WO2020256344A1 - 영상 코딩에서 변환 커널 세트를 나타내는 정보의 시그널링 - Google Patents

영상 코딩에서 변환 커널 세트를 나타내는 정보의 시그널링 Download PDF

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WO2020256344A1
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남정학
구문모
임재현
김승환
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엘지전자 주식회사
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    • H04N19/39—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using hierarchical techniques, e.g. scalability involving multiple description coding [MDC], i.e. with separate layers being structured as independently decodable descriptions of input picture data

Definitions

  • This document relates to video coding technology, and more particularly, to signaling of information indicating a transform kernel set in video coding.
  • VR Virtual Reality
  • AR Artificial Realtiy
  • high-efficiency video/video compression technology is required in order to effectively compress, transmit, store, and reproduce information of high-resolution, high-quality video/video having various characteristics as described above.
  • a method and apparatus for increasing video/video coding efficiency is provided.
  • a method and apparatus for signaling information indicating a transform kernel set in image coding are provided.
  • a method and apparatus for signaling MTS index information is provided.
  • a method and apparatus for coding information representing a transform kernel set are provided.
  • a method and apparatus for signaling information indicating a transform kernel set to be applied to a current block among a plurality of transform kernel sets are provided.
  • a method and apparatus for context coding or bypass coding of bins of an MTS index bin string are provided.
  • a video/video decoding method performed by a decoding apparatus is provided.
  • a decoding apparatus for performing video/video decoding is provided.
  • a video/video encoding method performed by an encoding device is provided.
  • an encoding device that performs video/video encoding.
  • a computer-readable digital storage medium in which encoded video/image information generated according to the video/image encoding method disclosed in at least one of the embodiments of the present document is stored is provided.
  • encoded information causing to perform the video/image decoding method disclosed in at least one of the embodiments of the present document by a decoding device or a computer-readable digital storing encoded video/image information Provide a storage medium.
  • the complexity of a coding system can be reduced by efficiently coding information representing a transform kernel set.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video/video coding system to which this document can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video/video encoding apparatus to which this document can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video/video decoding apparatus to which the present document can be applied.
  • 4 exemplarily shows intra directional modes of 65 prediction directions.
  • CABAC context-adaptive binary arithmetic coding
  • FIG. 6 and 7 schematically illustrate a multi-transformation technique according to an embodiment of the present document.
  • FIG 8 and 9 are diagrams for explaining an RST according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 10 and 11 schematically illustrate an example of a video/video encoding method and related components according to the embodiment(s) of the present document.
  • FIG. 12 and 13 schematically illustrate an example of a video/video decoding method and related components according to the embodiment(s) of the present document.
  • FIG. 14 shows an example of a content streaming system to which embodiments disclosed in this document can be applied.
  • each of the components in the drawings described in this document is independently illustrated for convenience of description of different characteristic functions, and does not mean that each component is implemented as separate hardware or separate software.
  • two or more of the configurations may be combined to form one configuration, or one configuration may be divided into a plurality of configurations.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and/or separated are also included in the scope of the rights of this document, unless departing from the essence of this document.
  • video may mean a set of images over time.
  • a picture generally refers to a unit representing one image in a specific time period, and a slice/tile is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTU).
  • CTU coding tree units
  • One picture may be composed of one or more slices/tiles.
  • One picture may consist of one or more tile groups.
  • One tile group may include one or more tiles.
  • a pixel or pel may mean a minimum unit constituting one picture (or image).
  • sample' may be used as a term corresponding to a pixel.
  • 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.
  • the sample may mean a pixel value in the spatial domain, and when such a pixel value is converted to the frequency domain, it may mean a transform coefficient in the frequency domain.
  • a 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.
  • One unit may include one luma block and two chroma (ex. cb, cr) blocks.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as a block or an 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.
  • parentheses used in the present specification may mean “for example”. Specifically, when indicated as “prediction (intra prediction)", “intra prediction” may be proposed as an example of “prediction”. In other words, “prediction” in the present specification is not limited to “intra prediction”, and “intra prediction” may be suggested as an example of “prediction”. In addition, even when displayed as “prediction (ie, intra prediction)", “intra prediction” may be proposed as an example of "prediction”.
  • VVC Very Video Coding
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • EMC essential video coding
  • At least one of A and B may mean “only A”, “only B”, or “both A and B”.
  • the expression “at least one of A or B” or “at least one of A and/or B” means “at least one A and B (at least one of A and B)" can be interpreted the same.
  • At least one of A, B and C means “only A", “only B", “only C", or "A, B and C May mean any combination of A, B and C”.
  • at least one of A, B or C at least one of A, B or C
  • at least one of A, B and/or C at least one of A, B and/or C
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video/video coding system to which this document can be applied.
  • a video/image coding system may include a source device and a reception device.
  • the source device may transmit the encoded video/image information or data in a file or streaming form to the receiving device through a digital storage medium or a network.
  • the source device may include a video source, an encoding device, and a transmission unit.
  • the receiving device may include a receiving unit, a decoding device, and a renderer.
  • the encoding device may be referred to as a video/image encoding device, and the decoding device may be referred to as a video/image decoding device.
  • the transmitter may be included in the encoding device.
  • the receiver may be included in the decoding device.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source may acquire a video/image through a process of capturing, synthesizing, or generating a video/image.
  • the video source 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 encoding device may encode the input video/video.
  • the encoding apparatus may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded video/video information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmission unit may transmit the encoded video/video information or data output in the form of a bitstream to the reception unit of the receiving device 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 may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast/communication network.
  • the receiver may receive/extract the bitstream and transmit it to the decoding device.
  • the decoding device 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 encoding device.
  • the renderer can render the decoded video/video.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • the video encoding device may include an image encoding device.
  • the encoding device 200 includes an image partitioner 210, a predictor 220, a residual processor 230, an entropy encoder 240, and It may be configured to include an adder 250, a filter 260, and a memory 270.
  • the prediction unit 220 may include an inter prediction unit 221 and an intra prediction unit 222.
  • the residual processing unit 230 may include a transform unit 232, a quantizer 233, an inverse quantizer 234, and an inverse transformer 235.
  • the residual processing unit 230 may further include a subtractor 231.
  • the addition unit 250 may be referred to as a reconstructor or a recontructged block generator.
  • the image segmentation unit 210, the prediction unit 220, the residual processing unit 230, the entropy encoding unit 240, the addition unit 250, and the filtering unit 260 described above may include one or more hardware components (for example, it may be configured by an encoder chipset or a processor).
  • the memory 270 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include the memory 270 as an internal/external component.
  • the image segmentation unit 210 may divide an input image (or picture, frame) input to the encoding apparatus 200 into one or more processing units.
  • the processing unit may be referred to as a coding unit (CU).
  • the coding unit is recursively divided according to the QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU).
  • QTBTTT Quad-tree binary-tree ternary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and/or a ternary structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and/or a ternary structure may be applied later.
  • the binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to this document may be performed based on the final coding unit that is no longer divided. In this case, based on the coding efficiency according to the image characteristics, the maximum coding unit can be directly used as the final coding unit, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depth to be optimal. A coding unit of the size of may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include a procedure such as prediction, transformation, and restoration described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the above-described final coding unit, respectively.
  • 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 unit may be used interchangeably with terms such as a block or an area depending on the case.
  • the MxN block may represent a set of samples or transform coefficients consisting of M columns and N rows.
  • a sample may represent a pixel or a value of a pixel, may represent only a pixel/pixel value of a luminance component, or may represent only a pixel/pixel value of a saturation component.
  • a sample may be used as a term corresponding to one picture (or image) as a pixel or pel.
  • the subtraction unit 231 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction samples, or prediction sample array) output from the prediction unit 220 from the input image signal (original block, original samples, or original sample array) to make a residual.
  • a signal residual block, residual samples, or residual sample array
  • the prediction unit 220 may perform prediction on a block to be processed (hereinafter referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the predictor 220 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of a current block or CU.
  • the prediction unit may generate various information related to prediction, such as prediction mode information, as described later in the description of each prediction mode, and transmit it to the entropy encoding unit 240.
  • the information on prediction may be encoded by the entropy encoding unit 240 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 222 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the vicinity of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes according to a detailed degree of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra prediction unit 222 may determine a prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 221 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 correlation between motion information between neighboring blocks and the 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.
  • the temporal neighboring block may be called a collocated reference block, a co-located CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 221 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 221 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • a residual signal may not be transmitted.
  • MVP motion vector prediction
  • the motion vector of the current block is calculated by using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor and signaling a motion vector difference. I can instruct.
  • the prediction unit 220 may generate a prediction signal based on various prediction methods to be described later.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of one block, as well as simultaneously apply intra prediction and inter prediction. This can be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) to predict a block.
  • the intra block copy may be used for content image/video coding such as a game, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but can 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 document.
  • the prediction signal generated by the inter prediction unit 221 and/or the intra prediction unit 222 may be used to generate a reconstructed signal or may be used to generate a residual signal.
  • the transform unit 232 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique may include Discrete Cosine Transform (DCT), Discrete Sine Transform (DST), Graph-Based Transform (GBT), or Conditionally Non-linear Transform (CNT).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine 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 pixel block having the same size of a square, or may be applied to a block of variable size other than
  • the quantization unit 233 quantizes the transform coefficients and transmits it to the entropy encoding unit 240, and the entropy encoding unit 240 encodes the quantized signal (information on quantized transform coefficients) and outputs it as a bitstream. have.
  • the information on the quantized transform coefficients may be called residual information.
  • the quantization unit 233 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of blocks 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 240 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 240 may encode together or separately information necessary for video/image reconstruction (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.
  • Signaling/transmitted information and/or syntax elements described later in this document 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 for transmitting and/or a storage unit (not shown) for storing may be configured as an internal/external element of the encoding apparatus 200, or the transmission unit It may be included in the entropy encoding unit 240.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 233 may be used to generate a prediction signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • the addition unit 250 may generate a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, reconstructed samples, or a reconstructed sample array) by adding the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the prediction unit 220 .
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • 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.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 260 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 260 may apply various filtering methods to the reconstructed picture to generate a modified reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 270, specifically, the DPB of the memory 270. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset (SAO), adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 260 may generate a variety of filtering information and transmit it to the entropy encoding unit 290 as described later in the description of each filtering method.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 290 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 270 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 280.
  • the encoding device may avoid prediction mismatch between the encoding device 200 and the decoding device, and may improve encoding efficiency.
  • the DPB of the memory 270 may store the modified reconstructed picture to be used as a reference picture in the inter prediction unit 221.
  • the memory 270 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or encoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transferred to the inter prediction unit 221 in order to be used as motion information of spatial neighboring blocks or motion information of temporal neighboring blocks.
  • the memory 270 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may be transmitted to the intra prediction unit 222.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video/video decoding apparatus to which the present document can be applied.
  • the decoding apparatus 300 includes an entropy decoder 310, a residual processor 320, a predictor 330, an adder 340, and a filtering unit. It may be configured to include (filter, 350) and memory (memoery) 360.
  • the prediction unit 330 may include an inter prediction unit 331 and an intra prediction unit 332.
  • the residual processing unit 320 may include a dequantizer 321 and an inverse transformer 321.
  • the entropy decoding unit 310, the residual processing unit 320, the prediction unit 330, the addition unit 340, and the filtering unit 350 described above are one hardware component (for example, a decoder chipset or a processor). ) Can be configured.
  • the memory 360 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include the memory 360 as an internal/external component.
  • the decoding apparatus 300 may reconstruct an image in response to a process in which the video/image information is processed by the encoding apparatus of FIG. 2. For example, the decoding apparatus 300 may derive units/blocks based on block division related information obtained from the bitstream.
  • the decoding device 300 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding device.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit, and the coding unit may be divided from a coding tree unit or a maximum coding unit along a quad tree structure, a binary tree structure and/or a ternary tree structure.
  • One or more transform units may be derived from the coding unit.
  • the reconstructed image signal decoded and output through the decoding device 300 may be reproduced through the playback device.
  • the decoding apparatus 300 may receive a signal output from the encoding apparatus of FIG. 2 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 310.
  • the entropy decoding unit 310 may parse the bitstream to derive information (eg, video/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 decoding apparatus may further decode the picture based on the information on the parameter set and/or the general restriction information.
  • Signaled/received information and/or syntax elements described later in this document may be decoded through the decoding procedure and obtained from the bitstream.
  • the entropy decoding unit 310 decodes information in a 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 a syntax element to be decoded and information on a neighboring and decoding target block or symbol/bin decoded in a previous step
  • a context model is determined using the context model, and a symbol corresponding to the value of each syntax element can be generated by performing arithmetic decoding of the bin by predicting the probability of occurrence of a bin according to the determined context model.
  • 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.
  • a receiver (not shown) for receiving a signal output from the encoding device may be further configured as an inner/outer element of the decoding device 300, or the receiver may be a component of the entropy decoding unit 310.
  • the decoding apparatus may be called a video/video/picture decoding apparatus, and the decoding apparatus can be divided into an information decoder (video/video/picture information decoder) and a sample decoder (video/video/picture sample decoder). May be.
  • the information decoder may include the entropy decoding unit 310, and the sample decoder includes the inverse quantization unit 321, an inverse transform unit 322, a prediction unit 330, an addition unit 340, and a filtering unit ( 350) and at least one of the memory 360 may be included.
  • the inverse quantization unit 321 may inverse quantize the quantized transform coefficients and output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 321 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block shape. In this case, the rearrangement may be performed based on the coefficient scan order performed by the encoding device.
  • the inverse quantization unit 321 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients by using a quantization parameter (for example, quantization step size information) and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter for example, quantization step size information
  • the inverse transform unit 322 obtains a residual signal (residual block, residual sample array) by inverse transforming the transform coefficients.
  • 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 information about the prediction output from the entropy decoding unit 310, and may determine a specific intra/inter prediction mode.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods to be described later. For example, the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of one block, as well as simultaneously apply intra prediction and inter prediction. This can be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) to predict a block.
  • the intra block copy may be used for content image/video coding such as a game, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but can 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 document.
  • the intra prediction unit 332 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the vicinity of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra prediction unit 332 may determine a prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 331 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 correlation between motion information between neighboring blocks and the 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 331 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, and the information about the prediction may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
  • the addition unit 340 adds the obtained residual signal to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit 330 to generate a reconstructed signal (restored picture, reconstructed block, reconstructed sample array). I can. 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 addition unit 340 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, may be output through filtering as described later, or may be used for inter prediction of the next picture.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 350 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 350 may apply various filtering methods to the reconstructed picture to generate a modified reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 60, specifically, the DPB of the memory 360. Can be transferred to.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 360 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 331.
  • the memory 360 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or decoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 331 to be used as motion information of spatial neighboring blocks or motion information of temporal neighboring blocks.
  • the memory 360 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may be transmitted to the intra prediction unit 332.
  • the embodiments described in the prediction unit 330, the inverse quantization unit 321, the inverse transform unit 322, and the filtering unit 350 of the decoding apparatus 300 are each a prediction unit ( 220), the inverse quantization unit 234, the inverse transform unit 235, and the filtering unit 260 may be applied in the same or corresponding manner.
  • a predicted block including prediction samples for a current block as a coding target block may be generated.
  • the predicted block includes prediction samples in the spatial domain (or pixel domain).
  • the predicted block is derived equally from the encoding device and the decoding device, and the encoding device decodes information (residual information) about the residual between the original block and the predicted block, not the original sample value of the original block itself.
  • Video coding efficiency can be improved by signaling to the device.
  • the decoding apparatus may derive a residual block including residual samples based on the residual information, and generate a reconstructed block including reconstructed samples by summing the residual block and the predicted block. A reconstructed picture to be included can be generated.
  • the residual information may be generated through transformation and quantization procedures.
  • the encoding apparatus derives a residual block between the original block and the predicted block, and derives transform coefficients by performing a transformation procedure on residual samples (residual sample array) included in the residual block. And, by performing a quantization procedure on the transform coefficients, quantized transform coefficients may be derived, and related residual information may be signaled to a decoding apparatus (via a bitstream).
  • the residual information may include information such as value information of the quantized transform coefficients, position information, a transform technique, a transform kernel, and a quantization parameter.
  • the decoding apparatus may perform an inverse quantization/inverse transform procedure based on the residual information and derive residual samples (or residual blocks).
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the predicted block and the residual block.
  • the encoding apparatus may also inverse quantize/inverse transform quantized transform coefficients for reference for inter prediction of a picture to derive a residual block, and generate a reconstructed picture based on this.
  • the intra prediction mode may include two non-directinoal or non-angular intra prediction modes and 65 directional or angular intra prediction modes.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planar intra prediction mode of No. 0 and a DC intra prediction mode of No. 1, and the directional intra prediction modes may include 65 intra prediction modes of Nos. 2 to 66.
  • the embodiment according to this document may be applied even when the number of intra prediction modes is different.
  • the intra prediction mode 67 may be further used, and the intra prediction mode 67 may represent a linear model (LM) mode.
  • LM linear model
  • 4 exemplarily shows intra-directional modes of 65 prediction directions.
  • an intra prediction mode having horizontal directionality and an intra prediction mode having vertical directionality can be distinguished based on an intra prediction mode 34 having an upward left diagonal prediction direction.
  • H and V in FIG. 5 may mean horizontal and vertical directions, respectively, and a number of -32 to 32 may represent a displacement of 1/32 units on a sample grid position. This may represent an offset to the mode index value.
  • intra prediction modes 2 to 33 may have horizontal directionality
  • intra prediction modes 34 to 66 may have vertical directionality
  • the 34th intra prediction mode can be considered to be neither horizontal nor vertical, strictly speaking, but it can be classified as belonging to horizontal directionality from the viewpoint of determining a transform set of a quadratic transform. This is because the input data is transposed and used for the vertical direction mode symmetrical around the 34th intra prediction mode, and the input data alignment method for the horizontal mode is used for the 34th intra prediction mode.
  • transposing the input data may mean that a row becomes a column and a column becomes a row for the 2D block data MxN to form NxM data.
  • the 18th intra prediction mode and the 50th intra prediction mode may represent a horizontal intra prediction mode and a vertical intra prediction mode, respectively, and the 2nd intra prediction mode is a left reference pixel. Since it predicts in the upward-right direction with ⁇ , it can be called as an upward-right diagonal (diagonal) intra prediction mode.
  • the 34th intra prediction mode can be called a downward-right diagonal intra prediction mode
  • the 66th intra prediction mode may be called a downward-left diagonal intra prediction mode have.
  • CABAC context-adaptive binary arithmetic coding
  • the encoding device may convert the input signal into a binary value by binarizing the value of the input signal.
  • the input signal is already a binary value (that is, when the value of the input signal is a binary value)
  • binarization is not performed and the input signal may be used as it is.
  • each binary number 0 or 1 constituting the binary value may be referred to as a bin.
  • each of 1, 1, and 0 may be represented as one bin.
  • the bin(s) for one syntax element may represent a value of the syntax element.
  • Such binarization may be based on various binarization methods such as a Truncated Rice binarization process or a fixed-length binarization process, and a binarization method for a target syntax element may be predefined.
  • the binarization procedure may be performed by a binarization unit in an entropy encoding unit.
  • the binarized bins of the syntax element may be input to a regular coding engine or a bypass coding engine.
  • the regular coding engine of the encoding device may allocate a context model that reflects a probability value to the corresponding bin, and encode the corresponding bin based on the allocated context model.
  • the regular coding engine of the encoding device may update the context model for the corresponding bin after coding for each bin. Bins coded as described above may be referred to as context-coded bins.
  • binarized bins of the syntax element when binarized bins of the syntax element are input to the bypass coding engine, they may be coded as follows.
  • the bypass coding engine of the encoding device may omit a procedure for estimating a probability for an input bin and a procedure for updating a probability model applied to the bin after coding.
  • the encoding device may code an input bin by applying a uniform probability distribution instead of allocating a context model, thereby improving encoding speed. Bins coded as described above may be referred to as bypass bins.
  • Entropy decoding may refer to a process of performing the same process as the above-described entropy encoding in reverse order.
  • the decoding device may decode the encoded image/video information.
  • the image/video information may include partitioning related information, prediction related information (ex.inter/intra prediction classification information, intra prediction mode information, inter prediction mode information, etc.), residual information or in-loop filtering related information, and the like. , Or various syntax elements related thereto.
  • the entropy coding may be performed in units of syntax elements.
  • the decoding apparatus may perform binarization on target syntax elements.
  • the binarization may be based on various binarization methods such as a Truncated Rice binarization process or a fixed-length binarization process, and a binarization method for a target syntax element may be predefined.
  • the decoding apparatus may derive available empty strings (empty string candidates) for available values of target syntax elements through the binarization procedure.
  • the binarization procedure may be performed by a binarization unit in an entropy decoding unit.
  • the decoding apparatus may sequentially decode or parse the bin strings for the target syntax elements from the input bit(s) in the bitstream, and compare the derived bin strings with the available bin strings for the corresponding syntax elements. If the derived empty string is the same as one of the available empty strings, a value corresponding to the corresponding empty string is derived as a value of the corresponding syntax element. If not, it is possible to perform the above-described procedure again after further parsing the next bit in the bitstream. Through this process, the corresponding information can be signaled using variable length bits without using a start bit or an end bit for specific information (or a specific syntax element) in the bitstream. Through this, relatively fewer bits can be allocated to a low value, and overall coding efficiency can be improved.
  • the decoding apparatus may decode each bin in the bin string from a bitstream based on an entropy coding technique such as CABAC or CAVLC based on a context model or a bypass.
  • an entropy coding technique such as CABAC or CAVLC based on a context model or a bypass.
  • the decoding apparatus may receive a bin corresponding to the syntax element through a bitstream, and decoding information of the syntax element and the decoding target block or neighboring block or decoding in a previous step
  • a context model can be determined using information of the symbol/bin, and arithmetic decoding of bins is performed by predicting the probability of occurrence of the received bin according to the determined context model. You can derive the value of the syntax element.
  • the context model of the next decoded bin may be updated based on the determined context model.
  • the context model may be allocated and updated for each context coded (regularly coded) bin, and the context model may be indicated based on a context index (ctxIdx) or a context index increment (ctxInc).
  • ctxIdx may be derived based on ctxInc.
  • ctxIdx representing a context model for each of the regularly coded bins may be derived as a sum of ctxInc and a context index offset (ctxIdxOffset).
  • the ctxInc may be derived differently for each bin.
  • the ctxIdxOffset may be expressed as the lowest value of the ctxIdx.
  • the ctxIdxOffset may generally be a value used to distinguish context models for other syntax elements, and a context model for one syntax element may be classified or derived based on ctxInc.
  • Entropy decoding may perform the same process as entropy encoding in reverse order.
  • the decoding apparatus may receive a bin corresponding to the syntax element through a bitstream, and may decode the input bin by applying a uniform probability distribution. .
  • the decoding apparatus may omit the procedure of deriving the context model of the syntax element and the procedure of updating the context model applied to the bin after decoding.
  • the transform unit may correspond to the transform unit in the encoding apparatus of FIG. 2, and the inverse transform unit may correspond to the inverse transform unit in the encoding apparatus of FIG. 2 or the inverse transform unit in the decoding apparatus of FIG. 3. .
  • the transform unit may derive (first-order) transform coefficients by performing a first-order transform based on residual samples (residual sample array) in the residual block (S610).
  • This primary transform may be referred to as a core transform.
  • the first-order transform may be based on multiple transform selection (MTS), and when multiple transforms are applied as the first-order transform, it may be referred to as a multiple core transform.
  • MTS multiple transform selection
  • multiple core transformations are DCT (Discrete Cosine Transform) type 2 (DCT-II), DST (Discrete Sine Transform) type 7 (DST-VII), DCT type 8 (DCT-VIII) and/or DST type 1 (DST-I) may be additionally used to indicate a conversion method. That is, the multi-core transform is performed by using a residual signal (or a residual block) in the spatial domain based on a plurality of transform kernels selected from among the DCT type 2, the DST type 7, the DCT type 8, and the DST type 1.
  • a transform method of transforming into transform coefficients (or first-order transform coefficients) of may be represented.
  • the first-order transform coefficients may be referred to as temporary transform coefficients at the transform unit side.
  • transformation coefficients may be generated by applying a transformation from a spatial domain to a frequency domain for a residual signal (or a residual block) based on DCT type 2.
  • Transformation into a domain may be applied to generate transform coefficients (or first order transform coefficients).
  • DCT type 2, DST type 7, DCT type 8, and DST type 1 may be referred to as a transform type, a transform kernel, or a transform core.
  • a vertical transformation kernel and/or a horizontal transformation kernel for a target block may be selected from among the transformation kernels, and a vertical transformation for the target block is performed based on the vertical transformation kernel.
  • the horizontal transformation may be performed on the target block based on the horizontal transformation kernel.
  • the horizontal transformation may represent transformation of horizontal components of the target block
  • the vertical transformation may represent transformation of vertical components of the target block.
  • the vertical transform kernel/horizontal transform kernel may be adaptively determined based on a prediction mode and/or a transform index of a target block (CU or subblock) including a residual block.
  • an MTS index may be encoded to indicate any one of a plurality of transform kernel sets, and MTS index information may be signaled to the decoding device.
  • the MTS index may be represented by a tu_mts_idx syntax element or an mts_idx syntax element.
  • the conversion kernel set according to the MTS index can be represented as shown in the following table.
  • the transform unit may derive modified (second-order) transform coefficients by performing a second-order transform based on the (first-order) transform coefficients (S620).
  • the first-order transform is a transform from a spatial domain to a frequency domain
  • the second-order transform may represent transforming into a more compressive expression using a correlation existing between (first-order) transform coefficients. .
  • the second-order transform may include a non-separable transform.
  • the second transform may be referred to as a non-separable secondary transform (NSST) or a mode-dependent non-separable secondary transform (MDNSST).
  • the non-separated quadratic transform is a second-order transform of the (first-order) transform coefficients derived through the first-order transform based on a non-separable transform matrix, and modified transform coefficients for a residual signal. It may represent a transform that produces (or quadratic transform coefficients).
  • the transformation can be applied at once without separating vertical transformation and horizontal transformation (or independently applying horizontal transformation and vertical transformation) to the (first-order) transformation coefficients based on the non-separated transformation matrix. .
  • the non-separated quadratic transform does not separate the vertical and horizontal components of the (first-order) transform coefficients, and for example, two-dimensional signals (transform coefficients) are in a specific direction (eg, row-first). ) Direction or column-first direction), and then generating the modified transform coefficients (or quadratic transform coefficients) based on the non-separated transform matrix. I can.
  • the row-first direction may indicate that the MxN blocks are arranged in a row according to the order of the first row, the second row, ..., and the Nth row
  • the column-first direction (or order) May indicate that the MxN blocks are arranged in a row according to the order of the first column, the second column, ..., the M-th column.
  • M and N may represent the width (W) and height (H) of the block, respectively, and both may be positive integers.
  • the non-separated quadratic transform may be applied to a top-left area of a block (hereinafter, referred to as transform coefficient block) composed of (first-order) transform coefficients.
  • transform coefficient block composed of (first-order) transform coefficients.
  • an 8x8 non-separated quadratic transform may be applied to the upper left 8x8 region of the transform coefficient block.
  • the 4x4 non-separated quadratic transform is It can be applied to the min(8, W) x min(8, H) area of the upper left of the transform coefficient block.
  • the embodiment is not limited thereto, and for example, even if only the condition that the width (W) or the height (H) of the transform coefficient block is equal to or greater than 4 is satisfied, the 4x4 non-separated quadratic transform is performed at the upper left of the transform coefficient block min It can also be applied to the (8, W) x min(8, H) area.
  • the non-separated quadratic transformation may be performed as follows.
  • the 4x4 input block X may be represented as follows.
  • the vector form of X may be represented as follows.
  • Equation 2 May represent a vector X, and may be represented by rearranging the 2D block of X in Equation 1 into a 1D vector according to a row-first order.
  • the second-order non-separated transform can be calculated as follows.
  • T may represent a 16x16 (non-separated) transform matrix.
  • HyGT Hypercube-Givens Transform
  • a transformation kernel (or transformation core, transformation type) may be selected as mode dependent.
  • the mode may include an intra prediction mode and/or an inter prediction mode.
  • the non-separated quadratic transform may be performed based on an 8x8 transform or a 4x4 transform determined based on the width (W) and height (H) of the transform coefficient block.
  • the 8x8 transform may represent a transform that can be applied to an 8x8 area included in a corresponding transform coefficient block when both W and H are equal to or greater than 8, and the 8x8 area is the upper left corner of the corresponding transform coefficient block. It can be an 8x8 area.
  • the 4x4 transform can represent a transform that can be applied to a 4x4 area included in the corresponding transform coefficient block when both W and H are equal to or greater than 4, and the 4x4 area is inside the corresponding transform coefficient block. It may be a 4x4 area at the top left of the.
  • an 8x8 transform kernel matrix may be a 64x64/16x64 matrix
  • a 4x4 transform kernel matrix may be a 16x16/8x16 matrix.
  • two non-separated quadratic transform kernels per transform set for non-separated quadratic transform may be configured for both 8x8 transform and 4x4 transform, and the transform set may be four. . That is, four transform sets may be configured for an 8x8 transform, and four transform sets may be configured for a 4x4 transform. In this case, two 8x8 transform kernels may be included in each of the four transform sets for the 8x8 transform, and two 4x4 transform kernels may be included in the four transform sets for the 4x4 transform.
  • the size of the transform, the number of the set, and the number of transform kernels in the set may be a size other than 8x8 or 4x4 as an example, or n sets may be configured, and k transform kernels in each set May be included.
  • n and k may each be a positive integer.
  • the transform set may be referred to as an NSST set
  • the transform kernel in the NSST set may be referred to as an NSST kernel.
  • the selection of a specific set among the transform sets may be performed based on an intra prediction mode of a target block (CU or subblock).
  • one of k transformation kernels in the specific set may be selected through a non-separated quadratic transformation index.
  • the encoding device may derive a non-separated quadratic transformation index indicating a specific transformation kernel based on a rate-distortion (RD) check, and may signal the non-separated quadratic transformation index to the decoding device.
  • the decoding apparatus may select one of k transform kernels in a specific set based on the non-separated quadratic transform index.
  • an NSST index having a value of 0 may represent the first non-separated quadratic transformation kernel
  • an NSST index having a value of 1 may represent the second non-separated quadratic transformation kernel
  • a value of 2 The branch NSST index may represent the third non-separated quadratic transformation kernel.
  • an NSST index having a value of 0 may indicate that the first non-separated quadratic transform is not applied to the target block
  • an NSST index having a value of 1 to 3 may indicate the three transform kernels.
  • the transform unit may perform the non-separated quadratic transform based on the selected transform kernels and obtain modified (quaternary) transform coefficients.
  • the modified transform coefficients may be derived as quantized transform coefficients through a quantization unit as described above, and may be encoded and transmitted to a signaling and inverse quantization/inverse transform unit in an encoding device.
  • the (first-order) transform coefficients which are the outputs of the first-order (separate) transform, can be derived as quantized transform coefficients through the quantization unit as described above, and are encoded. It may be transmitted to a decoding device to an inverse quantization/inverse transform unit in a signaling and encoding device.
  • the inverse transform unit may perform a series of procedures in the reverse order of the procedure performed by the above-described transform unit.
  • the inverse transform unit receives (inverse quantized) transform coefficients, performs a second-order (inverse) transform to derive (first-order) transform coefficients (S750), and performs a first-order (inverse) for the (first-order) transform coefficients.
  • a residual block (residual samples) may be obtained by performing transformation (S760).
  • the first-order transform coefficients may be referred to as transform coefficients modified by the inverse transform unit.
  • the encoding apparatus and/or the decoding apparatus may generate a reconstructed block based on the residual block and the predicted block, and generate a reconstructed picture based on the residual block.
  • the decoding apparatus may further include a second-order inverse transform determining unit (or an element determining whether to apply a second-order inverse transform) and a second-order inverse transform determining unit (or a second-order inverse transform determining element).
  • the determining unit whether to apply the second-order inverse transform may determine whether to apply the second-order inverse transform.
  • the second-order inverse transform may be NSST or RST, and the second-order inverse transform application determining unit may determine whether to apply the second-order inverse transform based on the second-order transform flag parsed or obtained from the bitstream.
  • the determining unit whether to apply the second-order inverse transform may determine whether to apply the second-order inverse transform based on a transform coefficient of the residual block.
  • the second-order inverse transform determiner may determine a second-order inverse transform.
  • the second-order inverse transform determiner may determine the second-order inverse transform applied to the current block based on the NSST (or RST) transform set specified according to the intra prediction mode.
  • a second-order transform determination method may be determined depending on the first-order transform determination method.
  • various combinations of a first-order transform and a second-order transform may be determined according to the intra prediction mode.
  • the second-order inverse transform determiner may determine a region to which the second-order inverse transform is applied based on the size of the current block.
  • a residual block (residual samples) may be obtained by receiving the (inverse quantized) transform coefficients and performing the first-order (separation) inverse transform.
  • the encoding apparatus and/or the decoding apparatus may generate a reconstructed block based on the residual block and the predicted block, and generate a reconstructed picture based on the residual block.
  • a reduced secondary transform (RST) with a reduced size of a transform matrix (kernel) can be applied from the concept of NSST in order to reduce the amount of computation and memory required for the non-separated quadratic transform.
  • RST may mean (simplified) transform performed on residual samples for a target block based on a transform matrix whose size is reduced according to a simplification factor.
  • the amount of computation required for conversion may be reduced due to a reduction in the size of the conversion matrix. That is, the RST can be used to solve an issue of computational complexity that occurs during transformation or non-separation transformation of a large block.
  • RST refers to various terms such as reduced transform, reduced secondary transform, reduction transform, simplified transform, or simple transform. May be referred to, and the name to which the RST may be referred to is not limited to the listed examples.
  • RST since RST is mainly performed in a low frequency region including a non-zero coefficient in a transform block, it may be referred to as LFNST (Low-Frequency Non-Separable Transform).
  • the inverse transform unit 235 of the encoding device 200 and the inverse transform unit 322 of the decoding device 300 are transformed based on the inverse RST of the transform coefficients.
  • the inverse first-order transform refers to the inverse transform of the first-order transform applied to the residual.
  • deriving a transform coefficient based on a transform may mean deriving a transform coefficient by applying a corresponding transform.
  • FIG 8 and 9 are diagrams for explaining an RST according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 8 may be a diagram for explaining that a forward reduced transform is applied
  • FIG. 9 may be a diagram for explaining that an inverse reduced transform is applied.
  • the target block may represent a current block, a residual block, or a transform block on which coding is performed.
  • N and R may each be a positive integer, and R may be smaller than N.
  • N may mean the square of the length of one side of the block to which the transform is applied or the total number of transform coefficients corresponding to the block to which the transform is applied, and the simplification factor may mean an R/N value.
  • the simplification factor may be referred to in various terms such as a reduced factor, a reduction factor, a simplified factor, or a simple factor.
  • R may be referred to as a reduced coefficient, but in some cases, a simplification factor may mean R.
  • the simplification factor may mean an N/R value.
  • the simplification factor or the reduced coefficient may be signaled through the bitstream, but is not limited thereto.
  • a predefined value for a simplification factor or a reduced coefficient may be stored in each encoding device 200 and the decoding device 300, and in this case, the simplification factor or the reduced coefficient may not be separately signaled. have.
  • the size (RxN) of the simplified transform matrix may be smaller than the size (NxN) of a conventional transform matrix, and may be defined as the following equation.
  • the matrix T in the reduced transform block illustrated in FIG. 8 may represent the matrix T RxN of Equation 4. As shown in FIG. 8, when the simplified transform matrix T RxN is multiplied with respect to the residual samples for the target block, transform coefficients for the target block may be derived.
  • the RST according to FIG. 8 is a matrix as shown in Equation 5 below. It can be expressed as an operation. In this case, memory and multiplication operations can be reduced to approximately 1/4 by a simplification factor.
  • a matrix operation can be understood as an operation to obtain a column vector by multiplying a matrix and a column vector by placing a matrix on the left side of the column vector.
  • r 1 to r 64 may represent residual samples for the target block. Or, for example, it may be a transform coefficient generated by applying a first-order transform. Transform coefficients c i for the target block may be derived based on the operation result of Equation (5).
  • transform coefficients c 1 to c 16 for the target block may be derived. If a transform matrix with a size of 64x64 (NxN) is multiplied by residual samples of a size of 64x1 (Nx1) because a regular transform rather than RST is applied, the transform coefficients for the target block are 64 (N). Is derived, but only 16 transform coefficients (R) are derived for the target block because RST is applied. Transmission between the encoding device 200 and the decoding device 300 because the total number of transform coefficients for the target block is reduced from N to R, and the amount of data transmitted by the encoding device 200 to the decoding device 300 is reduced. Efficiency can be increased.
  • the size of the normal transform matrix is 64x64 (NxN), but the size of the simplified transform matrix is reduced to 16x64 (RxN), so when performing RST compared to when performing normal transformation Memory usage can be reduced by an R/N ratio.
  • the use of the simplified transform matrix can reduce the number of multiplication operations by an R/N ratio (RxN).
  • the transform unit 232 of the encoding apparatus 200 may derive transform coefficients for the target block by performing a first-order transform and an RST-based second-order transform on residual samples for the target block. These transform coefficients may be transmitted to the inverse transform unit of the decoding device 300, and the inverse transform unit 322 of the decoding device 300 derives the modified transform coefficients based on the inverse reduced secondary transform (RST) of the transform coefficients. Then, residual samples for the target block may be derived based on the inverse linear transform of the modified transform coefficients.
  • RST inverse reduced secondary transform
  • the size of the inverse RST matrix T NxR is NxR that is smaller than the size NxN of a conventional inverse transform matrix, and may be in a transpose relationship with the simplified transform matrix T RxN shown in Equation 4.
  • the matrix T t in the reduced inverse transform block shown in FIG. 9 may represent the inverse RST matrix T RxN T.
  • the superscript T may represent a transpose.
  • Station RxN RST matrix T T may be expressed as (T RxN) T NxR.
  • modified transform coefficients for the target block may be derived by multiplying transform coefficients for the target block by the inverse RST matrix T RxN T.
  • an inverse RST may be applied as an inverse linear transformation.
  • residual samples for the target block may be derived when the transform coefficients for the target block are multiplied by the inverse RST matrix T RxN T.
  • RST according to FIG. 7 is as shown in Equation 6 below. It can be expressed as a matrix operation.
  • Equation 6 c 1 to c 16 may represent transform coefficients for the target block. Based on the operation result of Equation 6, modified transform coefficients for the target block or r j representing residual samples for the target block may be derived. That is, r 1 to r N indicating modified transform coefficients for the target block or residual samples for the target block may be derived.
  • the size of the typical inverse transform matrix is 64x64 (NxN), but the size of the simplified inverse transform matrix is reduced to 64x16 (NxR).
  • Memory usage can be reduced by R/N ratio.
  • the use of the simplified inverse transform matrix can reduce the number of multiplication operations by an R/N ratio (NxR).
  • the 8x8 RST may be applied according to the transform set. Since one transform set is composed of two or three transform kernels according to an intra prediction mode, it may be configured to select one of a maximum of four transforms including a case where a quadratic transform is not applied. When the quadratic transformation is not applied, the transformation can be regarded as the identity matrix applied. Assuming that an index of 0, 1, 2, or 3 is assigned to each of the four transformations (for example, index 0 can be allocated as an identity matrix, that is, when quadratic transformation is not applied), NSST index A transform to be applied may be designated by signaling a syntax element of, for each transform coefficient block.
  • 8x8 NSST can be designated for an 8x8 upper left block through the NSST index
  • 8x8 RST can be designated in the RST configuration.
  • 8x8 NSST and 8x8 RST may represent transformations that can be applied to an 8x8 region included in a corresponding transform coefficient block when both W and H of the target block to be transformed are equal to or greater than 8, and the 8x8 region It may be an upper left 8x8 area inside the corresponding transform coefficient block.
  • 4x4 NSST and 4x4 RST may represent transformations that can be applied to a 4x4 region included in a corresponding transform coefficient block when both W and H of the target block are equal to or greater than 4, and the 4x4 region May be the upper left 4x4 area inside the corresponding transform coefficient block.
  • the encoding device is based on various coding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), or context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the bitstream can be derived by encoding quantized values of the related transform coefficients.
  • the decoding apparatus may decode the bitstream based on various coding methods such as exponential Golomb coding, CAVLC, CABAC, and the like to derive a value of a syntax element required for image restoration or quantized values of a transform coefficient related to a residual. .
  • an embodiment of this document may propose a scheme for signaling the MTS index.
  • the MTS index may represent any one of a plurality of transform kernel sets, as described above, the MTS index is encoded and the MTS index information may be signaled to the decoding device, and the decoding device decodes the MTS index information.
  • An MTS index may be obtained, and a transform kernel set to be applied may be determined based on the MTS index.
  • the MTS index may be represented by a tu_mts_idx syntax element or an mts_idx syntax element.
  • the MTS index may be binarized using the Rice-Golmb parameter 0th order, but may be binarized based on Truncated Rice.
  • the input parameter cMax may have a value of 4, and cRiceParam may have a value of 0.
  • the encoding apparatus binarizes the MTS index to derive the bin(s) for the MTS index, encodes the derived bin(s) to derive the MTS index information (bit(s) for the MTS index, and The index information can be signaled to the decoding device.
  • the decoding device decodes the MTS index information to derive bin(s) for the MTS index, and bin(s) for the derived MTS index and the candidate bin for the MTS index ( S) can be compared to derive the MTS index.
  • the MTS index (eg, tu_mts_idx syntax element or mts_idx syntax element) may be context coded based on the context model or context index for all bins.
  • a context index increment (ctxInc) for context coding of an MTS index or ctxInc according to an empty position may be allocated or determined as shown in Table 2.
  • the context model may be selected according to the bin location.
  • ctxInc for bin 0 (the first bin) may be allocated based on cqtDepth.
  • cqtDepth may represent a quad-tree depth for the current block, and may be derived as one of 0 to 5. That is, ctxInc for the 0th bin may be allocated as one of 0 to 5 according to cqtDepth.
  • ctxInc for bin 1 (bin 2) may be allocated 6
  • ctxInc for bin 2 (bin 3) may be allocated 7
  • bin 3 (bin 4) ctxInc may be assigned 8. That is, bins 0 to 3 may be assigned ctxInc of different values.
  • different ctxInc values may represent different context models, and in this case, there may be nine context models for coding the MTS index.
  • the MTS index (eg, tu_mts_idx syntax element or mts_idx syntax element) may be bypass coded for all bins as shown in Table 3. In this case, there may be 0 context models for coding the MTS index.
  • the MTS index (eg, tu_mts_idx syntax element or mts_idx syntax element) may be context coded based on the context model or context index for the 0th bin (the first bin) as shown in Table 4, and the rest It may be bypass coded for bins. That is, 0 may be assigned to ctxInc for bin 0 (the first bin). In this case, there may be one context model for coding the MTS index.
  • the MTS index (e.g., tu_mts_idx syntax element or mts_idx syntax element) is the context model or context index for bin 0 (the first bin) and bin 1 (the second bin) as shown in Table 5. It may be context coded based, and may be bypass coded for the remaining bins. That is, 0 may be allocated to ctxInc for bin 0 (first bin), and 1 may be allocated to ctxInc for bin 1 (second bin). In this case, there may be two context models for coding the MTS index.
  • tu_mts_idx syntax element or mts_idx syntax element is the context model or context index for bin 0 (the first bin) and bin 1 (the second bin) as shown in Table 5. It may be context coded based, and may be bypass coded for the remaining bins. That is, 0 may be allocated to ctxInc for bin 0 (first bin), and 1 may be allocated to ctx
  • the MTS index (eg, tu_mts_idx syntax element or mts_idx syntax element) may be context coded based on the context model or context index for all bins, as shown in Table 6, and 1 ctxInc for each bin Can be assigned. That is, 0 may be allocated to ctxInc for bin 0 (first bin), and 1 may be allocated to ctxInc for bin 1 (second bin). 2 may be allocated to ctxInc for bin 2 (third bin), and 2 may be allocated for ctxInc for bin 3 (fourth bin). In this case, there may be four context models for coding the MTS index.
  • 0 may be allocated to ctxInc for bin 0 (first bin)
  • 1 may be allocated to ctxInc for bin 1 (second bin).
  • 2 may be allocated to ctxInc for bin 2 (third bin)
  • 2 may be allocated for ctxInc for bin 3 (fourth bin).
  • the initial value and/or the size of the multiple windows may be variable based on the occurrence statistics for the location of each bin.
  • FIG. 10 and 11 schematically illustrate an example of a video/video encoding method and related components according to the embodiment(s) of the present document.
  • the method disclosed in FIG. 10 may be performed by the encoding apparatus disclosed in FIG. 2 or 11.
  • S1000 to S1010 of FIG. 10 may be performed by the residual processing unit 230 of the encoding apparatus of FIG. 11, and S1020 of FIG. 10 is an entropy encoding unit 240 of the encoding apparatus of FIG. 11. ) Can be performed.
  • prediction samples or prediction-related information may be derived by the prediction unit 220 of the encoding device in FIG. 11, and the original sample may be derived by the residual processing unit 230 of the encoding device.
  • Residual information may be derived from fields or prediction samples, and a bitstream may be generated from residual information or prediction related information by the entropy encoding unit 240 of the encoding apparatus.
  • the method disclosed in FIG. 10 may include the embodiments described above in this document.
  • the encoding apparatus derives residual samples for a current block (S1000). For example, the encoding apparatus may derive residual samples based on the predicted samples and the original samples. Although not shown in FIG. 10, the encoding apparatus may perform intra prediction or inter prediction on the current block in consideration of the RD (rate distortion) cost in order to generate a prediction sample for the current block, and the prediction mode/type It is possible to generate prediction-related information including information.
  • the RD rate distortion
  • the encoding apparatus generates residual information for the current block based on the residual samples (S1010).
  • the encoding apparatus may derive transform coefficients for the current block based on the residual samples, and may generate residual information based on the transform coefficients.
  • the encoding apparatus may derive the transform coefficients by performing transform on the residual samples.
  • the conversion may be performed based on the conversion kernel or the conversion kernel set.
  • the transformation kernel set may include a horizontal direction transformation kernel and a vertical direction transformation kernel.
  • the encoding apparatus may derive transform coefficients by performing a first-order transform on residual samples.
  • the encoding apparatus may derive temporary transform coefficients by performing a first-order transform on residual samples, and may derive the transform coefficients by performing a quadratic transform on the temporary transform coefficients.
  • transformation performed based on the transformation kernel set may represent a first order transformation.
  • the residual information may include information on the MTS index and/or transform coefficients.
  • the encoding apparatus may generate information on the MTS index and/or transform coefficients based on the transform coefficients.
  • the MTS index may represent a transform kernel set applied to the current block (transform coefficients of) among transform kernel set candidates.
  • the MTS index may be represented by a tu_mts_idx syntax element or an mts_idx syntax element.
  • the transformation kernel set may include a horizontal direction transformation kernel and a vertical direction transformation kernel.
  • the horizontal direction transformation kernel may be represented by trTypeHor
  • the vertical direction transformation kernel may be represented by trTypeVer.
  • the MTS index when the MTS index is 0, it may represent that both trTypeHor and trTypeVer are 0. Alternatively, when the MTS index is 1, it may represent that both trTypeHor and trTypeVer are 1. Alternatively, when the MTS index is 2, it may indicate that trTypeHor is 2 and trTypeVer is 1. When the MTS index is 3, it may indicate that trTypeHor is 1 and trTypeVer is 1. Alternatively, when the MTS index is 4, it may represent that both trTypeHor and trTypeVer are 2.
  • each of the transform kernel to be applied in the horizontal direction and the transform kernel to be applied in the vertical direction may be represented as one of candidates including DCT2, DST7 and DCT8 based on the MTS index.
  • the MTS index may be indicated based on the bins of the empty string of the MTS index.
  • the MTS index may be binarized and represented as an empty string (bins of) of the MTS index, and the bin string (bins of) of the MTS index may be entropy encoded.
  • At least one bin among bins of the bin string of the MTS index may be represented based on context coding.
  • context coding may be performed based on a value of a context index increase or decrease (ctxInc).
  • context coding may be performed based on a context index (ctxIdx) or a context model.
  • the context index may be expressed based on a value of increasing or decreasing the context index.
  • the context index may be indicated based on a value of increasing or decreasing a context index and a context index offset (ctxIdxOffset).
  • all bins of an empty string of an MTS index may be represented based on context coding.
  • ctxInc for the first bin or bin 0 of bins of the bin string of the MTS index may be represented based on cqtDepth.
  • cqtDepth may represent a quad-tree depth for the current block, and may be represented by one of 0 to 5.
  • ctxInc for the second bin or bin 1 (bin 1) may be represented by 6
  • ctxInc for the third bin or bin 2 (bin 2) may be represented by 7
  • the fourth bin or CtxInc for bin 3 may be represented by 8.
  • ctxInc for the first bin or bin 0 among bins of the empty string of the MTS index may be represented as 0, and ctxInc for the second bin or bin 1 (bin 1) is 1, ctxInc for the third bin or 2 bin 2 may be represented as 2, and ctxInc for the 4th bin or 3 bin 3 may be represented as 3. .
  • the number of context index increment values that can be used for context coding of the first bin among the bin string bins may be one.
  • the bin string of the MTS index may include a maximum of 4 bins, and among the 4 bins, the number of values of increase/decrease of a context index allocated to a bin indicated by context coding may be one.
  • some of the bins of the empty string of the MTS index may be represented based on context coding, and the rest may be represented based on bypass coding.
  • ctxInc for the first bin or bin 0 among bins of the bin string of the MTS index may be represented as 0, and the remaining bins may be represented based on bypass coding.
  • ctxInc for the first bin or bin 0 among bins of the empty string of the MTS index may be represented as 0, and ctxInc for the second bin or bin 1 (bin 1) is It may be represented by 1, and the remaining bins may be represented based on bypass coding. That is, the number of context index increment values that can be used for context coding of the first bin among the bin string bins may be one.
  • all bins of the bin string of the MTS index may be indicated based on bypass coding.
  • bypass coding may indicate that context coding is performed based on a uniform probability distribution, and coding efficiency may be improved by omitting a context coding update procedure.
  • the information on the transform coefficients may indicate information used to derive the transform coefficients.
  • the information on the transform coefficients may include information on the residual samples, information related to the transformation, and/or information related to the quantization.
  • information about transform coefficients may include information about quantized transform coefficients.
  • the encoding apparatus generates a bitstream by encoding video information including residual information (S1020).
  • video information may be referred to as image information.
  • the video information may further include prediction related information.
  • the encoding device may encode video information and output a bitstream.
  • the bitstream may be referred to as encoded (picture or video) information.
  • the encoding apparatus may generate reconstructed samples based on the residual samples and the prediction samples. Also, a reconstructed block and a reconstructed picture may be derived based on the reconstructed samples.
  • the encoding apparatus may generate a bitstream or encoded information by encoding image information including all or part of the above-described information (or syntax elements). Alternatively, it can be output in the form of a bitstream.
  • the bitstream or encoded information may be transmitted to a decoding device through a network or a storage medium.
  • the bitstream or the encoded information may be stored in a computer-readable storage medium, and the bitstream or the encoded information may be generated by the above-described video encoding method.
  • FIG. 12 and 13 schematically illustrate an example of a video/video decoding method and related components according to the embodiment(s) of the present document.
  • the method disclosed in FIG. 12 may be performed by the decoding apparatus disclosed in FIG. 3 or 13. Specifically, for example, S1200 of FIG. 12 may be performed by the entropy decoding unit 310 of the decoding apparatus in FIG. 13, and S1210 of FIG. 12 is performed by the residual processing unit 320 of the decoding apparatus in FIG. In FIG. 13, S1220 of FIG. 12 may be performed by the addition unit 340 of the decoding apparatus. In addition, although not shown in FIG. 12, prediction related information or residual information may be derived from the bitstream by the entropy decoding unit 310 of the decoding device in FIG.
  • Residual samples may be derived from residual information according to, and prediction samples may be derived from prediction-related information by the prediction unit 330 of the decoding device, and residual samples may be derived from the addition unit 340 of the decoding device.
  • a reconstructed block or a reconstructed picture may be derived from dual samples or prediction samples.
  • the method disclosed in FIG. 12 may include the embodiments described above in this document.
  • the decoding apparatus acquires residual information from a bitstream (S1200).
  • the decoding apparatus may parse or decode the bitstream to obtain residual information.
  • the bitstream may be referred to as encoded (video) information.
  • the residual information may include information on the MTS index and/or transform coefficients.
  • the MTS index may indicate a transform kernel set to be applied to the current block among transform kernel set candidates.
  • the MTS index may be represented by a tu_mts_idx syntax element or an mts_idx syntax element.
  • the transform kernel set may include a transform kernel to be applied to the current block in a horizontal direction and a transform kernel to be applied to the current block in a vertical direction.
  • a transform kernel to be applied in the horizontal direction may be represented by trTypeHor
  • a transform kernel to be applied in the vertical direction may be represented by trTypeVer.
  • the MTS index may be derived as one of candidates including 0 to 4, and trTypeHor and trTypeVer may be derived as one of 0 to 2, respectively, according to the MTS index.
  • both trTypeHor and trTypeVer may be 0.
  • both trTypeHor and trTypeVer may be 1.
  • trTypeHor may be 2
  • trTypeVer may be 1.
  • the MTS index is 3
  • trTypeHor may be 1
  • trTypeVer may be 1.
  • both trTypeHor and trTypeVer may be 2.
  • a value of trTypeHor or trTypeVer may indicate a conversion kernel, 0 may indicate DCT2, 1 may indicate DST7, and 2 may indicate DCT8. That is, each of the transform kernel to be applied in the horizontal direction and the transform kernel to be applied in the vertical direction may be derived as one of candidates including DCT2, DST7 and DCT8 based on the MTS index.
  • the MTS index may be derived based on the bins of the empty string of the MTS index.
  • the MTS index information may be entropy decoded and derived as a binarized MTS index, and the binarized MTS index may be represented as an empty string (bins of) of the MTS index.
  • At least one bin among bins of the bin string of the MTS index may be derived based on context coding.
  • context coding may be performed based on a value of a context index increase or decrease (ctxInc).
  • context coding may be performed based on a context index (ctxIdx) or a context model.
  • the context index may be derived based on an increase or decrease in the context index.
  • the context index may be derived based on the context index increase/decrease value and the context index offset (ctxIdxOffset).
  • all bins of the bin string of the MTS index may be derived based on context coding.
  • ctxInc for the first bin or bin 0 among bins of the bin string of the MTS index may be allocated based on cqtDepth.
  • cqtDepth may represent a quad-tree depth for the current block, and may be derived as one of 0 to 5.
  • ctxInc for the second bin or bin 1 (bin 1) may be assigned 6
  • ctxInc for the third bin or bin 2 (bin 2) may be assigned 7
  • the fourth bin or 8 may be assigned as ctxInc for bin 3 (bin 3).
  • ctxInc for the first bin or bin 0 (bin 0) among the bins of the empty string of the MTS index may be assigned 0, and ctxInc for the second bin or bin 1 (bin 1) is 1 may be allocated, ctxInc for the third bin or 2 bin 2 may be allocated 2, and ctxInc for the fourth bin or 3 bin 3 may be allocated 3 .
  • the number of context index increment values that can be used for context coding of the first bin among the bin string bins may be one.
  • the bin string of the MTS index may include a maximum of 4 bins, and among the 4 bins, the number of values of increase/decrease of a context index allocated to a bin derived by context coding may be one.
  • some of the bins of the bin string of the MTS index may be derived based on context coding, and the rest may be derived based on bypass coding.
  • 0 may be assigned to ctxInc for the first bin or bin 0 of the bin strings of the MTS index, and the remaining bins may be derived based on bypass coding.
  • ctxInc for the first bin or bin 0 (bin 0) among the bins of the empty string of the MTS index may be assigned 0, and ctxInc for the second bin or bin 1 (bin 1) is 1 can be assigned, and the remaining bins can be derived based on bypass coding. That is, the number of context index increment values that can be used for context coding of the first bin among the bin string bins may be one.
  • all bins of the bin string of the MTS index may be derived based on bypass coding.
  • bypass coding may indicate that context coding is performed based on a uniform probability distribution, and coding efficiency may be improved by omitting a context coding update procedure.
  • the information on the transform coefficients may indicate information used to derive the transform coefficients.
  • the residual information may further include information used to derive residual samples.
  • the residual information may include information about residual samples, information related to inverse transformation, and/or information related to inverse quantization.
  • the residual information may include information on quantized transform coefficients.
  • the decoding apparatus generates residual samples for the current block based on the residual information (S1210).
  • the decoding apparatus may derive transform coefficients for the current block based on the residual information, and may generate residual samples based on the transform coefficients.
  • the decoding apparatus may derive quantized transform coefficients for the current block based on the information on the quantized transform coefficients included in residual information.
  • the decoding apparatus may derive transform coefficients for the current block by performing inverse quantization on the quantized transform coefficients.
  • the decoding apparatus may generate residual samples of the current block based on the MTS index included in the residual information and transform coefficients according to information about transform coefficients included in the residual information.
  • the residual samples may be generated based on a transform kernel set indicated by the transform coefficients and the MTS index. That is, the decoding apparatus may generate the residual samples from the transform coefficients through inverse transform using the transform kernel set indicated by the MTS index.
  • the inverse transform using the transform kernel set indicated by the MTS index may be included in the first-order inverse transform.
  • the decoding apparatus may use not only a first-order inverse transform but also a second-order inverse transform when generating residual samples from transform coefficients. In this case, the decoding apparatus may derive modified transform coefficients by performing a second-order inverse transform on the transform coefficients, and may generate the residual samples by performing a first-order inverse transform on the modified transform coefficients.
  • the decoding apparatus generates reconstructed samples of the current block based on the residual samples (S1220). For example, the decoding apparatus may acquire prediction related information including prediction mode/type information from the bitstream, and perform intra prediction or inter prediction based on the prediction mode/type information to obtain prediction samples for the current block. Can be generated. Also, for example, the decoding apparatus may generate reconstructed samples based on the prediction samples and the residual samples. Also, for example, a reconstructed block or a reconstructed picture may be derived based on the reconstructed samples.
  • the decoding apparatus may obtain image information including all or part of the above-described information (or syntax elements) by decoding the bitstream or the encoded information.
  • the bitstream or encoded information may be stored in a computer-readable storage medium, and may cause the above-described decoding method to be performed.
  • the method according to the embodiments of the present document described above may be implemented in the form of software, and the encoding device and/or the decoding device according to the present document is, for example, an image such as a TV, computer, smartphone, set-top box, It may be included in the device that performs the processing.
  • the above-described method may be implemented as a module (process, function, etc.) performing the above-described functions.
  • the modules are stored in memory and can be executed by the processor.
  • the memory may be inside or outside the processor, and may be connected to the processor by various well-known means.
  • the processor may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and/or a data processing device.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and/or other storage device. That is, the embodiments described in this document may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units illustrated in each drawing may be implemented and executed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip. In this case, information for implementation (ex. information on instructions) or an algorithm may be stored in a digital storage medium.
  • the decoding device and the encoding device to which the embodiment(s) of the present document 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 video communication device.
  • Real-time communication device mobile streaming device, storage medium, camcorder, video-on-demand (VoD) service provider, OTT video (over the top video) device, internet streaming service provider, 3D (3D) video device, virtual reality (VR) ) Device, AR (argumente reality) device, video telephony video device, vehicle terminal (ex.
  • 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).
  • a game console 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
  • the processing method to which the embodiment(s) of this document is applied may be produced in the form of a program executed by a computer, and may be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the embodiment(s) of this document may also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium includes, for example, Blu-ray disk (BD), universal serial bus (USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission through the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • embodiment(s) of this document may be implemented as a computer program product by program code, and the program code may be executed in a computer according to the embodiment(s) of this document.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • FIG. 14 shows an example of a content streaming system to which embodiments disclosed in this document can be applied.
  • a content streaming system to which embodiments of the present document are 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 encoding method or a bitstream generation method to which the embodiments of the present document are applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream while transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server serves as an intermediary for notifying the user of a service.
  • the web server transmits it to the streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, and in this case, the control server serves to control commands/responses between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and/or encoding server. For example, when content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a 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 claims set forth herein may be combined in a variety of ways.
  • the technical features of the method claims of the present specification may be combined to be implemented as a device, and the technical features of the device claims of the present specification may be combined to be implemented by a method.
  • the technical characteristics of the method claim of the present specification and the technical characteristics of the device claim may be combined to be implemented as a device, and the technical characteristics of the method claim of the present specification and the technical characteristics of the device claim may be combined to be implemented by a method.

Abstract

본 문서에 따른 영상 디코딩 방법은 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 레지듀얼 정보를 MTS(Multiple Transform Selection) 인덱스 및 변환 계수들에 관한 정보를 포함하고, 상기 레지듀얼 샘플들은 변환 커널 세트를 이용하여 상기 변환 계수들에 관한 정보에 따른 변환 계수들로부터 생성되고, 상기 변환 커널 세트는 변환 커널 세트 후보들 중 상기 MTS 인덱스에 의해 결정되고, 상기 MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 적어도 하나의 빈은 컨텍스트 코딩을 기반으로 도출되고, 상기 컨텍스트 코딩은 상기 MTS 인덱스에 관한 컨텍스트 인덱스 증감의 값을 기반으로 수행되고, 상기 MTS 인덱스의 상기 빈 스트링은 최대 4개의 빈들을 포함하고, 상기 4개의 빈들 중 컨텍스트 코딩에 의해 도출되는 빈에 할당되는 컨텍스트 인덱스 증감의 값의 개수는 한 개인 것을 특징으로 한다.

Description

영상 코딩에서 변환 커널 세트를 나타내는 정보의 시그널링
본 문서는 영상 코딩 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 영상 코딩에서 변환 커널 세트를 나타내는 정보의 시그널링에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 영상/비디오 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 영상 코딩에서 변환 커널 세트를 나타내는 정보의 시그널링 방법 및 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, MTS 인덱스 정보를 시그널링하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 변환 커널 세트를 나타내는 정보를 코딩하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 다수의 변환 커널 세트들 중 현재 블록에 적용될 변환 커널 세트를 나타내는 정보를 시그널링하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들에 대하여 컨텍스트 코딩 또는 바이패스 코딩하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오/영상 디코딩 방법을 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 비디오/영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오/영상 인코딩 방법을 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 비디오/영상 인코딩을 수행하는 인코딩 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 본 문서의 실시예들 중 적어도 하나에 개시된 비디오/영상 인코딩 방법에 따라 생성된 인코딩된 비디오/영상 정보가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 본 문서의 실시예들 중 적어도 하나에 개시된 비디오/영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 인코딩된 정보 또는 인코딩된 비디오/영상 정보가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체를 제공한다.
본 문서에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 문서에 따르면 변환 커널 세트를 나타내는 정보를 효율적으로 시그널링할 수 있다.
본 문서에 따르면 변환 커널 세트를 나타내는 정보를 효율적으로 코딩하여 코딩 시스템의 복잡도를 낮을 수 있다.
본 문서의 구체적인 일례를 통해 얻을 수 있는 효과는 이상에서 나열된 효과로 제한되지 않는다. 예를 들어, 관련된 기술분야의 통상의 지식을 자긴 자(a person having ordinary skill in the related art)가 본 문서로부터 이해하거나 유도할 수 있는 다양한 기술적 효과가 존재할 수 있다. 이에 따라 본 문서의 구체적인 효과는 본 문서에 명시적으로 기재된 것에 제한되지 않고, 본 문서의 기술적 특징으로부터 이해되거나 유도될 수 있는 다양한 효과를 포함할 수 있다.
도 1은 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 65개 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 5는 신택스 요소를 인코딩하기 위한 CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding)을 예시적으로 나타낸다.
도 6 및 도 7은 본 문서의 일 실시예에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.
도 8 및 도 9는 본 문서의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 문서의 실시예(들)에 따른 비디오/영상 인코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 12 및 도 13은 본 문서의 실시예(들)에 따른 비디오/영상 디코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 14는 본 문서에서 개시된 실시예들이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
본 문서는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 문서를 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 문서의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 문서에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 문서의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 문서의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 문서의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 또는 샘플은 공간 도메인에서의 픽셀값을 의미할 수도 있고, 이러한 픽셀값이 주파수 도메인으로 변환되면 주파수 도메인에서의 변환 계수를 의미할 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 괄호는 "예를 들어(for example)"를 의미할 수 있다. 구체적으로, "예측(인트라 예측)"로 표시된 경우, "예측"의 일례로 "인트라 예측"이 제안된 것일 수 있다. 달리 표현하면 본 명세서의 "예측"은 "인트라 예측"으로 제한(limit)되지 않고, "인트라 예측"이 "예측"의 일례로 제안될 것일 수 있다. 또한, "예측(즉, 인트라 예측)"으로 표시된 경우에도, "예측"의 일례로 "인트라 예측"이 제안된 것일 수 있다.
이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (Versatile Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.266), VVC 이후의 차세대 비디오/이미지 코딩 표준, 또는 그 이외의 비디오 코딩 관련 표준들(예를 들어, HEVC (High Efficiency Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.265), EVC(essential video coding) 표준, AVS2 표준 등)과 관련될 수 있다.
이 문서에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"로 해석되고, "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석된다. 추가적으로, "A/B/C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. 또한, "A, B, C"도 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. (In this document, the term "/" and "," should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A/B" may mean "A and/or B." Further, "A, B" may mean "A and/or B." Further, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C." Also, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C.")
추가적으로, 본 문서에서 "또는"는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A 또는 B"은, 1) "A" 만을 의미하고, 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다. (Further, in the document, the term "or" should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A or B" may comprise 1) only A, 2) only B, and/or 3) both A and B. In other words, the term "or" in this document should be interpreted to indicate "additionally or alternatively.")
본 명세서에서 "적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)"는, "오직 A", "오직 B" 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "적어도 하나의 A 또는 B(at least one of A or B)"나 "적어도 하나의 A 및/또는 B(at least one of A and/or B)"라는 표현은 "적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)"와 동일하게 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)"는, "오직 A", "오직 B", "오직 C", 또는 "A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)"를 의미할 수 있다. 또한, "적어도 하나의 A, B 또는 C(at least one of A, B or C)"나 "적어도 하나의 A, B 및/또는 C(at least one of A, B and/or C)"는 "적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)"를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 하나의 도면 내에서 개별적으로 설명되는 기술적 특징은, 개별적으로 구현될 수도 있고, 동시에 구현될 수도 있다.
이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
도 1은 본 문서를 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 소스 디바이스 및 수신 디바이스를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포맷을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 2는 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)은 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 문서에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
감산부(231)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플들 또는 원본 샘플 어레이)에서 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플들 또는 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들 또는 레지듀얼 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 예측부(220)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(220)는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(222)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(221)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인터 예측부(221) 및/또는 인트라 예측부(222)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 등을 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(233)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/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(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.
양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(250)는 복원된 레지듀얼 신호를 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플들 또는 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset, SAO), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(290)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(290)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(280)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(200)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270)의 DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memoery, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(331) 및 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 요소의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(330)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼에 대한 정보, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(321)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 예측부(330), 가산부(340), 필터링부(350) 및 메모리(360) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인트라 예측부(332)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(332)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(331)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(331)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(330)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(60), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(331)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(331)에 전달할 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(332)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 디코딩 장치(300)의 예측부(330), 역양자화부(321), 역변환부(322) 및 필터링부(350) 등에서 설명된 실시예들은 각각 인코딩 장치(200)의 예측부(220), 역양자화부(234), 역변환부(235) 및 필터링부(260) 등에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
예를 들어, 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성(non-directinoal) 또는 비각도성(non-angular) 인트라 예측 모드들과 65개의 방향성(directional) 또는 각도성(angular) 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 0번인 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 1번인 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번의 65개의 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 일 예이므로, 본 문서에 따른 실시예는 인트라 예측 모드들의 개수가 다른 경우에도 적용될 수 있다. 한편, 경우에 따라 67번 인트라 예측 모드가 더 사용될 수 있으며, 상기 67번 인트라 예측 모드는 LM(linear model) 모드를 나타낼 수도 있다.
도 4는 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 4를 참조하면, 좌상향 대각 예측 방향을 갖는 34번 인트라 예측 모드를 중심으로 수평 방향성(horizontal directionality)을 갖는 인트라 예측 모드와 수직 방향성(vertical directionality)을 갖는 인트라 예측 모드를 구분할 수 있다. 도 5의 H와 V는 각각 수평 방향성과 수직 방향성을 의미할 수 있으며, -32 ~ 32의 숫자는 샘플 그리드 포지션(sample grid position) 상에서 1/32 단위의 변위를 나타낼 수 있다. 이는 모드 인덱스 값에 대한 오프셋을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 2번 내지 33번 인트라 예측 모드는 수평 방향성을 가질 수 있고, 34번 내지 66번 인트라 예측 모드는 수직 방향성을 가질 수 있다. 한편, 34번 인트라 예측 모드는 엄밀히 말해 수평 방향성도 수직 방향성도 아니라고 볼 수 있으나, 2차 변환의 변환 세트를 결정하는 관점에서 수평 방향성에 속한다고 분류될 수 있다. 이는 34번 인트라 예측 모드를 중심으로 대칭되는 수직 방향 모드에 대해서는 입력 데이터를 트랜스포즈(transpose)해서 사용하고 34번 인트라 예측 모드에 대해서는 수평 방향 모드에 대한 입력 데이터 정렬 방식을 사용하기 때문이다. 여기서, 입력 데이터를 트랜스포즈하는 것은 2차원 블록 데이터 MxN에 대해 행이 열이 되고 열이 행이 되어 NxM 데이터를 구성하는 것을 의미할 수 있다.
또한, 18번 인트라 예측 모드 및 50번 인트라 예측 모드는 각각 수평 인트라 예측 모드(horizontal intra prediction mode) 및 수직 인트라 예측 모드(vertical intra prediction mode)를 나타낼 수 있으며, 2번 인트라 예측 모드는 왼쪽 참조 픽셀을 가지고 우상향 방향으로 예측하므로 우상향 대각(diagonal) 인트라 예측 모드라 불릴 수 있고, 동일한 맥락으로 34번 인트라 예측 모드는 우하향 대각 인트라 예측 모드, 66번 인트라 예측 모드는 좌하향 대각 인트라 예측 모드라고 불릴 수 있다.
도 5는 신택스 요소를 인코딩하기 위한 CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding)을 예시적으로 나타낸다.
예를 들어, CABAC의 코딩 과정에서 인코딩 장치는 입력 신호가 이진값이 아닌 신택스 요소인 경우에는 상기 입력 신호의 값을 이진화(binarization)하여 입력 신호를 이진값로 변환할 수 있다. 또한, 상기 입력 신호가 이미 이진값인 경우(즉, 상기 입력 신호의 값이 이진값인 경우)에는 이진화가 수행되지 않고 그대로 상기 입력 신호가 이용될 수 있다. 여기서, 이진값을 구성하는 각각의 이진수 0 또는 1을 빈(bin)이라고 할 수 있다. 예를 들어, 이진화된 후의 이진 스트링이 110인 경우, 1, 1 및 0 각각을 하나의 빈이라고 나타낼 수 있다. 하나의 신택스 요소에 대한 상기 빈(들)은 상기 신택스 요소의 값을 나타낼 수 있다. 이러한 이진화는 Truncated Rice binarization process 또는 Fixed-length binarization process 등 다양한 이진화 방법에 기반할 수 있으며, 대상 신택스 요소에 대한 이진화 방법은 미리 정의될 수 있다. 상기 이진화 절차는 엔트로피 인코딩부 내의 이진화부에 의하여 수행될 수 있다.
이후, 상기 신택스 요소의 이진화된 빈들은 정규(regular) 코딩 엔진 또는 바이패스(bypass) 코딩 엔진으로 입력될 수 있다. 인코딩 장치의 정규 코딩 엔진은 해당 빈에 대해 확률값을 반영하는 컨텍스트 모델(context model)을 할당할 수 있고, 할당된 컨텍스트 모델을 기반으로 해당 빈을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치의 상기 정규 코딩 엔진은 각 빈에 대한 코딩을 수행한 뒤에 해당 빈에 대한 컨텍스트 모델을 갱신할 수 있다. 상술한 내용과 같이 코딩되는 빈은 컨텍스트 코딩된 빈(context-coded bin)이라고 나타낼 수 있다.
한편, 상기 신택스 요소의 이진화된 빈들이 상기 바이패스 코딩 엔진에 입력되는 경우에는 다음과 같이 코딩될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치의 바이패스 코딩 엔진은 입력된 빈에 대해 확률을 추정하는 절차와 코딩 후에 상기 빈에 적용한 확률 모델을 갱신하는 절차를 생략할 수 있다. 바이패스 코딩이 적용되는 경우, 인코딩 장치는 컨텍스트 모델을 할당하는 대신 균일한 확률 분포를 적용해 입력되는 빈을 코딩할 수 있고, 이를 통하여 인코딩 속도를 향상시킬 수 있다. 상술한 내용과 같이 코딩되는 빈은 바이패스 빈(bypass bin)이라고 나타낼 수 있다.
엔트로피 디코딩은 상술한 엔트로피 인코딩과 동일한 과정을 역순으로 수행하는 과정을 나타낼 수 있다.
디코딩 장치(엔트로피 디코딩부)는 인코딩된 영상/비디오 정보를 디코딩할 수 있다. 상기 영상/비디오 정보는 파티셔닝 관련 정보, 예측 관련 정보(ex. 인터/인트라 예측 구분 정보, 인트라 예측 모드 정보, 인터 예측 모드 정보 등), 레지듀얼 정보 또는 인루프 필터링 관련 정보 등을 포함할 수 있고, 또는 그에 관한 다양한 신택스 요소들을 포함할 수 있다. 상기 엔트로피 코딩은 신택스 요소 단위로 수행될 수 있다.
디코딩 장치는 대상 신택스 요소들에 대한 이진화를 수행할 수 있다. 여기서 상기 이진화는 Truncated Rice binarization process 또는 Fixed-length binarization process 등 다양한 이진화 방법에 기반할 수 있으며, 대상 신택스 요소에 대한 이진화 방법은 미리 정의될 수 있다. 디코딩 장치는 상기 이진화 절차를 통하여 대상 신택스 요소들의 가용 값들에 대한 가용 빈 스트링들(빈 스트링 후보들)을 도출할 수 있다. 상기 이진화 절차는 엔트로피 디코딩부 내의 이진화부에 의하여 수행될 수 있다.
디코딩 장치는 비트스트림 내 입력 비트(들)로부터 상기 대상 신택스 요소들에 대한 각 빈들을 순차적으로 디코딩 또는 파싱하면서, 도출된 빈 스트링을 해당 신택스 요소들에 대한 가용 빈 스트링들과 비교할 수 있다. 만약 도출된 빈 스트링이 상기 가용 빈 스트링들 중 하나와 같으면, 해당 빈 스트링에 대응하는 값이 해당 신택스 요소의 값으로 도출된다. 만약, 그렇지 않으면, 상기 비트스트림 내 다음 비트를 더 파싱 후 상술한 절차를 다시 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 비트스트림 내에 특정 정보(또는 특정 신택스 요소)에 대한 시작 비트나 끝 비트를 사용하지 않고도 가변 길이 비트를 이용하여 해당 정보를 시그널링할 수 있다. 이를 통하여 낮은 값에 대하여는 상대적으로 더 적은 비트를 할당할 수 있으며, 전반적인 코딩 효율을 높일 수 있다.
디코딩 장치는 CABAC 또는 CAVLC 등의 엔트로피 코딩 기법을 기반으로 비트스트림으로부터 상기 빈 스트링 내 각 빈들을 컨텍스트 모델 기반 또는 바이패스 기반 디코딩할 수 있다
신택스 요소가 컨텍스트 모델을 기반으로 디코딩되는 경우, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 신택스 요소에 해당하는 빈을 수신할 수 있고, 상기 신택스 요소와 디코딩 대상 블록 또는 주변 블록의 디코딩 정보 또는 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 컨텍스트 모델(context model)을 결정할 수 있고, 결정된 컨텍스트 모델에 따라 상기 수신된 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 상기 신택스 요소의 값을 도출할 수 있다. 이후, 상기 결정된 컨텍스트 모델을 기반으로 다음으로 디코딩되는 빈의 컨텍스트 모델이 업데이트될 수 있다.
컨텍스트 모델은 컨텍스트 코딩(정규 코딩)되는 빈 별로 할당 및 업데이트될 수 있으며, 컨텍스트 모델은 컨텍스트 인덱스(ctxIdx: context index) 또는 컨텍스트 인덱스 증감(ctxInc: context index increment)을 기반으로 지시될 수 있다. ctxIdx는 ctxInc를 기반으로 도출될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 정규 코딩되는 빈들 각각에 대한 컨텍스트 모델을 나타내는 ctxIdx는 ctxInc 및 컨텍스트 인덱스 오프셋(ctxIdxOffset: context index offset)의 합으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 ctxInc는 각 빈별로 다르게 도출될 수 있다. 상기 ctxIdxOffset는 상기 ctxIdx의 최소값(the lowest value)로 나타내어질 수 있다. 상기 ctxIdxOffset은 일반적으로 다른 신택스 요소에 대한 컨텍스트 모델들과의 구분을 위하여 이용되는 값일 수 있으며, 하나의 신택스 요소에 대한 컨텍스트 모델은 ctxInc를 기반으로 구분 또는 도출될 수 있다.
엔트로피 인코딩 절차에서 정규 코딩 엔진을 통해 인코딩을 수행할 것인지 또는 바이패스 코딩 엔진을 통해 인코딩을 수행할 것인지가 결정될 수 있고, 이에 따라 코딩 경로가 스위칭될 수 있다. 엔트로피 디코딩은 엔트로피 인코딩과 동일한 과정을 역순으로 수행할 수 있다.
한편, 예를 들어, 신택스 요소가 바이패스 디코딩되는 경우, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 신택스 요소에 해당하는 빈을 수신할 수 있고, 균일한 확률 분포를 적용해 입력되는 빈을 디코딩할 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치는 신택스 요소의 컨텍스트 모델을 도출하는 절차와 디코딩 이후에 상기 빈에 적용한 컨텍스트 모델을 갱신하는 절차는 생략될 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 문서에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.
도 6 및 도 7에서 변환부는 상술한 도 2의 인코딩 장치 내의 변환부에 대응될 수 있고, 역변환부는 상술한 도 2의 인코딩 장치 내의 역변환부 또는 도 3의 디코딩 장치 내의 역변환부에 대응될 수 있다.
도 6을 참조하면, 변환부는 레지듀얼 블록 내의 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)를 기반으로 1차 변환을 수행하여 (1차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S610). 이러한 1차 변환(primary transform)은 핵심 변환(core transform)으로 지칭될 수 있다. 여기서, 상기 1차 변환은 다중 변환 선택(MTS: Multiple Transform Selection)에 기반할 수 있으며, 1차 변환으로 다중 변환이 적용될 경우 다중 핵심 변환으로 지칭될 수 있다.
예를 들어, 다중 핵심 변환은 DCT(Discrete Cosine Transform) 타입 2 (DCT-II), DST(Discrete Sine Transform) 타입 7 (DST-VII), DCT 타입 8 (DCT-VIII) 및/또는 DST 타입 1 (DST-I)을 추가적으로 사용하여 변환하는 방식을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 다중 핵심 변환은 상기 DCT 타입 2, 상기 DST 타입 7, 상기 DCT 타입 8 및 상기 DST 타입 1 중 선택된 복수의 변환 커널들을 기반으로 공간 도메인의 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)를 주파수 도메인의 변환 계수들(또는 1차 변환 계수들)로 변환하는 변환 방법을 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 1차 변환 계수들은 변환부 측에서 임시 변환 계수들로 불릴 수 있다.
다시 말해, 기존의 변환 방법이 적용되는 경우, DCT 타입 2를 기반으로 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)에 대한 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이 적용되어 변환 계수들이 생성될 수 있다. 다만, 이와 달리, 상기 다중 핵심 변환이 적용되는 경우, DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8 및/또는 DST 타입 1 등을 기반으로 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)에 대한 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이 적용되어 변환 계수들(또는 1차 변환 계수들)이 생성될 수 있다. 여기서, DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8 및 DST 타입 1 등은 변환 타입, 변환 커널(kernel) 또는 변환 코어(core)라고 불릴 수 있다. 이러한 DCT/DST 변환 타입들은 기저 함수들을 기반으로 정의될 수 있다.
상기 다중 핵심 변환이 수행되는 경우, 상기 변환 커널들 중 대상 블록에 대한 수직 변환 커널 및/또는 수평 변환 커널이 선택될 수 있고, 상기 수직 변환 커널을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 수직 변환이 수행되고, 상기 수평 변환 커널을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 수평 변환이 수행될 수 있다. 여기서, 상기 수평 변환은 상기 대상 블록의 수평 성분들에 대한 변환을 나타낼 수 있고, 상기 수직 변환은 상기 대상 블록의 수직 성분들에 대한 변환을 나타낼 수 있다. 상기 수직 변환 커널/수평 변환 커널은 레지듀얼 블록을 포함하는 대상 블록(CU 또는 서브블록)의 예측 모드 및/또는 변환 인덱스를 기반으로 적응적으로 결정될 수 있다.
또는 예를 들어, MTS을 적용하여 1차 변환을 수행하는 경우, 특정 기저 함수들을 소정 값으로 설정하고, 수직 변환 또는 수평 변환일 때 어떠한 기저 함수들이 적용되는지 여부를 조합하여 변환 커널에 대한 매핑 관계를 설정할 수 있다. 예를 들어, 수평 방향 변환 커널을 trTypeHor로 나타내고, 수직 방향 변환 커널을 trTypeVer로 나타내는 경우, 0의 값을 가지는 trTypeHor 또는 trTypeVer는 DCT2로 설정될 수 있고, 1의 값을 가지는 trTypeHor 또는 trTypeVer는 DST7로 설정될 수 있다. 2의 값을 가지는 trTypeHor 또는 trTypeVer는 DCT8로 설정될 수 있다.
또는 예를 들어, 다수의 변환 커널 세트들 중 어느 하나를 지시하기 위하여 MTS 인덱스(index)가 인코딩되어 MTS 인덱스 정보가 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 여기서, MTS 인덱스는 tu_mts_idx 신택스 요소 또는 mts_idx 신택스 요소로 나타낼 수 있다. 예를 들어, MTS 인덱스가 0인 경우 trTypeHor 및 trTypeVer 값이 모두 0인 것을 나타낼 수 있으며, (trTypeHor, trTypeVer) = (DCT2, DCT2)이 될 수 있다. MTS 인덱스가 1인 경우 trTypeHor 및 trTypeVer 값이 모두 1인 것을 나타낼 수 있으며, (trTypeHor, trTypeVer) = (DST7, DST7)이 될 수 있다. MTS 인덱스가 2인 경우 trTypeHor 값은 2이고 trTypeVer 값은 1인 것을 나타낼 수 있으며, (trTypeHor, trTypeVer) = (DCT8, DST7)이 될 수 있다, MTS 인덱스가 3인 경우 trTypeHor 값은 1이고 trTypeVer 값은 2인 것을 나타낼 수 있으며, (trTypeHor, trTypeVer) = (DST7, DCT8)이 될 수 있다, MTS 인덱스가 4인 경우 trTypeHor 및 trTypeVer 값이 모두 2인 것을 나타낼 수 있으며, (trTypeHor, trTypeVer) = (DCT8, DCT8)이 될 수 있다. 예를 들어, MTS 인덱스에 따른 변환 커널 세트는 다음의 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-T000001
변환부는 상기 (1차) 변환 계수들을 기반으로 2차 변환을 수행하여 수정된(2차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S620). 상기 1차 변환은 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이고, 상기 2차 변환은 (1차) 변환 계수들 사이에 존재하는 상관 관계(correlation)을 이용하여 보다 압축적인 표현으로 변환하는 것을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 2차 변환은 비분리 변환(non-separable transform)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 2차 변환은 비분리 2차 변환(non-separable secondary transform, NSST) 또는 MDNSST(mode-dependent non-separable secondary transform)이라고 불릴 수 있다. 상기 비분리 2차 변환은 상기 1차 변환을 통하여 도출된 (1차) 변환 계수들을 비분리 변환 매트릭스(non-separable transform matrix)를 기반으로 2차 변환하여 레지듀얼 신호에 대한 수정된 변환 계수들(또는 2차 변환 계수들)을 생성하는 변환을 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 비분리 변환 매트릭스를 기반으로 상기 (1차) 변환 계수들에 대하여 수직 변환 및 수평 변환을 분리하여(또는 수평 변환 및 수직 변환을 독립적으로) 적용하지 않고, 한번에 변환을 적용할 수 있다.
다시 말해, 상기 비분리 2차 변환은 상기 (1차) 변환 계수들의 수직 성분 및 수평 성분 분리하지 않고, 예를 들어 2차원 신호(변환 계수)들을 특정 정해진 방향(예컨대, 행 우선(row-first) 방향 또는 열 우선(column-first) 방향)을 통하여 1차원 신호로 재정렬한 후, 상기 비분리 변환 매트릭스를 기반으로 수정된 변환 계수들(또는 2차 변환 계수들)을 생성하는 변환 방법을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 행 우선 방향(또는 순서)은 MxN 블록에 대해 1번째 행, 2번째 행, ..., N번째 행의 순서에 따라 일렬로 배치하는 것을 나타낼 수 있고, 열 우선 방향(또는 순서)은 MxN 블록에 대해 1번째 열, 2번째 열, ..., M번째 열의 순서에 따라 일렬로 배치하는 것을 나타낼 수 있다. 여기서, M 및 N은 각각 블록의 너비(W) 및 높이(H)를 나타낼 수 있으며, 모두 양의 정수일 수 있다.
예를 들어, 상기 비분리 2차 변환은 (1차) 변환 계수들로 구성된 블록(이하, 변환 계수 블록)의 좌상단(top-left) 영역에 대하여 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 및 높이(H)가 모두 8 이상인 경우, 8x8 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 8x8 영역에 대하여 적용될 수 있다. 또한, 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 및 높이(H)가 모두 4 이상이며, 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 또는 높이(H)가 8보다 작은 경우, 4x4 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 min(8, W) x min(8, H) 영역에 대하여 적용될 수 있다. 다만, 실시예는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 또는 높이(H)가 모두 4 이상인 조건만 만족하더라도, 4x4 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 min(8, W) x min(8, H) 영역에 대하여 적용될 수도 있다.
구체적으로 예를 들어, 4x4 입력 블록이 사용되는 경우 비분리 2차 변환은 다음과 같이 수행될 수 있다.
상기 4x4 입력 블록 X는 다음과 같이 나타내어질 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-M000001
예를 들어, 상기 X의 벡터 형태는 다음과 같이 나타내어질 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-M000002
수학식 2를 참조하면,
Figure PCTKR2020007597-appb-I000001
는 벡터 X를 나타낼 수 있으며, 행 우선(row-first) 순서에 따라 수학식 1의 X의 2차원 블록을 1차원 벡터로 재배열하여 나타내어질 수 있다.
이 경우, 상기 2차 비분리 변환은 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-M000003
여기서,
Figure PCTKR2020007597-appb-I000002
는 변환 계수 벡터를 나타낼 수 있고, T는 16x16 (비분리) 변환 매트릭스를 나타낼 수 있다.
상기 수학식 3을 기반으로 16x1 사이즈의
Figure PCTKR2020007597-appb-I000003
가 도출될 수 있으며, 상기
Figure PCTKR2020007597-appb-I000004
는 스캔 순서(수평, 수직 또는 대각(diagonal) 등)를 통하여 4x4 블록으로 재구성(re-organized)될 수 있다. 다만, 상술한 계산은 일 예로서 비분리 2차 변환의 계산 복잡도를 줄이기 위하여 HyGT(Hypercube-Givens Transform) 등이 비분리 2차 변환의 계산을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 상기 비분리 2차 변환은 모드 기반(mode dependent)으로 변환 커널(또는 변환 코어, 변환 타입)이 선택될 수도 있다. 여기서 모드는 인트라 예측 모드 및/또는 인터 예측 모드를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상술한 바와 같이 상기 비분리 2차 변환은 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 및 높이(H)를 기반으로 결정된 8x8 변환 또는 4x4 변환에 기반하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 8x8 변환은 W 및 H가 모두 8보다 같거나 큰 경우, 해당 변환 계수 블록 내부에 포함된 8x8 영역에 적용될 수 있는 변환을 나타낼 수 있으며, 상기 8x8 영역은 해당 변환 계수 블록 내부의 좌상단 8x8 영역일 수 있다. 또한, 이와 유사하게, 4x4 변환은 W 및 H가 모두 4보다 같거나 큰 경우, 해당 변환 계수 블록 내부에 포함된 4x4 영역에 적용될 수 있는 변환을 나타낼 수 있으며, 상기 4x4 영역은 해당 변환 계수 블록 내부의 좌상단 4x4 영역일 수 있다. 예를 들어, 8x8 변환 커널 매트릭스는 64x64/16x64 행렬이 될 수 있고, 4x4 변환 커널 매트릭스는 16x16/8x16 행렬이 될 수 있다.
이 때, 모드 기반 변환 커널 선택을 위하여, 8x8 변환 및 4x4 변환 모두에 대하여 비분리 2차 변환을 위한 변환 세트당 2개씩의 비분리 2차 변환 커널들이 구성될 수 있고, 변환 세트는 4개일 수 있다. 즉, 8x8 변환에 대하여 4개의 변환 세트가 구성될 수 있고, 4x4 변환에 대하여 4개의 변환 세트가 구성될 수 있다. 이 경우, 8x8 변환에 대한 4개의 변환 세트에는 각각 2개씩의 8x8 변환 커널들이 포함될 수 있고, 4x4 변환에 대한 4개의 변환 세트에는 각각 2개씩의 4x4 변환 커널들이 포함될 수 있다.
다만, 상기 변환의 사이즈, 상기 세트의 개수 및 세트 내 변환 커널들의 개수는 일 예로서 8x8 또는 4x4 이외의 사이즈가 사용될 수도 있고, 또는 n개의 세트들이 구성될 수도 있고, 각 세트 내에 k개의 변환 커널들이 포함될 수도 있다. 여기서, n 및 k는 각각 양의 정수일 수 있다.
예를 들어, 상기 변환 세트는 NSST 세트라고 불릴 수 있고, 상기 NSST 세트 내의 변환 커널은 NSST 커널이라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 상기 변환 세트들 중 특정 세트의 선택은 대상 블록(CU 또는 서브블록)의 인트라 예측 모드에 기반하여 수행될 수 있다.
한편, 비분리 변환에 특정 세트가 사용되는 것으로 결정되면, 비분리 2차 변환 인덱스를 통하여 상기 특정 세트 내 k개의 변환 커널들 중 하나가 선택될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 RD(rate-distortion) 체크 기반으로 특정 변환 커널을 나타내는 비분리 2차 변환 인덱스를 도출할 수 있으며, 상기 비분리 2차 변환 인덱스를 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 비분리 2차 변환 인덱스를 기반으로 특정 세트 내 k개의 변환 커널들 중 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, 0의 값을 가지는 NSST 인덱스는 첫 번째 비분리 2차 변환 커널을 나타낼 수 있고, 1의 값을 가지는 NSST 인덱스는 두 번째 비분리 2차 변환 커널을 나타낼 수 있고, 2의 값을 가지는 NSST 인덱스는 세 번째 비분리 2차 변환 커널을 나타낼 수 있다. 또는 0의 값을 가지는 NSST 인덱스는 대상 블록에 대하여 첫 번째 비분리 2차 변환이 적용되지 않음을 나타낼 수 있고, 1 내지 3의 값을 가지는 NSST 인덱스는 상기 3개의 변환 커널들을 가리킬 수 있다.
변환부는 선택된 변환 커널들을 기반으로 상기 비분리 2차 변환을 수행하고 수정된(2차) 변환 계수들을 획득할 수 있다. 상기 수정된 변환 계수들은 상술한 바와 같이 양자화부를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있고, 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링 및 인코딩 장치 내의 역양자화/역변환부로 전달될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 2차 변환이 생략되는 경우 상기 1차 (분리) 변환의 출력인 (1차) 변환 계수들이 상술한 바와 같이 양자화부를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있고, 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링 및 인코딩 장치 내의 역양자화/역변환부로 전달될 수 있다.
도 7을 참조하면, 역변환부는 상술한 변환부에서 수행된 절차의 역순으로 일련의 절차를 수행할 수 있다. 역변환부는 (역양자화된) 변환 계수들을 수신하여, 2차 (역)변환을 수행하여 (1차) 변환 계수들을 도출하고(S750), 상기 (1차) 변환 계수들에 대하여 1차 (역)변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다(S760). 여기서, 상기 1차 변환 계수들은 역변환부 측에서 수정된(modified) 변환 계수들로 불릴 수 있다. 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 블록과 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성할 수 있고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 디코딩 장치는 2차 역변환 적용 여부 결정부(또는 이차 역변환의 적용 여부를 결정하는 요소) 및 2차 역변환 결정부(또는 이차 역변환을 결정하는 요소)를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 2차 역변환 적용 여부 결정부는 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 2차 역변환은 NSST 또는 RST일 수 있고, 2차 역변환 적용 여부 결정부는 비트스트림으로부터 파싱 또는 획득한 이차 변환 플래그를 기반으로 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 또는 예를 들어, 2차 역변환 적용 여부 결정부는 레지듀얼 블록의 변환 계수를 기반으로 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수도 있다.
2차 역변환 결정부는 2차 역변환을 결정할 수 있다. 이 때, 2차 역변환 결정부는 인트라 예측 모드에 따라 지정된 NSST(또는 RST) 변환 세트를 기반으로 현재 블록에 적용되는 2차 역변환을 결정할 수 있다. 또는 1차 변환 결정 방법에 의존적으로(depend on) 2차 변환 결정 방법이 결정될 수도 있다. 또는 인트라 예측 모드에 따라 1차 변환 및 2차 변환의 다양한 여러 조합이 결정될 수 있다. 예를 들어, 2차 역변환 결정부는 현재 블록의 크기를 기반으로 2차 역변환이 적용되는 영역을 결정할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 2차 (역)변환이 생략되는 경우 (역양자화된) 변환 계수들을 수신하여 상기 1차 (분리) 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다. 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 블록과 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성할 수 있고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 본 문서에서는 비분리 2차 변환에 수반되는 계산량과 메모리 요구량의 저감을 위하여 NSST의 개념에서 변환 매트릭스(커널)의 크기가 감소된 RST(reduced secondary transform)를 적용할 수 있다.
본 문서에서 RST는 간소화 팩터(factor)에 따라 크기가 감소된 변환 매트릭스(transform matrix)를 기반으로 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 수행되는 (간소화) 변환을 의미할 수 있다. 이를 수행하는 경우, 변환 매트릭스의 크기 감소로 인해 변환 시 요구되는 연산량이 감소될 수 있다. 즉, RST는 크기가 큰 블록의 변환 또는 비분리 변환 시 발생하는 연산 복잡도(complexity) 이슈를 해소하기 위해 이용될 수 있다.
예를 들어, RST는 감소된 변환(reduced transform), 감소된 2차 변환(reduced secondary transform), 감소 변환(reduction transform), 간소화한 변환(simplified transform) 또는 간소화 변환(simple transform) 등 다양한 용어로 지칭될 수 있으며, RST이 지칭될 수 있는 명칭은 나열된 예시들에 한정되지 않는다. 또는 RST는 주로 변환 블록에서 0이 아닌 계수를 포함하는 저주파 영역에서 이루어지므로 LFNST(Low-Frequency Non-Separable Transform)로 불릴 수 있다.
한편, 2차 역변환이 RST를 기반으로 이루어지는 경우, 인코딩 장치(200)의 역변환부(235)와 디코딩 장치(300)의 역변환부(322)는 변환 계수들에 대한 역 RST을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 역 RST부와, 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차 변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 역 1차 변환부를 포함할 수 있다. 역 1차 변환은 레지듀얼에 적용되었던 1차 변환의 역변환을 의미한다. 본 문서에서 변환을 기반으로 변환 계수를 도출하는 것은 해당 변환을 적용하여 변환 계수를 도출하는 것을 의미할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 문서의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 도 8은 정방향 감소된 변환(forward reduced transform)이 적용되는 것을 설명하기 위한 도면일 수 있고, 도 9는 역방향 감소된 변환(inverse reduced transform)이 적용되는 것을 설명하기 위한 도면일 수 있다. 본 문서에서 대상 블록은 코딩이 수행되는 현재 블록, 레지듀얼 블록 또는 변환 블록을 나타낼 수 있다.
예를 들어, RST에서는 N차원 벡터(N dimensional vector)가 다른 공간에 위치한 R차원 벡터(R dimensional vector)에 매핑되어 감소된 변환 매트릭스가 결정될 수 있다. 여기서, N 및 R은 각각 양의 정수일 수 있으며, R은 N보다 작을 수 있다. N은 변환이 적용되는 블록의 한 변의 길이(length)의 제곱 또는 변환이 적용되는 블록과 대응되는 변환 계수들의 총 개수를 의미할 수 있고, 간소화 팩터는 R/N 값을 의미할 수 있다. 간소화 팩터는 감소된 팩터(reduced factor), 감소 팩터(reduction factor), 간소화한 팩터(simplified factor) 또는 간소화 팩터(simple factor) 등 다양한 용어로 지칭될 수 있다. 한편, R은 감소된 계수(reduced coefficient)로 지칭될 수 있으나, 경우에 따라서는 간소화 팩터가 R을 의미할 수도 있다. 또한, 경우에 따라서 간소화 팩터는 N/R값을 의미할 수도 있다.
예를 들어, 간소화 팩터 또는 감소된 계수는 비트스트림을 통하여 시그널링될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 간소화 팩터 또는 감소된 계수에 대한 기 정의된 값이 각 인코딩 장치(200) 및 디코딩 장치(300)에 저장되어 있을 수 있으며, 이 경우 간소화 팩터 또는 감소된 계수는 별도로 시그널링되지 않을 수 있다.
예를 들어, 간소화 변환 매트릭스의 사이즈(RxN)는 통상의 변환 매트릭스의 사이즈(NxN) 보다 작을 수 있으며, 다음의 수학식과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-M000004
예를 들어, 도 8에 도시된 감소된 변환(reduced transform) 블록 내의 매트릭스 T는 수학식 4의 매트릭스 TRxN를 나타낼 수 있다. 도 8과 같이 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 간소화 변환 매트릭스 TRxN가 곱해지는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들이 도출될 수 있다.
예를 들어, 변환이 적용되는 블록의 사이즈가 8x8이고, R이 16인 경우(즉, R/N = 16/64 = 1/4), 도 8에 따른 RST는 아래의 수학식 5와 같은 행렬 연산으로 표현될 수 있다. 이 경우, 메모리와 곱하기 연산이 간소화 팩터에 의하여 대략 1/4로 감소할 수 있다.
본 문서에서 행렬 연산이란, 행렬을 열 벡터의 왼쪽에 두고 행렬과 열 벡터를 곱하여 열 벡터를 얻는 연산으로 이해될 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-M000005
수학식 5에서 r1 내지 r64는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타낼 수 있다. 또는 예를 들어, 일차 변환을 적용하여 생성된 변환 계수일 수 있다. 수학식 5의 연산 결과를 기반으로 대상 블록에 대한 변환 계수들 ci가 도출될 수 있다.
예를 들어, R이 16인 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들 c1 내지 c16이 도출될 수 있다. 만약 RST가 아니라 통상의(regular) 변환이 적용되어 사이즈가 64x64(NxN)인 변환 매트릭스가 사이즈가 64x1(Nx1)인 레지듀얼 샘플들에 곱해졌다면 대상 블록에 대한 변환 계수들이 64개(N개)가 도출되었겠지만, RST가 적용되었기 때문에 대상 블록에 대한 변환 계수들이 16개(R개)만 도출되는 것이다. 대상 블록에 대한 변환 계수들의 총 개수가 N개에서 R개로 감소하여 인코딩 장치(200)가 디코딩 장치(300)로 전송하는 데이터의 양이 감소하므로 인코딩 장치(200) 및 디코딩 장치(300) 간 전송 효율이 증가할 수 있다.
변환 매트릭스의 사이즈 관점을 고려하면, 통상의 변환 매트릭스의 사이즈는 64x64(NxN)인데 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 16x64(RxN)로 감소하므로, 통상의 변환을 수행할 때와 비교하면 RST를 수행할 시 메모리 사용을 R/N 비율로 감소시킬 수 있다. 또한, 통상의 변환 매트릭스를 이용할 때의 곱셈 연산 수 NxN과 비교하면, 간소화 변환 매트릭스를 이용하면 곱셈 연산 수를 R/N 비율로 감소(RxN)시킬 수 있다.
일 실시예에서, 인코딩 장치(200)의 변환부(232)는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 1차 변환 및 RST 기반의 2차 변환을 수행함으로써 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출할 수 있다. 이러한 변환 계수들은 디코딩 장치(300)의 역변환부로 전달될 수 있으며, 디코딩 장치(300)의 역변환부(322)는 변환 계수들에 대한 역 RST(reduced secondary transform)을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하고, 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 역 RST 매트릭스 TNxR의 사이즈는 통상의 역변환 매트릭스의 사이즈 NxN보다 작은 NxR이며, 수학식 4에 도시된 간소화 변환 매트릭스 TRxN과 트랜스포즈(transpose) 관계에 있을 수 있다.
도 9에 도시된 감소된 역변환(reduced inverse transform) 블록 내의 매트릭스 Tt는 역 RST 매트릭스 TRxN T을 나타낼 수 있. 여기서, 위첨자 T는 트랜스포즈를 나타낼 수 있다. 도 9와 같이 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 TRxN T가 곱해지는 경우, 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다. 역 RST 매트릭스 TRxN T는 (TRxN)T NxR로 표현할 수도 있다.
보다 구체적으로, 2차 역변환으로 역 RST가 적용되는 경우에는, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 TRxN T가 곱해지면 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들이 도출될 수 있다. 한편, 역 1차변환으로 역 RST가 적용될 수 있고, 이 경우 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 TRxN T가 곱해지면 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다.
일 실시예에서, 역변환이 적용되는 블록의 사이즈가 8x8이고, R이 16인 경우(즉, R/N = 16/64 = 1/4), 도 7에 따른 RST는 아래의 수학식 6과 같은 행렬 연산으로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-M000006
수학식 6에서 c1 내지 c16은 대상 블록에 대한 변환 계수들을 나타낼 수 있다. 수학식 6의 연산 결과를 기반으로 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타내는 rj가 도출될 수 있다. 즉, 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타내는 r1 내지 rN이 도출될 수 있다.
역변환 매트릭스의 사이즈 관점을 고려하면, 통상의 역변환 매트릭스의 사이즈는 64x64(NxN)인데 간소화 역변환 매트릭스의 사이즈는 64x16(NxR)으로 감소하므로, 통상의 역변환을 수행할 때와 비교하면 역 RST를 수행할 시 메모리 사용을 R/N 비율로 감소시킬 수 있다. 또한, 통상의 역변환 매트릭스를 이용할 때의 곱셈 연산 수 NxN과 비교하면, 간소화 역변환 매트릭스를 이용하면 곱셈 연산 수를 R/N 비율로 감소(NxR)시킬 수 있다.
한편, 8x8 RST에 대해서도 변환 세트 구성하여 적용할 수 있다. 즉, 변환 세트에 따라 해당 8x8 RST가 적용될 수 있다. 하나의 변환 세트는 화면 내 예측 모드에 따라 2개 또는 3개의 변환 커널들로 구성되어 있으므로 2차 변환을 적용하지 않는 경우까지 포함하여 최대 네 개의 변환 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다. 2차 변환을 적용하지 않을 때의 변환은 항등 행렬이 적용된 것이 라고 간주될 수 있다. 네 개의 변환에 대해 각각 0, 1, 2 또는 3의 인덱스를 부여한다고 했을 때(예를 들어, 0번 인덱스를 항등 행렬, 즉 2차 변환을 적용하지 않는 경우로 할당할 수 있음), NSST 인덱스라는 신택스 요소(syntax element)를 변환 계수 블록마다 시그널링하여 적용될 변환을 지정할 수 있다. 즉, NSST 인덱스를 통해 8x8 좌상단 블록에 대해서, 8x8 NSST를 지정할 수 있고, RST 구성에서는 8x8 RST를 지정할 수 있다. 8x8 NSST 및 8x8 RST는 변환의 대상이 되는 대상 블록의 W 및 H가 모두 8보다 같거나 큰 경우, 해당 변환 계수 블록 내부에 포함된 8x8 영역에 적용될 수 있는 변환을 나타낼 수 있으며, 상기 8x8 영역은 해당 변환 계수 블록 내부의 좌상단 8x8 영역일 수 있다. 또한, 이와 유사하게, 4x4 NSST 및 4x4 RST는 대상 블록의 W 및 H가 모두 4보다 같거나 큰 경우, 해당 변환 계수 블록 내부에 포함된 4x4 영역에 적용될 수 있는 변환을 나타낼 수 있으며, 상기 4x4 영역은 해당 변환 계수 블록 내부의 좌상단 4x4 영역일 수 있다.
한편, 예를 들어 인코딩 장치는 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding) 또는 CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 코딩 방법을 기반으로 신택스 요소의 값 또는 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들 등을 인코딩하여 비트스트림을 도출할 수 있다. 또한, 디코딩 장치는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등과 같은 다양한 코딩 방법을 기반으로 비트스트림을 디코딩하여 영상 복원에 필요한 신택스 요소의 값 또는 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들 등을 도출할 수 있다.
한편, 본 문서의 일 실시예는 MTS 인덱스를 시그널링하는 방안을 제안할 수 있다. 여기서, MTS 인덱스는 상술한 바와 같이, 다수의 변환 커널 세트들 중 어느 하나를 나타낼 수 있으며, MTS 인덱스가 인코딩되어 MTS 인덱스 정보가 디코딩 장치로 시그널링될 수 있고, 디코딩 장치에서 MTS 인덱스 정보를 디코딩하여 MTS 인덱스를 획득하고, MTS 인덱스를 기반으로 적용될 변환 커널 세트를 판단할 수 있다. MTS 인덱스는 tu_mts_idx 신택스 요소 또는 mts_idx 신택스 요소로 나타낼 수도 있다. 예를 들어, MTS 인덱스는 Rice-Golmb parameter 0차를 사용하여 이진화될 수 있으나, Truncated Rice를 기반으로 이진화될 수도 있다. Truncated Rice를 기반으로 이진화되는 경우, 입력 파라미터인 cMax는 4의 값을 가질 수 있고, cRiceParam은 0의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 MTS 인덱스를 이진화하어 MTS 인덱스에 대한 빈(들)을 도출하고, 도출한 빈(들)을 인코딩하여 MTS 인덱스 정보(MTS 인덱스에 대한 비트(들)를 도출하고, MTS 인덱스 정보를 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 디코딩 장치는 MTS 인덱스 정보를 디코딩하여 MTS 인덱스에 대한 빈(들)을 도출하고, 도출한 MTS 인덱스에 대한 빈(들)과 MTS 인덱스에 대한 후보 빈(들)를 비교하여 MTS 인덱스를 도출할 수 있다.
예를 들어, MTS 인덱스(예를 들어, tu_mts_idx 신택스 요소 또는 mts_idx 신택스 요소)는 모든 빈에 대하여 컨텍스트 모델 또는 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 코딩될 수 있다. 이 경우, MTS 인덱스의 컨텍스트 코딩을 위한 컨텍스트 인덱스 증감(ctxInc: context index increment) 또는 빈 위치에 따른 ctxInc는 표 2와 같이 할당 또는 결정될 수 있다. 또는 표 2와 같이 빈 위치에 따라 컨텍스트 모델이 선택될 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-T000002
표 2를 참조하면, 0번 빈(첫 번째 빈)에 대한 ctxInc는 cqtDepth를 기반으로 할당될 수 있다. 여기서, cqtDepth는 현재 블록에 대한 쿼드 트리 뎁스(quad-tree depth)를 나타낼 수 있으며, 0 내지 5 중 하나의 값으로 도출될 수 있다. 즉, 0 번째 빈에 대한 ctxInc는 cqtDepth에 따라 0 내지 5 중 하나의 값으로 할당될 수 있다. 또한, 1번 빈(두 번째 빈)에 대한 ctxInc는 6이 할당될 수 있고, 2번 빈(세 번째 빈)에 대한 ctxInc는 7이 할당될 수 있고, 3번 빈(네 번째 빈)에 대한 ctxInc는 8이 할당될 수 있다. 즉, 0번 빈 내지 3번 빈은 서로 다른 값의 ctxInc를 할당받을 수 있다. 여기서, 서로 다른 ctxInc 값은 서로 다른 문맥 모델을 나타낼 수 있으며, 이 경우, MTS 인덱스의 코딩을 위한 문맥 모델이 9개가 될 수 있다.
또는 예를 들어, MTS 인덱스(예를 들어, tu_mts_idx 신택스 요소 또는 mts_idx 신택스 요소)는 표 3과 같이 모든 빈에 대하여 바이패스 코딩될 수도 있다. 이 경우, MTS 인덱스의 코딩을 위한 문맥 모델이 0개가 될 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-T000003
또는 예를 들어, MTS 인덱스(예를 들어, tu_mts_idx 신택스 요소 또는 mts_idx 신택스 요소)는 표 4와 같이 0번 빈(첫 번째 빈)에 대하여 컨텍스트 모델 또는 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 코딩될 수 있고, 나머지 빈들에 대하여 바이패스 코딩될 수도 있다. 즉, 0번 빈(첫 번째 빈)에 대한 ctxInc는 0이 할당될 수 있다. 이 경우, MTS 인덱스의 코딩을 위한 문맥 모델이 1개가 될 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-T000004
또는 예를 들어, MTS 인덱스(예를 들어, tu_mts_idx 신택스 요소 또는 mts_idx 신택스 요소)는 표 5와 같이 0번 빈(첫 번째 빈) 및 1번 빈(두 번째 빈)에 대하여 컨텍스트 모델 또는 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 코딩될 수 있고, 나머지 빈들에 대하여 바이패스 코딩될 수도 있다. 즉, 0번 빈(첫 번째 빈)에 대한 ctxInc는 0이 할당될 수 있고, 1번 빈(두 번째 빈)에 대한 ctxInc는 1이 할당될 수 있다. 이 경우, MTS 인덱스의 코딩을 위한 문맥 모델이 2개가 될 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-T000005
또는 예를 들어, MTS 인덱스(예를 들어, tu_mts_idx 신택스 요소 또는 mts_idx 신택스 요소)는 표 6과 같이 모든 빈에 대하여 컨텍스트 모델 또는 컨텍스트 인덱스를 기반으로 컨텍스트 코딩될 수 있고, 각 빈에 대하여 1개의 ctxInc를 할당할 수 있다. 즉, 0번 빈(첫 번째 빈)에 대한 ctxInc는 0이 할당될 수 있고, 1번 빈(두 번째 빈)에 대한 ctxInc는 1이 할당될 수 있다. 2번 빈(세 번째 빈)에 대한 ctxInc는 2이 할당될 수 있고, 3번 빈(네 번째 빈)에 대한 ctxInc는 2이 할당될 수 있다. 이 경우, MTS 인덱스의 코딩을 위한 문맥 모델이 4개가 될 수 있다.
Figure PCTKR2020007597-appb-T000006
상술한 바와 같이, 일 실시예는 MTS 인덱스의 빈들 중 전부 또는 일부에 바이패스 코딩을 적용하거나, 컨텍스트 코딩을 적용하여도 특정 값을 ctxInc에 적용하여 문맥 모델의 개수를 줄임으로써 복잡도가 낮아지고, 디코더의 출력량이 증가되는 효과가 있을 수 있다. 또한, 일 실시예는 상술한 바와 같이 문맥 모델을 사용하는 경우, 각 빈의 위치에 대한 발생 통계를 기반으로 초기 값 및/또는 다중 윈도우의 크기는 가변적일 수도 있다.
도 10 및 도 11은 본 문서의 실시예(들)에 따른 비디오/영상 인코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 10에서 개시된 방법은 도 2 또는 도 11에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 10의 S1000 내지 S1010은 도 11의 상기 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부(230)에 의하여 수행될 수 있고, 도 10의 S1020은 도 11의 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 도 10에서 도시하지 않았으나, 도 11에서 상기 인코딩 장치의 예측부(220)에 의하여 예측 샘플들 또는 예측 관련 정보를 도출할 수 있고, 상기 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부(230)에 의하여 원본 샘플들 또는 예측 샘플들로부터 레지듀얼 정보가 도출될 수 있고, 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 레지듀얼 정보 또는 예측 관련 정보로부터 비트스트림이 생성될 수 있다. 도 10에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 10을 참조하면, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출한다(S1000). 예를 들어, 인코딩 장치는 예측 샘플들 및 원본 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 도 10에서 도시하지 않았으나, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하기 위하여 RD(rate distortion) 코스트(cost)를 고려하여 현재 블록에 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행할 수 있고, 예측 모드/타입 정보를 포함하는 예측 관련 정보를 생성할 수 있다.
인코딩 장치는 레지듀얼 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 정보를 생성한다(S1010). 예를 들어, 인코딩 장치는 레지듀얼 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 변환 계수들을 도출할 수 있고, 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들에 변환을 수행하여 상기 변환 계수들을 도출할 수 있다. 여기서, 변환은 변환 커널 또는 변환 커널 세트를 기반으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 세트는 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 레지듀얼 샘플들에 1차 변환을 수행하여 변환 계수들을 도출할 수 있다. 또는 예를 들어, 인코딩 장치는 레지듀얼 샘플들에 1차 변환을 수행하여 임시 변환 계수들을 도출하고, 임시 변환 계수들에 2차 변환을 수행하여 상기 변환 계수들을 도출할 수도 있다. 예를 들어, 상기 변환 커널 세트를 기반으로 수행하는 변환은 1차 변환을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 레지듀얼 정보는 MTS 인덱스 및/또는 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 변환 계수들을 기반으로 MTS 인덱스 및/또는 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수 있다.
MTS 인덱스는 변환 커널 세트 후보들 중 현재 블록(의 변환 계수들)에 적용된 변환 커널 세트를 나타낼 수 있다. 여기서, MTS 인덱스는 tu_mts_idx 신택스 요소 또는 mts_idx 신택스 요소로 나타낼 수도 있다. 상술한 바와 같이, 변환 커널 세트는 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널을 포함할 수 있으며, 수평 방향 변환 커널은 trTypeHor로 나타낼 수 있고, 수직 방향 변환 커널은 trTypeVer로 나타낼 수 있다.
예를 들어, 현재 블록(의 변환 계수들)에 적용된 수평 방향 변환 커널 및 수직 방향 변환 커널에 의해 trTypeHor 및 trTypeVer의 값이 나타내어질 수 있고, trTypeHor 및 trTypeVer의 값에 의해 MTS 인덱스가 0 내지 4를 포함하는 후보들 중 하나로 나타내어질 수 있다.
예를 들어, MTS 인덱스가 0인 경우, trTypeHor 및 trTypeVer가 모두 0임을 나타낼 수 있다. 또는 MTS 인덱스가 1인 경우, trTypeHor 및 trTypeVer가 모두 1임을 나타낼 수 있다. 또는 MTS 인덱스가 2인 경우, trTypeHor가 2이고, trTypeVer가 1임을 나타낼 수 있다. MTS 인덱스가 3인 경우, trTypeHor가 1이고, trTypeVer가 1임을 나타낼 수 있다. 또는 MTS 인덱스가 4인 경우, trTypeHor 및 trTypeVer는 모두 2임을 나타낼 수 있다. 예를 들어, trTypeHor 또는 trTypeVer의 값이 0인 경우 현재 블록(의 변환 계수들)에 수평 방향 또는 수직 방향으로 DCT2가 적용된 것을 나타낼 수 있고, 1인 경우 DST7가 적용된 것을 나타낼 수 있고, 2인 경우 DCT8가 적용된 것을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 수평 방향으로 적용할 변환 커널 및 상기 수직 방향으로 적용할 변환 커널 각각은 상기 MTS 인덱스를 기반으로 DCT2, DST7 및 DCT8을 포함하는 후보들 중 하나로 나타내어질 수 있다.
MTS 인덱스는 MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들을 기반으로 나타내어질 수 있다. 다시 말해, MTS 인덱스는 이진화되어 MTS 인덱스의 빈 스트링(의 빈들)으로 나타내어질 수 있고, MTS 인덱스의 빈 스트링(의 빈들)은 엔트로피 인코딩될 수 있다.
다시 말해, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 적어도 하나의 빈은 컨텍스트 코딩을 기반으로 나타내어질 수 있다. 여기서, 컨텍스트 코딩은 컨텍스트 인덱스 증감(ctxInc)의 값을 기반으로 수행될 수 있다. 또는 컨텍스트 코딩은 컨텍스트 인덱스(ctxIdx) 또는 컨텍스트 모델을 기반으로 수행될 수 있다. 여기서, 컨텍스트 인덱스는 컨텍스트 인덱스 증감의 값을 기반으로 나타내어질 수 있다. 또는 컨텍스트 인덱스는 컨텍스트 인덱스 증감의 값 및 컨텍스트 인덱스 오프셋(ctxIdxOffset)을 기반으로 나타내어질 수도 있다.
예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 모두가 컨텍스트 코딩을 기반으로 나타내어질 수 있다. 예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈 또는 0번 빈(bin 0)에 대한 ctxInc는 cqtDepth를 기반으로 나타내어질 수 있다. 여기서, cqtDepth는 현재 블록에 대한 쿼드 트리 뎁스(quad-tree depth)를 나타낼 수 있으며, 0 내지 5 중 하나의 값으로 나타내어질 수 있다. 또한, 두 번째 빈 또는 1번 빈(bin 1)에 대한 ctxInc는 6으로 나타내어질 수 있고, 세 번째 빈 또는 2번 빈(bin 2)에 대한 ctxInc는 7으로 나타내어질 수 있고, 네 번째 빈 또는 3번 빈(bin 3)에 대한 ctxInc는 8으로 나타내어질 수 있다. 또는 예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈 또는 0번 빈(bin 0)에 대한 ctxInc는 0으로 나타내어질 수 있고, 두 번째 빈 또는 1번 빈(bin 1)에 대한 ctxInc는 1로 나타내어질 수 있고, 세 번째 빈 또는 2번 빈(bin 2)에 대한 ctxInc는 2로 나타내어질 수 있고, 네 번째 빈 또는 3번 빈(bin 3)에 대한 ctxInc는 3으로 나타내어질 수 있다. 즉, 상기 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈의 컨텍스트 코딩을 위해 사용될 수 있는 컨텍스트 인덱스 증감의 값의 개수는 한 개일 수 있다. 또는 상기 MTS 인덱스의 상기 빈 스트링은 최대 4개의 빈들을 포함하고, 상기 4개의 빈들 중 컨텍스트 코딩에 의해 나타내어지는 빈에 할당되는 컨텍스트 인덱스 증감의 값의 개수는 한 개일 수 있다.
또는 예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 일부가 컨텍스트 코딩을 기반으로 나타내어지고, 나머지는 바이패스 코딩을 기반으로 나타내어질 수도 있다. 예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈 또는 0번 빈(bin 0)에 대한 ctxInc는 0으로 나타내어질 수 있고, 나머지 빈들은 바이패스 코딩을 기반으로 나타내어질 수 있다. 또는 예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈 또는 0번 빈(bin 0)에 대한 ctxInc는 0으로 나타내어질 수 있고, 두 번째 빈 또는 1번 빈(bin 1)에 대한 ctxInc는 1로 나타내어질 수 있고, 나머지 빈들은 바이패스 코딩을 기반으로 나타내어질 수 있다. 즉, 상기 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈의 컨텍스트 코딩을 위해 사용될 수 있는 컨텍스트 인덱스 증감의 값의 개수는 한 개일 수 있다.
또는 MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 모두가 바이패스 코딩을 기반으로 나타내어질 수도 있다. 여기서, 바이패스 코딩은 균일한 확률 분포를 기반으로 컨텍스트 코딩을 수행하는 것을 나타낼 수도 있으며, 컨텍스트 코딩의 업데이트 절차 등이 생략됨으로써 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
변환 계수들에 관한 정보는 변환 계수들을 도출하기 위해 이용되는 정보를 나타낼 수 있다. 또한, 예를 들어, 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 샘플들에 관한 정보, 변환 관련 정보 및/또는 양자화 관련 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 변환 계수들에 관한 정보는 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
인코딩 장치는 레지듀얼 정보를 포함하는 비디오 정보를 인코딩하여 비트스트림을 생성한다(S1020). 예를 들어, 비디오 정보는 영상 정보라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 비디오 정보는 예측 관련 정보를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 비디오 정보를 인코딩하여 비트스트림을 출력할 수 있다. 비트스트림은 인코딩된 (영상 또는 비디오) 정보라고 불릴 수도 있다.
또는 도 10에 도시하지 않았으나, 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성할 수도 있다. 또한, 상기 복원 샘플들을 기반으로 복원 블록 및 복원 픽처가 도출될 수도 있다.
예를 들어, 인코딩 장치는 상술한 정보들(또는 신택스 요소들) 모두 또는 일부를 포함하는 영상 정보를 인코딩하여 비트스트림 또는 인코딩된 정보를 생성할 수 있다. 또는 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 또한, 상기 비트스트림 또는 인코딩된 정보는 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다. 또는, 상기 비트스트림 또는 인코딩된 정보는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있으며, 상기 비트스트림 또는 상기 인코딩된 정보는 상술한 영상 인코딩 방법에 의해 생성될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 문서의 실시예(들)에 따른 비디오/영상 디코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 12에서 개시된 방법은 도 3 또는 도 13에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 12의 S1200은 도 13에서 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 수행될 수 있고, 도 12의 S1210은 도 13에서 상기 디코딩 장치의 레지듀얼 처리부(320)에 의하여 수행될 수 있고, 도 12의 S1220은 도 13에서 상기 디코딩 장치의 가산부(340)에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 도 12에서 도시하지 않았으나, 도 13에서 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 비트스트림으로부터 예측 관련 정보 또는 레지듀얼 정보가 도출할 수 있고, 상기 디코딩 장치의 레지듀얼 처리부(320)에 의하여 레지듀얼 정보로부터 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있고, 상기 디코딩 장치의 예측부(330)에 의하여 예측 관련 정보로부터 예측 샘플들이 도출될 수 있고, 상기 디코딩 장치의 가산부(340)에 의하여 레지듀얼 샘플들 또는 예측 샘플들로부터 복원 블록 또는 복원 픽처가 도출될 수 있다. 도 12에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보를 획득한다(S1200). 예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림을 파싱 또는 디코딩하여 레지듀얼 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 비트스트림은 인코딩된 (영상) 정보라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 레지듀얼 정보는 MTS 인덱스 및/또는 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
MTS 인덱스는 변환 커널 세트 후보들 중 현재 블록에 적용할 변환 커널 세트를 나타낼 수 있다. 여기서, MTS 인덱스는 tu_mts_idx 신택스 요소 또는 mts_idx 신택스 요소로 나타낼 수도 있다. 또한, 변환 커널 세트는 현재 블록에 수평 방향으로 적용할 변환 커널 및 상기 현재 블록에 수직 방향으로 적용할 변환 커널을 포함할 수 있다. 여기서, 수평 방향으로 적용할 변환 커널은 trTypeHor로 나타낼 수 있고, 수직 방향으로 적용할 변환 커널은 trTypeVer로 나타낼 수 있다.
예를 들어, MTS 인덱스는 0 내지 4를 포함하는 후보들 중 하나로 도출될 수 있고, MTS 인덱스에 따라 trTypeHor 및 trTypeVer는 각각 0 내지 2 중 하나로 도출될 수 있다. 예를 들어, MTS 인덱스가 0인 경우, trTypeHor 및 trTypeVer는 모두 0일 수 있다. 또는 MTS 인덱스가 1인 경우, trTypeHor 및 trTypeVer는 모두 1일 수 있다. 또는 MTS 인덱스가 2인 경우, trTypeHor는 2이고, trTypeVer는 1일 수 있다. MTS 인덱스가 3인 경우, trTypeHor는 1이고, trTypeVer는 1일 수 있다. 또는 MTS 인덱스가 4인 경우, trTypeHor 및 trTypeVer는 모두 2일 수 있다. 예를 들어, trTypeHor 또는 trTypeVer의 값은 변환 커널을 나타낼 수 있으며, 0인 경우 DCT2를 나타낼 수 있고, 1인 경우 DST7을 나타낼 수 있고, 2인 경우 DCT8을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 수평 방향으로 적용할 변환 커널 및 상기 수직 방향으로 적용할 변환 커널 각각은 상기 MTS 인덱스를 기반으로 DCT2, DST7 및 DCT8을 포함하는 후보들 중 하나로 도출될 수 있다.
MTS 인덱스는 MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들을 기반으로 도출될 수 있다. 다시 말해, MTS 인덱스 정보는 엔트로피 디코딩되어 이진화된 MTS 인덱스로 도출될 수 있고, 이진화된 MTS 인덱스는 MTS 인덱스의 빈 스트링(의 빈들)으로 나타내어질 수 있다.
다시 말해, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 적어도 하나의 빈은 컨텍스트 코딩을 기반으로 도출될 수 있다. 여기서, 컨텍스트 코딩은 컨텍스트 인덱스 증감(ctxInc)의 값을 기반으로 수행될 수 있다. 또는 컨텍스트 코딩은 컨텍스트 인덱스(ctxIdx) 또는 컨텍스트 모델을 기반으로 수행될 수 있다. 여기서, 컨텍스트 인덱스는 컨텍스트 인덱스 증감의 값을 기반으로 도출될 수 있다. 또는 컨텍스트 인덱스는 컨텍스트 인덱스 증감의 값 및 컨텍스트 인덱스 오프셋(ctxIdxOffset)을 기반으로 도출될 수도 있다.
예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 모두가 컨텍스트 코딩을 기반으로 도출될 수 있다. 예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈 또는 0번 빈(bin 0)에 대한 ctxInc는 cqtDepth를 기반으로 할당될 수 있다. 여기서, cqtDepth는 현재 블록에 대한 쿼드 트리 뎁스(quad-tree depth)를 나타낼 수 있으며, 0 내지 5 중 하나의 값으로 도출될 수 있다. 또한, 두 번째 빈 또는 1번 빈(bin 1)에 대한 ctxInc는 6이 할당될 수 있고, 세 번째 빈 또는 2번 빈(bin 2)에 대한 ctxInc는 7이 할당될 수 있고, 네 번째 빈 또는 3번 빈(bin 3)에 대한 ctxInc는 8이 할당될 수 있다. 또는 예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈 또는 0번 빈(bin 0)에 대한 ctxInc는 0이 할당될 수 있고, 두 번째 빈 또는 1번 빈(bin 1)에 대한 ctxInc는 1이 할당될 수 있고, 세 번째 빈 또는 2번 빈(bin 2)에 대한 ctxInc는 2가 할당될 수 있고, 네 번째 빈 또는 3번 빈(bin 3)에 대한 ctxInc는 3이 할당될 수 있다. 즉, 상기 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈의 컨텍스트 코딩을 위해 사용될 수 있는 컨텍스트 인덱스 증감의 값의 개수는 한 개일 수 있다. 또는 상기 MTS 인덱스의 상기 빈 스트링은 최대 4개의 빈들을 포함하고, 상기 4개의 빈들 중 컨텍스트 코딩에 의해 도출되는 빈에 할당되는 컨텍스트 인덱스 증감의 값의 개수는 한 개일 수 있다.
또는 예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 일부가 컨텍스트 코딩을 기반으로 도출되고, 나머지는 바이패스 코딩을 기반으로 도출될 수도 있다. 예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈 또는 0번 빈(bin 0)에 대한 ctxInc는 0이 할당될 수 있고, 나머지 빈들은 바이패스 코딩을 기반으로 도출될 수 있다. 또는 예를 들어, MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈 또는 0번 빈(bin 0)에 대한 ctxInc는 0이 할당될 수 있고, 두 번째 빈 또는 1번 빈(bin 1)에 대한 ctxInc는 1이 할당될 수 있고, 나머지 빈들은 바이패스 코딩을 기반으로 도출될 수 있다. 즉, 상기 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈의 컨텍스트 코딩을 위해 사용될 수 있는 컨텍스트 인덱스 증감의 값의 개수는 한 개일 수 있다.
또는 MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 모두가 바이패스 코딩을 기반으로 도출될 수도 있다. 여기서, 바이패스 코딩은 균일한 확률 분포를 기반으로 컨텍스트 코딩을 수행하는 것을 나타낼 수도 있으며, 컨텍스트 코딩의 업데이트 절차 등이 생략됨으로써 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
변환 계수들에 관한 정보는 변환 계수들을 도출하기 위해 이용되는 정보를 나타낼 수 있다. 또한, 레지듀얼 정보는 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위해 이용되는 정보를 더 포함할 수도 있다. 예를 들어, 레지듀얼 정보는 레지듀얼 샘플들에 관한 정보, 역변환 관련 정보 및/또는 역양자화 관련 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레지듀얼 정보는 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S1210). 예를 들어, 디코딩 장치는 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 변환 계수들을 도출할 수 있고, 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 레지듀얼 정보에 포함된 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 양자화된 변환 계수들에 대하여 역양자화를 수행하여 현재 블록에 대한 변환 계수들을 도출할 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치는 레지듀얼 정보에 포함된 MTS 인덱스 및 레지듀얼 정보에 포함된 변환 계수들에 관한 정보에 따른 변환 계수들을 기반으로 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 레지듀얼 샘플들은 상기 변환 계수들 및 상기 MTS 인덱스에 의해 나타내어지는 변환 커널 세트를 기반으로 생성될 수 있다. 즉, 디코딩 장치는 상기 MTS 인덱스에 의해 나타내어지는 변환 커널 세트를 이용한 역변환을 통해 상기 변환 계수들로부터 상기 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서, MTS 인덱스에 의해 나타내어지는 변환 커널 세트를 이용한 역변환은 1차 역변환에 포함될 수 있다. 또는 디코딩 장치는 변환 계수들로부터 레지듀얼 샘플들을 생성 시 1차 역변환뿐만 아니라 2차 역변환도 이용할 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치는 변환 계수들에 2차 역변환을 수행하여 수정된 변환 계수들을 도출하고, 수정된 변환 계수들에 1차 역변환을 수행하여 상기 레지듀얼 샘플들을 생성할 수도 있다.
디코딩 장치는 레지듀얼 샘플들을 기반으로 현재 블록의 복원 샘플들을 생성한다(S1220). 예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 예측 모드/타입 정보를 포함하는 예측 관련 정보를 획득할 수 있으며, 예측 모드/타입 정보를 기반으로 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행하여 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 또한 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성할 수 있다. 또한 예를 들어, 상기 복원 샘플들을 기반으로 복원 블록 또는 복원 픽처가 도출될 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림 또는 인코딩된 정보를 디코딩하여 상술한 정보들(또는 신택스 요소들) 모두 또는 일부를 포함하는 영상 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상기 비트스트림 또는 인코딩된 정보는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있으며, 상술한 디코딩 방법이 수행되도록 야기할 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 해당 실시예는 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 문서의 실시예들의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 문서의 실시예들에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 문서에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 문서에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 본 문서에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 이 경우 구현을 위한 정보(ex. information on instructions) 또는 알고리즘이 디지털 저장 매체에 저장될 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)이 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, VR(virtual reality) 장치, AR(argumente reality) 장치, 화상 전화 비디오 장치, 운송 수단 단말 (ex. 차량(자율주행차량 포함) 단말, 비행기 단말, 선박 단말 등) 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recorder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 문서의 실시예(들)에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 문서의 실시예(들)에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
도 14는 본 문서에서 개시된 실시예들이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 본 문서의 실시예들이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 문서의 실시예들이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 명세서에 기재된 청구항들은 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다.

Claims (15)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 레지듀얼 정보를 획득하는 단계;
    상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 생성하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 레지듀얼 정보를 MTS(Multiple Transform Selection) 인덱스 및 변환 계수들에 관한 정보를 포함하고,
    상기 레지듀얼 샘플들은 변환 커널 세트를 이용하여 상기 변환 계수들에 관한 정보에 따른 변환 계수들로부터 생성되고,
    상기 변환 커널 세트는 변환 커널 세트 후보들 중 상기 MTS 인덱스에 의해 결정되고,
    상기 MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 적어도 하나의 빈은 컨텍스트 코딩을 기반으로 도출되고,
    상기 컨텍스트 코딩은 상기 MTS 인덱스에 관한 컨텍스트 인덱스 증감의 값을 기반으로 수행되고,
    상기 MTS 인덱스의 상기 빈 스트링은 최대 4개의 빈들을 포함하고, 상기 4개의 빈들 중 컨텍스트 코딩에 의해 도출되는 빈에 할당되는 컨텍스트 인덱스 증감의 값의 개수는 한 개인 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 0이고, 상기 빈 스트링의 빈들 중 두 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 1이고, 상기 빈 스트링의 빈들 중 세 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 2이고, 상기 빈 스트링의 빈들 중 네 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 3인 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 0이고, 상기 빈 스트링의 빈들 중 두 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 1이고,
    상기 빈 스트링의 빈들 중 나머지 빈들은 바이패스 코딩을 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 0이고,
    상기 빈 스트링의 빈들 중 나머지 빈들은 바이패스 코딩을 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 변환 커널 세트는 상기 현재 블록에 수평 방향으로 적용할 변환 커널 및 상기 현재 블록에 수직 방향으로 적용할 변환 커널을 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수평 방향으로 적용할 변환 커널 및 상기 수직 방향으로 적용할 변환 커널 각각은 상기 MTS 인덱스를 기반으로 DCT2, DST7 및 DCT8을 포함하는 후보들 중 하나로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 MTS 인덱스는 0 내지 4를 포함하는 후보들 중 하나로 도출되고,
    상기 MTS 인덱스는 상기 MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들을 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  8. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 정보를 생성하는 단계;
    상기 레지듀얼 정보를 포함하는 비디오 정보를 인코딩하여 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 레지듀얼 정보를 MTS(Multiple Transform Selection) 인덱스 및 변환 계수들에 관한 정보를 포함하고,
    상기 변환 계수들에 관한 정보는 변환 커널 세트를 이용하여 상기 레지듀얼 샘플들로부터 생성되고,
    상기 MTS 인덱스는 변환 커널 세트 후보들 중 상기 변환 커널 세트를 나타내고,
    상기 MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 적어도 하나의 빈은 컨텍스트 코딩을 기반으로 나타내어지고,
    상기 컨텍스트 코딩은 상기 MTS 인덱스에 관한 컨텍스트 인덱스 증감의 값을 기반으로 수행되고,
    상기 MTS 인덱스의 상기 빈 스트링은 최대 4개의 빈들을 포함하고, 상기 4개의 빈들 중 컨텍스트 코딩에 의해 나타내어지는 빈에 할당되는 컨텍스트 인덱스 증감의 값의 개수는 한 개인 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 0이고, 상기 빈 스트링의 빈들 중 두 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 1이고, 상기 빈 스트링의 빈들 중 세 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 2이고, 상기 빈 스트링의 빈들 중 네 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 3인 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 0이고, 상기 빈 스트링의 빈들 중 두 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 1이고,
    상기 빈 스트링의 빈들 중 나머지 빈들은 바이패스 코딩을 기반으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 빈 스트링의 빈들 중 첫 번째 빈에 대한 컨텍스트 인덱스 증감의 값은 0이고,
    상기 빈 스트링의 빈들 중 나머지 빈들은 바이패스 코딩을 기반으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 변환 커널 세트는 상기 현재 블록에 수평 방향으로 적용할 변환 커널 및 상기 현재 블록에 수직 방향으로 적용할 변환 커널을 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 수평 방향으로 적용할 변환 커널 및 상기 수직 방향으로 적용할 변환 커널 각각은 상기 MTS 인덱스를 기반으로 DCT2, DST7 및 DCT8을 포함하는 후보들 중 하나로 나타내어지는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 MTS 인덱스는 0 내지 4를 포함하는 후보들 중 하나로 나타내어지고,
    상기 MTS 인덱스는 상기 MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들을 기반으로 나타내어지는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  15. 디코딩 장치가 영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 인코딩된 정보를 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체에 있어서, 상기 영상 디코딩 방법은:
    상기 인코딩된 정보로부터 레지듀얼 정보를 획득하는 단계;
    상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 생성하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 레지듀얼 정보를 MTS(Multiple Transform Selection) 인덱스 및 변환 계수들에 관한 정보를 포함하고,
    상기 레지듀얼 샘플들은 변환 커널 세트를 이용하여 상기 변환 계수들에 관한 정보에 따른 변환 계수들로부터 생성되고,
    상기 변환 커널 세트는 변환 커널 세트 후보들 중 상기 MTS 인덱스에 의해 결정되고,
    상기 MTS 인덱스의 빈 스트링의 빈들 중 적어도 하나의 빈은 컨텍스트 코딩을 기반으로 도출되고,
    상기 컨텍스트 코딩은 상기 MTS 인덱스에 관한 컨텍스트 인덱스 증감의 값을 기반으로 수행되고,
    상기 4개의 빈들 중 컨텍스트 코딩에 의해 도출되는 빈에 할당되는 컨텍스트 인덱스 증감의 값의 개수는 한 개인 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체.
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