the residual coding syntax of the inter coding unit.
  • the description related to FIG. 10 may be applied.
  • cu_mts_flag indicates whether MTS is applied to a residual sample of a luma transform block. As a specific example, the description related to FIG. 10 may be applied.
  • mts_idx indicates which transform kernel is applied to luma residual samples along the horizontal and/or vertical direction of the current transform block. As a specific example, the description of FIG. 10 may be applied.
  • the transform kernel inducing unit 1120 may derive a transform kernel corresponding to mts_idx. Then, the decoding apparatus 200 may perform inverse transform based on the derived transform kernel.
  • the method in which the decoding apparatus 200 generates a block including residual samples from the transform block through inverse transform may be as follows.
  • the input to this process is:
  • variable trTypeHor indicating the horizontal transform kernel and the variable trTypeVer indicating the vertical transform kernel can be derived based on mts_idx[ x ][ y] and CuPredMode[ x ][ y] in Table 5.
  • the (nTbW)x(nTbH) array of residual samples can be derived as follows:
  • CuPredMode represents the prediction mode currently applied to the CU.
  • MDNSST Mode-dependent non-separable secondary transform
  • LNNST low frequency non-separable transform
  • a 4x4 non-separated quadratic transformation is applied, and a 4x4 non-separated quadratic transformation is performed on the upper left min(8, W) x min(8, H) of the transform coefficient block Can be.
  • min(A, B) is a function that outputs the smaller value among A and B.
  • WxH is the size of the block, W is the width, and H is the height.
  • the mapping from the intra prediction mode to the transform set can be variously defined.
  • an NSST index (NSST idx) may be coded to indicate a transform kernel among four non-separated transform sets according to an intra prediction mode. If NSST is not applied, an NSST index having a value of 0 may be signaled.
  • 12 and 13 is an embodiment to which the present invention is applied, and is an encoding/decoding flowchart to which a secondary transform is applied.
  • the secondary transform (MDNSST) is not applied to blocks coded in transform skip mode. If the MDNSST index is signaled for the CU and is non-zero, MDNSST is not used for blocks of components coded in transform skip mode within the CU.
  • the overall coding structure including coefficient coding and NSST index coding is shown in FIGS. 12 and 13.
  • a coded block flag (CBF) is encoded to determine whether to perform coefficient coding and NSST coding. 12 and 13, the CBF flag may indicate a luma block cbf flag (cbf_luma flag) or a chroma block cbf flag (cbf_cb flag or cbf_cr flag). When the CBF flag is 1, transform coefficients are coded.
  • the encoding apparatus 100 determines whether CBF is 1 (S1205). When the CBF is 0, the encoding apparatus 100 does not perform encoding of transform coefficients and NSST index encoding. When CBF is 1, the encoding apparatus 100 performs encoding on the transform coefficients (S1210). Thereafter, the encoding apparatus 100 determines whether to perform NSST index coding (S1215), and performs NSST index coding (S1220). When NSST index coding is not applied, the encoding apparatus 100 may end the conversion procedure without applying NSST and perform a subsequent step (eg, quantization).
  • a subsequent step eg, quantization
  • the decoding apparatus 200 determines whether CBF is 1 (S1305). When CBF is 0, the decoding apparatus 200 does not perform decoding of transform coefficients and NSST index decoding. When CBF is 1, the decoding apparatus 200 decodes the transform coefficients (S1310). Thereafter, the decoding apparatus 200 determines whether to code the NSST index (S1315), and parses the NSST index (S1320).
  • NSST is not applied to the entire block to which the first transform is applied (TU in the case of HEVC), but can be applied to the 8x8 region or 4x4 region in the upper left. For example, if the size of the block is 8x8 or more (i.e., both width and height are 8 or more), 8x8 NSST is applied, and if it is less than 8x8 (i.e., when the width or height is less than 8), 4x4 NSST may be applied. . In addition, when 8x8 NSST is applied (that is, even when the block size is 8x8 or more), 4x4 NSST may be applied to 4x4 blocks (that is, the upper left 8x8 area is divided into 4x4 blocks for each block).
  • Both 8x8 NSST and 4x4 NSST can be determined according to the transformation set configuration described above. As a non-separated transformation, 8x8 NSST has 64 input data and 64 output data, and 4x4 NSST can have 16 inputs and 16 outputs. have.
  • FIG. 14 and 15 is an embodiment to which the present invention is applied, FIG. 14 shows a diagram for explaining Givens rotation, and FIG. 15 shows a 4x4 NSST composed of a Givens rotation layer and permutations. It shows the composition of one round.
  • Both 8x8 NSST and 4x4 NSST can be configured in a hierarchical combination of Givens rotations.
  • the matrix corresponding to one Givens rotation is as shown in Equation 1, and the matrix product is represented in FIG. 14.
  • t m and t n output by the Givens rotation may be calculated as in Equation 2.
  • one more substitution is finally performed on the data output through the Givens rotation layers, and information about the substitution is separately stored for each transformation.
  • the permutation is performed at the end of the forward NSST, and the inverse permutation is first applied to the inverse NSST.
  • the reverse NSST performs the Gibbons rotation layers and permutations applied in the forward NSST in reverse order, and rotates by taking a minus (-) value for each Gibbons rotation angle.
  • 16 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows the operation of the RST.
  • RT reduced transform
  • FIGS. 16A and 16B Since the matrix for the reverse RT becomes a transpose matrix of the forward RT matrix, the application of the forward RT and the reverse RT may be illustrated in FIGS. 16A and 16B.
  • the RT applied to the upper left 8x8 block of the transform coefficient block to which the first order transformation is applied may be referred to as 8x8 RST.
  • the forward 8x8 RST has the form of a 16x64 matrix
  • the reverse 8x8 RST has the form of 64x16.
  • the MxN matrix may be composed of M rows and N columns.
  • the transform set configuration shown in Table 5 may be applied. That is, 8x8 RST may be determined based on the transform set according to the intra prediction mode as shown in Table 5.
  • one transform set is composed of two or three transforms according to the intra prediction mode, one of up to four transforms can be selected, even when the second transform is not applied (one transform is equal May correspond to a matrix).
  • indexes of 0, 1, 2, and 3 are assigned to 4 transforms, a transform applied by signaling a syntax element corresponding to an NSST index for each transform coefficient block may be designated.
  • index 0 can be assigned to an identity matrix, that is, when a second order transformation is not applied.
  • 8x8 NSST may be designated, and according to the RST configuration, 8x8 RST may be designated.
  • 17 is an embodiment to which the present invention is applied, and is a view showing a process of performing a reverse scan from the 64th to the 17th according to the reverse scan order.
  • the upper left 4x4 region becomes a region of interest (ROI) region in which a valid transform coefficient is filled, and the remaining region is vacated.
  • the empty area may be filled with a value of 0 by default. If a valid non-zero transform coefficient is found in addition to the ROI region of FIG. 17, since it is certain that 8x8 RST is not applied, corresponding coding may be omitted in the corresponding NSST index. Conversely, if a non-zero transform coefficient is found outside the ROI area of FIG. 17 (when 8x8 RST is applied, when the area other than ROI is filled with 0), the 8x8 RST may have been applied, so the NSST index may be coded. have.
  • the conditional NSST index coding needs to be checked for the presence or absence of a non-zero transform coefficient, and thus can be performed after the residual coding process.
  • 18 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of an encoding flow chart using a single transform indicator.
  • a single transform indicator (STI) is introduced.
  • the single transform can be any kind of transform.
  • a single transform can be a split transform or a non-split transform.
  • the single transform can be a transform approximated from a non-separated transform.
  • a single transform index (ST_idx in FIG. 18) may be signaled when a single transform indicator is activated.
  • the single transform index may indicate a transform corresponding to a transform to be applied among available transform candidates.
  • the encoding apparatus 100 determines whether CBF is 1 (S1805). When CBF is 1, the encoding apparatus 100 determines whether STI coding is applied (S1810). When STI coding is applied, the encoding apparatus 100 encodes the STI index (STI_Idx) (S1845), and performs coding on transform coefficients (S1850). If STI coding is not applied, the encoding apparatus 100 encodes a flag (EMT_CU_Flag) indicating whether EMT (or MTS) is applied at the CU level (S1815). Thereafter, the encoding apparatus 100 performs coding on transform coefficients (S1820).
  • EMT_CU_Flag indicating whether EMT (or MTS) is applied at the CU level
  • EMT EMT
  • TU transform unit
  • EMT_TU Idx the index of the primary transform applied to the TU
  • S1840 the encoding apparatus 100 determines whether NSST is applied.
  • NSST_Idx an index indicating the NSST to be applied (S1840).
  • a single transform index (ST_Idx) may be implicitly derived without being signaled.
  • ST_idx may be implicitly determined based on the block size and intra prediction mode.
  • ST_idx may indicate a transform (or transform kernel) applied to the current transform block.
  • the block size corresponds to a predetermined value such as 4 or 8.
  • Intra prediction mode of one of the predetermined modes such as DC or planner.
  • the STI coding flag can be signaled to indicate whether a single transform is applied or not.
  • the STI coding flag can be signaled based on the STI coding value and CBF. For example, the STI coding flag can be signaled when CBF is 1 and STI coding is activated.
  • the STI coding flag may be signaled conditionally in consideration of a block size, a block type (a square block or a non-directional block), or an intra prediction mode.
  • ST_idx may be determined after coefficient coding.
  • ST_idx may be determined implicitly based on a block size, an intra prediction mode, and the number of non-zero coefficients.
  • ST_idx may be conditionally encoded/decoded based on block size and/or block shape and/or intra prediction mode and/or number of non-zero coefficients.
  • ST_idx signaling may be omitted depending on the distribution of non-zero coefficients (ie, the position of non-zero coefficients). In particular, if non-zero coefficients are found in a region other than the upper left 4x4 region, signaling of ST_idx may be omitted.
  • FIG. 19 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of an encoding flowchart using a unified transform indicator (UTI).
  • UTI unified transform indicator
  • a unified conversion indicator is introduced.
  • UTI covers both primary and secondary conversion indicators.
  • the encoding apparatus 100 determines whether CBF is 1 (S1905). When CBF is 1, the encoding apparatus 100 determines whether UTI coding is applied (S1910). When UTI coding is applied, the encoding apparatus 100 encodes the UTI index (UTI_Idx) (S1945), and performs coding on transform coefficients (S1950). When UTI coding is not applied, the encoding apparatus 100 encodes a flag (EMT_CU_Flag) indicating whether EMT (or MTS) is applied at the CU level (S1915). Thereafter, the encoding apparatus 100 performs coding on transform coefficients (S1920).
  • EMT_CU_Flag indicating whether EMT (or MTS) is applied at the CU level
  • EMT EMT
  • TU transform unit
  • EMT_TU Idx the index of the primary transform applied to the TU
  • NSST_Idx an index indicating the NSST to be applied
  • the UTI can be coded for each predetermined unit (CTU or CU).
  • the UTI coding mode may depend on the following conditions.
  • the syntax structure for UTI can be used selectively.
  • the UTI may depend on the CU (or TU) size. For example, a smaller CU (TU) may have a relatively narrow range of UTI indexes.
  • a predefined condition eg, the block size is smaller than a predefined threshold
  • the UTI may indicate only the core conversion index.
  • the UTI index can be treated as a secondary conversion index.
  • a predetermined core transformation may be used.
  • 20A and 20B show an example of an encoding flowchart using UTI as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the transform coding structure may use UTI index coding as shown in FIGS. 20A and 20B.
  • the UTI index may be coded before coefficient coding or coded after coefficient coding.
  • the encoding apparatus 100 determines whether CBF is 1 (S2005). If CBF is 1, the encoding apparatus 100 codes the UTI index (UTI_Idx) (S2010), and performs coding on the transform coefficients (S2015).
  • UTI_Idx UTI index
  • S2015 transform coefficients
  • the encoding apparatus 100 determines whether CBF is 1 (S2055). If CBF is 1, the encoding apparatus 100 performs coding on the transform coefficients (S2060) and codes the UTI index (UTI_Idx) (S2065).
  • the conversion indicators include ST_idx, UTI_idx, EMT_CU_Flag, EMT_TU_Flag, NSST_idx, and a conversion-related index used to indicate the conversion kernel.
  • the aforementioned conversion indicator is not signaled and the corresponding information can be inserted into the coefficient coding process (can be extracted during the coefficient coding process).
  • the coefficient coding process may include the following parts.
  • transform indicator information can be inserted into one or more of the coefficient coding processes described above. The following can be considered together to insert the conversion indicator information.
  • the above-described data hiding method can be considered conditionally.
  • the data hiding method may depend on the number of non-zero coefficients.
  • NSST_idx and EMT_idx can be dependent. For example, when EMT_CU_flag is 0 (or 1), NSST_idx may not be 0. In this case, NSST_idx-1 may be signaled in place of NSST_idx.
  • NSST transform set mapping based on intra prediction mode is introduced as shown in Table 7 below.
  • NSST is mainly described as an example of non-separation transformation, but other known terms (eg, LFNST) may be used for non-separation transformation.
  • the NSST set and the NSST index may be used by replacing the LFNST set and the LFNST index.
  • the RST described in this document is a reduced input length in a square non-separated transform matrix applied to at least a portion of the transform block (the left 4x4, 8x8 region, or the rest of the 8x8 block except the right-bottom 4x4 region).
  • RST may also be used by replacing it with LFNST.
  • NSST set numbers can be rearranged from 0 to 3 as shown in Table 8.
  • Case A Two available transform kernels are used for each transform set, and the NSST index range is 0 to 2. For example, when the NSST index is 0, a secondary transform (secondary inverse transform based on a decoder) may not be applied. When the NSST index is 1 or 2, quadratic transformation may be applied.
  • the transform set may include two transform kernels, and an index of 1 or 2 may be mapped to the two transform kernels.
  • Case B Uses two available transform kernels for the 0 transform set and one transform kernel for each of the remaining transform sets.
  • the NSST indexes available for the 0 transform set (DC, planner) are 0 to 2.
  • the NSST index for other modes (1, 2, 3 transform set) is 0 to 1.
  • non-separated transform kernels are set for the non-separated transform (NSST) set corresponding to index 0, and each of the non-separated transform (NSST) sets corresponding to indexes 1, 2, and 3
  • One non-separated transform kernel is set for.
  • Case C One transformation kernel is used for each transformation set, and the NSST index range is 0 to 1.
  • 21 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of an encoding flowchart for performing transformation.
  • the encoding apparatus 100 performs primary transformation on the residual block (S2105).
  • the first order transformation may be referred to as a core transformation.
  • the encoding apparatus 100 may perform primary transformation using the above-described MTS.
  • the encoding apparatus 100 may transmit an MTS index indicating a specific MTS among MTS candidates to the decoding apparatus 200.
  • the MTS candidate may be configured based on the intra prediction mode of the current block.
  • the encoding apparatus 100 determines whether to apply the secondary transform (S2110). For example, the encoding apparatus 100 may determine whether to apply the secondary transform based on the primary transformed residual transform coefficient.
  • the quadratic transformation can be NSST or RST.
  • the encoding apparatus 100 determines a secondary transform (S2115). At this time, the encoding apparatus 100 may determine the secondary transform based on the specified NSST (or RST) transform set according to the intra prediction mode.
  • the encoding apparatus 100 may determine an area to which the second transform is applied based on the size of the current block prior to step S2115.
  • the encoding apparatus 100 performs a secondary transform using the secondary transform determined in step S2115 (S2120).
  • 22 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of a decoding flowchart for performing transformation.
  • the decoding apparatus 200 determines whether to apply the second inverse transform (S2205).
  • the second inverse transform may be NSST or RST.
  • the decoding apparatus 200 may determine whether to apply the second inverse transform based on the second transform flag received from the encoding apparatus 100.
  • the decoding apparatus 200 determines a second inverse transform (S2210). At this time, the decoding apparatus 200 may determine the second inverse transform applied to the current block based on the specified NSST (or RST) transform set according to the intra prediction mode.
  • the decoding apparatus 200 may determine an area to which secondary inverse transform is applied based on the size of the current block prior to step S2210.
  • the decoding apparatus 200 performs secondary inverse transform on the inverse quantized residual block using the secondary inverse transform determined in step S2210 (S2215).
  • the decoding apparatus 200 performs a primary inverse transform on the secondary inverse transformed residual block (S2220).
  • the first inverse transform may be referred to as core inverse transform.
  • the decoding apparatus 200 may perform primary inverse transform using the above-described MTS.
  • the decoding apparatus 200 may determine whether MTS is applied to the current block prior to step S2220. In this case, a step of determining whether MTS is applied to the decoding flowchart of FIG. 22 may be further included.
  • the decoding apparatus 200 may configure the MTS candidate based on the intra prediction mode of the current block. In this case, configuring the MTS candidate may be further included in the decoding flowchart of FIG. 22. Then, the decoding apparatus 200 may determine the primary inverse transform applied to the current block using mts_idx indicating a specific MTS among the configured MTS candidates.
  • FIG. 23 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of a detailed block diagram of a transform unit 120 in the encoding device 100.
  • the encoding apparatus 100 to which the embodiment of the present invention is applied includes a primary transform unit 2310, a secondary transform determination unit 2320, a secondary transform determination unit 2330, and a secondary transform unit 2340. It can contain.
  • the primary transform unit 2310 may perform a primary transform on the residual block.
  • the first order transformation may be referred to as a core transformation.
  • the primary transform unit 2310 may perform a primary transform using the aforementioned MTS.
  • the primary transform unit 2310 may transmit an MTS index indicating a specific MTS among MTS candidates to the decoding apparatus 200.
  • the MTS candidate may be configured based on the intra prediction mode of the current block.
  • the secondary transform application determining unit 2320 may determine whether to apply the secondary transform.
  • the second transform application determining unit 2320 may determine whether to apply the second transform based on the transform coefficient of the primary transformed residual block.
  • the quadratic transformation can be NSST or RST.
  • the secondary transform determining unit 2330 determines a secondary transform. At this time, the secondary transform determining unit 2330 may determine the secondary transform based on the NSST (or RST) transform set designated according to the intra prediction mode as described above.
  • the secondary transform determining unit 2330 may determine an area to which the secondary transform is applied based on the size of the current block.
  • the secondary transform unit 2340 may perform a secondary transform using the determined secondary transform.
  • 24 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows an example of a detailed block diagram of an inverse transform unit 230 in the decoding apparatus 200.
  • the decoding apparatus 200 to which the present invention is applied includes a second inverse transform determination unit 2410, a second inverse transform determination unit 2420, a second inverse transform unit 2430, and a first inverse transform unit 2440. .
  • the second inverse transform application determining unit 2410 may determine whether to apply the second inverse transform.
  • the second inverse transform may be NSST or RST.
  • the second inverse transform application determining unit 2410 may determine whether to apply the second inverse transform based on the second transform flag received from the encoding apparatus 100.
  • the second inverse transform application unit 2410 may determine whether to apply the second inverse transform based on the transform coefficient of the residual block.
  • the second inverse transform determining unit 2420 may determine the second inverse transform. At this time, the second inverse transform determiner 2420 may determine the second inverse transform applied to the current block based on the specified NSST (or RST) transform set according to the intra prediction mode.
  • the secondary inverse transform determining unit 2420 may determine an area to which the secondary inverse transform is applied based on the size of the current block.
  • the secondary inverse transform unit 2430 may perform a secondary inverse transform on an inverse quantized residual block using the determined secondary inverse transform.
  • the primary inverse transform unit 2440 may perform a primary inverse transform on the secondary inverse transformed residual block. As an embodiment, the primary inverse transform unit 2440 may perform a primary transform using the above-described MTS. In addition, as an example, the primary inverse transform unit 2440 may determine whether MTS is applied to the current block.
  • the first inverse transform unit 2440 may configure an MTS candidate based on the intra prediction mode of the current block. Then, the primary inverse transform unit 2440 may determine a primary transform applied to the current block by using mts_idx indicating a specific MTS among the configured MTS candidates.
  • FIG. 25 is an embodiment to which the present invention is applied, and shows a flowchart for processing a video signal.
  • the flowchart of FIG. 25 may be performed by the decoding apparatus 200 or the inverse transform unit 230.
  • the decoding apparatus 200 may determine whether to apply the inverse non-separation transform to the current block based on the non-separation transform index and the width and height of the current block. For example, the decoding apparatus 200 may determine to apply the non-separated transform when the non-separated transform index is not 0 and the width and height of the current block are greater than or equal to 4, respectively. If the non-separated transform index is 0 or the width or height of the current block is less than 4, the decoding apparatus 200 may skip the reverse non-separated transform and perform a reverse primary transform.
  • the decoding apparatus 200 indexes a non-separated transform set index indicating a non-separated transform set used for the non-separated transform of the current block among predefined non-separated transform sets based on the intra prediction mode of the current block.
  • the non-separated transform set index may be set to be allocated to each of four transform sets set according to the range of the intra prediction mode, as shown in Table 7 or Table 8.
  • the non-separated transform set index is determined as the first index value, and when the intra prediction mode is 2 to 12 or 56 to 66, the non-separated transform
  • the set index is determined by the second index value, and if the intra prediction mode is 13 to 23 or 45 to 55, the non-separated transform set index is determined by the third index value, and if the intra prediction mode is 24 to 44, the non-separated transform is used.
  • the aggregate index may be determined by the fourth index value.
  • the predefined non-separated transform sets may include two transform kernels, respectively, as shown in Table 9.
  • the predefined non-separated transform sets may include one or two transform kernels as shown in Table 10 or Table 11.
  • the decoding apparatus 200 converts a transform kernel indicated by a non-separated transform index for a current block among transform kernels included in a non-separated transform set indicated by a non-separated transform set index into a non-separated transform matrix.
  • a transform kernel indicated by a non-separated transform index for a current block among transform kernels included in a non-separated transform set indicated by a non-separated transform set index into a non-separated transform matrix.
  • two non-separated transform kernels may be set for each of the index values of the non-separated transform set index, and the decoding apparatus 200 may be non-separated among two transform matrix kernels corresponding to the non-separated transform set index.
  • a non-separated transformation matrix may be determined based on the transformation kernel indicated by the transformation index.
  • the decoding apparatus 200 applies a non-separation transformation matrix to the upper left region of the current block determined according to the width and height of the current block. For example, if both the width and height of the current block are greater than or equal to 8, the non-separation transformation is applied to the upper left 8x8 area of the current block, and if the width or height of the current block is less than 8, the upper left corner of the current block is 4x4. Non-separation transformation can be applied to the region.
  • the size of the non-separated transform may also be set to a size (e.g. 48x16, 16x16) corresponding to 8x8 or 4x4 corresponding to a region to which the non-separated transform is applied.
  • the decoding apparatus 200 may apply horizontal direction transformation and vertical direction transformation to a current block to which non-separation transformation is applied.
  • the horizontal direction transformation and the vertical direction transformation may be determined based on a prediction mode applied to the current block and an MTS index for selection of a transformation matrix.
  • the primary transform represents a transform that is first applied to a residual block based on an encoder.
  • the encoder may perform quadratic transformation on the primary transformed residual block.
  • the secondary transform may be performed before the primary inverse transform based on the decoder.
  • the decoder can derive the residual block by performing a first-order inverse transform on the second-order inverse transformed transform coefficient block.
  • a non-separated transform may be used as a quadratic transform, and to maintain low complexity, it may be applied only to low-frequency coefficients in a specific region on the upper left.
  • the secondary transform applied to the low-frequency coefficients may be referred to as a non-separable secondary transform (NSST), a low frequency non-separable transform (LFNST), or a reduced secondary transform (RST).
  • the primary transform may be referred to as a core transform.
  • the primary transform candidate used for the primary transform and the secondary transform kernel used for the secondary transform may be predefined in various combinations.
  • a primary transform candidate used for primary transform may be referred to as an MTS candidate, but is not limited to the name.
  • the primary transform candidate may be a combination of transform kernels (or transform types) applied to each of the horizontal and vertical directions, and the transform kernel may be any one of DCT-2, DST-7, and/or DCT8.
  • the primary transform candidate may be a combination of at least one of DCT-2, DST-7 and/or DCT-8. A specific example will be described below.
  • a primary transform candidate and a secondary transform kernel may be defined according to the intra prediction mode, as shown in Table 12 below.
  • the intra prediction mode has directionality
  • two primary transform candidates may be used, and when there is no directionality (eg, DC, planner mode), four Primary transform candidates can be used.
  • the secondary transform candidate may include two transform kernels regardless of the direction of the intra prediction mode. That is, as described above, a plurality of quadratic transform kernel sets may be predefined according to the intra prediction mode, and the plurality of pre-defined quadratic transform kernel sets may include two transform kernels, respectively.
  • the secondary transform candidate may include one transform kernel when the intra prediction mode has directionality, and two transform kernels when the intra prediction mode has no directionality.
  • the secondary transform candidate may include one transform kernel regardless of the direction of the intra prediction mode.
  • a primary transform candidate and a secondary transform kernel may be defined according to the intra prediction mode, as shown in Table 13 below.
  • the secondary transform candidate may include two transform kernels regardless of the direction of the intra prediction mode. That is, as described above, a plurality of quadratic transform kernel sets may be predefined according to the intra prediction mode, and the plurality of pre-defined quadratic transform kernel sets may include two transform kernels, respectively.
  • the secondary transform candidate may include one transform kernel when the intra prediction mode has directionality, and two transform kernels when the intra prediction mode has no directionality.
  • three primary transform candidates may be used regardless of the direction of the intra prediction mode.
  • the secondary transform candidate may include one transform kernel regardless of the direction of the intra prediction mode.
  • a primary transform candidate and a secondary transform kernel may be defined according to the intra prediction mode, as shown in Table 14 below.
  • the intra prediction mode has directionality
  • two primary transform candidates may be used, and if there is no directionality (eg, DC, planner mode), three Primary transform candidates can be used.
  • the secondary transform candidate may include two transform kernels regardless of the direction of the intra prediction mode. That is, as described above, a plurality of quadratic transform kernel sets may be predefined according to the intra prediction mode, and the plurality of pre-defined quadratic transform kernel sets may include two transform kernels, respectively.
  • the secondary transform candidate may include one transform kernel when the intra prediction mode has directionality, and two transform kernels when the intra prediction mode has no directionality.
  • the secondary transform candidate may include one transform kernel regardless of the direction of the intra prediction mode.
  • a primary transform candidate and a secondary transform kernel may be defined according to the intra prediction mode, as shown in Table 15 below.
  • one primary transform candidate may be fixedly used regardless of the intra prediction mode.
  • the fixed primary transform candidate may be a combination of at least one of DCT-2, DST-7 and/or DCT-8.
  • one primary transform candidate may be fixedly used regardless of the intra prediction mode, and the secondary transform candidate may include two transform kernels regardless of the direction of the intra prediction mode. That is, as described above, a plurality of quadratic transform kernel sets may be predefined according to the intra prediction mode, and the plurality of pre-defined quadratic transform kernel sets may include two transform kernels, respectively.
  • one primary transform candidate may be fixedly used.
  • the secondary transform candidate includes one transform kernel when the intra prediction mode has directionality. , If there is no directionality, may include two conversion kernels.
  • one primary transform candidate may be fixedly used regardless of the intra prediction mode
  • the secondary transform candidate may include one transform kernel regardless of the direction of the intra prediction mode. have.
  • a primary transform candidate and a secondary transform kernel may be defined according to the intra prediction mode, as shown in Table 16 below.
  • a secondary transform may be defined.
  • MTS when MTS is not applied (that is, DCT-2 is applied as a primary transform), a secondary transform may be applicable.
  • the case where the MTS is applied and the case where the MTS is applied are described separately, but the present invention is not limited to this expression.
  • whether MTS is applied may have the same meaning as whether to use a conversion type (or conversion kernel) other than a specific predefined conversion type (which may be referred to as a basic conversion type, a default conversion type, etc.). have.
  • a conversion type other than the basic conversion type eg, one or more combined conversion types of a plurality of conversion types
  • the basic conversion type may be set (or defined) as DCT-2.
  • the secondary transform when DCT-2 is applied to the primary transform, the secondary transform may be applicable, and the secondary transform candidate may include two transform kernels regardless of the direction of the intra prediction mode. . That is, as described above, a plurality of quadratic transform kernel sets may be predefined according to the intra prediction mode, and the plurality of pre-defined quadratic transform kernel sets may include two transform kernels, respectively.
  • a secondary transform when DCT-2 is applied to the primary transform, a secondary transform may be applicable, and in this case, the secondary transform candidate includes one transform kernel when the intra prediction mode has directionality. And, if there is no directionality, two conversion kernels may be included.
  • a secondary transform when DCT-2 is applied to the primary transform, a secondary transform may be applicable, and the secondary transform candidate may include one transform kernel regardless of the direction of the intra prediction mode. Can.
  • 26 is a flowchart illustrating a method of converting a video signal according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a decoder is mainly described, but the present invention is not limited thereto, and a method for converting a video signal according to the present embodiment may be substantially applied to the encoder.
  • the flowchart of FIG. 26 may be performed by the decoding apparatus 200 or the inverse transform unit 230.
  • the decoding apparatus 200 parses the first syntax element indicating the primary transform kernel applied to the primary transform of the current block (S2601).
  • the decoding apparatus 200 determines whether a secondary transform may be applied to the current block based on the first syntax element (S2602).
  • the decoding apparatus 200 parses a second syntax element indicating a secondary transform kernel applied to the secondary transform of the current block (S2603).
  • the decoding apparatus 200 derives a secondary inverse transformed block by performing secondary inverse transform on a specific upper left region of the current block by using the secondary transform kernel indicated by the second syntax element (S2604).
  • the decoding apparatus 200 derives a residual block of the current block by performing a primary inverse transform on the secondary inverse transformed block using the primary transform kernel indicated by the first syntax element (S2605).
  • step S2602 may be performed by determining that a secondary transform can be applied to the current block when the first syntax element indicates a predefined first transform kernel.
  • the first conversion kernel may be defined as DCT-2.
  • the decoding apparatus 200 sets a secondary transform kernel set used for secondary transform of the current block among predefined secondary transform kernel sets based on the intra prediction mode of the current block. Can decide. Then, the second syntax element may indicate a secondary transform kernel applied to the secondary transform of the current block within the determined secondary transform kernel set.
  • the predefined secondary transform kernel sets may each include two transform kernels.
  • Table 17 shows an example of a syntax structure of a sequence parameter set.
  • sps_mts_intra_enabled_flag indicates whether an MTS flag or an MTS index exists in a lower level syntax (eg, residual coding syntax, transform unit syntax) for the intra coding unit.
  • sps_mts_inter_enabled_flag indicates whether an MTS flag or an MTS index exists in a lower level syntax for an inter coding unit.
  • Table 18 shows an example of a conversion unit syntax structure.
  • whether MTS is applied may have the same meaning as whether to use a conversion type (or conversion kernel) other than a specific predefined conversion type (which may be referred to as a basic conversion type, a default conversion type, etc.). have. If MTS is applied, a conversion type other than the basic conversion type (eg, one or more combined conversion types of a plurality of conversion types) is used for the conversion, and when MTS is not applied, the default conversion type Can be used for this conversion.
  • the basic conversion type may be set (or defined) as DCT-2.
  • the MTS flag syntax indicating whether MTS is applied to the current transform block and the MTS index syntax indicating the transform type applied to the current block when MTS is applied may be individually transmitted from an encoder to a decoder.
  • syntax (eg, MTS index) including all of whether a MTS is applied to a current transform block and a transform type applied to the current block when MTS is applied may be transmitted from an encoder to a decoder.
  • a syntax (or syntax element) indicating a conversion type applied to the current conversion block (or unit) in the entire conversion type group (or set of conversion types) including the basic conversion type described above is It can be transmitted from the encoder to the decoder.
  • the syntax (MTS index) indicating the transformation type applied to the current transformation block may include information on whether MTS is applied.
  • MTS index the MTS index
  • the DCT2 is included in the MTS, but in the present invention, when the DCT-2 is applied, the MTS is not applied. It can be described as, and nevertheless, the technical scope of MTS is not limited to the definition.
  • Table 19 shows an example of a residual unit syntax structure.
  • transform_skip_flag and/or mts_idx syntax may be signaled through residual syntax.
  • transform_skip_flag and/or mts_idx syntax may be signaled through transform unit syntax.
  • the encoder applies a primary transform to an MxM-sized pixel block (luma block) to produce an MxM size.
  • a primary transform to an MxM-sized pixel block (luma block) to produce an MxM size.
  • the RxR region may be a top-left RxR region in the current block (coding block, transform block).
  • non-zero coefficients may exist only for the RxR region.
  • the decoder may regard the coefficients existing in a region other than the RxR region as zero-out without performing calculation.
  • the encoder can perform forward transform so that only the RxR region remains (so that only the RxR region has a valid coefficient).
  • the decoder may apply a primary transform (ie, inverse transform) only to a predefined region determined according to the size of a coding block (or transform block) and/or a kind of transform (or transform kernel).
  • Table 20 illustrates a Reduced Adaptive Multiple Transform (RAMT) using a predefined value of R (reduced factor, Reduced transform factor, etc.) according to the transform size (or the size of a transform block).
  • a Reduced Adaptive Multiple Transform (RAMT) representing a reduced transform that is adaptively determined according to a block size may be referred to as Reduced Multiple Transform Selection (MTS), Reduced explicit multiple transform, Reduced primary transform, and the like.
  • MTS Reduced Multiple Transform Selection
  • At least one reduced transform may be defined according to a transform size (or a transform block size).
  • which reduced transform is used may be determined according to a transform (or transform kernel) applied to the current block (coding block or transform block).
  • a transform or transform kernel
  • Table 20 it is assumed that three reduced transforms are used, but the present invention is not limited thereto, and one or more of various reduced transforms may be previously defined according to the size of the transform.
  • the reduced transform factor (R) may be determined dependently according to the primary transform.
  • the primary transform is DCT-2
  • the calculation is relatively simple compared to other primary transforms (for example, a combination of DST-7 and/or DCT-8), so a reduced transform is used for a block having a small size. If not, or by using a relatively large R value, a decrease in encoding performance can be minimized.
  • Table 21 below illustrates a reduced adaptive multiple transform (RAMT) using a predefined R value according to a transform size (or a transform block size) and a transform kernel.
  • FIG. 27 is a diagram to illustrate a method of encoding a video signal using a reduced transform as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder determines whether to apply the transform to the current block (S2701).
  • the encoder may encode a transform skip flag according to the determined result.
  • the step of encoding the transform skip flag may be included in step S2701.
  • the encoder determines a transform kernel applied to the primary transform of the current block (S2702).
  • the encoder may encode a transform index indicating the determined transform kernel, and in this case, a step of encoding a transform index may be included in step S2702.
  • the encoder determines an area in which a valid coefficient in the current block exists based on the transform kernel applied to the primary transform of the current block and the size of the current block (S2703).
  • the encoder is a transformation kernel indicated by the transformation index, and the predefined transformation, and if the width and/or height of the current block is greater than a predefined size, the predefined definition
  • An area having a width and/or height of a predetermined size may be determined as an area in which the effective coefficient is present.
  • the predefined transform may be any one of a plurality of transform combinations composed of a combination of DST-7 and/or DCT-8, and the predefined size may be 16.
  • the predefined transform may be a transform other than DCT-2.
  • the encoder performs the primary transformation of a region having a width and/or height of 32 when the transform kernel indicated by the transform index is DCT-2 and the width and/or height of the current block is greater than 32. It can be determined as the area to be applied.
  • the transform kernel indicated by the transform index belongs to a first transform group
  • an area in which the primary transform is applied to a smaller value of a width of a current block and a first threshold value is applied. It can be determined by the width of, and the smaller of the current block height and the first threshold value can be determined as the height of the area where the effective coefficient is present.
  • the first threshold may be 32, but the present invention is not limited thereto, and may be 4, 8, or 16 as described in Table 20 or Table 21 above.
  • the encoder determines a smaller value among the width of the current block and the second threshold as the width of the area to which the primary transform is applied, and The smaller of the height and the second threshold may be determined as the height of the area where the effective coefficient is present.
  • the second threshold may be 16, but the present invention is not limited thereto, and may be 4, 6, 8, 12, 32 as shown in Table 20 or Table 21 above.
  • the first transform group includes DCT2
  • the second transform group may include a plurality of transform combinations composed of a combination of DST7 and/or DCT8.
  • the encoder performs a forward primary transform using a transform kernel applied to the primary transform of the current block (S2704).
  • the encoder may obtain a first transformed transform coefficient in a region in which a valid coefficient exists by performing a forward linear transform.
  • the encoder may apply a secondary transform to the primary transformed transform coefficient, and in this case, the methods described with reference to FIGS. 6 to 26 may be applied.
  • FIG. 28 is a diagram to illustrate a method of decoding a video signal using a reduced transform as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder checks whether transform skip is applied to the current block (S2801).
  • the decoder acquires a transform index indicating a transform kernel applied to the current block from the video signal (S2802).
  • the decoder determines a region to which a primary transform (i.e., primary inverse transform) is applied to the current block based on the transform kernel indicated by the transform index and the size (ie, width and/or height) of the current block. (S2803).
  • a primary transform i.e., primary inverse transform
  • the decoder may regard coefficients of a region other than the region to which the first transform is applied in the current block as 0.
  • the decoder may define the transformation kernel if the transformation kernel indicated by the transformation index is a predefined transformation, and the width and/or height of the current block is greater than a predefined size.
  • An area having a width and/or height of a predetermined size may be determined as an area to which the primary transformation is applied.
  • the predefined transform may be any one of a plurality of transform combinations composed of a combination of DST-7 and/or DCT-8, and the predefined size may be 16.
  • the predefined transform may be a transform other than DCT-2.
  • the conversion kernel indicated by the conversion index is DCT-2, and the width and/or height of the current block is greater than 32, the area having the width and/or height of 32 is first transformed. It can be determined as the area to be applied.
  • the decoder when a transform kernel indicated by the transform index belongs to a first transform group, the decoder applies a smaller value of a width of the current block and a first threshold to the primary transform. It can be determined by the width of, and the smaller of the height and the first threshold of the current block can be determined as the height of the area to which the primary transformation is applied.
  • the first threshold may be 32, but the present invention is not limited thereto, and may be 4, 8, or 16 as described in Table 20 or Table 21 above.
  • the decoder determines the smaller of the width of the current block and the second threshold as the width of the region to which the primary transform is applied, and The smaller of the height and the second threshold may be determined as the height of the region to which the first order transformation is applied.
  • the second threshold may be 16, but the present invention is not limited thereto, and may be 4, 6, 8, 12, 32 as shown in Table 20 or Table 21 above.
  • the first transform group includes DCT-2
  • the second transform group may include a plurality of transform combinations composed of a combination of DST7 and/or DCT8.
  • the decoder performs an inverse primary transform on the region to which the primary transform is applied using a transform kernel indicated by the transform index (S2804).
  • the decoder may obtain a first-order inverse transformed transform coefficient by performing an inverse first-order transform.
  • the decoder may apply a secondary transform to an inverse quantized transform coefficient prior to performing the primary transform, and in this case, the methods described with reference to FIGS. 6 to 26 may be applied.
  • the worst case complexity can be significantly reduced by performing transformation only on a predefined region according to a specific condition.
  • the encoder/ The decoder can perform zero-out (that is, regard as or set to 0) for high-frequency components, leaving only 32 coefficients from the left and upper sides, respectively, for the horizontal and vertical directions.
  • This embodiment is referred to as the first embodiment for convenience of description in the embodiments described below, but the embodiment of the present specification is not limited thereto.
  • the encoder/decoder can leave the transform coefficient only for the top-left 32x32 area and perform zero-out for the coefficients in the remaining area.
  • the encoder/decoder can leave the transform coefficient only for the upper left 32x16 area and perform zero out on the coefficients of the remaining area.
  • the encoder/decoder can leave the transform coefficient only in the upper left 8x32 area and perform zero out on the coefficients in the remaining area. That is, it is possible to set the conversion coefficient to exist only up to a maximum length of 32 in both the horizontal and vertical directions, thereby improving the conversion efficiency.
  • the zero-out method may be applied only to a residual signal to which intra prediction is applied, to a residual signal to which inter prediction is applied, or to both of a residual signal to which intra prediction is applied and a residual signal to which inter prediction is applied.
  • the encoder/decoder may perform zero-out (ie, be regarded as or set to 0) for the remaining high-frequency components, leaving the coefficients of the upper left specific region.
  • This embodiment is referred to as the second embodiment for convenience of description in the embodiments described below, but the embodiment of the present specification is not limited thereto.
  • the encoder/decoder may be configured to leave only a transform coefficient region of some upper left regions, as in the following example. That is, the encoder/decoder may preset the length (or number) of transform coefficients in the horizontal and/or vertical direction to which the primary transform is applied according to the width and/or height. For example, coefficients outside the length to which the linear transformation is applied may be zeroed out.
  • the conversion coefficient is left only for the length of w/2 p from the left, and the conversion coefficient of the remaining area is fixed (or set, considered) (zero-out). Can.
  • the transform coefficient is left only for the length of h/2 q from the top, and the remaining transform coefficients can be fixed to a value of 0.
  • m, n, p, and q values may be predefined with various values.
  • m, n, p, and q values may be set to integer values equal to or greater than 0. Alternatively, it may be specifically set as in the following example.
  • the transform coefficient can be left only for the upper left 16x16 region, and for the 8x32 TU, the transform coefficient can be left only for the upper left 8x16 region.
  • the zero-out method may be applied only to a residual signal to which intra prediction is applied, to a residual signal to which inter prediction is applied, or to both of a residual signal to which intra prediction is applied and a residual signal to which inter prediction is applied.
  • the encoder/decoder may perform zero-out (ie, be regarded as or set to 0) for the remaining high-frequency components, leaving the coefficients of the upper-left specific region.
  • the encoder may perform a zero-out on the remaining high-frequency components, leaving coefficients of a predefined upper-left specific region, and the decoder recognizes the zero-out region in advance and the non-zero-out region Decoding may be performed using coefficients of.
  • the embodiment of the present specification is not limited thereto, and the zero-out process on the decoder side may be understood as a process of considering (or recognizing, setting) the zero-out area as 0.
  • This embodiment is referred to as the third embodiment for convenience of description in the embodiments described below, but the embodiment of the present specification is not limited thereto.
  • the encoder/decoder may be configured to leave only a transform coefficient region of some upper left regions, as in the following example. That is, the encoder/decoder may preset the length (or number) of transform coefficients in the horizontal and/or vertical direction to which the primary transform is applied according to the width and/or height. For example, coefficients outside the length to which the linear transformation is applied may be zeroed out.
  • the vertical direction is reduced (h/2 p ), but it can also be set to reduce the horizontal direction (w/2 q ).
  • m, n, p, and q values may be predefined with various values.
  • m, n, p, and q values may be set to integer values equal to or greater than 0. Alternatively, it may be specifically set as in the following example.
  • the conversion coefficient may be left only for the upper left 16x16 area for 32x16 TU, and the conversion coefficient may be left only for the upper left 8x8 area for 8x16 TU.
  • the zero-out method may be applied only to a residual signal to which intra prediction is applied, to a residual signal to which inter prediction is applied, or to both of a residual signal to which intra prediction is applied and a residual signal to which inter prediction is applied.
  • the first embodiment of the method of limiting the transform coefficient region for the case where the MTS flag is 0, and the second and third embodiments of the method of limiting the transform coefficient region for the case where the MTS flag is 1 are individually applied. It may be applied in combination.
  • such a zero-out method may be applied only to a residual signal to which intra prediction is applied, or only to a residual signal to which inter prediction is applied, and intra prediction is It may be applied to both the residual signal applied and the residual signal to which inter prediction is applied. Therefore, the following combined configuration may be applied to the case where the MTS flag is 1. In this case, the first embodiment described above may be applied to the case where the MTS flag is 0.
  • the encoder/decoder may not perform residual coding on an area in which the transform coefficient is considered to have a value of 0 according to zero out in the above-described embodiment. That is, the encoder/decoder may be defined to perform residual coding only on an area excluding the zero out area.
  • an area (or coefficient) having no choice but to have a value of 0 in the TU is clearly determined. That is, except for the upper left area where the existence of the transform coefficient is permitted, the rest are zeroed out with a value of zero. Therefore, in the entropy coding (or residual coding) process, the encoder/decoder can be configured to bypass the residual coding in the region where it is guaranteed to have a value of 0, without performing residual coding.
  • the encoder/decoder may code a flag (referred to as subblock_flag) (or syntax, syntax element) indicating whether a non-zero transform coefficient exists in a coefficient group (CG).
  • subblock_flag or syntax, syntax element
  • the CG is a sub-block of the TU, and may be set as a 4x4 or 2x2 block according to the shape and/or color difference/luminance component of the TU block.
  • the encoder/decoder can code the coefficient values (or coefficient level values) by scanning the corresponding CG only when the subblock_flag is 1. Therefore, for CGs belonging to a region that is zeroed out with a value of 0, the encoder/decoder can be configured to have a value of 0 without default without subblock_flag coding.
  • the encoder may first code the position of the coefficient (or syntax, syntax element indicating the position of the last significant coefficient) that is positioned last in the forward scan order. For example, the encoder may code last_coefficient_position_x, which is a horizontal position, and last_coefficient_position_y, which is a vertical position.
  • the maximum value of the last_coefficient_position_x and the last_coefficient_position_y can be determined by the values of (width-1) and (height-1) of the TU, respectively. And the maximum value of the last_coefficient_position_y can be limited together.
  • the encoder/decoder can code after limiting the maximum values of last_coefficient_position_x and last_coefficient_position_y in consideration of zero out. For example, if the binarization method applied to last_coefficient_position_x and last_coefficient_position_y is a truncated unary (or truncated rice (TR), truncated binary (TB)) binarization method, the encoder/ The decoder may adjust (reduce) the maximum length of the truncated unary code to correspond to the adjusted maximum value (that is, last_coefficient_position_x and last_coefficient_position_y).
  • the binarization method applied to last_coefficient_position_x and last_coefficient_position_y is a truncated unary (or truncated rice (TR), truncated binary (TB) binarization method
  • the encoder/ The decoder may adjust (reduce) the maximum length of the truncated unary code to correspond to the adjusted
  • FIG. 29 is an example of a case in which a separable transform according to an embodiment of the present disclosure is applied
  • FIG. 29A shows a region in which an effective coefficient is present in a forward transform and a region in which zero out is applied
  • FIG. 29B is in a reverse transform It indicates the area where valid coefficients exist and the area to which zero out is applied.
  • RMTS is a technique that applies zero-out (filling with zero or leading to zero) with only the coefficients of the low frequency region (eg, the upper left 16x16 region in the 32x32 block) applied to the block to which the MTS is applied. (reduced multiple transform selection). For example, when the size of a block including residual sample values in FIG. 29A is 32x32 and a reduced block of 16x16 is output by application of RMTS, when a horizontal transform is applied, 16 blocks are included in the row direction. A horizontal direction transformation is applied only to the left region, and the right region is considered to have a coefficient of zero. Then, the vertical direction transformation is applied only to the upper region containing 16 samples in the column direction, and the remaining lower region is considered to have a coefficient of 0.
  • the size of a transform block including transform coefficients is 32x32, and transform is applied to the upper left 16x16 region by application of RMTS, and the remaining regions are considered to have a coefficient of 0.
  • the vertical inverse transform for the 16x16 region valid coefficients are generated in the left region of the transform block and the right region is still considered to have a coefficient of zero. Thereafter, since horizontal inverse transform is applied to the right region, effective coefficients may exist in the entire 32x32 region of the transform block.
  • a reduced 32-point MTS (RMTS32) is proposed that omits the conversion for high frequency coefficients.
  • the 32-point MTS represents a method of applying a transform to a row or column of length 32. Considering this can be the worst computational complexity, a 32-point MTS can require up to 64 multiplication operations per sample output, and the RMTS32 not only reduces computational complexity, but also memory usage. ).
  • RMTS32 when the MTS flag is 1 (or when the MTS index is greater than 0) and the block width (height) is greater than or equal to 32, the maximum top-left 16x16 area is maintained and the remaining area is 0 In addition to zero-out, up to 16 coefficients on the left (top) are maintained. Since zero-out is applied independently for the horizontal and vertical directions, RMTS can be applied to all block shapes. When the RMTS for the length of 32 is applied, the upper left 16x16 area is maintained for the 32x32 transform block, the upper left 16x8 area is maintained for the 32x8 transform block, and the upper left 16x16 area can be maintained for 16x32.
  • the computational complexity of 32-point MTS can be reduced by half in terms of operation count.
  • the 32-point MTS is a transformation matrix applied to a row or column having a block length of 32 (when the MTS flag is 1 or the MTS index is greater than 0).
  • only half of the transform base vectors of 32-point MTS matrices need to be stored.
  • residual coding can be omitted by implicitly leading the associated subblock flag to zero, and truncated unary binarization of the last count position can also be adjusted to account for the maximum possible position.
  • the RMTS32 proposed in this embodiment generates 16 coefficients for a 32-length row or column.
  • the memory usage for storing 32-length DST-7/DCT-8 can be reduced by half. (Eg 2KB to 1KB).
  • the residual coding syntax for implementing the RMTS32 described above may be set as shown in Table 23 below.
  • the effective width (nonZeroW) and effective height (nonZeroH) of the region to which the transformation is applied in the transform block may be determined as follows.
  • nTbW indicates the width of the current block (transformation block)
  • nTbH indicates the height of the current block (transformation block)
  • trTypeHor and trTypeVer indicate the type of the horizontal direction conversion kernel and the type of the vertical direction conversion kernel.
  • Min(A, B) is a function that outputs the smaller value of A and B.
  • trTypeHor and trTypeVer may be determined as shown in Table 24 below based on the MTS index (mts_idx), which is an index indicating a conversion type.
  • the values of trTypeHor and trTypeVer represent one of the types of the conversion kernel, and for example, 0 may represent DCT-2, 1 for DST-7, and 2 for DCT-8, respectively.
  • trTypeHor and trTypeVer are also determined as 0, and if mts_idx is non-zero (greater than 0), trTypeHor and trTypeVer are also determined as non-zero (greater than 0).
  • the effective width (nonZeroW) of the area to which the transformation is applied is the width (nTbW) of the current block (transform block) if the transformation index (trTypeHor) is greater than the reference value (i.e., trTypeHor is nonzero). It is determined to be the smaller value among and 16, and if the conversion index (trTypeHor) is not greater than the reference value (eg, 0) (that is, when trTypeHor is 0), it may be determined to be the smaller of the width of the current block and 32.
  • the effective height (nonZeroH) of the area to which the transformation is applied is smaller than the height (nTbH) of the current block (transformation block) and 16 if the vertical transformation type index (trTypeVer) is greater than the reference value (eg, 0). If the vertical transformation type index (trTypeVer) is not greater than the reference value (eg, 0), it may be determined to be the smaller of the height (nTbH) and 32 of the current block (transformation block).
  • only half of the 32-length DST-7/DCT-8 may be stored in the memory.
  • the (horizontal or vertical) transformation type index (trType) is 1 (for example, DST-7), and the number of samples (nTbs) of rows or columns of the block to be transformed is 32, as shown in Table 25 and Table 26 below.
  • the transformation matrix can be derived.
  • the matrices of Table 25 and Table 26 are concatenated in the horizontal direction to form a matrix, where m in [m][n] is the horizontal index and n is the vertical index. Concatenating the matrix in Table 25 and the matrix in Table 26 leads to a 16 x 32 matrix, which becomes a matrix for forward transformation.
  • the inverse transformation can be performed through the matrix composed of Tables 25 and 26 and proper indexing.
  • the strikethrough for the 16 rows below means that it is unnecessary and deleted by applying the reduced transformation.
  • the transformation matrix as shown in Tables 27 and 28 below.
  • the matrices of Tables 27 and 28 are concatenated in the horizontal direction to form one matrix, m in [m ][ n] is the horizontal index, and n is the vertical index. Concatenating the matrix in Table 27 and the matrix in Table 28 leads to a 16 x 32 matrix, which becomes a matrix for forward transformation.
  • the inverse transformation can be performed through the matrix consisting of Tables 27 and 28 and proper indexing.
  • the strikethrough for the 16 rows below means that it is unnecessary and deleted due to the application of the reduced transformation.
  • information about the location of the last non-zero effective coefficient may be binarized as shown in Table 29 below.
  • information about the position of the last non-zero effective coefficient is a flag indicating whether MTS is applied (tu_mts_flag) is 1 (or whether the MTS index is greater than 1) and the width of the transform block , It can be determined by considering information related to the width (log2TbWidth, log2TbHeight).
  • Process in Table 29 is an item indicating the type of the binarization method, and TR represents a truncated rice (or truncated unary) binarization method.
  • FIG. 30 shows an example of a flowchart for encoding a video signal according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 30 Although the operations of FIG. 30 are described as being performed by an encoder, a method of converting a video signal according to the present embodiment can be applied substantially the same in a decoder.
  • the flowchart of FIG. 30 may be performed by the encoding device 100 or the conversion unit 120.
  • the encoder determines transform kernels to be applied to the horizontal and vertical directions of the current block including the residual signal excluding the prediction signal from the video signal (S3010).
  • the conversion kernels include a horizontal direction conversion kernel and a vertical direction conversion kernel.
  • the conversion kernels may include at least one of DCT-2, DST-7, or DCT-8.
  • the encoder generates transform information including information about the determined transform kernels (S3020).
  • the transform information may include a horizontal transform type index (trTypeHor) for a horizontal transform kernel and a vertical transform type index (trTypeVer) indicating a vertical transform kernel.
  • the encoder generates a transformed block by applying a horizontal transform and a vertical transform, respectively, to the horizontal and vertical directions of the current block based on transform kernels related to the transform information (S3030).
  • a reduced transform may be applied. For example, if the horizontal transform type index (trTypeHor) and the vertical transform type index (trTypeVer) are greater than 0 (if MTS is applied), the 16x16 converted block is applied to the current block of 32x32 size. You can create On the other hand, if the horizontal transform type index (trTypeHor) and the vertical transform type index (trTypeVer) are 0 (when MTS is not applied), a transformed block having a size of 32x32 may be generated by applying a transform to a current block of size 32x32.
  • the embodiment of the present specification may be applied to not only a square block such as 32x32, but also a non-square block such as 32x8 or 8x32.
  • MTS is applied based on an encoder
  • RMTS is applied to a 32x8 block or 8x32 block
  • a transform coefficient is left, and the remaining areas can be zero-out. That is, it can be seen that only 16 transform coefficients are left for the row direction or the column direction in the 32x8 block or the 8x32 block, respectively.
  • the size of the transformed block is determined based on the size of the current block and the transform index, and the width (nonZeroW) of the transformed block is greater than the horizontal transform type index (trTypeHor) greater than a reference value (eg, 0). It is determined to be the smaller of the width (nTbW) of the current block and the first size (for example, 16), and if the horizontal conversion type index (trTypeHor) is not greater than the reference value (for example, 0), the width of the current block (nTbW) and A smaller value among the second sizes (eg, 32) may be determined.
  • the height of the transformed block is determined to be the smaller of the current block height (nTbH) and the first size when the vertical transform type index is greater than the reference value (for example, 0), and the vertical transform type index (nonZeroH) ) Is not greater than the reference value (eg, 0), it may be determined to be the smaller of the current block height (nTbH) and the second size.
  • the first size may be any value smaller than the second size, and the second size may be the same value as the height or width of the transform block.
  • the encoder applies a horizontal transformation to each row of the current block, and performs vertical transformation on at least a portion of the current block (left region) of the current block to which the horizontal transformation is applied, in each column of the current block. It can be applied every time.
  • the horizontal transformation or vertical transformation is performed by inputting an input vector including 32 residual sample values arranged in a row direction or a column direction of the current block.
  • An output vector including 16 transform coefficients may be output.
  • coefficients located in a region other than the region corresponding to the transformed block in the current block may be regarded as 0.
  • the encoder may encode syntax elements (eg, last_coefficient_position_x, last_coefficient_position_y) related to the position of the last significant coefficient according to the scan order in the current block using TR binarization considering the area considered as 0.
  • FIG. 31 shows an example of a flowchart for decoding a video signal according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 31 Although the operations in FIG. 31 are described as being performed by a decoder, the present invention is not limited thereto, and the method for converting a video signal according to the present embodiment can be applied substantially the same in an encoder.
  • the flowchart of FIG. 31 may be performed by the decoding device 200 or the inversion unit 230.
  • the decoder acquires a horizontal transform type index (tyTypeHor) for a horizontal transform kernel of a transform block and a vertical transform type index (tyTypeVer) for a vertical transform kernel in a video signal (S3110).
  • the horizontal transform kernel and the vertical transform kernel may include at least one of DCT-2, DST-7, or DCT-8.
  • the decoder determines a transform region in the transform block based on the horizontal transform type index (tyTypeHor), the vertical transform type index (tyTypeVer), and the size (row size, column size) (nTbW, nTbH) of the transform block (S3120). .
  • the decoder applies an inverse transform to the transform region based on the horizontal transform type index (tyTypeHor) and the vertical transform type index (tyTypeVer).
  • the width (nonZeroW) of the transform area is the width (nTbW) of the transform block and the first size (eg, when the horizontal transform type index (tyTypeHor) is greater than a reference value (eg, 0) (ie, MTS is applied). 16), if the horizontal conversion type index (tyTypeHor) is not greater than the reference value (that is, MTS is not applied), the width (nTbW) of the conversion block and the second size (eg, 32) It can be determined with a smaller value.
  • MTS When MTS is applied, it means that a plurality of transform combinations can be used in the row direction and column direction of the block (when the MTS flag is 1 or the MTS index is greater than 0). If MTS is not applied (when the MTS flag is 0 or the MTS index is 0), a transform (DCT-2) defined for the row direction and column direction of the block is applied.
  • the height (nonZeroH) of the transform region is determined to be the smaller of the height (nTbH) of the transform block and the first size when the vertical transform type index (tyTypeVer) is greater than the reference value (eg, 0), and the vertical transform type If the index (tyTypeVer) is not greater than the reference value (eg, 0), it may be determined to be the smaller of the height (nTbH) and the second size of the phase transform block.
  • the first size may be any value smaller than the second size, and the second size may be the same value as the height or width of the transform block.
  • the decoder generates an intermediate matrix including intermediate sample values by applying a vertical transformation related to a vertical transformation type index (trTypeVer) for each column of a transformation region in a transformation block, as shown in FIG. 29B, and horizontal transformation
  • the horizontal transformation related to the type index (trTypeHor) can be applied to each row of the intermediate matrix.
  • the inverse transform comprises an input vector including 16 transform coefficients arranged in the row direction or column direction of the transform block and an output vector including 32 residual samples. It may correspond to a matrix that outputs.
  • a coefficient located in a region other than the transform region in the transform block may be regarded as 0.
  • the decoder acquires an encoded syntax element using TR binarization considering a region regarded as 0 in the transform block related to the position of the last significant coefficient according to the scan order in the transform block.
  • the coefficients to which the inverse transform is applied can be obtained based on the position of the last significant coefficient.
  • FIG. 32 is an embodiment to which the present invention is applied and shows an example of a block diagram of an apparatus for processing a video signal.
  • the video signal processing apparatus of FIG. 32 may correspond to the encoding apparatus 100 of FIG. 1 or the decoding apparatus 200 of FIG. 2.
  • the image processing apparatus 3200 for processing the image signal includes a memory 3220 for storing the image signal, and a processor 3210 for processing the image signal while being combined with the memory.
  • the processor 3210 may be composed of at least one processing circuit for processing an image signal, and may process an image signal by executing instructions for encoding or decoding the image signal. That is, the processor 3210 may encode the original image data or decode the encoded image signal by executing the encoding or decoding methods described above.
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium includes, for example, Blu-ray Disc (BD), Universal Serial Bus (USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk and optical. It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission via the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • an embodiment of the present invention may be implemented as a computer program product by program code, and the program code may be executed on a computer by an embodiment of the present invention.
  • the program code can be stored on a computer readable carrier.
  • the embodiments described in the present invention may be implemented and implemented on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units shown in each figure may be implemented and implemented on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied are a multimedia broadcast transmission/reception device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video communication device, a real-time communication device such as video communication, a mobile streaming device, Storage media, camcorders, video-on-demand (VoD) service providers, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providers, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices. And can be used to process video signals or data signals.
  • the OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, and a digital video recorder (DVR).
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium includes, for example, Blu-ray Disc (BD), Universal Serial Bus (USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk and optical. It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission via the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • an embodiment of the present invention may be implemented as a computer program product by program code, and the program code may be executed on a computer by an embodiment of the present invention.
  • the program code can be stored on a computer readable carrier.
  • Embodiments according to the present invention can be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one embodiment of the invention includes one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in memory and driven by a processor.
  • the memory is located inside or outside the processor, and can exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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

Abstract

본 명세서의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 방법은, 상기 비디오 신호에서 변환 블록의 수평 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스 및 수직 변환 커널에 대한 수직 변환 타입 인덱스를 결정하는 단계와, 상기 수평 변환 타입 인덱스, 상기 수직 변환 타입 인덱스, 및 상기 변환 블록의 크기에 기반하여, 상기 변환 블록 내 유효한 변환 계수가 존재하는 변환 영역을 결정하는 단계와, 상기 수평 변환 타입 인덱스 및 상기 수직 변환 타입 인덱스에 기반하여, 상기 변환 영역에 역변환(inverse-transform)을 적용하는 단계를 포함하고, 상기 변환 영역의 너비(width)는, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 너비와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 너비와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며, 상기 변환 영역의 높이(height)는, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며, 상기 제1 크기는 상기 제2 크기보다 더 작도록 설정된다.

Description

변환을 사용하여 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
본 명세서의 실시예는 비디오 신호를 처리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 축소된 변환을 기반으로 변환을 수행함으로써 비디오 신호를 부호화/복호하하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 영상 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다. 특히, HEVC(high efficiency video coding) 표준 이후의 비디오 코덱 표준은 보다 높은 정확도를 갖는 예측 기술과 함께 공간 영역(spatial domain)의 비디오 신호를 주파수 영역(frequency domain)으로 변환시키기 위한 효율적인 변환 기술을 필요로 한다.
본 명세서의 실시예의 목적은, 특정 조건에 따라 미리 정의된 영역에 대하여 일차 변환(primary transform)을 수행하는 방법을 제안한다.
본 명세서의 실시예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 명세서의 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서의 실시예에 따른 비디오 신호 처리 방법은, 상기 비디오 신호에서 변환 블록의 수평 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스 및 수직 변환 커널에 대한 수직 변환 타입 인덱스를 결정하는 단계와, 상기 수평 변환 타입 인덱스, 상기 수직 변환 타입 인덱스, 및 상기 변환 블록의 크기에 기반하여, 상기 변환 블록 내 유효한 변환 계수가 존재하는 변환 영역을 결정하는 단계와, 상기 수평 변환 타입 인덱스 및 상기 수직 변환 타입 인덱스에 기반하여, 상기 변환 영역에 역변환(inverse-transform)을 적용하는 단계를 포함하고, 상기 변환 영역의 너비(width)는, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 너비와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 너비와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며, 상기 변환 영역의 높이(height)는, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며, 상기 제1 크기는 상기 제2 크기보다 더 작도록 설정된다.
일 실시예에서, 상기 변환을 적용하는 단계는 상기 수직 변환 타입 인덱스와 관련된 수직 변환을 상기 변환 블록에서 상기 변환 영역의 각 열마다 적용함으로써 중간 샘플 값들을 포함하는 중간 행렬을 생성하는 단계와, 상기 수평 변환 타입 인덱스와 관련된 수평 변환을 상기 중간 행렬의 각 행마다 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 변환 블록의 행 크기 또는 열 크기가 32인 경우, 상기 역변환은 상기 변환 블록의 행 방향 또는 열 방향으로 배열된 16개의 변환 계수들을 포함하는 입력 벡터를 입력으로 하여 32개의 잔차 샘플들을 포함하는 출력 벡터를 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 변환 블록에서 상기 변환 영역을 제외한 나머지 영역에 위치하는 계수는 0으로 간주될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 변환 블록에서 스캔 순서에 따른 마지막 유효 계수(last significant coefficient)의 위치와 관련되고 변환 블록 내에서 0으로 간주된 영역을 고려한 TR(truncated rice) 이진화를 사용하여 인코딩된 신택스 엘레먼트(syntax element)를 획득하는 단계를 더 포함하고, 상기 역변환이 적용되는 계수들은 상기 마지막 유효 계수의 위치에 기반하여 획득될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 변환 커널들은 DCT-2(Discrete Cosine Transform type-2), DST-7(Discrete Sine Transform type-7), 또는 DCT-8(Discrete Cosine Transform type-8) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서의 다른 실시예에 따른 비디오 신호의 인코딩 방법은, 상기 비디오 신호에서 예측 신호를 제외한 레지듀얼 신호를 포함하는 현재 블록의 수평 및 수직 방향에 적용될 변환 커널들(transform kernels)을 결정하는 단계와, 여기서 상기 변환 커널들은 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널을 포함하고, 상기 변환 커널들에 대한 변환 정보를 생성하는 단계와, 여기서 상기 변환 정보는 상기 수평 방향 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스 및 상기 수직 방향 변환 커널에 대한 수직 변환 타입 인덱스를 포함하고, 상기 변환 정보와 관련된 상기 변환 커널들에 기반하여, 상기 현재 블록의 수평 방향 및 수직 방향에 대해 각각 수평 변환 및 수직 변환을 적용함으로써 변환된 블록을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 변환된 블록의 크기는, 상기 수평 변환 타입 인덱스, 수직 변환 타입 인덱스, 및 상기 변환 블록의 크기에 기반하여 결정되고, 상기 변환된 블록의 너비(width)는, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크면 상기 현재 블록의 너비와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크지 않으면 상기 현재 블록의 너비와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며, 상기 변환된 블록의 높이(height)는, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크면 상기 현재 블록의 높이와 상기 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크지 않으면 상기 현재 블록의 높이와 상기 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 제1 크기는 상기 제2 크기보다 더 작도록 설정된다.
본 명세서의 다른 실시예에 따른 변환을 사용하여 비디오 신호를 디코딩하기 위한 장치는, 상기 비디오 신호를 저장하는 메모리와, 상기 메모리와 결합된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 비디오 신호에서 변환 블록의 수평 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스 및 수직 변환 커널을 지시하는 수직 변환 타입 인덱스를 획득하고, 상기 수평 변환 타입 정보, 수직 변환 타입 정보, 및 상기 변환 블록의 크기에 기반하여, 상기 변환 블록 내 유효한 변환 계수가 존재하는 변환 영역을 결정하고, 상기 수평 변환 타입 인덱스 및 상기 수직 변환 타입 인덱스에 기반하여, 상기 변환 영역에 역변환(inverse-transform)을 적용하도록 설정되고, 상기 변환 영역의 너비(width)는, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 너비와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 너비와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며, 상기 변환 영역의 높이(height)는, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며, 상기 제1 크기는 상기 제2 크기보다 더 작도록 설정된다.
본 명세서의 다른 실시예에 따른 변환을 사용하여 비디오 신호를 인코딩하기 위한 장치는, 상기 비디오 신호를 저장하는 메모리와, 상기 메모리와 결합된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 비디오 신호에서 예측 신호를 제외한 레지듀얼 신호를 포함하는 현재 블록의 수평 및 수직 방향에 적용될 변환 커널들(transform kernels)을 결정하고, 여기서 상기 변환 커널들은 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널을 포함하고, 상기 변환 커널들에 대한 정보를 포함하는 변환 정보를 생성하고, 여기서 상기 변환 정보는 상기 수평 방향 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스 및 상기 수직 방향 변환 커널을 지시하는 수직 변환 타입 인덱스를 포함하고, 상기 변환 정보와 관련된 상기 변환 커널들에 기반하여, 상기 현재 블록의 수평 방향 및 수직 방향에 대해 각각 수평 변환 및 수직 변환을 적용함으로써 변환된 블록을 생성하도록 설정되며, 상기 변환된 블록의 크기는, 상기 현재 블록의 사이즈 및 상기 변환 인덱스에 기반하여 결정되고, 상기 변환된 블록의 너비(width)는, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크면 상기 현재 블록의 너비와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크지 않으면 상기 현재 블록의 너비와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며, 상기 변환된 블록의 높이(height)는, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크면 상기 현재 블록의 높이와 상기 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크지 않으면 상기 현재 블록의 높이와 상기 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 제1 크기는 상기 제2 크기보다 더 작도록 설정된다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 특정 조건에 따라 미리 정의된 영역에 대해서만 변환을 수행함으로써, 복잡도를 현저하게 감소시킬 수 있다.
본 명세서의 실시예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 명세서의 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서 영상 코딩 시스템의 예를 도시한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 인코딩이 수행되는 인코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 영상 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템의 구조도이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예들로서, 도 5a는 QT(QuadTree, 이하 'QT'라 함), 도 5b는 BT(Binary Tree, 이하 'BT'라 함), 도 5c는 TT(Ternary Tree, 이하 'TT'라 함) 도 5d는 AT(Asymmetric Tree, 이하 'AT'라 함)에 의한 블록 분할 구조들을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 6은 인코딩 장치 내의 변환 및 양자화부, 역양자화 및 역변환부의 개략적인 블록도를 나타내고, 도 7은 디코딩 장치 내의 역양자화 및 역변환부의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 8은 AMT(adaptive multiple transform)가 수행되는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 AMT가 수행되는 디코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 MTS에 기반하여 역변환 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 MTS에 기반하여 디코딩을 수행하는 장치의 블록도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 2차 변환이 적용되는 인코딩/디코딩 흐름도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 도 14는 기븐스 회전(Givens rotation)을 설명하기 위한 다이어그램을 나타내고, 도 15는 기븐스 회전 레이어와 치환(permutation)들로 구성된 4x4 NSST(non-separable secondary transform)에서의 한 라운드(round)의 구성을 나타낸다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, RST(reduced secondary transform)의 동작을 도시한다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 역방향 스캔 순서에 따라 64번째부터 17번째까지의 역방향 스캔을 수행하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 단일 변환 지시자(single transform indica-tor, STI)를 사용한 인코딩 흐름도의 예를 도시한다.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 통일된 변환 지시자(unified transform in-dicator, UTI)를 사용한 인코딩 흐름도의 예를 도시한다.
도 20a 및 도 20b는 본 발명이 적용되는 실시예로서, UTI를 사용한 인코딩 흐름도의 다른 예를 도시한다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환을 수행하는 인코딩 흐름도의 예를 도시한다.
도 22는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환을 수행하는 디코딩 흐름도의 예를 도시한다.
도 23은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인코딩 장치(100) 내 변환부(120)의 세부 블록도의 예를 도시한다.
도 24는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 디코딩 장치(200) 내 역변환부(230)의 세부 블록도의 예를 도시한다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호를 처리하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 26은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 비디오 신호의 변환 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 27은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 축소된 변환(Reduced transform)을 이용하여 비디오 신호를 인코딩하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 28은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 축소된 변환(Reduced transform)을 이용하여 비디오 신호를 디코딩 하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 29는 본 명세서의 실시예에 따른 분리 가능한(separable) 변환이 적용되는 경우의 예로서, 도 29a는 순방향 변환시 유효한 계수가 존재하는 영역과 제로 아웃이 적용되는 영역을 나타내고, 도 29b는 역방향 변환시 유효한 계수가 존재하는 영역과 제로 아웃이 적용되는 영역을 나타낸다.
도 30은 본 명세서의 실시예에 따른 비디오 신호를 인코딩 하기 위한 흐름도의 예를 도시한다.
도 31은 본 명세서의 실시예에 따른 비디오 신호를 디코딩 하기 위한 흐름도의 예를 도시한다.
도 32는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호를 처리하기 위한 장치의 블록도의 예를 도시한다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽처, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 블록(block), 코딩 유닛(coding unit, CU), 예측 유닛(prediction unit, PU) 또는 변환 블록(transform unit, TU)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 휘도 성분에 대한 단위 또는 색차 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도 성분에 대한 코딩 트리 블록(coding tree block, CTB), 코딩 블록(coding block, CB), PU 또는 변환 블록(transform block, TB)에 해당될 수 있다. 또는, 처리 유닛은 색차 성분에 대한 CTB, CB, PU 또는 TB에 해당할 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도 성분에 대한 단위와 색차 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서 영상 코딩 시스템의 예를 도시한다.
영상 코딩 시스템은 소스 디바이스(10) 및 수신 디바이스(20)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스(10)는 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스(20)로 전달할 수 있다.
소스 디바이스(10)는 비디오 소스(11), 인코딩 장치(12), 송신기(13)를 포함할 수 있다. 수신 디바이스(20)는 수신기(21), 디코딩 장치(22) 및 렌더러(23)를 포함할 수 있다. 인코딩 장치(10)는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 디코딩 장치(20)는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기(13)는 인코딩 장치(12)에 포함될 수 있다. 수신기(21)는 디코딩 장치(22)에 포함될 수 있다. 렌더러(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치(12)는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치(12)는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘레먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘레멘트를 포함할 수 있다. 수신기(21)는 비트스트림을 추출하여 디코딩 장치(22)로 전달할 수 있다.
디코딩 장치(22)는 인코딩 장치(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러(23)는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 인코딩이 수행되는 인코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다. 도 2의 인코딩 장치(100)는 도 1의 인코딩 장치(12)에 대응할 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코딩 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
인코딩 장치(100)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(100) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(115)라고 불릴 수 있다. 예측부는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(예: 비디오/영상 정보)는 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. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소일 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들은에 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호를 복원할 수 있다. 가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 수정된 복원 픽처를 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송할 수 있다. 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset, SAO), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter, ALF), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
복호 픽처 버퍼(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽처 버퍼(170)는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 영상 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다. 도 3의 디코딩 장치(200)는 도 1의 디코딩 장치(22)에 대응할 수 있다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB)(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 예측부라고 불릴 수 있다. 즉, 예측부는 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)를 합쳐서 레지듀얼 처리부라고 불릴 수 있다. 즉, 레지듀얼 처리부는 역양자화부(220), 역변환부(230)을 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 복호 픽처 버퍼(250)은 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 메모리 또는 디지털 저장 매체)에 의하여 구성될 수 있다.
비디오/이미지 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(200)는 도 2의 인코딩 장치(100)에서 비디오/이미지 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(200)는 인코딩 장치(100)에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(200)는 도 2의 인코딩 장치(100)로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예: 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 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 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 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 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치(100)로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소일 수도 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 인코딩 장치(100)에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 재정렬이 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 이격되어 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(265)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신된 후보 선택 정보를 기반으로 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예측에 관한 정보는 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용함으로써 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 수정된 복원 픽처를 복호 픽쳐 버퍼(250)에 전송할 수 있다. 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(250)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(260)에 의해 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템의 구조도이다.
본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버(410), 스트리밍 서버(420), 웹 서버(430), 미디어 저장소(440), 사용자 장치(450) 및 멀티미디어 입력 장치(460)를 포함할 수 있다.
인코딩 서버(410)는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 스트리밍 서버(420)로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치(460)들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 인코딩 서버(410)는 생략될 수 있다.
비트스트림은 본 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 스트리밍 서버(420)는 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 비트스트림을 저장할 수 있다.
스트리밍 서버(420)는 웹 서버(430)를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치(450)에 전송하고, 웹 서버(430)는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 웹 서버(430)에 원하는 서비스를 요청하면, 웹 서버(430)는 이를 스트리밍 서버(420)에 전달하고, 스트리밍 서버(420)는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 제어 서버는 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
스트리밍 서버(420)는 미디어 저장소(440) 및/또는 인코딩 서버(410)로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 서버(410)로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 스트리밍 서버(420)는 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
사용자 장치(450)의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예들로서, 도 5a는 QT(QuadTree, QT), 도 5b는 BT(Binary Tree, BT), 도 5c는 TT(Ternary Tree, TT) 도 5d는 AT(Asymmetric Tree, AT)에 의한 블록 분할 구조들을 설명하기 위한 도면이다.
비디오 코딩에서 하나의 블록은 QT 기반으로 분할될 수 있다. 또한, QT에 의해서 분할된 하나의 서브 블록(subblock)은 QT를 사용하여 재귀적으로 더 분할될 수 있다. 더 이상 QT 분할되지 않는 리프 블록(leaf block)은 BT, TT 또는 AT 중 적어도 하나의 방식에 의해서 분할될 수 있다. BT는 horizontal BT (2NxN, 2NxN)과 vertical BT (Nx2N, Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. TT는 horizontal TT (2Nx1/2N, 2NxN, 2Nx1/2N)와 vertical TT (1/2Nx2N, Nx2N, 1/2Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. AT는 horizontal-up AT (2Nx1/2N, 2Nx3/2N), horizontal-down AT (2Nx3/2N, 2Nx1/2N), vertical-left AT (1/2Nx2N, 3/2Nx2N), vertical-right AT (3/2Nx2N, 1/2Nx2N)의 네 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. 각각의 BT, TT, AT는 BT, TT, AT를 사용하여 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
도 5a는 QT 분할의 예를 보여준다. 블록 A는 QT에 의해서 4개의 서브 블록 (A0, A1, A2, A3)으로 분할될 수 있다. 서브 블록 A1은 다시 QT에 의해서 4개의 서브 블록 (B0, B1, B2, B3)로 분할될 수 있다.
도 5b는 BT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical BT(C0, C1) 또는 horizontal BT(D0, D1)로 분할될 수 있다. 블록 C0와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal BT(E0, E1) 또는 vertical BT (F0, F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
도 5c는 TT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical TT (C0, C1, C2) 또는 horizontal TT (D0, D1, D2)으로 분할될 수 있다. 블록 C1와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal TT (E0, E1, E2) 또는 vertical TT (F0, F1, F2)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
도 5d는 AT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical AT (C0, C1) 또는 horizontal AT (D0, D1)으로 분할 될 수 있다. 블록 C1와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal AT (E0, E1) 또는 vertical TT (F0, F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할 될 수 있다.
한편, BT, TT, AT 분할은 함께 사용하여 분할이 가능하다. 예를 들어, BT에 의해 분할된 서브 블록은 TT 또는 AT에 의한 분할이 가능하다. 또한, TT에 의해 분할된 서브 블록은 BT 또는 AT에 의한 분할이 가능하다. AT에 의해 분할된 서브 블록은 BT 또는 TT에 의한 분할이 가능하다. 예를 들어, horizontal BT 분할 이후, 각각의 서브 블록이 vertical BT로 분할될 수 있고, 또는 vertical BT 분할 이후, 각각의 서브 블록이 horizontal BT로 분할될 수도 있다. 이 경우 분할 순서는 다르지만 최종적으로 분할되는 모양은 동일하다.
또한, 블록이 분할되면 블록을 탐색하는 순서를 다양하게 정의할 수 있다. 일반적으로, 좌측에서 우측으로, 상단에서 하단으로 탐색을 수행하며, 블록을 탐색한다는 것은 각 분할된 서브 블록의 추가적인 블록 분할 여부를 결정하는 순서를 의미하거나, 블록이 더 이상 분할되지 않을 경우 각 서브 블록의 부호화 순서를 의미하거나, 또는 서브 블록에서 다른 이웃 블록의 정보를 참조할 때의 탐색 순서를 의미할 수 있다.
도 5a 내지 5d과 같은 분할 구조에 의해 분할된 처리 유닛(또는, 변환 블록) 별로 변환이 수행될 수 있으며, 특히, 행(row) 방향과 열(column) 방향 별로 분할되어 변환 행렬이 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 처리 유닛(또는 변환 블록)의 행 방향 또는 열 방향의 길이에 따라 다른 변환 타입이 사용될 수 있다.
변환은 레지듀얼 블록들에 적용되는데, 이는 최대한 레지듀얼 블록들을 무상관화(decorrelate)하고, 저 주파수에 계수들을 집중시키고, 블록의 끝단에 0의 꼬리(zero tail)를 만들기 위함이다. JEM 소프트웨어에서 변환 파트는 2개의 주요 기능들(코어 변환(core transform), 2차 변환(secondary transform))을 포함한다. 코어 변환은, 레지듀얼 블록의 모든 행들과 열들에 적용되는 DCT(discrete cosine transform) 및 DST(discrete sine transform) 변환 패밀리들로 구성된다. 이후 2차 변환이 코어 변환의 출력의 좌상측 코너(top left corner)에 추가적으로 적용될 수 있다. 유사하게 2차 역변환과 코어 역변환 순서의 역변환이 적용될 수 있다. 먼저 2차 역변환이 계수 블록의 좌상측 코너에 적용될 수 있다. 이후 코어 역변환이 2차 역변환의 출력의 행들 및 열들에 적용된다. 코어 변환 또는 역변환은 1차 변환 또는 역변환으로 지칭될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명이 적용되는 실시예들로서, 도 6은 도 2의 인코딩 장치(100) 내의 변환 및 양자화부 (120/130), 역양자화 및 역변환부 (140/150)의 개략적인 블록도를 나타내고, 도 7은 디코딩 장치(200) 내의 역양자화 및 역변환부 (220/230)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 6을 살펴보면, 변환 및 양자화부(120/130)는 1차 변환부(primary transform unit)(121), 2차 변환부(secondary transform unit)(122) 및 양자화부(130)를 포함할 수 있다. 역양자화 및 역변환부 (140/150)는 역양자화부(140), 역 2차 변환부(inverse secondary transform unit)(151) 및 역 1차 변환부(inverse primary transform unit)(152)를 포함할 수 있다.
도 7을 살펴보면, 역양자화 및 역변환부 (220/230)는 역양자화부(220), 역 2차 변환부(inverse secondary transform unit)(231) 및 역 1차 변환부(inverse primary transform unit)(232)를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 변환을 수행할 때 복수의 단계를 통해 변환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 6에서와 같이 1차 변환(primary transform), 2차 변환(secondary transform)의 2단계를 적용할 수 있고, 또는 알고리즘에 따라 그 이상의 변환 단계가 이용될 수도 있다. 여기서, 1차 변환은 코어 변환(core transform)으로 지칭될 수 있다.
1차 변환부(121)는 레지듀얼 신호에 대해 1차 변환을 적용할 수 있으며, 여기서 1차 변환은 인코더 및/또는 디코더에서 테이블로 기정의될 수 있다.
2차 변환부(122)는 1차 변환된 신호에 대해 2차 변환을 적용할 수 있으며, 여기서 2차 변환은 인코더 및/또는 디코더에서 테이블로 기정의될 수 있다.
일 실시예에서, 2차 변환으로서 비분리 2차 변환(non-separable secondary transform)(NSST)이 조건적으로 적용될 수 있다. 예를 들어, NSST는 화면내 예측 블록일 경우에만 적용되며, 예측 모드 그룹마다 적용 가능한 변환 셋을 가질 수 있다.
여기서, 예측 모드 그룹은 예측 방향에 대한 대칭성에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 예측 모드 52와 예측 모드 16은 예측 모드 34 (대각 방향)를 기준으로 대칭이므로, 하나의 그룹을 형성하여 동일한 변환 셋(transform set)이 적용될 수 있다. 이때, 예측 모드 52에 대한 변환을 적용할 때 입력 데이터를 전치(transpose)한 후 적용하며, 이는 예측 모드 16과 변환 셋이 동일하기 때문이다.
한편, 플래너 모드(Planar mode)와 DC 모드(DC mode)의 경우 방향에 대한 대칭성이 존재하지 않으므로 각자의 변환 셋을 가지며, 해당 변환 셋은 2개의 변환들로 구성될 수 있다. 나머지 방향성 모드에 대해서는 변환 셋마다 3개의 변환들로 구성될 수 있다.
양자화부(130)는 2차 변환된 신호에 대해 양자화를 수행할 수 있다.
역양자화 및 역변환부 (140/150)는 앞서 설명된 과정을 역으로 수행하며, 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 7은 디코딩 장치(200) 내의 역양자화 및 역변환부 (220/230)의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 역양자화 및 역변환부 (220/230)는 역양자화부(220), 역 2차 변환부(inverse secondary transform unit)(231) 및 역 1차 변환부(inverse primary transform unit)(232)를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수를 획득한다.
역 2차 변환부(231)에서는 변환 계수에 대해 역 2차 변환을 수행한다. 여기서, 역 2차 변환은 도 6에서 설명한 2차 변환의 역변환을 나타낸다.
역 1차 변환부(232)는 역 2차 변환된 신호(또는 블록)에 대해 역 1차 변환을 수행하고, 잔차 신호(residual signal)를 획득하게 된다. 여기서, 역 1차 변환은 도 6에서 설명한 상기 1차 변환(primary transform)의 역변환을 나타낸다.
HEVC에 적용된 DCT-2와 4x4 DST-4에 더하여, 적응적(또는 명시적) 다중 변환(adaptive multiple transform 또는 explicit multiple transform)(AMT 또는 EMT) 기법이 인터 및 인트라 코딩된 블록에 대한 레지듀얼 코딩을 위해 사용된다. HEVC에서의 변환들 외의 DCT/DST 패밀리들로부터 다수개의 선택된 변환들이 사용된다. JEM에서 새롭게 소개된 변환 행렬들은 DST-7, DCT-8, DST-1, 및 DCT-5이다. 아래의 표 1은 선택된 DST/DCT의 기저 함수들을 나타낸다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000001
EMT는 64보다 작거나 같은 너비와 높이를 갖는 CU들에 적용될 수 있고, EMT가 적용되는지 여부는 CU 레벨 플래그에 의해 제어될 수 있다. CU 레벨 플래그가 0이면, DCT-2가 잔차(residue)를 인코딩하기 위해 CU에 적용된다. EMT가 적용되는 CU 내 루마 코딩 블록에 대하여, 2개의 추가적인 플래그들이 사용될 수평 및 수직 변환을 식별하기 위해 시그널링된다. HEVC에서와 같이, JEM에서 블록의 레지듀얼은 변환 스킵 모드로 코딩될 수 있다. 인트라 레지듀얼 코딩을 위하여, 다른 인트라 예측 모드들의 다른 레지듀얼 통계들로 인하여, 모드-의존적 변환 후보 선택 프로세스가 사용된다. 3개의 변환 서브셋들이 아래의 표 2와 같이 정의되어 있고, 변환 서브셋은 표 3에 나타난 것과 같이 인트라 예측 모드에 기반하여 변환 서브셋이 선택된다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000002
서브셋 컨셉과 함께, 변환 서브셋은 CU-레벨 EMT_CU_flag가 1인 CU의 인트라 예측 모드를 사용함으로써 표 2에 기반하여 최초로 확인된다. 이후, 수평(EMT_TU_horizontal_flag) 및 수직 (EMT_TU_vertical_flag) 변환 각각에 대해, 확인된 변환 서브셋 내 2개의 변환 후보들 중에서 하나가, 표 3에 따라, 플래그들을 사용한 명시적인 시그널링에 기반하여 선택된다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000003
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000004
표 4는 본 발명이 적용되는 실시예로서, AMT(adaptive multiple transform)가 적용되는 변환 설정 그룹(transform configuration group)을 나타낸다.
표 4를 살펴보면, 변환 설정 그룹(transform configuration group)들은 예측 모드에 기초하여 결정되고 그룹의 개수는 총 6개(G0~G5)일 수 있다. 그리고, G0~G4는 인트라 예측이 적용되는 경우에 해당하고 G5는 인터 예측에 의해 생성된 잔차 블록에 적용되는 변환 조합들(또는 변환 셋, 변환 조합 셋)을 나타낸다.
하나의 변환 조합은 해당 2D 블록의 행(row)들에 적용되는 수평 변환(horizontal transform)(또는 행 변환(row transform))과 열(column)들에 적용되는 수직 변환(vertical transoform)(또는 열 변환(column transform))으로 이루어질 수 있다.
여기서, 모든 변환 설정 그룹들은 각 4개의 변환 조합 후보들을 가질 수 있다. 4개의 변환 조합 후보들은 0~3의 변환 조합 인덱스를 통해 선택 또는 결정될 수 있으며, 인코더에서 디코더로 변환 조합 인덱스를 인코딩하여 전송할 수 있다.
일 실시예로, 인트라 예측을 통해 획득된 잔차 데이터(또는 잔차 신호)는 인트라 예측 모드에 따라 그 통계적 특성이 각기 다를 수 있다. 따라서, 표 4와 같이 인트라 예측 별로 일반적인 코사인 변환이 아닌 다른 변환들이 적용될 수 있다. 본 명세서에서, 변환 타입은, 예를 들어 DCT-Type 2, DCT-II, DCT-2와 같이 표기될 수 있다.
표 4를 살펴보면, 35개의 인트라 예측 모드를 사용하는 경우와 67개의 인트라 예측 모드를 사용하는 경우가 나타난다. 각 인트라 예측 모드 열에서 구분된 변환 설정 그룹 별로 복수개의 변환 조합들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 변환 조합들은 4개의 (행 방향 변환, 열 방향 변환) 조합으로 구성될 수 있다. 구체적 예로, 그룹 0에서는 행(수평) 방향과 열(수직) 방향 모두 DST-7과 DCT-5가 적용될 수 있어 총 4개의 조합이 가능하다.
각 인트라 예측 모드에 대해 총 4개의 변환 커널 조합이 적용될 수 있으므로, 그 중 하나를 선택하기 위한 변환 조합 인덱스가 변환 단위(transform unit)마다 전송될 수 있다. 본 명세서에서, 변환 조합 인덱스는 AMT 인덱스(AMT index)로 지칭될 수 있으며, amt_idx로 표현될 수 있다.
또한, 표 4에서 제시된 변환 커널들 이외에도, 잔차 신호의 특성상 행 방향과 열 방향 모두에 대해 DCT-2가 최적인 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 코딩 유닛마다 AMT 플래그를 정의함으로써 적응적으로 변환이 적용될 수 있다. 여기서, AMT 플래그가 0이면 행 방향과 열 방향 모두에 대해 DCT-2가 적용되고, AMT 플래그가 1이면 AMT 인덱스를 통해 4개의 조합 중 하나가 선택 또는 결정될 수 있다.
일 실시예로, AMT 플래그가 0인 경우 하나의 변환 단위에 대해 변환 계수의 개수가 3보다 작으면 표 4의 변환 커널들이 적용되지 않고 행 방향과 열 방향에 대해 모두 DST-7이 적용될 수 있다.
일 실시예로, 변환 계수 값들을 먼저 파싱하여 변환 계수의 개수가 3보다 작으면, AMT 인덱스가 파싱되지 않고 DST-7이 적용됨으로써 부가 정보 전송량이 감소될 수 있다.
일 실시예로, AMT는 변환 단위의 너비와 높이가 모두 32 이하일 경우에만 적용될 수 있다.
일 실시예로, 표 4는 오프라인 트레이닝(off-line training)을 통해 기설정될 수 있다.
일 실시예로 AMT 인덱스는 수평 변환과 수직 변환의 조합을 동시에 가리킬 수 있는 하나의 인덱스로 정의될 수 있다. 또는, AMT 인덱스는 별도의 수평 변환 인덱스와 수직 변환 인덱스로 정의될 수 있다.
도 8은 AMT(adaptive multiple transform)가 수행되는 과정을 나타내는 흐름도이다.
본 명세서에서, 수평 방향과 수직 방향에 대해 분리하여 변환이 적용되는 분리가능한 변환(separable transform)에 대한 실시예가 기본적으로 설명되나, 변환 조합은 비분리 변환(non-separable transform)들로도 구성될 수 있다.
또는, 분리가능한 변환들과 비분리 변환들의 혼합으로도 변환 조합이 구성될 수 있다. 이 경우, 비분리 변환이 이용되면 행/열별 변환 선택이나 수평/수직 방향별 선택은 불필요해지며, 분리가능한 변환이 선택되는 경우에만 표 4의 변환 조합들이 이용될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 제안되는 방식들은 1차 변환이나 2차 변환에 관계없이 적용될 수 있다. 즉, 둘 중 어느 한쪽에만 적용되어야 한다는 제약이 없으며, 둘다 적용될 수 있다. 여기서, 1차 변환은 잔차 블록을 맨 처음에 변환하기 위한 변환을 의미할 수 있고, 2차 변환은 1차 변환의 결과로 생성된 블록에 대해 변환을 적용하기 위한 변환을 의미할 수 있다.
먼저 인코딩 장치(100)는 현재 블록에 대응되는 변환 그룹을 결정할 수 있다(S805). 여기서, 변환 그룹은 표 4의 변환 그룹을 의미할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다른 변환 조합들로 구성될 수 있다.
인코딩 장치(100)는 변환 그룹 내 이용가능한 후보 변환 조합들에 대해 변환을 수행할 수 있다(S810). 변환 수행 결과, 인코딩 장치(100)는 RD(rate distortion) 비용이 가장 작은 변환 조합을 결정 또는 선택할 수 있다(S815). 인코딩 장치(100)는 선택된 변환 조합에 대응되는 변환 조합 인덱스를 인코딩할 수 있다(S820).
도 9는 AMT가 수행되는 디코딩 과정을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 디코딩 장치(200)는 현재 블록을 위한 변환 그룹을 결정할 수 있다(S905). 디코딩 장치(200)는 변환 조합 인덱스를 파싱할 수 있으며, 여기서 변환 조합 인덱스는 변환 그룹 내 복수개의 변환 조합들 중 어느 하나에 대응될 수 있다(S910). 디코딩 장치(200)는 변환 조합 인덱스에 대응하는 변환 조합을 유도할 수 있다(S915). 여기서, 변환 조합은 표 4에서 설명된 변환 조합을 의미할 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉, 다른 변환 조합에 의한 구성도 가능하다.
디코딩 장치(200)는 변환 조합에 기초하여 현재 블록에 대해 역변환을 수행할 수 있다(S920). 변환 조합이 행 변환과 열 변환으로 구성되는 경우, 행 변환을 먼저 적용한 후 열 변환을 적용할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 반대로 적용되거나, 또는 비분리 변환들로 구성된 경우에는 바로 비분리 변환이 적용될 수 있다.
한편, 다른 일실시예로, 변환 그룹을 결정하는 과정과 변환 조합 인덱스를 파싱하는 과정은 동시에 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 위에서 설명된 용어 'AMT'는 'MTS(multiple transform set 또는 multiple transform selection)'로 재정의될 수 있다. 이하 설명되는 MTS 관련 신택스(syntax)들과 시맨틱스(semantics)들은 VVC(versatile video coding) 표준 문서 JVET-K1001-v4에서 정의된다.
본 발명의 실시예에서 아래와 같이 방향성 모드에 대해 2개의 MTS 후보들과 비방향성 모드에 대해 4개의 MTS 후보들을 사용할 수 있다.
A) 비방향성 모드(DC, 플래너)
MTS 인덱스가 0일때, DST-7이 수평 및 수직 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 1일때, DST-7이 수직 변환에, DCT-8이 수평 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 2일때, DCT-8이 수직 변환에, DST-7이 수평 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 3일때, DCT-8이 수평 및 수직 변환에 사용됨
B) 수평 그룹 모드에 속하는 모드들
MTS 인덱스가 0일때, DST-7이 수평 및 수직 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 1일때, DCT-8이 수직 변환에, DST-7이 수평 변환에 사용됨
C) 수직 그룹 모드에 속하는 모드들
MTS 인덱스가 0일때, DST-7이 수평 및 수직 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 1일때, DST-7이 수직 변환에, DCT-8이 수평 변환에 사용됨
여기서(67개의 모드들이 사용되는 VTM 2.0에서), 수평 그룹 모드들은 2 내지 34번 인트라 예측 모드들을 포함하고, 수직 모드들은 35번 내지 66번 인트라 예측 모드들을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 모든 인트라 예측 모드들에 대해 3개의 MTS 후보들을 사용한다.
MTS 인덱스가 0일때, DST-7이 수평 및 수직 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 1일때, DST-7이 수직 변환에, DCT-8이 수평 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 2일때, DCT-8이 수직 변환에, DST-7이 수평 변환에 사용됨
본 발명의 다른 실시예에서, 방향성 예측 모드들에 대해 2개의 MTS 후보들을, 비방향성 예측 모드들에 대해 3개의 MTS 후보들을 사용한다.
A) 비방향성 모드들(DC, 플래너)
MTS 인덱스가 0일때, DST-7이 수평 및 수직 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 1일때, DST-7이 수직 변환에, DCT-8이 수평 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 2일때, DCT-8이 수직 변환에, DST-7이 수평 변환에 사용됨
B) 수평 그룹 모드에 해당하는 예측 모드들
MTS 인덱스가 0일때, DST-7이 수평 및 수직 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 1일때, DCT-8이 수직 변환에, DST-7이 수평 변환에 사용됨
C) 수직 그룹 모드에 해당하는 예측 모드들
MTS 인덱스가 0일때, DST-7이 수평 및 수직 변환에 사용됨
MTS 인덱스가 1일때, DST-7이 수직 변환에, DCT-8이 수평 변환에 사용됨
본 발명의 다른 실시예에서, 하나의 MTS 후보(예: DST-7)를 모든 인트라 모드들에 대해 사용할 수 있다. 이 경우, 마이너한 코딩 손실과 함께 인코딩 시간이 40%까지 감소할 수 있다. 추가적으로, 하나의 플래그가 DCT-2와 DST-7 사이에서 지시하기 위해 사용될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 MTS에 기반하여 역변환 과정을 나타내는 흐름도이다.
본 발명이 적용되는 디코딩 장치(200)는, sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag를 획득할 수 있다(S1005). 여기서, sps_mts_intra_enabled_flag는 cu_mts_flag가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, sps_mts_intra_enabled_flag = 0 이면, cu_mts_flag가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하지 않고, sps_mts_intra_enabled_flag = 1 이면, cu_mts_flag가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재한다. 그리고, sps_mts_inter_enabled_flag는 cu_mts_flag가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, sps_mts_inter_enabled_flag = 0 이면, cu_mts_flag 가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하지 않고, sps_mts_inter_enabled_flag = 1 이면, cu_mts_flag가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재한다.
디코딩 장치(200)는 sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag에 기초하여 cu_mts_flag를 획득할 수 있다(S1010). 예를 들어, sps_mts_intra_enabled_flag = 1 또는 sps_mts_inter_enabled_flag = 1 일 때, 디코딩 장치(200)는 cu_mts_flag를 획득할 수 있다. 여기서, cu_mts_flag는 MTS가 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, cu_mts_flag = 0 이면 MTS가 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용되지 않고, cu_mts_flag = 1 이면 MTS가 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용된다.
디코딩 장치(200)는 cu_mts_flag에 기초하여 mts_idx를 획득할 수 있다(S1015). 예를 들어, cu_mts_flag = 1 일 때, 디코딩 장치(200)는 mts_idx를 획득할 수 있다. 여기서, mts_idx는 어떤 변환 커널이 현재 변환 블록의 수평 및/또는 수직 방향에 따른 루마 레지듀얼 샘플들에 적용되는지를 나타낸다.
예를 들어, mts_idx에 대해, 본 명세서에서 설명되는 실시예들 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
디코딩 장치(200)는 mts_idx에 대응되는 변환 커널을 유도할 수 있다(S1020). 예를 들어, mts_idx에 대응되는 변환 커널은 수평 변환 및 수직 변환으로 구분되어 정의될 수 있다.
일 예로, 현재 블록에 MTS가 적용되는 경우(즉, cu_mts_flag = 1), 디코딩 장치(200)는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 MTS 후보를 구성할 수 있다. 이 경우, 도 10의 디코딩 흐름도에 MTS 후보를 구성하는 단계가 더 포함될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(200)는 구성된 MTS 후보 중에서 mts_idx를 이용하여 현재 블록에 적용되는 MTS 후보를 결정할 수 있다.
다른 일 예로, 수평 변환 및 수직 변환은 서로 다른 변환 커널이 적용될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기 수평 변환 및 수직 변환은 동일한 변환 커널이 적용될 수도 있다.
그리고, 디코딩 장치(200)는 변환 커널에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다(S1025).
또한, 본 문서에서 MTS는 AMT 또는 EMT로도 표현될 수 있으며, 마찬가지로, mts_idx 도 AMT_idx, EMT_idx, AMT_TU_idx EMT_TU_idx 등과 같이 표현될 수 있으며, 본 발명은 이러한 표현에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명에서, MTS 플래그에 기초하여 MTS가 적용되는 경우와 그렇지 않은 경우를 구분하여 설명하나, 본 발명이 이러한 표현에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, MTS의 적용 여부는, 미리 정의된 특정 변환 타입(기본 변환 타입, 디폴트 변환 타입 등으로 지칭될 수 있다) 이외의 다른 변환 타입(또는 변환 커널)을 사용하는지 여부와 동일한 의미일 수 있다. 만약 MTS가 적용되는 경우, 기본 변환 타입 이외의 다른 변환 타입(예컨대, 복수의 변환 타입들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합된 변환 타입)이 변환에 이용되고, MTS가 적용되지 않는 경우, 기본 변환 타입이 변환에 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 기본 변환 타입은 DCT-2로 설정(또는 정의)될 수 있다.
일 예로서, 현재 변환 블록에 MTS가 적용되는지 여부를 지시하는 MTS 플래그 신택스와 MTS가 적용되는 경우 상기 현재 블록에 적용되는 변환 타입을 지시하는 MTS 인덱스 신택스가 개별적으로 인코더로부터 디코더로 전송될 수도 있고, 다른 일 예로서, 현재 변환 블록에 MTS가 적용되는지 여부 및 MTS가 적용되는 경우 상기 현재 블록에 적용되는 변환 타입을 모두 포함하는 신택스(예를 들어, MTS 인덱스)가 인코더로부터 디코더로 전송될 수도 있다. 즉, 후자의 실시예에서, 상술한 기본 변환 타입을 포함하는 전체 변환 타입 그룹(또는 변환 타입 셋) 내에서 현재 변환 블록(또는 유닛)에 적용되는 변환 타입을 지시하는 신택스(또는 신택스 요소)가 인코더로부터 디코더로 전송될 수 있다.
따라서, 그 표현에도 불구하고 현재 변환 블록에 적용되는 변환 타입을 지시하는 신택스(MTS 인덱스)는 MTS 적용 여부에 관한 정보를 포함할 수 있다. 다시 말해, 후자의 실시예에서 MTS 플래그 없이 MTS 인덱스만 시그널링될 수 있어, 이 경우는 MTS에 DCT-2가 포함되는 것으로 해석할 수 있으나, 본 발명에서는 DCT-2를 적용하는 경우를 MTS를 적용하지 않는 것으로 기술할 수 있으며, 그럼에도 불구하고 MTS에 관한 기술적 범위는 해당 정의 내용에 한정되지 않는다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 MTS에 기반하여 디코딩을 수행하는 장치의 블록도이다.
본 발명이 적용되는 디코딩 장치(200)는, 시퀀스 파라미터 획득부(1105), MTS 플래그 획득부(1110), MTS 인덱스 획득부(1115), 및 변환 커널 유도부(1120)를 포함할 수 있다.
시퀀스 파라미터 획득부(1105)는 sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag를 획득할 수 있다. 여기서, sps_mts_intra_enabled_flag는 cu_mts_flag가 인트라 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하는지 여부를 나타내고, sps_mts_inter_enabled_flag는 cu_mts_flag가 인터 코딩 유닛의 레지듀얼 코딩 신택스에 존재하는지 여부를 나타낸다. 구체적인 예는 도 10과 관련된 설명이 적용될 수 있다.
MTS 플래그 획득부(1110)는 sps_mts_intra_enabled_flag 또는 sps_mts_inter_enabled_flag에 기초하여 cu_mts_flag를 획득할 수 있다. 예를 들어, sps_mts_intra_enabled_flag = 1 또는 sps_mts_inter_enabled_flag = 1 일 때, MTS 플래그 획득부(1115)는 cu_mts_flag를 획득할 수 있다. 여기서, cu_mts_flag는 MTS가 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용되는지 여부를 나타낸다. 구체적인 예는 상기 도 10과 관련된 설명이 적용될 수 있다.
MTS 인덱스 획득부(1115)는 cu_mts_flag에 기초하여 mts_idx를 획득할 수 있다. 예를 들어, cu_mts_flag = 1 일 때, MTS 인덱스 획득부(1115)는 mts_idx를 획득할 수 있다. 여기서, mts_idx는 어떤 변환 커널이 현재 변환 블록의 수평 및/또는 수직 방향에 따른 루마 레지듀얼 샘플들에 적용되는지를 나타낸다. 구체적인 예는 상기 도 10의 설명이 적용될 수 있다.
변환 커널 유도부(1120)는 mts_idx에 대응되는 변환 커널을 유도할 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(200)는 유도된 변환 커널에 기초하여 역변환을 수행할 수 있다.
디코딩 장치(200)가 역변환을 통해 변환 블록으로부터 레지듀얼 샘플들을 포함하는 블록을 생성하는 방법은 아래와 같을 수 있다.
본 프로세스의 입력은 다음과 같다:
- 현재 픽처의 좌상측 휘도 샘플에 대한 현재 휘도 변환 블록의 좌상측 샘플을 나타내는 휘도 위치 location ( xTbY, yTbY ),
- 현재 변환 블록의 너비를 나타내는 변수 nTbW,
- 현재 변환 블록의 높이를 나타내는 변수 nTbH,
- 현재 블록의 색차 성분을 나타내는 변수 cIdx,
- x = 0..nTbW - 1, y = 0..nTbH - 1에 대한 스케일된 변환 계수들의 (nTbW)x(nTbH) 어레이 d[ x ][ y ].
본 프로세스의 출력은 x = 0..nTbW - 1, y = 0..nTbH - 1에 대한 레지듀얼 샘플들의 (nTbW)x(nTbH) 어레이 r[ x ][ y ]이다.
수평 변환 커널을 나타내는 변수 trTypeHor와 수직 변환 커널을 나타내는 변수 trTypeVer는 표 5의 mts_idx[ x ][ y ] 와 CuPredMode[ x ][ y ]에 기반하여 도출될 수 있다.
레지듀얼 샘플들의 (nTbW)x(nTbH) 어레이는 아래와 같이 도출될 수 있다:
1. 각 스케일된 변환 계수들 d[ x ][ y ] ( x = 0..nTbW - 1, y = 0..nTbH - 1 )의 (수직) 열은 열 x = 0..nTbW - 1에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 e[ x ][ y ] ( x = 0..nTbW - 1, y = 0..nTbH - 1 )로 변환되며, 여기서 입력은 변환 블록의 높이 nTbH, 리스트 d[ x ][ y ] ( y = 0..nTbH - 1 ), trTypeVer와 동일하게 설정된 변환 타입 변수 trType가 입력으로, 리스트 e[ x ][ y ] ( y = 0..nTbH - 1)가 출력된다.
2. 중간 샘플 값들 g[ x ][ y ] ( x = 0..nTbW - 1, y = 0..nTbH - 1 )는 아래와 같이 유도된다.
g[ x ][ y ] = Clip3( CoeffMin, CoeffMax, ( e[ x ][ y ] + 256 ) >> 9 )
3. 각 중간 어레이 g[ x ][ y ] ( x = 0..nTbW - 1, y = 0..nTbH - 1 )의 (수평) 행은 각 행 y = 0..nTbH - 1 에 대한 일차원 변환 프로세스에 의해 r[ x ][ y ] ( x = 0..nTbW - 1, y = 0..nTbH .. 1 )로 변환되며, 여기서 입력은 변환 블록의 너비 nTbW, 리스트 g[ x ][ y ] (x = 0..nTbW - 1 ), trTypeVer와 동일하게 설정된 변환 타입 변수 trType가 입력으로, 리스트 r[ x ][ y ] ( y = 0..nTbH - 1)가 출력된다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000005
CuPredMode는 현재 CU에 적용된 예측 모드를 나타낸다.
모드-의존적 비분리 2차 변환(mode-dependent non-separable secondary transform, MDNSST)이 적용될 수 있다. 저 복잡도를 유지하기 위하여, MDNSST는 1차 변환 이후 저 주파수의 계수들에만 적용된다. 또한, 주로 저주파수의 계수들에 대해 적용되는 비분리 변환은 LFNST(low frequency non-separable transform)로 지칭될 수 있다. 변환 계수 블록의 너비(width, W)와 높이(height, H)가 모두 8보다 크거나 같으면, 8x8 비분리 2차 변환이 변환 계수 블록의 좌상측 8x8 영역에 적용된다. 그렇지 않으면, 너비 또는 높이가 8보다 작은 경우, 4x4 비분리 2차 변환이 적용되고, 4x4 비분리 2차 변환은 변환 계수 블록의 좌상측 min(8, W) x min(8, H)에 수행될 수 있다. 여기서, min(A, B)는 A와 B 중에서 더 작은 값을 출력하는 함수이다. 또한, WxH는 블록의 사이즈로서, W는 너비(width), H는 높이(height)를 나타낸다.
일 실시예에서, 4x4 및/또는 8x8 블록 사이즈에 대하여 총 35x3개의 비분리 2차 변환이 있을 수 있고, 여기서 35는 인트라 예측 모드에 의해 특정되는 변환 집합들의 개수이고, 3은 각 예측 모드에 대한 NSST 후보의 개수이다. 인트라 예측 모드로부터 변환 집합으로의 맵핑이 다양하게 정의될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 인트라 예측 모드에 따라 4개의 비분리 변환 집합들 중에서 변환 커널을 지시하기 위하여, NSST 인덱스(NSST idx)가 코딩될 수 있다. NSST가 적용되지 않으면, 0의 값을 갖는 NSST 인덱스가 시그널링될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 2차 변환이 적용되는 인코딩/디코딩 흐름도이다.
JEM에서, 2차 변환(MDNSST)는 변환 스킵 모드로 코딩된 블록에 적용되지 않는다. MDNSST 인덱스가 CU에 대해 시그널링되고 0이 아니면, MDNSST는 CU 내에서 변환 스킵 모드로 코딩된 성분의 블록에 대해 사용되지 않는다. 계수 코딩과 NSST 인덱스 코딩을 포함한 전반적인 코딩 구조가 도 12 및 도 13에 도시된다. CBF(coded block flag)가 계수 코딩 및 NSST 코딩 여부를 결정하기 위하여 인코딩된다. 도 12 및 도 13에서, CBF 플래그는 루마 블록 cbf 플래그(cbf_luma flag) 또는 크로마 블록 cbf 플래그(cbf_cb flag 또는 cbf_cr flag)를 나타낼 수 있다. CBF 플래그가 1일 때 변환 계수들이 코딩된다.
도 12를 참조하면, 인코딩 장치(100)는 CBF가 1인지 여부를 확인한다(S1205). CBF가 0인 경우, 인코딩 장치(100)는 변환 계수의 인코딩 및 NSST 인덱스 인코딩을 수행하지 않는다. CBF가 1인 경우, 인코딩 장치(100)는 변환 계수에 대한 인코딩을 수행한다(S1210). 이후, 인코딩 장치(100)는 NSST 인덱스 코딩 여부를 결정하고(S1215), NSST 인덱스 코딩을 수행한다(S1220). NSST 인덱스 코딩이 적용되지 않는 경우, 인코딩 장치(100)는 NSST를 적용하지 않은 상태로 변환 절차를 종료하고 이후의 단계(예: 양자화)를 수행할 수 있다.
도 13을 참조하면, 디코딩 장치(200)는 CBF가 1인지 여부를 확인한다(S1305). CBF가 0인 경우, 디코딩 장치(200)는 변환 계수의 디코딩 및 NSST 인덱스 디코딩을 수행하지 않는다. CBF가 1인 경우, 디코딩 장치(200)는 변환 계수에 대한 디코딩을 수행한다(S1310). 이후, 디코딩 장치(200)는 NSST 인덱스 코딩 여부를 결정하고(S1315), NSST 인덱스를 파싱한다(S1320).
NSST는 1차 변환이 적용된 블록(HEVC의 경우 TU) 전체에 대해 적용되는 것이 아니라 좌상측 8x8 영역 또는 4x4 영역에 대해서 적용될 수 있다. 일 예로, 블록의 크기가 8x8 이상인 경우(즉, 너비와 높이가 모두 8 이상인 경우), 8x8 NSST가 적용되고, 8x8 미만인 경우(즉, 너비 또는 높이가 8 미만인 경우), 4x4 NSST가 적용될 수 있다. 또한, 8x8 NSST가 적용되는 경우(즉, 블록의 크기가 8x8 이상인 경우에도), 4x4 블록들 별로(즉, 좌상측 8x8 영역을 4x4블록들로 나누어 각 블록 별로) 4x4 NSST가 적용될 수 있다. 8x8 NSST와 4x4 NSST 모두 상술한 변환 집합 구성에 따라 결정될 수 있으며, 비분리 변환인 만큼 8x8 NSST는 64개의 입력 데이터와 64개의 출력 데이터를 갖고, 4x4 NSST는 16개의 입력과 16개의 출력을 가질 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 도 14는 기븐스 회전(Givens rotation)을 설명하기 위한 다이어그램을 나타내고, 도 15는 기븐스 회전 레이어와 치환(permutation)들로 구성된 4x4 NSST에서의 한 라운드(round)의 구성을 나타낸다.
8x8 NSST와 4x4 NSST 모두 기븐스 회전들의 계층적 조합으로 구성될 수 있다. 하나의 기븐스 회전에 해당하는 행렬은 수학식 1과 같으며 행렬 곱을 다이어그램으로 표현하면 도 14와 같다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000006
도 14에서, 기븐스 회전에 의해 출력되는 t m과 t n은 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000007
도 14와 같이 하나의 기븐스 회전은 2개의 데이터를 회전시키는 것이기 때문에 64개의 데이터(8x8 NSST의 경우) 또는 16개의 데이터(4x4 NSST의 경우)의 처리를 위하여 각각 32개 또는 8개의 기븐스 회전이 필요하다. 따라서, 32개 또는 8개의 기븐스 회전의 묶음이 기븐스 회전 레이어(Given rotation layer)를 형성할 수 있다. 도 15와 같이 하나의 기븐스 회전 레이어에 대한 출력 데이터가 치환(셔플링)을 통해 다음 기븐스 회전 레이어에 대한 입력 데이터로 전달된다. 도 15와 같이 치환되는 패턴은 규칙적으로 정의되며, 4x4 NSST의 경우 4개의 기븐스 회전 레이어 및 대응하는 치환들이 하나의 라운드를 형성한다. 4x4 NSST는 2번의 라운드에 의해 수행되고, 8x8 NSST는 4번의 라운드에 의해 수행된다. 서로 다른 라운드들은 동일한 치환 패턴을 사용하지만 적용되는 기븐스 회전 각도들은 각각 다른다. 따라서, 각 변환을 구성하는 모든 기븐스 회전에 대한 각도 데이터의 저장이 필요하다.
마지막 단계로 기븐스 회전 레이어들을 거쳐 출력된 데이터에 대해 최종적으로 한번의 치환이 더 수행되며, 해당 치환에 대한 정보는 변환마다 별도로 저장된다. 순방향(forward) NSST의 맨 마지막에 해당 치환이 수행되며, 역방향(inverse) NSST는 최초에 해당 역방향 치환이 적용된다.
역방향 NSST는 순방향 NSST에서 적용되었던 기븐스 회전 레이어들과 치환들을 역순으로 수행하고, 각 기븐스 회전의 각도에 대해서도 마이너스(-)의 값을 취함으로써 회전시킨다.
RST (Reduced secondary transform)
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, RST의 동작을 도시한다.
한 변환을 나타내는 직교(orthogonal) 행렬이 NxN 형태를 갖는다고 했을 때, RT(reduced transform)는 N개의 변환 기저 벡터들 중에서 R개만을 남긴다(R < N). 변환 계수를 생성하는 순방향 RT에 대한 행렬은 수학식 3과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000008
역방향 RT에 대한 행렬은 순방향 RT 행렬의 전치(transpose) 행렬이 되므로, 순방향 RT와 역방향 RT의 적용을 도식화하면 도 16a 및 도 16b와 같을 수 있다.
1차 변환이 적용된 변환 계수 블록의 좌상단 8x8 블록에 대해 적용되는 RT는 8x8 RST로 지칭될 수 있다. 수학식 3에서의 R의 값을 16으로 두었을 때, 순방향 8x8 RST는 16x64 행렬의 형태를 가지며, 역방향 8x8 RST는 64x16의 형태를 가진다. 이때, MxN 행렬은 M개의 행과 N개의 열로 구성될 수 있다. 또한, 8x8 RST에 대하여도 표 5와 같은 변환 집합 구성이 적용될 수 있다. 즉, 표 5과 같이 인트라 예측 모드에 따른 변환 집합에 기반하여 8x8 RST가 결정될 수 있다. 하나의 변환 집합은 인트라 예측 모드에 따라 2개 또는 3개의 변환들로 구성되므로, 2차 변환을 적용하지 않는 경우까지 포함하여 최대 4개의 변환들 중 하나가 선택될 수 있다(하나의 변환은 항등 행렬에 해당할 수 있다). 4개의 변환들에 대해 각각 0, 1, 2, 3의 인덱스가 부여되었을 때, NSST 인덱스에 해당하는 신택스 요소(syntax element)가 변환 계수 블록마다 시그널링됨으로써 적용되는 변환이 지정될 수 있다. 예를 들어, 0번 인덱스는 항등 행렬, 즉, 2차 변환이 적용되지 않는 경우로 할당될 수 있다. 결론적으로, NSST 인덱스를 통해 8x8 좌상단 블록에 대해, JEM NSST에 따르면, 8x8 NSST가 지정될 수 있고, RST 구성에 따르면 8x8 RST가 지정될 수 있다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 역방향 스캔 순서에 따라 64번째부터 17번째까지의 역방향 스캔을 수행하는 과정을 나타내는 도면이다.
수학식 3과 같은 순방향 8x8 RST가 적용되면, 16개의 유효한 변환 계수가 생성되므로 8x8 영역을 구성하는 64개의 입력 데이터가 16개의 출력 데이터로 축소되며, 2차원 영역 관점에 따르면 1/4 만큼의 영역에만 유효한 변환 계수가 채워진다. 따라서, 순방향 8x8 RST를 적용함으로써 획득된 16개의 출력 데이터가 도 17의 좌상단 영역에 채워진다.
도 17에서 좌상단 4x4 영역이 유효한 변환 계수가 채워지는 ROI(region of interest) 영역이 되고, 나머지 영역은 비워진다. 비워지는 영역에는 0의 값이 디폴트로 채워질 수 있다. 만약, 도 17의 ROI 영역 외에 0이 아닌 유효한 변환 계수가 발견되면 8x8 RST가 적용되지 않는 것이 확실하므로 해당 NSST 인덱스에 해당 코딩이 생략될 수 있다. 반대로 도 17의 ROI 영역 이외에서 0이 아닌 변환 계수가 발견되지 않으면(8x8 RST가 적용되는 경우, ROI 이외의 영역이 0으로 채워졌을 때), 8x8 RST가 적용되었을 수 있으므로 NSST 인덱스가 코딩될 수 있다. 이와 같은 조건적 NSST 인덱스 코딩은 0이 아닌 변환 계수의 존재 유무를 체크가 필요하므로 레지듀얼 코딩 과정 이후에 수행될 수 있다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 단일 변환 지시자(single transform indicator)를 사용한 인코딩 흐름도의 예를 도시한다.
본 발명의 실시예에서, 단일 변환 지시자(single transform indicator, STI)가 소개된다. 2개의 변환들(1차 변환 및 2차 변환)을 순차적으로 사용하는 대신, 단일 변환 지시자가 활성화되었을 때(STI coding == 1) 단일 변환(single transform)이 적용될 수 있다. 여기서 단일 변환은 어느 종류의 변환이든 될 수 있다. 예를 들어, 단일 변환은 분리 변환 또는 비분리 변환일 수 있다. 단일 변환은 비분리 변환으로부터 근사된 변환일 수 있다. 단일 변환 인덱스(도 18의 ST_idx)는 단일 변환 지시자가 활성화되었을 때 시그널링될 수 있다. 여기서 단일 변환 인덱스는 사용가능한 변환 후보들 중에서 적용될 변환에 해당하는 변환을 지시할 수 있다.
도 18을 참조하면, 인코딩 장치(100)는 CBF가 1인지 여부를 결정한다(S1805). CBF가 1인 경우, 인코딩 장치(100)는 STI 코딩이 적용되는지 여부를 결정한다(S1810). STI 코딩이 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)는 STI 인덱스(STI_Idx)를 인코딩하고(S1845), 변환 계수들에 대한 코딩을 수행한다(S1850). STI 코딩이 적용되지 않는 경우, 인코딩 장치(100)는 CU 레벨에서 EMT(또는 MTS)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그(EMT_CU_Flag)를 인코딩한다(S1815). 이후, 인코딩 장치(100)는 변환 계수들에 대한 코딩을 수행한다(S1820). 이후, 인코딩 장치(100) 변환 유닛(TU)에 EMT가 적용되는지 여부를 결정한다(S1825). TU에 EMT가 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)는 TU에 적용되는 1차 변환의 인덱스(EMT_TU Idx)를 인코딩한다(S1830). 이후, 인코딩 장치(100)는 NSST가 적용되는 지 여부를 결정한다(S1835). NSST가 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)는 적용될 NSST를 지시하는 인덱스(NSST_Idx)를 인코딩한다(S1840).
일 예에서, 단일 변환 코딩 조건이 충족/활성화(예: STI_coding == 1)되면 단일 변환 인덱스(ST_Idx)가 시그널링되지 않고 암묵적으로(implicitly) 유도될 수 있다. ST_idx는 블록 사이즈와 인트라 예측 모드에 기반하여 암시적으로 결정될 수 있다. 여기서, ST_idx는 현재 변환 블록에 적용되는 변환(또는 변환 커널)을 지시할 수 있다.
단일 변환 지시자는 아래의 조건들 중에서 하나 또는 다수의 조건이 만족되면 활성화될 수 있다(STI_coding == 1).
1) 블록 사이즈가 4 또는 8과 같이 미리 결정된 값에 해당한다.
2) 블록 너비 == 블록 높이 (정방형 블록)
3) DC 또는 플래너와 같이 미리 결정된 모드들 중 하나의 인트라 예측 모드이다.
다른 예에서, STI 코딩 플래그는 단일 변환이 적용되는지 아닌지를 나타내기 위해 시그널링될 수 있다. STI 코딩 플래그는 STI 코딩 값 및 CBF에 기반하여 시그널링될 수 있다. 예를 들어, STI 코딩 플래그는 CBF가 1이고 STI 코딩이 활성화될 때 시그널링될 수 있다. 나아가 STI 코딩 플래그는 블록 사이즈, 블록 형태(정방형 블록 또는 비정방향 블록), 또는 인트라 예측 모드를 고려하여 조건적으로 시그널링될 수 있다.
계수 코딩 중 획득된 정보가 사용되기 위하여 계수 코딩 이후에 ST_idx가 결정될 수 있다. 일 예에서 ST_idx는 블록 사이즈, 인트라 예측 모드, 및 0이 아닌 계수(non-zero coefficient)들의 개수에 기반하여 암묵적으로 결정될 수 있다. 다른 예에서, ST_idx는 블록 사이즈 및/또는 블록 형태 및/또는 인트라 예측 모드 및/또는 0이 아닌 계수들의 개수에 기반하여 조건적으로 인코딩/디코딩될 수 있다. 다른 예에서, ST_idx 시그널링은 0이 아닌 계수들의 분포(즉, 0이 아닌 계수들의 위치)에 의존하여 생략될 수 있다. 특히, 0이 아닌 계수들이 좌상측 4x4 영역이 아닌 영역에서 발견되면 ST_idx의 시그널링이 생략될 수 있다.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 통일된 변환 지시자(unified transform indicator, UTI)를 사용한 인코딩 흐름도의 예를 도시한다.
본 발명의 실시예에서, 통일된 변환 지시자가 소개된다. UTI는 1차 변환 지시자와 2차 변환 지시자를 포괄한다.
도 19를 참조하면, 인코딩 장치(100)는 CBF가 1인지 여부를 결정한다(S1905). CBF가 1인 경우, 인코딩 장치(100)는 UTI 코딩이 적용되는지 여부를 결정한다(S1910). UTI 코딩이 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)는 UTI 인덱스(UTI_Idx)를 인코딩하고(S1945), 변환 계수들에 대한 코딩을 수행한다(S1950). UTI 코딩이 적용되지 않는 경우, 인코딩 장치(100)는 CU 레벨에서 EMT(또는 MTS)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그(EMT_CU_Flag)를 인코딩한다(S1915). 이후, 인코딩 장치(100)는 변환 계수들에 대한 코딩을 수행한다(S1920). 이후, 인코딩 장치(100) 변환 유닛(TU)에 EMT가 적용되는지 여부를 결정한다(S1925). TU에 EMT가 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)는 TU에 적용되는 1차 변환의 인덱스(EMT_TU Idx)를 인코딩한다(S1930). 이후, 인코딩 장치(100)는 NSST가 적용되는 지 여부를 결정한다(S1935). NSST가 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)는 적용될 NSST를 지시하는 인덱스(NSST_Idx)를 인코딩한다(S1940).
UTI는 각각의 미리 결정된 유닛(CTU 또는 CU)마다 코딩될 수 있다.
UTI 코딩 모드는 아래의 조건들에 의존할 수 있다.
1) 블록 사이즈
2) 블록 형태
3) 인트라 예측 모드
어떻게 UTI로부터 코어 변환 인덱스를 유도/추출할 것인가가 사전에 정의된다. 어떻게 UTI로부터 2차 변환 인덱스를 유도/추출할 것인가가 사전에 정의된다.
UTI에 대한 신택스 구조는 선택적으로 사용될 수 있다. UTI는 CU(또는 TU) 사이즈에 의존할 수 있다. 예를 들어, 더 작은 CU(TU)가 상대적으로 좁은 범위의 UTI 인덱스를 가질 수 있다. 일 예에서, 미리 정의된 조건(예: 블록 사이즈가 미리 정의된 임계치보다 작음)이 만족되면 UTI는 코어 변환 인덱스만을 지시할 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000009
다른 예에서, 2차 변환이 사용될 것으로 지시되지 않을 때(예: 2차 변환 인덱스 == 0 또는 2차 변환이 이미 결정된 경우) UTI 인덱스는 코어 변환 인덱스로서 취급될 수 있다. 동일한 방식으로, 코어 변환 인덱스가 알려지면 UTI 인덱스는 2차 변환 인덱스로 취급될 수 있다. 특히, 인트라 예측 모드와 블록 사이즈를 고려하여, 미리 결정된 코어 변환이 사용될 수 있다.
도 20a 및 도 20b는 본 발명이 적용되는 실시예로서, UTI를 사용한 인코딩 흐름도의 다른 예를 도시한다.
다른 예에서, 변환 코딩 구조는 도 20a 및 도 20b와 같이 UTI 인덱스 코딩을 사용할 수 있다. 여기서, UTI 인덱스는 계수 코딩 이전에 코딩되거나 계수 코딩 이후에 코딩될 수 있다.
도 20a를 참조하면, 인코딩 장치(100)는 CBF가 1인지 여부를 확인한다(S2005). CBF가 1이면, 인코딩 장치(100)는 UTI 인덱스(UTI_Idx)를 코딩하고(S2010), 변환 계수에 대한 코딩을 수행한다(S2015).
도 20b를 참조하면, 인코딩 장치(100)는 CBF가 1인지 여부를 확인한다(S2055). CBF가 1이면, 인코딩 장치(100)는 변환 계수에 대한 코딩을 수행하고(S2060), UTI 인덱스(UTI_Idx)를 코딩한다(S2065).
본 발명의 다른 실시예에서, 변환 지시자들에 대한 데이터 숨김(data hiding) 및 암시적 코딩 방법들(implicit coding methods)이 소개된다. 여기서 변환 지시자들은 ST_idx, UTI_idx, EMT_CU_Flag, EMT_TU_Flag, NSST_idx 및 변환 커널을 지시하기 위해 사용되는 변환 관련 인덱스를 포함한다. 상술한 변환 지시자는 시그널링되지 않고 해당 정보가 계수 코딩 프로세스에 삽입될 수 있다(계수 코딩 프로세스 중에 추출될 수 있다). 계수 코딩 프로세스는 아래의 부분들을 포함할 수 있다.
- 마지막 x 위치(Last_position_x), 마지막 y 위치(Last_position_y)
- 그룹 플래그(Group flag)
- 의미 맵(significance map)
- 1 보다 큰지 여부를 지시하는 플래그(Greater_than_1_flag)
- 2 보다 큰지 여부를 지시하는 플래그(Greater_than_2_flag)
- 나머지 레벨 코딩(Remaining level coding)
- 사인 코딩(Sign coding)
예를 들어, 변환 지시자 정보가 상술한 계수 코딩 프로세스들의 하나 또는 그 이상들에 삽입될 수 있다. 변환 지시자 정보를 삽입하기 위하여 함께 고려될 수 잇는 것들은 아래와 같다.
- 사인 코딩의 패턴(Pattern of Sign coding)
- 나머지 레벨의 절대값(The absolute value of remaining level)
- 1 보다 큰지 여부를 지시하는 플래그의 개수(The number of Greater_than_1_flag)
- 마지막 x 위치 및 마지막 y 위치의 값(The value of Last_position_X and Last_position_Y)
상술한 데이터 숨김 방법은 조건적으로 고려될 수 있다. 예를 들어 데이터 숨김 방법은 0이 아닌 계수들의 개수에 의존적일 수 있다.
또 다른 예에서, NSST_idx 및 EMT_idx는 의존적일 수 있다. 예를 들어, EMT_CU_flag가 0(또는 1)일 때 NSST_idx는 0이 아닐 수 있다. 이 경우, NSST_idx-1이 NSST_idx를 대신하여 시그널링될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 인트라 예측 모드에 기반한 NSST 변환 집합 매핑이 아래의 표 7과 같이 소개된다. 앞서 설명한 바와 같이 이하 설명에서는 비분리 변환의 예로서 NSST를 중심으로 설명하나, 비분리 변환에 대하여 다른 알려진 용어들(예: LFNST)이 사용될 수 있다. 예를 들어, NSST 집합(NSST Set), NSST 인덱스는 LFNST 집합, LFNST 인덱스로 대체되어 사용될 수 있다. 또한, 본 문서에서 설명되는 RST는 변환 블록의 적어도 일부 영역(좌상측 4x4, 8x8 영역 또는 8x8 블록에서 우-하측 4x4 영역을 제외한 나머지 영역)에 적용되는 정방형 비분리 변환 행렬에서 축소된 입력 길이 및/또는 축소된 출력 길이를 갖는 비정방형의 변환 행렬을 사용하는 비분리 변환(예: LFNST)의 예로서, RST 또한 LFNST로 대체되어 사용될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000010
NSST 집합 넘버는 표 8과 같이 0에서 3사이에서 재배열될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000011
NSST 변환 집합에서, 요구되는 메모리 공간을 저감시키기 위하여 (35 대신) 4개의 변환 집합이 사용된다.
추가적으로, 각 변환 집합마다 다양한 개수의 변환 커널들이 아래와 같이 사용될 수 있다.
케이스 A: 각 변환 집합마다 2개의 사용가능한 변환 커널들이 사용되고, NSST 인덱스 범위는 0 내지 2이다. 예를 들어, NSST 인덱스가 0인 경우 이차 변환(디코더를 기준으로 이차 역변환)이 적용되지 않을 수 있다. NSST 인덱스가 1 또는 2인 경우 이차 변환이 적용될 수 있다. 변환 집합은 2개의 변환 커널을 포함할 수 있고, 상기 2개의 변환 커널에 1 또는 2의 인덱스가 맵핑될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000012
표 9를 참조하면, 0번 내지 3번 비분리 변환(NSST 또는 LFNST) 집합에 대해 각각 2개의 변환 커널들이 사용된다.
케이스 B: 0번 변환 집합에 대해 2개의 사용가능한 변환 커널들을 사용하고 나머지 변환 집합에 대해 각각 하나의 변환 커널을 사용한다. 0번 변환 집합(DC, 플래너)에 대해 사용가능한 NSST 인덱스는 0 내지 2이다. 그러나, 다른 모드들(1, 2, 3번 변환 집합)에 대한 NSST 인덱스는 0 내지 1이다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000013
표 10을 참조하면, 0번 인덱스에 대응하는 비분리 변환(NSST) 집합에 대하여 2개의 비분리 변환 커널들이 설정되고, 1, 2, 3번 인덱스에 대응하는 비분리 변환(NSST) 집합들 각각에 대하여 1개의 비분리 변환 커널이 설정된다.
케이스 C: 각 변환 집합마다 하나의 변환 커널을 사용하고, NSST 인덱스 범위는 0 내지 1이다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000014
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환을 수행하는 인코딩 흐름도의 예를 도시한다.
인코딩 장치(100)는 레지듀얼 블록에 대하여 1차 변환을 수행한다(S2105). 1차 변환은 코어 변환으로 지칭될 수 있다. 실시예로서, 인코딩 장치(100)는 전술한 MTS를 이용하여 1차 변환을 수행할 수 있다. 또한, 인코딩 장치(100)는 MTS 후보들 중에서 특정 MTS를 지시하는 MTS 인덱스를 디코딩 장치(200)로 전송할 수 있다. 이때, MTS 후보는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여 구성될 수 있다.
인코딩 장치(100)는 2차 변환의 적용 여부를 결정한다(S2110). 일 예로, 인코딩 장치(100)는 1차 변환된 레지듀얼 변환 계수에 기초하여 2차 변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 2차 변환은 NSST 또는 RST일 수 있다.
인코딩 장치(100)는 2차 변환을 결정한다(S2115). 이때, 인코딩 장치(100)는 인트라 예측 모드에 따라 지정된 NSST(또는 RST) 변환 집합에 기초하여 2차 변환을 결정할 수 있다.
또한, 일 예로, 인코딩 장치(100)는 S2115 단계에 앞서 현재 블록의 크기에 기초하여 2차 변환이 적용되는 영역을 결정할 수 있다.
인코딩 장치(100)는 S2115 단계에서 결정된 2차 변환을 이용하여 2차 변환을 수행한다(S2120).
도 22는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 변환을 수행하는 디코딩 흐름도의 예를 도시한다.
디코딩 장치(200)는 2차 역변환의 적용여부를 결정한다(S2205). 예를 들어, 2차 역변환은 NSST 또는 RST일 수 있다. 일 예로, 디코딩 장치(200)는 인코딩 장치(100)로부터 수신된 2차 변환 플래그에 기초하여 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수 있다.
디코딩 장치(200)는 2차 역변환을 결정한다(S2210). 이때, 디코딩 장치(200)는 상술한 인트라 예측 모드에 따라 지정된 NSST(또는 RST) 변환 집합에 기초하여 현재 블록에 적용되는 2차 역변환을 결정할 수 있다.
또한, 일 예로, 디코딩 장치(200)는 S2210 단계에 앞서 현재 블록의 크기에 기초하여 2차 역변환이 적용되는 영역을 결정할 수 있다.
디코딩 장치(200)는 S2210 단계에서 결정된 2차 역변환을 이용하여 역양자화된 레지듀얼 블록에 대해 2차 역변환을 수행한다(S2215).
디코딩 장치(200)는 2차 역변환된 레지듀얼 블록에 대하여 1차 역변환을 수행한다(S2220). 1차 역변환은 코어 역변환으로 지칭될 수 있다. 실시예로서, 디코딩 장치(200)는 상술한 MTS를 이용하여 1차 역변환을 수행할 수 있다. 또한, 일 예로, 디코딩 장치(200)는 S2220 단계에 앞서 현재 블록에 MTS가 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 이 경우, 도 22의 디코딩 흐름도에 MTS가 적용되는지 여부를 결정하는 단계가 더 포함될 수 있다.
일 예로, 현재 블록에 MTS가 적용되는 경우(즉, cu_mts_flag = 1), 디코딩 장치(200)는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 MTS 후보를 구성할 수 있다. 이 경우, 도 22의 디코딩 흐름도에 MTS 후보를 구성하는 단계가 더 포함될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(200)는 구성된 MTS 후보들 중에서 특정 MTS를 지시하는 mts_idx를 이용하여 현재 블록에 적용되는 1차 역변환을 결정할 수 있다.
도 23은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인코딩 장치(100) 내 변환부(120)의 세부 블록도의 예를 도시한다.
본 발명의 실시예가 적용되는 인코딩 장치(100)는, 1차 변환부(2310), 2차 변환 적용여부 결정부(2320), 2차 변환 결정부(2330), 2차 변환부(2340)를 포함할 수 있다.
1차 변환부(2310)는 레지듀얼 블록에 대하여 1차 변환을 수행할 수 있다. 1차 변환은 코어 변환으로 지칭될 수 있다. 실시예로서, 1차 변환부(2310)는 전술한 MTS를 이용하여 1차 변환을 수행할 수 있다. 또한, 1차 변환부(2310)는 MTS 후보들 중에서 특정 MTS를 지시하는 MTS 인덱스를 디코딩 장치(200)로 전송할 수 있다. 이때, MTS 후보는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여 구성될 수 있다.
2차 변환 적용 여부 결정부(2320)는 2차 변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 일 예로, 2차 변환 적용 여부 결정부(2320)는 1차 변환된 레지듀얼 블록의 변환 계수에 기초하여 2차 변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 2차 변환은 NSST 또는 RST일 수 있다.
2차 변환 결정부(2330)는 2차 변환을 결정한다. 이때, 2차 변환 결정부(2330)는 상술한 바와 같이 인트라 예측 모드에 따라 지정된 NSST(또는 RST) 변환 집합에 기초하여 2차 변환을 결정할 수 있다.
또한, 일 예로, 2차 변환 결정부(2330)는 현재 블록의 크기에 기초하여 2차 변환이 적용되는 영역을 결정할 수도 있다.
2차 변환부(2340)는 결정된 2차 변환을 이용하여 2차 변환을 수행할 수 있다.
도 24는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 디코딩 장치(200) 내 역변환부(230)의 세부 블록도의 예를 도시한다.
본 발명이 적용되는 디코딩 장치(200)는, 2차 역변환 적용여부 결정부(2410), 2차 역변환 결정부(2420), 2차 역변환부(2430), 1차 역변환부(2440)를 포함한다.
2차 역변환 적용여부 결정부(2410)는 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 2차 역변환은 NSST 또는 RST일 수 있다. 일 예로, 2차 역변환 적용 여부 결정부(2410)는 인코딩 장치(100)로부터 수신된 2차 변환 플래그에 기초하여 2차 역변환의 적용여부를 결정할 수 있다. 다른 일 예로, 2차 역변환 적용 여부 결정부(2410)는 레지듀얼 블록의 변환 계수에 기초하여 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수도 있다.
2차 역변환 결정부(2420)는 2차 역변환을 결정할 수 있다. 이때, 2차 역변환 결정부(2420)는 인트라 예측 모드에 따라 지정된 NSST(또는 RST) 변환 집합에 기초하여 현재 블록에 적용되는 2차 역변환을 결정할 수 있다.
또한, 일 예로, 2차 역변환 결정부(2420)는 현재 블록의 크기에 기초하여 2차 역변환이 적용되는 영역을 결정할 수 있다.
또한, 일 예로, 2차 역변환부(2430)는 결정된 2차 역변환을 이용하여 역양자화된 레지듀얼 블록에 대하여 2차 역변환을 수행할 수 있다.
1차 역변환부(2440)는 2차 역변환된 레지듀얼 블록에 대하여 1차 역변환을 수행할 수 있다. 실시예로서, 1차 역변환부(2440)는 상술한 MTS를 이용하여 1차 변환을 수행할 수 있다. 또한, 일 예로, 1차 역변환부(2440)는 현재 블록에 MTS가 적용되는지 여부를 결정할 수 있다.
일 예로, 현재 블록에 MTS가 적용되는 경우(즉, cu_mts_flag = 1), 1차 역변환부(2440)는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 MTS 후보를 구성할 수 있다. 그리고, 1차 역변환부(2440)는 구성된 MTS 후보들 중에서 특정 MTS를 지시하는 mts_idx를 이용하여 현재 블록에 적용되는 1차 변환을 결정할 수 있다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호를 처리하기 위한 흐름도를 도시한다. 도 25의 흐름도는 디코딩 장치(200) 또는 역변환부(230)에 의해 수행될 수 있다.
먼저, 디코딩 장치(200)는 비분리 변환 인덱스 및 현재 블록의 너비와 높이에 기반하여 현재 블록에 대한 역방향 비분리 변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(200)는 비분리 변환 인덱스가 0이 아니고 현재 블록의 너비와 높이가 각각 4보다 크거나 같으면 상기 비분리 변환을 적용하도록 결정할 수 있다. 만약 비분리 변환 인덱스가 0이거나 현재 블록의 너비 또는 높이가 4보다 작으면, 디코딩 장치(200)는 역방향 비분리 변환을 생략하고 역방향 1차 변환을 수행할 수 있다.
S2505 단계에서, 디코딩 장치(200)는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 미리 정의된 비분리 변환 집합들 중에서 현재 블록의 비분리 변환에 이용되는 비분리 변환 집합을 지시하는 비분리 변환 집합 인덱스를 결정한다. 비분리 변환 집합 인덱스는, 표 7 또는 표 8과 같이, 인트라 예측 모드의 범위에 따라 설정되는 4개의 변환 집합들에 각각 할당되도록 설정될 수 있다. 즉, 표 7 또는 표 8과 같이, 인트라 예측 모드가 0 내지 1인 경우, 비분리 변환 집합 인덱스는 제1 인덱스 값으로 결정되고, 인트라 예측 모드가 2 내지 12 또는 56 내지 66이면, 비분리 변환 집합 인덱스는 제2 인덱스 값으로 결정되고, 인트라 예측 모드가 13 내지 23 또는 45 내지 55이면, 비분리 변환 집합 인덱스는 제3 인덱스 값으로 결정되고, 인트라 예측 모드가 24 내지 44이면, 비분리 변환 집합 인덱스는 제4 인덱스 값으로 결정될 수 있다.
여기서, 미리 정의된 비분리 변환 집합들은 표 9와 같이 각각 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다. 또한, 미리 정의된 비분리 변환 집합들은 표 10 또는 표 11과 같이 1개 또는 2개의 변환 커널을 포함할 수도 있다.
S2510 단계에서, 디코딩 장치(200)는 비분리 변환 집합 인덱스에 의해 지시되는 비분리 변환 집합에 포함된 변환 커널들 중 현재 블록에 대한 비분리 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널을 비분리 변환 행렬로 결정한다. 예를 들어, 비분리 변환 집합 인덱스의 인덱스 값들 각각에 대해 2개의 비분리 변환 커널들이 설정될 수 있고, 디코딩 장치(200)는 비분리 변환 집합 인덱스에 대응하는 2개의 변환 행렬 커널들 중에서 비분리 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널에 기반하여 비분리 변환 행렬을 결정할 수 있다.
S2515 단계에서, 디코딩 장치(200)는 현재 블록의 너비 및 높이에 따라 결정되는 현재 블록의 좌상측 영역에 대해 비분리 변환 행렬을 적용한다. 예를 들어, 현재 블록의 너비와 높이가 모두 8보다 크거나 같으면 현재 블록의 좌상측 8x8 영역에 대하여 비분리 변환이 적용되고, 현재 블록의 너비 또는 높이가 8보다 작으면 현재 블록의 좌상측 4x4 영역에 대하여 비분리 변환이 적용될 수 있다. 비분리 변환의 사이즈 또한 비분리 변환이 적용될 영역에 대응하여 8x8 또는 4x4에 대응되는 사이즈(e.g.48x16, 16x16)로 설정될 수 있다.
또한, 디코딩 장치(200)는 비분리 변환이 적용된 현재 블록에 대하여 수평 방향 변환 및 수직 방향 변환을 적용할 수 있다. 여기서, 수평 방향 변환 및 수직 방향 변환은 현재 블록에 적용된 예측 모드 및 변환 행렬의 선택을 위한 MTS 인덱스에 기반하여 결정될 수 있다.
이하에서는, 일차 변환(primary transform) 및 이차 변환(secondary transform)을 조합 적용하는 방법을 설명한다. 즉, 본 발명의 실시예에서는, 일차 변환 및 이차 변환에 이용되는 변환을 효율적으로 설계하는 방법을 제안한다. 이때, 앞서 도 1 내지 도 25에서 제안한 방법들이 적용될 수 있으며, 관련하여 중복되는 설명은 생략한다.
전술한 바와 같이, 일차 변환은 인코더를 기준으로 잔차 블록에 먼저 적용되는 변환을 나타낸다. 이차 변환이 적용되는 경우, 인코더는 일차 변환된 잔차 블록에 대하여 이차 변환을 수행할 수 있다. 한편, 이차 변환이 적용되는 경우, 디코더를 기준으로 일차 역변환에 앞서 이차 역변환이 수행될 수 있다. 디코더는 이차 역변환된 변환 계수 블록에 대하여 일차 역변환을 수행함으로써 잔차 블록을 유도할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 이차 변환으로 비분리 변환이 이용될 수 있으며, 낮은 복잡도를 유지하기 위하여, 좌상측 특정 영역의 저주파수의 계수들에만 적용될 수 있다. 이러한, 저주파수의 계수들에 대해 적용되는 이차 변환은 NSST(Non-Separable Secondary Transform), LFNST(low frequency non-separable transform), RST(reduced secondary transform)으로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 일차 변환은 코어 변환(core transform)으로 지칭될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 일차 변환에 이용되는 일차 변환 후보 및 이차 변환에 이용되는 이차 변환 커널은 다양한 여러 조합으로 미리 정의될 수 있다. 본 명세서에서, 일차 변환에 이용되는 일차 변환 후보는 MTS 후보로 지칭될 수 있으나, 그 명칭에 제한되지 않는다. 일 예로, 일차 변환 후보는 수평 및 수직 방향 각각에 적용되는 변환 커널(또는 변환 타입)의 조합일 수 있고, 상기 변환 커널은 DCT-2, DST-7 및/또는 DCT8 중 어느 하나일 수 있다. 다시 말해, 일차 변환 후보는 DCT-2, DST-7 및/또는 DCT-8 중 적어도 하나의 조합일 수 있다. 이하에서 구체적인 예를 들어 설명한다.
- 조합 A
조합 A에서는 다음의 표 12와 같이, 인트라 예측 모드에 따라 일차 변환 후보 및 이차 변환 커널이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000015
표 12를 참조하면, 일 예(Case 1)로서, 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우 2개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있고, 방향성을 갖지 않는 경우(예를 들어, DC, 플래너 모드), 4개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있다. 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 인트라 예측 모드에 따라 복수의 이차 변환 커널 셋이 미리 정의될 수 있고, 상기 미리 정의된 복수의 이차 변환 커널 셋은 각각 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
또한, 일 예(Case 2)로서, 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우 2개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있고, 방향성을 갖지 않는 경우, 4개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있다. 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우, 1개의 변환 커널을 포함하고, 방향성을 갖지 않는 경우, 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
또한, 일 예(Case 3)로서, 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우 2개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있고, 방향성을 갖지 않는 경우, 4개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있다. 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이 1개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
- 조합 B
조합 B에서는 다음의 표 13과 같이, 인트라 예측 모드에 따라 일차 변환 후보 및 이차 변환 커널이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000016
표 13을 참조하면, 일 예(Case 1)로서, 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이, 3개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있다. 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 인트라 예측 모드에 따라 복수의 이차 변환 커널 셋이 미리 정의될 수 있고, 상기 미리 정의된 복수의 이차 변환 커널 셋은 각각 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
또한, 일 예(Case 2)로서, 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이, 3개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있다. 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우, 1개의 변환 커널을 포함하고, 방향성을 갖지 않는 경우, 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
또한, 일 예(Case 3)로서, 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이, 3개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있다. 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이 1개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
- 조합 C
조합 C에서는 다음의 표 14와 같이, 인트라 예측 모드에 따라 일차 변환 후보 및 이차 변환 커널이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000017
표 14를 참조하면, 일 예(Case 1)로서, 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우 2개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있고, 방향성을 갖지 않는 경우(예를 들어, DC, 플래너 모드), 3개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있다. 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 인트라 예측 모드에 따라 복수의 이차 변환 커널 셋이 미리 정의될 수 있고, 상기 미리 정의된 복수의 이차 변환 커널 셋은 각각 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
또한, 일 예(Case 2)로서, 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우 2개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있고, 방향성을 갖지 않는 경우, 3개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있다. 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우, 1개의 변환 커널을 포함하고, 방향성을 갖지 않는 경우, 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
또한, 일 예(Case 3)로서, 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우 2개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있고, 방향성을 갖지 않는 경우, 3개의 일차 변환 후보가 사용될 수 있다. 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이 1개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
이상에서는 복수 개의 일차 변환 후보를 사용하는 경우를 위주로 설명하였다. 이하에서는, 고정된 일차 변환 후보를 이용하는 경우에 대한 일차 변환과 이차 변환의 조합들을 예로 들어 설명한다.
- 조합 D
조합 D에서는 다음의 표 15와 같이, 인트라 예측 모드에 따라 일차 변환 후보 및 이차 변환 커널이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000018
표 15를 참조하면, 실시예로서, 인트라 예측 모드에 관계없이 하나의 일차 변환 후보가 고정적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 고정된 일차 변환 후보는, DCT-2, DST-7 및/또는 DCT-8 중 적어도 하나의 조합일 수 있다.
일 예(Case 1)로서, 인트라 예측 모드에 관계없이 하나의 일차 변환 후보가 고정적으로 사용될 수 있고, 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 인트라 예측 모드에 따라 복수의 이차 변환 커널 셋이 미리 정의될 수 있고, 상기 미리 정의된 복수의 이차 변환 커널 셋은 각각 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
또한, 일 예(Case 2)로서, 인트라 예측 모드에 관계없이 하나의 일차 변환 후보가 고정적으로 사용될 수 있고, 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우, 1개의 변환 커널을 포함하고, 방향성을 갖지 않는 경우, 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
또한, 일 예(Case 3)로서, 인트라 예측 모드에 관계없이 하나의 일차 변환 후보가 고정적으로 사용될 수 있고, 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이 1개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
- 조합 E
조합 E에서는 다음의 표 16과 같이, 인트라 예측 모드에 따라 일차 변환 후보 및 이차 변환 커널이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000019
표 16을 참조하면, 일차 변환으로 DCT-2가 적용되는 경우에 한하여, 이차 변환이 정의될 수 있다. 다시 말해, MTS가 적용되지 않는 경우(즉, 일차 변환으로 DCT-2가 적용되는 경우), 이차 변환이 적용 가능할 수 있다. 앞서 도 10에서 설명한 바와 같이, 본 명세서에서, MTS가 적용되는 경우와 그렇지 않은 경우를 구분하여 설명되나, 본 발명이 이러한 표현에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, MTS의 적용 여부는, 미리 정의된 특정 변환 타입(기본 변환 타입, 디폴트 변환 타입 등으로 지칭될 수 있다) 이외의 다른 변환 타입(또는 변환 커널)을 사용하는지 여부와 동일한 의미일 수 있다. 만약 MTS가 적용되는 경우, 기본 변환 타입 이외의 다른 변환 타입(예컨대, 복수의 변환 타입들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합된 변환 타입)이 변환에 이용되고, MTS가 적용되지 않는 경우, 기본 변환 타입이 변환에 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 기본 변환 타입은 DCT-2로 설정(또는 정의)될 수 있다.
일 예(Case 1)로서, 일차 변환에 DCT-2가 적용되는 경우, 이차 변환이 적용 가능할 수 있고, 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 인트라 예측 모드에 따라 복수의 이차 변환 커널 셋이 미리 정의될 수 있고, 상기 미리 정의된 복수의 이차 변환 커널 셋은 각각 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
또한, 일 예(Case 2)로서, 일차 변환에 DCT-2가 적용되는 경우, 이차 변환이 적용 가능할 수 있고, 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드가 방향성을 가지는 경우, 1개의 변환 커널을 포함하고, 방향성을 갖지 않는 경우, 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
또한, 일 예(Case 3)로서, 일차 변환에 DCT-2가 적용되는 경우, 이차 변환이 적용 가능할 수 있고, 이때, 이차 변환 후보는 인트라 예측 모드의 방향성에 관계 없이 1개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
도 26은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 비디오 신호의 변환 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 26을 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예에 따른 비디오 신호에 대한 변환 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 도 26의 흐름도는 디코딩 장치(200) 또는 역변환부(230)에 의해 수행될 수 있다.
디코딩 장치(200)는 디코더는 현재 블록의 일차 변환(primary transform)에 적용되는 일차 변환 커널(primary transform kernel)을 지시하는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱한다(S2601).
디코딩 장치(200)는 상기 제1 신택스 요소에 기초하여 상기 현재 블록에 이차 변환(secondary transform)이 적용될 수 있는지 여부를 결정한다(S2602).
디코딩 장치(200)는 상기 현재 블록에 이차 변환이 적용될 수 있는 경우, 상기 현재 블록의 이차 변환에 적용되는 이차 변환 커널(secondary transform kernel)을 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱한다(S2603)
디코딩 장치(200)는 상기 제2 신택스 요소에 의해 지시되는 이차 변환 커널을 이용하여 상기 현재 블록의 좌상측 특정 영역에 대하여 이차 역변환을 수행함으로써, 이차 역변환된 블록을 유도한다(S2604).
디코딩 장치(200)는 상기 제1 신택스 요소에 의해 지시되는 일차 변환 커널을 이용하여 상기 이차 역변환된 블록에 대하여 일차 역변환을 수행함으로써, 상기 현재 블록의 잔차 블록을 유도한다(S2605).
전술한 바와 같이, S2602 단계는 상기 제1 신택스 요소가 미리 정의된 제1 변환 커널을 지시하는 경우, 상기 현재 블록에 이차 변환이 적용될 수 있는 것으로 결정함으로써 수행될 수 있다. 이때, 상기 제1 변환 커널은 DCT-2로 정의될 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 디코딩 장치(200)는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 미리 정의된 이차 변환 커널 셋들(secondary transform kernel set) 중에서 상기 현재 블록의 이차 변환에 이용되는 이차 변환 커널 셋을 결정할 수 있다. 그리고, 상기 제2 신택스 요소는 상기 결정된 이차 변환 커널 셋 내에서 상기 현재 블록의 이차 변환에 적용되는 이차 변환 커널을 지시할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 상기 미리 정의된 이차 변환 커널 셋들은 각각 2개의 변환 커널을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, MTS(Multiple Transform Set)이 이용되는 신택스 구조의 일 예를 설명한다.
일 예로, 다음의 표 17은 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set)의 신택스 구조의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000020
표 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 MTS의 사용 가능 여부는 시퀀스 파라미터 셋 신택스를 통해 시그널링될 수 있다. 여기서, sps_mts_intra_enabled_flag는 인트라 코딩 유닛에 대한 하위 레벨 신택스(예컨대, 레지듀얼 코딩 신택스, 변환 유닛 신택스) 내에 MTS 플래그 또는 MTS 인덱스가 존재하는지 여부를 지시한다. 그리고, sps_mts_inter_enabled_flag는 인터 코딩 유닛에 대한 하위 레벨 신택스 내에 MTS 플래그 또는 MTS 인덱스가 존재하는지 여부를 지시한다.
또한, 다른 일 예로, 다음의 표 18은 변환 유닛 신택스 구조의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000021
도 18을 참조하면, cu_mts_flag는 MTS가 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용되는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, cu_mts_flag = 0 이면 MTS가 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용되지 않고, cu_mts_flag = 1 이면 MTS가 루마 변환 블록의 레지듀얼 샘플에 적용된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에서, MTS 플래그에 기초하여 MTS가 적용되는 경우와 그렇지 않은 경우를 구분하여 설명하나, 본 발명이 이러한 표현에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, MTS의 적용 여부는, 미리 정의된 특정 변환 타입(기본 변환 타입, 디폴트 변환 타입 등으로 지칭될 수 있다) 이외의 다른 변환 타입(또는 변환 커널)을 사용하는지 여부와 동일한 의미일 수 있다. 만약 MTS가 적용되는 경우, 기본 변환 타입 이외의 다른 변환 타입(예컨대, 복수의 변환 타입들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합된 변환 타입)이 변환에 이용되고, MTS가 적용되지 않는 경우, 기본 변환 타입이 변환에 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 기본 변환 타입은 DCT-2로 설정(또는 정의)될 수 있다.
일 예로서, 현재 변환 블록에 MTS가 적용되는지 여부를 지시하는 MTS 플래그 신택스와 MTS가 적용되는 경우 상기 현재 블록에 적용되는 변환 타입을 지시하는 MTS 인덱스 신택스가 개별적으로 인코더로부터 디코더로 전송될 수도 있고, 다른 일 예로서, 현재 변환 블록에 MTS가 적용되는지 여부 및 MTS가 적용되는 경우 상기 현재 블록에 적용되는 변환 타입을 모두 포함하는 신택스(예를 들어, MTS 인덱스)가 인코더로부터 디코더로 전송될 수도 있다. 즉, 후자의 실시예에서, 상술한 기본 변환 타입을 포함하는 전체 변환 타입 그룹(또는 변환 타입 셋) 내에서 현재 변환 블록(또는 유닛)에 적용되는 변환 타입을 지시하는 신택스(또는 신택스 요소)가 인코더로부터 디코더로 전송될 수 있다.
따라서, 그 표현에도 불구하고 현재 변환 블록에 적용되는 변환 타입을 지시하는 신택스(MTS 인덱스)는 MTS 적용 여부에 관한 정보를 포함할 수 있다. 다시 말해, 후자의 실시예에서 MTS 플래그 없이 MTS 인덱스만 시그널링될 수 있어, 이 경우는 MTS에 DCT2가 포함되는 것으로 해석할 수 있으나, 본 발명에서는 DCT-2를 적용하는 경우를 MTS를 적용하지 않는 것으로 기술할 수 있으며, 그럼에도 불구하고 MTS에 관한 기술적 범위는 해당 정의 내용에 한정되지 않는다.
또한, 다른 일 예로, 다음의 표 19는 레지듀얼 유닛 신택스 구조의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000022
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000023
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000024
표 19를 참조하면, transform_skip_flag 및/또는 mts_idx 신택스(또는 신택스 요소)는 레지듀얼 신택스를 통해 시그널링될 수 있다. 다만, 이는 하나의 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, transform_skip_flag 및/또는 mts_idx 신택스는 변환 유닛 신택스를 통해 시그널링될 수도 있다.
이하에서는, 미리 정의된 영역에 대해서만 일차 변환(primary transform)을 적용함으로써, 복잡도를 개선하는 방법을 제안한다. MTS와 같은 다양한 여러 변환(또는 변환 커널)들(예컨대, DCT-2, DST-7, DCT-8, DST-1, DCT-5 등)의 조합들이 선택적으로 일차 변환에 적용되는 경우 복잡도가 증가할 수 있다. 특히, 코딩 블록(또는 변환 블록)의 크기가 커질수록 다양한 여러 변환을 고려하여야 함에 따라 현저하게 복잡도가 증가할 수 있다.
따라서, 본 명세서의 실시예에서는, 복잡도 감소를 위해 모든 영역에 대하여 변환을 수행(또는 적용)하는 것이 아니라, 특정 조건에 따라 미리 정의된 영역에 대해서만 변환을 수행하는 방법을 제안한다.
실시예로서, 앞서 도 16 내지 24에서 설명한 축소된 변환(RT: Reduced transform) 방법을 기반으로, 인코더는 MxM 크기의 화소 블록(luma block)에 대해서 순방향 일차 변환(Primary transform)을 적용하여 MxM 크기의 변환 블록을 획득하는 대신, RxR 크기의 변환 블록을 획득할 수 있다. 일 예로, RxR 영역은 현재 블록(코딩 블록, 변환 블록) 내 좌상측(top-left) RxR 영역일 수 있다. 디코더는 RxR (M>=R) 크기의 영역에 대해서만 역방향 일차 변환을 수행함으로써, MxM 크기의 변환 블록을 획득할 수 있다.
결과적으로, RxR 영역에 대해서만 유효한 계수들(non-zero coefficients)이 존재할 수 있다. 일 예로, 이 경우 디코더는 RxR 영역 이외의 영역 내 존재하는 계수들에 대해서는 계산을 수행하지 않고 값을 0으로 간주(zero-out)할 수 있다. 인코더는 RxR 영역만 남도록(RxR 영역만 유효 계수가 존재할 수 있도록) 순방향 변환을 수행할 수 있다.
또한, 디코더는 코딩 블록(또는 변환 블록)의 크기 및/또는 변환(또는 변환 커널)의 종류에 따라 결정되는 미리 정의된 영역에 대해서만 일차 변환(즉, 역변환)을 적용할 수 있다. 다음 표 20은 변환의 크기(또는 변환 블록의 크기)에 따라 미리 정의된 R(Reduced factor, Reduced transform factor 등으로 지칭될 수 있음) 값을 사용하는 Reduced Adaptive Multiple Transform(RAMT)를 예시한다. 본 발명에서, 블록 크기에 따라 적응적으로 결정되는 축소된 변환을 나타내는 Reduced Adaptive Multiple Transform(RAMT)는 Reduced MTS(Multiple Transform Selection), Reduced explicit multiple transform, Reduced primary transform 등으로 지칭될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000025
표 20을 참조하면, 변환의 크기(또는 변환 블록의 크기)에 따라 적어도 하나 이상의 축소된 변환이 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 표 20에 예시된 축소된 변환들 중에서 어떠한 축소된 변환이 이용될지는 현재 블록(코딩 블록 또는 변환 블록)에 적용되는 변환(또는 변환 커널)에 따라 결정될 수 있다. 상기 표 20에서는 3개의 축소된 변환이 이용되는 경우를 가정하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 변환의 크기에 따라 하나 이상의 다양한 여러 개수의 축소된 변환이 미리 정의될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 상술한 reduced adaptive multiple transform을 적용함에 있어서, reduced transform factor (R)가 일차 변환에 따라 의존적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 일차 변환이 DCT-2인 경우, 다른 일차 변환(예컨대, DST-7 및/또는 DCT-8의 조합)들에 비해서 계산량이 비교적 간단하므로 크기가 작은 블록에 대해서는 축소된 변환을 사용하지 않거나, 상대적으로 큰 R값을 사용함으로써, 부호화 성능의 감소를 최소화할 수 있다. 다음 표 21은 변환의 크기(또는 변환 블록의 크기) 및 변환 커널에 따라 미리 정의된 R 값을 사용하는 Reduced Adaptive Multiple Transform(RAMT)를 예시한다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000026
표 21을 참조하면, 일차 변환에 적용되는 변환이 DCT-2인 경우 및 그 외의 변환(예컨대, DST7 및/또는 DCT8의 조합)인 경우, 서로 다른 Reduced transform factor를 사용할 수 있다.
도 27은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 축소된 변환(Reduced transform)을 이용하여 비디오 신호를 인코딩하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 27를 참조하면, 먼저 인코더는 현재 블록에 변환을 적용할지 여부를 결정한다(S2701). 인코더는 결정된 결과에 따라 변환 스킵 플래그(transform skip flag) 를 인코딩할 수 있다. 이 경우, 변환 스킵 플래그를 인코딩하는 단계가 S2701 단계에 포함될 수 있다.
인코더는 현재 블록에 변환이 적용되는 경우, 현재 블록의 일차 변환(primary transform)에 적용되는 변환 커널을 결정한다(S2702). 인코더는 결정된 변환 커널을 지시하는 변환 인덱스(transform index)를 인코딩할 수 있고, 이 경우, 변환 인덱스(transform index)를 인코딩하는 단계가 S2702 단계에 포함될 수 있다.
인코더는 현재 블록의 일차 변환에 적용되는 변환 커널 및 현재 블록의 크기에 기초하여, 현재 블록 내 유효 계수가 존재하는 영역을 결정한다(S2703).
또한, 일 실시예로서, 인코더는 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널이 미리 정의된 변환이고, 현재 블록의 너비(width) 및/또는 높이(height)가 미리 정의된 크기보다 큰 경우, 상기 미리 정의된 크기의 너비 및/또는 높이를 가지는 영역을 상기 유효 계수가 존재하는 영역으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 미리 정의된 변환은 DST-7 및/또는 DCT-8의 조합으로 구성된 복수의 변환 조합들 중 어느 하나일 수 있고, 상기 미리 정의된 크기는 16일 수 있다. 또는, 상기 미리 정의된 변환은 DCT-2를 제외한 나머지 변환일 수 있다. 또한, 일 예로, 인코더는 상기 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널이 DCT-2이고, 상기 현재 블록의 너비 및/또는 높이가 32보다 큰 경우, 너비 및/또는 높이가 32인 영역을 상기 일차 변환이 적용되는 영역으로 결정할 수 있다.
또한, 일 실시예로서, 인코더는 상기 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널이 제1 변환 그룹에 속하는 경우, 현재 블록의 너비(width) 및 제1 임계값 중 작은 값을 상기 일차 변환이 적용되는 영역의 너비로 결정하고, 현재 블록의 높이(height) 및 제1 임계값 중 작은 값을 상기 유효 계수가 존재하는 영역의 높이로 결정할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 임계값은 32일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상술한 표 20 또는 표 21과 같이 4, 8, 16일 수도 있다.
그리고, 인코더는 상기 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널이 제2 변환 그룹에 속하는 경우, 현재 블록의 너비 및 제2 임계값 중 작은 값을 일차 변환이 적용되는 영역의 너비로 결정하고, 현재 블록의 높이 및 제2 임계값 중 작은 값을 유효 계수가 존재하는 영역의 높이로 결정할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 임계값은 16일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상술한 표 20 또는 표 21과 같이, 4, 6, 8, 12, 32일 수도 있다.
일 실시예로서, 상기 제1 변환 그룹은 DCT2를 포함하고, 상기 제2 변환 그룹은 DST7 및/또는 DCT8의 조합으로 구성된 복수의 변환 조합들을 포함할 수 있다.
인코더는 현재 블록의 일차 변환에 적용되는 변환 커널을 이용하여 순방향 일차 변환(forward primary transform)을 수행한다(S2704). 인코더는 순방향 일차 변환을 수행함으로써 유효 계수가 존재하는 영역 내 일차 변환된 변환 계수를 획득할 수 있다. 일 실시예로서, 인코더는 일차 변환된 변환 계수에 이차 변환(secondary transform)을 적용할 수 있고, 이 경우, 앞서 도 6 내지 도 26에서 설명한 방법이 적용될 수 있다.
도 28은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 축소된 변환(Reduced transform)을 이용하여 비디오 신호를 디코딩 하는 방법을 예시하는 도면이다.
디코더는 현재 블록에 변환 스킵(transform skip)이 적용되는지 여부를 확인한다(S2801).
디코더는 현재 블록에 변환 스킵이 적용되지 않는 경우, 비디오 신호로부터 현재 블록에 적용되는 변환 커널(transform kernel)을 지시하는 변환 인덱스(transform index)를 획득한다(S2802).
디코더는 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널 및 현재 블록의 크기(즉, 너비 및/또는 높이)에 기초하여, 현재 블록에 일차 변환(primary transform)(즉, 일차 역변환)이 적용되는 영역을 결정한다(S2803).
일 실시예로서, 디코더는 현재 블록 내에서, 일차 변환이 적용되는 영역 이외의 나머지 영역의 계수들을 0으로 간주할 수 있다.
또한, 일 실시예로서, 디코더는 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널이 미리 정의된 변환이고, 현재 블록의 너비(width) 및/또는 높이(height)가 미리 정의된 크기보다 큰 경우, 상기 미리 정의된 크기의 너비 및/또는 높이를 가지는 영역을 상기 일차 변환이 적용되는 영역으로 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 미리 정의된 변환은 DST-7 및/또는 DCT-8의 조합으로 구성된 복수의 변환 조합들 중 어느 하나일 수 있고, 상기 미리 정의된 크기는 16일 수 있다. 또는, 상기 미리 정의된 변환은 DCT-2를 제외한 나머지 변환일 수 있다. 또한, 일 예로, 디코더는 상기 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널이 DCT-2이고, 상기 현재 블록의 너비 및/또는 높이가 32보다 큰 경우, 너비 및/또는 높이가 32인 영역을 상기 일차 변환이 적용되는 영역으로 결정할 수 있다.
또한, 일 실시예로서, 디코더는 상기 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널이 제1 변환 그룹에 속하는 경우, 현재 블록의 너비(width) 및 제1 임계값 중 작은 값을 상기 일차 변환이 적용되는 영역의 너비로 결정하고, 현재 블록의 높이(height) 및 제1 임계값 중 작은 값을 상기 일차 변환이 적용되는 영역의 높이로 결정할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 임계값은 32일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상술한 표 20 또는 표 21과 같이 4, 8, 16일 수도 있다.
그리고, 디코더는 상기 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널이 제2 변환 그룹에 속하는 경우, 현재 블록의 너비 및 제2 임계값 중 작은 값을 일차 변환이 적용되는 영역의 너비로 결정하고, 현재 블록의 높이 및 제2 임계값 중 작은 값을 일차 변환이 적용되는 영역의 높이로 결정할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 임계값은 16일 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 상술한 표 20 또는 표 21과 같이, 4, 6, 8, 12, 32일 수도 있다.
일 실시예로서, 상기 제1 변환 그룹은 DCT-2를 포함하고, 상기 제2 변환 그룹은 DST7 및/또는 DCT8의 조합으로 구성된 복수의 변환 조합들을 포함할 수 있다.
디코더는 일차 변환이 적용되는 영역에 대하여, 변환 인덱스에 의해 지시되는 변환 커널을 이용하여 역방향 일차 변환(inverse primary transform)을 수행한다(S2804). 디코더는 역방향 일차 변환을 수행함으로써 일차 역변환된 변환 계수를 획득할 수 있다. 일 실시예로서, 디코더는 일차 변환을 수행하기에 앞서 역양자화된 변환 계수에 이차 변환(secondary transform)을 적용할 수 있고, 이 경우, 앞서 도 6 내지 도 26에서 설명한 방법이 적용될 수 있다.
제1 실시예
본 명세서의 실시예에 따르면, 특정 조건에 따라 미리 정의된 영역에 대해서만 변환을 수행함으로써, worst case 복잡도를 현저하게 감소시킬 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시예에서, MTS(EMT 또는 AMT) 플래그가 0인 경우(즉, 수평(가로) 방향과 수직(세로) 방향에 대해 모두 DCT-2 변환이 적용되는 경우), 인코더/디코더는 수평 및 수직 방향에 대해 각각 좌측 및 상측부터 32개의 계수만을 남기고 고주파 성분에 대하여 제로 아웃(zero-out)을 수행(즉, 0으로 간주 또는 설정)할 수 있다. 본 실시예는 후술하는 실시예에서의 설명의 편의를 위해 제1 실시예로 지칭하나, 본 명세서의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 인코더/디코더는 64x64 TU(또는 CU)의 경우 좌상단(top-left) 32x32 영역에 대해서만 변환 계수를 남기고, 나머지 영역의 계수에 대해서 제로 아웃을 수행할 수 있다. 또한, 인코더/디코더는 64x16 TU의 경우 좌상단 32x16 영역에 대해서만 변환 계수를 남기고, 나머지 영역의 계수에 대해서 제로 아웃을 수행할 수 있다. 또한, 인코더/디코더는 8x64 TU의 경우 좌상단 8x32 영역에 대해서만 변환 계수를 남기고, 나머지 영역의 계수에 대해서 제로 아웃을 수행할 수 있다. 즉, 수평 및 수직 방향 모두 최대 길이 32만큼까지만 변환 계수가 존재하도록 설정할 수 있고, 이를 통해 변환 효율을 높일 수 있다.
일 실시예로서, 이러한 제로 아웃 방법은 인트라 예측이 적용된 잔차 신호에만 적용될 수도 있고, 인터 예측이 적용된 잔차 신호에만 적용될 수도 있으며, 인트라 예측이 적용된 잔차 신호 및 인터 예측이 적용된 잔차 신호 모두에 적용될 수도 있다.
제2 실시예
또한, 본 명세서의 일 실시예에서, MTS 플래그가 1인 경우(즉, 수평 방향 및 수직 방향에 대해 DCT-2 변환 이외의 다른 변환(예컨대, DST-7 또는 DCT-8)이 적용될 수 있는 경우), 인코더/디코더는 좌상단 특정 영역의 계수들을 남기고 나머지 고주파 성분에 대하여 제로 아웃(zero-out)을 수행(즉, 0으로 간주 또는 설정)할 수 있다. 본 실시예는 후술하는 실시예에서의 설명의 편의를 위해 제2 실시예로 지칭하나, 본 명세서의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예로서, 인코더/디코더는 다음의 예시와 같이 일부 좌상단 영역의 변환 계수 영역만을 남기도록 구성할 수 있다. 즉, 인코더/디코더는 너비 및/또는 높이에 따라 일차 변환이 적용되는 수평 및/또는 수직 방향의 변환 계수의 길이(또는 개수)를 미리 설정할 수 있다. 일 예로, 일차 변환이 적용되는 길이를 벗어나는 계수들은 제로 아웃될 수 있다.
- 너비(w)가 2 n보다 같거나 큰 경우, 좌측부터 w/2 p 길이만큼에 대해서만 변환 계수를 남기고 나머지 영역의 변환 계수는 0 값으로 고정(또는 설정, 간주)(zero-out)시킬 수 있다.
- 높이(h)가 2 m 보다 같거나 큰 경우, 위쪽에서부터 h/2 q 길이만큼에 대해서만 변환 계수를 남기고 나머지 변환 계수는 0 값으로 고정시킬 수 있다.
일 예로, m, n, p, q 값은 다양한 여러 값으로 미리 정의될 수 있다. 예를 들어, m, n, p, q 값은 0보다 같거나 큰 정수 값으로 설정될 수 있다. 또는, 구체적으로 다음의 예시와 같이 설정될 수 있다.
1) (m, n, p, q) = (5, 5, 1, 1)
2) (m, n, p, q) = (4, 4, 1, 1)
예를 들어, 1)번 구성으로 미리 정의되는 경우, 32x16 TU에 대해서는 좌상단 16x16 영역에 대해서만 변환 계수가 남을 수 있고, 8x32 TU에 대해서는 좌상단 8x16 영역에 대해서만 변환 계수가 남을 수 있다.
일 실시예로서, 이러한 제로 아웃 방법은 인트라 예측이 적용된 잔차 신호에만 적용될 수도 있고, 인터 예측이 적용된 잔차 신호에만 적용될 수도 있으며, 인트라 예측이 적용된 잔차 신호 및 인터 예측이 적용된 잔차 신호 모두에 적용될 수도 있다.
제3 실시예
또한, 본 명세서의 다른 일 실시예에서, MTS 플래그가 1인 경우(즉, 수평 방향 및 수직 방향에 대해 DCT-2 변환 이외의 다른 변환(예컨대, DST-7 또는 DCT-8)이 적용될 수 있는 경우), 인코더/디코더는 좌상단 특정 영역의 계수들을 남기고 나머지 고주파 성분에 대하여 제로 아웃(zero-out)을 수행(즉, 0으로 간주 또는 설정)할 수 있다. 또는, 보다 구체적으로 인코더는 미리 정의된 좌상단 특정 영역의 계수들을 남기고 나머지 고주파 성분에 대하여 제로 아웃(zero-out)을 수행할 수 있고, 디코더는 제로 아웃된 영역을 미리 인지하고 제로 아웃되지 않은 영역의 계수들을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 다만 본 명세서의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니며, 디코더 측면에서의 제로 아웃 프로세스는 제로 아웃된 영역을 0으로 간주(또는 인지, 설정)하는 프로세스로 이해될 수 있다. 본 실시예는 후술하는 실시예에서의 설명의 편의를 위해 제3 실시예로 지칭하나, 본 명세서의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다.
실시예로서, 인코더/디코더는 다음의 예시와 같이 일부 좌상단 영역의 변환 계수 영역만을 남기도록 구성할 수 있다. 즉, 인코더/디코더는 너비 및/또는 높이에 따라 일차 변환이 적용되는 수평 및/또는 수직 방향의 변환 계수의 길이(또는 개수)를 미리 설정할 수 있다. 일 예로, 일차 변환이 적용되는 길이를 벗어나는 계수들은 제로 아웃될 수 있다.
- 높이(h)가 너비(w)보다 같거나 크고 높이가 2 n보다 같거나 큰 경우, 좌상단 w x (h/2 p) 영역만 변환 계수를 남기고 나머지 영역의 변환 계수는 0 값으로 고정(또는 설정, 간주)(zero-out)시킬 수 있다.
- 너비(w)가 높이(h)보다 크고 너비가 2 m보다 같거나 큰 경우, 좌상단 (w/2 q) x h 영역만 변환 계수를 남기고 나머지 변환 계수는 0 값으로 고정시킬 수 있다.
상술한 예시에서 높이(h)와 너비(w)가 같은 경우에 대해서는 세로 방향을 줄이는 것으로 (h/2 p) 되어 있으나, 가로 방향을 줄이도록 (w/2 q) 설정할 수도 있다.
일 예로, m, n, p, q 값은 다양한 여러 값으로 미리 정의될 수 있다. 예를 들어, m, n, p, q 값으로는 0보다 같거나 큰 정수 값으로 설정될 수 있다. 또는, 구체적으로 다음의 예시와 같이 설정될 수 있다.
1) (m, n, p, q) = (4, 4, 1, 1)
2) (m, n, p, q) = (5, 5, 1, 1)
예를 들어, 1)번 구성으로 미리 정의되는 경우, 32x16 TU에 대해서는 좌상단 16x16 영역에 대해서만 변환 계수가 남을 수 있고, 8x16 TU에 대해서는 좌상단 8x8 영역에 대해서만 변환 계수가 남을 수 있다.
일 실시예로서, 이러한 제로 아웃 방법은 인트라 예측이 적용된 잔차 신호에만 적용될 수도 있고, 인터 예측이 적용된 잔차 신호에만 적용될 수도 있으며, 인트라 예측이 적용된 잔차 신호 및 인터 예측이 적용된 잔차 신호 모두에 적용될 수도 있다.
이상에서, MTS 플래그가 0인 경우에 대한 변환 계수 영역 제한 방법에 관한 제1 실시예, MTS 플래그가 1인 경우에 대한 변환 계수 영역 제한 방법에 관한 제2 및 제3 실시예는 각각 개별적으로 적용될 수도 있고, 조합 적용될 수도 있다.
일 실시예로서, 다음과 같은 조합된 구성이 적용될 수 있다.
1) 제1 실시예 + 제2 실시예
2) 제1 실시예 + 제3 실시예
앞서 제2 실시예 및 제3 실시예에서 언급한 바와 같이, 실시예로서, 이러한 제로 아웃 방법은 인트라 예측이 적용된 잔차 신호에만 적용될 수도 있고, 인터 예측이 적용된 잔차 신호에만 적용될 수도 있으며, 인트라 예측이 적용된 잔차 신호 및 인터 예측이 적용된 잔차 신호 모두에 적용될 수도 있다. 따라서, MTS 플래그가 1인 경우에 대해 다음과 같은 조합된 구성이 적용될 수 있다. 이때, MTS 플래그가 0인 경우에 대해서는 상술한 제1 실시예가 적용될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000027
본 명세서의 일 실시예에서, 인코더/디코더는 상술한 실시예에서의 제로 아웃에 따라 변환 계수가 0의 값을 갖는 것으로 간주되는 영역에 대하여 레지듀얼 코딩을 수행하지 않을 수 있다. 즉, 인코더/디코더는 제로 아웃 영역을 제외한 영역에 대해서만 레지듀얼 코딩을 수행하도록 정의할 수 있다.
앞서 설명한 제1 실시예, 제2 실시예, 제3 실시예에서, TU 내에서 0 값을 가질 수밖에 없는 영역(또는 계수)이 분명히 정해지게 된다. 즉, 변환 계수 존재가 허락되는 좌상단 영역을 제외하고 나머지는 0 값으로 제로 아웃된다. 따라서, 엔트로피 코딩(또는 레지듀얼 코딩) 프로세스에서, 인코더/디코더는 0 값을 가지는 것이 보장되는 영역에 대해서는 레지듀얼 코딩을 수행하지 않고 바이패스(bypass)하도록 구성할 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 CG(Coefficient Group) 내 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그(subblock_flag로 지칭함)(또는 신택스, 신택스 엘리먼트)를 코딩할 수 있다. 여기서, 상기 CG는 TU의 서브 블록으로서, TU 블록의 모양 및/또는 색차/휘도 컴포넌트인지에 따라 4x4 또는 2x2 블록으로 설정될 수 있다.
이때, 인코더/디코더는 상기 subblock_flag가 1인 경우에 한해서만 해당 CG 내부를 스캔하여 계수 값(또는 계수의 레벨 값)들을 코딩할 수 있다. 따라서, 0값으로 제로 아웃되는 영역에 속한 CG들에 대해서, 인코더/디코더는 subblock_flag 코딩을 하지 않고 0 값을 디폴트로 가지도록 구성할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 인코더는 순방향 스캔 순서상 가장 나중에 위치하는 계수의 위치(또는 마지막 유효 계수의 위치를 나타내는 신택스, 신택스 엘리먼트)를 먼저 코딩할 수 있다. 예를 들어, 인코더는 수평 방향 위치인 last_coefficient_position_x와 수직 방향 위치인 last_coefficient_position_y를 코딩할 수 있다.
last_coefficient_position_x와 last_coefficient_position_y가 가질 수 있는 값의 최대값은 각각 TU의 (너비 - 1)과 (높이 - 1) 값으로 결정될 수 있으나, 제로 아웃에 의해 0이 아닌 계수가 존재할 수 있는 영역이 제한되는 경우 last_coefficient_position_x와 last_coefficient_position_y가 가질 수 있는 값의 최대값도 함께 제한될 수 있다.
따라서, 인코더/디코더는 last_coefficient_position_x와 last_coefficient_position_y가 가질 수 있는 최대값을 제로 아웃을 고려하여 제한한 후 코딩할 수 있다. 예를 들어, last_coefficient_position_x와 last_coefficient_position_y에 적용되는 이진화 방법이 절삭형 단항(truncated unary) (또는, 절삭형 라이스(truncated Rice, TR), 절삭형 이진(truncated binary, TB)) 이진화 방법인 경우, 인코더/디코더는 절삭형 단항 코드의 최대 길이를 조정된(즉, last_coefficient_position_x와 last_coefficient_position_y가 가질 수 있는) 최대값에 대응되도록 조절할(줄일) 수 있다.
도 29는 본 명세서의 실시예에 따른 분리 가능한(separable) 변환이 적용되는 경우의 예로서, 도 29a는 순방향 변환시 유효한 계수가 존재하는 영역과 제로 아웃이 적용되는 영역을 나타내고, 도 29b는 역방향 변환시 유효한 계수가 존재하는 영역과 제로 아웃이 적용되는 영역을 나타낸다.
순방향 변환을 기준으로, MTS가 적용되는 블록에 대하여 저주파수 영역(예: 32x32 블록에서 좌상측 16x16 영역)의 계수들만 남기고 나머지는 zero-out(0으로 채우거나 0으로 유도)을 적용하는 기법을 RMTS(reduced multiple transform selection)로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 도 29a에서 레지듀얼 샘플 값들을 포함하는 블록의 크기가 32x32이고 RMTS의 적용에 의해 16x16의 축소된 블록이 출력되는 경우, 수평 방향 변환이 적용되면 행 방향으로 16개의 샘플들을 포함하는 좌측 영역에만 수평 방향 변환이 적용되고, 우측 영역은 0의 계수를 갖는 것으로 간주된다. 이후, 열 방향으로 16개의 샘플들을 포함하는 상측 영역에만 수직 방향 변환이 적용되고, 나머지 하측 영역은 0의 계수를 갖는 것으로 간주된다.
도 29b를 참조하면, 변환 계수들을 포함하는 변환 블록의 크기가 32x32이고 RMTS의 적용에 의해 좌상측 16x16 영역에 대해 변환이 적용되고 나머지 영역은 0의 계수를 갖는 것으로 간주된다. 16x16 영역에 대한 수직 방향 역변환이 적용됨으로써 변환 블록의 좌측 영역에 유효한 계수들이 생성되고 우측 영역은 여전히 0의 계수를 갖는 것으로 간주된다. 이후, 우측 영역에 대해 수평 방향 역변환이 적용됨으로써 변환 블록의 32x32 전체 영역에 유효한 계수들이 존재할 수 있다.
본 명세서의 일 실시예로서, 고주파수 계수들에 대한 변환을 생략하는 축소된 32-포인트 MTS (reduced 32-point MTS, RMTS32)가 제안된다. 여기서, 32-포인트 MTS는 길이가 32인 행 또는 열에 대하여 변환을 적용하는 방법을 나타낸다. 이는 최악의 연산 복잡도(worst computational complexity)가 될 수 있음을 고려하여, 32-포인트 MTS는 출력되는 샘플 당 최대 64개의 곱셈 연산을 요구할 수 있고 RMTS32가 연산 복잡도를 감소시킬 뿐만 아니라 메모리 사용량(memory usage)을 저감시키기 위하여 제안된다.
RMTS32에 따르면, MTS 플래그가 1일 때(또는 MTS 인덱스가 0보다 클 때) 블록 너비(높이)가 32보다 크거나 같은 경우, 최대 좌상측(top-left) 16x16 영역이 유지되면서 나머지 영역을 0으로 간주(zero-out)하는 것뿐만 아니라, 좌측(상측) 16개 까지의 계수들은 유지된다. zero-out은 수평 및 수직 방향에 대해 독립적으로 적용되기 때문에, RMTS는 모든 블록 모양들에 적용될 수 있다. 32 길이에 대한 RMTS가 적용된다고 했을 때 32x32 변환 블록에 대해서는 좌상측 16x16 영역이 유지되고 32x8 변환 블록에 대해서는 좌상측 16x8 영역이 유지되며 16x32에 대해서는 좌상측 16x16 영역이 유지될 수 있다.
RMTS32를 사용하여 동작 횟수(operation count)의 관점에서 32-point MTS의 연산 복잡도는 절반까지 감소할 수 있다. 여기서, 32-point MTS는 (MTS 플래그가 1이거나, MTS 인덱스가 0보다 큰 경우) 블록의 길이 32를 갖는 행 또는 열에 적용되는 변환 행렬이다. 또한, 메모리 사용량의 관점에서, 32-point MTS 행렬들의 변환 기저 벡터들의 절반만이 저장될 필요가 있다. 0으로 간주되는 영역에 대하여, 레지듀얼 코딩(residual coding)은 관련된 서브블록 플래그가 암시적으로 0으로 유도됨으로써 생략될 수 있으며, 마지막 계수 위치의 절단형 단항 이진화 또한 최대 가능한 위치를 고려하여 조절될 수 있다.
메모리 사용량의 관점에서, 본 실시예에서 제안되는 RMTS32는 32-길이(length)의 행 또는 열에 대하여 16개의 계수들을 생성한다. 그리하여, 32x32 DST-7/DCT-8에서 처음 16개의 변환 기저 벡터들만이 저장될 필요가 있게되며, 그리하여 32-length DST-7/DCT-8을 저장하기 위한 메모리 사용량을 절반으로 감소시킬 수 있다(예: 2KB에서 1KB로).
예를 들어, 상술한 RMTS32를 구현하기 위한 레지듀얼 코딩 신택스는 아래의 표 23과 같이 설정될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000028
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000029
또한, 변환 블록에서 변환이 적용되는 영역의 유효 너비(nonZeroW), 유효 높이(nonZeroH)는 아래와 같이 결정될 수 있다.
nonZeroW = Min( nTbW, trTypeHor == 0 ? 32 : 16 )
nonZeroH = Min( nTbH, trTypeVer == 0 ? 32 : 16 )
여기서, nTbW는 현재 블록(변환 블록)의 너비, nTbH는 현재 블록(변환 블록)의 높이를 나타내고, trTypeHor, trTypeVer는 수평 방향 변환 커널의 타입, 수직 방향 변환 커널의 타입을 나타낸다. Min(A, B)는 A와 B 중에서 더 작은 값을 출력하는 함수이다.
예를 들어, trTypeHor, trTypeVer는 변환 타입을 지시하는 인덱스인 MTS 인덱스(mts_idx)에 기반하여 아래의 표 24와 같이 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000030
여기서, trTypeHor, trTypeVer의 값은 변환 커널의 타입들 중 하나를 나타내며, 예를 들어 0은 DCT-2, 1은 DST-7, 2는 DCT-8을 각각 나타낼 수 있다. 표 24에서, mts_idx가 0이면 trTypeHor, trTypeVer 또한 0으로 결정되고, mts_idx가 0이 아니면(0보다 크면) trTypeHor, trTypeVer 또한 0이 아닌(0보다 큰) 값으로 결정된다.
다시 말해, 변환이 적용되는 영역의 유효 너비(nonZeroW)는 변환 인덱스(trTypeHor)가 기준 값(예: 0)보다 크면(즉, trTypeHor가 0이 아니면) 현재 블록(변환 블록)의 너비(nTbW)와 16 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 변환 인덱스(trTypeHor)가 기준 값(예: 0)보다 크지 않으면(즉, trTypeHor가 0이면)상기 현재 블록의 너비와 32 중에서 더 작은 값으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 변환이 적용되는 영역의 유효 높이(nonZeroH)는, 수직 변환 타입 인덱스(trTypeVer)가 기준 값(예: 0)보다 크면 현재 블록(변환 블록)의 높이(nTbH)와 16 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 수직 변환 타입 인덱스(trTypeVer)가 기준 값(예: 0)보다 크지 않으면 현재 블록(변환 블록)의 높이(nTbH)와 32 중에서 더 작은 값으로 결정될 수 있다.
본 명세서의 실시예에 따르면, 아래와 같이 32-length DST-7/DCT-8의 절반 만이 메모리에 저장될 수 있다.
예를 들어, (수평 또는 수직) 변환 타입 인덱스(trType)가 1(예: DST-7)이고, 변환 대상 블록의 행 또는 열의 샘플 개수(nTbs)가 32이면 아래의 표 25 및 표 26과 같이 변환 행렬이 유도될 수 있다. 표 25와 표 26의 행렬들은 수평방향으로 연접(concatenate)되어 하나의 행렬을 구성하며, [ m ][ n ]의 m은 가로 방향 인덱스, n은 세로 방향 인덱스이다. 표 25의 행렬과 표 26의 행렬을 연접하면 16 x 32 행렬이 도출되고, 해당 행렬은 순방향 변환을 위한 행렬이 된다. 역변환은 표 25 및 표 26에 의해 구성되는 행렬과 적절한 인덱싱을 통해 수행될 수 있다. 또한, 표 25와 표 26에서 아래 16개 행들에 대한 취소선은 축소된 변환의 적용으로 불필요하게 되어 삭제됨을 의미한다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000031
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000032
또한, (수평 또는 수직) 변환 타입 인덱스(trType)가 2(예: DCT-8)이고, 변환 대상 블록의 행 또는 열의 샘플 개수(nTbs)가 32이면 아래의 표 27 및 표 28과 같이 변환 행렬이 유도될 수 있다. 표 27과 표 28의 행렬들은 수평방향으로 연접(concatenate)되어 하나의 행렬을 구성하며, [ m ][ n ]의 m은 가로 방향 인덱스, n은 세로 방향 인덱스이다. 표 27의 행렬과 표 28의 행렬을 연접하면 16 x 32 행렬이 도출되고, 해당 행렬은 순방향 변환을 위한 행렬이 된다. 역변환은 표 27과 표 28에 의해 구성되는 행렬과 적절한 인덱싱을 통해 수행될 수 있다. 또한, 표 27과 표 28에서 아래 16개 행들에 대한 취소선은 축소된 변환의 적용으로 불필요하게 되어 삭제됨을 의미한다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000033
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000034
표 25, 26, 또는 표 27, 28과 같이 (순방향 변환시) 32개의 잔차 신호 샘플들을 포함하는 입력 벡터에 대해 16개의 값들을 포함하는 출력 벡터를 생성하는 변환 행렬을 구성하고, (역방향 변환시) 표 25, 26, 또는 표 27, 28의 행렬과 역변환을 위한 인덱싱을 사용하여 16개의 값들을 포함하는 입력 벡터에 대해 32개의 잔차 신호 샘플들을 포함하는 출력 벡터를 출력하는 역변환을 수행함으로써 연산 복잡도 및 메모리 사용량을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에서, 0이 아닌 마지막 유효 계수의 위치에 대한 정보(last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix)는 아래의 표 29와 같이 이진화될 수 있다.
Figure PCTKR2020000066-appb-img-000035
표 29에서, 0이 아닌 마지막 유효 계수의 위치에 대한 정보(last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix)는 MTS가 적용되는지 여부를 지시하는 플래그(tu_mts_flag)가 1인지(또는 MTS 인덱스가 1보다 큰지)와 변환 블록의 폭, 너비와 관련된 정보(log2TbWidth, log2TbHeight)를 고려하여 결정될 수 있다. 또한, 표 29의 Process는 이진화 방식의 타입을 지시하는 항목으로서, TR은 절삭형 라이스(truncated rice)(또는 truncated unary) 이진화 방법을 나타낸다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예들 중 일부는 설명의 편의상 실시예들을 구분하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 앞서 설명한 실시예들은 각각 독립적으로 수행될 수도 있고, 하나 이상의 여러 실시예가 조합되어 수행될 수도 있다.
도 30은 본 명세서의 실시예에 따른 비디오 신호를 인코딩 하기 위한 흐름도의 예를 도시한다.
도 30의 동작들은 인코더에 의해 수행되는 것으로 설명되나, 본 실시예에 따른 비디오 신호에 대한 변환 방법은 디코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 도 30의 흐름도는 인코딩 장치(100) 또는 변환부(120)에 의해 수행될 수 있다.
인코더는 비디오 신호에서 예측 신호를 제외한 레지듀얼 신호를 포함하는 현재 블록의 수평 및 수직 방향에 적용될 변환 커널들을 결정한다(S3010). 여기서 변환 커널들은 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널을 포함한다. 일 실시예에서, 변환 커널들은 DCT-2, DST-7, 또는 DCT-8 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
인코더는 결정된 변환 커널들에 대한 정보를 포함하는 변환 정보를 생성한다(S3020). 여기서 변환 정보는 수평 방향 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스(trTypeHor) 및 수직 방향 변환 커널을 지시하는 수직 변환 타입 인덱스(trTypeVer)를 포함할 수 있다.
인코더는 변환 정보와 관련된 변환 커널들에 기반하여, 현재 블록의 수평 방향 및 수직 방향에 대해 각각 수평 변환 및 수직 변환을 적용함으로써 변환된 블록을 생성한다(S3030).
여기서, 본 명세서의 실시예에 따른 축소된 변환이 적용될 수 있다. 예를 들어, 인코더는, 수평 변환 타입 인덱스(trTypeHor)와 수직 변환 타입 인덱스(trTypeVer)가 0보다 크면(MTS가 적용되면), 32x32 크기의 현재 블록에 대해 변환을 적용하여 16x16 크기의 변환된 블록을 생성할 수 있다. 반면, 수평 변환 타입 인덱스(trTypeHor)와 수직 변환 타입 인덱스(trTypeVer)가 0이면(MTS가 미적용되면), 32x32 크기의 현재 블록에 대해 변환을 적용하여 32x32 크기의 변환된 블록을 생성할 수 있다. 다만, 본 명세서의 실시예는 32x32와 같은 정방형 블록뿐만 아니라, 32x8 또는 8x32와 같은 비정방형 블록에 대해여도 적용될 수 있는데, 인코더를 기준으로, MTS가 적용되면 32x8 블록 또는 8x32 블록에 RMTS가 적용되면 각기 좌상측 16x8 블록 또는 좌상측 8x16 블록에 대해서만 변환 계수를 남기고 나머지 영역은 0으로 채울 수 (zero-out) 있다. 즉, 32x8 블록 또는 8x32 블록에서 각기 행 방향 또는 열 방향에 대해 16개의 변환 계수만 남긴 것이라고 볼 수 있다.
다시 말해, 상기 변환된 블록의 크기는 현재 블록의 사이즈 및 변환 인덱스에 기반하여 결정되고, 변환된 블록의 너비(nonZeroW)는, 수평 변환 타입 인덱스(trTypeHor)가 기준 값(예: 0)보다 크면 현재 블록의 너비(nTbW)와 제1 크기(예: 16) 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 수평 변환 타입 인덱스(trTypeHor)가 기준 값(예: 0)보다 크지 않으면 현재 블록의 너비(nTbW)와 제2 크기(예: 32) 중에서 더 작은 값으로 결정될 수 있다. 또한, 변환된 블록의 높이(nonZeroH)는 수직 변환 타입 인덱스가 기준 값(예: 0)보다 크면 현재 블록의 높이(nTbH)와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 수직 변환 타입 인덱스(nonZeroH)가 기준 값(예: 0)보다 크지 않으면 현재 블록의 높이(nTbH)와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정될 수 있다. 여기서, 제1 크기는 제2 크기보다 작은 어느 값이 될 수 있으며, 제2 크기는 변환 블록의 높이 또는 너비와 동일한 값이 될 수 있다.
일 실시예에서, 도 29a와 같이, 인코더는 수평 변환을 현재 블록의 각 행마다 적용하고, 수평 변환이 적용된 현재 블록의 적어도 일부의 영역(좌측 영역)에 대해 수직 변환을 상기 현재 블록의 각 열마다 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 현재 블록의 행 크기 또는 열 크기가 32인 경우, 수평 변환 또는 수직 변환은 현재 블록의 행 방향 또는 열 방향으로 배열된 32개의 레지듀얼 샘플 값들을 포함하는 입력 벡터를 입력으로 하여 16개의 변환 계수들을 포함하는 출력 벡터를 출력할 수 있다. 예를 들어, 수평 변환 또는 수직 변환은 표 25, 26(tyType = 1(DST-7)인 경우) 또는 표 27, 28(tyType = 2(DCT-8)인 경우)과 같이 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 현재 블록에서 변환된 블록에 해당하는 영역을 제외한 영역에 위치하는 계수들은 0으로 간주될 수 있다. 또한, 인코더는 0으로 간주된 영역을 고려한 TR 이진화를 사용하여 현재 블록에서 스캔 순서에 따른 마지막 유효 계수(last significant coefficient)의 위치와 관련된 신택스 엘레먼트(예: last_coefficient_position_x, last_coefficient_position_y)를 인코딩할 수 있다.
도 31은 본 명세서의 실시예에 따른 비디오 신호를 디코딩 하기 위한 흐름도의 예를 도시한다.
도 31의 동작들은 디코더에 의해 수행되는 것으로 설명되나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 실시예에 따른 비디오 신호에 대한 변환 방법은 인코더에서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다. 도 31의 흐름도는 디코딩 장치(200) 또는 역환부(230)에 의해 수행될 수 있다.
디코더는 비디오 신호에서 변환 블록의 수평 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스(tyTypeHor) 및 수직 변환 커널에 대한 수직 변환 타입 인덱스(tyTypeVer)를 획득한다(S3110). 일 실시예에서, 수평 변환 커널과 수직 변환 커널은 DCT-2, DST-7, 또는 DCT-8 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디코더는 수평 변환 타입 인덱스(tyTypeHor), 수직 변환 타입 인덱스(tyTypeVer), 및 변환 블록의 크기(행 크기, 열 크기)(nTbW, nTbH)에 기반하여, 변환 블록 내 변환 영역을 결정한다(S3120).
디코더는 수평 변환 타입 인덱스(tyTypeHor) 및 수직 변환 타입 인덱스(tyTypeVer)에 기반하여, 변환 영역에 역변환(inverse-transform)을 적용한다.
여기서, 변환 영역의 너비(nonZeroW)는, 수평 변환 타입 인덱스(tyTypeHor)가 기준 값(예: 0)보다 크면(즉, MTS가 적용되면) 변환 블록의 너비(nTbW)와 제1 크기(예: 16) 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 수평 변환 타입 인덱스(tyTypeHor)가 기준 값보다 크지 않으면(즉, MTS가 적용되지 않으면) 상기 변환 블록의 너비(nTbW)와 제2 크기(예: 32) 중에서 더 작은 값으로 결정될 수 있다. MTS가 적용된다고 함은, (MTS 플래그가 1이거나 MTS 인덱스가 0보다 큰 경우) 블록의 행 방향 및 열 방향으로 복수개의 변환 조합들이 사용될 수 있음을 의미한다. MTS가 적용되지 않으면(MTS 플래그가 0이거나 MTS 인덱스가 0인 경우), 블록의 행 방향과 열 방향에 대해 정해진 변환(DCT-2)가 적용된다.
또한, 변환 영역의 높이(nonZeroH)는, 수직 변환 타입 인덱스(tyTypeVer)가 기준 값(예: 0)보다 크면 변환 블록의 높이(nTbH)와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 수직 변환 타입 인덱스(tyTypeVer)가 기준 값(예: 0)보다 크지 않으면 상변환 블록의 높이(nTbH)와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정될 수 있다. 여기서, 제1 크기는 제2 크기보다 작은 어느 값이 될 수 있으며, 제2 크기는 변환 블록의 높이 또는 너비와 동일한 값이 될 수 있다.
일 실시예에서, 디코더는, 도 29b과 같이, 수직 변환 타입 인덱스(trTypeVer)와 관련된 수직 변환을 변환 블록에서 변환 영역의 각 열마다 적용함으로써 중간 샘플 값들을 포함하는 중간 행렬을 생성하고, 수평 변환 타입 인덱스(trTypeHor)와 관련된 수평 변환을 중간 행렬의 각 행마다 적용할 수 있다.
일 실시예에서, 변환 블록의 행 크기 또는 열 크기가 32인 경우, 역변환은 변환 블록의 행 방향 또는 열 방향으로 배열된 16개의 변환 계수들을 포함하는 입력 벡터를 32개의 잔차 샘플들을 포함하는 출력 벡터를 출력하는 행렬에 해당할 수 있다. 예를 들어, 수평 역변환 또는 수직 역변환은 표 25, 26(tyType = 1(DST-7)인 경우) 또는 표 27, 28(tyType = 2(DCT-8)인 경우)의 (순방향) 변환 행렬과 역변환을 위한 인덱싱을 통해 수행될 수 있다.
일 실시예에서, 변환 블록에서 변환 영역을 제외한 나머지 영역에 위치하는 계수는 0으로 간주될 수 있다. 또한, 디코더는 변환 블록에서 스캔 순서에 따른 마지막 유효 계수(last significant coefficient)의 위치와 관련되고 변환 블록 내에서 0으로 간주된 영역을 고려한 TR 이진화를 사용하여 인코딩된 신택스 엘레먼트(syntax element)를 획득할 수 있고, 역변환이 적용되는 계수들은 마지막 유효 계수의 위치에 기반하여 획득될 수 있다.
도 32는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호를 처리하기 위한 장치의 블록도의 예를 도시한다. 도 32의 비디오 신호 처리 장치는 도 1의 인코딩 장치(100) 또는 도 2의 디코딩 장치(200)에 해당할 수 있다.
영상 신호를 처리하는 영상 처리 장치(3200)는, 영상 신호를 저장하는 메모리(3220)와, 상기 메모리와 결합되면서 영상 신호를 처리하는 프로세서(3210)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 프로세서(3210)는 영상 신호의 처리를 위한 적어도 하나의 프로세싱 회로로 구성될 수 있으며, 영상 신호를 인코딩 또는 디코딩을 위한 명령어들을 실행함으로써 영상 신호를 처리할 수 있다. 즉, 프로세서(3210)는 상술한 인코딩 또는 디코딩 방법들을 실행함으로써 원본 영상 데이터를 인코딩하거나 인코딩된 영상 신호를 디코딩할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (15)

  1. 변환을 사용하여 비디오 신호를 디코딩하기 위한 방법에 있어서,
    상기 비디오 신호에서 변환 블록의 수평 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스 및 수직 변환 커널에 대한 수직 변환 타입 인덱스를 결정하는 단계;
    상기 수평 변환 타입 인덱스, 상기 수직 변환 타입 인덱스, 및 상기 변환 블록의 크기에 기반하여, 상기 변환 블록 내 유효한 변환 계수가 존재하는 변환 영역을 결정하는 단계;
    상기 수평 변환 타입 인덱스 및 상기 수직 변환 타입 인덱스에 기반하여, 상기 변환 영역에 역변환(inverse-transform)을 적용하는 단계를 포함하고,
    상기 변환 영역의 너비(width)는, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 너비와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 너비와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며,
    상기 변환 영역의 높이(height)는, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며,
    상기 제1 크기는 상기 제2 크기보다 더 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변환을 적용하는 단계는,
    상기 수직 변환 타입 인덱스와 관련된 수직 변환을 상기 변환 블록에서 상기 변환 영역의 각 열마다 적용함으로써 중간 샘플 값들을 포함하는 중간 행렬을 생성하는 단계; 및
    상기 수평 변환 타입 인덱스와 관련된 수평 변환을 상기 중간 행렬의 각 행마다 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변환 블록의 행 크기 또는 열 크기가 32인 경우, 상기 역변환은 상기 변환 블록의 행 방향 또는 열 방향으로 배열된 16개의 변환 계수들을 포함하는 입력 벡터를 입력으로 하여 32개의 잔차 샘플들을 포함하는 출력 벡터를 출력하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변환 블록에서 상기 변환 영역을 제외한 나머지 영역에 위치하는 계수는 0으로 간주되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 변환 블록에서 스캔 순서에 따른 마지막 유효 계수(last significant coefficient)의 위치와 관련되고 0으로 간주된 영역을 고려하여 TR(truncated rice) 이진화를 사용하여 인코딩된 신택스 엘레먼트(syntax element)를 획득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 역변환이 적용되는 계수들은 상기 마지막 유효 계수의 위치에 기반하여 획득되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 변환 커널들은,
    DCT-2(Discrete Cosine Transform type-2), DST-7(Discrete Sine Transform type-7), 또는 DCT-8(Discrete Cosine Transform type-8) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 변환을 사용하여 비디오 신호를 인코딩하기 위한 방법에 있어서,
    상기 비디오 신호에서 예측 신호를 제외한 레지듀얼 신호를 포함하는 현재 블록의 수평 및 수직 방향에 적용될 변환 커널들(transform kernels)을 결정하는 단계, 여기서 상기 변환 커널들은 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널을 포함하고;
    상기 변환 커널들에 대한 변환 정보를 생성하는 단계, 여기서 상기 변환 정보는 상기 수평 방향 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스 및 상기 수직 방향 변환 커널에 대한 수직 변환 타입 인덱스를 포함하고;
    상기 변환 정보와 관련된 상기 변환 커널들에 기반하여, 상기 현재 블록의 수평 방향 및 수직 방향에 대해 각각 수평 변환 및 수직 변환을 적용함으로써 변환된 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 변환된 블록의 크기는, 상기 수평 변환 타입 인덱스, 수직 변환 타입 인덱스, 및 상기 변환 블록의 크기에 기반하여 결정되고,
    상기 변환된 블록의 너비(width)는, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크면 상기 현재 블록의 너비와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크지 않으면 상기 현재 블록의 너비와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며,
    상기 변환된 블록의 높이(height)는, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크면 상기 현재 블록의 높이와 상기 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크지 않으면 상기 현재 블록의 높이와 상기 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고,
    상기 제1 크기는 상기 제2 크기보다 더 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 변환된 블록을 생성하는 단계는,
    상기 수평 변환을 상기 현재 블록의 각 행마다 적용하는 단계; 및
    상기 수평 변환이 적용된 상기 현재 블록의 적어도 일부의 영역에 대해 상기 수직 변환을 상기 현재 블록의 각 열마다 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 현재 블록의 행 크기 또는 열 크기가 32인 경우, 상기 수평 변환 또는 수직 변환은 상기 현재 블록의 행 방향 또는 열 방향으로 배열된 32개의 레지듀얼 샘플 값들을 포함하는 입력 벡터를 16개의 변환 계수들을 포함하는 출력 벡터를 출력하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 현재 블록에서 상기 변환된 블록이 생성된 영역을 제외한 나머지 영역에 위치하는 계수는 0으로 간주되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 현재 블록에서 스캔 순서에 따른 마지막 유효 계수(last significant coefficient)의 위치와 관련되고 0으로 간주된 영역을 고려하여 TR(truncated rice) 이진화를 사용하여 인코딩된 신택스 엘레먼트(syntax element)를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 변환 커널들은,
    DCT-2(Discrete Cosine Transform type-2), DST-7(Discrete Sine Transform type-7), 또는 DCT-8(Discrete Cosine Transform type-8) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 변환을 사용하여 비디오 신호를 디코딩하기 위한 장치에 있어서,
    상기 비디오 신호를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리와 결합된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 비디오 신호에서 변환 블록의 수평 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스 및 수직 변환 커널을 지시하는 수직 변환 타입 인덱스를 결정하고,
    상기 수평 변환 타입 인덱스, 수직 변환 타입 인덱스, 및 상기 변환 블록의 크기에 기반하여, 상기 변환 블록 내 유효한 변환 계수가 존재하는 변환 영역을 결정하고,
    상기 수평 변환 타입 인덱스 및 상기 수직 변환 타입 인덱스에 기반하여, 상기 변환 영역에 역변환(inverse-transform)을 적용하도록 설정되고,
    상기 변환 영역의 너비(width)는, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 너비와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 너비와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며,
    상기 변환 영역의 높이(height)는, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며,
    상기 제1 크기는 상기 제2 크기보다 더 작은 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 변환을 사용하여 비디오 신호를 인코딩하기 위한 장치에 있어서,
    상기 비디오 신호를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리와 결합된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는,
    상기 비디오 신호에서 예측 신호를 제외한 레지듀얼 신호를 포함하는 현재 블록의 수평 및 수직 방향에 적용될 변환 커널들(transform kernels)을 결정하고, 여기서 상기 변환 커널들은 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널을 포함하고,
    상기 변환 커널들에 대한 정보를 포함하는 변환 정보를 생성하고, 여기서 상기 변환 정보는 상기 수평 방향 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 인덱스 및 상기 수직 방향 변환 커널을 지시하는 수직 변환 타입 인덱스를 포함하고,
    상기 변환 정보와 관련된 상기 변환 커널들에 기반하여, 상기 현재 블록의 수평 방향 및 수직 방향에 대해 각각 수평 변환 및 수직 변환을 적용함으로써 변환된 블록을 생성하도록 설정되며,
    상기 변환된 블록의 크기는, 상기 현재 블록의 사이즈 및 상기 변환 인덱스에 기반하여 결정되고,
    상기 변환된 블록의 너비(width)는, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크면 상기 현재 블록의 너비와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크지 않으면 상기 현재 블록의 너비와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며,
    상기 변환된 블록의 높이(height)는, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크면 상기 현재 블록의 높이와 상기 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크지 않으면 상기 현재 블록의 높이와 상기 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고,
    상기 제1 크기는 상기 제2 크기보다 더 작은 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 하나 또는 그 이상의 명령어들을 저장하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체(non-transitory computer-readable medium)로서, 하나 또는 그 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 상기 하나 또는 그 이상의 명령어들은,
    비디오 신호에서 변환 블록의 수평 변환 커널에 대한 수평 변환 타입 정보 및 수직 변환 커널을 지시하는 수직 변환 타입 정보를 획득하고,
    상기 수평 변환 타입 정보, 수직 변환 타입 정보, 및 상기 변환 블록의 크기에 기반하여, 상기 변환 블록 내 유효한 변환 계수가 존재하는 변환 영역을 결정하고,
    상기 수평 변환 타입 인덱스 및 상기 수직 변환 타입 인덱스에 기반하여, 상기 변환 영역에 역변환(inverse-transform)을 적용하도록 비디오 신호 처리 장치를 제어하고,
    상기 변환 영역의 너비(width)는, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 너비와 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수평 변환 타입 인덱스가 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 너비와 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며,
    상기 변환 영역의 높이(height)는, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제1 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되고, 상기 수직 변환 타입 인덱스가 상기 기준 값보다 크지 않으면 상기 변환 블록의 높이와 상기 제2 크기 중에서 더 작은 값으로 결정되며,
    상기 제1 크기는 상기 제2 크기보다 더 작은 것을 특징으로 하는 비-일시적 컴퓨터-판독가능한 매체.
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