WO2020213931A1 - 레지듀얼 계수의 차분 부호화를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

레지듀얼 계수의 차분 부호화를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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WO2020213931A1
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residual
current block
prediction
encoding
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허진
최장원
최정아
김승환
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    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques

Definitions

  • the present disclosure relates to an image encoding/decoding method and apparatus, and more particularly, by a method and apparatus for encoding/decoding an image using differential encoding of residual coefficients, and an image encoding method/apparatus according to the present disclosure. It relates to a method of transmitting the generated bitstream.
  • a high-efficiency image compression technique is required for effectively transmitting, storing, and reproducing information of high-resolution and high-quality images.
  • An object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency.
  • an object of the present disclosure is to provide a method and apparatus for encoding/decoding an image using differential encoding of residual coefficients.
  • an object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus for dividing a residual coefficient subblock according to a differential encoding direction of residual coefficients.
  • Another object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus for determining a scan order of a residual coefficient subblock according to a differential encoding direction of residual coefficients.
  • an object of the present disclosure is to provide a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream that is received and decoded by an image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • An image decoding method performed by an image decoding apparatus includes: obtaining a residual block of a current block encoded in an intra prediction mode from a bitstream; If the differential coding mode information obtained from the bitstream indicates a differential coding mode of a residual coefficient, performing differential coding on the residual block to derive a modified residual block; And performing inverse quantization on the modified residual block to induce a residual block for the current block.
  • the deriving of the modified residual block includes modifying at least one residual coefficient to be corrected among residual coefficients in the residual block, and the modifying comprises: the residual coefficient to be corrected And prediction residual coefficients, and the prediction residual coefficient may be determined based on a prediction direction indicated by differential encoding direction information obtained from the bitstream.
  • the modifying may include adding the residual coefficient to be corrected and the predicted residual coefficient; And allocating the added value to a position of the residual coefficient to be corrected, wherein the predicted residual coefficient may be a coefficient immediately before the residual coefficient to be corrected in an order according to the prediction direction.
  • the prediction direction may be any one of a vertical direction and a horizontal direction.
  • the obtaining of the residual block from a bitstream may include dividing the current block into at least one residual coefficient subblocks based on a prediction direction indicated by differential coding direction information obtained from the bitstream; And obtaining a residual coefficient included in each of the at least one residual coefficient sub-blocks from the bitstream.
  • the size of the residual coefficient sub-block may be determined based on the prediction direction.
  • the width value of the residual coefficient sub-block is determined to be greater than or equal to a height value
  • the height value of the residual coefficient sub-block is determined to be greater than or equal to the width value
  • the prediction direction is a horizontal direction and the pixel unit height of the current block is a positive integer N of 16 or less
  • the height of the residual coefficient subblock is determined as N
  • the width of the residual coefficient subblock is 16/ It can be determined by N.
  • the width of the residual coefficient subblock is determined as N, and the height of the residual coefficient subblock is 16/ It can be determined by N.
  • a height value of the residual coefficient sub-block is determined to be equal to or greater than a width value
  • a width value of the residual coefficient sub-block is equal to or greater than a height value
  • the width of the residual coefficient subblock is determined as N, and the height of the residual coefficient subblock is 16/ It can be determined by N.
  • the prediction direction is a vertical direction and the pixel unit height of the current block is a positive integer N of 16 or less
  • the height of the residual coefficient sub-block is determined as N
  • the width of the residual coefficient sub-block is 16/ It can be determined by N.
  • the obtaining of the residual block from a bitstream may include dividing the current block into at least one residual coefficient sub-blocks; And acquiring a residual coefficient included in each of the at least one residual coefficient sub-blocks from the bitstream according to a predetermined scan order for the residual coefficient sub-blocks, wherein the predetermined scan order is It may be determined based on a prediction direction indicated by differential encoding direction information obtained from the bitstream.
  • the predetermined scan order may be a vertical scan order, and when the prediction direction is a vertical direction, the predetermined scan order may be a horizontal scan order.
  • the predetermined scan order when the prediction direction is a horizontal direction, the predetermined scan order may be a horizontal scan order, and when the prediction direction is a vertical direction, the predetermined scan order may be a vertical scan order.
  • the obtaining of the residual block from a bitstream may include dividing the current block into at least one residual coefficient sub-blocks; And acquiring a residual coefficient included in each of the at least one residual coefficient sub-blocks from the bitstream according to a predetermined scan order for the residual coefficients in the residual coefficient sub-block.
  • the predetermined scan order may be determined based on a prediction direction indicated by differential encoding direction information obtained from the bitstream.
  • An image decoding apparatus is an image decoding apparatus including a memory and at least one processor, wherein the at least one processor obtains a residual block of a current block encoded in an intra prediction mode from a bitstream, If the differential coding mode information obtained from the bitstream indicates a differential coding mode of a residual coefficient, differential coding is performed on the residual block to derive a modified residual block, and the modified residual block is reversed. By performing quantization, a residual block for the current block may be derived.
  • An image encoding method performed by an image encoding apparatus includes: deriving a residual block of a current block predicted in an intra prediction mode; Quantizing the residual block to derive a residual block; When the differential coding mode of residual coefficients is performed on the current block, performing differential coding on the residual block to induce a modified residual block; And generating a bitstream by encoding differential encoding mode information indicating a differential encoding mode of a residual coefficient and the modified residual block.
  • a transmission method may transmit a bitstream generated by the image encoding apparatus or image encoding method of the present disclosure.
  • a computer-readable recording medium may store a bitstream generated by the image encoding method or image encoding apparatus of the present disclosure.
  • an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency may be provided.
  • a method and apparatus for encoding/decoding an image using differential encoding of residual coefficients may be provided.
  • a method and apparatus for encoding/decoding an image capable of dividing a residual coefficient subblock according to a differential encoding direction of the residual coefficient may be provided.
  • an encoding/decoding method and apparatus capable of determining a scan order of a residual coefficient sub-block according to a differential encoding direction of a residual coefficient may be provided.
  • a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium may be provided that stores a bitstream that is received and decoded by the image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a video coding system to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an image segmentation structure according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of a block division type according to a multi-type tree structure.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a signaling mechanism of block division information in a quadtree with nested multi-type tree structure according to the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment in which a CTU is divided into multiple CUs.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an embodiment of a redundant division pattern.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an intra prediction direction according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an intra prediction direction according to another embodiment.
  • ISP intra sub-partition
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a structure of a bitstream of intra prediction information.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a CABAC entropy encoding method.
  • 14 to 17 are diagrams illustrating a structure of a residual signal bitstream when encoding of a residual sample is applied.
  • 18 to 20 illustrate an embodiment of a residual signal bitstream structure when a transform skip mode is applied to a current block.
  • 21 is a diagram illustrating a method of encoding a residual sample of BDPCM, according to an embodiment.
  • FIG. 22 illustrates a modified quantized residual block generated by performing BDPCM according to an embodiment.
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating a procedure for encoding a current block by applying BDPCM in an image encoding apparatus according to an embodiment.
  • 24 is a flowchart illustrating a procedure for restoring a current block by applying BDPCM in an image decoding apparatus according to an embodiment.
  • 25 is a diagram schematically illustrating information on BDPCM included in a syntax structure of a current block according to an embodiment.
  • 26 is a flowchart illustrating a method of encoding an image by an image encoding apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 27 is a diagram illustrating a residual coefficient subblock having a size of 16x16 according to an embodiment.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating an example in which a horizontal direction BDPCM is applied according to an embodiment.
  • 29 is a flowchart illustrating a method of decoding an image by an image decoding apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating a method of encoding an image by an image encoding apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 31 is a diagram illustrating a residual coefficient sub-block determined for a current block to which a horizontal direction DBPCM is applied, according to an embodiment.
  • 32 and 33 are diagrams illustrating a scanning sequence according to an embodiment.
  • 34 is a flowchart illustrating a method of decoding an image by an image decoding apparatus according to an embodiment.
  • 35 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • first and second are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and do not limit the order or importance of the components unless otherwise stated. Accordingly, within the scope of the present disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, a second component in one embodiment is a first component in another embodiment. It can also be called.
  • components that are distinguished from each other are intended to clearly describe each feature, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to be formed in one hardware or software unit, or one component may be distributed in a plurality of hardware or software units. Therefore, even if not stated otherwise, such integrated or distributed embodiments are also included in the scope of the present disclosure.
  • the components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, an embodiment consisting of a subset of components described in an embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, embodiments including other elements in addition to the elements described in the various embodiments are included in the scope of the present disclosure.
  • the present disclosure relates to encoding and decoding of an image, and terms used in the present disclosure may have a common meaning commonly used in the technical field to which the present disclosure belongs unless newly defined in the present disclosure.
  • picture generally means a unit representing one image in a specific time zone
  • a slice/tile/subblock is a coding unit constituting a part of a picture.
  • One picture may be composed of one or more slices/tiles/subblocks.
  • a slice/tile/subblock may include one or more coding tree units (CTU).
  • CTU coding tree units
  • pixel or “pel” may mean a minimum unit constituting one picture (or image).
  • sample may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or may represent only a pixel/pixel value of a chroma component.
  • unit may represent a basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific area of a picture and information related to the corresponding area.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as “sample array”, “block”, or “area” depending on the case.
  • the MxN block may include samples (or sample arrays) consisting of M columns and N rows, or a set (or array) of transform coefficients.
  • current block may mean one of “current coding block”, “current coding unit”, “coding object block”, “decoding object block”, or “processing object block”.
  • current block may mean “current prediction block” or “prediction target block”.
  • transformation inverse transformation
  • quantization inverse quantization
  • current block may mean “current transform block” or “transform target block”.
  • filtering is performed, “current block” may mean “block to be filtered”.
  • current block may mean “a luma block of the current block” unless explicitly stated as a chroma block.
  • the "chroma block of the current block” may be expressed by including an explicit description of a chroma block, such as “chroma block” or "current chroma block”.
  • FIG. 1 shows a video coding system according to this disclosure.
  • a video coding system may include an image encoding apparatus 10 and an image decoding apparatus 20.
  • the image encoding apparatus 10 may transmit the encoded video and/or image information or data in a file or streaming format to the image decoding apparatus 20 through a digital storage medium or a network.
  • the image encoding apparatus 10 may include a video source generator 11, an encoder 12, and a transmitter 13.
  • the image decoding apparatus 20 may include a receiving unit 21, a decoding unit 22, and a rendering unit 23.
  • the encoder 12 may be referred to as a video/image encoder, and the decoder 22 may be referred to as a video/image decoder.
  • the transmission unit 13 may be included in the encoding unit 12.
  • the receiving unit 21 may be included in the decoding unit 22.
  • the rendering unit 23 may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source generator 11 may acquire a video/image through a process of capturing, synthesizing, or generating a video/image.
  • the video source generator 11 may include a video/image capturing device and/or a video/image generating device.
  • the video/image capture device may include, for example, one or more cameras, a video/image archive including previously captured video/images, and the like.
  • the video/image generating device may include, for example, a computer, a tablet and a smartphone, and may (electronically) generate a video/image.
  • a virtual video/image may be generated through a computer or the like, and in this case, a video/image capturing process may be substituted as a process of generating related data.
  • the encoder 12 may encode an input video/image.
  • the encoder 12 may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and encoding efficiency.
  • the encoder 12 may output encoded data (coded video/image information) in a bitstream format.
  • the transmission unit 13 may transmit the encoded video/image information or data output in the form of a bitstream to the reception unit 21 of the image decoding apparatus 20 through a digital storage medium or a network in a file or streaming form.
  • Digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • the transmission unit 13 may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast/communication network.
  • the receiving unit 21 may extract/receive the bitstream from the storage medium or network and transmit it to the decoding unit 22.
  • the decoder 22 may decode the video/image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoder 12.
  • the rendering unit 23 may render the decoded video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image encoding apparatus 100 includes an image segmentation unit 110, a subtraction unit 115, a transform unit 120, a quantization unit 130, an inverse quantization unit 140, and an inverse transform unit ( 150), an addition unit 155, a filtering unit 160, a memory 170, an inter prediction unit 180, an intra prediction unit 185, and an entropy encoding unit 190.
  • the inter prediction unit 180 and the intra prediction unit 185 may be collectively referred to as a “prediction unit”.
  • the transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit 150 may be included in a residual processing unit.
  • the residual processing unit may further include a subtraction unit 115.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image encoding apparatus 100 may be implemented as one hardware component (eg, an encoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be implemented by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image dividing unit 110 may divide an input image (or picture, frame) input to the image encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be referred to as a coding unit (CU).
  • the coding unit is a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU) recursively according to a QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) structure ( It can be obtained by dividing recursively.
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and/or a ternary tree structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and/or a ternary tree structure may be applied later.
  • the coding procedure according to the present disclosure may be performed based on the final coding unit that is no longer divided.
  • the largest coding unit may be directly used as the final coding unit, or a coding unit of a lower depth obtained by dividing the largest coding unit may be used as the final cornet unit.
  • the coding procedure may include a procedure such as prediction, transformation, and/or restoration described later.
  • the processing unit of the coding procedure may be a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • Each of the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the final coding unit.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transform unit may be a unit for inducing a transform coefficient and/or a unit for inducing a residual signal from the transform coefficient.
  • the prediction unit (inter prediction unit 180 or intra prediction unit 185) performs prediction on a block to be processed (current block), and generates a predicted block including prediction samples for the current block. Can be generated.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of the current block or CU.
  • the prediction unit may generate various information on prediction of the current block and transmit it to the entropy encoding unit 190.
  • the information on prediction may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 185 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in a neighborhood of the current block or may be located away from each other according to an intra prediction mode and/or an intra prediction technique.
  • the intra prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes, depending on the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra prediction unit 185 may determine a prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 180 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on a correlation between motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different from each other.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), or the like.
  • a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidate is used to derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block. Can be generated. Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • the inter prediction unit 180 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • a residual signal may not be transmitted.
  • motion vector prediction (MVP) mode motion vectors of neighboring blocks are used as motion vector predictors, and indicators for motion vector difference and motion vector predictors ( indicator) to signal the motion vector of the current block.
  • the motion vector difference may mean a difference between a motion vector of a current block and a motion vector predictor.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods and/or prediction techniques to be described later. For example, the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of the current block, and may simultaneously apply intra prediction and inter prediction. A prediction method in which intra prediction and inter prediction are applied simultaneously for prediction of a current block may be called combined inter and intra prediction (CIIP). Also, the prediction unit may perform intra block copy (IBC) for prediction of the current block. The intra block copy may be used for content image/movie coding such as games, such as, for example, screen content coding (SCC). IBC is a method of predicting a current block by using a reference block that has been reconstructed in a current picture located a predetermined distance from the current block.
  • CIIP combined inter and intra prediction
  • IBC intra block copy
  • the intra block copy may be used for content image/movie coding such as games, such as, for example, screen content coding (SCC).
  • IBC is a method of predicting a current block by using
  • the position of the reference block in the current picture may be encoded as a vector (block vector) corresponding to the predetermined distance.
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that it derives a reference block in the current picture. That is, the IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this disclosure.
  • the prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a reconstructed signal or may be used to generate a residual signal.
  • the subtraction unit 115 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit from the input image signal (original block, original sample array), and subtracts a residual signal (remaining block, residual sample array). ) Can be created.
  • the generated residual signal may be transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique uses at least one of DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT (Karhunen-Loeve Transform), GBT (Graph-Based Transform), or CNT (Conditionally Non-linear Transform).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Kerhunen-Loeve Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Conditionally Non-linear Transform
  • GBT refers to the transformation obtained from this graph when the relationship information between pixels is expressed in a graph.
  • CNT refers to a transformation obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to a block of pixels having the same size of a square, or may be applied to a block of a variable size other than a square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantization to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 may encode a quantized signal (information on quantized transform coefficients) and output it as a bitstream.
  • the information on the quantized transform coefficients may be called residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a block into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and the quantized transform coefficients in the form of the one-dimensional vector It is also possible to generate information about transform coefficients.
  • the entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 190 may encode together or separately information necessary for video/image restoration (eg, values of syntax elements) in addition to quantized transform coefficients.
  • the encoded information (eg, encoded video/video information) may be transmitted or stored in a bitstream format in units of network abstraction layer (NAL) units.
  • the video/video information may further include information on various parameter sets, such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/video information may further include general constraint information.
  • the signaling information, transmitted information, and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream may be transmitted through a network or may be stored in a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and/or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • a transmission unit (not shown) for transmitting the signal output from the entropy encoding unit 190 and/or a storage unit (not shown) for storing may be provided as an inner/outer element of the image encoding apparatus 100, or transmission The unit may be provided as a component of the entropy encoding unit 190.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a residual signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • inverse quantization and inverse transform residual transforms
  • the addition unit 155 adds the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 to obtain a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, and a reconstructed sample array). Can be generated.
  • a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, and a reconstructed sample array).
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the addition unit 155 may be referred to as a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, and may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described later.
  • the filtering unit 160 may apply filtering to the reconstructed signal to improve subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 170, specifically, the DPB of the memory 170. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 160 may generate a variety of filtering information and transmit it to the entropy encoding unit 190 as described later in the description of each filtering method.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 170 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the image encoding apparatus 100 may avoid prediction mismatch between the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus, and may improve encoding efficiency.
  • the DPB in the memory 170 may store a reconstructed picture modified to be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the memory 170 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or encoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 180 to be used as motion information of spatial neighboring blocks or motion information of temporal neighboring blocks.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 185.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, and a memory 250. ), an inter prediction unit 260 and an intra prediction unit 265 may be included.
  • the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be collectively referred to as a “prediction unit”.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 may be included in the residual processing unit.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image decoding apparatus 200 may be implemented as one hardware component (eg, a decoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a DPB and may be implemented by a digital storage medium.
  • the image decoding apparatus 200 receiving a bitstream including video/image information may reconstruct an image by performing a process corresponding to the process performed by the image encoding apparatus 100 of FIG. 2.
  • the image decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied in the image encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit.
  • the coding unit may be a coding tree unit or may be obtained by dividing the largest coding unit.
  • the reconstructed image signal decoded and output through the image decoding apparatus 200 may be reproduced through a reproduction device (not shown).
  • the image decoding apparatus 200 may receive a signal output from the image encoding apparatus of FIG. 2 in the form of a bitstream.
  • the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video/video information) necessary for image restoration (or picture restoration).
  • the video/video information may further include information on various parameter sets, such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/video information may further include general constraint information.
  • the image decoding apparatus may additionally use information on the parameter set and/or the general restriction information to decode an image.
  • the signaling information, received information and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be obtained from the bitstream by being decoded through the decoding procedure.
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and a value of a syntax element required for image restoration, a quantized value of a transform coefficient related to a residual. Can be printed.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and includes information on the syntax element to be decoded, information on decoding information of a neighboring block and a block to be decoded, or information on a symbol/bin decoded in a previous step.
  • the context model is determined by using and, according to the determined context model, the probability of occurrence of bins is predicted to perform arithmetic decoding of bins to generate symbols corresponding to the values of each syntax element. I can.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model using information of the decoded symbol/bin for the context model of the next symbol/bin after the context model is determined.
  • the entropy decoding unit 210 Among the information decoded by the entropy decoding unit 210, information on prediction is provided to the prediction unit (inter prediction unit 260 and intra prediction unit 265), and the register on which entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 210 Dual values, that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the inverse quantization unit 220. In addition, information about filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiving unit for receiving a signal output from the image encoding device may be additionally provided as an inner/outer element of the image decoding device 200, or the receiving unit is provided as a component of the entropy decoding unit 210 It could be.
  • the video decoding apparatus may include an information decoder (video/video/picture information decoder) and/or a sample decoder (video/video/picture sample decoder).
  • the information decoder may include an entropy decoding unit 210, and the sample decoder includes an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, a memory 250, It may include at least one of the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265.
  • the inverse quantization unit 220 may inverse quantize the quantized transform coefficients and output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients into a two-dimensional block shape. In this case, the rearrangement may be performed based on a coefficient scan order performed by the image encoding apparatus.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients by using a quantization parameter (eg, quantization step size information) and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter eg, quantization step size information
  • the inverse transform unit 230 may inverse transform the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the prediction information output from the entropy decoding unit 210, and determine a specific intra/inter prediction mode (prediction technique). I can.
  • the prediction unit can generate the prediction signal based on various prediction methods (techniques) described later.
  • the intra prediction unit 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the description of the intra prediction unit 185 may be equally applied to the intra prediction unit 265.
  • the inter prediction unit 260 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on a correlation between motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the inter prediction unit 260 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks, and derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes (techniques), and the information about the prediction may include information indicating a mode (technique) of inter prediction for the current block.
  • the addition unit 235 is reconstructed by adding the obtained residual signal to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit (including the inter prediction unit 260 and/or the intra prediction unit 265). Signals (restored pictures, reconstructed blocks, reconstructed sample arrays) can be generated. When there is no residual for a block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the description of the addition unit 155 may be equally applied to the addition unit 235.
  • the addition unit 235 may be referred to as a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, and may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described later.
  • the filtering unit 240 may apply filtering to the reconstructed signal to improve subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 250, specifically the DPB of the memory 250. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 260.
  • the memory 250 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or decoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 260 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 250 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may be transmitted to the intra prediction unit 265.
  • embodiments described in the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the image encoding apparatus 100 are respectively the filtering unit 240 of the image decoding apparatus 200, The same or corresponding to the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be applied.
  • the video/image coding method according to the present disclosure may be performed based on the following image segmentation structure. Specifically, procedures such as prediction, residual processing ((inverse) transformation, (inverse) quantization, etc.), syntax element coding, filtering, etc., which will be described later, are CTU, CU (and/or TU, derived based on the split structure of the image). PU) can be performed.
  • the image may be divided into blocks, and the block division procedure may be performed by the image splitter 110 of the image encoding apparatus described above.
  • the segmentation-related information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and transmitted to the image decoding apparatus in the form of a bitstream.
  • the entropy decoding unit 210 of the video decoding apparatus derives a block division structure of the current picture based on the division-related information obtained from the bitstream, and based on this, a series of procedures for video decoding (ex. prediction, register). Dual processing, block/picture restoration, in-loop filtering, etc.) can be performed.
  • Pictures can be divided into a sequence of coding tree units (CTUs). 4 shows an example in which a picture is divided into CTUs.
  • the CTU may correspond to a coding tree block (CTB).
  • CTB coding tree block
  • the CTU may include a coding tree block of luma samples and two coding tree blocks of corresponding chroma samples.
  • the CTU may include an NxN block of luma samples and two corresponding blocks of chroma samples.
  • the coding unit is obtained by recursively dividing a coding tree unit (CTU) or a maximum coding unit (LCU) according to a QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) structure.
  • CTU coding tree unit
  • LCU maximum coding unit
  • QT/BT/TT Quad-tree/binary-tree/ternary-tree
  • the CTU may be first divided into a quadtree structure. Thereafter, leaf nodes of a quadtree structure may be further divided by a multitype tree structure.
  • the division according to the quadtree means division in which the current CU (or CTU) is divided into four. By partitioning according to the quadtree, the current CU can be divided into four CUs having the same width and the same height.
  • the current CU corresponds to a leaf node of the quadtree structure.
  • the CU corresponding to the leaf node of the quadtree structure is no longer divided and may be used as the above-described final coding unit.
  • a CU corresponding to a leaf node of a quadtree structure may be further divided by a multitype tree structure.
  • the division according to the multi-type tree structure may include two divisions according to a binary tree structure and two divisions according to a ternary tree structure.
  • the two divisions according to the binary tree structure may include vertical binary splitting (SPLIT_BT_VER) and horizontal binary splitting (SPLIT_BT_HOR).
  • the vertical binary division (SPLIT_BT_VER) means division in which the current CU is divided into two in the vertical direction. As shown in FIG. 4, two CUs having a height equal to the height of the current CU and a width of half the width of the current CU may be generated by vertical binary division.
  • the horizontal binary division means division in which the current CU is divided into two in the horizontal direction. As shown in FIG. 5, two CUs having a height of half the height of the current CU and a width equal to the width of the current CU may be generated by horizontal binary division.
  • the two divisions according to the ternary tree structure may include vertical ternary splitting (SPLIT_TT_VER) and horizontal ternary splitting (hotizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR).
  • Vertical ternary division (SPLIT_TT_VER) divides the current CU in a vertical direction at a ratio of 1:2:1.
  • two CUs having a height equal to the height of the current CU and a width of 1/4 of the width of the current CU and a height equal to the height of the current CU by vertical ternary division A CU with a width of half the width of can be created.
  • the horizontal ternary division (SPLIT_TT_HOR) divides the current CU in the horizontal direction at a ratio of 1:2:1.
  • two CUs having a height of 1/4 of the height of the current CU and having the same width as the width of the current CU and a height of half the height of the current CU
  • One CU can be created with a width equal to the width of the CU.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a signaling mechanism of block division information in a quadtree with nested multi-type tree structure according to the present disclosure.
  • the CTU is treated as a root node of a quadtree, and the CTU is first divided into a quadtree structure.
  • Information eg, qt_split_flag
  • qt_split_flag a first value (eg, “1”)
  • the current CU may be quadtree split.
  • qt_split_flag is a second value (eg, "0")
  • the current CU is not divided into a quadtree, but becomes a leaf node (QT_leaf_node) of the quadtree.
  • the leaf nodes of each quadtree can then be further divided into a multi-type tree structure. That is, a leaf node of a quad tree may be a node (MTT_node) of a multi-type tree.
  • a first flag (ex. mtt_split_cu_flag) may be signaled to indicate whether the current node is additionally divided.
  • a second flag (e.g. mtt_split_cu_verticla_flag) may be signaled to indicate the splitting direction.
  • the division direction may be a vertical direction
  • the second flag is 0, the division direction may be a horizontal direction.
  • a third flag (eg, mtt_split_cu_binary_flag) may be signaled to indicate whether the division type is a binary division type or a ternary division type.
  • the division type may be a binary division type
  • the third flag when the third flag is 0, the division type may be a ternary division type.
  • Nodes of a multitype tree obtained by binary division or ternary division may be further partitioned into a multitype tree structure.
  • nodes of a multitype tree cannot be partitioned into a quadtree structure.
  • the first flag is 0, the corresponding node of the multitype tree is no longer divided and becomes a leaf node (MTT_leaf_node) of the multitype tree.
  • the CU corresponding to the leaf node of the multi-type tree may be used as the above-described final coding unit.
  • a multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of the CU may be derived as shown in Table 1.
  • FIG. 7 shows an example in which a CTU is divided into multiple CUs by applying a multi-type tree after applying a quadtree.
  • a bold block edge 710 represents quadtree division
  • the remaining edges 720 represent multitype tree division.
  • the CU may correspond to a coding block (CB).
  • a CU may include a coding block of luma samples and two coding blocks of chroma samples corresponding to the luma samples.
  • Chroma component (sample) CB or TB size is the luma component (sample) according to the component ratio according to the color format (chroma format, ex. 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0, etc.) of the picture/video. ) Can be derived based on CB or TB size.
  • the color format is 4:4:4, the chroma component CB/TB size may be set equal to the luma component CB/TB size.
  • the width of the chroma component CB/TB may be set to half the width of the luma component CB/TB, and the height of the chroma component CB/TB may be set to the height of the luma component CB/TB.
  • the width of the chroma component CB/TB may be set to half the width of the luma component CB/TB, and the height of the chroma component CB/TB may be set to half the height of the luma component CB/TB.
  • the size of the CU when the size of the CTU is 128 based on the luma sample unit, the size of the CU may have a size from 128 x 128 to 4 x 4, which is the same size as the CTU.
  • the chroma CB size in the case of a 4:2:0 color format (or chroma format), the chroma CB size may have a size ranging from 64x64 to 2x2.
  • the CU size and the TU size may be the same.
  • a plurality of TUs may exist in the CU region.
  • the TU size may generally represent a luma component (sample) TB (Transform Block) size.
  • the TU size may be derived based on a preset maximum allowable TB size (maxTbSize). For example, when the CU size is larger than the maxTbSize, a plurality of TUs (TBs) having the maxTbSize may be derived from the CU, and transformation/inverse transformation may be performed in units of the TU (TB). For example, the maximum allowable luma TB size may be 64x64, and the maximum allowable chroma TB size may be 32x32. If the width or height of the CB divided according to the tree structure is greater than the maximum transform width or height, the CB may be automatically (or implicitly) divided until the TB size limit in the horizontal and vertical directions is satisfied.
  • the intra prediction mode/type is derived in the unit of CU (or CB), and the procedure of deriving the neighboring reference sample and generating the prediction sample may be performed in unit of TU (or TB).
  • the procedure of deriving the neighboring reference sample and generating the prediction sample may be performed in unit of TU (or TB).
  • one or a plurality of TUs (or TBs) may exist in one CU (or CB) region, and in this case, the plurality of TUs (or TBs) may share the same intra prediction mode/type.
  • the following parameters may be signaled from the image encoding apparatus to the image decoding apparatus as SPS syntax elements.
  • SPS syntax elements E.g, CTU size, a parameter indicating the size of the root node of a quadtree tree, MinQTSize, a parameter indicating the minimum usable size of a quadtree leaf node, MaxBTSize, a parameter indicating the maximum usable size of a binary tree root node, and the maximum of a ternary tree root node.
  • MaxTTSize a parameter representing the usable size
  • MaxMttDepth a parameter representing the maximum allowed hierarchy depth of a multitype tree divided from a quadtree leaf node
  • MinBtSize a parameter representing the minimum usable leaf node size of a binary tree
  • At least one of MinTtSize which is a parameter indicating the minimum available leaf node size of the retree, may be signaled.
  • the CTU size may be set to a 128x128 luma block and two 64x64 chroma blocks corresponding to the luma block.
  • MinQTSize is set to 16x16
  • MaxBtSize is set to 128x1208
  • MaxTtSzie is set to 64x64
  • MinBtSize and MinTtSize are set to 4x4
  • MaxMttDepth may be set to 4.
  • Quart tree partitioning can be applied to CTU to create quadtree leaf nodes.
  • the quadtree leaf node may be referred to as a leaf QT node.
  • Quadtree leaf nodes may have a size of 128x128 (e.g.
  • the leaf QT node is 128x128, it may not be additionally divided into a binary tree/ternary tree. This is because in this case, even if it is divided, it exceeds MaxBtsize and MaxTtszie (i.e. 64x64). In other cases, the leaf QT node can be further divided into a multi-type tree. Therefore, the leaf QT node is a root node for a multi-type tree, and the leaf QT node may have a multi-type tree depth (mttDepth) of 0. If the multi-type tree depth reaches MaxMttdepth (ex. 4), further partitioning may not be considered.
  • mttDepth multi-type tree depth
  • the video encoding apparatus may omit signaling of the division information.
  • the image decoding apparatus may derive the segmentation information with a predetermined value.
  • one CTU may include a coding block of luma samples (hereinafter, referred to as a “luma block”) and two coding blocks of chroma samples corresponding thereto (hereinafter, referred to as a “chroma block”).
  • the above-described coding tree scheme may be applied equally to the luma block and the chroma block of the current CU, or may be applied separately.
  • a luma block and a chroma block in one CTU may be divided into the same block tree structure, and the tree structure in this case may be represented as a single tree (SINGLE_TREE).
  • a luma block and a chroma block in one CTU may be divided into individual block tree structures, and the tree structure in this case may be represented as a dual tree (DUAL_TREE). That is, when the CTU is divided into a dual tree, a block tree structure for a luma block and a block tree structure for a chroma block may exist separately.
  • the block tree structure for the luma block may be referred to as a dual tree luma (DUAL_TREE_LUMA)
  • the block tree structure for the chroma block may be referred to as a dual tree chroma (DUAL_TREE_CHROMA).
  • luma blocks and chroma blocks in one CTU may be limited to have the same coding tree structure.
  • luma blocks and chroma blocks may have separate block tree structures from each other. If an individual block tree structure is applied, a luma coding tree block (CTB) may be divided into CUs based on a specific coding tree structure, and the chroma CTB may be divided into chroma CUs based on a different coding tree structure.
  • CTB luma coding tree block
  • a CU in an I slice/tile group to which an individual block tree structure is applied is composed of a coding block of a luma component or coding blocks of two chroma components
  • a CU of a P or B slice/tile group has three color components (luma component And it may mean that it may be composed of blocks of two chroma components).
  • the structure in which the CU is divided is not limited thereto.
  • the BT structure and the TT structure may be interpreted as a concept included in the Multiple Partitioning Tree (MPT) structure, and the CU may be interpreted as being divided through the QT structure and the MPT structure.
  • MPT Multiple Partitioning Tree
  • a syntax element e.g., MPT_split_type
  • MPT_split_mode a syntax element including information on which direction of splitting between horizontal and horizontal.
  • the CU may be divided in a different way from the QT structure, BT structure, or TT structure. That is, according to the QT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/4 size of the CU of the upper depth, or the CU of the lower depth is divided into 1/2 of the CU of the upper depth according to the BT structure, or according to the TT structure. Unlike CUs of lower depth are divided into 1/4 or 1/2 of CUs of higher depth, CUs of lower depth are 1/5, 1/3, 3/8, 3 of CUs of higher depth depending on the case. It can be divided into /5, 2/3, or 5/8 size, and the method of partitioning the CU is not limited thereto.
  • the quadtree coding block structure accompanying the multi-type tree can provide a very flexible block division structure.
  • different partitioning patterns may potentially lead to the same coding block structure result in some cases.
  • the image encoding apparatus and the image decoding apparatus may reduce the amount of data of the segmentation information by limiting the occurrence of such redundant segmentation patterns.
  • FIG. 8 exemplarily shows redundant partitioning patterns that may occur in binary tree partitioning and ternary tree partitioning.
  • consecutive binary divisions 810 and 820 in one direction of the second level have the same coding block structure as binary division for the center partition after ternary division.
  • the binary tree division for the center blocks 830 and 840 of the ternary tree division may be prohibited. This prohibition can be applied to CUs of all pictures.
  • signaling of corresponding syntax elements may be modified to reflect such a prohibited case, and through this, the number of bits signaled for division may be reduced. For example, as in the example shown in FIG.
  • the mtt_split_cu_binary_flag syntax element indicating whether the division is binary division or tenary division is not signaled, and its value is 0 can be derived by the video decoding device.
  • Intra prediction may indicate prediction of generating prediction samples for a current block based on reference samples in a picture (hereinafter, referred to as a current picture) to which the current block belongs.
  • a current picture a picture
  • surrounding reference samples to be used for intra prediction of the current block may be derived.
  • the neighboring reference samples of the current block are a sample adjacent to the left boundary of the current block of size nW x nH and a total of 2 x nH samples adjacent to the bottom-left, and the top of the current block A sample adjacent to the boundary, a total of 2 x nW samples adjacent to the top-right side, and one sample adjacent to the top-left side of the current block may be included.
  • the peripheral reference samples of the current block may include a plurality of columns of upper peripheral samples and a plurality of rows of left peripheral samples.
  • the neighboring reference samples of the current block are a total of nH samples adjacent to the right boundary of the current block of size nW x nH, a total of nW samples adjacent to the bottom boundary of the current block, and the current block. It may include one sample adjacent to the bottom-right side.
  • the neighboring reference samples may be derived in units of sub-partitions.
  • the image decoding apparatus may construct neighboring reference samples to be used for prediction by substituting samples that are not available as available samples.
  • surrounding reference samples to be used for prediction may be configured through interpolation of available samples.
  • a prediction sample can be derived based on an average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) neighboring reference samples of the current block Among them, the prediction sample may be derived based on a reference sample existing in a specific (prediction) direction with respect to the prediction sample.
  • it may be called a non-directional mode or a non-angular mode
  • it may be called a directional mode or an angular mode.
  • a prediction sample may be generated.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • chroma prediction samples may be generated based on luma samples using a linear model. This case may be referred to as LM mode.
  • a temporary prediction sample of the current block is derived based on the filtered surrounding reference samples, and at least one of the existing surrounding reference samples, that is, unfiltered surrounding reference samples, derived according to the intra prediction mode.
  • a prediction sample of the current block may be derived by weighted sum of a reference sample and the temporary prediction sample.
  • the above case may be referred to as PDPC (Position dependent intra prediction).
  • a reference sample line with the highest prediction accuracy is selected among the neighboring multi-reference sample lines of the current block, and a prediction sample is derived from the reference sample located in the prediction direction from the line, and the used reference sample line is decoded.
  • Intra prediction coding may be performed by instructing (signaling) the device.
  • MRL multi-reference line
  • intra prediction is performed based on the same intra prediction mode, and neighboring reference samples may be derived and used in units of the subpartition. That is, in this case, the intra prediction mode for the current block is equally applied to the subpartitions, but by deriving and using neighboring reference samples in units of the subpartitions, intra prediction performance may be improved in some cases.
  • This prediction method may be referred to as intra sub-partitions (ISP) or ISP-based intra prediction.
  • a plurality of reference samples located around the prediction direction (around the fractional sample position) A predicted sample value may be derived through interpolation.
  • the above-described intra prediction methods may be referred to as an intra prediction type in distinction from the intra prediction mode.
  • the generated prediction signal and surrounding sample values are used in the vertical and horizontal directions.
  • Matrix-weighted Intra Prediction (MIP) for performing intra prediction of the current block may be applied by interpolating to generate a prediction signal of an original size.
  • the intra prediction type may be referred to as various terms such as an intra prediction technique or an additional intra prediction mode.
  • the intra prediction type (or additional intra prediction mode, etc.) may include at least one of the aforementioned LIP, PDPC, MRL, ISP, and MIP.
  • the information on the intra prediction type may be encoded by an image encoding apparatus, included in a bitstream, and signaled to an image decoding apparatus.
  • the information on the intra prediction type may be implemented in various forms, such as flag information indicating whether each intra prediction type is applied or index information indicating one of several intra prediction types.
  • post-processing filtering may be performed on the derived prediction samples as necessary.
  • the intra prediction procedure may include determining an intra prediction mode/type, deriving a neighboring reference sample, and deriving an intra prediction mode/type based prediction sample.
  • a post-filtering step may be performed on the derived prediction samples as necessary.
  • the image encoding apparatus performs intra prediction on a current block.
  • the video encoding apparatus may derive an intra prediction mode/type for the current block, derive neighboring reference samples of the current block, and calculate the prediction samples in the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples. Can be generated.
  • the procedure of determining the intra prediction mode/type, deriving neighboring reference samples, and generating prediction samples may be simultaneously performed, or one procedure may be performed before the other procedure.
  • the intra prediction unit 185 may further include a prediction sample filter.
  • the image encoding apparatus may determine a mode/type applied to the current block from among a plurality of intra prediction modes/types.
  • the image encoding apparatus may compare rate-distortion (RD) costs for the intra prediction modes/types and determine an optimal intra prediction mode/type for the current block.
  • RD rate-distortion
  • the image encoding apparatus may perform a prediction sample filtering procedure.
  • Predictive sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered by the prediction sample filtering procedure. In some cases, the prediction sample filtering procedure may be omitted.
  • the image encoding apparatus may generate residual samples for the current block based on the prediction samples.
  • the image encoding apparatus may compare the prediction samples from original samples of the current block based on a phase and derive the residual samples.
  • the image encoding apparatus may encode image information including information on the intra prediction (prediction information) and residual information on the residual samples.
  • the prediction information may include the intra prediction mode information and the intra prediction type information.
  • the encoding device may output the encoded image information in the form of a bitstream.
  • the output bitstream may be delivered to a decoding device through a storage medium or a network.
  • the residual information may include a residual coding syntax to be described later.
  • the encoding apparatus may transform/quantize the residual samples to derive quantized transform coefficients.
  • the residual information may include information on the quantized transform coefficients.
  • the image encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including reconstructed samples and a reconstructed block). To this end, the image encoding apparatus may perform inverse quantization/inverse transformation on the quantized transform coefficients again to derive (modified) residual samples. The reason why the residual samples are transformed/quantized and then inverse quantized/inverse transformed is performed again to derive residual samples that are the same as the residual samples derived from the decoding apparatus as described above.
  • the image encoding apparatus may generate a reconstructed block including reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the (modified) residual samples. A reconstructed picture for the current picture may be generated based on the reconstructed block. As described above, an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • the image decoding apparatus may perform an operation corresponding to an operation performed by the image encoding apparatus.
  • the video decoding apparatus may derive an intra prediction mode/type for a current block based on the received prediction information (intra prediction mode/type information).
  • the image decoding apparatus may derive neighboring reference samples of the current block.
  • the image decoding apparatus may generate prediction samples in the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples.
  • the image decoding apparatus may perform a prediction sample filtering procedure. Predictive sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered by the prediction sample filtering procedure. In some cases, the prediction sample filtering procedure may be omitted.
  • the image decoding apparatus may generate residual samples for the current block based on the received residual information.
  • the image decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples, and derive a reconstructed block including the reconstructed samples.
  • a reconstructed picture for the current picture may be generated based on the reconstructed block.
  • An in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • the intra prediction mode information may include flag information (ex. intra_luma_mpm_flag) indicating whether, for example, most probable mode (MPM) is applied to the current block or a remaining mode is applied, and the When MPM is applied to the current block, the prediction mode information may further include index information (ex. intra_luma_mpm_idx) indicating one of the intra prediction mode candidates (MPM candidates).
  • the intra prediction mode candidates (MPM candidates) may be composed of an MPM candidate list or an MPM list.
  • the MPM candidate list may be configured to include an intra prediction mode of a neighboring block or a preset basic intra prediction mode.
  • the intra prediction mode information includes remaining mode information (ex. intra_luma_mpm_remainder) indicating one of the remaining intra prediction modes excluding the intra prediction mode candidates (MPM candidates). It may contain more.
  • the image decoding apparatus may determine an intra prediction mode of the current block based on the intra prediction mode information.
  • the intra prediction type information may be implemented in various forms.
  • the intra prediction type information may include intra prediction type index information indicating one of the intra prediction types.
  • the intra prediction type information includes reference sample line information (ex. intra_luma_ref_idx) indicating whether the MRL is applied to the current block and, if applied, a reference sample line (eg, intra_luma_ref_idx), and the ISP is the current block.
  • ISP flag information indicating whether it is applied to (ex. intra_subpartitions_mode_flag), ISP type information indicating the split type of subpartitions when the ISP is applied (ex. intra_subpartitions_split_flag), flag information indicating whether PDPC is applied, or LIP application It may include at least one of flag information indicating whether or not.
  • the intra prediction mode information and/or the intra prediction type information may be encoded/decoded through the coding method described in the present disclosure.
  • the intra prediction mode information and/or the intra prediction type information may be encoded/decoded through entropy coding (ex. CABAC, CAVLC) based on a truncated (rice) binary code.
  • an intra prediction mode includes two non-directional intra prediction modes and 65 directional intra prediction modes.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planar intra prediction mode and a DC intra prediction mode, and the directional intra prediction modes may include 2 to 66 intra prediction modes.
  • the intra prediction mode may further include a cross-component linear model (CCLM) mode for chroma samples in addition to the above-described intra prediction modes.
  • CCLM cross-component linear model
  • the CCLM mode can be divided into L_CCLM, T_CCLM, and LT_CCLM, depending on whether left samples are considered, upper samples are considered, or both for LM parameter derivation, and can be applied only to a chroma component.
  • the intra prediction mode may be indexed as shown in the following table.
  • an intra prediction mode in order to capture an arbitrary edge direction presented in a natural video, includes 93 directions along with two non-directional intra prediction modes. It may include an intra prediction mode. Non-directional intra prediction modes may include a planar prediction mode and a DC prediction mode.
  • the directional intra prediction mode may include an intra prediction mode consisting of times 2 to 80 and -1 to -14 as indicated by arrows in FIG. 5.
  • the planar prediction mode may be indicated as INTRA_PLANAR
  • the DC prediction mode may be indicated as INTRA_DC.
  • the directional intra prediction mode may be expressed as INTRA_ANGULAR-14 to INTRA_ANGULAR-1 and INTRA_ANGULAR2 to INTRA_ANGULAR80.
  • the intra prediction type (or additional intra prediction mode, etc.) may include at least one of the aforementioned LIP, PDPC, MRL, ISP, and MIP.
  • the intra prediction type may be indicated based on intra prediction type information, and the intra prediction type information may be implemented in various forms.
  • the intra prediction type information may include intra prediction type index information indicating one of the intra prediction types.
  • the intra prediction type information includes reference sample line information (ex. intra_luma_ref_idx) indicating whether the MRL is applied to the current block and, if applied, a reference sample line (eg, intra_luma_ref_idx), and the ISP is the current block.
  • ISP flag information indicating whether it is applied to (ex.
  • intra_subpartitions_mode_flag ISP type information indicating the split type of subpartitions when the ISP is applied (ex. intra_subpartitions_split_flag), flag information indicating whether PDPC is applied, or LIP application It may include at least one of flag information indicating whether or not MIP flag information indicating whether or not MIP is applied.
  • ISP Intra Sub-Partitions
  • FIG. 11 is a diagram for explaining an intra sub-partition (ISP) among intra prediction techniques.
  • ISP intra sub-partition
  • the current encoding/decoding target block current block
  • intra prediction encoding/decoding may be performed by dividing the current block in a horizontal direction or a vertical direction.
  • a reconstructed ISP subblock is generated by encoding/decoding in units of divided ISP subblocks, and the reconstructed ISP subblock may be used as a reference block of the next divided ISP subblock.
  • intra prediction may be performed on each of the ISP subblocks obtained by dividing the current block in a horizontal direction or a vertical direction.
  • Intra prediction, residual signal generation, and restoration signal generation are performed in units of ISP subblocks, and the reconstructed signal of the reconstructed sub-partition may be used as a reference sample for intra prediction of the next sub-partition.
  • the video encoding apparatus may determine the ISP division direction by various methods (eg, rate distortion optimization-based method).
  • the determined splitting direction is information about the splitting direction of the ISP and may be explicitly signaled through a bitstream.
  • the video decoding apparatus may determine the ISP division direction of the current block based on the signaled division direction information.
  • the video encoding apparatus and the video decoding apparatus may determine the ISP division direction of the current block by the same method.
  • Each of the ISP subblocks obtained by dividing the current block may be required to include at least 16 samples. For example, if the current block is a 4x4 block, it may be implicitly determined that the ISP is not applied. In addition, when the current block is a 4x8 block or an 8x4 block, as shown in FIG. 11A, the current block to which the ISP is applied may be divided into two ISP subblocks. In addition, when the current block is not a 4x4 block, a 4x8 block, or an 8x4 block, the current block to which the ISP is applied may be divided into four ISP sub-blocks, as shown in FIG. 11B. In the examples shown in FIGS.
  • encoding and/or decoding when the ISP division direction is in the horizontal direction, encoding and/or decoding may be performed in the order of the ISP subblock at the top to the ISP subblock at the bottom. .
  • encoding and/or decoding may be performed in the order of the ISP subblock on the left to the ISP subblock on the right.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a structure of a bitstream of intra prediction information.
  • Equation 1 Whether the ISP is available for the current block may be determined based on Equation 1 below.
  • the condition of Equation 1 may be determined based on the luma component block of the current block. That is, under the following conditions, the width, height, and position of the current block may mean the width, height, and position of the luma component block of the current block, respectively.
  • cbHeight ⁇ MaxTbSizeY) && (cbWidth * cbHeight> MinTbSizeY * MinTbSizeY)
  • Equation 1 when the condition of Equation 1 for the current block is satisfied, it may be determined that the ISP is available for the current block. After it is determined that the ISP is available for the current block, it may be determined whether to apply the ISP to the current block.
  • intra_luma_ref_idx[x0][y0] may be information indicating a reference line used for prediction of the current block.
  • intra_luma_ref_idx when intra_luma_ref_idx is 0, that is, when the reference line used for prediction of the current block is line 0 (the reference line immediately adjacent to the current block), the ISP for the current block is determined to be available. Can be. If the reference line used for prediction of the current block is a line other than line 0, it may be determined that the ISP is not available for the current block.
  • cbWidth and cbHeight may mean the width and height of the current block, respectively.
  • MaxTbSizeY and MinTbSizeY may mean a maximum transform size and a minimum transform size for the current block, respectively.
  • residual processing may include transformation or inverse transformation.
  • the size of a transform block for which transform or inverse transform is available may be predefined or may be signaled through a bitstream. That is, the maximum transform size may mean the maximum size of a transform block in which transform or inverse transform can be performed.
  • the minimum transform size may mean a minimum size of a transform block in which transform or inverse transform can be performed.
  • the current block when the size of the current block is larger than the maximum transform size, the current block may be divided into two or more transform blocks. Also, the current block cannot be divided into transform blocks having a size smaller than the minimum transform size.
  • the maximum transform size and/or the minimum transform size may be predefined in the image encoding apparatus and the image decoding apparatus, or may be derived based on information signaled at a higher level of the block.
  • the ISP for the current block may be determined to be available only when at least one of cbWidth or cbHeight is less than MaxTbSizeY. That is, when both cbWidth and cbHeight are greater than MaxTbSizeY, it may be determined that the ISP is not available for the current block.
  • the ISP division direction may be determined in a vertical direction as described later.
  • the ISP division direction may be determined in a horizontal direction as described later.
  • cbWidth * cbHeight may mean the area of the current block or the number of samples included in the current block. For example, when MinTbSizeY is 4, the ISP may determine that the current block is available only when the number of samples included in the current block is more than 16 (4 * 4).
  • the video encoding apparatus may transmit whether or not the ISP is applied in block units.
  • the video encoding apparatus may signal whether an ISP is applied to the current block by using the syntax element intra_subpartions_mode_flag. For example, when intra_subpartions_mode_flag has a first value, ISP may be applied to the current block, and when intra_subpartions_mode_flag has a second value, ISP may not be applied to the current block.
  • the video encoding apparatus may signal the ISP split direction of the current block by using the syntax element intra_subpartions_split_flag. For example, when intra_subpartions_split_flag has a first value, the ISP division direction of the current block may be determined in the horizontal direction. On the other hand, when intra_subpartions_split_flag has a second value, the ISP division direction of the current block may be determined in the vertical direction.
  • the intra prediction mode for the current block is equally applied to all ISP subblocks, and neighboring reference samples may be derived for each ISP subblock.
  • intra prediction is recursively performed using neighboring reference samples of the ISP subblock, intra prediction performance may be improved.
  • a residual sample processing procedure may be performed in units of ISP subblocks. For example, intra prediction samples may be derived for each ISP subblock, and residual samples for the corresponding subblock may be added thereto to obtain reconstructed samples.
  • the residual signal may be derived through an inverse quantization/inverse transform procedure or the like based on residual information (quantized transform coefficient information or residual coding syntax) in the above-described bitstream. That is, prediction samples for the first ISP subblock and residual samples are derived, and reconstructed samples for the first ISP subblock may be derived based on this. In this case, when deriving prediction samples for the second ISP sub-block, some of the reconstructed samples in the first ISP sub-block (eg, left or upper peripheral reference samples of the second ISP sub-block) are the second ISP sub-block. It can be used as peripheral reference samples for the block.
  • residual information quantized transform coefficient information or residual coding syntax
  • prediction samples for the second ISP subblock and residual samples are derived, and reconstructed samples for the second ISP subblock may be derived based on this.
  • some of the reconstructed samples (eg, left or upper peripheral reference samples of the third ISP sub-block) in the second ISP sub-block are the third ISP It can be used as peripheral reference samples for a sub-block. The same is the case below.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the image encoding/decoding apparatus may encode/decode image information using CABAC. Some or all of the image information may be entropy-encoded by the entropy encoding unit 190 of FIG. 2, and some or all of the image information may be entropy-decoded by the entropy decoding unit 210. Syntax elements included in a residual signal to be described later may be entropy encoded/decoded based on CABAC.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a CABAC entropy encoding method.
  • the input signal When the input signal is a syntax element other than a binary value, the input signal may be converted into a binary value through the binarization unit 1310. If the input signal is already a binary value, the binarization process may not be performed. At this time, each binary number 0 or 1 constituting the binary value may be referred to as a bin. For example, when the binary sequence after binarization is 110, each of 1, 1, and 0 may be one bin. Binary or binary string for one syntax element can represent the value of the corresponding syntax element.
  • the binarized bins may be input to the regular encoding engine 1320 or the bypass encoding engine 1330.
  • the context model determiner 1340 allocates a context model reflecting a probability value to a corresponding bin, and the regular encoding engine 1320 may encode a corresponding bin based on the allocated context model. After encoding for each bin in the regular encoding engine 1320 is performed, a probability model for the corresponding bin may be updated. Bins encoded in this way may be referred to as context-coded bins.
  • a procedure for estimating a probability for an input bin and a procedure for updating a probability model applied to a corresponding bin after encoding may be omitted.
  • the bypass encoding engine 1330 may improve the encoding speed by encoding an input bin by applying a uniform probability distribution instead of allocating a context. Bins encoded through the bypass encoding engine 1330 may be referred to as bypass bins.
  • the entropy encoding unit 190 may determine whether to perform encoding through the regular encoding engine 1320 or through the bypass encoding engine 1330 and switch the encoding path.
  • entropy decoding may be performed by performing the encoding process of FIG. 13 in reverse order.
  • the entropy decoding unit 210 may decode a bitstream into a binary sequence using one of a regular coding decoding engine or a bypass decoding engine. After decoding in the regular coding engine is performed, the probability model for the corresponding bin may be updated. Meanwhile, in the bypass decoding engine, a procedure for estimating a probability for an input bitstream and a procedure for updating a probability model may be omitted.
  • the bin generated through either the regular coding decoding engine or the bypass decoding engine may be finally restored to a syntax element that was the first input signal through selective inverse binarization of the inverse binarization unit.
  • Residual samples may be derived using quantized transform coefficients through a transform and quantization process.
  • Quantized transform coefficients may be defined as transform coefficients.
  • Transform coefficients within a block may be signaled in the form of residual information.
  • the residual information may include a residual coding syntax element.
  • the image encoding apparatus may configure a residual coding syntax element with residual information, encode it, and output it in the form of a bitstream.
  • the image decoding apparatus may obtain quantized transform coefficients by decoding the residual coding syntax element from the bitstream.
  • the residual coding syntax element may be referred to as a syntax element.
  • the transform coefficient is last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, last_sig_coeff_y_suffix, coded_sub_block_flag, sig_coeff_flag, abs_level_gtX_flag, par_level_flag.
  • a process of encoding/decoding a transform coefficient using a syntax element may be defined as residual (data) coding or (transform) coefficient coding. In this case, the conversion/quantization process may be omitted.
  • each of the above-described syntax elements will be described in detail.
  • the names of the syntax elements described below are examples, and the scope of the present disclosure is not limited by the names of the syntax elements.
  • the syntax elements last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, and last_sig_coeff_y_suffix are syntax elements that encode (x, y) position information of the last non-zero coefficient in the associated block.
  • the associated block may be a coding block (CB) or a transform block (TB).
  • a block in a transform, quantization, and residual coding process may be a coding block or a transform block.
  • last_sig_coeff_x_prefix indicates the prefix of the column position of the last significant coefficient in the scan order in the transform block
  • last_sig_coeff_y_prefix is the prefix of the row position of the last significant coefficient in the scan order in the transform block Can instruct.
  • last_sig_coeff_x_suffix indicates the suffix of the column position of the last significant coefficient in the scan order in the transform block
  • last_sig_coeff_y_suffix indicates the suffix of the row position of the last significant coefficient in the scan order in the transform block.
  • the effective coefficient may mean a non-zero coefficient.
  • the scan order may be one of a top-right diagonal scan sequence, a bottom-left diagonal scan sequence, a horizontal scan sequence, and a vertical scan sequence.
  • the horizontal scan order may mean a scan order from left to right
  • the vertical scan order may mean a scan order from top to bottom.
  • the scan order may be determined based on whether intra/inter prediction is applied to the target block and/or a specific intra/inter prediction mode.
  • the syntax element coded_sub_block_flag may be a syntax element indicating whether each subblock contains a non-zero coefficient when the current block is divided into subblocks.
  • the size of the sub-block may be 4x4 or 2x2.
  • the sub-block may also be expressed as a coefficient group (CG).
  • coded_sub_block_flag if the value of coded_sub_block_flag is 0, since there is no more information to be transmitted, the encoding process for the subblock may be terminated. Conversely, if the value of coded_sub_block_flag is 1, the sig_coeff_flag encoding/decoding process may be performed. When the scan order is followed, signaling for coded_sub_block_flag may not be performed for a subblock including a coefficient other than 0 last. This may be due to a high probability that a non-zero coefficient exists because a DC coefficient exists in the upper left sub-block. Therefore, coded_sub_block_flag is not coded for a subblock including a last non-zero coefficient, and its value may be set to 1.
  • sig_coeff_flag When coded_sub_block_flag indicates that a non-zero coefficient exists in the current sub-block, sig_coeff_flag having a binary value may be encoded/decoded according to the reverse scan order.
  • a 1-bit syntax element sig_coeff_flag[n] may be encoded/decoded for a coefficient of a corresponding scan position (n) according to a scan order.
  • the syntax element sig_coeff_flag[n] may be a syntax element indicating whether the coefficient of the current scan position has a value of 0.
  • the encoding/decoding process may be omitted.
  • Level information encoding/decoding may be performed only when sig_coeff_flag[n] is 1.
  • the level information encoding/decoding process may be performed using at least one of the above-described syntax elements.
  • the syntax element sig_coeff_flag[xC][yC] may be a syntax element indicating whether the transform coefficient of each transform coefficient position (xC, yC) in the current block is 0.
  • the level value remaining after sig_coeff_flag[n] encoding/decoding may be derived according to Equation 2 below.
  • the syntax element remAbsLevel[n] may indicate a level value to be encoded/decoded at the scan position n.
  • coeff[n] may mean an actual transform coefficient value.
  • abs_level_gtx_flag[n][0] is the
  • par_level_flag[n] may be a syntax element used to encode/decode the least significant coefficient (LSB) value of remAbsLevel[n] according to Equation 4 below. That is, par_level_flag[n] may indicate parity of the transform coefficient level value of the scan position n. After par_leve_flag[n] encoding/decoding, remAbsLevel[n] may be updated according to Equation 4 below.
  • par_level_flag[n] remAbsLevel[n] & 1
  • abs_level_gtx_flag[n][1] is the
  • abs_remainder[n] may be encoded/decoded only when abs_level_gtX_flag[n][1] is 1.
  • the relationship between coeff[n] and each syntax element may be as shown in Equation 5 below.
  • indicates a transform coefficient level value, and may be expressed as AbsLevel[n] for the transform coefficient.
  • the syntax element coeff_sign_flag[n] may indicate a transform coefficient sign at a corresponding scan position n.
  • abs_level_gtx_flag[n][i] may be a syntax element indicating whether the absolute value of the transform coefficient is greater than any one of 1 or 3.
  • CABAC provides high performance, but has a disadvantage of poor throughput performance. This may be due to the above-described regular encoding engine of CABAC. Since the regular encoding engine uses the updated probability state and range through encoding of the previous bin, it shows high data dependence, and it takes a lot of time to read the probability interval and determine the current state. In this case, if the number of context encoding bins is limited, the throughput problem of CABAC can be solved.
  • the sum of bins used to represent sig_coeff_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag[n], and abs_level_gtx_flag[n][1] may be limited according to the size of the transform block.
  • the sum of bins may be limited to a value of ((1 ⁇ (log2TbWidth+log2TbHeight))*7)>>2. That is, the sum of bins may be limited to a number of 1.75 times the size of the transform block including the current CG, which may mean that 1.75 context encoding bins may be used per one pixel position on average.
  • CABAC is not applied to the remaining coefficients, and bypass encoding/decoding may be performed. That is, when the number of encoding/decoding bins is 32 in 4x4 CG and 8 in 2x2 CG, sig_coeff_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag[n], abs_level_gtx_flag[n][1] are additionally encoded. May not be. In this case,
  • the transform unit 120 of the image encoding apparatus may generate transform coefficients by performing transform on the residual signal.
  • the transform coefficients may be signaled to the image decoding apparatus through quantization and entropy encoding, and the inverse transform unit 230 of the image decoding apparatus may restore the transform coefficients by performing inverse transform on the transform coefficient.
  • the image encoding apparatus may perform entropy encoding without performing transformation on the residual signal, and this operation of the image encoding apparatus may be defined as a transformation skip process or application of a transformation skip mode.
  • the inverse transform unit 230 of the image decoding apparatus may not perform inverse transform with respect to the residual signal from which the transform is omitted.
  • the video encoding apparatus may transmit information indicating whether the transform skip mode is applied to the current block.
  • the apparatus for encoding an image may signal whether the transform skip mode is applied to the current block through the syntax element transform_skip_flag.
  • transform_skip_flag may be signaled based on at least one of the height, width, and maximum transform size of the current block.
  • whether to encode/decode transform_skip_flag of the current block may be determined according to the condition of Equation 6 below.
  • transform_skip_enabled_flag may be a syntax element indicating whether or not the transform skip mode is applicable, and may be signaled at at least one of a sequence level, a picture level, a tile level, a tile group level, and a slice level.
  • encoding/decoding of the above-described residual signal may be performed according to the following characteristics compared to the case where the transform is applied.
  • the transform skip mode since the residual signal reflects the spatial residual after prediction and energy compression by transform is not performed, invalid levels or consecutive zero values at the lower right corner of the transform block The probability of this appearing is not high. Accordingly, signaling for the last valid scan position may not be required. Accordingly, when transform skip is applied, signaling for the last valid scan position may be omitted.
  • coded_sub_block_flag As the last valid scan position is not signaled, when transformation is skipped, signaling whether the subblock is encoded using coded_sub_block_flag may be modified. For example, if the conversion is performed and the last valid scan position is signaled, if the last valid scan position indicates the position of a subblock other than the DC subblock (top left subblock) covering the DC frequency position, the DC subblock is The coded_sub_block_flag for is not signaled and can be derived to always indicate a value of 1. In this case, the value of coded_sub_block_flag may be derived to 1 even when the DC sub-block includes only 0 or an invalid level value.
  • coded_sub_block_flag for each subblock may be signaled. Accordingly, if the values of all coded_sub_block_flag are not 0, coded_sub_block_flag of the DC subblock may also be signaled.
  • the coded_sub_block_flag of the last sub-block in the scan order is not signaled and may be derived as 1.
  • the coded_sub_block_flag syntax element parsed last in the scan order is signaled. And can be derived to 1.
  • context modeling for coded_sub_block_flag may also be modified.
  • the context model index may be calculated as a sum or OR of coded_sub_block_flag of the right and lower neighboring blocks of the current sub-block.
  • the local template may be modified to include only the right neighboring block NB 0 and the lower neighboring block NB 1 of the current scan position.
  • the context model offset may be determined as the number of significant neighboring positions, and may be calculated as sig_coeff_flag[NB 0 ] + sig_coeff_flag[NB 1 ].
  • abs_remainder[] coding since the empirical distribution of transform-skipped residual absolute values generally corresponds to Laplacian or geometric distribution, it is shown to have greater instability than the absolute value of the transformed coefficient, The abs_remainder syntax binarization and context modeling can be modified as follows.
  • a high cutoff value may be used for binarization. For example, encoding transition points using sig_coeff_flag, abs_level_gt1_flag, par_level_flag, and abs_level_gt3_flag for Rice code of Abs_remainder and dedicated context models for each bin position can have higher compression efficiency. By increasing the cutoff, you can use a higher “greater than X” flag.
  • abs_level_gtX_flag[][2], abs_level_gtX_flag[][3],... , abs_level_gtX_flag[][n] may be used as a “greater than X” flag, where n may be 9 or an integer greater than 9. In one embodiment, n may be 5. In an embodiment, the value of abs_level_gtX_flag[][n] may be determined as (n ⁇ 1) + 1.
  • abs_level_gtX_flag[][2] may be determined as 5
  • abs_level_gtX_flag[][3] may be determined as 7
  • abs_level_gtX_flag[][4] may be determined as 9
  • abs_level_gtX_flag[][n] may be determined as 2n+1. have.
  • the template for deriving the Rice parameter may be modified. For example, like the sig_coeff_flag context modeling described above, only the left and lower neighbors of the current scan position can be referenced.
  • coeff_sign_flag context modeling based on the instability in the sequence of signs and the fact that the predicted residual is often biased, the sign can be encoded using a context model.
  • a single dedicated context model can be used to encode the code, and the code can be parsed after sig_coeff_flag to keep the context encoding bins together.
  • the first scanning path such as transmission of the sig_coeff_flag, abs_level_gtX_flag, and par_level_flag syntax elements may not be changed.
  • the limit on the maximum number of CCBs can be removed, which can be controlled in other ways. For example, savings in CCBs can be guaranteed by invalidating modes with CCBs greater than k.
  • k may be a positive integer. For example, when k has a value of 2, it is possible to induce a reduction in quantization space.
  • the scan order of the subblocks and the coefficients of the subblocks may be directed from the upper left coefficient to the lower right position according to the diagonal scan order.
  • FIGS. 18 to 20 illustrate an embodiment of a residual signal bitstream structure when a transform skip mode is applied to a current block.
  • BDPCM Block Difference Pulse Code Modulation
  • the image encoding apparatus and the image decoding apparatus may perform differential encoding of a residual signal.
  • the image encoding apparatus may encode the residual signal by subtracting the prediction signal from the residual signal of the current block, and the image decoding apparatus adds the prediction signal to the residual signal of the current block. It can be decrypted.
  • An image encoding apparatus and an image decoding apparatus according to an embodiment may perform differential encoding of a residual signal by applying a BDPCM to be described later.
  • the quantized residual domain may include a quantized residual signal (or a quantized residual coefficient), and when BDPCM is applied, transformation of the quantized residual signal may be skipped. For example, when BDPCM is applied, transformation may be skipped and quantization may be applied to a residual signal.
  • the quantized residual domain may include quantized transform coefficients.
  • the apparatus for encoding an image may derive a residual block of a current block predicted in an intra prediction mode, and quantize the residual block to derive the residual block.
  • the image encoding apparatus may derive the modified residual block by performing differential encoding on the residual block.
  • the image encoding apparatus may generate a bitstream by encoding differential encoding mode information indicating a differential encoding mode of a residual signal and the modified residual block.
  • a predicted block (prediction block) including predicted samples of the current block may be generated by intra prediction.
  • an intra prediction mode for performing intra prediction may be signaled through a bitstream or may be derived based on a prediction direction of BDPCM, which will be described later.
  • the intra prediction mode may be determined as either a vertical prediction direction mode or a horizontal prediction direction mode. For example, when the prediction direction of the BDPCM is the horizontal direction, the intra prediction mode is determined as the horizontal prediction direction mode, and the prediction block of the current block may be generated by intra prediction in the horizontal direction.
  • the intra prediction mode is determined as the vertical prediction direction mode, and the prediction block of the current block may be generated by intra prediction in the vertical direction.
  • intra prediction in the horizontal direction a value of a pixel adjacent to the left of the current block may be determined as a predicted sample value of samples included in a corresponding row of the current block.
  • intra prediction in the vertical direction a value of a pixel adjacent to the top of the current block may be determined as a predicted sample value of samples included in a corresponding column of the current block.
  • a method of generating a prediction block of the current block may be performed in the same manner in an image encoding apparatus and an image decoding apparatus.
  • the apparatus for encoding an image may generate a residual block including residual samples of the current block by subtracting the prediction block from the current block.
  • the image encoding apparatus may encode a difference value (difference or delta) between the quantized residual sample and a predictor of the quantized residual sample.
  • the image decoding apparatus may generate a quantized residual block of the current block by obtaining a quantized residual sample of the current block based on a predictor and a difference value reconstructed from the bitstream. Thereafter, the image decoding apparatus may reconstruct the current block by inverse quantizing the quantized residual block and adding it to the prediction block.
  • the residual block of FIG. 21 may be generated by the image encoding apparatus subtracting the prediction block from the current block.
  • the quantized residual block of FIG. 21 may be generated by an image encoding apparatus quantizing the residual block.
  • r i and j denote values of residual samples of (i, j) coordinates in the current block.
  • the size of the current block is MxN
  • the value i may be 0 or more and M-1 or less.
  • the j value may be 0 or more and N-1 or less.
  • r i, j can be derived by subtracting the value of the predicted sample from the value of the original sample of the (i, j) coordinate in the current block.
  • Q(r i, j ) represents a value of a quantized residual sample of (i, j) coordinates in the current block.
  • the prediction of BDPCM is performed on the quantized residual samples of FIG. 21, and a modified quantized residual block of MxN size including modified quantized residual samples is performed. ) Can be created.
  • the values (r' i, j ) of the modified quantized residual sample of the coordinates (i, j) in the current block may be calculated as in Equation 7.
  • Equation (7) when the prediction direction of BDPCM one horizontal direction, r '0, j the value of the coordinates (0, j) is the value Q (r 0, j) of the quantized residual samples it is directly assigned.
  • Other values of r'i and j of (i, j) coordinates are quantized residual values of Q(r i, j ) and (i-1, j) coordinates of quantized residual samples of (i, j) coordinates. It is derived as the difference value of the dual sample value Q(r i-1, j ).
  • the quantized residual sample value Q(r i, j ) of the (i, j) coordinate instead of encoding the quantized residual sample value Q(r i, j ) of the (i, j) coordinate, the quantized residual sample value Q(r i-1 ) of the (i-1, j) coordinate
  • the difference value calculated using , j ) as a predicted value is derived as the modified quantized residual sample values (r' i, j ), and then the values r'i and j are encoded.
  • values (r' i, j ) of the modified quantized residual sample of the coordinates (i, j) in the current block may be calculated as in Equation 8.
  • Equation (8) when the prediction direction of BDPCM perpendicular direction, (i, 0) r ' i, 0 values of the coordinates is the value Q (r i, 0) of the quantized residual samples are still assigned.
  • Other values of r'i, j of (i, j) coordinates are quantized residual values of Q(r i, j ) and (i, j-1) coordinates of quantized residual samples of (i, j) coordinates. It is derived as the difference value of the dual sample value Q(r i, j-1 ).
  • BDPCM prediction a process of modifying a current quantized residual sample value by using an adjacent quantized residual sample value as a prediction value.
  • the image encoding apparatus may encode a modified quantized residual block including the modified quantized residual samples, and transmit the coded to the image decoding apparatus.
  • transformation is not performed on the modified quantized residual block.
  • FIG. 22 shows a modified quantized residual block generated by performing BDPCM of the present disclosure.
  • horizontal BDPCM represents a modified quantized residual block generated according to Equation 7 when the prediction direction of the BDPCM is in the horizontal direction.
  • vertical BDPCM represents a modified quantized residual block generated according to Equation (8) when the prediction direction of the BDPCM is a vertical direction.
  • 23 is a flowchart illustrating a procedure for encoding a current block by applying BDPCM in an image encoding apparatus.
  • a current block which is an encoding target block
  • prediction may be performed on the current block to generate a prediction block (S2320).
  • the prediction block of step S2320 may be an intra prediction block, and the intra prediction mode may be determined as described above.
  • a residual block of the current block may be generated based on the prediction block generated in step S2320 (S2330).
  • the apparatus for encoding an image may generate a residual block (a value of a residual sample) by subtracting a prediction block (a value of a predicted sample) from a current block (a value of an original sample).
  • the residual block of FIG. 21 may be generated.
  • Quantization is performed on the residual block generated in operation S2330 (S2340), a quantized residual block is generated, and BDPCM prediction may be performed on the quantized residual block (S2350).
  • the quantized residual block generated as a result of performing step S2340 may be a quantized residual block of FIG. 21, and a modified quantized residual block of FIG. 22 may be generated according to a BDPCM prediction result of step S2350 and a prediction direction. have. Since the BDPCM prediction in step S2350 has been described with reference to FIGS. 21 to 22, detailed descriptions are omitted.
  • the apparatus for encoding an image may generate a bitstream by encoding the modified quantized residual block (S2360). In this case, the transform for the modified quantized residual block may be skipped.
  • the BDPCM operation in the image encoding apparatus described with reference to FIGS. 21 to 23 may be reversely performed in the image decoding apparatus.
  • 24 is a flowchart illustrating a procedure for restoring a current block by applying BDPCM in an image decoding apparatus.
  • the image decoding apparatus may obtain information (image information) necessary for reconstructing the current block from the bitstream (S2410).
  • Information necessary for reconstructing the current block may include information on prediction of the current block (prediction information), information on a residual of the current block (residual information), and the like.
  • the image decoding apparatus may perform prediction on the current block based on information on the current block and generate a prediction block (S2420).
  • the prediction for the current block may be intra prediction, and a detailed description is the same as described with reference to FIG. 23.
  • the step of generating a prediction block for the current block (S2420) is shown to be performed prior to steps S2430 to S2450 of generating a residual block of the current block.
  • the present invention is not limited thereto, and a prediction block of the current block may be generated after the residual block of the current block is generated. Alternatively, the residual block of the current block and the prediction block of the current block may be simultaneously generated.
  • the image decoding apparatus may generate a residual block of the current block by parsing the residual information of the current block from the bitstream (S2430).
  • the residual block generated in step S2430 may be a modified quantized residual block shown in FIG. 22.
  • the image decoding apparatus may generate the quantized residual block of FIG. 21 by performing BDPCM prediction on the modified quantized residual block of FIG. 22 (S2440 ).
  • the BDPCM prediction of step S2440 is a procedure of generating the quantized residual block of FIG. 21 from the modified quantized residual block of FIG. 22, and thus may correspond to the reverse process of step S2350 performed by the image encoding apparatus. For example, if the difference encoding mode information (eg bdpcm_flag) obtained from the bitstream indicates a differential encoding mode in which differential encoding of residual coefficients is performed as BDPCM is applied, differential encoding is performed on the residual block. To derive a modified residual block.
  • the difference encoding mode information eg bdpcm_flag
  • the image decoding apparatus may modify at least one residual coefficient to be modified among residual coefficients in the residual block by using the residual coefficient to be modified and the predicted residual coefficient.
  • the prediction residual coefficient may be determined based on a prediction direction indicated by differential encoding direction information (e.g. bdpcm_dir_flag) obtained from the bitstream.
  • the differential encoding direction information may indicate either a vertical direction or a horizontal direction.
  • the image decoding apparatus may allocate a value obtained by adding the residual coefficient to be corrected and the predicted residual coefficient to the position of the residual coefficient to be corrected.
  • the predicted residual coefficient may be a coefficient immediately adjacent to the residual coefficient to be corrected in an order according to the prediction direction.
  • the image decoding apparatus may generate a quantized residual block from the modified quantized residual block using Equation (9).
  • the value Q(r i, j ) of the quantized residual sample of the (i, j) coordinate is modified quantized from the (0, j) coordinate to the (i, j) coordinate. It can be calculated by summing the values of the residual samples.
  • the value Q(r i, j ) of the quantized residual sample of the (i, j) coordinate may be calculated by using Equation 10 instead of Equation 9.
  • Equation 10 is a reverse process corresponding to Equation 7.
  • the value Q(r 0, j ) of the quantized residual sample of the (0, j) coordinate is the value of the modified quantized residual sample of the (0, j) coordinate r'0 , j Is induced by
  • the Q(r i, j ) of other (i, j) coordinates is the quantized value of the modified quantized residual sample of (i, j) coordinates r'i , j and (i-1, j) coordinates. It is derived from the sum of the residual samples Q(r i-1, j ).
  • (i-1, j) coordinates quantized by the sum of the value of Q of the quantized residual samples (r i-1, j) by using the predicted value difference value r 'i, j residual sample values of the Q ( r i, j ) can be derived.
  • the image decoding apparatus may generate a quantized residual block from the modified quantized residual block using Equation 11.
  • the value Q(r i, j ) of the quantized residual sample of the (i, j) coordinate is modified quantized from the (i, 0) coordinate to the (i, j) coordinate. It can be calculated by summing the values of the residual samples.
  • the value Q(r i, j ) of the quantized residual sample of the (i, j) coordinate may be calculated by using Equation 12 instead of Equation 11.
  • Equation 12 is a reverse process corresponding to Equation 8.
  • (i, 0) a value Q of the quantized residual samples of the coordinate (r i, 0) is (i, 0) value of the modified quantized residual samples of coordinates r 'i, 0 Is induced by
  • the Q(r i, j ) of the other (i, j) coordinates is the value of the modified quantized residual sample of the (i, j) coordinates r'i , j and the quantized of the (i, j-1) coordinates. It is derived as the sum of the residual samples Q(r i, j-1 ).
  • the quantized residual sample value Q() is summed by summing the difference values r'i and j using the quantized residual sample value Q(r i, j-1 ) of the (i, j-1) coordinate as a predicted value.
  • r i, j can be derived.
  • the image decoding apparatus When a quantized residual block composed of quantized residual samples is generated by performing step S2440 by the above method, the image decoding apparatus performs inverse quantization on the quantized residual block (S2450), You can create a residual block.
  • S2450 quantized residual block
  • the image decoding apparatus may reconstruct the current block based on the prediction block generated in step S2420 and the residual block generated in step S2450 (S2460). For example, the image decoding apparatus may reconstruct the current block (the value of the restored sample) by adding the prediction block (the value of the predicted sample) and the residual block (the value of the residual sample).
  • Differential encoding mode information indicating whether BDPCM is applied to the current block may be signaled through a bitstream.
  • differential encoding direction information indicating the prediction direction of the BDPCM may be signaled through a bitstream.
  • BDPCM is not applied to the current block, the differential encoding direction information may not be signaled.
  • 25 is a diagram schematically showing information on BDPCM included in the syntax structure of the current block.
  • Differential coding direction information (eg, bdpcm_dir_flag) indicating the prediction direction of BDPCM may be signaled only when bdpcm_flag indicates that BDPCM is applied to the current block.
  • the differential encoding direction information is a first value (eg, 0)
  • the prediction direction of the BDPCM indicates a horizontal direction
  • the differential encoding direction information is a second value (eg, 1)
  • the prediction direction of the BDPCM is vertical. You can dictate the direction.
  • transform coding refers to transforming an input signal into a signal of another domain.
  • transformation in the video compression field refers to converting a signal in a spatial domain into a signal in a frequency domain.
  • the reason for performing the transformation in the video compression field is that when a signal in the spatial domain is converted to a signal in the frequency domain, information is concentrated in the low-frequency region and the high-frequency region has little information, enabling efficient compression. .
  • the compression efficiency is higher when no conversion is performed, and in this case, the conversion can be skipped.
  • residual coding is performed in units of a residual coefficient subblock having a size of 4x4 for a transform block. .
  • a residual coefficient subblock for the transform block is formed by bundling 16 coefficients such as 1x16, 16x1, 2x8, 8x2. I can.
  • the BDPCM performs prediction between residual signals in units of lines. Accordingly, the probability of generating a value of a transform coefficient or a residual signal having a value of 0 in units of lines may be further increased. Accordingly, when the residual coefficient subblock is set in units of 4x4 as described above, coding efficiency may be reduced as unnecessary coded_sub_block_flag is transmitted.
  • BDPCM when BDPCM is applied to the residual domain, a method of setting the residual coefficient sub-block as a line unit or a block similar to a line rather than a 4x4 size will be described.
  • 26 is a flowchart illustrating a method of encoding an image by an image encoding apparatus according to an exemplary embodiment. The operation of the video encoding apparatus will be described with reference to FIG. 26.
  • the image encoding apparatus may determine whether the encoding mode of the current block is an intra prediction mode (S2610).
  • the image encoding apparatus may determine the encoding mode of the current block as the intra prediction mode based on the encoding efficiency between prediction modes.
  • the image encoding apparatus may determine whether BDPCM is applied to the current block (S2620).
  • the intra prediction mode of the current block is a vertical prediction mode
  • the vertical direction BDPCM is applied to encode the current block.
  • the video encoding apparatus indicates that the intra prediction mode of the current block is the horizontal prediction direction mode, and when the horizontal direction BDPCM is applied, the encoding efficiency of the residual signal is improved, the horizontal direction BDPCM is applied to encode the current block. You can decide.
  • the apparatus for encoding an image may determine a residual coefficient subblock of the current block according to the prediction direction of the BDPCM applied to the current block (S2630).
  • the image encoding apparatus may determine the residual coefficient subblock so that either a width or a height has a larger value than the other according to a prediction direction of the BDPCM. For example, when the prediction direction of BDPCM is in the horizontal direction, the width value of the residual coefficient sub-block may be determined as a value larger than the height value, and when the prediction direction of BDPCM is in the vertical direction, the height value of the residual coefficient sub-block is It can be determined as a value larger than the width value.
  • 27 is a diagram illustrating a residual coefficient subblock having a size of 16x16 according to an embodiment.
  • FIG. 28 shows an example in which the horizontal direction BDPCM is applied to the subblock of FIG. 27. Like the first residual coefficient sub-block 2810 shown in FIG. 28, by applying such a method, the size of the values of the coefficients belonging to the residual coefficient sub-block can be reduced, and accordingly, it is required to represent each coefficient. It is possible to reduce the amount of data generated.
  • the number of coefficients included in the residual coefficient sub-block may be limited to a predetermined number, and the predetermined number may be 16.
  • the image encoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock of the current block as 16x1.
  • the image encoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock of the current block as 1x16.
  • the image encoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock as shown in Table 3 below according to the size of the current block.
  • the image encoding apparatus determines the width of the residual coefficient subblock as M, and the residual The height of the coefficient sub-block can be determined as 16/M. For example, when the horizontal direction BDPCM is applied to the current block, but the width of the current block is 8, the image encoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock as 8x2.
  • the image encoding apparatus determines the height of the residual coefficient sub-block as N, and the residual coefficient sub-block
  • the width of the block can be determined as 16/N.
  • the image encoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock as 2x8.
  • the apparatus for encoding an image may determine the residual coefficient subblock so that either a width or a height has a larger value than the other in a direction perpendicular to the prediction direction of the BDPCM. .
  • the height value of the residual coefficient sub-block may be determined as a value larger than the width value.
  • the width value of the residual coefficient sub-block is It can be determined as a value larger than the height value.
  • the values of the coefficients belonging to the residual coefficient sub-block become all 0, so that the value of the coded_sub_block_flag of the corresponding sub-block is 0. It can be set to, and accordingly, the amount of data required to express each coefficient can be reduced.
  • the number of coefficients included in the residual coefficient sub-block may be limited to a predetermined number, and the predetermined number may be 16.
  • the image encoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock of the current block as 1x16.
  • the image encoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock of the current block as 16x1.
  • the image encoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock as shown in Table 4 below according to the size of the current block.
  • the size of the residual coefficient subblock may be determined to be 2x8.
  • the image encoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock as 8x2.
  • the image encoding apparatus sets the residual coefficient sub-block in line units only when the width or height of the current block is greater than or equal to a predetermined size, and when the width or height is less than a predetermined size, the table below Like 5, the size of the residual coefficient subblock may be determined.
  • the size of the residual coefficient subblock may be determined to be 16x1. Otherwise, the size of the current block According to Table 5, the size of the residual coefficient subblock may be determined. For example, when the size of the current block is 8x4, the size of the residual coefficient subblock may be determined as 4x4. Alternatively, when the size of the current block is 8 x 2, the size of the residual coefficient sub-block may be determined as 8 x 2.
  • the image encoding apparatus determines the residual coefficient subblock of the current block according to Table 5, and BDPCM is applied, but the ISP If not applied, the size of the residual coefficient subblock of the current block may be determined as 4x4.
  • the image encoding apparatus may encode the current block based on the determined residual coefficient subblock (S2640).
  • the image encoding apparatus may encode the residual signal by modifying the residual block by differentiating the residual signal of the current block based on the residual coefficient subblock according to the direction of the BDPCM.
  • the apparatus for encoding an image sets prediction mode information (eg pred_mode_flag) of the current block to a value indicating that the current block is encoded in the intra prediction mode, and whether BDPCM is applied to the current block.
  • prediction mode information eg pred_mode_flag
  • the differential coding mode information (eg bdpcm_flag) indicating BDPCM is set to a value indicating that BDPCM is applied to the current block, and the differential coding direction information (eg bdpcm_dir_flag) indicating the prediction direction of BDPCM is set as the BDPCM prediction direction applied to the current block. Then, a bitstream can be generated by encoding.
  • FIG. 29 is a flowchart illustrating a method of decoding an image by an image decoding apparatus according to an embodiment. An operation of the video decoding apparatus will be described with reference to FIG. 29.
  • the image decoding apparatus may determine whether the encoding mode of the current block is an intra prediction mode (S2910). For example, the image decoding apparatus may obtain prediction mode information (e.g. pred_mode_flag) indicating whether the prediction mode of the current block is an intra mode from the bitstream. When the prediction mode information is a value indicating an intra prediction mode, the video decoding apparatus may determine that the prediction mode of the current block is an intra prediction mode.
  • prediction mode information e.g. pred_mode_flag
  • the image decoding apparatus may determine whether BDPCM is applied to the current block (S2920). For example, the image decoding apparatus may obtain differential encoding mode information (e.g. bdpcm_flag) indicating whether BDPCM is applied to the current block from the bitstream. When the differential encoding mode information is a value indicating that BDPCM is applied to the current block, the video decoding apparatus may determine that BDPCM is applied to the current block.
  • differential encoding mode information e.g. bdpcm_flag
  • the image decoding apparatus may obtain differential encoding direction information (e.g. bdpcm_dir_flag) indicating the prediction direction of BDPCM from the bitstream.
  • differential encoding direction information e.g. bdpcm_dir_flag
  • the video decoding apparatus may determine that the prediction direction of the BDPCM is a horizontal direction, and when the differential encoding direction information is a second value (eg, 1), the BDPCM It can be determined that the prediction direction is a vertical direction.
  • the image decoding apparatus may determine a residual coefficient subblock of the current block according to the prediction direction of the BDPCM applied to the current block (S2930).
  • the image decoding apparatus determines the residual coefficient sub-block of the current block in a method corresponding to that of the image encoding apparatus determining the residual coefficient sub-block of the current block according to the prediction direction of the BDPCM applied to the current block. I can.
  • the image decoding apparatus may determine the residual coefficient subblock of the current block according to the size of the current block and the BDPCM prediction direction of the current block with reference to Tables 3 to 5 described above.
  • the image decoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock of the current block as 1x16.
  • the image decoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock of the current block as 16x1.
  • the image decoding apparatus may linearly determine the residual coefficient subblock as possible while maintaining the number of residual signals in the residual coefficient subblock 16. For example, the image decoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock as shown in Table 4 according to the size of the current block.
  • the image decoding apparatus determines the height of the residual coefficient subblock as N, and the The width of the residual coefficient sub-block may be determined as 16/N. For example, when the horizontal direction BDPCM is applied to the current block, but the height of the current block is 8, the image decoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock as 2x8.
  • the image decoding apparatus determines the width of the residual coefficient sub-block as M, and the residual coefficient sub The height of the block can be determined as 16/M. For example, if the vertical direction BDPCM is applied to the current block, but the width of the current block is 8, the image decoding apparatus may determine the size of the residual coefficient subblock as 8x2.
  • the image decoding apparatus may decode the current block based on the determined residual coefficient subblock (S2940). As described above, the image decoding apparatus may decode the residual signal by calculating the residual signal of the current block according to the BDPCM prediction direction based on the residual coefficient subblock.
  • Transformation unit traversal method when BDPCM is applied
  • the BDPCM performs prediction between residual signals on a line basis. Accordingly, the probability of generating a value of a transform coefficient or a residual signal having a value of 0 in units of lines may be further increased. Therefore, as described above, when the residual signal is traversed in the upper-right diagonal scan order, coding efficiency may be reduced as unnecessary coded_sub_block_flag is transmitted.
  • BDPCM when BDPCM is applied to the residual domain, a method of determining a scan order as a horizontal scan order or a vertical scan order according to a prediction direction of the BDPCM, and traversing and encoding a residual signal according to the determined scan order will be described.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating a method of encoding an image by an image encoding apparatus according to an exemplary embodiment. The operation of the video encoding apparatus will be described with reference to FIG. 30.
  • the image encoding apparatus may determine whether the encoding mode of the current block is an intra prediction mode, as in step S2610 described above (S3010).
  • the image encoding apparatus may determine whether BDPCM is applied to the current block (S3020).
  • the image encoding apparatus may determine the scan order of the current block according to the prediction direction of the BDPCM applied to the current block (S3030).
  • the image encoding apparatus may determine the scan order of the current block as the horizontal scan order or the vertical scan order.
  • the image encoding apparatus may determine the scan order of the current block as the vertical scan order or the horizontal scan order.
  • 31 is a third residual coefficient sub-block 3110 having a size of 8x1 and a fourth residual coefficient sub-block 3120 having a size of 1x8 determined for the current block to which the horizontal direction BDPCM is applied to the exemplary block of FIG. ).
  • 31 is for illustration purposes, and a sub-block may have a size including 16 coefficients.
  • the image encoding apparatus may determine the scan order of the current block as the horizontal scan order. In this way, when the length of the subblock is extended according to the prediction direction of the BDPCM, the scan order of the subblock may be determined in the scan order according to the prediction direction of the BDPCM. When the sub-block and the scan order are determined in this way, coefficients having a relatively large level size may be relatively distributed and processed during the encoding process of the current block.
  • the image encoding apparatus may determine the scan order of the current block as the vertical scan order.
  • the scan order of the sub-block may be determined in a scan order perpendicular to the prediction direction of the BDPCM.
  • the image encoding apparatus may determine the scan order of the current block as the horizontal scan order.
  • the scan order of the subblocks may be determined in the scan order according to the prediction direction of the BDPCM.
  • a subblock sequence according to a similar coefficient sequence may appear periodically during the encoding process of the current block, and coefficients having a relatively large level size may be processed first in each period.
  • a flag eg coded_sub_block_flag
  • the image encoding apparatus may determine the scan order of the current block as the vertical scan order.
  • the scan order of the sub-block may be determined in the scan order perpendicular to the prediction direction of the BDPCM.
  • the image encoding apparatus may encode the current block based on the determined scan order (S3040).
  • the apparatus for encoding an image may encode the residual signal by traversing the scan order of the residual coefficient subblocks constituting the current block in the determined scan order as described in step S3030.
  • the image encoding apparatus may traverse the residual coefficient subblocks of the current block in a horizontal scan order.
  • the image encoding apparatus may traverse the residual coefficient subblocks of the current block in vertical scan order. have. In this way, the apparatus for encoding an image may traverse the residual coefficient sub-blocks based on the BDPCM direction and determine a coded_sub_block_flag for the residual coefficient sub-block.
  • the scan order of such a residual coefficient subblock may be signaled to an image decoding apparatus.
  • the apparatus for encoding an image may generate a bitstream by encoding scan order information of the residual coefficient subblock, thereby signaling to the apparatus for decoding an image.
  • the scan order information of the residual coefficient sub-block may indicate whether the scan order of the residual coefficient sub-block is the same as the prediction direction of BDPCM or perpendicular to the prediction direction of BDPCM.
  • the scan order information of the residual coefficient sub-block may have a first value (eg 0), and the scan order of the residual coefficient sub-block is If perpendicular to the prediction direction of the BDPCM, the scan order information of the residual coefficient sub-block may have a second value (eg 1).
  • the scan order information of the residual coefficient sub-block may not be signaled.
  • the image encoding apparatus and the image decoding apparatus may determine that a horizontal scan order is used if the prediction direction of the BDPCM is a horizontal direction, and may determine that a vertical scan order is used if the prediction direction of the BDPCM is a vertical direction. Or you can decide to do the opposite.
  • the apparatus for encoding an image may encode the residual signal by traversing the scan order of the residual signal in the residual coefficient subblock constituting the current block in the scan order determined in step S3030.
  • the image encoding apparatus may traverse the residual signal for the residual coefficient sub-block of the current block in a horizontal scan order.
  • the image encoding apparatus may traverse the residual signal for the residual coefficient sub-block of the current block in vertical scan order. I can.
  • the apparatus for encoding an image may determine sig_coeff_flag for the residual signal by traversing the residual signals in the residual coefficient subblock based on the BDPCM direction. Meanwhile, similar to the scan order of the residual coefficient sub-block described above, the scan order of the residual signal may also be signaled to the image decoding apparatus or signaling may be omitted.
  • FIG. 34 is a flowchart illustrating a method of decoding an image by an image decoding apparatus according to an embodiment. The operation of the video decoding apparatus will be described with reference to FIG. 34.
  • the image decoding apparatus may determine whether the decoding mode of the current block is the intra prediction mode as in step S2910 described above (S3410).
  • the video decoding apparatus may determine whether BDPCM is applied to the current block and a BDPCM prediction direction (S3420).
  • the image decoding apparatus may determine the scan order of the current block according to the prediction direction of the BDPCM applied to the current block (S3430).
  • the image decoding apparatus may determine the scan order of the current block to correspond to step S3030 described above.
  • the image decoding apparatus may receive scan order information or determine the scan order of the current block as described above with reference to step S3030 based on the prediction direction of the BDPCM according to a rule for determining a preset scan order.
  • the image decoding apparatus may determine a scan order of the current block as a horizontal or vertical scan order.
  • the image decoding apparatus may determine the scan order of the current block as a horizontal or vertical scan order.
  • the image decoding apparatus may decode the current block based on the determined scan order (S3440).
  • the image decoding apparatus may decode the residual signal by traversing the scan order of the residual coefficient subblocks constituting the current block in the scan order determined in step S3430.
  • the image decoding apparatus may traverse the residual coefficient subblock of the current block in a horizontal scan order.
  • the image decoding apparatus can traverse the residual coefficient subblock of the current block in a vertical scan order. have. In this way, the apparatus for decoding an image may traverse the residual coefficient sub-blocks based on the BDPCM direction and obtain a coded_sub_block_flag for the residual coefficient sub-block from the bitstream.
  • the image decoding apparatus may decode the residual signal by traversing the scan order of the residual signal in the residual coefficient subblock constituting the current block in the scan order determined in step S3430.
  • the image decoding apparatus may traverse the residual signal for the residual coefficient sub-block of the current block in a horizontal scan order.
  • the image decoding apparatus may traverse the residual signal for the residual coefficient sub-block of the current block in vertical scan order. I can.
  • the apparatus for decoding an image may traverse the residual signals in the residual coefficient subblock based on the BDPCM direction and obtain sig_coeff_flag for the residual signal from the bitstream.
  • the following items may be additionally considered.
  • context modeling for coded_sub_block_flag may be determined based on differential encoding mode information (bdpcm_flag) or differential encoding mode direction information (bdpcm_dir_flag).
  • the context model index may be calculated as a sum or logical disjunction of coded_sub_block_flag of the right and lower subblocks of the current residual coefficient subblock.
  • a local template for context modeling of sig_coeff_flag is a right neighbor (NB0) and/or a lower neighbor of the current scan position according to differential encoding mode information (bdpcm_flag) or differential encoding direction information (bdpcm_dir_flag).
  • NB1 can be modified to include.
  • a context model may be used for abs_level_gt1_flag and par_level_flag in consideration of differential encoding mode information (bdpcm_flag) or differential encoding direction information (bdpcm_dir_flag).
  • a template for deriving a rice parameter may be modified.
  • the template for deriving a rice parameter may be modified by selectively considering the left and lower neighbors of the current scan position based on the differential encoding mode (bdpcm_flag) or the differential encoding direction information (bdpcm_dir_flag). have.
  • a sign may be coded using a context coding bin.
  • the context model (template) may be determined based on differential encoding mode information (bdpcm_flag) or differential encoding direction information (bdpcm_dir_flag).
  • the encoding information of the code may be parsed after the encoding information (abs_remainder []) of the residual absolute level value when the transformation is skipped is parsed.
  • the scan order of the subblock and the scan order of the coefficients within the subblock are determined by differential coding mode information (bdpcm_flag) or differential coding direction information (bdpcm_dir_flag). Can be determined based on
  • exemplary methods of the present disclosure are expressed as a series of operations for clarity of description, but this is not intended to limit the order in which steps are performed, and each step may be performed simultaneously or in a different order if necessary.
  • the illustrative steps may include additional steps, other steps may be included excluding some steps, or may include additional other steps excluding some steps.
  • an image encoding apparatus or an image decoding apparatus performing a predetermined operation may perform an operation (step) of confirming an execution condition or situation of the operation (step). For example, when it is described that a predetermined operation is performed when a predetermined condition is satisfied, the video encoding apparatus or the video decoding apparatus performs an operation to check whether the predetermined condition is satisfied, and then performs the predetermined operation. I can.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one or more ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • general purpose It may be implemented by a processor (general processor), a controller, a microcontroller, a microprocessor, or the like.
  • the image decoding device and the image encoding device to which the embodiment of the present disclosure is applied include a multimedia broadcasting transmission/reception device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, and a real-time communication device such as video communication.
  • Mobile streaming devices storage media, camcorders, video-on-demand (VoD) service providers, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providers, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical use. It may be included in a video device or the like, and may be used to process a video signal or a data signal.
  • an OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, and a digital video recorder (DVR).
  • DVR digital video recorder
  • 35 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • the content streaming system to which the embodiment of the present disclosure is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage device, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server serves to generate a bitstream by compressing content input from multimedia input devices such as smartphones, cameras, camcorders, etc. into digital data, and transmits it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smartphones, cameras, camcorders, etc. directly generate bitstreams
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an image encoding method and/or an image encoding apparatus to which an embodiment of the present disclosure is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in a process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server may transmit multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server may serve as an intermediary for notifying the user of a service.
  • the web server transmits the request to the streaming server, and the streaming server may transmit multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, and in this case, the control server may play a role of controlling a command/response between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and/or encoding server. For example, when content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, a slate PC, and Tablet PC, ultrabook, wearable device, for example, smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)), digital TV, desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • HMD head mounted display
  • TV desktop
  • desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server may be distributedly processed.
  • the scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (e.g., operating systems, applications, firmware, programs, etc.) that cause an operation according to the method of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes a non-transitory computer-readable medium (non-transitory computer-readable medium) which stores instructions and the like and is executable on a device or a computer.
  • a non-transitory computer-readable medium non-transitory computer-readable medium
  • An embodiment according to the present disclosure may be used to encode/decode an image.

Landscapes

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  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은 인트라 예측 모드로 부호화된 현재 블록의 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하는 단계; 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 모드 정보가 레지듀얼 계수의 차분 부호화 모드를 나타내면, 상기 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도하는 단계; 및 상기 수정된 레지듀얼 블록에 대해 역양자화를 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 블록을 유도하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

레지듀얼 계수의 차분 부호화를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 레지듀얼 계수의 차분 부호화를 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법, 장치와, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 레지듀얼 계수의 차분 부호화를 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 레지듀얼 계수의 차분 부호화 방향에 따라 레지듀얼 계수 서브 블록을 분할하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 레지듀얼 계수의 차분 부호화 방향에 따라 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서를 결정하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은, 인트라 예측 모드로 부호화된 현재 블록의 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하는 단계; 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 모드 정보가 레지듀얼 계수의 차분 부호화 모드를 나타내면, 상기 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도하는 단계; 및 상기 수정된 레지듀얼 블록에 대해 역양자화를 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 블록을 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수정된 레지듀얼 블록을 유도하는 단계는, 상기 레지듀얼 블록 내 레지듀얼 계수들 중 적어도 하나의 수정 대상 레지듀얼 계수를 수정하는 단계를 포함하고, 상기 수정하는 단계는, 상기 수정 대상 레지듀얼 계수와 예측 레지듀얼 계수를 이용하여 수행되고, 상기 예측 레지듀얼 계수는 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보가 나타내는 예측 방향에 기반하여 결정될 수 있다.
상기 수정하는 단계는, 상기 수정 대상 레지듀얼 계수와 상기 예측 레지듀얼 계수를 더하는 단계; 및 상기 더한 값을 상기 수정 대상 레지듀얼 계수의 위치에 할당하는 단계를 포함하고, 상기 예측 레지듀얼 계수는 상기 예측 방향에 따른 순서 상, 상기 수정 대상 레지듀얼 계수의 직전에 인접한 계수일 수 있다. 상기 예측 방향은 수직 방향 및 수평 방향 중 어느 한 방향일 수 있다.
상기 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하는 단계는, 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보가 나타내는 예측 방향에 기반하여 상기 현재 블록을 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들로 분할하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들의 각각에 포함된 레지듀얼 계수를 상기 비트스트림으로부터 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기는 상기 예측 방향에 기반하여 결정될 수 있다.
상기 예측 방향이 수직 방향인 경우, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비 값은 높이 값 이상으로 결정되고, 상기 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이 값은 너비 값 이상으로 결정될 수 있다.
상기 예측 방향이 수평 방향이고, 상기 현재 블록의 화소 단위 높이가 16 이하의 양의 정수 N인 경우, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이는 N으로 결정되고, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비는 16/N으로 결정될 수 있다.
상기 예측 방향이 수직 방향이고, 상기 현재 블록의 화소 단위 너비가 16 이하의 양의 정수 N인 경우, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비는 N으로 결정되고, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이는 16/N으로 결정될 수 있다.
또한, 상기 예측 방향이 수직 방향인 경우, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이 값은 너비 값 이상으로 결정되고, 상기 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비 값은 높이 값 이상으로 결정될 수 있다.
상기 예측 방향이 수평 방향이고, 상기 현재 블록의 화소 단위 너비가 16 이하의 양의 정수 N인 경우, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비는 N으로 결정되고, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이는 16/N으로 결정될 수 있다.
상기 예측 방향이 수직 방향이고, 상기 현재 블록의 화소 단위 높이가 16 이하의 양의 정수 N인 경우, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이는 N으로 결정되고, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비는 16/N으로 결정될 수 있다.
상기 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하는 단계는, 상기 현재 블록을 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들로 분할하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들의 각각에 포함된 레지듀얼 계수를 상기 레지듀얼 계수 서브 블록에 대한 소정의 스캔 순서에 따라 상기 비트스트림으로부터 획득하는 단계를 포함하고, 상기 소정의 스캔 순서는 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보가 나타내는 예측 방향에 기반하여 결정될 수 있다.
상기 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상기 소정의 스캔 순서는 수직 스캔 순서이고, 상기 예측 방향이 수직 방향인 경우, 상기 소정의 스캔 순서는 수평 스캔 순서일 수 있다.
또한, 상기 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상기 소정의 스캔 순서는 수평 스캔 순서이고, 상기 예측 방향이 수직 방향인 경우, 상기 소정의 스캔 순서는 수직 스캔 순서일 수 있다.
상기 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하는 단계는, 상기 현재 블록을 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들로 분할하는 단계; 및 상기 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들의 각각에 포함된 레지듀얼 계수를 상기 레지듀얼 계수 서브 블록 내에서의 상기 레지듀얼 계수에 대한 소정의 스캔 순서에 따라 상기 비트스트림으로부터 획득하는 단계를 포함하고, 상기 소정의 스캔 순서는 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보가 나타내는 예측 방향에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 인트라 예측 모드로 부호화된 현재 블록의 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하고, 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 모드 정보가 레지듀얼 계수의 차분 부호화 모드를 나타내면, 상기 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도하며, 상기 수정된 레지듀얼 블록에 대해 역양자화를 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 블록을 유도할 수 있다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법은 인트라 예측 모드로 예측된 현재 블록의 레지듀얼 블록을 유도하는 단계; 상기 레지듀얼 블록을 양자화하여 레지듀얼 블록을 유도하는 단계; 상기 현재 블록에 대해 레지듀얼 계수의 차분 부호화 모드가 수행되는 경우, 상기 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도하는 단계; 및 레지듀얼 계수의 차분 부호화 모드를 나타내는 차분 부호화 모드 정보와 상기 수정된 레지듀얼 블록을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 전송 방법은, 본 개시의 영상 부호화 장치 또는 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 레지듀얼 계수의 차분 부호화를 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 레지듀얼 계수의 차분 부호화 방향에 따라 레지듀얼 계수 서브 블록을 분할할 수 있는 영상 부호화/복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 레지듀얼 계수의 차분 부호화 방향에 따라 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서를 결정할 수 있는 부호화/복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 영상의 분할 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조에서의 블록 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시한 도면이다.
도 7은 CTU가 다중 CU들로 분할되는 일 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 리던던트 분할 패턴의 일 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 10은 다른 일 실시 예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 11은 인트라 예측 기법 중 인트라 서브 파티션(ISP)을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 인트라 예측 정보의 비트스트림의 구조를 예시한 도면이다.
도 13은 CABAC 엔트로피 인코딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 17은 레지듀얼 샘플의 부호화가 적용되는 경우의 레지듀얼 신호 비트스트림 구조를 예시한 도면이다.
도 18 내지 도 20은 현재 블록에 대해 변환 스킵 모드가 적용되는 경우의 레지듀얼 신호 비트스트림 구조의 일 실시 예를 도시한다.
도 21은 일 실시 예에 따라 BDPCM의 레지듀얼 샘플을 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 일 실시 예에 따라 BDPCM을 수행하여 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 23은 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 부호화하는 절차를 도시한 흐름도이다.
도 24는 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 복원하는 절차를 도시한 흐름도이다.
도 25는 일 실시 예에 따른 현재 블록의 신택스 구조에 포함된 BDPCM에 관한 정보를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 26은 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치가 영상을 부호화하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 27은 일 실시 예에 따른 16x16 크기를 가지는 레지듀얼 계수 서브 블록을 도시하는 도면이다.
도 28은 일 실시 예에 따른 수평 방향 BDPCM이 적용된 예를 도시하는 도면이다.
도 29는 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치가 영상을 복호화하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 30은 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치가 영상을 부호화하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 31은 일 실시 예에 따른 수평 방향 DBPCM이 적용된 현재 블록에 대하여 결정된 레지듀얼 계수 서브 블록을 도시하는 도면이다.
도 32 및 도 33은 일 실시 예에 따른 스캔 순서를 도시하는 도면이다.
도 34는 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치가 영상을 복호화하는 방법을 설명하는 순서도이다.
도 35는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들을 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)/서브블록(subblock)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일/서브블록으로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일/서브블록은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서 "현재 블록"은 크로마 블록이라는 명시적인 기재가 없는 한 "현재 블록의 루마 블록"을 의미할 수 있다. "현재 블록의 크로마 블록"은 명시적으로 "크로마 블록" 또는 "현재 크로마 블록"과 같이 크로마 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 영상 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예예 따른 영상 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 영상 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나, 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서, 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉 IBC는 본 개시에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기반하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 영상 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 영상 부호화 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
영상 분할 개요
본 개시에 따른 비디오/영상 코딩 방법은 다음과 같은 영상의 분할 구조에 기반하여 수행될 수 있다. 구체적으로 후술하는 예측, 레지듀얼 처리((역)변환, (역)양자화 등), 신텍스 요소 코딩, 필터링 등의 절차는 상기 영상의 분할 구조에 기반하여 도출된 CTU, CU(및/또는 TU, PU)에 기반하여 수행될 수 있다. 영상은 블록 단위로 분할될 수 있으며, 블록 분할 절차는 상술한 영상 부호화 장치의 영상 분할부(110)에서 수행될 수 있다. 분할 관련 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 부호화되어 비트스트림 형태로 영상 복호화 장치로 전달될 수 있다. 영상 복호화 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 상기 분할 관련 정보를 기반으로 현재 픽처의 블록 분할 구조를 도출하고, 이를 기반으로 영상 디코딩을 위한 일련의 절차(ex. 예측, 레지듀얼 처리, 블록/픽처 복원, 인루프 필터링 등)를 수행할 수 있다.
픽처들은 코딩 트리 유닛들 (coding tree units, CTUs)의 시퀀스로 분할될 수 있다. 도 4는 픽처가 CTU들로 분할되는 예를 나타낸다. CTU는 코딩 트리 블록(CTB)에 대응될 수 있다. 혹은 CTU는 루마 샘플들의 코딩 트리 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 트리 블록들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 세가지 샘플 어레이를 포함하는 픽처에 대하여, CTU는 루마 샘플들의 NxN 블록과 크로마 샘플들의 두개의 대응 블록들을 포함할 수 있다.
CTU의 분할 개요
전술한 바와 같이, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU) 또는 최대 코딩 유닛(LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로 분할함으로써 획득될 수 있다. 예컨대, CTU는 먼저 쿼드트리 구조로 분할될 수 있다. 이후 쿼드트리 구조의 리프 노드들은 멀티타입 트리 구조에 의하여 더 분할될 수 있다.
쿼드트리에 따른 분할은 현재 CU(또는 CTU)를 4등분하는 분할을 의미한다. 쿼드트리에 따른 분할에 의해, 현재 CU는 동일한 너비와 동일한 높이를 갖는 4개의 CU로 분할될 수 있다. 현재 CU가 더 이상 쿼드트리 구조로 분할되지 않는 경우, 현재 CU는 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당한다. 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당하는 CU는 더 이상 분할되지 않고 전술한 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 또는, 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당하는 CU는 멀티타입 트리 구조에 의하여 더 분할될 수 있다.
도 5는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입을 도시한 도면이다. 멀티타입 트리 구조에 따른 분할은 바이너리 트리 구조에 따른 2개의 분할과 터너리 트리 구조에 따른 2개의 분할을 포함할 수 있다.
바이너리 트리 구조에 따른 2개의 분할은 수직 바이너리 분할(vertical binary splitting, SPLIT_BT_VER)과 수평 바이너리 분할(hotizontal binary splitting, SPLIT_BT_HOR)을 포함할 수 있다. 수직 바이너리 분할(SPLIT_BT_VER)은 현재 CU를 수직 방향으로 2등분하는 분할을 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 바이너리 분할에 의해 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 절반의 너비를 갖는 2개의 CU가 생성될 수 있다. 수평 바이너리 분할(SPLIT_BT_HOR)은 현재 CU를 수평 방향으로 2등분하는 분할을 의미한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수평 바이너리 분할에 의해 현재 CU의 높이의 절반의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 2개의 CU가 생성될 수 있다.
터너리 트리 구조에 따른 2개의 분할은 수직 터너리 분할(vertical ternary splitting, SPLIT_TT_VER)과 수평 터너리 분할(hotizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR)을 포함할 수 있다. 수직 터너리 분할(SPLIT_TT_VER)은 현재 CU를 수직 방향으로 1:2:1의 비율로 분할한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수직 터너리 분할에 의해 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 1/4의 너비를 갖는 2개의 CU와 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 절반의 너비를 갖는 CU가 생성될 수 있다. 수평 터너리 분할(SPLIT_TT_HOR)은 현재 CU를 수평 방향으로 1:2:1의 비율로 분할한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수평 터너리 분할에 의해 현재 CU의 높이의 1/4의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 2개의 CU와 현재 CU의 높이의 절반의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 1개의 CU가 생성될 수 있다.
도 6은 본 개시에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조에서의 블록 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시한 도면이다.
여기서, CTU는 쿼드트리의 루트(root) 노드로 취급되며, CTU는 쿼드트리 구조로 처음으로 분할된다. 현재 CU(CTU 또는 쿼드트리의 노드(QT_node))에 대해 쿼드트리 분할을 수행할 지 여부를 지시하는 정보(예컨대, qt_split_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, qt_split_flag가 제1 값(예컨대, "1")이면, 현재 CU는 쿼드트리 분할될 수 있다. 또한, qt_split_flag가 제2 값(예컨대, "0")이면, 현재 CU는 쿼드트리 분할되지 않고, 쿼드트리의 리프 노드(QT_leaf_node)가 된다. 각 쿼드트리의 리프 노드는 이후 멀티타입 트리 구조로 더 분할될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드는 멀티타입 트리의 노드(MTT_node)가 될 수 있다. 멀티타입 트리 구조에서, 현재 노드가 추가적으로 분할되는지를 지시하기 위하여 제1 플래그(a first flag, ex. mtt_split_cu_flag)가 시그널링될 수 있다. 만약 해당 노드가 추가적으로 분할되는 경우(예컨대, 제1 플래그가 1인 경우), 분할 방향(splitting direction)을 지시하기 위하여 제2 플래그(a second flag, e.g. mtt_split_cu_verticla_flag)가 시그널링될 수 있다. 예컨대, 제2 플래그가 1인 경우, 분할 방향은 수직 방향이고, 제2 플래그가 0인 경우, 분할 방향은 수평 방향일 수 있다. 그 후 분할 타입이 바이너리 분할 타입인지 터너리 분할 타입인지 여부를 지시하기 위하여 제3 플래그(a third flag, ex. mtt_split_cu_binary_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 제3 플래그가 1인 경우, 분할 타입은 바이너리 분할 타입이고, 제3 플래그가 0인 경우, 분할 타입은 터너리 분할 타입일 수 있다. 바이너리 분할 또는 터너리 분할에 의해 획득된 멀티타입 트리의 노드는 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 그러나, 멀티타입 트리의 노드는 쿼드트리 구조로 파티셔닝될 수는 없다. 상기 제1 플래그가 0인 경우, 멀티타입 트리의 해당 노드는 더 이상 분할되지 않고, 멀티타입 트리의 리프 노드(MTT_leaf_node)가 된다. 멀티타입 트리의 리프 노드에 해당하는 CU는 전술한 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다.
전술한 mtt_split_cu_vertical_flag 및 mtt_split_cu_binary_flag를 기반으로, CU의 멀티타입 트리 분할 모드(multi-type tree splitting mode, MttSplitMode)가 표 1과 같이 도출될 수 있다.
MttSplitMode mtt_split_cu_vertical_flag mtt_split_cu_binary_flag
SPLIT_TT_HOR 0 0
SPLIT_BT_HOR 0 1
SPLIT_TT_VER 1 0
SPLIT_BT_VER 1 1
도 7은 CTU가 쿼드트리의 적용 이후 멀티타입트리가 적용됨으로써 CTU가 다중 CU들로 분할될 예를 도시한다. 도 7에서 굵은 블록 엣지(bold block edge)(710)는 쿼드트리 분할을 나타내고, 나머지 엣지들(720)은 멀티타입 트리 분할을 나타낸다.
CU는 코딩 블록(CB)에 대응될 수 있다. 일 실시 예에서, CU는 루마 샘플들의 코딩 블록과, 루마 샘플들에 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록들을 포함할 수 있다.
크로마 성분(샘플) CB 또는 TB 사이즈는 픽처/영상의 컬러 포멧(크로마 포멧, ex. 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 등)에 따른 성분비에 따라 루마 성분(샘플) CB 또는 TB 사이즈를 기반으로 도출될 수 있다. 컬러 포멧이 4:4:4인 경우, 크로마 성분 CB/TB 사이즈는 루마 성분 CB/TB 사이즈와 동일하게 설정될 수 있다. 컬러 포멧이 4:2:2인 경우, 크로마 성분 CB/TB의 너비는 루마 성분 CB/TB 너비의 절반으로, 크로마 성분 CB/TB의 높이는 루마 성분 CB/TB 높이로 설정될 수 있다. 컬러 포멧이 4:2:0인 경우, 크로마 성분 CB/TB의 너비는 루마 성분 CB/TB 너비의 절반으로, 크로마 성분 CB/TB의 높이는 루마 성분 CB/TB 높이의 절반으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 루마 샘플 단위를 기준으로 CTU의 크기가 128일때, CU의 사이즈는 CTU와 같은 크기인 128 x 128에서 4 x 4 까지의 크기를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 4:2:0 컬러 포멧(or 크로마 포멧)인 경우, 크로마 CB 사이즈는 64x64에서 2x2 까지의 크기를 가질 수 있다
한편, 일 실시 예에서, CU 사이즈와 TU 사이즈가 같을 수 있다. 또는, CU 영역 내에 복수의 TU가 존재할 수도 있다. TU 사이즈라 함은 일반적으로 루마 성분(샘플) TB(Transform Block) 사이즈를 나타낼 수 있다.
상기 TU 사이즈는 미리 설정된 값인 최대 허용 TB 사이즈(maxTbSize)를 기반으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 CU 사이즈가 상기 maxTbSize보다 큰 경우, 상기 CU로부터 상기 maxTbSize를 가진 복수의 TU(TB)들이 도출되고, 상기 TU(TB) 단위로 변환/역변환이 수행될 수 있다. 예를 들어, 최대 허용 루마 TB 사이즈는 64x64이고, 최대 허용 크로마 TB 사이즈는 32x32일 수 있다. 만약 상기 트리 구조에 따라 분할된 CB의 너비 또는 높이가 최대 변환 너비 또는 높이보다 큰 경우, 해당 CB는 자동적으로(또는 묵시적으로) 수평 및 수직 방향의 TB 사이즈 제한을 만족할 때까지 분할될 수 있다.
또한, 예를 들어 인트라 예측이 적용되는 경우, 인트라 예측 모드/타입은 상기 CU(or CB) 단위로 도출되고, 주변 참조 샘플 도출 및 예측 샘플 생성 절차는 TU(or TB) 단위로 수행될 수 있다. 이 경우 하나의 CU(or CB) 영역 내에 하나 또는 복수의 TU(or TB)들이 존재할 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 TU(or TB)들은 동일한 인트라 예측 모드/타입을 공유할 수 있다.
한편, 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 스킴을 위하여, 다음 파라미터들이 SPS 신텍스 요소로 영상 부호화 장치에서 영상 복호화 장치로 시그널링 될 수 있다. 예를 들어, 쿼드트리 트리의 루트 노드의 크기를 나타내는 파라미터인 CTU size, 쿼드트리 리프 노드의 최소 가용 크기를 나타내는 파라미터인 MinQTSize, 바이너리 트리 루트 노드의 최대 가용 크기를 나타내는 파라미터인 MaxBTSize, 터너리 트리 루트 노드의 최대 가용 크기를 나타내는 파라미터인 MaxTTSize, 쿼드트리 리프 노드로부터 분할되는 멀티타입 트리의 최대 가용 계층 깊이(maximum allowed hierarchy depth)를 나타내는 파라미터인 MaxMttDepth, 바이너리 트리의 최소 가용 리프 노드 사이즈를 나타내는 파라미터인 MinBtSize, 터너리 트리의 최소 가용 리프 노드 사이즈를 나타내는 파라미터인 MinTtSize 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다.
4:2:0 크로마 포멧을 이용하는 일 실시 예에서, CTU 사이즈는 128x128 루마 블록 및 루마 블록에 대응하는 두개의 64x64 크로마 블록으로 설정될 수 있다. 이 경우, MinQTSize는 16x16으로 설정되고, MaxBtSize는 128x128로 설정되고, MaxTtSzie는 64x64로 설정되고, MinBtSize 및 MinTtSize는 4x4로, 그리고 MaxMttDepth는 4로 설정될 수 있다. 쿼트트리 파티셔닝은 CTU에 적용되어 쿼드트리 리프 노드들을 생성할 수 있다. 쿼드트리 리프 노드는 리프 QT 노드라고 불릴 수 있다. 쿼드트리 리프 노드들은 16x16 사이즈 (e.g. the MinQTSize)로부터 128x128 사이즈(e.g. the CTU size)를 가질 수 있다. 만약 리프 QT 노드가 128x128인 경우, 추가적으로 바이너리 트리/터너리 트리로 분할되지 않을 수 있다. 이는 이 경우 분할되더라도 MaxBtsize 및 MaxTtszie (i.e. 64x64)를 초과하기 때문이다. 이 외의 경우, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리로 추가적으로 분할될 수 있다. 그러므로, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리에 대한 루트 노드(root node)이고, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리 뎁스(mttDepth) 0 값을 가질 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 뎁스가 MaxMttdepth (ex. 4)에 도달한 경우, 더 이상 추가 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 너비가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수평 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 높이가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수직 분할은 고려되지 않을 수 있다. 이와 같이 분할이 고려되지 않는 경우, 영상 부호화 장치는 분할 정보의 시그널링을 생략할 수 있다. 이러한 경우 영상 복호화 장치는 소정의 값으로 분할 정보를 유도할 수 있다.
한편, 하나의 CTU는 루마 샘플들의 코딩 블록(이하, "루마 블록"이라 함)과 이에 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록(이하, "크로마 블록"이라 함)들을 포함할 수 있다. 전술한 코딩 트리 스킴은 현재 CU의 루마 블록 및 크로마 블록에 대해 동일하게 적용될 수도 있고, 개별적(separate)으로 적용될 수도 있다. 구체적으로, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록이 동일 블록 트리 구조로 분할될 수 있으며, 이 경우의 트리 구조는 싱글 트리(SINGLE_TREE)라고 나타낼 수 있다. 또는, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록은 개별적 블록 트리 구조로 분할될 수 있으며, 이 경우의 트리 구조는 듀얼 트리(DUAL_TREE)라고 나타낼 수 있다. 즉, CTU가 듀얼 트리로 분할되는 경우, 루마 블록에 대한 블록 트리 구조와 크로마 블록에 대한 블록 트리 구조가 별개로 존재할 수 있다. 이 때, 루마 블록에 대한 블록 트리 구조는 듀얼 트리 루마(DUAL_TREE_LUMA)라고 불릴 수 있고, 크로마 블록에 대한 블록 트리 구조는 듀얼 트리 크로마(DUAL_TREE_CHROMA)라고 불릴 수 있다. P 및 B 슬라이스/타일 그룹들에 대하여, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록들은 동일한 코딩 트리 구조를 갖도록 제한될 수 있다. 그러나, I 슬라이스/타일 그룹들에 대하여, 루마 블록 및 크로마 블록들은 서로 개별적 블록 트리 구조를 가질 수 있다. 만약 개별적 블록 트리 구조가 적용되는 경우, 루마 CTB(Coding Tree Block)는 특정 코딩 트리 구조를 기반으로 CU들로 분할되고, 크로마 CTB는 다른 코딩 트리 구조를 기반으로 크로마 CU들로 분할될 수 있다. 즉, 개별적 블록 트리 구조가 적용되는 I 슬라이스/타일 그룹 내 CU는 루마 성분의 코딩 블록 또는 두 크로마 성분들의 코딩 블록들로 구성되고, P 또는 B 슬라이스/타일 그룹의 CU는 세가지 컬러 성분(루마 성분 및 두개의 크로마 성분)의 블록들로 구성될 수 있음을 의미할 수 있다.
상기에서 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조에 대하여 설명하였으나, CU가 분할되는 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, BT 구조 및 TT 구조는 다수 분할 트리 (Multiple Partitioning Tree, MPT) 구조에 포함되는 개념으로 해석될 수 있고, CU는 QT 구조 및 MPT 구조를 통해 분할된다고 해석할 수 있다. QT 구조 및 MPT 구조를 통해 CU가 분할되는 일 예에서, QT 구조의 리프 노드가 몇 개의 블록으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_type) 및 QT 구조의 리프 노드가 수직과 수평 중 어느 방향으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_mode)가 시그널링됨으로써 분할 구조가 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, CU는 QT 구조, BT 구조 또는 TT 구조와 다른 방법으로 분할될 수 있다. 즉, QT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 크기로 분할되거나, BT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/2 크기로 분할되거나, TT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 또는 1/2 크기로 분할되는 것과 달리, 하위 뎁스의 CU는 경우에 따라 상위 뎁스의 CU의 1/5, 1/3, 3/8, 3/5, 2/3 또는 5/8 크기로 분할될 수 있으며, CU가 분할되는 방법은 이에 한정되지 않는다.
이와 같이, 상기 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 블록 구조는 매우 유연한 블록 분할 구조를 제공할 수 있다. 한편, 멀티타입 트리에 지원되는 분할 타입들 때문에, 경우에 따라서 다른 분할 패턴들이 잠재적으로 동일한 코딩 블록 구조 결과를 도출할 수 있다. 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 이러한 리던던트(redundant)한 분할 패턴들의 발생을 제한함으로써 분할 정보의 데이터량을 줄일 수 있다.
예를 들어, 도 8은 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들을 예시적으로 나타낸다. 도 8에 도시된 바와 같이, 2단계 레벨의 한 방향에 대한 연속적인 바이너리 분할 810과 820은, 터너리 분할 이후 센터 파티션에 대한 바이너리 분할과 동일한 코딩 블록 구조를 갖는다. 이러한 경우, 터너리 트리 분할의 센터 블록(830, 840)에 대한 바이너리 트리 분할은 금지될 수 있다. 이러한 금지는 모든 픽처들의 CU들에 대하여 적용될 수 있다. 이러한 특정 분할이 금지되는 경우, 대응하는 신텍스 요소들의 시그널링은 이러한 금지되는 경우를 반영하여 수정될 수 있고, 이를 통하여 분할을 위하여 시그널링되는 비트수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 도 8에 도시된 예와 같이, CU의 센터 블록에 대한 바이너리 트리 분할이 금지되는 경우, 분할이 바이너리 분할인지 테너리 분할인지 여부를 가리키는 mtt_split_cu_binary_flag 신텍스 요소는 시그널링되지 않고, 그 값은 0으로 영상 복호화 장치에 의하여 유도될 수 있다.
인트라 예측 개요
이하 일 실시 예에 따른 인트라 예측 방법을 설명한다. 인트라 예측은 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nW x nH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2 x nH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2 x nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nW x nH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다. 한편, 후술하는 ISP가 적용되는 경우, 상기 주변 참조 샘플들은 서브파티션 단위로 도출될 수 있다.
한편, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
주변 참조 샘플들이 도출된 경우, (i)현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 보간(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 또한, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향의 반대 방향에 위치하는 상기 제2 주변 샘플과 상기 제1 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다. 또한, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수도 있다. 이 경우는 LM 모드라고 불릴 수 있다. 또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 상기 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수도 있다. 상술한 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하고 이 때, 사용된 참조 샘플 라인을 디코딩 장치에 지시(시그널링)하는 방법으로 인트라 예측 부호화를 수행할 수 있다. 상술한 경우는 multi-reference line(MRL) intra prediction 또는 MRL 기반 인트라 예측이 라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 나누어 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플들을 도출하여 이용할 수 있다. 즉, 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다. 또한, 예측 샘플을 기준으로 한 예측 방향이 주변 참조 샘플들 사이를 가리키는 경우, 즉, 예측 방향이 분수 샘플 위치를 가리키는 경우, 해당 예측 방향 주변(해당 분수 샘플 위치 주변)에 위치한 복수의 참조 샘플들의 보간을 통하여 예측 샘플의 값을 도출할 수도 있다. 상술한 인트라 예측 방법들은 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록의 좌측과 상측에 위치한 재구성된 주변 화소를 이용하여 현재 블록의 서브 샘플링된 화소 세트에 대한 예측 신호를 생성한 후, 생성된 예측 신호와 주변 샘플 값을 이용하여 수직 및 수평 방향으로 보간하여 원래 크기의 예측 신호를 생성함으로써 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 Matrix-weighted Intra Prediction(MIP)이 적용될 수도 있다.
상기 인트라 예측 타입은 인트라 예측 기법 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP, MIP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 영상 부호화 장치에서 인코딩되어 비트스트림에 포함되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 각 인트라 예측 타입의 적용 여부를 가리키는 플래그 정보 또는 여러 인트라 예측 타입 중 하나를 지시하는 인덱스 정보 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
한편, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링이 수행될 수도 있다. 구체적으로, 인트라 예측 절차는 인트라 예측 모드/타입 결정 단계, 주변 참조 샘플 도출 단계, 인트라 예측 모드/타입 기반 예측 샘플 도출 단계를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링(post-filtering) 단계가 수행될 수도 있다.
이하, 인트라 예측에 기반한 비디오/영상 부호화 방법을 설명한다. 먼저, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다. 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출하고, 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측 모드/타입 결정, 주변 참조 샘플들 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 한편, 후술하는 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(185)는 예측 샘플 필터부를 더 포함할 수도 있다. 영상 부호화 장치는 복수의 인트라 예측 모드/타입들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드/타입을 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입들에 대한 RD(rate-distortion) cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
한편, 영상 부호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수도 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 상기 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
다음으로, 영상 부호화 장치는 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 영상 부호화 장치는 현재 블록의 원본 샘플들에서 상기 예측 샘플들을 위상 기반으로 비교하고, 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
다음으로, 영상 부호화 장치는 상기 인트라 예측에 관한 정보 (예측 정보) 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 모드 정보, 상기 인트라 예측 타입 정보를 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장매체 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 후술하는 레지듀얼 코딩 신텍스를 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 영상 부호화 장치는 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이를 위하여 영상 부호화 장치는 상기 양자화된 변환 계수들을 다시 역양자화/역변환 처리하여 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 이와 같이 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화 후 다시 역양자화/역변환을 수행하는 이유는 상술한 바와 같이 디코딩 장치에서 도출되는 레지듀얼 샘플들과 동일한 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위함이다. 영상 부호화 장치는 상기 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
이하, 인트라 예측에 기반한 비디오/영상 복호화 방법을 설명한다. 영상 복호화 장치는 상기 영상 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
먼저, 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보 (인트라 예측 모드/타입 정보)를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 이 경우 영상 복호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
영상 복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 상기 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 도출할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수도 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 예를 들어 MPM(most probable mode)이 상기 현재 블록에 적용되는지 아니면 리메이닝 모드(remaining mode)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(ex. intra_luma_mpm_flag)를 포함할 수 있고, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되는 경우 상기 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들) 중 하나를 가리키는 인덱스 정보(ex. intra_luma_mpm_idx)를 더 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)은 MPM 후보 리스트 또는 MPM 리스트로 구성될 수 있다. 예를 들어, MPM 후보 리스트는 주변 블록의 인트라 예측 모드 또는 미리 설정된 기본 인트라 예측 모드를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되지 않는 경우, 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 가리키는 리메이닝 모드 정보(ex. intra_luma_mpm_remainder)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
또한, 상기 인트라 예측 타입 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 인트라 예측 타입들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 타입 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), 상기 ISP가 상기 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), 상기 ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들의 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDPC의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 타입 정보는 본 개시에서 설명한 코딩 방법을 통하여 인코딩/복호화될 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 타입 정보는 truncated (rice) binary code를 기반으로 엔트로피 코딩(ex. CABAC, CAVLC)을 통하여 인코딩/복호화될 수 있다.
이하, 인트라 예측 모드에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도 9는 일 실시 예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다. 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 도 9에 도시된 바와 같이 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 65개의 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 인트라 예측 모드는 상술한 인트라 예측 모드들 외에도 크로마 샘플을 위한 CCLM(cross-component linear model) 모드를 더 포함할 수 있다. CCLM 모드는 LM 파라미터 도출을 위하여 좌측 샘플들을 고려하는지, 상측 샘플들을 고려하는지, 둘 다를 고려하는지에 따라 L_CCLM, T_CCLM, LT_CCLM으로 나누어질 수 있으며, 크로마 성분에 대하여만 적용될 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드는 다음 표와 같이 인덱싱될 수 있다.
Intra prediction mode Associated name
0 INTRA_PLANAR
1 INTRA_DC
2..66 INTRA_ANGULAR2..INTRA_ANGULAR66
81..83 INTRA_LT_CCLM, INTRA_L_CCLM, INTRA_T_CCLM
도 10은 다른 일 실시 예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다. 여기서 점선 방향은 정사각형이 아닌 블록에만 적용되는 광각 모드를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드와 함께 93개의 방향성 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너(planar) 예측 모드 및 DC 예측 모드를 포함할 수 있다. 방향성 인트라 예측 모드는 도 5에 화살표로 나타낸 바와 같이 2번 내지 80번과 -1번 내지 -14번으로 구성되는 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 상기 플래너 예측 모드는 INTRA_PLANAR로 표기될 수 있고, DC 예측 모드는 INTRA_DC로 표기될 수 있다. 그리고 방향성 인트라 예측 모드는 INTRA_ANGULAR-14 내지 INTRA_ANGULAR-1 및 INTRA_ANGULAR2 내지 INTRA_ANGULAR80과 같이 표기될 수 있다.
한편, 상기 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP, MIP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 타입은 인트라 예측 타입 정보를 기반으로 지시될 수 있으며, 상기 인트라 예측 타입 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 인트라 예측 타입들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 타입 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), 상기 ISP가 상기 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), 상기 ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들의 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDPC의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보, MIP의 적용 여부를 나타내는 MIP 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
ISP(Intra Sub-Partitions) 모드 개요
도 11은 인트라 예측 기법 중 인트라 서브 파티션(ISP)을 설명하기 위한 도면이다. 종래의 인트라 예측은 현재 부호화/복호화 대상 블록(현재 블록)을 하나의 단위로 간주하여 분할없이 부호화/복호화를 수행한다. 그러나 ISP가 적용되는 경우, 현재 블록을 수평 방향 혹은 수직 방향으로 분할하여 인트라 예측 부호화/복호화가 수행될 수 있다. 이 때, 분할된 ISP 서브 블록 단위로 부호화/복호화를 수행하여 복원된 ISP 서브 블록이 생성되고, 복원된 ISP 서브 블록은 다음 분할된 ISP 서브 블록의 참조 블록으로 사용될 수 있다.
현재 블록에 대해 ISP 모드가 적용되는 경우, 현재 블록을 수평 방향 혹은 수직 방향으로 분할하여 획득된 ISP 서브 블록들의 각각에 대해 인트라 예측이 수행될 수 있다. ISP 서브 블록 단위로 인트라 예측, 레지듀얼 신호 생성 및 복원 신호 생성이 수행되고, 복원된 서브 파티션의 복원 신호는 다음 서브 파티션의 인트라 예측의 참조 샘플로서 사용될 수 있다.
영상 부호화 장치는 다양한 방법(예컨대, rate distortion optimizaton 기반의 방법)으로 ISP 분할 방향을 결정할 수 있다. 결정된 분할 방향은 ISP의 분할 방향에 관한 정보로서 비트스트림을 통해 명시적으로 시그널링될 수 있다. 영상 복호화 장치는 시그널링된 분할 방향에 관한 정보에 기초하여 현재 블록의 ISP 분할 방향을 결정할 수 있다. 현재 블록의 크기(너비 또는 높이) 등 현재 블록의 부호화 파라미터에 의해 ISP 분할 방향이 암묵적으로 결정되는 경우, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 동일한 방법으로 현재 블록의 ISP 분할 방향을 결정할 수 있다.
현재 블록을 분할하여 획득된 ISP 서브 블록들은 각각은 최소 16개의 샘플을 포함할 것이 요구될 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 4x4 블록인 경우, ISP가 적용되지 않는 것으로 암묵적으로 결정될 수 있다. 또한, 현재 블록이 4x8 블록 또는 8x4 블록인 경우, 도 11(a)에 도시된 바와 같이, ISP가 적용되는 현재 블록은 2개의 ISP 서브 블록들로 분할될 수 있다. 또한, 현재 블록이 4x4 블록, 4x8 블록 또는 8x4 블록이 아닌 경우에는, 도 11(b)에 도시된 바와 같이, ISP가 적용되는 현재 블록은 4개의 ISP 서브 블록들로 분할될 수 있다. 도 11(a) 및 도 11(b)에 도시된 예에서, ISP 분할 방향이 수평 방향인 경우, 상단의 ISP 서브 블록부터 하단의 ISP 서브 블록의 순서로 부호화 및/또는 복호화가 수행될 수 있다. 또한, 분할 방향이 수직 방향인 경우, 좌측의 ISP 서브 블록부터 우측의 ISP 서브 블록의 순서로 부호화 및/또는 복호화가 수행될 수 있다.
도 12는 인트라 예측 정보의 비트스트림의 구조를 예시한 도면이다.
현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부는 아래의 수학식 1에 기반하여 판단될 수 있다. 수학식 1의 조건은 현재 블록의 루마 성분 블록을 기준으로 판단될 수 있다. 즉, 아래의 조건에서 현재 블록의 너비, 높이 및 위치는 각각 현재 블록의 루마 성분 블록의 너비, 높이 및 위치를 의미할 수 있다.
[수학식 1]
intra_luma_ref_idx[ x0 ][ y0 ] = = 0 && (cbWidth <= MaxTbSizeY || cbHeight <= MaxTbSizeY) && (cbWidth * cbHeight > MinTbSizeY * MinTbSizeY)
예컨대, 현재 블록에 대한 수학식 1의 조건이 만족될 때, 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다. 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단된 후, 현재 블록에 대해 ISP를 적용할 지 여부가 판단될 수 있다.
상기 ISP 가용 조건에서 (x0, y0)는 현재 블록의 좌상단 샘플의 위치를 나타내는 좌표일 수 있다. 또한, intra_luma_ref_idx[x0][y0]는 현재 블록의 예측에 사용된 참조 라인을 나타내는 정보일 수 있다. 상기 ISP 가용 조건에 따르면, intra_luma_ref_idx가 0일 때, 즉, 현재 블록의 예측에 사용된 참조 라인이 0번 라인(현재 블록에 바로 인접한 참조 라인)인 경우에 현재 블록에 대한 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다. 현재 블록의 예측에 사용된 참조 라인이 0번 라인 이외의 라인인 경우, 현재 블록에 대해 ISP가 가용하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
상기 수학식 1의 조건에서, cbWidth와 cbHeight는 각각 현재 블록의 너비와 높이를 의미할 수 있다. 또한, MaxTbSizeY와 MinTbSizeY는 각각 현재 블록에 대한 최대 변환 크기와 최소 변환 크기를 의미할 수 있다. 전술한 바와 같이 레지듀얼 처리는 변환 또는 역변환을 포함할 수 있다. 이때, 변환 또는 역변환이 가용한 변환 블록의 크기는 기정의되거나 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 즉, 최대 변환 크기는 변환 또는 역변환이 수행될 수 있는 변환 블록의 최대 크기를 의미할 수 있다. 또한, 최소 변환 크기는 변환 또는 역변환이 수행될 수 있는 변환 블록의 최소 크기를 의미할 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 크기가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 현재 블록은 둘 이상의 변환 블록들로 분할될 수 있다. 또한, 현재 블록은 최소 변환 크기보다 작은 크기의 변환 블록들로 분할될 수 없다. 최대 변환 크기 및/또는 최소 변환 크기는 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에서 기정의되거나, 블록의 상위 레벨에서 시그널링되는 정보에 기반하여 유도될 수 있다.
상기 수학식 1 조건에 따르면, cbWidth 또는 cbHeight 중 적어도 하나가 MaxTbSizeY 이하일 경우에만 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다. 즉, cbWidth와 cbHeight가 모두 MaxTbSizeY 보다 큰 경우, 현재 블록에 대해 ISP가 가용하지 않은 것으로 판단될 수 있다. cbWidth가 MaxTbSizeY 보다 크고 cbHeight가 MaxTbSizeY 이하이며 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, ISP 분할 방향은 후술하는 바와 같이 수직 방향으로 결정될 수 있다. cbHeight가 MaxTbSizeY 보다 크고 cbWidth가 MaxTbSizeY 이하이며 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, ISP 분할 방향은 후술하는 바와 같이 수평 방향으로 결정될 수 있다.
상기 수학식 1 조건에 따르면, cbWidth * cbHeight가 MinTbSizeY * MinTbSizeY 보다 클 때, 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다. cbWidth * cbHeight는 현재 블록의 면적 또는 현재 블록에 포함된 샘플의 개수를 의미할 수 있다. 예컨대, MinTbSizeY가 4일 경우, 현재 블록에 포함된 샘플의 개수가 16(4 * 4)개 보다 많은 경우에만 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다.
예컨대, 영상 부호화 장치는 ISP의 적용 유무를 블록 단위로 전송할 수 있다. 구체적으로 영상 부호화 장치는 구문 요소 intra_subpartions_mode_flag를 이용하여 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 시그널링할 수 있다. 예컨대, intra_subpartions_mode_flag가 제 1 값을 가지는 경우 현재 블록에 대해 ISP가 적용되고, intra_subpartions_mode_flag가 제 2 값을 가지는 경우 현재 블록에 대해 ISP가 적용되지 않을 수 있다.
현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우(e.g. intra_subpartions_mode_flag==1), 영상 부호화 장치는 구문 요소 intra_subpartions_split_flag를 이용하여 현재 블록의 ISP 분할 방향을 시그널링할 수 있다. 예컨대, intra_subpartions_split_flag가 제 1 값을 가지는 경우 현재 블록의 ISP 분할 방향은 수평 방향으로 결정될 수 있다. 반면, intra_subpartions_split_flag가 제 2 값을 가지는 경우 현재 블록의 ISP 분할 방향은 수직 방향으로 결정될 수 있다. 이때, intra_subpartions_split_flag는 현재 블록의 크기, 위치, 최대 변환 크기, 최소 변환 크기 중 적어도 하나를 기반으로 부호화/복호화 여부가 결정될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록의 너비 및 높이가 현재 블록의 최대 변환 크기 보다 작거나 같은 경우(cbWidth <= MaxTbSizeY && cbHeight <= MaxTbSizeY), intra_subpartions_split_flag가 부호화/복호화될 수 있다.
현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 모든 ISP 서브 블록들에 대해 동일하게 적용되고, ISP 서브 블록 단위로 주변 참조 샘플이 도출될 수 있다. ISP 서브 블록의 주변 참조 샘플을 이용하여 인트라 예측이 재귀적으로 수행됨에 따라 인트라 예측 성능이 향상될 수 있다. 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, ISP 서브 블록 단위로 레지듀얼 샘플 처리 절차가 수행될 수 있다. 예컨대, 각 ISP 서브 블록에 대하여 인트라 예측 샘플들이 도출되고, 여기에 해당 서브 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 더해져 복원 샘플들이 획득될 수 있다.
상기 레지듀얼 신호(레지듀얼 샘플들)는 상술한 비트스트림 내 레지듀얼 정보(양자화된 변환 계수 정보 또는 레지듀얼 코딩 신텍스)를 기반으로 역양자화/역변환 절차 등을 통하여 도출될 수 있다. 즉, 제1 ISP 서브 블록에 대한 예측 샘플들 도출, 레지듀얼 샘플들 도출이 수행되고, 이를 기반으로 상기 제1 ISP 서브 블록에 대한 복원 샘플들이 도출될 수 있다. 이 경우 제2 ISP 서브 블록에 대한 예측 샘플들 도출시, 상기 제1 ISP 서브 블록 내의 복원 샘플들 중 일부(e.g. 상기 제2 ISP 서브 블록의 좌측 또는 상측 주변 참조샘플들)가 상기 제2 ISP 서브 블록에 대한 주변 참조 샘플들로 이용될 수 있다. 마찬가지로 제2 ISP 서브 블록에 대한 예측 샘플들 도출, 레지듀얼 샘플들 도출이 수행되고, 이를 기반으로 상기 제2 ISP 서브 블록에 대한 복원 샘플들이 도출될 수 있다. 이 경우, 제3 ISP 서브 블록에 대한 예측 샘플들 도출시, 상기 제2 ISP 서브 블록 내의 복원 샘플들 중 일부(e.g. 상기 제3 ISP 서브 블록의 좌측 또는 상측 주변 참조샘플들)가 상기 제3 ISP 서브 블록에 대한 주변 참조 샘플들로 이용될 수 있다. 이하 마찬가지이다.
CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) 및 레지듀얼 신호 부호화/복호화 개요
영상 부호화/영상 복호화 장치는 CABAC을 이용하여 영상 정보를 부호화/복호화할 수 있다. 영상 정보의 일부 또는 전부는 도 2의 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 엔트로피 인코딩될 수 있고, 영상 정보의 일부 또는 전부는 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 엔트로피 디코딩될 수 있다. 후술하는 레지듀얼 신호에 포함되는 구문 요소들은 CABAC 기반으로 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
도 13은 CABAC 엔트로피 인코딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
입력 신호가 이진값이 아닌 구문 요소인 경우, 이진화부(1310)를 통해 입력 신호가 이진값으로 변환될 수 있다. 입력 신호가 이미 이진값인 경우에는 이진화 과정이 수행되지 않을 수 있다. 이때, 이진값을 구성하는 각각의 이진수 0 또는 1을 빈(bin)이라고 할 수 있다. 예컨대, 이진화된 후의 이진열이 110인 경우 1, 1, 0 각각은 하나의 빈일 수 있다. 하나의 구문 요소에 대한 이진, 이진열은 해당 구문 요소의 값을 나타낼 수 있다.
이진화된 빈들은 정규 부호화 엔진(1320) 또는 바이패스 부호화 엔진(1330)으로 입력될 수 있다. 문맥 모델 결정부(1340)는 해당 빈에 대해 확률값을 반영하는 문맥 모델(context model)을 할당하고, 정규 부호화 엔진(1320)은 할당된 문맥 모델에 기반해 해당 빈을 부호화할 수 있다. 정규 부호화 엔진(1320)에서의 각 빈에 대한 부호화를 수행된 뒤, 해당 빈에 대한 확률 모델이 갱신될 수 있다. 이렇게 부호화되는 빈들을 문맥 부호화 빈(context-coded bin)이라 할 수 있다. 바이패스 부호화 엔진(1330)에서는 입력된 빈에 대해 확률을 추정하는 절차와 부호화 후에 해당 빈에 적용했던 확률 모델을 갱신하는 절차가 생략될 수 있다. 바이패스 부호화 엔진(1330)은 문맥을 할당하는 대신 균일한 확률 분포를 적용해 입력되는 빈을 부호화함으로써 부호화 속도를 향상시킬 수 있다. 바이패스 부호화 엔진(1330)을 통해 부호화되는 빈들은 바이패스 빈(bypass bin)이라 할 수 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 정규 부호화 엔진(1320)을 통해 부호화를 수행할 것인지, 바이패스 부호화 엔진(1330)을 통해 부호화를 수행할 것인지를 결정하고, 부호화 경로를 스위칭할 수 있다.
한편, 엔트로피 복호화는 도 13의 부호화 과정이 역순으로 진행됨으로써 수행될 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)는 정규 코딩 복호화 엔진 혹은 바이패스 복호화 엔진 중 하나를 이용하여 비트스트림을 이진열로 복호화할 수 있다. 정규 코딩 엔진에서의 복호화가 수행된 뒤, 해당 빈에 대한 확률 모델이 갱신될 수 있다. 한편 바이패스 복호화 엔진에서는 입력된 비트스트림에 대해 확률을 추정하는 절차 및 확률 모델을 갱신하는 절차가 생략될 수 있다. 정규 코딩 복호화 엔진 혹은 바이패스 복호화 엔진 중 하나를 통해 생성된 빈은 역이진화부의 선택적인 역이진화를 통해, 최초 입력 신호였던 구문 요소로 최종 복원될 수 있다.
레지듀얼 샘플들은 변환, 양자화 과정을 거쳐 양자화된 변환 계수들을 이용하여 유도될 수 있다. 양자화된 변환 계수들은 변환 계수들이라 정의될 수 있다. 블록 내 변환 계수들은 레지듀얼 정보의 형태로 시그널링될 수 있다. 레지듀얼 정보는 레지듀얼 코딩 구문 요소를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 레지듀얼 정보로 레지듀얼 코딩 구문 요소를 구성하고 이를 부호화하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 반면 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 레지듀얼 코딩 구문 요소를 복호화하여 양자화된 변환 계수들을 획득할 수 있다. 이하 레지듀얼 코딩 구문 요소는 구문 요소라 지칭될 수 있다.
도 14 내지 도 17은 레지듀얼 샘플의 부호화가 적용되는 경우의 레지듀얼 신호 비트스트림 구조를 예시한 도면이다. 일 예로, 변환 계수는 last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, last_sig_coeff_y_suffix, coded_sub_block_flag, sig_coeff_flag, abs_level_gtX_flag, par_level_flag, abs_remainder, dec_abs_level, coeff_sign_flag 중 적어도 하나의 레지듀얼 코딩 구문 요소를 이용하여 부호화/복호화될 수 있다. 변환 계수를 구문 요소를 이용하여 부호화/복호화하는 프로세스를 레지듀얼 (데이터) 코딩 또는 (변환) 계수 코딩이라 정의할 수 있다. 이때, 변환/양자화 과정은 생략될 수 있다. 이하, 상술한 각각의 구문 요소에 대해서 자세히 설명한다. 이하에서 설명하는 구문 요소의 명칭은 예시로서, 구문 요소의 명칭에 의해 본 개시의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
구문 요소 last_sig_coeff_x_prefix, last_sig_coeff_y_prefix, last_sig_coeff_x_suffix, last_sig_coeff_y_suffix는 연관된 블록 내의 마지막 0이 아닌 계수의 (x, y) 위치 정보를 부호화 하는 구문 요소이다. 이때, 연관된 블록은 부호화 블록(Coding Block, CB) 또는 변환 블록(Transform Block, TB)일 수 있다. 이하, 변환, 양자화 및 레지듀얼 코딩 프로세스에서의 블록은 부호화 블록 또는 변환 블록일 수 있다.
구체적으로, last_sig_coeff_x_prefix는 변환 블록 내 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수(significant coefficient)의 열 위치의 프리픽스(prefix)를 지시하고, last_sig_coeff_y_prefix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수의 행 위치의 프리픽스를 지시할 수 있다. last_sig_coeff_x_suffix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수의 열 위치의 서픽스(suffix)를 지시하고, last_sig_coeff_y_suffix는 상기 변환 블록 내 상기 스캔 순서에서의 마지막 유효 계수의 행 위치의 서픽스를 지시할 수 있다. 유효 계수는 0이 아닌 계수를 의미할 수 있다. 스캔 순서는 우상향 대각 스캔 순서, 좌하향 대각 스캔 순서, 수평 스캔 순서 및 수직 스캔 순서 중 하나일 수 있다. 이때, 수평 스캔 순서는 좌측부터 우측 방향의 스캔 순서를 의미할 수 있고, 수직 스캔 순서는 상단부터 하단 방향의 스캔순서를 의미할 수 있다. 스캔 순서는 대상 블록에 인트라/인터 예측이 적용되는지 여부 및/또는 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 기반으로 결정될 수 있다.
구문 요소 coded_sub_block_flag는 현재 블록이 서브 블록들로 분할될 때, 각 서브 블록들이 0이 아닌 계수가 포함하는지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다. 일 실시 예에서, 서브 블록의 크기는 4x4 또는 2x2일 수 있다. 이때 서브 블록은 계수 그룹(coefficient group, CG)으로도 표현될 수 있다.
예컨대, coded_sub_block_flag의 값이 0이면 더 이상 전송할 정보가 없으므로 서브 블록에 대한 부호화 과정이 종료될 수 있다. 반대로, coded_sub_block_flag의 값이 1이면 sig_coeff_flag 부호화/복호화 과정이 수행될 수 있다. 스캔 순서에 따를 시, 마지막으로 0이 아닌 계수를 포함하는 서브 블록에 대해서는 coded_sub_block_flag에 대한 시그널링이 수행되지 않을 수 있다. 이는 좌상단 서브 블록의 경우 DC 계수가 존재하므로, 0이 아닌 계수가 존재하는 확률이 높기 때문일 수 있다. 따라서 마지막 0이 아닌 계수를 포함하는 서브 블록에 대해서는 coded_sub_block_flag가 부호화되지 않고, 그 값이 1로 설정될 수 있다.
coded_sub_block_flag가 현재 서브 블록 내에 0이 아닌 계수가 존재함을 지시하면, 역으로 스캔된 순서에 따라 이진값을 갖는 sig_coeff_flag가 부호화/복호화될 수 있다. 스캔 순서에 따라 해당 스캔 위치(n)의 계수에 대해 1비트 구문 요소 sig_coeff_flag[n]이 부호화/복호화될 수 있다. 구문 요소 sig_coeff_flag[n]는 현재 스캔 위치의 계수가 0의 값을 가지는지 여부를 지시하는 구문 요소 일 수 있다. 마지막 0이 아닌 계수를 포함하고 있는 하위 블록의 경우, 마지막 0이 아닌 계수에 대해서는 sig_coeff_flag[n]가 부호화/복호화될 필요가 없으므로 부호화/복호화 과정이 생략될 수 있다.
sig_coeff_flag[n]가 1인 경우에만 레벨 정보 부호화/복호화가 수행될 수 있다. 이때, 레벨 정보 부호화/복호화 과정은 상술한 구문 요소들 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 한편, 구문 요소 sig_coeff_flag[xC][yC]는 현재 블록 내 각 변환 계수 위치(xC, yC)의 변환 계수가 0인지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다.
sig_coeff_flag[n] 부호화/복호화 이후의 남은 레벨 값은 다음의 수학식 2에 따라 유도될 수 있다.
[수학식 2]
remAbsLevel[n] = | coeff[n] | - 1
이때, 구문 요소 remAbsLevel[n]은 스캔 위치 n에서 부호화/복호화 되어야하는 레벨 값을 지시할 수 있다. coeff[n]는 실제 변환 계수 값을 의미할 수 있다.
구문 요소 abs_level_gtx_flag[n][0]는 스캔 위치 n에서의 | coeff[n] |이 1보다 큰지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다. abs_level_gtX_flag[n][0]의 값이 0이면 해당 위치 계수의 절대값은 1일 수 있다. 반면 abs_level_gtX_flag[n][0]의 값이 1이면, remAbsLevel[n]은 다음의 수학식 3에 따라 유도될 수 있다.
[수학식 3]
remAbsLevel[n] = remAbsLevel[n] - 1
구문 요소 par_level_flag[n]는 다음의 수학식 4에 따라 remAbsLevel[n]의 LSB(least significant coefficient) 값을 부호화/복호화하는데 사용되는 구문 요소일 수 있다. 즉, par_level_flag[n]는 스캔 위치 n의 변환 계수 레벨 값의 패리티(parity)를 지시할 수 있다. par_leve_flag[n] 부호화/복호화 후, remAbsLevel[n]을 다음의 수학식 4에 따라 업데이트될 수 있다.
[수학식 4]
par_level_flag[n] = remAbsLevel[n] & 1
remAbsLevel[n] = remAbsLevel[n] >> 1
구문 요소 abs_level_gtx_flag[n][1]는 스캔 위치 n에서의 | coeff[n] |이 3보다 큰지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다. 예컨대, abs_level_gtX_flag[n][1]가 1인 경우에만 abs_remainder[n]이 부호화/복호화될 수 있다. 일 예로, coeff[n]와 각 구문 요소들의 관계는 다음의 수학식 5와 같을 수 있다. 이때, | coeff[n] |는 변환 계수 레벨 값을 지시하며, 변환 계수에 대한 AbsLevel[n]이라고 표현될 수도 있다. 구문 요소 coeff_sign_flag[n]은 해당 스캔 위치 n에서의 변환 계수 부호(sign)를 지시할 수 있다. 상술한 내용을 종합하면, abs_level_gtx_flag[n][i]는 변환 계수의 절대값이 1 또는 3 중 어느 하나 보다 큰지 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있다.
[수학식 5]
| coeff[n] | = sig_coeff_flag[n] + abs_level_gtX_flag[n][0] + par_level_flag[n] + 2 * (abs_level_gtx_flag[n][1] + abs_remainder[n])
한편, CABAC은 높은 성능을 제공하지만 처리량(throughput) 성능이 좋지 않다는 단점을 갖는다. 이는 상술한 CABAC의 정규 부호화 엔진으로 인한 것일 수 있다. 정규 부호화 엔진은 이전 빈의 부호화를 통해 업데이트된 확률 상태와 범위를 사용하기 때문에 높은 데이터 의존성을 보이며, 확률 구간을 읽고 현재 상태를 판단하는데 많은 시간이 소요되는 문제점을 가진다. 이때, 문맥 부호화 빈의 수를 제한하는 경우, CABAC의 처리량 문제가 해결될 수 있다.
일 예로, sig_coeff_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag[n], abs_level_gtx_flag[n][1]를 표현하기 위해 사용된 빈의 합이 변환 블록의 크기에 따라 제한될 수 있다. 구체적으로, 빈의 합은, ((1<<(log2TbWidth+log2TbHeight))*7)>>2의 값으로 제한될 수 있다. 즉, 빈의 합은 현재 CG를 포함하는 변환 블록의 크기의 1.75배의 수로 제한될 수 있으며, 이는 평균적으로 1개의 픽셀 위치 당 1.75개의 문맥 부호화 빈이 사용될 수 있음을 의미할 수 있다. 제한된 문맥 부호화 빈을 모두 사용하는 경우, 나머지 계수들에 대해서는 CABAC이 적용되지 않고 바이패스 부호화/복호화가 수행될 수 있다. 즉, 부호화/복호화 빈의 수가 4x4 CG에서 32, 2x2 CG에서 8이 되는 경우, sig_coeff_flag[n], abs_level_gtX_flag[n][0], par_level_flag[n], abs_level_gtx_flag[n][1]는 추가로 부호화되지 않을 수 있다. 이때, |coeff[n]|는 기설정된 dec_abs_level[n]으로 부호화/복호화될 수 있다.
변환 스킵 모드에 따른 레지듀얼 신호 부호화/복호화 개요
상술한 바와 같이, 영상 부호화 장치의 변환부(120)는 레지듀얼 신호에 대해 변환을 수행하여, 변환 계수들을 생성할 수 있다. 변환 계수들은 양자화 및 엔트로피 부호화를 통해 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있으며, 영상 복호화 장치의 역변환부(230)는 변환 계수에 대해 역변환을 수행하여 변환 계수들을 복원할 수 있다. 영상 부호화 장치는 특별한 경우, 레지듀얼 신호에 대한 변환을 수행하지 않고, 엔트로피 부호화를 수행할 수 있으며, 영상 부호화 장치의 이러한 동작을 변환 스킵 프로세스 또는 변환 스킵 모드 적용이라 정의할 수 있다. 변환이 생략된 레지듀얼 신호에 대해, 영상 복호화 장치의 역변환부(230)는 역변환을 수행하지 않을 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록에 대해 변환 스킵 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 정보를 전송할 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치는 구문 요소 transform_skip_flag를 통해 현재 블록에 대해 변환 스킵 모드가 적용되는지 여부를 시그널링할 수 있다. transform_skip_flag는 현재 블록의 높이, 너비 및 최대 변환 크기 중 적어도 하나에 기반하여 시그널링될 수 있다. 일 예로, 다음의 수학식 6의 조건에 따라 현재 블록의 transform_skip_flag의 부호화/복호화 여부가 결정될 수 있다.
[수학식 6]
transform_skip_enabled_flag && log2TbWidth <= MaxTsSize && log2TbHeight <= MaxTsSize
이때, transform_skip_enabled_flag는 변환 스킵 모드의 적용 가능 여부를 지시하는 구문 요소일 수 있으며, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 타일 레벨, 타일 그룹 레벨 및 슬라이스 레벨 중 적어도 하나의 레벨에서 시그널링될 수 있다.
현재 블록에 대해 변환 스킵 모드가 적용되는 경우, 상술한 레지듀얼 신호의 부호화/복호화는 변환이 적용되는 경우와 비교하여 다음의 특징에 따라 수행될 수 있다.
변환 스킵 모드가 적용되는 경우, 레지듀얼 신호가 예측 후 공간적 레지듀얼을 반영하고, 변환에 의한 에너지 압축이 수행되지 않기 때문에, 변환 블록의 오른쪽 하단 코너에서 유효 하지 않은 레벨들 또는 연속되는 0의 값이 나타날 확률이 높지 않다. 이에 따라 마지막 유효 스캔 위치에 대한 시그널링이 필요하지 않을 수 있다. 이에 따라, 변환 스킵이 적용되는 경우 마지막 유효 스캔 위치에 대한 시그널링이 생략될 수 있다.
마지막 유효 스캔 위치가 시그널되지 않음에 따라, 변환 스킵되는 경우 coded_sub_block_flag를 이용한 서브 블록의 부호화 여부 시그널링은 수정될 수 있다. 예를들어, 변환이 수행되며 마지막 유효 스캔 위치가 시그널링 되는 경우, 마지막 유효 스캔 위치가 DC 주파수 위치를 커버하는 DC 서브 블록(좌상측 서브 블록)이 아닌 다른 서브 블록의 위치를 나타내면 DC 서브 블록을 위한 coded_sub_block_flag는 시그널되지 않고 항상 1의 값을 나타내는 것으로 유도될 수 있다. 이러한 경우, DC 서브 블록이 오직 0 또는 유효하지 않은 레벨 값만을 포함하는 경우에도 coded_sub_block_flag의 값이 1로 유도될 수 있다. 그러나, 변환 스킵되는 경우, 마지막 유효 스캔 위치의 시그널링이 생략됨에 따라, 각각의 서브 블록에 대한 coded_sub_block_flag가 시그널링될 수 있다. 이에, 모든 coded_sub_block_flag의 값이 0인 경우가 아니라면, DC 서브 블록의 coded_sub_block_flag 또한 시그널링 될 수 있다.
한편, 모든 coded_sub_block_flag의 값이 0인 경우, 스캔 순서상 마지막 서브 블록의 coded_sub_block_flag는 시그널링 되지 않고, 1로 유도될 수 있다. 이러한 경우, 해당 서브 블록에 적어도 하나의 유효 레벨 값이 존재하여야 함에 따라, 해당 서브 블록에 존재하는 모든 다른 sig_coeff_flag 신택스 요소의 값이 0과 같다면, 스캔 순서상 마지막으로 파싱되는 sig_coeff_flag 신택스 요소는 시그널링되지 않고 1로 유도될 수 있다.
보다 상세히, 좌상측 서브 블록과 서브 블록내 좌상측 위치가 가장 마지막 스캔 순서를 가지는 경우, DC 서브 블록의 coded_sub_block_flag는 시그널링 되지 않고 1로 유도될 수 있다(inferDcSbCbf=1). 이러한 경우, DC 서브 블록에 적어도 하나의 유효 레벨 값이 존재하여야 함에 따라, 이러한 DC 서브 블록에 존재하는 모든 다른 sig_coeff_flag 신택스 요소의 값이 0과 같다면, 좌상측 위치(0.0)에 대한 sig_coeff_flag 신택스 요소는 시그널링되지 않고 1로 유도될 수 있다(inferSbDcSigCoeffFlag=1).
또한, coded_sub_block_flag에 대한 컨텍스트 모델링 또한 수정될 수 있다. 컨텍스트 모델 인덱스는 현재 서브 블록의 우측 및 하측 이웃 블록의 coded_sub_block_flag의 합 또는 논리합으로 계산될 수 있다.
또한, sig_coeff_flag 컨텍스트 모델링에 있어서, 현재 스캔 위치의 우측 이웃 블록(NB0) 및 하측 이웃 블록(NB1)만을 포함하도록 로컬 템플릿이 수정될 수 있다. 컨텍스트 모델 오프셋은 유효 이웃 위치들의 수(number of significant neighboring positions)로 결정될 수 있으며, sig_coeff_flag[NB0] + sig_coeff_flag[NB1]로 계산될 수 있다. 따라서, 현재 변환 블록 내의 대각선 d에 따르는 서로 다른 컨텍스트 세트들의 선택이 제거될 수 있다. 그 결과, sig_coeff_flag 플래그를 부호화하기 위한 세개의 컨텍스트 모델과 단일 컨텍스트 모델 세트가 생성될 수 있다.
또한, abs_level_gtX_flag[][0] 및 par_level_flag[]의 컨텍스트 모델링에 관하여, abs_level_gt1_flag 및 par_level_flag를 위한 단일 컨텍스트 모델이 채택될 수 있다.
또한, abs_remainder[] 부호화와 관련하여, 변환 스킵된 레지듀얼 절대 값들의 경험적 분포가 일반적으로 라플라시안 또는 기하 분포에 대응되지만, 변환된 계수의 절대 값보다 큰 불안정성(instationarity)을 가지는 것으로 나타남에 따라, 아래와 같이 abs_remainder 신택스 이진화 및 컨텍스트 모델링을 수정할 수 있다.
일 실시예에서, 이진화시 높은 컷오프(cutoff) 값을 사용할 수 있다. 예를들어, Abs_remainder의 Rice 코드에 대한 sig_coeff_flag, abs_level_gt1_flag, par_level_flag 및 abs_level_gt3_flag를 이용한 부호화 이행 시점(transition point) 및 각각의 빈 위치에 대한 전용 컨텍스트 모델들이 보다 높은 압축 효율성을 가질 수 있게 된다. 컷 오프를 높임으로써 보다 높은 “greater than X”플래그를 사용할 수 있다. 예를들어, abs_level_gtX_flag[][2], abs_level_gtX_flag[][3], … , abs_level_gtX_flag[][n]와 같은 “greater than X”플래그를 사용할 수 있으며, 여기서 n은 9이거나 9보다 큰 정수일 수 있다. 일 실시 예에서, n은 5일 수 있다. 일 실시 예에서, abs_level_gtX_flag[][n]의 값은 (n<<1) + 1로 결정될 수 있다. 예를들어, abs_level_gtX_flag[][2]는 5로, abs_level_gtX_flag[][3]은 7로, abs_level_gtX_flag[][4]는 9로 결정될 수 있으며, abs_level_gtX_flag[][n]은 2n+1로 결정될 수 있다.
또한, 라이스 파라미터를 유도하기 위한 템플릿이 수정될 수 있다. 예를들어, 앞서 설명한 sig_coeff_flag 컨텍스트 모델링과 같이 현재 스캔 위치의 좌측 및 하측 이웃만이 참조될 수 있다.
또한, coeff_sign_flag 컨텍스트 모델링에 관하여, 부호들(signs)의 시퀀스에 있어서의 불안정성 및 예측된 레지듀얼이 종종 편향된다는 사실에 기반하여, 부호는 컨텍스트 모델을 이용하여 부호화될 수 있다. 단일의 전용 컨텍스트 모델이 부호를 부호화하기 위하여 사용될 수 있고, 컨텍스트 부호화 빈을 함께 몰아두기 위하여 부호는 sig_coeff_flag이후에 파싱될 수 있다.
또한, 컨텍스트 부호화 빈의 절감(reduction)에 관하여, sig_coeff_flag, abs_level_gtX_flag 및 par_level_flag syntax 요소의 전송과 같은 첫번째 스캐닝 패스는 변경되지 않을 수 있다. 그러나, CCBs(context coded bins per sample)의 최대 개수에 대한 제한은 제거될 수 있으며, 이는 다른 방법으로 제어될 수 있다. 예를들어, CCBs의 절감은 k보다 큰 CCBs를 가진 모드들을 무효화함으로써 보장될 수 있다. 여기서 k는 양의 정수일 수 있다. 예를들어, k가 2의 값을 가지는 경우, 양자화 공간의 감소를 유도할 수 있다.
또한, 전방 계수 스캔(forward coefficient scanning)에 관하여, 서브 블록과 서브블록의 계수의 스캔 순서는 대각 스캔 순서에 따라 좌측 상단 계수로부터 하단 우측 위치로 향할 수 있다.
전술한 바와 같이 변환 스킵 모드가 적용되는 경우의 비트스트림 구조의 일 실시 예가 도 18 내지 도 20에 도시되어 있다. 도 18 내지 도 20은 현재 블록에 대해 변환 스킵 모드가 적용되는 경우의 레지듀얼 신호 비트스트림 구조의 일 실시 예를 도시한다.
Block Difference Pulse Code Modulation(BDPCM)의 개요
일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 레지듀얼 신호의 차분 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 신호에 대하여 예측 신호를 감산함으로써 레지듀얼 신호를 부호화 할 수 있고, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 신호에 예측 신호를 가산함으로써 레지듀얼 신호를 복호화 할 수 있다. 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 후술하는 BDPCM을 적용함으로써 레지듀얼 신호의 차분 부호화를 수행할 수 있다.
본 개시에 따른 BDPCM은 양자화된 레지듀얼 도메인(quantized residual domain)에서 수행될 수 있다. 양자화된 레지듀얼 도메인은 양자화된 레지듀얼 신호(또는 양자화된 레지듀얼 계수)를 포함할 수 있으며, BDPCM을 적용하는 경우, 양자화된 레지듀얼 신호에 대한 변환은 스킵될 수 있다. 예를 들어, BDPCM을 적용하는 경우, 레지듀얼 신호에 대해 변환이 스킵되고 양자화가 적용될 수 있다. 또는 양자화된 레지듀얼 도메인은 양자화된 변환 계수들을 포함할 수 있다.
BDPCM이 적용되는 일 일시 예에서, 영상 부호화 장치는 인트라 예측 모드로 예측된 현재 블록의 레지듀얼 블록을 유도하고, 레지듀얼 블록을 양자화하여 레지듀얼 블록을 유도할 수 있다. 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대해 레지듀얼 신호의 차분 부호화 모드가 수행되는 경우, 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도할 수 있다. 그리고, 영상 부호화 장치는 레지듀얼 신호의 차분 부호화 모드를 나타내는 차분 부호화 모드 정보와 상기 수정된 레지듀얼 블록을 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다.
보다 상세히, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 예측된 샘플들을 포함하는 예측된 블록(예측 블록)은 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 이 때, 인트라 예측을 수행하기 위한 인트라 예측 모드는 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있고, 후술하는 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 유도될 수도 있다. 또한, 이 때 인트라 예측 모드는 수직 예측 방향 모드 또는 수평 예측 방향 모드 중 하나로 결정될 수 있다. 예컨대, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수평 예측 방향 모드로 결정되고, 현재 블록의 예측 블록은 수평 방향의 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 또는, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수직 예측 방향 모드로 결정되고, 현재 블록의 예측 블록은 수직 방향의 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 수평 방향의 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 좌측에 인접한 픽셀의 값이 현재 블록의 해당 로우(row)에 포함된 샘플들의 예측된 샘플 값으로 결정될 수 있다. 수직 방향의 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 상단에 인접한 픽셀의 값이 현재 블록의 해당 칼럼(column)에 포함된 샘플들의 예측 샘플 값으로 결정될 수 있다. 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 방법은 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에서 동일하게 수행될 수 있다.
현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 현재 블록으로부터 상기 예측 블록을 감산함으로써 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 레지듀얼 블록을 양자화한 후, 양자화된 레지듀얼 샘플과 해당 양자화된 레지듀얼 샘플의 예측자(predictor)와의 차이값(difference 또는 delta)을 부호화할 수 있다. 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 복원된 차이값과 예측자에 기반하여 현재 블록의 양자화된 레지듀얼 샘플을 획득함으로써 현재 블록의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 이후, 영상 복호화 장치는 양자화된 레지듀얼 블록을 역양자화한 후, 상기 예측 블록과 더함으로서 현재 블록을 복원할 수 있다.
도 21은 본 개시에 따라 BDPCM의 레지듀얼 샘플을 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 21의 레지듀얼 블록(residual block)은 영상 부호화 장치가 현재 블록으로부터 예측 블록을 감산함으로써 생성될 수 있다. 도 21의 양자화된 레지듀얼 블록(quantized residual block)은 영상 부호화 장치가 상기 레지듀얼 블록을 양자화함으로써 생성될 수 있다. 도 21에 있어서, ri, j는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 레지듀얼 샘플의 값을 나타낸다. 현재 블록의 크기가 MxN 일 때, i값은 0 이상 M-1 이하일 수 있다. 또한, j값은 0 이상 N-1 이하일 수 있다. 예컨대, ri, j는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 원본 샘플의 값으로부터 예측 샘플의 값을 차감함으로써 도출될 수 있다. 도 21에 있어서, Q(ri, j)는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값을 나타낸다. BDPCM의 예측은 도 21의 양자화된 레지듀얼 샘플들에 대해 수행되어, 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들(modified quantized residual samples)을 포함하는 MxN 크기의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록(modified quantized residual block)이 생성될 수 있다.
BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 현재 블록내 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값(r'i, j)은 수학식 7과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 7]
Figure PCTKR2020005047-appb-I000001
상기 수학식 7과 같이, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, (0, j) 좌표의 r'0, j 값은 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(r0, j)이 그대로 할당된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 r'i, j 값은 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)과 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)의 차이값으로 유도된다. 즉, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 부호화하는 대신에 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)을 예측값으로 이용하여 계산된 차이값을 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플 값(r'i, j)으로 유도한 후, r'i, j 값을 부호화한다.
BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 현재 블록내 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값(r'i, j)은 수학식 8과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 8]
Figure PCTKR2020005047-appb-I000002
상기 수학식 8과 같이, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, (i, 0) 좌표의 r'i, 0 값은 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, 0)이 그대로 할당된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 r'i, j 값은 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)과 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)의 차이값으로 유도된다. 즉, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 부호화하는 대신에 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)을 예측값으로 이용하여 계산된 차이값을 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플 값(r'i, j)으로 유도한 후, r'i, j 값을 부호화한다.
전술한 바와 같이, 인접한 양자화된 레지듀얼 샘플 값을 예측값으로 이용하여 현재 양자화된 레지듀얼 샘플 값을 수정하는 과정을 BDPCM 예측이라고 호칭할 수 있다.
최종적으로, 영상 부호화 장치는 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들을 포함하는 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 부호화하여 영상 복호화 장치에 전송할 수 있다. 이 때, 전술한 바와 같이, 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대한 변환은 수행되지 않는다.
도 22는 본 개시의 BDPCM을 수행하여 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 22에서 Horizontal BDPCM은 BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 상기 수학식 7에 따라 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다. 또한, Vertical BDPCM은 BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 상기 수학식 8에 따라 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 23은 영상 부호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 부호화하는 절차를 도시한 흐름도이다.
먼저 부호화 대상 블록인 현재 블록이 입력되면(S2310), 현재 블록에 대해 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다(S2320). 단계 S2320의 예측 블록은 인트라 예측된 블록일 수 있으며, 인트라 예측 모드는 전술한 바와 같이 결정될 수 있다. 단계 S2320에서 생성된 예측 블록에 기반하여 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다(S2330). 예컨대, 영상 부호화 장치는 현재 블록(원본 샘플의 값)으로부터 예측 블록(예측된 샘플의 값)을 차감함으로써 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플의 값)을 생성할 수 있다. 예컨대, 단계 S2330의 수행에 의해, 도 21의 레지듀얼 블록이 생성될 수 있다. 단계 S2330에서 생성된 레지듀얼 블록에 대해 양자화를 수행하여(S2340), 양자화된 레지듀얼 블록이 생성되고, 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 BDPCM 예측이 수행될 수 있다(S2350). 단계 S2340의 수행 결과 생성된 양자화된 레지듀얼 블록은 도 21의 양자화된 레지듀얼 블록일 수 있으며, 단계 S2350의 BDPCM 예측 결과, 예측 방향에 따라 도 22의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록이 생성될 수 있다. 단계 S2350의 BDPCM 예측은 도 21 내지 도 22를 참조하여 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 이후 영상 부호화 장치는 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 부호화하여(S2360) 비트스트림을 생성할 수 있다. 이 때, 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대한 변환은 스킵될 수 있다.
도 21 내지 도 23을 참조하여 설명된 영상 부호화 장치에서의 BDPCM 동작은 영상 복호화 장치에서 역으로 수행될 수 있다.
도 24는 영상 복호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 복원하는 절차를 도시한 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록의 복원에 필요한 정보(영상 정보)를 획득할 수 있다(S2410). 현재 블록의 복원에 필요한 정보는 현재 블록의 예측에 관한 정보(예측 정보), 현재 블록의 레지듀얼에 관한 정보(레지듀얼 정보) 등을 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 현재 블록에 대한 정보에 기반하여 현재 블록에 대해 예측을 수행하고, 예측 블록을 생성할 수 있다(S2420). 현재 블록에 대한 예측은 인트라 예측일 수 있으며, 구체적인 설명은 도 23을 참조하여 설명한 바와 동일하다. 도 24에서 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계(S2420)는 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 단계 S2430 내지 S2450에 선행하여 수행되는 것으로 도시되었다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 현재 블록의 레지듀얼 블록이 생성된 이후에 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수도 있다. 또는 현재 블록의 레지듀얼 블록과 현재 블록의 예측 블록은 동시에 생성될 수도 있다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록의 레지듀얼 정보를 파싱함으로써, 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다(S2430). 단계 S2430에서 생성된 레지듀얼 블록은 도 22에 도시된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록일 수 있다.
영상 복호화 장치는 도 22의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 BDPCM 예측을 수행하여(S2440) 도 21의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 단계 S2440의 BDPCM 예측은 도 22의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 도 21의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성하는 절차이므로, 영상 부호화 장치에서 수행되는 단계 S2350의 역과정에 대응될 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 모드 정보(e.g. bdpcm_flag)가 BDPCM이 적용됨에 따라 레지듀얼 계수의 차분 부호화가 수행되는 차분 부호화 모드를 나타내면, 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도할 수 있다. 영상 복호화 장치는 수정 대상 레지듀얼 계수와 예측 레지듀얼 계수를 이용하여, 레지듀얼 블록 내 레지듀얼 계수들 중 적어도 하나의 수정 대상 레지듀얼 계수를 수정할 수 있다. 상기 예측 레지듀얼 계수는 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보(e.g. bdpcm_dir_flag)가 나타내는 예측 방향에 기반하여 결정될 수 있다. 차분 부호화 방향 정보는 수직 방향 및 수평 방향 중 어느 한 방향을 나타낼 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 수정 대상 레지듀얼 계수와 상기 예측 레지듀얼 계수를 더한 값을 상기 수정 대상 레지듀얼 계수의 위치에 할당할 수 있다. 여기서, 예측 레지듀얼 계수는 상기 예측 방향에 따른 순서 상, 상기 수정 대상 레지듀얼 계수의 직전에 인접한 계수일 수 있다.
이하, 영상 복호화 장치에서 수행되는 단계 S2440의 BDPCM 예측에 대해 아래에서 보다 상세히 설명한다. BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 영상 복호화 장치는 수학식 9를 이용하여 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.
[수학식 9]
Figure PCTKR2020005047-appb-I000003
수학식 9에 규정된 바와 같이, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)은 (0, j) 좌표부터 (i, j) 좌표까지의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들의 값들을 합산함으로써 계산될 수 있다.
또는, 상기 수학식 9 대신에 수학식 10을 이용하여 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 계산할 수 있다.
[수학식 10]
Figure PCTKR2020005047-appb-I000004
상기 수학식 10은 수학식 7에 대응되는 역과정이다. 상기 수학식 10에 따르면, (0, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(r0, j)은 (0, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'0, j으로 유도된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 Q(ri, j)은 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, j과 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)의 합으로 유도된다. 즉, (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)을 예측값으로 이용하여 차이값 r'i, j을 합산함으로써 양자화된 레지듀얼 샘플 값 Q(ri, j)가 유도될 수 있다.
BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 영상 복호화 장치는 수학식 11을 이용하여 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.
[수학식 11]
Figure PCTKR2020005047-appb-I000005
수학식 11에 규정된 바와 같이, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)은 (i, 0) 좌표부터 (i, j) 좌표까지의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들의 값들을 합산함으로써 계산될 수 있다.
또는, 상기 수학식 11 대신에 수학식 12를 이용하여 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 계산할 수 있다.
[수학식 12]
Figure PCTKR2020005047-appb-I000006
상기 수학식 12는 수학식 8에 대응되는 역과정이다. 상기 수학식 12에 따르면, (i, 0) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, 0)은 (i, 0) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, 0으로 유도된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 Q(ri, j)은 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, j과 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)의 합으로 유도된다. 즉, (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)을 예측값으로 이용하여 차이값 r'i, j을 합산함으로써 양자화된 레지듀얼 샘플 값 Q(ri, j)가 유도될 수 있다.
전술한 방법에 의해 단계 S2440을 수행하여 양자화된 레지듀얼 샘플들로 구성된 양자화된 레지듀얼 블록이 생성되면, 영상 복호화 장치는 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 역양자화를 수행함으로써(S2450), 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. BDPCM이 적용되는 경우, 전술한 바와 같이 현재 블록에 대한 변환은 스킵되므로, 역양자화된 레지듀얼 블록에 대한 역변환은 스킵될 수 있다.
이후, 영상 복호화 장치는 단계 S2420에서 생성된 예측 블록과 단계 S2450에서 생성된 레지듀얼 블록에 기반하여 현재 블록을 복원할 수 있다(S2460). 예컨대, 영상 복호화 장치는 예측 블록(예측된 샘플의 값)과 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플의 값)을 더함으로써 현재 블록(복원 샘플의 값)을 복원할 수 있다.
현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 차분 부호화 모드 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 또한, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, BDPCM의 예측 방향을 지시하는 차분 부호화 방향 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 현재 블록에 BDPCM이 적용되지 않는 경우, 상기 차분 부호화 방향 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
도 25는 현재 블록의 신택스 구조에 포함된 BDPCM에 관한 정보를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 25에 도시된 예에서, bdpcm_flag는 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 차분 부호화 모드 정보에 해당한다. BDPCM은 현재 블록이 인트라 예측된 경우에만 허용 가능하므로, bdpcm_flag는 현재 블록의 예측 모드가 MODE_INTRA일 때에만 시그널링될 수 있다. 또한, BDPCM은 루마 성분 신호(cIdx==0)에 대해서만 가용하며, 현재 블록의 크기가 소정 크기(32x32) 이하일 경우에만 가용할 수 있다. 그러나, BDPCM의 가용 조건은 상기 예로 한정되지 않으며, 루마 성분 신호뿐만 아니라 크로마 성분 신호에 대해서도 가용할 수 있다. 또한, 현재 블록의 상위 레벨(시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등)에서 BDPCM의 가용 여부를 지시하는 정보가 명시적으로 시그널링될 수 있다.
bdpcm_flag가 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 것을 지시하는 경우에만 BDPCM의 예측 방향을 지시하는 차분 부호화 방향 정보(예컨대, bdpcm_dir_flag)가 시그널링될 수 있다. 상기 차분 부호화 방향 정보가 제1 값(예컨대, 0)일 때, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향을 지시하고 상기 차분 부호화 방향 정보가 제2 값(예컨대, 1)일 때, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향을 지시할 수 있다.
BDPCM이 적용된 경우 변환 유닛의 레지듀얼 계수 서브 블록 도출 방안
전술한 바와 같이, BDPCM은 변환이 스킵된 레지듀얼 블록을 부호화하는 과정에서 적용될 수 있다. 신호 처리에서 변환 부호화(transform coding)란 입력 신호를 다른 도메인의 신호로 변환하는 것을 의미한다. 구체적으로 비디오 압축 분야에서의 변환은 공간 도메인(spatial domain)의 신호를 주파수 도메인(frequency domain)의 신호로 변경하는 것을 의미한다. 비디오 압축 분야에서 변환을 수행하는 이유는 공간 도메인의 신호를 주파수 도메인의 신호로 변경했을 때, 저주파 영역으로 정보가 집중되고 고주파 영역은 거의 정보를 갖지 않는 성질을 이용하여 효율적인 압축이 가능하기 때문이다. 그러나, 신호의 특성에 따라 변환을 수행하지 않는 경우의 압축 효율이 보다 높은 경우가 있으며, 이런 경우에는 변환을 스킵할 수 있다.
변환이 스킵된 경우, 전술한 바와 같이, 레지듀얼 정보가 블록 내에서 고르게 분포할 수 있다. 또한, 블록내 임의의 레지듀얼 계수 값은 그 주변의 레지듀얼 계수 값과 유사할 확률이 매우 높다. 또한, 인트라 예측된 변환 스킵 블록의 경우, 참조 샘플과의 거리로 인하여 블록의 우하단에 발생하는 레지듀얼 계수의 레벨이 좌상단에 발생하는 레지듀얼 계수의 레벨보다 클 확률이 높다. 이러한 현상은 블록의 크기가 커질수록 더 두드러질 수 있다. BDPCM은 상기와 같은 인트라 예측된 변환 스킵 블록의 레지듀얼 계수의 분포 특성을 이용한 것이다. BDPCM이 적용되는 경우, 전술한 바와 같이, (양자화된) 레지듀얼 계수를 부호화하는 대신, 행 또는 열 방향으로 라인 단위의 레지듀얼 계수 간 예측을 수행함으로써 발생하는 차이값을 부호화하므로, 부호화 대상 레지듀얼 계수의 레벨의 크기가 작아진다. 즉, BDPCM이 적용되는 경우, 상기와 같이 작아진 계수의 레벨을 부호화하게 되므로, 부호화하는 데 필요한 문맥 부호화 빈(context coded bin)의 발생을 감소시킬 수 있으며 이는 복호화기의 쓰루풋 (throughput) 향상에 기여할 수 있다.
한편, 도 18 내지 도 20을 참조하여 전술한 일 실시 예와 같이 변환이 스킵된 레지듀얼 신호를 시그널링 하는 경우, 변환 블록에 대하여 4x4크기의 레지듀얼 계수 서브 블록 단위로 레지듀얼 코딩이 수행되게 된다. 또한, 현재 블록의 일부가 ISP로 예측되었으며, 변환 블록의 한변의 크기가 4에 미치지 못하는 경우, 1x16, 16x1, 2x8, 8x2 등 16개의 계수를 묶어 변환 블록에 대한 레지듀얼 계수 서브 블록이 구성될 수 있다. 이러한 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록 별로 현재의 서브 블록 내에 존재하는 모든 변환 계수 또는 레지듀얼 신호가 0인지 여부를 coded_sub_block_flag로 표현함으로써, 서브 블록내에서 불필요하게 발생되는 sig_coeff_flag의 신호를 절약할 수 있다.
그러나, 전술한 바와 같이 BDPCM은 라인 단위로 레지듀얼 신호간 예측을 수행하게 된다. 따라서, 0의 값을 가지는 변환 계수 또는 레지듀얼 신호의 값이 라인 단위로 발생할 확률이 더욱 높아질 수 있다. 따라서, 앞서와 같이 4x4 단위로 레지듀얼 계수 서브 블록을 설정하는 경우, 불필요한 coded_sub_block_flag가 전송됨에 따라 부호화 효율이 감소될 수 있다. 이하에서는 레지듀얼 도메인에 BDPCM이 적용된 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록을 4x4 크기가 아닌 라인단위 또는 라인과 유사한 블록으로 설정하는 방법을 설명한다.
도 26은 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치가 영상을 부호화하는 방법을 설명하는 순서도이다. 도 26을 참조하여 영상 부호화 장치의 동작을 설명한다.
먼저, 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정할 수 있다(S2610). 영상 부호화 장치는 예측모드 간 부호화 효율에 기반하여 현재 블록의 부호화 모드를 인트라 예측 모드로 결정할 수 있다.
다음으로, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측모드인 경우, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다(S2620). 일 실시 예에서, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수직 예측 방향 모드이며, 수직 방향 BDPCM을 적용하였을 경우 레지듀얼 신호의 부호화 효율이 개선되면, 현재 블록을 부호화하기 위하여 수직 방향 BDPCM이 적용됨을 결정할 수 있다. 유사한 방식으로, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수평 예측 방향 모드이며, 수평 방향 BDPCM을 적용하였을 경우 레지듀얼 신호의 부호화 효율이 개선되면, 현재 블록을 부호화하기 위하여 수평 방향 BDPCM이 적용됨을 결정할 수 있다.
다음으로, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 적용되는 BDPCM의 예측 방향에 따라 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정할 수 있다(S2630).
일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 BDPCM의 예측 방향에 따라 너비 또는 높이 중 어느 하나의 값이 다른 하나의 값보다 더 큰 값을 가지도록 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정할 수 있다. 예를들어, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비 값이 높이 값보다 큰 값으로 결정될 수 있으며, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이 값이 너비 값보다 큰 값으로 결정될 수 있다. 도 27은 일 실시 예에 따른 16x16 크기를 가지는 레지듀얼 계수 서브 블록을 도시한다. 도 28은 도27의 서브 블록에 수평 방향 BDPCM이 적용된 예를 도시한다. 도 28에 도시된 제 1 레지듀얼 계수 서브 블록(2810)과 같이, 이와 같은 방법을 적용함으로써 레지듀얼 계수 서브 블록 내에 속하는 계수들의 값의 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라 각 계수들을 표현하기 위하여 소요되는 데이터량을 줄일 수 있다.
한편, 레지듀얼 계수 서브 블록에 포함되는 계수의 수는 소정의 수로 제한될 수 있으며, 소정의 수는 16일 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 현재 블록에 수평 방향 BDPCM이 적용되고, 현재 블록의 너비가 16이상인 경우, 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 16x1로 결정할 수 있다. 유사한 방식으로, 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 현재 블록에 수직 방향 BDPCM이 적용되고, 현재 블록의 높이가 16이상인 경우, 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 1x16으로 결정할 수 있다.
한편, 현재 블록의 한변의 크기가 16미만인 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록내 레지듀얼 신호의 개수는 16개를 유지하면서 최대한 선형적으로 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 크기에 따라 아래의 표 3과 같이 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 결정할 수 있다.
현재 블록 크기 레지듀얼 계수 서브 블록 크기
수직 방향 BDPCM이 적용되는 경우 MХN, N>=16 1×16
MХN,N=8 2×8
MХN,N=4 4×4
MХN,N=2 8×2
수평 방향 BDPCM이 적용되는 경우 MХN,M>=16 16×1
MХN,M=8 8×2
MХN,M=4 4×4
MХN,M=2 2×8
표 3의 예에서, 영상 부호화 장치는 BDPCM 예측 방향이 수평 방향이고 현재 블록의 화소 단위 너비가 16 이하의 양의 정수 M인 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비를 M으로 결정하고, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이를 16/M으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 수평방향 BDPCM이 적용되나 현재 블록의 너비가 8인 경우, 영상 부호화 장치는 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 8x2로 결정할 수 있다.
마찬가지 방식으로, 영상 부호화 장치는 BDPCM 예측 방향이 수직 방향이고 현재 블록의 화소 단위 높이가 16 이하의 양의 정수 N인 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이를 N으로 결정하고, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비를 16/N으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 수직방향 BDPCM이 적용되나 현재 블록의 높이가 8인 경우, 영상 부호화 장치는 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 2x8로 결정할 수 있다.
한편, 다른 일 실시 예에서, 영상 부호화 장치는 BDPCM의 예측 방향에 수직하는 방향으로 너비 또는 높이 중 어느 하나의 값이 다른 하나의 값보다 더 큰 값을 가지도록 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정할 수 있다. 예를들어, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이 값이 너비 값보다 큰 값으로 결정될 수 있으며, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비 값이 높이 값보다 큰 값으로 결정될 수 있다. 도 28에 도시된 제 2 레지듀얼 계수 서브 블록(2820)과 같이, 이와 같은 방법을 적용함으로써 레지듀얼 계수 서브 블록 내에 속하는 계수들의 값이 모두 0이 됨에 따라, 해당 서브 블록의 coded_sub_block_flag의 값을 0으로 설정할 수 있고, 이에 따라 각 계수들을 표현하기 위하여 소요되는 데이터량을 줄일 수 있다.
한편, 레지듀얼 계수 서브 블록에 포함되는 계수의 수는 소정의 수로 제한될 수 있으며, 소정의 수는 16일 수 있다. 예를 들어, 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 현재 블록에 수평 방향 BDPCM이 적용되고, 현재 블록의 높이가 16이상인 경우, 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 1x16으로 결정할 수 있다. 유사한 방식으로, 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 현재 블록에 수직 방향 BDPCM이 적용되고, 현재 블록의 너비가 16이상인 경우, 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 16x1로 결정할 수 있다.
한편, 현재 블록의 한변의 크기가 16미만인 경우, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 크기에 따라 아래의 표 4와 같이 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 결정할 수도 있다.
현재 블록 크기 레지듀얼 계수 서브 블록 크기
수평 방향 BDPCM이 적용되는 경우 MХN,N>=16 1×16
MХN,N=8 2×8
MХN,N=4 4×4
MХN,N=2 8×2
수직 방향 BDPCM이 적용되는 경우 MХN,M>=16 16×1
MХN,M=8 8×2
MХN,M=4 4×4
MХN,M=2 2×8
표 4의 예에서, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 수평방향 BDPCM이 적용되나 현재 블록의 높이가 8인 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 2x8로 결정할 수 있다. 마찬가지 방식으로, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 수직방향 BDPCM이 적용되나 현재 블록의 너비가 8인 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 8x2로 결정할 수 있다.
한편, 다른 일 실시 예에서, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 너비 또는 높이가 소정의 크기 이상일 때에만 라인단위의 레지듀얼 계수 서브 블록을 설정하고, 너비 또는 높이가 소정의 크기보다 작을 경우 아래의 표 5와 같이 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 결정할 수도 있다.
현재 블록 크기 레지듀얼 계수 서브 블록 크기
1×N,N>=16 1×16
N×1,N>=16 16×1
2×N,N>=8 2×8
N×2,N>=8 8×2
그 외의 경우 4×4
표 5의 예에서, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 수평 방향 BDPCM이 적용되나 현재 블록의 너비가 16 이상인 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 16x1로 결정할 수 있으며, 그렇지 않은 경우, 현재 블록의 크기에 따라 표 5를 참조하여 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 8 x 4인 경우 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기는 4x4로 결정될 수 있다. 또는 현재 블록의 크기가 8 x 2인 경우 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기는 8 x 2로 결정될 수 있다.
한편, 다른 일 실시 예에서, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 BDPCM이 적용되고 ISP가 적용된 경우 또는 ISP만 적용된 경우 표 5에 따라 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정하고, BDPCM이 적용되었으나 ISP가 적용되지 않은 경우 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 4x4로 결정할 수도 있다.
다음으로, 영상 부호화 장치는 결정된 레지듀얼 계수 서브 블록에 기반하여 현재 블록을 부호화 할 수 있다(S2640). 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치는 레지듀얼 계수 서브 블록을 기준으로 현재 블록의 레지듀얼 신호를 BDPCM의 방향에 따라 차분함으로써 레지듀얼 블록을 수정함으로써 레지듀얼 신호를 부호화할 수 있다. 나아가, 영상 부호화 장치는 도 25를 참조하여 전술한 바와 같이, 현재 블록의 예측 모드 정보(e.g. pred_mode_flag)를 현재 블록이 인트라 예측 모드로 부호화 되었음을 나타내는 값으로 설정하고, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 차분 부호화 모드 정보(e.g. bdpcm_flag)를 현재 블록에 BDPCM이 적용되었음을 나타내는 값으로 설정하고, BDPCM의 예측 방향을 지시하는 차분 부호화 방향 정보(e.g. bdpcm_dir_flag)를 현재 블록에 적용된 BDPCM 예측 방향으로 설정하여 부호화함으로써 비트스트림을 생성할 수 있다.
도 29는 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치가 영상을 복호화하는 방법을 설명하는 순서도이다. 도 29를 참조하여 영상 복호화 장치의 동작을 설명한다.
일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정할 수 있다(S2910). 예를 들어, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록의 예측 모드가 인트라 모드인지 여부를 나타내는 예측 모드 정보(e.g. pred_mode_flag)를 획득할 수 있다. 영상 복호화 장치는 예측 모드 정보가 인트라 예측 모드를 나타내는 값인 경우, 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드임을 결정할 수 있다.
다음으로, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측모드인 경우, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다(S2920). 예를 들어, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 차분 부호화 모드 정보(e.g. bdpcm_flag)를 획득할 수 있다. 영상 복호화 장치는 차분 부호화 모드 정보가 현재 블록에 BDPCM이 적용되었음을 나타내는 값인 경우, 현재 블록에 BDPCM이 적용되었음을 결정할 수 있다.
더하여, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 BDPCM의 예측 방향을 지시하는 차분 부호화 방향 정보(e.g. bdpcm_dir_flag)를 획득할 수 있다. 영상 복호화 장치는 차분 부호화 방향 정보가 제1 값(예컨대, 0)일 때, BDPCM의 예측 방향은 수평 방향임을 결정할 수 있고, 차분 부호화 방향 정보가 제2 값(예컨대, 1)일 때, BDPCM의 예측 방향은 수직 방향임을 결정할 수 있다.
다음으로, 영상 복호화 장치는 현재 블록에 적용되는 BDPCM의 예측 방향에 따라 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정할 수 있다(S2930). 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 영상 부호화 장치가 현재 블록에 적용되는 BDPCM의 예측 방향에 따라 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정하는 것과 대응되는 방법으로 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치는 앞서 설명된 표 3 내지 5를 참조하여 현재 블록의 크기와 현재 블록의 BDPCM 예측 방향에 따라 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 수평 방향 BDPCM이 적용되고, 현재 블록의 너비가 16이상인 경우, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 1x16로 결정할 수 있다. 유사한 방식으로, 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 현재 블록에 수직 방향 BDPCM이 적용되고, 현재 블록의 높이가 16이상인 경우, 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 16x1으로 결정할 수 있다.
마찬가지로, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 한변의 크기가 16미만인 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록내 레지듀얼 신호의 개수를 16개를 유지하면서 최대한 선형적으로 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 크기에 따라 표 4와 같이 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 결정할 수 있다.
전술한 표 4의 예에서, 영상 복호화 장치는 BDPCM 예측 방향이 수평 방향이고 현재 블록의 화소 단위 높이가 16 이하의 양의 정수 N인 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이를 N으로 결정하고, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비를 16/N으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 수평방향 BDPCM이 적용되나 현재 블록의 높이가 8인 경우, 영상 복호화 장치는 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 2x8로 결정할 수 있다.
마찬가지 방식으로, 영상 복호화 장치는 BDPCM 예측 방향이 수직 방향이고 현재 블록의 화소 단위 너비가 16 이하의 양의 정수 M인 경우, 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비를 M으로 결정하고, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이를 16/M으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 수직방향 BDPCM이 적용되나 현재 블록의 너비가 8인 경우, 영상 복호화 장치는 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기를 8x2로 결정할 수 있다.
다음으로, 영상 복호화 장치는 결정된 레지듀얼 계수 서브 블록에 기반하여 현재 블록을 복호화 할 수 있다(S2940). 전술한 바와 같이 영상 복호화 장치는 레지듀얼 계수 서브 블록을 기준으로 현재 블록의 레지듀얼 신호를 BDPCM 예측 방향에 따라 연산함으로써 레지듀얼 신호를 복호화할 수 있다.
BDPCM이 적용된 경우 변환 유닛의 순회 방안
전술한 바와 같이 BDPCM은 라인 단위로 레지듀얼 신호간 예측을 수행하게 된다. 따라서, 0의 값을 가지는 변환 계수 또는 레지듀얼 신호의 값이 라인 단위로 발생할 확률이 더욱 높아질 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 우상향 대각 스캔 순서로 레지듀얼 신호를 순회하는 경우, 불필요한 coded_sub_block_flag가 전송됨에 따라 부호화 효율이 감소될 수 있다. 이하에서는 레지듀얼 도메인에 BDPCM이 적용된 경우, BDPCM의 예측 방향에 따라 스캔 순서를 수평 스캔 순서 또는 수직 스캔 순서로 결정하고, 결정된 스캔 순서에 따라 레지듀얼 신호를 순회하며 부호화 하는 방법을 설명한다. 이하의 설명에 따른 변환 유닛의 순회 방법을 전술한 변환 유닛의 레지듀얼 계수 서브 블록을 결정하는 방법과 함께 영상 신호의 부호화에 적용함으로써, 영상 신호의 부호화시 0 아닌 계수를 포함하는 서브 블록의 수를 줄일 수 있고, 이에 따라 coded_sub_block_flag가 0을 나타내는 서브 그룹에 대하여 sig_coeff_flag의 시그널링을 줄일 수 있게 된다.
도 30은 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치가 영상을 부호화하는 방법을 설명하는 순서도이다. 도 30을 참조하여 영상 부호화 장치의 동작을 설명한다.
먼저, 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 전술한 S2610단계와 같이 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정할 수 있다(S3010). 다음으로, 영상 부호화 장치는 전술한 S2620 단계와 같이 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측모드인 경우, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다(S3020).
다음으로, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 적용되는 BDPCM의 예측 방향에 따라 현재 블록의 스캔 순서를 결정할 수 있다(S3030). 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 현재 블록에 수평 방향 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 스캔 순서를 수평 스캔 순서로 결정하거나 수직 스캔 순서로 결정할 수 있다. 유사한 방식으로, 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 현재 블록에 수직 방향 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 스캔 순서를 수직 스캔 순서로 결정하거나 수평 스캔 순서로 결정할 수 있다.
도 31은 도 27의 예시 블록에 대하여 수평 방향 BDPCM이 적용된 현재 블록에 대하여 결정된 8x1의 크기를 가지는 제 3 레지듀얼 계수 서브 블록(3110) 및 1x8의 크기를 가지는 제 4 레지듀얼 계수 서브 블록(3120)을 도시하는 도면이다. 도 31은 설명을 위한 것으로, 서브 블록은 16개의 계수가 포함되는 크기를 가질 수 있다.
이하, 도 31을 참조하여 수평 방향 BDPCM이 적용되었을 경우 현재 블록의 스캔 순서를 정하는 방법을 보다 상세히 설명한다. 이하의 설명은 수직 방향 BDPCM이 적용되었을 경우, 대응되도록 변형되어 수행될 수 있으므로, 수직 방향 BDPCM에 대한 설명은 생략한다.
일 실시 예에서, 현재 블록이 제 3 레지듀얼 계수 서브 블록(3110)으로 분할되는 경우, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 스캔 순서를 수평 스캔 순서로 결정할 수 있다. 이와 같이, BDPCM의 예측 방향에 따라 서브 블록의 길이가 연장된 경우, BDPCM의 예측 방향에 따른 스캔 순서로 서브 블록의 스캔 순서가 결정될 수 있다. 이와 같이 서브 블록과 스캔 순서가 결정되는 경우, 현재 블록의 부호화 과정에서 비교적 레벨의 크기가 큰 계수가 비교적 분산되어 처리될 수 있다.
한편, 다른 일 실시 예에서, 현재 블록이 제 3 레지듀얼 계수 서브 블록(3110)으로 분할되는 경우, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 스캔 순서를 수직 스캔 순서로 결정할 수 있다. 이와 같이, BDPCM의 예측 방향에 따라 서브 블록의 길이가 연장된 경우, BDPCM의 예측 방향에 수직하는 스캔 순서로 서브 블록의 스캔 순서가 결정될 수 있다. 이와 같이 서브 블록과 스캔 순서가 결정되는 경우, 현재 블록의 부호화 과정에서 비교적 유사한 계수 시퀀스를 가진 서브 블록들이 연속적으로 처리될 수 있다.
한편, 다른 일 실시 예에서, 현재 블록이 제 4 레지듀얼 계수 서브 블록(3120)으로 분할되는 경우, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 스캔 순서를 수평 스캔 순서로 결정할 수 있다. 이와 같이, BDPCM의 예측 방향과 수직하는 방향으로 서브 블록의 길이가 연장된 경우, BDPCM의 예측 방향에 따른 스캔 순서로 서브 블록의 스캔 순서가 결정될 수 있다. 이와 같이 서브 블록과 스캔 순서가 결정되는 경우, 현재 블록의 부호화 과정에서 유사한 계수 시퀀스에 따른 서브블록 시퀀스가 주기적으로 나타날 수 있으며, 주기 마다 비교적 레벨의 크기가 큰 계수를 먼저 처리할 수 있다. 특히, 0만으로 이루어진 서브 블록이 발생할 확률이 보다 높으므로, 해당 서브 블록에 대해 0이 아닌 계수의 존재 여부를 묻는 플래그 (e.g. coded_sub_block_flag)를 0으로 부호화 할 수 있으며, 이로 인하여 잔차 계수에 대한 신택스 요소 코딩(e.g. sig_coeff_flag, abs_level_gtX_flag[n][], par_level_flag[n] 등)을 절약할 수 있다.
한편, 다른 일 실시 예에서, 현재 블록이 제 4 레지듀얼 계수 서브 블록(3120)으로 분할되는 경우, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 스캔 순서를 수직 스캔 순서로 결정할 수 있다. 이와 같이, BDPCM의 예측 방향에 수직하는 방향으로 서브 블록의 길이가 연장된 경우, BDPCM의 예측 방향에 수직하는 스캔 순서로 서브 블록의 스캔 순서가 결정될 수 있다. 이와 같이 서브 블록과 스캔 순서가 결정되는 경우 현재 블록의 부호화 과정에서 비교적 레벨의 크기가 큰 계수를 먼저 처리할 수 있다.
다음으로, 영상 부호화 장치는 결정된 스캔 순서에 기반하여 현재 블록을 부호화할 수 있다(S3040). 일 실시 예에서, 영상 부호화 장치는 현재 블록을 구성하는 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서를 S3030단계에서 설명한 방법과 같이 결정된 스캔 순서로 순회함으로써 레지듀얼 신호를 부호화 할 수 있다. 도 32에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 크기가 16x16이고 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기가 4x4인 경우 수평 스캔 순서로 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록을 순회할 수 있다. 유사한 방식으로, 도 33에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 크기가 16x16이고 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기가 4x4인 경우 수직 스캔 순서로 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록을 순회할 수 있다. 영상 부호화 장치는 이와 같이 BDPCM 방향에 기반하여 레지듀얼 계수 서브 블록들을 순회하며 레지듀얼 계수 서브 블록에 대한 coded_sub_block_flag를 결정할 수 있다.
한편, 이와 같은 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서는 영상 복호화 장치로 시그널링 될 수 있다. 예를들어, 영상 부호화 장치는 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서 정보를 부호화 하여 비트스트림을 생성함으로써, 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다. 예를들어, 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서 정보는 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서가 BDPCM의 예측 방향과 같은지 또는 BDPCM의 예측 방향에 수직하는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서가 BDPCM의 예측 방향과 같으면 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서 정보는 제 1 값(e.g. 0)을 가질 수 있고, 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서가 BDPCM의 예측 방향에 수직하면 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서 정보는 제 2 값(e.g. 1)을 가질 수 있다.
한편, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서를 정하는 규칙이 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 미리 설정되어 있다면, 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서 정보는 시그널링 되지 않을 수 있다. 예를들어, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 BDPCM의 예측 방향이 수평 방향이면 수평 스캔 순서가 사용됨을 결정할 수 있고, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향이면 수직 스캔 순서가 사용됨을 결정할 수 있다. 또는 그 반대의 경우로 결정할 수도 있다.
한편, 다른 일 실시 예에서, 영상 부호화 장치는 현재 블록을 구성하는 레지듀얼 계수 서브 블록 내에서의 레지듀얼 신호의 스캔 순서를 S3030단계에서 결정된 스캔 순서로 순회함으로써 레지듀얼 신호를 부호화 할 수도 있다. 도 32에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기가 4x4인 경우 수평 스캔 순서로 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록에 대한 레지듀얼 신호를 순회할 수 있다. 유사한 방식으로, 도 33에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기가 4x4인 경우 수직 스캔 순서로 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록에 대한 레지듀얼 신호를 순회할 수 있다. 영상 부호화 장치는 이와 같이 BDPCM 방향에 기반하여 레지듀얼 계수 서브 블록 내 레지듀얼 신호들을 순회하며 레지듀얼 신호에 대한 sig_coeff_flag를 결정할 수 있다. 한편, 앞서 설명한 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서와 마찬가지로, 레지듀얼 신호의 스캔 순서 또한 영상 복호화 장치로 시그널링 되거나, 시그널링이 생략될 수 있다.
도 34는 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치가 영상을 복호화하는 방법을 설명하는 순서도이다. 도 34를 참조하여 영상 복호화 장치의 동작을 설명한다.
일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 전술한 S2910단계와 같이 현재 블록의 복호화 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정할 수 있다(S3410). 다음으로, 영상 복호화 장치는 전술한 S2920 단계와 같이 현재 블록의 복호화 모드가 인트라 예측모드인 경우, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부와 BDPCM 예측 방향을 결정할 수 있다(S3420).
다음으로, 영상 복호화 장치는 현재 블록에 적용되는 BDPCM의 예측 방향에 따라 현재 블록의 스캔 순서를 결정할 수 있다(S3430). 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 앞서 설명한 S3030단계와 대응되도록 현재 블록의 스캔 순서를 결정할 수 있다. 예를들어, 영상 복호화 장치는 스캔 순서 정보를 수신하거나, 미리 설정된 스캔 순서를 정하는 규칙에 따라 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 앞서 S3030단계를 참조하여 설명한 바와 같이 현재 블록의 스캔 순서를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 현재 블록에 수평 방향 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 스캔 순서를 수평 또는 수직 스캔 순서로 결정할 수 있다. 유사한 방식으로, 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 현재 블록에 수직 방향 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 스캔 순서를 수평 또는 수직 스캔 순서로 결정할 수 있다.
다음으로, 영상 복호화 장치는 결정된 스캔 순서에 기반하여 현재 블록을 복호화할 수 있다(S3440). 일 실시 예에서, 영상 복호화 장치는 현재 블록을 구성하는 레지듀얼 계수 서브 블록의 스캔 순서를 S3430단계에서 결정된 스캔 순서로 순회함으로써 레지듀얼 신호를 복호화 할 수 있다. 도 32에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 크기가 16x16이고 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기가 4x4인 경우 수평 스캔 순서로 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록을 순회할 수 있다. 유사한 방식으로, 도 33에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 크기가 16x16이고 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기가 4x4인 경우 수직 스캔 순서로 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록을 순회할 수 있다. 영상 복호화 장치는 이와 같이 BDPCM 방향에 기반하여 레지듀얼 계수 서브 블록들을 순회하며 레지듀얼 계수 서브 블록에 대한 coded_sub_block_flag를 비트스트림으로부터 획득할 수 있다.
한편, 다른 일 실시 예에서, 영상 복호화 장치는 현재 블록을 구성하는 레지듀얼 계수 서브 블록 내에서의 레지듀얼 신호의 스캔 순서를 S3430단계에서 결정된 스캔 순서로 순회함으로써 레지듀얼 신호를 복호화 할 수 있다. 도 32에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기가 4x4인 경우 수평 스캔 순서로 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록에 대한 레지듀얼 신호를 순회할 수 있다. 유사한 방식으로, 도 33에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기가 4x4인 경우 수직 스캔 순서로 현재 블록의 레지듀얼 계수 서브 블록에 대한 레지듀얼 신호를 순회할 수 있다. 영상 복호화 장치는 이와 같이 BDPCM 방향에 기반하여 레지듀얼 계수 서브 블록 내 레지듀얼 신호들을 순회하며 레지듀얼 신호에 대한 sig_coeff_flag를 비트스트림으로부터 획득할 수 있다.
한편 앞서의 설명에 있어서, BDPCM 모드로부터의 변환 스킵 레벨의 통계 및 신호 특성에 잔차 코딩을 적응시키기 위해, 아래의 사항을 추가적으로 고려할 수 있다.
일 실시 예에서, coded_sub_block_flag에 대한 컨텍스트 모델링은 차분 부호화 모드 정보(bdpcm_flag) 또는 차분 부호화 모드 방향 정보(bdpcm_dir_flag)에 기반하여 결정될 수 있다. 컨텍스트 모델 인덱스는 현재 레지듀얼 계수 서브 블록의 우측 및 하측 서브블록의 coded_sub_block_flag의 합(sum) 또는 논리합(logical disjunction)으로 계산될 수 있다.
일 실시 예에서, sig_coeff_flag의 컨텍스트 모델링에 대한 로컬 템플릿(local template)은 차분 부호화 모드 정보(bdpcm_flag) 또는 차분 부호화 방향 정보(bdpcm_dir_flag)에 따른 현재 스캔 포지션의 오른쪽 이웃(NB0) 및/또는 아래쪽 이웃(NB1)을 포함하도록 수정될 수 있다.
일 실시 예에서, 차분 부호화 모드 정보(bdpcm_flag) 또는 차분 부호화 방향 정보(bdpcm_dir_flag)를 고려하여 abs_level_gt1_flag 및 par_level_flag에 컨텍스트 모델을 사용할 수도 있다.
일 실시 예에서, 라이스 파라미터(rice parameter) 도출을 위한 템플릿이 수정될 수 있다. 예를 들어, 차분 부호화 모드 (bdpcm_flag) 또는 차분 부호화 방향 정보(bdpcm_dir_flag)에 기초하여 현재 스캔 포지션의 왼쪽 이웃 및 아래쪽 이웃을 선택적으로 고려함으로써, 라이스 파라미터(rice parameter) 도출을 위한 템플릿이 수정될 수 있다.
일 실시 예에서, coeff_sign_flag 컨텍스트 모델링과 관련하여, 부호(sign)는 컨텍스트 코딩 빈을 사용하여 코딩될 수 있다. 컨텍스트 모델(템플릿)은 차분 부호화 모드 정보(bdpcm_flag) 또는 차분 부호화 방향 정보 (bdpcm_dir_flag)에 기반하여 결정될 수 있다. 부호의 부호화 정보는 변환이 스킵된 경우의 레지듀얼 절대 레벨 값의 부호화 정보(abs_remainder [])가 파싱된 후에 파싱 될 수 있다.
일 실시 예에서, 순방향 계수 스캐닝과 관련하여, 앞서 설명된 바와 같이, 서브블록에 대한 스캔 순서 및 서브블록 내의 계수에 대한 스캔 순서는 차분 부호화 모드 정보 (bdpcm_flag) 또는 차분 부호화 방향 정보(bdpcm_dir_flag)에 기반하여 결정될 수 있다.
응용 실시예
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 35는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 35에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기반하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법에 있어서,
    인트라 예측 모드로 부호화된 현재 블록의 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하는 단계;
    상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 모드 정보가 레지듀얼 계수의 차분 부호화 모드를 나타내면, 상기 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도하는 단계; 및
    상기 수정된 레지듀얼 블록에 대해 역양자화를 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 블록을 유도하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수정된 레지듀얼 블록을 유도하는 단계는,
    상기 레지듀얼 블록 내 레지듀얼 계수들 중 적어도 하나의 수정 대상 레지듀얼 계수를 수정하는 단계를 포함하고,
    상기 수정하는 단계는, 상기 수정 대상 레지듀얼 계수와 예측 레지듀얼 계수를 이용하여 수행되고,
    상기 예측 레지듀얼 계수는 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보가 나타내는 예측 방향에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수정하는 단계는,
    상기 수정 대상 레지듀얼 계수와 상기 예측 레지듀얼 계수를 더하는 단계; 및
    상기 더한 값을 상기 수정 대상 레지듀얼 계수의 위치에 할당하는 단계를 포함하고,
    상기 예측 레지듀얼 계수는 상기 예측 방향에 따른 순서 상, 상기 수정 대상 레지듀얼 계수의 직전에 인접한 계수인 영상 복호화 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 예측 방향은 수직 방향 및 수평 방향 중 어느 한 방향인 영상 복호화 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하는 단계는,
    상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보가 나타내는 예측 방향에 기반하여 상기 현재 블록을 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들로 분할하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들의 각각에 포함된 레지듀얼 계수를 상기 비트스트림으로부터 획득하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 크기는 상기 예측 방향에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 예측 방향이 수직 방향인 경우, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비 값은 높이 값 이상으로 결정되고,
    상기 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이 값은 너비 값 이상으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 예측 방향이 수평 방향이고, 상기 현재 블록의 화소 단위 높이가 16 이하의 양의 정수 N인 경우,
    상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비는 N으로 결정되고,
    상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이는 16/N으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 예측 방향이 수직 방향이고, 상기 현재 블록의 화소 단위 너비가 16 이하의 양의 정수 N인 경우,
    상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 너비는 N으로 결정되고,
    상기 레지듀얼 계수 서브 블록의 높이는 16/N으로 결정되는 영상 복호화 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하는 단계는,
    상기 현재 블록을 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들로 분할하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들의 각각에 포함된 레지듀얼 계수를 상기 레지듀얼 계수 서브 블록에 대한 소정의 스캔 순서에 따라 상기 비트스트림으로부터 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 소정의 스캔 순서는 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보가 나타내는 예측 방향에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상기 소정의 스캔 순서는 수직 스캔 순서이고,
    상기 예측 방향이 수직 방향인 경우, 상기 소정의 스캔 순서는 수평 스캔 순서인 영상 복호화 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하는 단계는,
    상기 현재 블록을 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들로 분할하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 레지듀얼 계수 서브 블록들의 각각에 포함된 레지듀얼 계수를 상기 레지듀얼 계수 서브 블록 내에서의 상기 레지듀얼 계수에 대한 소정의 스캔 순서에 따라 상기 비트스트림으로부터 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 소정의 스캔 순서는 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보가 나타내는 예측 방향에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  13. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    인트라 예측 모드로 부호화된 현재 블록의 레지듀얼 블록을 비트스트림으로부터 획득하고,
    상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 모드 정보가 레지듀얼 계수의 차분 부호화 모드를 나타내면, 상기 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도하며,
    상기 수정된 레지듀얼 블록에 대해 역양자화를 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 블록을 유도하는 영상 복호화 장치.
  14. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법에 있어서,
    인트라 예측 모드로 예측된 현재 블록의 레지듀얼 블록을 유도하는 단계;
    상기 레지듀얼 블록을 양자화하여 레지듀얼 블록을 유도하는 단계;
    상기 현재 블록에 대해 레지듀얼 계수의 차분 부호화 모드가 수행되는 경우, 상기 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도하는 단계; 및
    레지듀얼 계수의 차분 부호화 모드를 나타내는 차분 부호화 모드 정보와 상기 수정된 레지듀얼 블록을 부호화하여 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  15. 제14항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
PCT/KR2020/005047 2019-04-16 2020-04-14 레지듀얼 계수의 차분 부호화를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 WO2020213931A1 (ko)

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