WO2020185027A1 - 데이터 블록에 변환 생략 모드를 효율적으로 적용하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

데이터 블록에 변환 생략 모드를 효율적으로 적용하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to video encoding and decoding, and more particularly, to a technique for improving coding efficiency by efficiently applying a transform skip mode to a data block.
  • moving picture data Since moving picture data has a large amount of data compared to audio data or still image data, it requires a lot of hardware resources including memory in order to store or transmit itself without processing for compression.
  • the moving picture data is compressed and stored or transmitted using an encoder, and the decoder receives the compressed moving picture data, decompresses and reproduces the compressed moving picture data.
  • video compression technologies there are H.264/AVC and HEVC (High Efficiency Video Coding), which improves coding efficiency by about 40% compared to H.264/AVC.
  • transformation is performed on a residual block to transform sample data included in the residual block into a frequency representation.
  • coding efficiency may be improved if the conversion operation is omitted.
  • the present disclosure is intended to provide a conversion/transformation omission technique capable of providing flexibility in the application range of the conversion omission mode.
  • a method of decoding image data comprising: decoding transformation skip information related to a current block from a bitstream, and a subblock from which transformation is omitted in the current block based on the transformation skip information.
  • a method of decoding image data is provided, including determining whether one or more subblocks to which the transformation has been applied are included.
  • the related first residual subblock is determined using a decoding procedure without inverse transformation for the subblock from which the transformation is omitted.
  • a means for decoding transformation skip information related to a current block from a bitstream, and a subblock to which transformation is omitted and at least one subblock to which transformation is applied in the current block based on the transformation skip information When it is determined that the subblock from which the transform is omitted and one or more subblocks to which the transform is applied are included in the current block, a decoding procedure without inverse transform is used for the subblock from which the transform is omitted.
  • An apparatus for decoding image data comprising means for adding the first residual subblock and the one or more second residual subblocks to a prediction block.
  • FIG. 1 is an exemplary block diagram of an image encoding apparatus capable of implementing the techniques of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method of dividing a block using a QTBTTT structure.
  • 3A is a diagram illustrating a plurality of intra prediction modes.
  • 3B is a diagram illustrating a plurality of intra prediction modes including wide-angle intra prediction modes.
  • FIG. 4 is an exemplary block diagram of an image decoding apparatus capable of implementing the techniques of the present disclosure.
  • 6A and 6B are diagrams illustrating types in which a current block subjected to intra prediction coding can be divided into a plurality of subblocks according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of encoding image data by an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of decoding image data by an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is an exemplary block diagram of an image encoding apparatus capable of implementing the techniques of the present disclosure.
  • an image encoding apparatus and sub-elements of the apparatus will be described with reference to FIG. 1.
  • the image encoding apparatus includes a picture segmentation unit 110, a prediction unit 120, a subtractor 130, a transform unit 140, a quantization unit 145, a rearrangement unit 150, an entropy encoding unit 155, an inverse quantization unit. (160), an inverse transform unit 165, an adder 170, a filter unit 180, and a memory 190 may be included.
  • Each component of the image encoding apparatus may be implemented by hardware or software, or by a combination of hardware and software.
  • functions of each component may be implemented as software, and a microprocessor may be implemented to execute a function of software corresponding to each component.
  • One image is composed of a plurality of pictures. Each picture is divided into a plurality of regions, and encoding is performed for each region. For example, one picture is divided into one or more tiles or/and slices. Here, one or more tiles may be defined as a tile group. Each tile or/slice is divided into one or more Coding Tree Units (CTUs). And each CTU is divided into one or more CUs (Coding Units) by a tree structure. Information applied to each CU is encoded as the syntax of the CU, and information commonly applied to CUs included in one CTU is encoded as the syntax of the CTU.
  • CTUs Coding Tree Units
  • information commonly applied to all blocks in one slice is encoded as the syntax of the slice header, and information applied to all blocks constituting one picture is a picture parameter set (PPS) or picture. It is coded in the header. Further, information commonly referred to by a plurality of pictures is encoded in a sequence parameter set (SPS). In addition, information commonly referred to by one or more SPSs is encoded in a video parameter set (VPS). Also, information commonly applied to one tile or tile group may be encoded as syntax of a tile or tile group header.
  • PPS picture parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • VPS video parameter set
  • information commonly applied to one tile or tile group may be encoded as syntax of a tile or tile group header.
  • the picture division unit 110 determines the size of a coding tree unit (CTU).
  • CTU size Information on the size of the CTU (CTU size) is encoded as the syntax of the SPS or PPS and transmitted to the video decoding apparatus.
  • the picture dividing unit 110 After dividing each picture constituting an image into a plurality of coding tree units (CTUs) having a predetermined size, the picture dividing unit 110 repetitively divides the CTU by using a tree structure. (recursively) split. A leaf node in the tree structure becomes a coding unit (CU), which is a basic unit of coding.
  • CU coding unit
  • a quad tree (QuadTree, QT) in which an upper node (or parent node) is divided into four lower nodes (or child nodes) of the same size, or a binary tree (BinaryTree) in which an upper node is divided into two lower nodes. , BT), or a ternary tree (TT) in which an upper node is divided into three lower nodes in a 1:2:1 ratio, or a structure in which two or more of these QT structures, BT structures, and TT structures are mixed.
  • QT quad tree
  • BT binary tree
  • TT ternary tree
  • a QTBT QuadTree plus BinaryTree
  • a QTBTTT QuadTree plus BinaryTree TernaryTree
  • MTT Multiple-Type Tree
  • the CTU may be first divided into a QT structure.
  • the quadtree division may be repeated until the size of a splitting block reaches the minimum block size (MinQTSize) of a leaf node allowed in QT.
  • a first flag (QT_split_flag) indicating whether each node of the QT structure is divided into four nodes of a lower layer is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the image decoding apparatus. If the leaf node of the QT is not larger than the maximum block size (MaxBTSize) of the root node allowed in BT, it may be further divided into one or more of a BT structure or a TT structure.
  • MaxBTSize maximum block size
  • a plurality of division directions may exist. For example, there may be two directions in which a block of a corresponding node is divided horizontally and a direction vertically divided.
  • a second flag indicating whether nodes are split, and if split, a flag indicating a split direction (vertical or horizontal) and/or a split type (Binary or Ternary).
  • a flag indicating) is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the image decoding apparatus.
  • a CU split flag (split_cu_flag) indicating whether the node is divided is encoded. It could be.
  • the block of the corresponding node becomes a leaf node in the split tree structure and becomes a coding unit (CU), which is a basic unit of encoding.
  • CU coding unit
  • a split flag indicating whether each node of the BT structure is divided into blocks of a lower layer and split type information indicating a type to be divided are encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the image decoding apparatus.
  • a type of dividing the block of the corresponding node into two blocks having an asymmetric shape may further exist.
  • the asymmetric form may include a form of dividing a block of a corresponding node into two rectangular blocks having a size ratio of 1:3, or a form of dividing a block of a corresponding node in a diagonal direction.
  • the CU can have various sizes according to the QTBT or QTBTTT split from the CTU.
  • a block corresponding to a CU to be encoded or decoded ie, a leaf node of QTBTTT
  • a'current block' a block corresponding to a CU to be encoded or decoded
  • the shape of the current block may be not only square but also rectangular.
  • the prediction unit 120 predicts the current block and generates a prediction block.
  • the prediction unit 120 includes an intra prediction unit 122 and an inter prediction unit 124.
  • the prediction unit 120 may include an additional function unit that performs video prediction according to different prediction modes.
  • the prediction unit 120 may further include a palette unit, an intra-block copy unit, an affine unit, and the like.
  • each of the current blocks in a picture can be predictively coded.
  • prediction of the current block is performed using an intra prediction technique (using data from a picture containing the current block) or an inter prediction technique (using data from a picture coded before a picture containing the current block). Can be done.
  • Inter prediction includes both one-way prediction and two-way prediction.
  • the intra prediction unit 122 predicts pixels in the current block by using pixels (reference pixels) located around the current block in the current picture including the current block.
  • the plurality of intra prediction modes may include two non-directional modes including a planar mode and a DC mode, and 65 directional modes.
  • the surrounding pixels to be used and the calculation expression are defined differently.
  • directional modes (67 to 80, intra prediction modes -1 to -14) shown by dotted arrows in FIG. 3B may be additionally used. These may be referred to as "wide angle intra-prediction modes". Arrows in FIG. 3B indicate corresponding reference samples used for prediction, and do not indicate a prediction direction. The prediction direction is opposite to the direction indicated by the arrow.
  • the wide-angle intra prediction modes when the current block is a rectangular shape, a specific directional mode is predicted in the opposite direction without additional bit transmission. In this case, among the wide-angle intra prediction modes, some wide-angle intra prediction modes available for the current block may be determined based on a ratio of the width and height of the rectangular current block.
  • intra prediction modes 67 to 80 can be used when the current block has a rectangular shape with a height smaller than the width, and wide-angle with an angle greater than -135 degrees.
  • the intra prediction modes can be used when the current block has a rectangular shape whose height is greater than the width.
  • the intra prediction unit 122 may determine an intra prediction mode to be used to encode the current block.
  • the intra prediction unit 122 may encode the current block using several intra prediction modes and select an appropriate intra prediction mode to use from the tested modes. For example, the intra prediction unit 122 calculates rate distortion values using rate-distortion analysis for several tested intra prediction modes, and has the best rate distortion characteristics among the tested modes. It is also possible to select an intra prediction mode.
  • the intra prediction unit 122 selects one intra prediction mode from among a plurality of intra prediction modes, and predicts the current block using a neighboring pixel (reference pixel) determined according to the selected intra prediction mode and an equation.
  • Information on the selected intra prediction mode is encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the image decoding apparatus.
  • the inter prediction unit 124 generates a prediction block for the current block through a motion compensation process.
  • the inter prediction unit 124 searches for a block most similar to the current block in the coded and decoded reference picture prior to the current picture, and generates a prediction block for the current block using the searched block. Then, a motion vector corresponding to a displacement between the current block in the current picture and the prediction block in the reference picture is generated.
  • motion estimation is performed on a luma component, and a motion vector calculated based on the luma component is used for both the luma component and the chroma component.
  • Motion information including information on a reference picture used to predict the current block and information on a motion vector is encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to an image decoding apparatus.
  • the subtractor 130 generates a residual block by subtracting the prediction block generated by the intra prediction unit 122 or the inter prediction unit 124 from the current block.
  • the transform unit 140 converts the residual signal in the residual block having pixel values in the spatial domain into transform coefficients in the frequency domain.
  • the transform unit 140 may transform residual signals in the residual block by using the total size of the residual block as a transform unit, or divide the residual block into two sub-blocks, which are transform regions and non-transform regions, Residual signals can be converted using only a block as a conversion unit.
  • the transform region subblock may be one of two rectangular blocks having a size ratio of 1:1 based on the horizontal axis (or vertical axis).
  • a flag indicating that only the subblock has been transformed (cu_sbt_flag), directional (vertical/horizontal) information (cu_sbt_horizontal_flag), and/or location information (cu_sbt_pos_flag) are encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the image decoding apparatus.
  • the size of the transform region subblock may have a size ratio of 1:3 based on the horizontal axis (or vertical axis). Signaled to the decoding device.
  • a maximum and/or minimum conversion size for conversion may be defined. Conversion using conversion units smaller than the minimum conversion size is not allowed.
  • the transform unit 140 divides the residual block into subblocks having a size less than the maximum transform size, and uses the subblocks as a transform unit. Perform the transformation.
  • the maximum and/or minimum transform size may be defined as a fixed size promised to each other between the image encoding apparatus and the image decoding apparatus.
  • information on the maximum and/or minimum transform size may be included in the SPS or PPS and signaled from the video encoding apparatus to the video decoding apparatus.
  • the quantization unit 145 quantizes the transform coefficients output from the transform unit 140 and outputs the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 155.
  • the quantization process can reduce the bit depth associated with the coefficients.
  • the degree of quantization may be changed by adjusting the quantization parameter.
  • the rearrangement unit 150 may rearrange coefficient values on the quantized residual values.
  • the rearrangement unit 150 may change a two-dimensional coefficient array into a one-dimensional coefficient sequence through coefficient scanning. For example, the rearrangement unit 150 may scan from a DC coefficient to a coefficient in a high frequency region using a zig-zag scan or a diagonal scan to output a one-dimensional coefficient sequence. .
  • zig-zag scan instead of zig-zag scan, a vertical scan that scans a two-dimensional coefficient array in a column direction or a horizontal scan that scans a two-dimensional block shape coefficient in a row direction may be used. That is, a scan method to be used may be determined from among zig-zag scan, diagonal scan, vertical scan, and horizontal scan according to the size of the transform unit and the intra prediction mode.
  • the entropy encoding unit 155 uses various encoding methods such as Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code (CABAC), Exponential Golomb, and the like, and the quantized transform coefficients of 1D output from the reordering unit 150 are A bitstream is generated by encoding the sequence.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code
  • Exponential Golomb Exponential Golomb
  • the entropy encoder 155 encodes information such as a CTU size related to block division, a CU division flag, a QT division flag, an MTT division type, and an MTT division direction, so that the video decoding apparatus performs the same block as the video encoding apparatus. Make it possible to divide.
  • the entropy encoder 155 encodes information on a prediction type indicating whether the current block is encoded by intra prediction or inter prediction, and intra prediction information (ie, intra prediction) according to the prediction type. Mode information) or inter prediction information (reference picture and motion vector information) is encoded.
  • the inverse quantization unit 160 inverse quantizes the quantized transform coefficients output from the quantization unit 145 to generate transform coefficients.
  • the inverse transform unit 165 converts transform coefficients output from the inverse quantization unit 160 from the frequency domain to the spatial domain to restore the residual block.
  • the addition unit 170 restores the current block by adding the reconstructed residual block and the prediction block generated by the prediction unit 120.
  • the pixels in the reconstructed current block are used as reference pixels when intra-predicting the next block.
  • the filter unit 180 filters reconstructed pixels to reduce blocking artifacts, ringing artifacts, blurring artifacts, etc. that occur due to block-based prediction and transformation/quantization. Perform.
  • the filter unit 180 may include a deblocking filter 182 and a sample adaptive offset (SAO) filter 184.
  • the deblocking filter 180 filters the boundary between reconstructed blocks to remove blocking artifacts caused by block-based encoding/decoding, and the SAO filter 184 adds additional information to the deblocking-filtered image. Filtering is performed.
  • the SAO filter 184 is a filter used to compensate for a difference between a reconstructed pixel and an original pixel caused by lossy coding.
  • the reconstructed block filtered through the deblocking filter 182 and the SAO filter 184 is stored in the memory 190.
  • the reconstructed picture may be used as a reference picture for inter prediction of a block in a picture to be encoded later.
  • FIG. 4 is an exemplary functional block diagram of an image decoding apparatus capable of implementing the techniques of the present disclosure.
  • an image decoding apparatus and sub-components of the apparatus will be described with reference to FIG. 4.
  • the image decoding apparatus includes an entropy decoding unit 410, a rearrangement unit 415, an inverse quantization unit 420, an inverse transform unit 430, a prediction unit 440, an adder 450, a filter unit 460, and a memory 470. ) Can be included.
  • each component of the image decoding apparatus may be implemented as hardware or software, or may be implemented as a combination of hardware and software.
  • functions of each component may be implemented as software, and a microprocessor may be implemented to execute a function of software corresponding to each component.
  • the entropy decoding unit 410 determines the current block to be decoded by decoding the bitstream generated by the image encoding apparatus and extracting information related to block division, and predicting information and residual signals necessary to restore the current block. Extract information, etc.
  • the entropy decoding unit 410 determines the size of the CTU by extracting information on the CTU size from a sequence parameter set (SPS) or a picture parameter set (PPS), and divides the picture into CTUs of the determined size. Then, the CTU is determined as the uppermost layer of the tree structure, that is, the root node, and the CTU is divided using the tree structure by extracting partition information for the CTU.
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • a first flag (QT_split_flag) related to the splitting of the QT is extracted and each node is split into four nodes of a lower layer.
  • the second flag (MTT_split_flag) related to the splitting of the MTT and the splitting direction (vertical / horizontal) and/or split type (binary / ternary) information are extracted and the corresponding leaf node is MTT.
  • MTT_split_flag related to the splitting of the MTT and the splitting direction (vertical / horizontal) and/or split type (binary / ternary) information
  • each node may have 0 or more repetitive MTT segmentation after 0 or more repetitive QT segmentation.
  • MTT division may occur immediately, or, conversely, only multiple QT divisions may occur.
  • each node is divided into four nodes of a lower layer by extracting the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT.
  • QT_split_flag the first flag related to the division of the QT.
  • a split flag indicating whether or not the node corresponding to the leaf node of the QT is further split into BT and split direction information are extracted.
  • the entropy decoder 410 extracts information on a prediction type indicating whether the current block is intra prediction or inter prediction.
  • the prediction type information indicates intra prediction
  • the entropy decoder 410 extracts a syntax element for intra prediction information (intra prediction mode) of the current block.
  • the prediction type information indicates inter prediction
  • the entropy decoder 410 extracts a syntax element for the inter prediction information, that is, information indicating a motion vector and a reference picture referenced by the motion vector.
  • the entropy decoding unit 410 extracts information on quantized transform coefficients of the current block as information on the residual signal.
  • the rearrangement unit 415 in the reverse order of the coefficient scanning order performed by the image encoding apparatus, reconverts the sequence of one-dimensional quantized transform coefficients entropy-decoded by the entropy decoder 410 into a two-dimensional coefficient array (i.e., Block).
  • the inverse quantization unit 420 inverse quantizes the quantized transform coefficients, and the inverse transform unit 430 inversely transforms the inverse quantized transform coefficients from the frequency domain to the spatial domain to restore residual signals to generate a residual block for the current block. .
  • the inverse transform unit 430 inverse transforms only a partial region (subblock) of the transform block, a flag indicating that only the subblock of the transform block has been transformed (cu_sbt_flag), and the direction (vertical/horizontal) information of the subblock (cu_sbt_horizontal_flag) ) And/or subblock location information (cu_sbt_pos_flag), and inversely transforming the subblock's transform coefficients from the frequency domain to the spatial domain to restore residual signals. By filling in, the final residual block for the current block is created. On the other hand, an inverse transform using a transform unit smaller than the minimum transform size is not allowed.
  • the inverse transform unit 430 divides the residual block into subblocks having a size less than or equal to the maximum transform size, and uses the subblocks as a transform unit. To perform the inverse transformation.
  • the prediction unit 440 may include an intra prediction unit 442 and an inter prediction unit 444.
  • the intra prediction unit 442 is activated when the prediction type of the current block is intra prediction
  • the inter prediction unit 444 is activated when the prediction type of the current block is inter prediction.
  • the intra prediction unit 442 determines an intra prediction mode of the current block among a plurality of intra prediction modes from the syntax element for the intra prediction mode extracted from the entropy decoding unit 410, and references around the current block according to the intra prediction mode. Predict the current block using pixels.
  • the intra prediction mode determined by the syntax element for the intra prediction mode may be a value indicating one of all intra prediction modes (eg, a total of 67 modes) as described above. If the current block is a rectangular block, some of the directional modes among the total 67 modes may be replaced by one of the wide-angle intra prediction modes based on a ratio of the width and height of the current block.
  • the inter prediction unit 444 determines a motion vector of the current block and a reference picture referenced by the motion vector using the syntax element for the intra prediction mode extracted from the entropy decoding unit 410, and determines the motion vector and the reference picture. Is used to predict the current block.
  • the adder 450 restores the current block by adding the residual block output from the inverse transform unit and the prediction block output from the inter prediction unit or the intra prediction unit.
  • the pixels in the reconstructed current block are used as reference pixels for intra prediction of a block to be decoded later.
  • the filter unit 460 may include a deblocking filter 462 and an SAO filter 464.
  • the deblocking filter 462 performs deblocking filtering on the boundary between reconstructed blocks in order to remove blocking artifacts caused by decoding in units of blocks.
  • the SAO filter 464 performs additional filtering on the reconstructed block after deblocking filtering in order to compensate for the difference between the reconstructed pixel and the original pixel caused by lossy coding.
  • the reconstructed block filtered through the deblocking filter 462 and the SAO filter 464 is stored in the memory 470. When all blocks in one picture are reconstructed, the reconstructed picture is used as a reference picture for inter prediction of a block in a picture to be encoded later.
  • the techniques of this disclosure generally relate to the transformation of a residual block. Accordingly, certain techniques of the present disclosure may be mainly performed by the transform unit 140 or the inverse transform unit 430.
  • the transform unit 140 or the inverse transform unit 430 may perform the techniques of the present disclosure described with reference to FIGS. 5 to 8 below.
  • one or more other units of the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may additionally be involved in performing the techniques of this disclosure.
  • the following description mainly focuses on a decoding technique, that is, an operation of an image decoding apparatus, and descriptions of encoding techniques are simplified because they are opposite to the comprehensively described decoding technique.
  • a video data block can be coded without a transform operation, called “transform skip (TS)", which is indicated by the syntax element transform_skip_flag.
  • transform_skip_flag When transform_skip_flag is 1, the related data block is coded in the transform skip mode. Otherwise, the transformation is applied to the associated data block.
  • the transform skip mode performs quantization and entropy coding in the pixel domain without transforming residual signals into the frequency domain.
  • the transformation omission mode is mainly used when the statistical characteristics of the residual signal include a large number of high-frequency components, so that an encoding efficiency gain due to transformation is not expected. Residual signals with these characteristics are often found in screen content.
  • VVC next-generation video coding standard
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • MTS Multiple Transform Selection
  • one or more syntax elements may be signaled in order to signal which transformation kernel is used in the horizontal direction and the vertical direction.
  • three flags may be used together with a predefined mapping table as shown in Table 2.
  • one flag (MTS_CU_flag) indicating whether DCT-2 is used in both the horizontal direction and the vertical direction may be signaled.
  • One flag (MTS_Ver_flag) indicating whether to apply the kernel in the vertical direction may be signaled.
  • DST-7 and DCT-8 can be used for a block size of up to 32 x 32, and DCT-2 can be used for a block size of up to 64 x 64.
  • MTS_CU_flag may be signaled when the size (width and height) of the block is less than or equal to 32, and the block has at least one non-zero residual signal. If MTS_CU_flag does not exist, MTS_CU_flag may be inferred as 0.
  • a syntax element (tu_mts_idx) indicating the MTS kernel index may be used together with a predefined mapping table as shown in Table 3.
  • tu_mts_idx is represented by an MTS kernel index, and defines a kernel in the horizontal and vertical directions according to each index value.
  • trTypeHor and trTypeVer represent the types of kernels in the horizontal and vertical directions. 0 means DCT-2, 1 means DST-7, and 2 means DCT-8.
  • tu_mts_idx may be implicitly derived from an encoding device or a decoding device.
  • the selection of a transform kernel may be performed based on information such as an intra prediction mode, an inter prediction mode, and a block size.
  • a transform block can be coded without a transform operation. This is indicated by the syntax element transform_skip_flag signaled for a transform block having at least one non-zero coefficient.
  • High-level control of the coding mode of the transform block is achieved by High-Level Syntax (HLS) elements such as Sequential Parameter Set (SPS) transform_skip_enabled_flag and log2_transform_skip_max_size_minus2.
  • SPS Sequential Parameter Set
  • transform_skip_enabled_flag When transform_skip_enabled_flag is 1, transform_skip_flag is coded for a transform block whose height and width are less than "1 ⁇ (log2_ transform_skip_max_size_minus2 + 2)".
  • transform_skip_flag is 1, the related transform block is coded in the transform skip mode. Otherwise, the MTS-based transform may be applied to the related transform block.
  • Table 4 shows some of the conversion unit syntax specified in the VVC 5 draft.
  • the image encoding/decoding apparatus may select one or two different transformation kernels to be used for transformation of the related residual block of the transformation block, or code the residual block without transformation. Splitting into smaller blocks does not have the same flexibility as applying the transformation omission to some blocks and applying the transformation to the remaining blocks. This restriction may limit the coding efficiency for video data, which may be frequently used without transformation such as screen content.
  • a modified transform technique in which a residual block of a transform block is divided into a plurality of subblocks, and whether to skip transform and apply MTS is determined in units of subblocks.
  • Diversity of transform modes in the residual block can improve encoding efficiency of screen content or content in which natural signals and screen content are mixed within a frame.
  • the available transformation omission types are a non-division type in which all related residual values of a transform block are transformed (e.g., Fig. 5(a)) and one or more partition types in which only related residual values of a specific subblock in the transform block are omitted. (For example, it may include (b) to (d) of Figure 5).
  • a transform block to which a split type eg, FIGS. 5B to 5D
  • FIGS. 5B to 5D includes a specific subblock from which the transform is omitted and one or more subblocks to which the transform is applied.
  • a transform block is divided into four subblocks, and only residual signals related to the upper left subblock are coded in the transform skip mode, and transforms are applied to the remaining subblocks, respectively. do.
  • a transform block is divided into two subblocks in a horizontal direction, a transform omission is applied only to an upper subblock, and a transform is applied to a lower subblock.
  • a transform block is divided into two subblocks in a horizontal direction, a transform omission is applied only to an upper subblock, and a transform is applied to a lower subblock.
  • the transform technique of the present disclosure introduces transform_skip_split_flag or transform_skip_split_idx as an additional syntax element signaled for a transform block having at least one non-zero coefficient.
  • the proposed transformation scheme allows the application of transformation and omitting transformation at the subblock level of the transformation block, thereby giving diversity of transformation modes in the transformation block and improving encoding efficiency.
  • transform_skip_flag when the transformation omission is applied to the related residual block of the current block (that is, when transform_skip_flag is 1), a 1-bit flag (transform_skip_split_flag) indicating the type of transformation omission applied to the residual block is additionally signaled.
  • transform_skip_split_flag 1
  • one of the split types illustrated in (b)-(d) of FIG. 5 may be used.
  • transform_skip_split_flag 1
  • tu_mts_idx which is a related syntax element, is additionally parsed from the bitstream to determine whether to apply MTS.
  • the region to which the MTS can be applied is not a square shape, and transformation is performed on each of the three rectangular blocks. That is, a one-dimensional transform kernel of (TbW/2) size in the horizontal direction and a one-dimensional transform kernel of (TbH/2) size in the vertical direction, indicated by tu_mts_idx, are applied to each rectangular block.
  • transform_skip_split_flag 1
  • tu_mts_idx which is a related syntax element, is additionally parsed from the bitstream to determine whether to apply MTS.
  • transform_skip_split_flag 1
  • MTS the related syntax element tu_mts_idx from the bitstream.
  • transform_skip_flag when the transformation omission is applied to the related residual block of the current block (that is, when transform_skip_flag is 1), a syntax element (transform_skip_split_idx) indicating the type of transformation omission applied to the residual block is additionally signaled.
  • syntax element transform_skip_split_idx may have three values of 0, 1, and 2.
  • transform_skip_split_idx 1
  • tu_mts_idx which is a related syntax element, is additionally parsed from the bitstream to determine whether to apply MTS.
  • transform_skip_split_idx 2
  • MTS the related syntax element tu_mts_idx from the bitstream.
  • transform_skip_split_idx When transform_skip_split_idx is 1 and 2, the processes may be interchanged.
  • the left block/top block to which the transformation is applied may be replaced with a right block/bottom block.
  • the upper left block to which the transformation is applied may be replaced with a lower left, upper right, or lower right block.
  • transform_skip_split_idx can have four values of ⁇ 0, 1, 2, 3 ⁇
  • processing of a transform block such as the split type illustrated in FIG. 5B may be additionally considered.
  • transform_skip_split_idx is 3, the encoding device/decoding device divides the original transform block by 1/2 in the horizontal direction and 1/2 in the vertical direction, and then applies the transformation omission only to the upper left block.
  • it is possible to determine whether to apply MTS by additionally parsing the related syntax element tu_mts_idx from the bitstream.
  • transform_skip_split_idx can have more values, it is possible to use more various split types (e.g., horizontal or vertical 1/2 splitting is performed more than once), and thus a smaller size Transformation omission may be applied to the block.
  • Intra Sub-Partition divides a CU into 2 or 4 subblocks of the same size in the vertical or horizontal direction according to its size, and prediction is performed in the same intra prediction mode for each subblock. It is a coding tool.
  • the reconstructed sample values (predicted sample value or reconstructed sample value) of each subblock are available for prediction of the next subblock, which is processed iteratively for each subblock.
  • the first subblock may be predicted from adjacent samples of the current block CU
  • the second subblock May be predicted from adjacent pixels including samples of the first subblock
  • the third subblock may be predicted from adjacent samples including the samples of the second subblock
  • the fourth subblock is the third subblock It can be predicted from adjacent samples including samples of the block. In this way, not all pixels of the current block CU are predicted from samples of previously encoded or decoded blocks adjacent to the current block CU, but the samples in the current block CU are the same current block ( CU) can be used to predict other samples.
  • One advantage of the ISP is that reconstructed neighboring samples tend to be much closer to the predicted sample than in the typical intra prediction scenario. Since reconstructed neighboring samples from which the current sample is predicted are located closer to the current sample, the accuracy of prediction of the current sample can be improved.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating types in which a current block coded in an ISP mode can be divided into a plurality of subblocks according to an embodiment of the present invention.
  • the minimum block size applicable to the ISP may be 4 ⁇ 8 or 8 ⁇ 4.
  • a restriction that all subblocks must have at least 16 samples may be added. As shown in Table 7, if the size of the block is 4 ⁇ 8 or 8 ⁇ 4, it is divided into two, and if it is larger than this, it can be divided into four or eight.
  • the video encoding apparatus may signal a split flag (eg, intra_subpartitions_mode_flag) indicating that the current block is encoded in the ISP coding mode (that is, that the current block is divided into a plurality of subblocks and is sequentially predicted for each subblock).
  • the split flag depends on the width and height of the current block, the width of the current block, the minimum transform size and/or the maximum transform size allowed for transforming transform coefficients, without explicit signaling (i.e., without decoding from the bitstream), It may be inferred by the video decoding apparatus.
  • the split flag when the width and height of the current block are smaller than the minimum transform size, the split flag may be set to a first value indicating that the current block is not split without being decoded from the bitstream.
  • the split flag when the width and height of the current block are larger than the maximum transform size, the split flag is not decoded from the bitstream, and the split flag has a second value, that is, the current block is split into a plurality of subblocks, and each It can be inferred that intra prediction is performed for each subblock.
  • a division direction flag eg, intra_subpartitions_split_flag
  • intra_subpartitions_split_flag indicating whether the direction of subblock division is a horizontal direction or a vertical direction
  • the direction of subblock division can be inferred in the vertical direction
  • the height of the current block cbHeight
  • the subblock is divided. The direction of can be inferred in the horizontal direction.
  • the video decoding apparatus restores the current block by sequentially reconstructing a plurality of subblocks using an intra prediction mode determined for the current block.
  • the apparatus for decoding an image may generate an intra-predicted subblock by predicting a target subblock to be reconstructed from among the plurality of subblocks, from undistorted pixels around the subblock.
  • the image decoding apparatus reconstructs transform coefficients by decoding transform coefficient information corresponding to a subblock from a bitstream, and uses the same transform size as the restoration target subblock to inverse quantize and inverse transform, thereby providing a residual sub with residual signals. Blocks can be created.
  • the image decoding apparatus may reconstruct the subblock using the intra-predicted subblock and the residual subblock.
  • pixels in the reconstructed subblock may be used for intra prediction of the next subblock in the current block.
  • the subblocks including the top-left samples of the current block are sequentially processed in a downward direction in case of horizontal division, and in a right direction in case of vertical division.
  • the signaling of the MTS-related syntax element(s) in Table 1 or 3 above signaling which transform kernel is used in the horizontal and vertical directions of each subblock is omitted, and the transformation Kernels are selected based on the intra prediction mode of the current block and the size of subblocks, and thus can be implicitly derived by the video decoding apparatus.
  • a method of selecting a transformation in the horizontal direction (t_H) and a transformation in the vertical direction (t_V) is as follows.
  • a modified transformation scheme in which, when an ISP is applied to a current block to be intra prediction coded, whether to skip transformation is determined in units of subblocks.
  • the proposed transformation scheme signals transform_skip_flag as a syntax element indicating whether to apply transformation omission to each subblock having at least one non-zero coefficient.
  • the transform_skip_flag signaled at the coding unit (CU) level corresponding to the current block may be omitted.
  • transform_skip_enabled_flag and log2_transform_skip_max_size_minus2 as well as transform_skip_enabled_in_ISP_flag may be signaled in Sequential Parameter Set (SPS).
  • the transform_skip_flag signaled for the subblock is 1, the related subblock is coded in the transform skip mode, otherwise, the MTS transform may be applied to the related subblock.
  • the maximum size of a block to which the transform skip mode can be applied is controlled by the syntax element log2_transform_skip_max_size_minus2 in SPS (Sequential Parameter Set).
  • the maximum size (MaxTsSize) of a block to which the transform skip mode is applicable is determined as follows.
  • MaxTsSize 1 ⁇ (log2_transform_skip_max_size_minus2 + 2)
  • transform_skip_enabled_flag When transform_skip_enabled_flag is 1, transform_skip_flag is coded for a transform block having a height and width of "MaxTsSize" or less. When transform_skip_flag is 1, the related transform block is coded in the transform skip mode, otherwise the transform is applied to the related transform block.
  • the shape of the current block may be not only square but also rectangular.
  • the disable condition of the transform skip mode may be controlled differently with respect to the width and height of the block. That is, the maximum width (MaxTsSizeX) and the maximum height (MaxTsSizeY) of a block to which the transform skip mode is applicable may be controlled differently.
  • control may be achieved by introducing syntax elements log2_transform_skip_max_size_X_minus2 and log2_transform_skip_max_size_Y_minus2 signaled in Sequential Parameter Set (SPS).
  • SPS Sequential Parameter Set
  • MaxTsSizeX 1 ⁇ (log2_transform_skip_max_size_X_minus2 + 2)
  • MaxTsSizeY 1 ⁇ (log2_transform_skip_max_size_Y_minus2 + 2)
  • the syntax element log2_transform_skip_max_size_minus2 is signaled in SPS (Sequential Parameter Set), but MaxTsSizeX and MaxTsSizeY may be derived and used according to the ratio of the block width (CbWidth) and height (CbHeight) from MaxTsSize. Specifically, the following method may be used.
  • the TS mode is determined by applying MaxTsSize in the direction greater than or equal to CbWidth and CbHeight.
  • the maximum size of a block to which the transform skip mode is applicable may be controlled differently for a luma block and a chroma block.
  • this control may be achieved by introducing the syntax elements log2_transform_skip_max_size_minus2 and log2_transform_skip_max_size_C_minus2 signaled in the Sequential Parameter Set (SPS).
  • SPS Sequential Parameter Set
  • the maximum size (MaxTsSize) of the luma block to which the transform skip mode is applicable and the maximum size (MaxTsSizeC) of the chroma block to which the transform skip mode is applicable are determined as follows.
  • MaxTsSize 1 ⁇ (log2_transform_skip_max_size_minus2 + 2)
  • MaxTsSizeC 1 ⁇ (log2_transform_skip_max_size_C_minus2 + 2)
  • whether or not the chroma block of the current block satisfies the constraint on the "maximum size of the block to which the transform skip mode is applicable" may be determined using SubWidthC and SubHeightC, which are variables determined from chroma_format_idc. For example, when the width (cbWidth) and height (cbHeight) of the chroma block of the current block satisfies the following equation (1) (alternatively, when the condition of equation 2 is satisfied), the conversion to the chroma block of the current block is omitted. It may be allowed to apply the mode.
  • MaxTsSize may be specified by log2_transform_skip_max_size_minus2 signaled by SPS (Sequential Parameter Set).
  • MaxTsSizeX and MaxTsSizeY are log2_transform_skip_max_size_X_minus2 and log2_transform_skip_max_size_Y_minus2 signaled by SPS. Can be specified by
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of encoding image data by an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the video encoding apparatus may test a number of different coding scenarios to determine a scenario that provides a desirable rate-distortion cost. As part of testing these various coding scenarios, the image encoding apparatus may determine whether to encode the transform block in the transform mode or the transform skip mode based on, for example, coding efficiency for the transform block. . In the case of encoding in the transformation omission mode, the image encoding apparatus may select a transformation omission type suitable for the current transformation block from among the transformation omission types illustrated in FIG. 5 (S710 ). For example, when applying a transform such as Discrete Cosine Transform (DCT) does not provide any gain in coding efficiency, it may be omitted for the current transform block.
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • the video encoding apparatus may perform this determination based on not only the characteristics of the transform block, but also the constraints and other control information provided to the syntax element of the higher level as described later. That is, this determination may be limited by higher-level syntax elements such as SPS (Sequential Parameter Set) transform_skip_enabled_flag and log2_transform_skip_max_size_minus2.
  • SPS Simple Parameter Set
  • transform_skip_enabled_flag 1
  • transform_skip_flag is coded for a transform block whose height and width are less than "1 ⁇ (log2_ transform_skip_max_size_minus2 + 2)".
  • transform_skip_flag 1
  • the related transform block is coded in the transform skip mode, otherwise the transform is applied to the related transform block.
  • log2_transform_skip_max_size_minus2 log2_transform_skip_max_size_C_minus2 which specifies the maximum size information of a chroma block to which the transform skip mode is applicable, may be used as an additional syntax element of a higher level.
  • the video encoding apparatus encodes the transformation skip information related to the current block (S720). Specifically, the apparatus for encoding an image encodes a first syntax element (eg, transform_skip_flag) indicating whether a transform skip mode is selected for encoding a current block. When the first syntax element indicates that the transform skip mode is selected for encoding the current block, the video encoding apparatus additionally decodes a second syntax element (eg, transform_skip_split_flag or transform_skip_split_idx) indicating the selected transform skip type in the current block. do.
  • the available transformation omission types are non-division types in which all related residual values of the current block are converted and omitted (e.g., Fig.
  • the current block to which any one of the partition types has been applied includes a specific subblock from which the transformation is omitted and one or more subblocks to which the transformation is applied.
  • the image encoding apparatus A related first residual subblock is encoded using a transformation-free encoding procedure (S730), and at least one related second sub-residual block is encoded using an encoding procedure including transformation for at least one subblock to which transformation is applied. (S740).
  • the apparatus for encoding an image quantizes first residual subs related to a subblock from which transformation is omitted, without transformation, and entropy encodes the quantized residual signals.
  • the image encoding apparatus selects transform kernels to be applied according to the horizontal and vertical directions for the second sub-residual block based on the intra prediction mode, the inter prediction mode, and the size of the block, and the selected transform kernel
  • the transform is applied to the second sub-residual block using
  • the image encoding apparatus may encode index information (eg, tu_mts_idx) indicating the selected transformation kernel.
  • the image encoding apparatus uses an encoding procedure without transformation to determine the related residual
  • the block is encoded (S735). That is, residual signals related to the current block are quantized without transformation, and the quantized residual signals are entropy-coded.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of decoding image data by an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the video decoding apparatus decodes transformation skip information related to the current block from the bitstream (S810). Specifically, the image decoding apparatus decodes a first syntax element (eg, transform_skip_flag) indicating whether the transform skip mode is used for encoding the current block. When the first syntax element indicates that the transform skip mode is used for encoding the current block, the video decoding apparatus additionally decodes a second syntax element indicating the selected transform skip type in the current block.
  • the available transform skipping types include a non-partitioned type in which all related residual values of the current block are transformed and skipped (e.g., Fig. 5(a)), and at least one in which only related residual values of a specific subblock in the current block are transformed. It may include a division type (eg, (b) to (d) of FIG. 5).
  • high-level control of the conversion mode of blocks may be controlled by syntax elements in a sequential parameter set (SPS). Therefore, before the step of decoding the first syntax element, the video decoding apparatus determines the maximum size information of the block to which the transformation skip mode can be applied based on one or more high-level syntax elements (eg, log2_transform_skip_max_size_minus2) related to the current block. I can.
  • the maximum size information may specify a maximum width and a maximum height of a block to which the transform skip mode is applicable.
  • the video decoding apparatus determines maximum size information of a luma block to which a transform skip mode is applicable from the one or more high-level syntax elements, and based on the chroma sampling format of the video data, From the maximum size information of the luma block, information on the maximum size of the chroma block to which the transformation skip mode is applicable can be derived.
  • the image decoding apparatus may directly determine the maximum size information of the chroma block to which the transform skip mode is applicable from the one or more high-level syntax elements (eg, log2_transform_skip_max_size_C_minus2).
  • the image decoding apparatus may determine whether or not the transform skip mode is applicable to the current block based on the maximum size information and the width and height of the current block. When it is determined that the transform skip mode is applicable to the current block, the image decoding apparatus may decode the first syntax element (eg, transform_skip_flag).
  • the first syntax element eg, transform_skip_flag
  • the video decoding apparatus determines whether a subblock from which the transformation is omitted and one or more subblocks to which the transformation is applied are included in the current block based on the decoded transformation skip information (S820).
  • the video decoding apparatus decodes the related first residual subblock using a decoding procedure without inverse transformation for the subblock from which transformation is omitted. Then (S830), one or more related second sub-residue blocks are decoded using a decoding procedure including an inverse transform for one or more subblocks to which the transform is applied (S840). The image decoding apparatus adds the first residual subblock and the one or more second residual subblocks to the prediction block to reconstruct the current block (S850).
  • the decoding of the one or more second sub-residue blocks may further include steps as follows.
  • the video decoding apparatus decodes index information (eg, tu_mts_idx) indicating transformation kernels applied according to the horizontal and vertical directions for one or more subblocks to which the transformation has been applied, from the bitstream.
  • the image decoding apparatus performs inverse transformation on one or more subblocks to which the transformation is applied, using transformation kernels indicated by index information.
  • the video decoding apparatus decodes the related residual block using a decoding procedure without inverse transformation for the current block (S835). That is, the residual signals related to the current block are entropy-decoded from the bitstream, and the residual blocks are restored by performing inverse quantization on the decoded residual signals.
  • the image decoding apparatus adds the residual block to the prediction block to restore the current block (S855).
  • non-transitory recording medium that can be read and executed by one or more processors. Instructions may include one or more of one or more digital signal processors (DSPs), general purpose microprocessors, application specific integrated circuits (ASICs), field programmable logic arrays (FPGAs), or other equivalent integrated circuits or discrete logic circuits. It can also be executed by processors.
  • DSPs digital signal processors
  • ASICs application specific integrated circuits
  • FPGAs field programmable logic arrays
  • the non-transitory recording medium includes, for example, all kinds of recording devices in which data is stored in a form readable by a computer system.
  • the non-transitory recording medium includes a storage medium such as an erasable programmable read only memory (EPROM), a flash drive, an optical drive, a magnetic hard drive, and a solid state drive (SSD).
  • EPROM erasable programmable read only memory
  • SSD solid state drive

Landscapes

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Abstract

변환 블록에 변환 생략 모드를 효율적으로 적용하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 복호화된 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 기초로, 상기 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정하고, 상기 현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 상기 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화한다. 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록은, 상기 현재블록을 복원하기 위해, 예측 블록에 가산된다.

Description

데이터 블록에 변환 생략 모드를 효율적으로 적용하기 위한 방법 및 장치
본 발명은 동영상 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 데이터 블록에 변환 생략 모드를 효율적으로 적용하여 코딩 효율을 향상시키는 기술에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래 기술을 구성하는 것은 아니다.
동영상 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다.
따라서, 통상적으로 동영상 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 동영상 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 동영상 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 동영상 압축 기술로는 H.264/AVC를 비롯하여, H.264/AVC에 비해 약 40% 정도의 부호화 효율을 향상시킨 HEVC(High Efficiency Video Coding)가 존재한다.
그러나, 영상의 크기 및 해상도, 프레임율이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다.
종래의 코딩 동작에서, 잔차 블록에 포함된 샘플 데이터를 주파수 표현으로 변환하기 위해 잔차 블록에 대해 변환이 수행된다. 예를 들어, 매우 가변적인 그래픽 콘텐츠를 갖는 블록들의 경우 변환 동작이 생략되면 코딩 효율이 향상될 수 있다. 본 개시는, 일반적으로, 변환 생략 모드의 적용 범위에 유연성을 제공할 수 있는 변환/변환 생략 기법을 제공하고자 한다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 영상 데이터를 복호화하는 방법으로서, 비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화하는 단계와 상기 변환 생략 정보를 기초로, 상기 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 영상 데이터를 복호화하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 상기 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 단계와, 상기 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록을 가산하는 단계를 더 포함한다.
본 개시의 다른 측면에 따르면, 비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화하는 수단과, 상기 변환 생략 정보를 기초로, 상기 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정하는 수단과, 상기 현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 상기 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 수단과, 상기 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록을 가산하는 수단을 포함하는, 영상 데이터를 복호화하는 장치가 제공된다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 인트라 예측 코딩되는 현재블록이 복수의 서브블록들로 분할될 수 타입들을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 부호화 장치가 영상 데이터를 부호화하는 방법을 보이는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 영상 데이터를 복호화하는 방법을 보이는 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 식별 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 부호화 장치는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
하나의 영상(비디오)는 복수의 픽처들로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 또는/및 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 수 있다. 각 타일 또는/슬라이스는 하나 이상의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 그리고 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 슬라이스 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 슬라이스 헤더의 신택스로서 부호화되며, 하나의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처가 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 그리고, 하나 이상의 SPS가 공통으로 참조하는 정보들은 비디오 파라미터 셋(VPS, Video Parameter Set)에 부호화된다. 또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다.
픽쳐 분할부(110)는 CTU(Coding Tree Unit)의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
픽쳐 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU(Coding Tree Unit)들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다.
트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 지칭될 수 있다.
도 2는 QTBTTT 분할 트리 구조를 보인다. 도 2에서 보는 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.
트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.
CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '현재블록'이라 칭한다. QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다.
예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다. 예측부(120)는 다른 예측 모드에 따라 비디오 예측을 수행하는 추가 기능 유닛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 예측부(120)는 팔레트부(palett unit), 인트라-블록 카피부(intra-block copy unit), 어파인부(affine unit) 등을 더 포함할 수 있다.
일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.
인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3a에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.
직사각형 모양의 현재블록에 대한 효율적인 방향성 예측을 위해, 도 3b에 점선 화살표로 도시된 방향성 모드들(67 ~ 80번, -1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 "광각 인트라 예측모드들(wide angle intra-prediction modes)"로 지칭될 수 있다. 도 3b에서 화살표들은 예측에 사용되는 대응하는 참조샘플들을 가리키는 것이며, 예측 방향을 나타내는 것이 아니다. 예측 방향은 화살표가 가리키는 방향과 반대이다. 광각 인트라 예측모드들은 현재블록이 직사각형일 때 추가적인 비트 전송 없이 특정 방향성 모드를 반대방향으로 예측을 수행하는 모드이다. 이때 광각 인트라 예측모드들 중에서, 직사각형의 현재블록의 너비와 높이의 비율에 의해, 현재블록에 이용 가능한 일부 광각 인트라 예측모드들이 결정될 수 있다. 예컨대, 45도보다 작은 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(67 ~ 80번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 작은 직사각형 형태일 때 이용 가능하고, -135도보다 큰 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(-1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 큰 직사각형 형태일 때 이용 가능하다.
인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측모드들에 대한 레이트 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 레이트 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 레이트 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다.
인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 통해 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)는 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(motion vector)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 모션 벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차 블록을 생성한다.
변환부(140)는 공간 도메인의 픽셀 값들을 가지는 잔차 블록 내의 잔차 신호를 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(140)는 잔차 블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차 블록 내의 잔차 신호들을 변환할 수 있으며, 또는 잔차 블록을 변환 영역 및 비변환 영역인 두 개의 서브블록으로 구분하여, 변환 영역 서브블록만 변환 단위로 사용하여 잔차 신호들을 변환할 수 있다. 여기서, 변환 영역 서브블록은 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:1의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록 중 하나일 수 있다. 이런 경우, 서브블록 만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 또한, 변환 영역 서브블록의 크기는 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:3의 크기 비율을 가질 수 있으며, 이런 경우 해당 분할을 구분하는 플래그(cu_sbt_quad_flag)가 추가적으로 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
한편, 변환을 위한 최대 및/또는 최소 변환 크기가 정의될 수 있다. 최소 변환 크기보다 작은 크기의 변환 단위를 사용한 변환은 허용되지 않는다. 또한, 현재블록의 잔차 블록의 크기가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 변환부(140)는 잔차 블록은 최대 변환 크기 이하의 크기를 가지는 서브블록들로 분할하고, 그 서브블록들을 변환 단위로 사용하여 변환을 수행한다. 여기서, 최대 및/또는 최소 변환 크기는 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 서로 약속된 고정된 크기로 정의될 수 있다. 대안적으로, 최대 및/또는 최소 변환 크기에 대한 정보가 SPS 또는 PPS에 포함되어 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링될 수도 있다.
양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화 프로세스는 그 계수들과 관련된 비트 심도를 감소시킬 수 있다. 양자화의 정도는 양자화 파라미터를 조정함으로써 변경될 수도 있다.
재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(150)는 계수 스캐닝(coefficient scanning)을 통해 2차원의 계수 어레이를 1차원의 계수 시퀀스로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150)에서는 지그-재그 스캔(zig-zag scan) 또는 대각선 스캔(diagonal scan)을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원의 계수 시퀀스를 출력할 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 계수 어레이를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔, 대각선 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중에서 사용될 스캔 방법이 결정될 수도 있다.
엔트로피 부호화부(155)는, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code), 지수 골롬(Exponential Golomb) 등의 다양한 부호화 방식을 사용하여, 재정렬부(150)로부터 출력된 1차원의 양자화된 변환 계수들의 시퀀스를 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다.
또한, 엔트로피 부호화부(155)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 타입, MTT 분할 방향 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(참조픽처 및 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다.
역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차 블록을 복원한다.
가산부(170)는 복원된 잔차 블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀로서 사용된다.
필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(182)와 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184)를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터(180)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다.
디블록킹 필터(182) 및 SAO 필터(184)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용될 수 있다.
도 4는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 기능 블록도이다. 이하에서는 도 4를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(410), 재정렬부(415), 역양자화부(420), 역변환부(430), 예측부(440), 가산기(450), 필터부(460) 및 메모리(470)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
엔트로피 복호화부(410)는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.
엔트로피 복호화부(410)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다.
예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(MTT_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이를 통해 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.
또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출할 수도 있다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다.
다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.
한편, 엔트로피 복호화부(410)는 트리 구조의 분할을 통해 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(410)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측모드)에 대한 신택스 엘리먼트를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(410)는 인터 예측정보에 대한 신택스 엘리먼트, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.
한편, 엔트로피 복호화부(410)는 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.
재정렬부(415)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(410)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.
역양자화부(420)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고, 역변환부(430)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 잔차 블록을 생성한다.
또한, 역변환부(430)는 변환블록의 일부 영역(서브블록)만 역변환하는 경우, 변환블록의 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 서브블록의 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 서브블록의 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)를 추출하여, 해당 서브블록의 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환함으로써 잔차신호들을 복원하고, 역변환되지 않은 영역에 대해서는 잔차신호로 "0"값을 채움으로써 현재블록에 대한 최종 잔차 블록을 생성한다. 한편, 최소 변환 크기보다 작은 크기의 변환 단위를 사용한 역변환은 허용되지 않는다. 또한, 현재블록의 잔차 블록의 크기가 최대 변환 크기보다 큰 경우에, 역변환부(430)은 잔차 블록은 최대 변환 크기 이하의 크기를 가지는 서브블록들로 분할하고, 그 서브블록들을 변환 단위로 사용하여 역변환을 수행한다.
예측부(440)는 인트라 예측부(442) 및 인터 예측부(444)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(442)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(444)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.
인트라 예측부(442)는 엔트로피 복호화부(410)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 엘리먼트로부터 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다. 인트라 예측모드에 대한 신택스 엘리먼트에 의해 결정된 인트라 예측모드는 전술한 바와 같이 전체 인트라 예측모드(예컨대, 총 67개 모드) 중 하나를 지시하는 값일 수 있다. 만약, 현재블록이 직사각형 블록인 경우에, 총 67개 모드 중 일부의 방향성 모드들은, 현재블록의 너비와 높이의 비율에 근거하여, 광각 인트라 예측모드들 중 하나로 대체될 수도 있다.
인터 예측부(444)는 엔트로피 복호화부(410)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 엘리먼트를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.
가산기(450)는 역변환부로부터 출력되는 잔차 블록과 인터 예측부 또는 인트라 예측부로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀로서 활용된다.
필터부(460)는 디블록킹 필터(462) 및 SAO 필터(464)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(462)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)를 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(464)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. 디블록킹 필터(462) 및 SAO 필터(464)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(470)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용된다.
본 개시의 기술들은 일반적으로 잔차 블록의 변환과 관련되어 있다. 따라서, 본 개시의 소정의 기법들에는, 주로, 변환부(140) 또는 역변환부(430)에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 변환부(140) 또는 역변환부(430)는 아래의 도 5 내지 도 8를 참조하여 기술된 본 개시의 기법들을 수행할 수도 있다. 다른 예들에서, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치의 하나 이상의 다른 유닛들이 추가적으로 본 개시의 기법들을 수행하는 데 관여할 수도 있다. 이하의 설명은 주로 복호화 기술, 즉 영상 복호화 장치의 동작에 초점이 맞춰져 있으며, 부호화 기술들에 대한 설명은, 포괄적으로 설명된 복호화 기술과 반대이므로, 간략화된다.
일반적으로, 비디오 데이터 블록은, "변환 생략(transform skip; TS)"이라고 불리는, 변환 동작 없이 코딩될 수 있으며, 이는 신택스 엘리먼트 transform_skip_flag에 의해 지시된다. transform_skip_flag가 1 일 때, 관련된 데이터 블록은 변환 생략 모드로 코딩된다. 그렇지 않으면 변환이 관련된 데이터 블록에 적용된다.
변환 생략 모드는 잔차 신호들을 주파수 도메인으로 변환하지 않고 픽셀 도메인에서 양자화 및 엔트로피 부호화를 수행한다. 변환 생략 모드는 잔차 신호의 통계적 특성이 고주파 성분을 다수 포함하여 변환으로 인한 부호화 효율 이득이 기대되지 않는 경우에 주로 사용된다. 이러한 특성을 가진 잔차 신호는 보통 스크린 콘텐츠에서 발견되는 경우가 많다.
차세대 비디오 코딩 표준(VVC; Versatile Video Coding)에 대한 논의에서, HEVC(High Efficiency Video Coding) 표준과 비교하여 더 나은 코딩 성능을 가능하게 하는 몇 가지 새로운 코딩 도구들이 도입되었다. VVC에 도입된 다중 변환 선택(Multiple Transform Selection; MTS) 기법은 DCT-2, DST-7 및 DCT-8를 포함하는 세 개의 삼각함수 변환들(Trigonometric Transforms)에 의존하며, 부호화 장치는 율-왜곡 비용을 최대화하는 수평 및 수직 변환을 선택할 수 있다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000001
MTS가 적용되는 블록에 대해, 가로 방향과 세로 방향으로 어떠한 변환 커널이 사용되는 지를 시그널링하기 위해, 하나 이상의 신택스 엘리먼트가 시그널링될 수 있다.
일 예로, 표 2와 같은 미리 정의된 매핑 테이블과 함께, 3개의 플래그들(MTS_CU_flag, MTS_Hor_flag, MTS_Ver_flag)이 사용될 수 있다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000002
먼저, DCT-2가 수평 방향과 수직 방향 모두에 사용되는지 여부를 나타내는 하나의 플래그(MTS_CU_flag)가 시그널링될 수 있다. DCT-2를 양방향으로 적용되지 않을 경우에, DST-7와 DCT-8 중에서 어떤 변환 커널을 수평 방향으로 적용할지를 나타내는 하나의 플래그(MTS_Hor_flag)가 시그널링되고, DST-7와 DCT-8 중에서 어떤 변환 커널을 수직 방향으로 적용할지를 나타내는 하나의 플래그(MTS_Ver_flag)가 시그널링될 수 있다. DST-7 및 DCT-8는 최대 32×32의 블록 사이즈에 대해 이용될 수 있으며, DCT-2는 최대 64×64의 블록 사이즈에 대해 이용될 수 있다. 따라서, MTS_CU_flag는 블록의 사이즈(너비 및 높이)가 32보다 작거나 같고, 블록이 적어도 하나의 비-제로 잔차 신호를 가지는 경우에 시그널링될 수 있다. MTS_CU_flag가 존재하지 않으면, MTS_CU_flag는 0으로 추론될 수 있다.
대안적으로, 표 3과 같은 미리 정의된 매핑 테이블과 함께 MTS 커널 인덱스를 나타내는 신택스 엘리먼트(tu_mts_idx)이 사용될 수 있다. tu_mts_idx는 MTS 커널 인덱스로 나타내고, 각 인덱스 값에 따라 가로 및 세로 방향의 커널을 정의한다. 표 3에서 trTypeHor와 trTypeVer는 가로 방향과 세로 방향의 커널의 종류를 나타낸다. 0은 DCT-2, 1은 DST-7, 2는 DCT-8을 의미한다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000003
일부의 경우에, tu_mts_idx는 부호화 장치 또는 복호화 장치에서 암시적(implicit)으로 유도될 수도 있다. 예컨대, 변환 커널의 선택은 인트라 예측 모드, 인터 예측 모드, 블록 크기 등과 같은 정보를 기반으로 수행될 수 있다.
위에서 논의된 바와 같이, 변환 블록은 변환 동작 없이 코딩될 수 있다. 이는 적어도 하나의 비-제로 계수를 가지는 변환 블록에 대해 시그널링되는 신택스 엘리먼트 transform_skip_flag에 의해 지시된다. 변환 블록의 코딩 모드의 상위 레벨 제어는 SPS(Sequential Parameter Set)와 같은 HLS(High-Level Syntax) 엘리먼트들 transform_skip_enabled_flag 및 log2_transform_skip_max_size_minus2에 의해 달성된다. transform_skip_enabled_flag가 1 인 경우, 높이와 너비가 "1 << (log2_ transform_skip_max_size_minus2 + 2)" 이하인 변환 블록에 대해 transform_skip_flag가 코딩된다. transform_skip_flag가 1 인 경우, 관련 변환 블록은 변환 생략 모드로 코딩되고, 그렇지 않으면 관련 변환 블록에 MTS 기반의 변환이 적용될 수 있다.
표 4은 VVC 5 초안에서 규정하고 있는 변환 유닛 신택스의 일부를 보인다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000004
위와 같이, 이전에 논의된 방식에 따르면, 영상 부호화/복호화 장치는 변환 블록의 관련된 잔차 블록의 변환에 사용할 하나 혹은 두 개의 상이한 변환 커널을 선택하거나 잔차 블록을 변환 없이 코딩할 수 있으나, 잔차 블록을 더 작은 블록들로 분할하여 일부 블록에 변환 생략을 적용하고 나머지 블록에 변환을 적용하는 것과 같은 유연성을 가지지 못한다. 이러한 제약은 스크린 컨텐츠와 같은 변환 생략이 자주 사용될 수 있는 비디오 데이터에 대한 코딩 효율을 제한할 수 있다.
1. 변환 블록의 서브블록 기반 변환 생략 모드
본 개시의 일 측면에 따르면, 변환 블록의 잔차 블록을 복수의 서브블록으로 분할하고, 변환 생략과 MTS 적용 여부를 서브블록 단위로 결정하는, 수정된 변환 기법이 제안된다. 제안된 기법에 따르면, 변환 생략이 적용되는 블록(즉, transform_skip_flag = 1 인 블록)에 대하여, 서브블록 레벨에서 변환 모드와 변환 생략 모드가 병존할 수 있다. 잔차 블록 내에 변환 모드의 다양성은 스크린 컨텐츠 혹은 자연 신호와 스크린 컨텐츠가 프레임 내에서 섞여 있는 컨텐츠의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 5는 변환 생략이 적용되는 변환 블록의 잔차 데이터 블록에 적용 가능할 수 있는 변환 생략 유형들을 보인다. 가용한 변환 생략 유형들은 변환 블록의 관련된 모든 잔차 값들이 변환 생략되는 비분할 유형(예컨대, 도 5의 (a))과 변환 블록 내에 특정 서브블록의 관련된 잔차 값들만이 변환 생략되는 하나 이상의 분할 유형(예컨대, 도 5의 (b) 내지 (d))을 포함할 수 있다. 변환 생략 유형들 중에서 분할 유형(예컨대, 도 5의 (b) 내지 (d))이 적용된 변환 블록에는 변환이 생략되는 특정 서브블록과 변환이 적용되는 하나 이상의 서브블록이 포함된다.
먼저, 도 5의 (a)에 예시된 비분할 유형에서, 변환 블록 내의 모든 잔차 신호들이 변환 생략 모드로 코딩된다. 도 5의 (b)에 예시된 분할 유형에서, 변환 블록을 4개의 서브블록으로 사등분하고, 좌상측 서브블록에 관련된 잔차 신호들만 변환 생략 모드로 코딩되고, 나머지 서브블록들에는 각각 변환이 적용된다. 도 5의 (c)에 예시된 분할 유형에 따르면, 변환 블록을 2개의 서브블록으로 가로 방향으로 분할하고, 상측 서브블록에만 변환 생략을 적용하고, 하측 서브블록에는 변환이 적용된다. 도 5의 (d)에 예시된 분할 유형에 따르면, 변환 블록을 2개의 서브블록으로 가로 방향으로 분할하고, 상측 서브블록에만 변환 생략을 적용하고, 하측 서브블록에는 변환이 적용된다.
이러한 다양한 변환 생략 유형들 중에서 선택된 변환 생략 유형을 시그널링하기 위해, 본 개시의 변환 기법은 적어도 하나의 비-제로 계수를 가지는 변환 블록에 대해 시그널링되는 추가적인 신택스 요소로서 transform_skip_split_flag 혹은 transform_skip_split_idx를 도입한다. 제안된 변환 기법은 변환 블록의 서브블록 레벨에서 변환의 적용과 변환의 생략하는 것을 허용함으로써 변환 블록 내에 변환 모드의 다양성을 부여하고 부호화 효율을 향상시킨다.
제 1 실시예: transform_skip_split_flag의 도입
본 실시예에서, 현재블록의 관련된 잔차 블록에 대해 변환 생략이 적용되면(즉, transform_skip_flag가 1이면), 잔차 블록에 적용되는 변환 생략 유형을 나타내는 1 비트 플래그(transform_skip_split_flag)가 추가로 시그널링된다.
VVC 5 초안에 기초하여 제안된 예시적인 변환 유닛 신택스의 일부가 이하에 제공된다. 아래의 신택스에서, 엘리먼트들의 회색화는 신택스에서의 잠재적 변화들을 표시하기 위해 또는 아니면 이해를 돕기 위해 사용된다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000005
먼저, transform_skip_split_flag가 0일 경우, 관련된 잔차 블록 내의 모든 샘플에 대해 변환 동작이 적용되지 않는다(도 5의 (a) 참조). 따라서, 잔차 블록의 너비와 높이가 nTbW와 nTbH일 때, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위는 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH - 1} 이다.
다음으로, transform_skip_split_flag가 1일 경우, 도 5의 (b)-(d)에 예시된 분할 유형들 중에서 미리 정해진 하나의 분할 유형이 사용될 수 있다.
일 예로, transform_skip_split_flag가 1일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 가로 방향으로 1/2로 나누고 세로방향으로 1/2로 나눈 후, 좌상측 블록에만 변환 생략을 적용한다(도 5의 (b) 참조). 즉, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위를 x = {0...nTbW/2 - 1}, y = {0...nTbH/2 - 1} 로 설정한다. 나머지 3개의 블록들에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단한다. 여기서, MTS가 적용될 수 있는 영역은 사각형 모양이 아니며, 3개의 직사각형 블록들에 대해 각각 변환이 수행된다. 즉, tu_mts_idx에 의해 지시되는, 가로 방향으로 (TbW/2) 크기의 1차원 변환 커널과 세로 방향으로 (TbH/2) 크기의 1차원 변환 커널이 각 직사각형 블록에 적용된다.
다른 일 예로, transform_skip_split_flag가 1일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 가로 방향으로 1/2로 나누고, 상측 블록에만 변환 생략을 적용한다(도 5의 (c) 참조). 즉, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위를 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH/2 - 1} 로 설정한다. 하측 블록에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단한다.
또 다른 일 예로, transform_skip_split_flag가 1일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 세로 방향으로 1/2로 나누고, 좌측 블록에만 변환 생략을 적용한다(도 5의 (d) 참조). 즉, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위를 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH/2 - 1} 로 설정한다. 우측 블록에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단한다.
제 2 실시예: transform_skip_split_idx의 도입
본 실시예에서, 현재블록의 관련된 잔차 블록에 대해 변환 생략이 적용되면(즉, transform_skip_flag가 1이면), 잔차 블록에 적용되는 변환 생략 유형을 나타내는 신택스 엘리먼트(transform_skip_split_idx)가 추가로 시그널링된다.
VVC 5 초안에 기초하여 제안된 예시적인 변환 유닛 신택스의 일부가 이하에 제공된다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000006
일 예로, 신택스 엘리먼트 transform_skip_split_idx는 0, 1, 및 2의 세 가지 값을 가질 수 있다.
먼저, transform_skip_split_idx가 0일 경우, 관련된 변환 블록 내의 모든 샘플에 대해 변환 동작이 적용되지 않는다(도 5의 (a) 참조). 따라서, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위는 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH - 1} 이다.
다음으로, transform_skip_split_idx가 1일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 가로 방향으로 1/2로 나누고, 상측 블록에만 변환 생략을 적용한다(도 5의 (c) 참조). 즉, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위를 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH/2 - 1} 로 설정한다. 하측 블록에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단한다.
마지막으로, transform_skip_split_idx가 2일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 세로 방향으로 1/2로 나누고, 좌측 블록에만 변환 생략을 적용한다(도 5의 (d) 참조). 즉, 변환 생략이 적용될 샘플 배열의 x와 y의 범위를 x = {0...nTbW - 1}, y = {0...nTbH/2 - 1} 로 설정한다. 우측 블록에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단한다.
transform_skip_split_idx가 1 인 경우와 2 인 경우에 프로세스는 서로 뒤바뀔 수도 있다. 또한, 변환 생략이 적용되는 좌측 블록/상측 블록은 우측 블록/하측 블록으로 대체될 수도 있다. 또한, 변환 생략이 적용되는 좌상측 블록은 좌하측, 우상측, 혹은 우하측 블록으로 대체될 수도 있다.
또한, transform_skip_split_idx가 {0, 1, 2, 3}의 네 개의 값을 가질 수 있다면, 도 5의 (b)에 예시된 분할 형태와 같은 변환 블록의 처리가 추가로 고려될 수도 있다. 예컨대, transform_skip_split_idx가 3일 경우, 부호화 장치/복호화 장치는 본래의 변환 블록을 가로 방향으로 1/2로 나누고 세로방향으로 1/2로 나눈 후, 좌상측 블록에만 변환 생략을 적용한다. 나머지 세 개의 블록들에 대해서는, 비트스트림으로부터 관련 신택스 엘리먼트인 tu_mts_idx를 추가로 파싱하여, MTS 적용 여부를 판단할 수 있다.
나아가, transform_skip_split_idx가 더 많은 값을 가질 수 있다면, (예컨대, 가로 혹은 세로 방향의 1/2 분할이 한번 이상 더 수행되는 것과 같은) 좀 더 다양한 분할 타입들의 사용이 가능할 수 있으며, 따라서 더 적은 크기의 블록에 대해 변환 생략이 적용될 수도 있다.
2. ISP 코딩에서의 변환 생략 모드
인트라 서브 파티션(Intra Sub-Partition; ISP)은 CU를 그 크기에 따라 수직 또는 수평 방향으로 동일한 크기의 2개 혹은 4개의 서브블록들로 나누고 각 서브블록에 대해 동일한 인트라 예측모드로 예측을 수행하는 코딩 툴이다. 각 서브블록의 재구성된 샘플 값들(예측된 샘플 값 또는 복원된 샘플 값)은 다음 서브블록의 예측에 이용가능하며, 이는 각 서브블록에 대해 반복적으로 처리된다.
예를 들어, ISP가 적용되는 현재블록(CU)이 4개의 평행한 서브블록들로 나뉘어질 때, 제 1 서브블록은 현재블록(CU)의 인접 샘플들로부터 예측될 수 있으며, 제 2 서브블록은 제 1 서브블록의 샘플들을 포함하는 인접 픽셀들로부터 예측될 수 있으며, 제 3 서브블록은 제 2 서브블록의 샘플들을 포함하는 인접 샘플들로부터 예측될 수 있고, 제 4 서브블록은 제 3 서브블록의 샘플들을 포함하는 인접 샘플들로부터 예측될 수 있다. 이러한 방식으로, 현재블록(CU)에 대해 인접하는 이전에 부호화 혹은 복호화된 블록들의 샘플들로부터 현재블록(CU)의 모든 화소들을 예측하는 것이 아니라, 현재블록(CU) 내의 샘플들이 동일한 현재블록(CU) 내의 다른 샘플들을 예측하는데 사용될 수 있다.
ISP의 하나의 이점은 복원된 이웃 샘플들이 일반적인 인트라 예측의 시나리오에서보다 예측된 샘플에 훨씬 더 가까운 경향이 있다는 점이다. 현재 샘플이 예측되는 복원된 이웃 샘플들이 현재 샘플에 더 가까이 위치되기 때문에, 현재 샘플의 예측의 정확도가 개선될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 ISP 모드로 코딩되는 현재블록이 복수의 서브블록들로 분할될 수 타입들을 예시한 도면이다. ISP가 적용 가능한 최소 블록 크기는 4Х8 또는 8Х4일 수 있다. 또한, 모든 서브블록은 최소 16개의 샘플을 가져야 하는 제약이 부가될 수 있다. 표 7과 같이, 블록의 크기가 4Х8 또는 8Х4이면 2개로 분할되며, 이보다 크면 4개 혹은 8개로 분할될 수 있다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000007
영상 부호화 장치는 현재블록이 ISP 코딩 모드로 부호화되었음을(즉, 현재블록이 복수의 서브블록으로 분할되어 각 서브블록별로 순차적으로 인트라 예측되었음을) 지시하는 분할 플래그(예컨대, intra_subpartitions_mode_flag)를 시그널링할 수 있다. 분할 플래그는 현재블록의 너비와 높이, 현재블록의 넓이, 변환 계수들을 변환하기 위해 허용되는 최소 변환 크기 및/또는 최대 변환 크기에 의존하여, 명시적인 시그널링 없이(즉, 비트스트림으로부터 복호화 없이), 영상 복호화 장치에 의해 추론될 수도 있다. 일 예로, 현재블록의 너비와 높이가 최소 변환 크기보다 작을 때, 분할 플래그는, 비트스트림으로부터 복호화됨 없이, 현재블록이 분할되지 않음을 지시하는 제1값으로 설정될 수 있다. 다른 예로, 상기 현재블록의 너비와 높이가 최대 변환 크기보다 클 때, 분할 플래그는 비트스트림으로부터 복호화됨 없이, 분할 플래그는 제2값을 가지는 것으로, 즉 현재블록이 복수의 서브블록으로 분할되어 각 서브블록별로 인트라 예측되었다고 추론될 수 있다.
현재블록에 ISP가 적용된 경우에, 서브블록 분할의 방향에 관한 정보는 다양한 방식들로 제공될 수 있다. 예컨대, 서브블록 분할의 방향이 가로 방향 인지 세로 방향인지 여부를 나타내는 분할 방향 플래그(예컨대, intra_subpartitions_split_flag)가 시그널링될 수 있다. 일부의 경우에, 현재블록의 너비(cbWidth)가 최대 변환 크기보다 클 때 서브블록 분할의 방향은 수직 방향으로 추론될 수 있으며, 현재블록의 높이(cbHeight)가 최대 변환 크기보다 클 때 서브블록 분할의 방향은 수평 방향으로 추론될 수 있다.
현재블록에 ISP가 적용된 경우에, 영상 복호화 장치는, 현재블록에 대해 결정된 인트라 예측모드를 이용하여 복수의 서브블록들을 순차적으로 복원함으로써, 현재블록을 복원한다. 예컨대, 영상 복호화 장치는 복수의 서브블록들 중 복원할 대상 서브블록을 그 서브블록 주변의 기복원된 픽셀들로부터 예측하여 인트라 예측된 서브블록을 생성할 수 있다. 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 서브블록에 대응하는 변환 계수 정보를 복호화하여 변환 계수들을 복원하고, 변환 계수들을 상기 복원 대상 서브블록과 동일한 변환 크기를 사용하여 역양자화 및 역변환으로써 잔차 신호들를 가지는 잔차 서브블록을 생성할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측된 서브블록과 상기 잔차 서브블록을 이용하여 상기 서브블록을 복원할 수 있다. 특히, 복원된 서브블록 내의 픽셀들은 상기 현재블록 내의 다음 서브블록을 인트라 예측하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 프로세스에 의해, 현재블록의 좌상단(top-left) 샘플을 포함하는 서브블록으로부터, 수평 분할의 경우 아래쪽 방향으로, 수직 분할의 경우 오른쪽 방향으로 순차적으로 처리된다.
현재블록에 ISP가 적용된 경우에, 각 서브블록의 가로 방향과 세로 방향으로 어떠한 변환 커널이 사용되는 지를 시그널링하는 전술한 표 1 혹은 표 3의 MTS 관련 신택스 엘리먼트(들)의 시그널링이 생략되고, 변환 커널들은 현재블록의 인트라 예측 모드와 서브블록들의 크기 등에 기초하여 선택되며, 따라서 영상 복호화 장치에 의해 암시적으로 유도될 수 있다. 구체적으로, w×h 크기의 서브블록에 대해, 수평 방향의 변환(t_H)과 수직 방향의 변환(t_V)이 선택되는 방식은 다음과 같다.
- w = 1 또는 h = 1 인 경우 각각 수평 또는 수직 변환이 없다.
- w = 2 또는 w> 32이면, t_H = DCT-II
- h = 2 또는 h> 32이면, t_V = DCT-II
- 그렇지 않은 경우 변환은 표 8와 같이 선택된다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000008
본 개시의 다른 측면에 따르면, 인트라 예측 코딩되는 현재블록에 ISP가 적용될 때 변환 생략 여부를 서브블록 단위로 결정하는, 수정된 변환 기법이 제안된다. 제안된 변환 기법은, 적어도 하나의 비-제로 계수를 가지는 서브블록 각각에 대해, 변환 생략을 적용할지 여부를 나타내는 신택스 요소로서 transform_skip_flag을 시그널링한다. 이 경우, 현재블록에 대응되는 코딩 유닛(CU) 레벨에서 시그널링되는 transform_skip_flag는 생략될 수도 있다.
VVC 5 초안에 기초하여 제안된 예시적인 변환 유닛 신택스의 일부가 이하에 제공된다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000009
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000010
일부의 경우에, ISP가 적용되는 블록의 서브블록들에 변환 생략의 적용을 허용할지 여부가 상위-레벨 신택스 엘리먼트로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 변환 생략 모드의 상위 레벨 제어는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 transform_skip_enabled_flag와 log2_transform_skip_max_size_minus2 뿐만 아니라 transform_skip_enabled_in_ISP_flag 이 시그널링될 수도 있다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000011
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000012
표 10와 같이, transform_skip_enabled_flag가 1 이고, transform_skip_enabled_in_ISP_flag가 1인 경우, transform_skip_flag는 너비와 높이가 "MaxTsSize = 1 << (log2_transform_skip_max_size_minus2 + 2)" 이하인 서브블록에 대해 코딩될 수 있다. 서브블록에 대해 시그널링되는 transform_skip_flag가 1 인 경우, 관련 서브블록은 변환 생략 모드로 코딩되고, 그렇지 않으면 관련 서브블록에 MTS 변환이 적용이 될 수 있다.
3. 변환 생략 모드의 디스에이블 조건의 수정
위에서 논의된 바와 같이, 전형적으로, 변환 생략 모드가 적용될 수 있는 블록의 최대 크기는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 신택스 엘리먼트 log2_transform_skip_max_size_minus2에 의해 제어된다. 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기(MaxTsSize)는 다음과 같이 결정된다.
MaxTsSize = 1 << (log2_transform_skip_max_size_minus2 + 2)
transform_skip_enabled_flag가 1 인 경우, 높이와 너비가 "MaxTsSize"이하인 변환 블록에 대해 transform_skip_flag가 코딩된다. transform_skip_flag가 1 인 경우, 관련 변환 블록은 변환 생략 모드로 코딩되고, 그렇지 않으면 관련 변환 블록에 변환이 적용된다.
QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다. 본 개시의 일 측면에 따르면, 직사각형 블록에 변환 생략 모드를 효율적으로 적용하기 위해, 변환 생략 모드의 디스에이블 조건은 블록의 너비 및 높이에 대해 상이하게 제어될 수 있다. 즉, 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 너비(MaxTsSizeX)와 최대 높이(MaxTsSizeY)가 상이하게 제어될 수 있다.
일부 실시예에서, 이러한 제어는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 시그널링되는 신택스 엘리먼트 log2_transform_skip_max_size_X_minus2 및 log2_transform_skip_max_size_Y_minus2 를 도입함으로써 달성될 수 있다.
MaxTsSizeX = 1 << (log2_transform_skip_max_size_X_minus2 + 2)
MaxTsSizeY = 1 << (log2_transform_skip_max_size_Y_minus2 + 2)
다른 일부 실시예에서, SPS(Sequential Parameter Set)에서 신택스 엘리먼트 log2_transform_skip_max_size_minus2를 시그널링하되, MaxTsSize로부터 블록의 너비(CbWidth)와 높이(CbHeight)의 비율에 따라 MaxTsSizeX와 MaxTsSizeY를 유도하여 사용할 수도 있다. 구체적으로, 다음과 같은 방식이 사용될 수 있다.
(a) 스케일 인자(scale factor; S)를 다음과 같이 유도한다.
S = max (CbWidth, CbHeight) / min (CbWidth, CbHeight)
(b) CbWidth 및 CbHeight 중에서 크거나 같은 방향으로는 MaxTsSize를 적용하여 TS모드 여부를 결정한다.
(c) CbWidth 및 CbHeight 중에서 작은 방향으로는 (MaxTsSize / S) 를 적용하여 TS모드 여부를 결정한다.
4. 루마 블록 및 크로마 블록의 변환 생략 모드 제어
본 개시의 다른 측면에 따르면, 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기는 루마 블록과 크로마 블록에 대해 상이하게 제어될 수 있다.
일 예에서, 이러한 제어는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 시그널링되는 신택스 엘리먼트 log2_transform_skip_max_size_minus2 및 log2_transform_skip_max_size_C_minus2 를 도입함으로써 달성될 수 있다. 이 경우, 변환 생략 모드가 적용 가능한 루마 블록의 최대 크기(MaxTsSize)와 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기(MaxTsSizeC)는 각각 다음과 같이 결정된다.
MaxTsSize = 1 << (log2_transform_skip_max_size_minus2 + 2)
MaxTsSizeC = 1 << (log2_transform_skip_max_size_C_minus2 + 2)
다른 예에서, 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기(MaxTsSizeC)는, SPS 레벨에서 시그널링되는 비디오의 샘플링 포맷을 나타내는 신택스 엘리먼트(chroma_format_idc; cIdx)에 의존하여, 변환 생략 모드가 적용 가능한 루마 블록의 최대 크기(MaxTsSize)로부터 유도될 수 있다. 구체적인 예시로서, 표 11을 참조하면, cIdx = 0 이면 MaxTsSizeC = 0 로 설정되며, cIdx = 1 이면 MaxTsSizeC = (MaxTsSize >> 1)로 설정된다. cIdx = 2 이면, 블록의 너비에 대해 MaxTsSizeC = (MaxTsSize >> 1)로 설정되고 블록의 높이에 대해 MaxTsSizeC = MaxTsSize로 설정된다. cIdx = 3 이면, MaxTsSizeC는 MaxTsSize와 같도록 설정된다.
Figure PCTKR2020003496-appb-img-000013
또 다른 예에서, 현재블록의 크로마 블록이 "변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기"에 대한 제약을 만족하는지 여부는, chroma_format_idc로부터 결정되는 변수들인 SubWidthC 및 SubHeightC를 이용하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 현재블록의 크로마 블록의 너비(cbWidth)와 높이(cbHeight)가 다음 수학식 1을 만족할 때(대안적으로, 수학식 2의 조건을 만족할 때), 현재블록의 크로마 블록에 변환 생략 모드를 적용하는 것이 허용될 수 있다.
[수학식 1]
cbWidth/SubWidthC <= MaxTsSize
cbHeight/SubHeightC <= MaxTsSize
여기서, MaxTsSize는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 시그널링되는 log2_transform_skip_max_size_minus2 에 의해 특정될 수 있다.
[수학식 2]
cbWidth/SubWidthC <= MaxTsSizeX
cbHeight/SubHeightC <= MaxTsSizeY
여기서, MaxTsSizeX와 MaxTsSizeY는 SPS에서 시그널링되는 log2_transform_skip_max_size_X_minus2 및 log2_transform_skip_max_size_Y_minus2 에 의해 특정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치가 영상 데이터를 부호화하는 방법을 보이는 흐름도이다.
영상 부호화 장치는 다수의 상이한 코딩 시나리오를 테스트하여 바람직한 율-왜곡 비용을 제공하는 시나리오를 결정할 수 있다. 이들 다양한 코딩 시나리오를 테스트하는 것의 일부로서, 영상 부호화 장치는, 예를 들어 변환 블록에 대한 코딩 효율에 기초하여, 변환 블록을 변환 모드로 부호화할 지 변환 생략 모드로 부호화할 지 여부를 결정할 수 있다. 변환 생략 모드로 부호화할 경우에, 영상 부호화 장치는 도 5에 예시된 변환 생략 유형들 중에서 현재의 변환 블록에 적합한 변환 생략 유형을 선택할 수 있다(S710). 예를 들어, 이산 코사인 변환 (DCT)과 같은 변환을 적용하는 것이 코딩 효율에서 어떤 이득도 제공하지 않을 때, 현재의 변환 블록에 대해 생략될 수도 있다. 영상 부호화 장치는 변환 블록의 특성뿐만 아니라 후술하는 것과 같은 상위 레벨의 신택스 엘리먼트에 제공된 제약 및 다른 제어 정보를 기초로, 이러한 결정을 수행할 수도 있다. 즉, 이러한 결정은 SPS(Sequential Parameter Set)와 같은 상위 레벨 신택스 엘리리먼트들 transform_skip_enabled_flag 및 log2_transform_skip_max_size_minus2에 의해 제한될 수 있다.
예컨대, transform_skip_enabled_flag가 1 인 경우, 높이와 너비가 "1 << (log2_ transform_skip_max_size_minus2 + 2)" 이하인 변환 블록에 대해 transform_skip_flag가 코딩된다. transform_skip_flag가 1 인 경우, 관련 변환 블록은 변환 생략 모드로 코딩되고, 그렇지 않으면 관련 변환 블록에 변환이 적용된다. 일부의 경우에, log2_transform_skip_max_size_minus2 외에, 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기 정보를 특정하는 log2_transform_skip_max_size_C_minus2가 상위 레벨의 추가적인 신택스 엘리리먼트로서 사용될 수도 있다.
영상 부호화 장치는 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 부호화한다(S720). 구체적으로, 영상 부호화 장치는 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 선택되었는지 여부를 나타내는 제 1 신택스 엘리먼트(예컨대, transform_skip_flag)를 부호화한다. 제 1 신택스 엘리먼트가 상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 선택되었다고 지시하는 경우에, 영상 부호화 장치는 현재블록에 선택된 변환 생략 유형을 나타내는 제 2 신택스 엘리먼트(예컨대, transform_skip_split_flag 혹은 transform_skip_split_idx)를 추가로 복호화한다. 가용한 변환 생략 유형은 현재블록의 관련된 모든 잔차 값들이 변환 생략되는 비분할 유형(예컨대, 도 5의 (a)) 및 현재블록 내에 특정 서브블록의 관련된 잔차 값들만이 변환 생략되는 하나 이상의 분할 유형(예컨대, 도 5의 (b) 내지 (d))을 포함할 수 있다. 분할 유형들 중 어느 하나가 적용된 현재블록에는 변환이 생략된 특정 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다.
현재블록에 대해 선택된 변환 생략 유형이 분할 유형일 때(즉, 현재블록에 변환이 생략되는 서브블록과 변환이 적용되는 하나 이상의 서브블록이 포함될 때), 영상 부호화 장치는 변환이 생략되는 서브블록에 대해 변환 없는 부호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 부호화하고(S730), 변환이 적용되는 하나 이상의 서브블록에 대해 변환을 포함하는 부호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 부호화한다(S740). 예를 들어, 영상 부호화 장치는 변환이 생략되는 서브블록과 관련된 제 1 잔차 서브들을, 변환 없이, 양자화하고, 양자화된 잔차 신호들을 엔트로피 부호화한다. 또한, 영상 부호화 장치는 영상 부호화 장치는 인트라 예측 모드, 인터 예측 모드, 블록의 크기 등을 기초로, 제 2 서브 잔차 블록에 대해 수평 방향과 수직 방향에 따라 적용될 변환 커널들을 선택하고, 선택된 변환 커널들을 이용하여 제 2 서브 잔차 블록에 대해 변환을 적용한다. 영상 부호화 장치는 선택된 변환 커널을 지시하는 인덱스 정보(예컨대, tu_mts_idx)를 부호화할 수 있다.
현재블록에 대해 선택된 변환 생략 유형이 비분할 유형일 때(즉, 변환 생략되는 현재블록에 변환이 적용되는 하나 이상의 서브블록이 포함되지 않을 때), 영상 부호화 장치는 변환 없는 부호화 절차를 이용하여 관련된 잔차 블록을 부호화한다(S735). 즉, 현재블록에 관련된 잔차 신호들을, 변환 없이, 양자화하고, 양자화된 잔차 신호들을 엔트로피 부호화한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 영상 데이터를 복호화하는 방법을 보이는 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화한다(S810). 구체적으로, 영상 복호화 장치는 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었는지 여부를 나타내는 제 1 신택스 엘리먼트(예컨대, transform_skip_flag)를 복호화한다. 제 1 신택스 엘리먼트가 상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었다고 지시하는 경우에, 영상 복호화 장치는 현재블록에 선택된 변환 생략 유형을 나타내는 제 2 신택스 엘리먼트를 추가로 복호화한다. 가용한 변환 생략 유형은 상기 현재블록의 관련된 모든 잔차 값들이 변환 생략되는 비분할 유형(예컨대, 도 5의 (a)) 및 상기 현재블록 내에 특정 서브블록의 관련된 잔차 값들만이 변환 생략되는 하나 이상의 분할 유형(예컨대, 도 5의 (b) 내지 (d))을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 블록들의 변환 모드에 대한 상위-레벨 제어는 SPS(Sequential Parameter Set)에서 신택스 엘리리먼트들에 의해 제어될 수 있다. 따라서, 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화하는 단계 이전에, 영상 복호화 장치는 현재블록과 관련된 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트(예컨대, log2_transform_skip_max_size_minus2)를 기초로 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 최대 크기 정보는 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 너비 및 최대 높이를 특정할 수도 있다. 현재블록이 크로마 성분의 블록인 경우에, 영상 복호화 장치는 상기 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트로부터 변환 생략 모드가 적용 가능한 루마 블록의 최대 크기 정보를 결정하고, 영상 데이터의 크로마 샘플링 포맷에 기초하여, 루마 블록의 최대 크기 정보로부터 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기 정보를 유도할 수 있다. 대안적으로, 영상 복호화 장치는 상기 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트(예컨대, log2_transform_skip_max_size_C_minus2)로부터 곧바로 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기 정보를 결정할 수도 있다. 영상 복호화 장치는 최대 크기 정보와 현재블록의 너비 및 높이를 기초로, 현재블록에 변환 생략 모드가 적용가능한지 여부를 결정할 수 있다. 현재블록에 상기 변환 생략 모드가 적용가능하다는 결정될 때, 영상 복호화 장치는 상기 제 1 신택스 엘리먼트(예컨대, transform_skip_flag)를 복호화할 수 있다.
영상 복호화 장치는 복호화된 변환 생략 정보를 기초로, 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정한다(S820).
현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 영상 복호화 장치는 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고(S830), 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화한다(S840). 영상 복호화 장치는 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록을 가산한다(S850).
여기서, 상기 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 단계는 다음과 같이 단계들을 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해, 수평 방향과 수직 방향에 따라 적용되는 변환 커널들을 지시하는 인덱스 정보(예컨대, tu_mts_idx)를 비트스트림으로부터 복호화한다. 영상 복호화 장치는 인덱스 정보가 지시하는 변환 커널들을 이용하여, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 수행한다.
변환 생략되는 현재블록에 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되지 않는다고 결정될 때, 영상 복호화 장치는 현재블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 잔차 블록을 복호화한다(S835). 즉, 비트스트림으로부터 현재블록에 관련된 잔차 신호들을 엔트로피 복호화하고, 복호화된 잔차 신호들에 역양자화를 수행하여 잔차 블록을 복원한다. 영상 복호화 장치는 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 잔차 블록을 가산한다(S855).
이상에서 설명된 본 개시의 기법들, 방법들 및 장치들에 따르면, 종래의 변환/변환 생략 모드에 비해, 변환 생략 모드의 적용 범위에 유연성을 제공함으로써, 변환 생략이 자주 사용될 수 있는 비디오 데이터를 부호화하는데 있어서, 압축 효율을 향상시킬 수 있다. 특히, 스크린 컨텐츠(screen content) 혹은 자연 신호와 스크린 컨텐츠가 프레임 내에서 섞여 있는 컨텐츠에 대해서 높은 압축 성능을 제공할 수 있다. 따라서, 게임 방송, 360도 비디오 스트리밍, 온라인 강의 등의 다양한 콘텐츠 서비스에 있어서, 유용하게 사용될 수 있다.
이상의 설명에서 예시적인 실시예들은 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 하나 이상의 예시들에서 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능적 컴포넌트들은 그들의 구현 독립성을 특히 더 강조하기 위해 "...부(unit)"로 라벨링되었음을 이해해야 한다.
한편, 본 개시에서 설명된 다양한 기능들 혹은 방법들은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 명령어들로 구현될 수도 있다. 명령어들은 하나 이상의 디지털 신호 프로세서들(DSPs), 범용 마이크로프로세서들, 주문형 집적회로들(ASICs), 필드 프로그램가능 로직 어레이들 (FPGAs), 또는 다른 등가의 집적 회로 또는 이산 로직 회로와 같은, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행될 수도 있다. 비일시적 기록매체는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독가능한 형태로 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예를 들어, 비일시적 기록매체는 EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
본 특허출원은, 본 명세서에 그 전체가 참고로서 포함되는, 2019년 03월 13일에 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2019-0028994호에 대해 우선권을 주장한다.

Claims (15)

  1. 영상 데이터를 복호화하는 방법으로서,
    비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화하는 단계;
    상기 변환 생략 정보를 기초로, 상기 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 상기 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 단계; 및
    상기 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록을 가산하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 현재블록에 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되지 않는다고 결정될 때, 상기 현재블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 잔차 블록을 복호화하는 단계; 및
    상기 현재블록을 복원하기 위해 상기 예측 블록에 상기 잔차 블록을 가산하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 단계는,
    상기 변환이 적용된 상기 하나 이상의 서브블록에 대해, 수평 방향과 수직 방향에 따라 적용되는 변환 커널들을 지시하는 인덱스를 상기 비트스트림으로부터 복호화하는 단계; 및
    상기 인덱스가 지시하는 변환 커널들을 이용하여, 상기 변환이 적용된 상기 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 수행하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 변환 생략 정보를 복호화하는 단계는,
    상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었는지 여부를 나타내는 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화 하는 단계; 및
    상기 제 1 신택스 엘리먼트가 상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었다고 지시하는 경우에, 상기 현재블록에 선택된 변환 생략 유형을 나타내는 제 2 신택스 엘리먼트를 복호화하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 변환 생략 유형은,
    상기 현재블록의 관련된 모든 잔차 값들이 변환 생략되는 비분할 유형 및 상기 현재블록 내에 특정 서브블록의 관련된 잔차 값들만이 변환 생략되는 적어도 하나의 분할 유형을 포함하는, 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 변환 생략 정보를 복호화하는 단계는,
    상기 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화하는 단계 이전에, 상기 현재블록과 관련된 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트를 기초로 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기 정보를 결정하는 단계;
    상기 최대 크기 정보와 상기 현재블록의 너비 및 높이를 기초로, 상기 현재블록에 상기 변환 생략 모드가 적용가능한지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 현재블록에 상기 변환 생략 모드가 적용가능하다는 결정될 때, 상기 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화 하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 최대 크기 정보는,
    상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 너비 및 최대 높이를 포함하는, 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 현재블록이 크로마 성분의 블록인 경우에,
    상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기 정보를 결정하는 단계는,
    상기 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트로부터 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 루마 블록의 최대 크기 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 영상 데이터의 크로마 샘플링 포맷에 기초하여, 상기 루마 블록의 최대 크기 정보로부터 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기 정보를 유도하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 현재블록이 크로마 성분의 블록인 경우에,
    상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기 정보를 결정하는 단계는 상기 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트로부터 곧바로 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 크로마 블록의 최대 크기 정보를 결정하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  10. 영상 데이터를 복호화하는 장치로서,
    비트스트림으로부터 현재블록과 관련된 변환 생략 정보를 복호화하는 수단;
    상기 변환 생략 정보를 기초로, 상기 현재블록 내에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되는지 여부를 결정하는 수단;
    상기 현재블록에 변환이 생략된 서브블록과 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함된다고 결정될 때, 상기 변환이 생략된 서브블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 제 1 잔차 서브블록을 복호화하고, 상기 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 포함하는 복호화 절차를 이용하여 관련된 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 수단; 및
    상기 현재블록을 복원하기 위해 예측 블록에 상기 제 1 잔차 서브블록과 상기 하나 이상의 제 2 잔차 서브블록을 가산하는 수단
    를 포함하는, 복호화 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 현재블록에 변환이 적용된 하나 이상의 서브블록이 포함되지 않는다고 결정될 때, 상기 현재블록에 대해 역변환 없는 복호화 절차를 이용하여 관련된 잔차 블록을 복호화하는 수단; 및
    상기 현재블록을 복원하기 위해 상기 예측 블록에 상기 잔차 블록을 가산하는 수단
    을 더 포함하는, 복호화 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 제 2 서브 잔차 블록을 복호화하는 수단은,
    상기 변환이 적용된 상기 하나 이상의 서브블록에 대해, 수평 방향과 수직 방향에 따라 적용되는 변환 커널들을 지시하는 인덱스를 상기 비트스트림으로부터 복호화하고,
    상기 인덱스가 지시하는 변환 커널들을 이용하여, 상기 변환이 적용된 상기 하나 이상의 서브블록에 대해 역변환을 수행하는 것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 변환 생략 정보를 복호화하는 수단은,
    상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었는지 여부를 나타내는 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화하고,
    상기 제 1 신택스 엘리먼트가 상기 현재블록의 부호화에 변환 생략 모드가 사용되었다고 지시하는 경우에, 상기 현재블록에 선택된 변환 생략 유형을 나타내는 제 2 신택스 엘리먼트를 복호화하는
    것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 변환 생략 유형은,
    상기 현재블록의 관련된 모든 잔차 값들이 변환 생략되는 비분할 유형 및 상기 현재블록 내에 특정 서브블록의 관련된 잔차 값들만이 변환 생략되는 적어도 하나의 분할 유형을 포함하는, 복호화 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 변환 생략 정보를 복호화하는 수단은,
    상기 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화하는 단계 이전에, 상기 현재블록과 관련된 하나 이상의 하이-레벨 신택스 엘리먼트를 기초로 상기 변환 생략 모드가 적용 가능한 블록의 최대 크기 정보를 결정하고,
    상기 최대 크기 정보와 상기 현재블록의 너비 및 높이를 기초로, 상기 현재블록에 상기 변환 생략 모드가 적용가능한지 여부를 결정하고,
    상기 현재블록에 상기 변환 생략 모드가 적용가능하다는 결정될 때, 상기 제 1 신택스 엘리먼트를 복호화하는
    것을 특징으로 하는, 복호화 장치.
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