WO2020256479A1 - 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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강정원
이하현
임성창
김휘용
김재곤
박도현
도지훈
윤용욱
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한국전자통신연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a video encoding/decoding method, an apparatus, and a recording medium storing a bitstream. Specifically, the present invention relates to a method for transforming and quantizing a residual signal, and a method and apparatus for encoding/decoding transform coefficient entropy therefor.
  • high-resolution and high-quality images such as high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images
  • HD high definition
  • UHD ultra high definition
  • the video data is transmitted using a medium such as a wired/wireless broadband line or stored using an existing storage medium, the transmission cost and The storage cost increases.
  • High-efficiency image encoding/decoding technology for an image having a higher resolution and image quality is required to solve these problems that occur as image data becomes high-resolution and high-quality.
  • An inter-screen prediction technology that predicts pixel values included in the current picture from a picture before or after the current picture using image compression technology
  • an intra prediction technology that predicts pixel values included in the current picture by using pixel information in the current picture
  • Various technologies exist such as transformation and quantization technology for compressing the energy of the residual signal, and entropy coding technology that allocates short codes to values with a high frequency of appearance and long codes to values with low frequency of appearance.
  • Image data can be effectively compressed and transmitted or stored.
  • a residual signal which is a difference between an original signal and a prediction signal, may be transformed into a different basis, and transform coefficients obtained by quantizing the coefficients may be encoded.
  • a quantized transform coefficient may be decoded and inverse transformed to derive a decoded residual signal, and a decoded signal may be generated by adding it to a prediction signal.
  • a final transform coefficient may be generated by performing a second-order transform on a low-frequency region of the transform coefficient that has been transformed by the first order, and the quantization level may be encoded by quantizing the corresponding transform coefficient.
  • the second transformation information may be encoded/decoded at the end of the coding unit.
  • the coding block may be divided to fit the transform block size. In this case, a delay may occur in the divided first block until the last divided block is processed to obtain 2nd order transformation information. In addition, it requires up to four times the data buffering.
  • VPDU Video Processing and Distribution Unit
  • the second-order transform can reduce the signaling overhead for the transform coefficient, but may degrade subjective image quality because additional quantization is performed in the low frequency region. Therefore, subjective image quality may deteriorate especially for large-sized coding blocks in which the low frequency region is emphasized.
  • the present invention solves the problem of parsing delay that has to wait for the last block divided to be processed to obtain second-order transform information generated when performing the second-order transform, and a data buffering problem of up to four times for storing data. It aims to provide an encoding method.
  • Another object of the present invention is to provide a recording medium storing a bitstream generated by the video encoding/decoding method or apparatus of the present invention.
  • An image decoding method includes: obtaining information on a maximum transform block size; Deriving a maximum transform block size based on the maximum transform block size information, and determining whether a second order inverse transform is applied to the current block based on the maximum transform block size and the horizontal and vertical sizes of the current block. It may include.
  • determining whether the second-order inverse transform is applied may determine whether the second-order inverse transform is applied to the current block based on a larger value of a horizontal size and a vertical size of the current block. have.
  • the step of determining whether the second-order inverse transform is applied may include, when a larger value of the horizontal size and the vertical size of the current block is greater than the maximum transform block size, the second-order inverse transform is applied to the current block. You can decide that this does not apply.
  • determining whether the second-order inverse transform is applied may determine whether the current block is applied to the current block based on first-order inverse transform information.
  • the determining whether the second-order inverse transform is applied may include, when the current block has the first-order inverse transform information indicating a first-order inverse transform skip mode, a second-order inverse transform is not applied to the current block. Can be determined.
  • An image encoding method includes determining a maximum transform block size; Encoding maximum transform block size information indicating the maximum transform block size; And determining whether a second-order inverse transform is applied to the current block based on the maximum transform block size and a horizontal size and a vertical size of the current block.
  • determining whether the second-order inverse transform is applied may determine whether or not the second-order inverse transform is applied to the current block based on a larger value of a horizontal size and a vertical size of the current block. have.
  • the determining whether the second-order inverse transform is applied may include, when a larger value among the horizontal size and the vertical size of the current block is greater than the maximum transform block size, the second-order inverse transform is applied to the current block. You can decide that this does not apply.
  • determining whether the second-order inverse transform is applied may determine whether the current block is applied with a second-order inverse transform to the current block based on first-order inverse transform information.
  • the determining whether the second-order inverse transform is applied may include, in the case where the first-order inverse transform information of the current block indicates a first-order inverse transform skip mode, a second-order inverse transform is not applied to the current block. Can be determined.
  • the recording medium according to the present invention can store a bitstream generated by the video encoding method according to the present invention.
  • the present invention is a conversion unit in order to solve the problem of a parsing delay that has to wait for the last block divided to be processed to obtain second-order transform information generated when performing a second-order transform and a data buffering problem of up to four times for storing data.
  • Independence between transform blocks can be maintained by encoding/decoding transform information at the end of.
  • the present invention enables coding/decoding of only one second order transform information for each coding block, thereby reducing coding complexity and signaling overhead.
  • the present invention can improve subjective image quality of a reconstructed image by limiting the quadratic transformation for a coding block having a large size.
  • the present invention can minimize data buffering and parsing delays occurring in the quadratic transformation by performing efficient entropy encoding and decoding on the quadratic transformation when performing the quadratic transformation on the residual signal.
  • a recording medium storing a bitstream generated by the video encoding/decoding method or apparatus of the present invention can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a split structure of an image when encoding and decoding an image.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an embodiment of an intra prediction process.
  • 5 is a diagram for describing an embodiment of an inter prediction process.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a process of transformation and quantization.
  • FIG. 7 is a diagram for describing reference samples usable for intra prediction.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a single division structure when YUV4:2:0.
  • 11 is a diagram illustrating an example of two multiple partitioned structures in YCbCr4:2:0.
  • FIGS. 12 and 13 are diagrams for explaining a method of encoding/decoding a residual signal according to the present invention.
  • FIGS. 14 and 15 are diagrams illustrating an example of a first transform block.
  • 16 to 18 are diagrams illustrating an example of a second transform block unit.
  • 19 and 20 are diagrams illustrating an example of a second transform block.
  • 21 to 23 are diagrams for explaining conversion result zeroing.
  • 24 to 26 are diagrams for explaining encoding and decoding of second transform information.
  • 27 to 29 are diagrams for explaining a decision to perform encoding/decoding of second transform information.
  • FIG. 30 is a diagram for describing transmission and entropy encoding/decoding of an adaptive motion vector resolution index for an AMVP mode.
  • FIG. 31 is a diagram for describing transmission and entropy encoding/decoding of an adaptive motion vector resolution index for an affine mode.
  • FIG. 32 is a diagram for explaining transmission and entropy encoding/decoding of a resolution set for an AMVP mode.
  • 33 is a diagram for explaining transmission and entropy encoding/decoding of a resolution set in an affine mode.
  • 34 is a flowchart illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • 35 is a flowchart illustrating an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
  • a group code is used, and duplicate explanations for the same components are omitted.
  • an image may mean one picture constituting a video, and may represent a video itself.
  • encoding and/or decoding of an image may mean “encoding and/or decoding of a video” and “encoding and/or decoding of one of the images constituting a video” May be.
  • the target image may be an encoding target image that is an encoding target and/or a decoding target image that is a decoding target.
  • the target image may be an input image input through an encoding device or an input image input through a decoding device.
  • the target image may have the same meaning as the current image.
  • image image
  • picture picture
  • the target block may be an encoding target block that is an object of encoding and/or a decoding object block that is an object of decoding.
  • the target block may be a current block that is a target of current encoding and/or decoding.
  • target block and current block may have the same meaning, and may be used interchangeably.
  • block and “unit” may be used with the same meaning, and may be used interchangeably. Or “block” may represent a specific unit.
  • region and “segment” may be used interchangeably.
  • the specific signal may be a signal indicating a specific block.
  • the original signal may be a signal representing a target block.
  • the prediction signal may be a signal representing a prediction block.
  • the residual signal may be a signal indicating a residual block.
  • each of the specified information, data, flag, index and element, attribute, and the like may have a value.
  • a value "0" of information, data, flags, indexes, elements, attributes, etc. may represent a logical false or a first predefined value. That is to say, the value "0", false, logical false, and the first predefined value may be replaced with each other and used.
  • a value "1" of information, data, flags, indexes, elements, attributes, etc. may represent a logical true or a second predefined value. That is to say, the value "1", true, logical true and the second predefined value may be used interchangeably.
  • i When a variable such as i or j is used to indicate a row, column, or index, the value of i may be an integer greater than or equal to 0, or may be an integer greater than or equal to 1. That is to say, in embodiments, rows, columns, and indexes may be counted from 0, and may be counted from 1.
  • Encoder refers to a device that performs encoding. That is, it may mean an encoding device.
  • Decoder refers to a device that performs decoding. That is, it may mean a decoding device.
  • MxN array of samples M and N may mean positive integer values, and a block may often mean a two-dimensional array of samples.
  • a block can mean a unit.
  • the current block may mean an encoding object block, which is an object of encoding during encoding, and a decoding object block, which is an object of decoding when decoding. Also, the current block may be at least one of a coding block, a prediction block, a residual block, and a transform block.
  • Sample A basic unit that composes a block. It can be expressed as a value from 0 to 2 Bd -1 according to the bit depth (B d ).
  • B d bit depth
  • a sample may be used in the same sense as a pixel or pixel. That is, samples, pixels, and pixels may have the same meaning.
  • Unit It may mean a unit of image encoding and decoding.
  • a unit may be a region obtained by dividing one image. Further, a unit may mean a divided unit when one image is divided into subdivided units and encoded or decoded. That is, one image may be divided into a plurality of units.
  • a predefined process may be performed for each unit.
  • One unit may be further divided into sub-units having a smaller size than the unit.
  • the units are Block, Macroblock, Coding Tree Unit, Coding Tree Block, Coding Unit, Coding Block, and Prediction.
  • a unit may mean including a luminance component block, a chrominance component block corresponding thereto, and a syntax element for each block in order to distinguish it from a block.
  • the unit may have various sizes and shapes, and in particular, the shape of the unit may include not only a square, but also a geometric figure that can be expressed in two dimensions, such as a rectangle, a trapezoid, a triangle, and a pentagon.
  • the unit information may include at least one of a type of a unit indicating a coding unit, a prediction unit, a residual unit, a transform unit, and the like, a size of a unit, a depth of a unit, and an order of encoding and decoding units.
  • Coding Tree Unit It is composed of two color difference component (Cb, Cr) coded tree blocks related to one luminance component (Y) coded tree block. In addition, it may mean including the blocks and a syntax element for each block.
  • Each coding tree unit uses one or more partitioning methods, such as a quad tree, a binary tree, and a ternary tree, to construct subunits such as coding units, prediction units, and transform units. Can be divided. Like division of an input image, it may be used as a term to refer to a sample block that becomes a processing unit in an image decoding/encoding process.
  • the quad tree may mean a quadrilateral tree.
  • the predetermined range may be defined as at least one of a maximum size and a minimum size of a coding block that can be divided only by a quadtree.
  • Information indicating the maximum/minimum size of a coding block in which quadtree-type division is allowed can be signaled through a bitstream, and the information is in at least one unit of a sequence, a picture parameter, a tile group, or a slice (segment). Can be signaled.
  • the maximum/minimum size of the coding block may be a fixed size preset in the encoder/decoder.
  • the size of the coding block when the size of the coding block corresponds to 256x256 to 64x64, it may be split only into a quadtree.
  • the size of the coding block when the size of the coding block is larger than the size of the maximum transform block, it may be divided only into a quadtree.
  • the divided block may be at least one of a coding block or a transform block.
  • the information indicating splitting of the coding block (eg, split_flag) may be a flag indicating whether to split the quadtree.
  • split_flag When the size of the coded block falls within a predetermined range, it may be divided into a binary tree or a three-division tree. In this case, the above description of the quad tree can be applied equally to a binary tree or a three-division tree.
  • Coding Tree Block It can be used as a term for referring to any one of a Y-coded tree block, a Cb-coded tree block, and a Cr-coded tree block.
  • Neighbor block May mean a block adjacent to the current block.
  • a block adjacent to the current block may refer to a block facing the current block or a block located within a predetermined distance from the current block.
  • the neighboring block may mean a block adjacent to the vertex of the current block.
  • the block adjacent to the vertex of the current block may be a block vertically adjacent to a neighboring block horizontally adjacent to the current block or a block horizontally adjacent to a neighboring block vertically adjacent to the current block.
  • the neighboring block may mean a restored neighboring block.
  • Reconstructed Neighbor Block This may mean a neighboring block that has already been encoded or decoded in a spatial/temporal manner around the current block.
  • the restored neighboring block may mean a restored neighboring unit.
  • the reconstructed spatial neighboring block may be a block in the current picture and already reconstructed through encoding and/or decoding.
  • the reconstructed temporal neighboring block may be a reconstructed block or a neighboring block at a position corresponding to the current block of the current picture in the reference image.
  • Unit Depth It may mean the degree to which a unit is divided.
  • the root node in the tree structure may correspond to the first undivided unit.
  • the highest node may be referred to as a root node.
  • the highest node may have a minimum depth value.
  • the uppermost node may have a depth of level 0.
  • a node having a depth of level 1 may represent a unit generated as the first unit is divided once.
  • a node with a depth of level 2 may represent a unit created as the first unit is divided twice.
  • a node having a depth of level n may represent a unit generated when the first unit is divided n times.
  • the leaf node may be the lowest node, and may be a node that cannot be further divided.
  • the depth of the leaf node may be at the maximum level.
  • a predefined value of the maximum level may be 3. It can be said that the root node has the shallowest depth, and the leaf node has the deepest depth.
  • the level at which the unit exists may mean the unit depth.
  • Bitstream May mean a sequence of bits including coded image information.
  • Parameter Set Corresponds to header information among structures in the bitstream. At least one of a video parameter set, a sequence parameter set, a picture parameter set, and an adaptation parameter set may be included in the parameter set. Also, the parameter set may include a tile group header, a slice header, and tile header information. In addition, the tile group may mean a group including several tiles, and may have the same meaning as a slice.
  • the adaptation parameter set may refer to a parameter set that can be shared by referring to different pictures, subpictures, slices, tile groups, tiles, or bricks.
  • information in the adaptation parameter set may be used in subpictures, slices, tile groups, tiles, or bricks within a picture by referring to different adaptation parameter sets.
  • adaptation parameter set may refer to different adaptation parameter sets by using identifiers of different adaptation parameter sets in subpictures, slices, tile groups, tiles, or bricks within a picture.
  • the adaptation parameter set may refer to different adaptation parameter sets by using identifiers of different adaptation parameter sets in a slice, a tile group, a tile, or a brick within a subpicture.
  • adaptation parameter sets may refer to different adaptation parameter sets by using identifiers of different adaptation parameter sets in tiles or bricks within a slice.
  • adaptation parameter sets may refer to different adaptation parameter sets by using identifiers of different adaptation parameter sets in bricks within the tile.
  • an adaptation parameter set corresponding to the adaptation parameter set identifier may be used in the subpicture.
  • an adaptation parameter set corresponding to the adaptation parameter set identifier may be used in the tile.
  • an adaptation parameter set corresponding to the adaptation parameter set identifier may be used in the brick.
  • the picture may be divided into one or more tile rows and one or more tile columns.
  • the subpicture may be divided into one or more tile rows and one or more tile columns within the picture.
  • the subpicture is an area having a rectangular/square shape within a picture, and may include one or more CTUs.
  • at least one tile/brick/slice may be included in one subpicture.
  • the tile is an area having a rectangular/square shape within a picture, and may include one or more CTUs. Also, a tile can be divided into one or more bricks.
  • the brick may mean one or more CTU rows in the tile.
  • a tile can be divided into one or more bricks, and each brick can have at least one or more CTU rows. Tiles that are not divided into two or more can also mean bricks.
  • the slice may include one or more tiles in a picture, and may include one or more bricks in the tile.
  • Parsing It may mean determining a value of a syntax element by entropy decoding a bitstream, or it may mean entropy decoding itself.
  • Symbol It may mean at least one of a syntax element of an encoding/decoding target unit, a coding parameter, and a value of a transform coefficient. Also, the symbol may mean an object of entropy encoding or a result of entropy decoding.
  • Prediction Mode This may be information indicating a mode encoded/decoded by intra prediction or a mode encoded/decoded by inter prediction.
  • Prediction Unit It may mean a basic unit when prediction is performed, such as inter prediction, intra prediction, inter-screen compensation, intra-screen compensation, and motion compensation.
  • One prediction unit may be divided into a plurality of partitions having a smaller size or a plurality of sub prediction units.
  • the plurality of partitions may also be basic units in performing prediction or compensation.
  • a partition generated by division of a prediction unit may also be a prediction unit.
  • Prediction Unit Partition This may mean a form in which a prediction unit is divided.
  • Reference Picture List This may mean a list including one or more reference pictures used for inter prediction or motion compensation.
  • the types of the reference image list may include LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3), and more than one reference image for inter prediction. Lists can be used.
  • Inter prediction indicator may mean an inter prediction direction (unidirectional prediction, bidirectional prediction, etc.) of the current block. Alternatively, it may mean the number of reference pictures used when generating a prediction block of the current block. Alternatively, it may mean the number of prediction blocks used when inter prediction or motion compensation is performed on the current block.
  • Prediction list utilization flag Indicates whether a prediction block is generated using at least one reference image in a specific reference image list.
  • An inter prediction indicator can be derived using the prediction list utilization flag, and conversely, the prediction list utilization flag can be derived by using the inter prediction indicator. For example, when the prediction list utilization flag indicates a first value of 0, it may indicate that a prediction block is not generated using a reference image in the reference image list, and when a second value of 1 is indicated, the reference It may indicate that a prediction block can be generated using an image list.
  • Reference Picture Index This may mean an index indicating a specific reference picture in the reference picture list.
  • Reference Picture This may mean an image referenced by a specific block for inter-screen prediction or motion compensation.
  • the reference image may be an image including a reference block referenced by the current block for inter prediction or motion compensation.
  • reference picture and reference image may be used with the same meaning, and may be used interchangeably.
  • Motion Vector It may be a two-dimensional vector used for inter-screen prediction or motion compensation.
  • the motion vector may mean an offset between an encoding/decoding object block and a reference block.
  • (mvX, mvY) may represent a motion vector.
  • mvX may represent a horizontal component
  • mvY may represent a vertical component.
  • the search range may be a two-dimensional area in which a motion vector is searched during inter prediction.
  • the size of the search area may be MxN.
  • M and N may each be a positive integer.
  • Motion Vector Candidate When predicting a motion vector, it may mean a block to be a prediction candidate or a motion vector of the block. Also, the motion vector candidate may be included in the motion vector candidate list.
  • Motion Vector Candidate List This may mean a list constructed by using one or more motion vector candidates.
  • Motion Vector Candidate Index May mean an indicator indicating a motion vector candidate in the motion vector candidate list. It may be an index of a motion vector predictor.
  • Motion Information At least one of a motion vector, a reference image index, an inter-screen prediction indicator, as well as a prediction list utilization flag, reference image list information, reference image, motion vector candidate, motion vector candidate index, merge candidate, merge index, etc. It may mean information including one.
  • Merge Candidate List This may mean a list formed by using one or more merge candidates.
  • the merge candidate may include motion information such as an inter prediction indicator, a reference image index for each list, a motion vector, a prediction list utilization flag, and an inter prediction indicator.
  • Merge Index May mean an indicator indicating a merge candidate in the merge candidate list.
  • the merge index may indicate a block from which a merge candidate is derived from among blocks reconstructed spatially/temporally adjacent to the current block.
  • the merge index may indicate at least one of motion information of the merge candidate.
  • Transform Unit It may mean a basic unit when encoding/decoding a residual signal such as transform, inverse transform, quantization, inverse quantization, and transform coefficient encoding/decoding.
  • One transform unit may be divided into a plurality of sub-transform units having a smaller size.
  • the transform/inverse transform may include at least one of a first-order transform/inverse transform and a second-order transform/inverse transform.
  • Scaling This may mean a process of multiplying a quantized level by a factor. Transform coefficients can be generated as a result of scaling for the quantized level. Scaling can also be called dequantization.
  • Quantization Parameter In quantization, it may mean a value used when generating a quantized level using a transform coefficient. Alternatively, it may mean a value used when generating a transform coefficient by scaling a quantized level in inverse quantization.
  • the quantization parameter may be a value mapped to a quantization step size.
  • Residual quantization parameter (Delta Quantization Parameter): This may mean a difference value between the predicted quantization parameter and the quantization parameter of the encoding/decoding target unit.
  • Scan This can mean a method of arranging the order of coefficients within a unit, block, or matrix. For example, sorting a two-dimensional array into a one-dimensional array is called a scan. Alternatively, arranging a one-dimensional array into a two-dimensional array may also be referred to as a scan or an inverse scan.
  • Transform Coefficient This may mean a coefficient value generated after transformation is performed by an encoder. Alternatively, it may mean a coefficient value generated after performing at least one of entropy decoding and inverse quantization in the decoder. A quantized level obtained by applying quantization to a transform coefficient or a residual signal or a quantized transform coefficient level may also be included in the meaning of the transform coefficient.
  • Quantized Level This may mean a value generated by quantizing a transform coefficient or a residual signal in an encoder. Alternatively, it may mean a value that is the target of inverse quantization before the decoder performs inverse quantization. Similarly, a quantized transform coefficient level resulting from transform and quantization may also be included in the meaning of the quantized level.
  • Non-zero transform coefficient This may mean a transform coefficient whose size is not 0, or a transform coefficient level whose size is not 0 or a quantized level.
  • Quantization Matrix This may mean a matrix used in a quantization or inverse quantization process in order to improve subjective or objective quality of an image.
  • the quantization matrix may also be called a scaling list.
  • Quantization Matrix Coefficient May mean each element in a quantization matrix.
  • the quantization matrix coefficient may also be referred to as a matrix coefficient.
  • Default matrix This may mean a predetermined quantization matrix defined in advance in an encoder and a decoder.
  • Non-default Matrix This may mean a quantization matrix that is not predefined by an encoder and a decoder and is signaled by a user.
  • the statistical value of at least one of the variables, encoding parameters, constants, etc. that has specific operable values is the average value, sum value, weighted average value, weighted sum value, minimum value, maximum value, mode value, median value of the specific values. And at least one of interpolation values.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the encoding device 100 may be an encoder, a video encoding device, or an image encoding device.
  • a video may include one or more images.
  • the encoding apparatus 100 may sequentially encode one or more images.
  • the encoding apparatus 100 includes a motion prediction unit 111, a motion compensation unit 112, an intra prediction unit 120, a switch 115, a subtractor 125, a transform unit 130, and a quantization unit.
  • a unit 140, an entropy encoder 150, an inverse quantization unit 160, an inverse transform unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference picture buffer 190 may be included.
  • the encoding apparatus 100 may encode an input image in an intra mode and/or an inter mode. Also, the encoding apparatus 100 may generate a bitstream including information encoded by encoding an input image, and may output the generated bitstream. The generated bitstream may be stored in a computer-readable recording medium or streamed through a wired/wireless transmission medium.
  • the switch 115 When the intra mode is used as the prediction mode, the switch 115 may be switched to intra, and when the inter mode is used as the prediction mode, the switch 115 may be switched to inter.
  • the intra mode may refer to an intra prediction mode
  • the inter mode may refer to an inter prediction mode.
  • the encoding apparatus 100 may generate a prediction block for an input block of an input image.
  • the encoding apparatus 100 may encode the residual block by using a residual between the input block and the prediction block.
  • the input image may be referred to as a current image that is a current encoding target.
  • the input block may be referred to as a current block or a current block to be encoded.
  • the intra prediction unit 120 may use a sample of a block already encoded/decoded around the current block as a reference sample.
  • the intra prediction unit 120 may perform spatial prediction for the current block using the reference sample, and may generate prediction samples for the input block through spatial prediction.
  • intra prediction may mean intra prediction.
  • the motion prediction unit 111 may search for an area that best matches the input block from the reference image in the motion prediction process, and may derive a motion vector using the searched area. .
  • a search area may be used as the area.
  • the reference image may be stored in the reference picture buffer 190.
  • it when encoding/decoding of the reference image is processed, it may be stored in the reference picture buffer 190.
  • the motion compensation unit 112 may generate a prediction block for the current block by performing motion compensation using a motion vector.
  • inter prediction may mean inter prediction or motion compensation.
  • the motion prediction unit 111 and the motion compensation unit 112 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a partial region of a reference image.
  • the motion prediction and motion compensation method of the prediction unit included in the corresponding coding unit based on the coding unit is a skip mode, merge mode, and improved motion vector prediction ( It is possible to determine whether the method is an Advanced Motion Vector Prediction (AMVP) mode or a current picture reference mode, and to perform inter prediction or motion compensation according to each mode.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the subtractor 125 may generate a residual block by using a difference between the input block and the prediction block.
  • the residual block may be referred to as a residual signal.
  • the residual signal may mean a difference between the original signal and the predicted signal.
  • the residual signal may be a signal generated by transforming, quantizing, or transforming and quantizing a difference between the original signal and the predicted signal.
  • the residual block may be a residual signal in units of blocks.
  • the transform unit 130 may transform the residual block to generate a transform coefficient, and may output the generated transform coefficient.
  • the transform coefficient may be a coefficient value generated by performing transform on the residual block.
  • the transform unit 130 may omit the transform of the residual block.
  • a quantized level may be generated by applying quantization to a transform coefficient or a residual signal.
  • the quantized level may also be referred to as a transform coefficient.
  • the quantization unit 140 may generate a quantized level by quantizing a transform coefficient or a residual signal according to a quantization parameter, and may output the generated quantized level. In this case, the quantization unit 140 may quantize the transform coefficient using a quantization matrix.
  • the entropy encoding unit 150 may generate a bitstream by performing entropy encoding according to a probability distribution on values calculated by the quantization unit 140 or values of a coding parameter calculated during an encoding process. Yes, and can output a bitstream.
  • the entropy encoder 150 may perform entropy encoding on information about a sample of an image and information for decoding an image. For example, information for decoding an image may include a syntax element or the like.
  • the entropy encoding unit 150 may use an encoding method such as exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) for entropy encoding.
  • CAVLC Context-Adaptive Variable Length Coding
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding using a variable length encoding (VLC) table.
  • VLC variable length encoding
  • the entropy encoding unit 150 derives the binarization method of the target symbol and the probability model of the target symbol/bin, and then the derived binarization method, probability model, and context model. Arithmetic coding can also be performed using.
  • the entropy encoder 150 may change a two-dimensional block form coefficient into a one-dimensional vector form through a transform coefficient scanning method in order to encode a transform coefficient level (quantized level).
  • the coding parameter may include information (flags, indexes, etc.) encoded by the encoder and signaled by the decoder, such as syntax elements, as well as information derived during the encoding process or the decoding process, and the image is to be encoded or decoded. It can mean the information you need at the time.
  • signaling a flag or index may mean that the encoder entropy encodes the flag or index and includes the corresponding flag or index in the bitstream. It may mean entropy decoding.
  • the encoded current image may be used as a reference image for another image to be processed later. Accordingly, the encoding apparatus 100 may reconstruct or decode the encoded current image again, and store the reconstructed or decoded image as a reference image in the reference picture buffer 190.
  • the quantized level may be dequantized by the inverse quantization unit 160. It may be inverse transformed by the inverse transform unit 170.
  • the inverse quantized and/or inverse transformed coefficient may be summed with the prediction block through the adder 175, and a reconstructed block may be generated by adding the inverse quantized and/or inverse transformed coefficient and the prediction block.
  • the inverse quantized and/or inverse transformed coefficient means a coefficient in which at least one of inverse quantization and inverse transform is performed, and may mean a reconstructed residual block.
  • the restoration block may pass through the filter unit 180.
  • the filter unit 180 restores at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), an adaptive loop filter (ALF), etc. to a reconstructed sample, a reconstructed block, or a reconstructed image. Can be applied to.
  • the filter unit 180 may also be referred to as an in-loop filter.
  • the deblocking filter may remove block distortion occurring at the boundary between blocks.
  • it may be determined whether to apply the deblocking filter to the current block based on samples included in several columns or rows included in the block.
  • different filters can be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • An appropriate offset value may be added to a sample value to compensate for an encoding error using a sample adaptive offset.
  • the sample adaptive offset may correct an offset from the original image in units of samples for the deblocking image. After dividing the samples included in the image into a certain number of areas, a method of determining an area to perform offset and applying an offset to the corresponding area, or a method of applying an offset in consideration of edge information of each sample may be used.
  • the adaptive in-loop filter may perform filtering based on a value obtained by comparing the reconstructed image and the original image. After dividing the samples included in the image into predetermined groups, a filter to be applied to the group may be determined, and filtering may be performed differentially for each group. Information related to whether to apply the adaptive intra-loop filter may be signaled for each coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of the adaptive intra-loop filter to be applied may vary according to each block.
  • CU coding unit
  • the reconstructed block or reconstructed image that has passed through the filter unit 180 may be stored in the reference picture buffer 190.
  • the reconstructed block that has passed through the filter unit 180 may be a part of the reference image.
  • the reference image may be a reconstructed image composed of reconstructed blocks that have passed through the filter unit 180.
  • the stored reference image can then be used for inter-screen prediction or motion compensation.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration according to an embodiment of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the decoding device 200 may be a decoder, a video decoding device, or an image decoding device.
  • the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an intra prediction unit 240, a motion compensation unit 250, and an adder 255.
  • a filter unit 260 and a reference picture buffer 270 may be included.
  • the decoding apparatus 200 may receive a bitstream output from the encoding apparatus 100.
  • the decoding apparatus 200 may receive a bitstream stored in a computer-readable recording medium or a bitstream streamed through a wired/wireless transmission medium.
  • the decoding apparatus 200 may perform decoding on a bitstream in an intra mode or an inter mode. Also, the decoding apparatus 200 may generate a reconstructed image or a decoded image through decoding, and may output a reconstructed image or a decoded image.
  • the switch When the prediction mode used for decoding is an intra mode, the switch may be switched to intra.
  • the prediction mode used for decoding is the inter mode, the switch may be switched to inter.
  • the decoding apparatus 200 may obtain a reconstructed residual block by decoding the input bitstream, and may generate a prediction block. When the reconstructed residual block and the prediction block are obtained, the decoding apparatus 200 may generate a reconstructed block to be decoded by adding the reconstructed residual block and the prediction block.
  • the block to be decoded may be referred to as a current block.
  • the entropy decoding unit 210 may generate symbols by performing entropy decoding according to a probability distribution for a bitstream.
  • the generated symbols may include quantized level symbols.
  • the entropy decoding method may be a reverse process of the entropy encoding method described above.
  • the entropy decoder 210 may change a one-dimensional vector form coefficient into a two-dimensional block form through a transform coefficient scanning method in order to decode a transform coefficient level (quantized level).
  • the quantized level may be inverse quantized by the inverse quantization unit 220 and may be inversely transformed by the inverse transform unit 230.
  • the quantized level is a result of performing inverse quantization and/or inverse transformation, and may be generated as a reconstructed residual block.
  • the inverse quantization unit 220 may apply a quantization matrix to the quantized level.
  • the intra prediction unit 240 may generate a prediction block by performing spatial prediction using a sample value of an already decoded block adjacent to the decoding target block on the current block.
  • the motion compensation unit 250 may generate a prediction block by performing motion compensation on the current block using a motion vector and a reference image stored in the reference picture buffer 270.
  • the motion compensation unit 250 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a partial region of a reference image.
  • the adder 255 may generate a reconstructed block by adding the reconstructed residual block and the prediction block.
  • the filter unit 260 may apply at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset, and an adaptive intra-loop filter to the reconstructed block or reconstructed image.
  • the filter unit 260 may output a reconstructed image.
  • the reconstructed block or reconstructed image may be stored in the reference picture buffer 270 and used for inter prediction.
  • the reconstructed block that has passed through the filter unit 260 may be a part of the reference image.
  • the reference image may be a reconstructed image composed of reconstructed blocks that have passed through the filter unit 260.
  • the stored reference image can then be used for inter-screen prediction or motion compensation.
  • 3 is a diagram schematically illustrating a split structure of an image when encoding and decoding an image. 3 schematically shows an embodiment in which one unit is divided into a plurality of sub-units.
  • a coding unit may be used in encoding and decoding.
  • An encoding unit may be used as a basic unit of image encoding/decoding.
  • an encoding unit may be used as a unit into which an intra prediction mode and an inter prediction mode are classified.
  • the coding unit may be a basic unit used for a process of prediction, transform, quantization, inverse transform, inverse quantization, or encoding/decoding of transform coefficients.
  • an image 300 is sequentially segmented in units of a largest coding unit (LCU), and a segmentation structure is determined in units of an LCU.
  • the LCU may be used in the same meaning as a coding tree unit (CTU).
  • the division of a unit may mean division of a block corresponding to a unit.
  • the block division information may include information on the depth of the unit.
  • the depth information may indicate the number and/or degree of division of the unit.
  • One unit may be hierarchically divided into a plurality of sub-units with depth information based on a tree structure. In other words, a unit and a sub-unit generated by the division of the unit may correspond to a node and a child node of the node, respectively.
  • Each divided sub-unit may have depth information.
  • the depth information may be information indicating the size of the CU, and may be stored for each CU. Since the unit depth indicates the number and/or degree of division of the unit, the division information of the sub-unit may include information on the size of the sub-unit.
  • the split structure may refer to a distribution of a coding unit (CU) within the CTU 310. This distribution may be determined according to whether or not to divide one CU into a plurality (a positive integer of 2 or more including 2, 4, 8, 16, etc.).
  • the horizontal and vertical dimensions of the CU generated by the division are either half the horizontal size and half the vertical size of the CU before division, or a size smaller than the horizontal size and the vertical size of the CU before division, depending on the number of divisions. Can have.
  • the CU can be recursively divided into a plurality of CUs.
  • the partitioning of the CU can be recursively performed up to a predefined depth or a predefined size.
  • the depth of the CTU may be 0, and the depth of the Smallest Coding Unit (SCU) may be a predefined maximum depth.
  • the CTU may be a coding unit having the largest coding unit size as described above, and the SCU may be a coding unit having the smallest coding unit size.
  • the division starts from the CTU 310, and the depth of the CU increases by one whenever the horizontal size and/or the vertical size of the CU is reduced by the division. For example, for each depth, a CU that is not divided may have a size of 2Nx2N. In addition, in the case of a divided CU, a CU having a size of 2Nx2N may be divided into four CUs having a size of NxN. The size of N can be halved for each increase in depth by 1.
  • information on whether the CU is divided may be expressed through partition information of the CU.
  • the division information may be 1-bit information. All CUs except the SCU may include partition information. For example, if the value of the split information is a first value, the CU may not be split, and if the value of the split information is a second value, the CU can be split.
  • a CTU having a depth of 0 may be a 64x64 block. 0 can be the minimum depth.
  • An SCU of depth 3 may be an 8x8 block. 3 can be the maximum depth.
  • CUs of 32x32 blocks and 16x16 blocks may be represented by depth 1 and depth 2, respectively.
  • the horizontal and vertical sizes of the four split coding units may each have a size of half compared to the horizontal and vertical sizes of the coding units before being split. have.
  • each of the divided four coding units may have a size of 16x16.
  • quad-tree quad-tree partition
  • the horizontal or vertical size of the two split coding units may have a size of half compared to the horizontal or vertical size of the coding unit before being split.
  • each of the two split coding units may have a size of 16x32.
  • each of the two split coding units may have a size of 8x16.
  • one coding unit when one coding unit is split into three coding units, it may be split into three coding units by dividing the horizontal or vertical size of the coding unit before splitting in a ratio of 1:2:1.
  • the three split coding units when a coding unit having a size of 16x32 is horizontally split into three coding units, the three split coding units may have sizes of 16x8, 16x16, and 16x8, respectively, from the top.
  • the split three coding units may have sizes of 8x32, 16x32, and 8x32 from the left, respectively.
  • the coding unit when one coding unit is divided into three coding units, it can be said that the coding unit is divided into a ternary-tree (ternary-tree partition).
  • the CTU 320 of FIG. 3 is an example of a CTU to which quadtree division, binary tree division, and three-division tree division are all applied.
  • quadtree division may be preferentially applied to the CTU.
  • An encoding unit that can no longer be divided into a quadtree may correspond to a leaf node of a quadtree.
  • the coding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be a root node of a binary tree and/or a three-division tree. That is, the coding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be divided into a binary tree, divided into a three-divided tree, or may not be further divided.
  • the coding unit corresponding to the leaf node of the quadtree is divided into a binary tree or generated by dividing a three-divided tree so that quadtree division is not performed again, so that block division and/or signaling of division information is performed. It can be done effectively.
  • the division of the coding unit corresponding to each node of the quadtree may be signaled using quad division information.
  • Quad splitting information having a first value (eg, '1') may indicate that the corresponding coding unit is quadtree split.
  • Quad segmentation information having a second value (eg, '0') may indicate that the corresponding coding unit is not quadtree segmented.
  • the quad division information may be a flag having a predetermined length (eg, 1 bit).
  • Priority may not exist between the binary tree division and the three-division tree division. That is, the coding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be divided into a binary tree or divided into a three-part tree. In addition, the coding unit generated by the binary tree division or the three-division tree division may be again divided into the binary tree or the three-division tree, or may not be further divided.
  • Partitioning when there is no priority between binary tree partitioning and three-partition tree partitioning can be referred to as a multi-type tree partition. That is, the coding unit corresponding to the leaf node of the quad tree may be the root node of the multi-type tree.
  • the division of the coding unit corresponding to each node of the complex type tree may be signaled using at least one of information about whether to divide the complex type tree, information about a division direction, and information about a division tree. In order to divide a coding unit corresponding to each node of the composite tree, information about whether to be divided, information about a division direction, and information about a division tree may be sequentially signaled.
  • the information on whether to split the composite type tree having the first value may indicate that the corresponding coding unit is split the composite type tree.
  • the information on whether to split the composite type tree having the second value may indicate that the corresponding coding unit is not split the composite type tree.
  • the coding unit may further include split direction information.
  • the division direction information may indicate the division direction of the complex type tree division.
  • Split direction information having a first value (eg, '1') may indicate that the corresponding encoding unit is split in the vertical direction.
  • the division direction information having the second value (eg, '0') may indicate that the corresponding encoding unit is divided in the horizontal direction.
  • the coding unit may further include split tree information.
  • the split tree information can indicate a tree used for splitting a composite tree.
  • Split tree information having a first value eg, '1'
  • Split tree information having a second value eg, '0'
  • Split tree information having a third value eg, '0'
  • the information on whether to be divided, information on the division tree, and information on the division direction may be flags each having a predetermined length (eg, 1 bit).
  • At least one of quad split information, information on whether to split the composite tree, split direction information, and split tree information may be entropy encoded/decoded.
  • information on a neighboring encoding unit adjacent to the current encoding unit may be used.
  • the split form (whether or not, the split tree and/or the split direction) of the left coding unit and/or the upper coding unit is likely to be similar to the split form of the current coding unit. Accordingly, it is possible to derive context information for entropy encoding/decoding of information of the current encoding unit based on information of the neighboring encoding unit.
  • the information on the neighboring coding unit may include at least one of quad split information of the corresponding coding unit, information on whether to split a complex type tree, information on a split direction, and information on a split tree.
  • the binary tree division may be performed preferentially. That is, the binary tree division is applied first, and the coding unit corresponding to the leaf node of the binary tree may be set as the root node of the three-division tree. In this case, quadtree splitting and binary tree splitting may not be performed for the coding unit corresponding to the node of the three-division tree.
  • a coding unit that is no longer split by quadtree splitting, binary tree splitting, and/or three-divided tree splitting may be a unit of coding, prediction, and/or transformation. That is, the coding unit may no longer be split for prediction and/or transformation. Therefore, a split structure for splitting the coding unit into a prediction unit and/or a transform unit, split information, etc. may not exist in the bitstream.
  • the corresponding coding unit may be recursively split until the size of the coding unit becomes equal to or smaller than the size of the largest transform block.
  • the coding unit may be divided into four 32x32 blocks for transformation.
  • the coding unit may be divided into two 32x32 blocks for transformation.
  • whether or not to split the coding unit for transformation is not separately signaled, and may be determined by comparing the width or height of the coding unit and the width or height of the largest transform block. For example, when the width of the coding unit is larger than the width of the largest transform block, the coding unit may be vertically divided into two. In addition, when the length of the coding unit is greater than the length of the maximum transform block, the coding unit may be horizontally divided into two.
  • Information about the maximum and/or minimum size of the coding unit, and information about the maximum and/or minimum size of the transform block may be signaled or determined at a higher level of the coding unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a tile level, a tile group level, a slice level, and the like.
  • the minimum size of the coding unit may be determined to be 4x4.
  • the maximum size of the transform block may be determined to be 64x64.
  • the minimum size of the transform block may be determined to be 4x4.
  • Information on the minimum size (minimum quadtree size) of the coding unit corresponding to the leaf node of the quadtree and/or the maximum depth from the root node to the leaf node of the complex tree (maximum depth of the complex tree) is encoded. It can be signaled or determined at a higher level of the unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, a tile group level, and a tile level.
  • the information on the minimum quadtree size and/or the maximum depth of the composite tree may be signaled or determined for each of an intra-screen slice and an inter-screen slice.
  • Difference information about the size of the CTU and the maximum size of the transform block may be signaled or determined at a higher level of the coding unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, a tile group level, and a tile level.
  • Information on the maximum size (the maximum size of the binary tree) of the coding unit corresponding to each node of the binary tree may be determined based on the size of the coding tree unit and the difference information.
  • the maximum size of the coding unit corresponding to each node of the three-division tree (the maximum size of the three-division tree) may have a different value according to the type of the slice.
  • the maximum size of a three-segment tree may be 32x32.
  • the maximum size of the three-division tree may be 128x128.
  • the minimum size of the coding unit corresponding to each node of the binary tree (the minimum size of the binary tree) and/or the minimum size of the coding unit corresponding to each node of the three-division tree (the minimum size of the three-division tree) is the minimum size of the coding block. Can be set to size.
  • the maximum size of the binary tree and/or the maximum size of the three-division tree may be signaled or determined at the slice level.
  • the minimum size of the binary tree and/or the minimum size of the three-divided tree may be signaled or determined at the slice level.
  • quad split information information on whether to split a composite tree, split tree information, and/or split direction information may or may not exist in the bitstream.
  • the coding unit does not include quad split information, and the quad split information may be inferred as a second value.
  • the size (horizontal and vertical) of the coding unit corresponding to the node of the composite tree is larger than the maximum size of the binary tree (horizontal and vertical) and/or the maximum size of the three-segment tree (horizontal and vertical), the coding unit
  • the binary tree may not be divided and/or the three divided tree may not be divided. Accordingly, information on whether to split the composite tree is not signaled and can be inferred as the second value.
  • the size (horizontal and vertical) of the coding unit corresponding to the node of the complex tree is the same as the minimum size of the binary tree (horizontal and vertical), or the size of the coding unit (horizontal and vertical) is the minimum size of the three-segment tree (horizontal).
  • the coding unit may not be divided into a binary tree and/or a three-divided tree. Accordingly, information on whether to split the composite tree is not signaled and can be inferred as the second value. This is because when the coding unit is divided into a binary tree and/or a three-division tree, a coding unit smaller than the minimum size of the binary tree and/or the minimum size of the three-division tree is generated.
  • the binary tree division or the three-division tree division may be limited based on the size of the virtual pipeline data unit (hereinafter, the size of the pipeline buffer). For example, when an encoding unit is divided into sub-coding units that are not suitable for the pipeline buffer size by binary tree division or 3-division tree division, the corresponding binary tree division or 3-division tree division may be limited.
  • the pipeline buffer size may be the size of the maximum transform block (eg, 64X64). For example, when the pipeline buffer size is 64X64, the partition below may be limited.
  • N and/or M is 128) coding units
  • the coding unit may not be divided into a binary tree and/or a three-divided tree. Accordingly, information on whether to split the composite tree is not signaled and can be inferred as the second value.
  • the complex type It is possible to signal whether the tree is divided. Otherwise, the coding unit may not be divided into a binary tree and/or a three-divided tree. Accordingly, information on whether to split the composite tree is not signaled and can be inferred as the second value.
  • the above Split direction information can be signaled. Otherwise, the division direction information is not signaled and may be deduced as a value indicating a direction in which division is possible.
  • the above Split tree information can be signaled. Otherwise, the split tree information is not signaled and may be inferred as a value indicating a splittable tree.
  • FIG. 4 is a diagram for describing an embodiment of an intra prediction process.
  • Arrows from the center to the outside of FIG. 4 may indicate prediction directions of intra prediction modes.
  • Intra-picture encoding and/or decoding may be performed using reference samples of neighboring blocks of the current block.
  • the neighboring block may be a restored neighboring block.
  • intra-picture encoding and/or decoding may be performed using a value of a reference sample or an encoding parameter included in the reconstructed neighboring block.
  • the prediction block may mean a block generated as a result of performing intra prediction.
  • the prediction block may correspond to at least one of CU, PU, and TU.
  • the unit of the prediction block may be the size of at least one of CU, PU, and TU.
  • the prediction block may be a square-shaped block having a size of 2x2, 4x4, 16x16, 32x32, or 64x64, or a rectangular block having a size of 2x8, 4x8, 2x16, 4x16, and 8x16.
  • the intra prediction may be performed according to the intra prediction mode for the current block.
  • the number of intra prediction modes that the current block can have may be a predefined fixed value, and may be differently determined according to the property of the prediction block.
  • the properties of the prediction block may include the size of the prediction block and the shape of the prediction block.
  • the number of prediction modes in the screen may be fixed to N regardless of the size of the block.
  • the number of prediction modes in the screen may be 3, 5, 9, 17, 34, 35, 36, 65, or 67.
  • the number of prediction modes in the screen may be different according to the size of the block and/or the type of color component.
  • the number of prediction modes in the screen may differ depending on whether a color component is a luma signal or a chroma signal. For example, as the size of the block increases, the number of prediction modes in the screen may increase.
  • the number of intra prediction modes of the luminance component block may be greater than the number of intra prediction modes of the color difference component block.
  • the intra prediction mode may be a non-directional mode or a directional mode.
  • the non-directional mode may be a DC mode or a planar mode
  • the angular mode may be a prediction mode having a specific direction or angle.
  • the intra prediction mode may be expressed by at least one of a mode number, a mode value, a mode number, a mode angle, and a mode direction.
  • the number of intra prediction modes may be one or more M including the non-directional and directional modes. Whether samples included in neighboring blocks reconstructed for intra prediction of the current block are available as reference samples of the current block The step of checking may be performed.
  • a sample value of a sample that cannot be used as a reference sample by using a value obtained by copying and/or interpolating at least one sample value among samples included in the reconstructed neighboring block After replacing with, it can be used as a reference sample of the current block.
  • FIG. 7 is a diagram for describing reference samples usable for intra prediction.
  • reference sample lines 0 to 3 For intra prediction of a current block, at least one of reference sample lines 0 to 3 may be used.
  • samples of segment A and segment F may be padded with nearest samples of segment B and segment E, respectively, instead of being taken from a reconstructed neighboring block.
  • Index information indicating a reference sample line to be used for intra prediction of the current block may be signaled.
  • reference sample line indicators 0, 1, and 2 may be signaled as index information indicating reference sample lines 0, 1, and 2.
  • the index information may not be signaled.
  • filtering on a prediction block to be described later may not be performed.
  • a filter may be applied to at least one of a reference sample or a prediction sample based on at least one of an intra prediction mode and a size of a current block.
  • the weighted sum of the upper and left reference samples of the current sample and the upper right and lower left reference samples of the current block is used according to the position of the prediction target sample in the prediction block.
  • a sample value of a sample to be predicted can be generated.
  • an average value of upper and left reference samples of the current block may be used.
  • a prediction block may be generated using reference samples at the top, left, top right, and/or bottom left of the current block. Real-level interpolation can also be performed to generate predicted sample values.
  • a prediction block for the current block of the second color component may be generated based on the corresponding reconstructed block of the first color component.
  • the first color component may be a luminance component
  • the second color component may be a color difference component.
  • a parameter of a linear model between the first color component and the second color component may be derived based on a template.
  • the template may include upper and/or left peripheral samples of the current block and upper and/or left peripheral samples of the reconstructed block of the first color component corresponding thereto.
  • the parameter of the linear model is a sample value of a first color component having a maximum value among samples in the template, a sample value of a second color component corresponding thereto, and a sample value of a first color component having a minimum value among samples in the template. And the sample value of the second color component corresponding thereto.
  • a prediction block for the current block may be generated by applying the corresponding reconstructed block to the linear model.
  • sub-sampling may be performed on neighboring samples of the reconstructed block of the first color component and the corresponding reconstructed block.
  • one corresponding sample may be calculated by sub-sampling the four samples of the first color component.
  • parameter derivation of the linear model and intra-screen prediction between color components may be performed based on sub-sampled corresponding samples. Whether intra prediction between color components is performed and/or a range of a template may be signaled as an intra prediction mode.
  • the current block may be divided into two or four sub-blocks in a horizontal or vertical direction.
  • the divided sub-blocks may be sequentially restored. That is, the sub-prediction block may be generated by performing intra prediction on the sub-block.
  • inverse quantization and/or inverse transformation may be performed on the sub-block to generate a sub residual block.
  • a reconstructed sub block may be generated by adding the sub prediction block to the sub residual block.
  • the reconstructed sub-block may be used as a reference sample for intra prediction of a subsequent sub-block.
  • the sub-block may be a block including a predetermined number (eg, 16) or more. Thus, for example, when the current block is an 8x4 block or a 4x8 block, the current block may be divided into two sub-blocks.
  • the current block when the current block is a 4x4 block, the current block cannot be divided into sub-blocks. When the current block has a size other than that, the current block may be divided into four sub-blocks. Information on whether the sub-block-based intra prediction is performed and/or a division direction (horizontal or vertical) may be signaled.
  • the subblock-based intra prediction may be limited to be performed only when the reference sample line 0 is used. When the sub-block-based intra prediction is performed, filtering on a prediction block to be described later may not be performed.
  • a final prediction block may be generated by performing filtering on the predicted prediction block in the screen.
  • the filtering may be performed by applying a predetermined weight to a sample to be filtered, a left reference sample, an upper reference sample, and/or an upper left reference sample.
  • the weight and/or reference sample (range, location, etc.) used for the filtering may be determined based on at least one of a block size, an intra prediction mode, and a location of the filtering target sample in the prediction block.
  • the filtering may be performed only in the case of a predetermined intra prediction mode (eg, DC, planar, vertical, horizontal, diagonal and/or adjacent diagonal modes).
  • the adjacent diagonal mode may be a mode obtained by adding or subtracting k to the diagonal mode. For example, k may be a positive integer of 8 or less.
  • the intra prediction mode of the current block may be predicted from the intra prediction mode of a block existing around the current block and entropy encoding/decoding may be performed. If the intra prediction modes of the current block and the neighboring block are the same, information indicating that the intra prediction modes of the current block and the neighboring block are the same may be signaled using predetermined flag information. In addition, it is possible to signal indicator information for an intra prediction mode that is the same as an intra prediction mode of a current block among intra prediction modes of a plurality of neighboring blocks.
  • entropy encoding/decoding may be performed based on the intra prediction mode of the neighboring block to entropy encoding/decoding the intra prediction mode information of the current block.
  • 5 is a diagram for describing an embodiment of an inter prediction process.
  • the square shown in FIG. 5 may represent an image.
  • arrows in FIG. 5 may indicate a prediction direction.
  • Each image may be classified into an I picture (Intra Picture), a P picture (Predictive Picture), and a B picture (Bi-predictive Picture) according to the encoding type.
  • the I picture may be encoded/decoded through intra prediction without inter prediction.
  • the P picture may be encoded/decoded through inter prediction using only a reference image existing in one direction (eg, forward or reverse).
  • the B picture may be encoded/decoded through inter prediction using reference pictures existing in the bidirectional direction (eg, forward and backward). Also, in the case of a B picture, it may be encoded/decoded through inter prediction using reference pictures existing in bidirectional directions or inter prediction using reference pictures existing in one of the forward and reverse directions. Here, the two directions may be forward and reverse.
  • the encoder may perform inter prediction or motion compensation
  • the decoder may perform motion compensation corresponding thereto.
  • Inter-screen prediction or motion compensation may be performed using a reference image and motion information.
  • Motion information on the current block may be derived during inter prediction by each of the encoding apparatus 100 and the decoding apparatus 200.
  • the motion information may be derived using motion information of a reconstructed neighboring block, motion information of a collocated block, and/or a block adjacent to the collocated block.
  • the collocated block may be a block corresponding to a spatial position of the current block in a collocated picture (col picture) that has already been restored.
  • the collocated picture may be one picture from among at least one reference picture included in the reference picture list.
  • the method of deriving motion information may differ according to the prediction mode of the current block.
  • prediction modes applied for inter prediction AMVP mode, merge mode, skip mode, merge mode with motion vector difference, sub-block merge mode, geometric division mode, inter intra combined prediction mode, Rane inter There may be modes, etc.
  • the merge mode may be referred to as a motion merge mode.
  • a motion vector of a reconstructed neighboring block at least one of a motion vector of a reconstructed neighboring block, a motion vector of a collocated block, a motion vector of a block adjacent to the collocated block, and a (0, 0) motion vector is a motion vector. It is determined as a candidate, and a motion vector candidate list can be generated. A motion vector candidate can be derived using the generated motion vector candidate list. Motion information of the current block may be determined based on the derived motion vector candidate.
  • the motion vector of the collocated block or the motion vector of the block adjacent to the collocated block may be referred to as a temporal motion vector candidate, and the motion vector of the reconstructed neighboring block may be referred to as a spatial motion vector candidate.
  • a temporal motion vector candidate the motion vector of the reconstructed neighboring block
  • a spatial motion vector candidate the motion vector of the reconstructed neighboring block
  • the encoding apparatus 100 may calculate a motion vector difference (MVD) between a motion vector of a current block and a motion vector candidate, and entropy-encode the MVD. Also, the encoding apparatus 100 may generate a bitstream by entropy encoding the motion vector candidate index.
  • the motion vector candidate index may indicate an optimal motion vector candidate selected from motion vector candidates included in the motion vector candidate list.
  • the decoding apparatus 200 may entropy-decode the motion vector candidate index from the bitstream, and select a motion vector candidate of the decoding target block from among the motion vector candidates included in the motion vector candidate list by using the entropy-decoded motion vector candidate index. .
  • the decoding apparatus 200 may derive a motion vector of a decoding target block through the sum of the entropy-decoded MVD and the motion vector candidate.
  • the encoding apparatus 100 may entropy-encode the calculated resolution information of the MVD.
  • the decoding apparatus 200 may adjust the resolution of the entropy-decoded MVD using the MVD resolution information.
  • the encoding apparatus 100 may calculate a motion vector difference (MVD) between a motion vector of a current block and a motion vector candidate based on the affine model, and may entropy-encode the MVD.
  • the decoding apparatus 200 may derive an affine control motion vector of the decoding target block through the sum of the entropy-decoded MVD and the affine control motion vector candidate to derive the motion vector in sub-block units.
  • the bitstream may include a reference picture index indicating a reference picture.
  • the reference image index may be entropy-encoded and signaled from the encoding apparatus 100 to the decoding apparatus 200 through a bitstream.
  • the decoding apparatus 200 may generate a prediction block for a decoding object block based on the derived motion vector and reference image index information.
  • the merge mode may mean merging of motions for a plurality of blocks.
  • the merge mode may mean a mode in which motion information of a current block is derived from motion information of a neighboring block.
  • a merge candidate list may be generated using motion information of a reconstructed neighboring block and/or motion information of a collocated block.
  • the motion information may include at least one of 1) a motion vector, 2) a reference image index, and 3) an inter prediction indicator.
  • the prediction indicator may be unidirectional (L0 prediction, L1 prediction) or bidirectional.
  • the merge candidate list may represent a list in which motion information is stored.
  • the motion information stored in the merge candidate list includes motion information of neighboring blocks adjacent to the current block (spatial merge candidate) and motion information of a block collocated to the current block in a reference image (temporal merge candidate). temporal merge candidate)), new motion information generated by a combination of motion information already in the merge candidate list, motion information of a block encoded/decoded before the current block (history-based merge candidate) And at least one of a zero merge candidate.
  • the encoding apparatus 100 may entropy-encode at least one of a merge flag and a merge index to generate a bitstream and then signal to the decoding apparatus 200.
  • the merge flag may be information indicating whether to perform a merge mode for each block
  • the merge index may be information about which block of neighboring blocks adjacent to the current block is to be merged.
  • neighboring blocks of the current block may include at least one of a left neighboring block, an upper neighboring block, and a temporal neighboring block of the current block.
  • the encoding apparatus 100 may entropy-encode correction information for correcting a motion vector among motion information of the merge candidate and may signal the correction information to the decoding apparatus 200.
  • the decoding apparatus 200 may correct the motion vector of the merge candidate selected by the merge index based on the correction information.
  • the correction information may include at least one of information on whether or not to be corrected, information on a correction direction, and information on a correction size.
  • a prediction mode for correcting a motion vector of a merge candidate based on signaled correction information may be referred to as a merge mode having a motion vector difference.
  • the skip mode may be a mode in which motion information of a neighboring block is applied as it is to a current block.
  • the encoding apparatus 100 may entropy-encode information on which motion information of a block is to be used as motion information of the current block, and may signal the decoding apparatus 200 through a bitstream. In this case, the encoding apparatus 100 may not signal to the decoding apparatus 200 a syntax element relating to at least one of motion vector difference information, an encoding block flag, and a transform coefficient level (quantized level).
  • the subblock merge mode may refer to a mode in which motion information is derived in units of subblocks of a coding block (CU).
  • motion information sub-block based temporal merge candidate
  • a subblock merge candidate list may be generated using an affiliate control point motion vector merge candidate.
  • each motion information is derived by dividing the current block in a predetermined direction, and each prediction sample is derived using the derived motion information, and each of the derived prediction samples is derived. It may mean a mode in which a prediction sample of a current block is derived by weighting.
  • the inter-intra combined prediction mode may refer to a mode in which a prediction sample of a current block is derived by weighting a prediction sample generated by inter prediction and a prediction sample generated by intra prediction.
  • the decoding apparatus 200 may self-correct the derived motion information.
  • the decoding apparatus 200 may search for a predefined area based on a reference block indicated by the derived motion information, and may derive the motion information having the minimum SAD as the corrected motion information.
  • the decoding apparatus 200 may compensate for a predicted sample derived through inter prediction using an optical flow.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a process of transformation and quantization.
  • a quantized level may be generated by performing a transform and/or quantization process on the residual signal.
  • the residual signal may be generated as a difference between an original block and a prediction block (an intra prediction block or an inter prediction block).
  • the prediction block may be a block generated by intra prediction or inter prediction.
  • the transformation may include at least one of a first order transformation and a second order transformation. When a first-order transform is performed on a residual signal, a transform coefficient may be generated, and a second-order transform coefficient may be generated by performing a second-order transform on the transform coefficient.
  • Primary transform may be performed using at least one of a plurality of predefined transform methods.
  • a plurality of predefined transformation methods may include a Discrete Cosine Transform (DST), a Discrete Sine Transform (DST), or a Karhunen-Loeve Transform (KLT) based transformation.
  • Secondary transform may be performed on transform coefficients generated after the first transform is performed.
  • the transformation method applied during the first transformation and/or the second transformation may be determined according to at least one of encoding parameters of the current block and/or the neighboring block.
  • conversion information indicating a conversion method may be signaled.
  • the DCT-based conversion may include, for example, DCT2, DCT-8, and the like.
  • DST-based conversion may include, for example, DST-7.
  • a quantized level may be generated by performing quantization on a result of performing a first-order transformation and/or a second-order transformation or a residual signal.
  • the quantized level may be scanned according to at least one of an upper-right diagonal scan, a vertical scan, and a horizontal scan based on at least one of an intra prediction mode or a block size/shape. For example, by scanning the coefficients of a block using up-right diagonal scanning, it can be changed to a one-dimensional vector form.
  • a vertical scan that scans a two-dimensional block shape coefficient in a column direction instead of a diagonal scan in the upper right corner, or a horizontal scan that scans a two-dimensional block shape coefficient in a row direction may be used.
  • the scanned quantized level may be entropy-coded and included in the bitstream.
  • the decoder may entropy-decode the bitstream to generate a quantized level.
  • the quantized levels may be inverse scanned and arranged in a two-dimensional block shape. At this time, at least one of an upper right diagonal scan, a vertical scan, and a horizontal scan may be performed as a reverse scanning method.
  • Inverse quantization can be performed on the quantized level, second-order inverse transformation can be performed depending on whether or not the second-order inverse transformation is performed, and the result of performing the second-order inverse transformation is restored by performing a first-order inverse transformation depending on whether or not the first-order inverse transformation is performed.
  • a residual signal can be generated.
  • inverse mapping of a dynamic range may be performed on a luminance component restored through intra prediction or inter prediction.
  • the dynamic range can be divided into 16 equal pieces, and a mapping function for each piece can be signaled.
  • the mapping function may be signaled at a slice level or a tile group level.
  • An inverse mapping function for performing the inverse mapping may be derived based on the mapping function.
  • In-loop filtering storage of reference pictures, and motion compensation are performed in the demapped region, and the prediction block generated through inter prediction is converted to the mapped region by mapping using the mapping function, and then a reconstructed block is generated. Can be used for However, since intra prediction is performed in a mapped region, a prediction block generated by intra prediction can be used to generate a reconstructed block without mapping/demapping.
  • the residual block may be converted to an inversely mapped area by performing scaling on the color difference component of the mapped area. Whether the scaling is available may be signaled at a slice level or a tile group level.
  • the scaling can be applied only when the mapping for the luma component is available and the division of the luminance component and the division of the chrominance component follow the same tree structure.
  • the scaling may be performed based on an average of sample values of a luminance prediction block corresponding to the color difference block. In this case, when the current block uses inter prediction, the luminance prediction block may mean a mapped luminance prediction block.
  • a value required for the scaling can be derived by referring to a lookup table using an index of a piece to which the average of the sample values of the luminance prediction block belongs. Finally, by scaling the residual block using the derived value, the residual block may be converted into an inversely mapped region. Subsequent reconstruction of a color difference component block, intra prediction, inter prediction, in-loop filtering, and storage of a reference picture may be performed in the demapped region.
  • Information indicating whether the mapping/inverse mapping of the luminance component and the color difference component is available may be signaled through a sequence parameter set.
  • the prediction block of the current block may be generated based on a block vector representing a displacement between the current block and a reference block in the current picture.
  • a prediction mode for generating a prediction block with reference to a current picture may be referred to as an intra block copy (IBC) mode.
  • the IBC mode may include a skip mode, a merge mode, an AMVP mode, and the like.
  • a merge candidate list is configured, and a merge index is signaled, so that one merge candidate may be specified.
  • the specified merge candidate block vector may be used as a block vector of the current block.
  • the merge candidate list may include at least one or more of a spatial candidate, a history-based candidate, a candidate based on an average of two candidates, or a zero merge candidate.
  • a differential block vector may be signaled.
  • the prediction block vector may be derived from a left neighboring block and an upper neighboring block of the current block. An index on which neighboring block to use may be signaled.
  • the prediction block of the IBC mode is included in the current CTU or the left CTU, and may be limited to a block in a previously reconstructed region. For example, the value of the block vector may be limited so that the predicted block of the current block is located within three 64x64 block regions prior to the 64x64 block to which the current block belongs. By limiting the value of the block vector in this way, it is possible to reduce memory consumption and device complexity according to the implementation of the IBC mode.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the transform unit 130 of FIG. 1 is composed of a first transform unit and a second transform unit
  • the inverse transform unit 170 of FIG. 1 is composed of a first inverse transform unit and a second inverse transform unit.
  • the first transform, the first inverse transform, the second transform and the second inverse transform may mean a first transform, a first inverse transform, a second transform, and a second inverse transform, respectively.
  • the input signal of the first converter may be a residual signal generated by a subtraction operation of the original image signal and the predicted image signal.
  • the first conversion unit may perform first conversion on the input signal and output the result. Meanwhile, the first conversion unit may omit the first conversion.
  • the input signal of the second conversion unit may be an output signal of the first conversion unit.
  • the second conversion unit may perform a second conversion on the input signal and output the result. Meanwhile, the second conversion unit may omit the second conversion.
  • the input signal of the quantization unit may be an output signal of the second conversion unit.
  • the quantization unit may quantize the input signal and output the result (quantization level).
  • the entropy encoding unit may perform entropy encoding on the output signal and encoding information of the quantization unit.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the inverse transform unit 230 of FIG. 2 may include a first inverse transform unit and a second inverse transform unit.
  • the entropy decoding unit may perform entropy decoding on a bit stream for the encoded quantization level signal and encoding information communicated from the encoding device.
  • the input signal of the inverse quantization unit may be an entropy-decoded quantization level.
  • the inverse quantization unit may perform inverse quantization on the input signal and output the result.
  • the input signal of the second inverse transform unit may be an output signal of the inverse quantization unit.
  • the second inverse transform unit may perform a second inverse transform on the input signal and output the result. Meanwhile, the second inverse transform unit may output the input signal as it is by omitting the second inverse transform.
  • the input signal of the first inverse transform unit may be an output signal of the second inverse transform unit.
  • the first inverse transform unit may perform a first inverse transform on the input signal and output the result. Meanwhile, the first inverse transform unit may output the input signal as it is by omitting the first inverse transform.
  • the output signal of the first inverse transform unit may be a restored residual signal.
  • coding block splitting unit In performing image encoding/decoding, it may be performed in a coding block splitting unit, and one coding block splitting unit may be split into a plurality of subunits.
  • One coding block splitting unit may be one of a picture, tile, slice, brick, CTU, and CU.
  • One coding block division unit may include all components for completely expressing an image.
  • the coding block division unit may include R, G, and B components.
  • the coding block division unit may include Y, U, and V components.
  • the coding block division unit may include Y, Cb, and Cr components.
  • the coding block division unit may include only one component (monochrome).
  • the sizes of components constituting the coding block division unit may be different.
  • the coding block division unit may be YUV4:2:0.
  • the coding block division unit may be YUV4:2:2.
  • each component of the coding block division unit when each component of the coding block division unit is divided into sub-units, each component may be divided into the same single division structure or multiple division structure.
  • the single division structure may be that each component has one division structure and is divided into sub-units.
  • 10 may be an example of a single division structure when YUV4:2:0.
  • the multiple division structure may be that each component has a different division structure and is divided into sub-units.
  • Y, U, and V components may be divided into different divided structures.
  • the luminance component (Y) and the chrominance components (Cb, Cr) may be divided into different divided structures.
  • 11 may be an example of two multiple division structures in YCbCr4:2:0.
  • the current block may be at least one of a coding block, a sub coding block, a transform block, and a sub transform block.
  • the first transformation may be performed.
  • a transform coefficient may be generated by performing a first transform on the residual signal, and the generated transform coefficient may be output.
  • the first-order transform coefficient may be a coefficient value generated by performing transform on the residual block.
  • the residual signal may be output as it is by omitting the first conversion.
  • the output of the first conversion may be an input of the second conversion.
  • a residual signal may be output by performing a first inverse transform on the result of the second inverse transform.
  • the result of the second inverse transform may be output as it is by omitting the first inverse transform.
  • the output of the first inverse transform may be a residual signal.
  • the first transform and the first inverse transform may be performed using at least one of a plurality of predefined transform methods.
  • a plurality of predefined transformation methods may include a Discrete Cosine Transform (DST), a Discrete Sine Transform (DST), or a Karhunen-Lo eve Transform (KLT) based transformation.
  • Secondary transform may be performed on transform coefficients generated after performing the first transform.
  • the transformation method applied during the first-order transformation and/or the second-order transformation may be determined according to at least one of encoding parameters of the current block and/or the neighboring block.
  • conversion information indicating a conversion method may be signaled.
  • the DCT-based conversion may include, for example, DCT2, DCT-8, and the like.
  • DST-based conversion may include, for example, DST-7.
  • the first transform and the first inverse transform may be performed in a first transform block unit TB1.
  • the first transform block may be a coding block.
  • the current coding block When the current coding block is larger than the maximum first transform size, the current coding block may be divided into binary or quads to constitute a plurality of first transform blocks.
  • the current coding block is binary-divided to configure the first transform block TB1.
  • the current coding block may be quad-divided to form a first transform block TB1 as shown in FIG. 15.
  • the second transform and the second inverse transform may be performed using at least one of determining a transform block, a second transform/inverse transform, and a transform result zeroing.
  • a second transform coefficient may be generated by performing a second transform on the resultant signal of the first transform, and the generated second transform coefficient may be output.
  • the output of the second transform may be an input of the quantization step.
  • a first-order transform coefficient may be output by performing a second inverse transform on the inverse quantization result. Meanwhile, performing the second transform and the second inverse transform may be omitted. Here, when the current block is in the second transform skip mode, performing the second transform may be omitted.
  • performing the second transformation may be omitted depending on the size of the current block (eg, the horizontal size of the current block, the vertical size of the current block, and the area of the current block).
  • N may be 64 or 32.
  • N may be 4.
  • the second transformation may be omitted.
  • the predefined value may be derived based on the maximum transform block size.
  • performing the second transform may be omitted depending on the prediction mode of the current block.
  • performing the second transformation may be omitted.
  • performing the second transformation may be omitted.
  • ISP Intra Sub-block Partition
  • performing the second transformation may be omitted.
  • MIP Matrix based Intra Prediction
  • performing the second transformation may be omitted.
  • IBC Intra Block Copy
  • performing the second transformation may be omitted according to the first transformation information of the current block.
  • performing the second transformation may be omitted.
  • performing the second transformation may be omitted.
  • performing the second transform may be omitted.
  • performing the second transformation may be omitted depending on the image component of the current block.
  • the image component of the current block is a color difference signal (Cb/Cr)
  • performing the second transformation on the current block may be omitted.
  • performing the second transform may be omitted according to the transform block index of the current block.
  • the transform block index may be an index indicating one of the sub transform blocks.
  • performing the second transform may be omitted.
  • performing the second transformation may be omitted without conditions.
  • Whether to perform the second transformation in units of sequences or pictures may be indicated by using high level syntax (HLS).
  • HLS high level syntax
  • the second transform block TB2 may be determined.
  • the second transform block may be a block unit that performs a second transform or a second inverse transform.
  • the second transform block may be performed in units of a coding block (CB) or a first transform block.
  • CB coding block
  • the second transform (or the second inverse transform) may be performed in units of the current coding block.
  • the second transform (or the second inverse transform) may be performed in units of the first transform block.
  • the second transform block unit may be a coding block or a sub-block included in the first transform block.
  • the second transform block unit may be a coding block or 4x4 based on the upper left corner of the first transform block.
  • the second transform block unit may be 4x8 or 8x4 based on the upper left of the coding block or the first transform block.
  • the second transform block unit may be 8x8 based on the upper left corner of the coding block or the first transform block.
  • the second transform block unit may be a coding block or a non-rectangular area based on the upper left corner of the first transform block. 18 may be an example of a non-square second transform block.
  • the second transform block unit may be adaptively determined according to the size of the coding block or the first transform block.
  • N second transform blocks of positive integers may be determined.
  • the second transform block unit may be 4x4.
  • the second transform block unit may be 4x4 based on the upper left corner.
  • the second transform block unit may be 8x4 or 4x8 based on the upper left corner.
  • N may be a positive integer of 16 or more.
  • the second transform block unit may be 8x8 based on the upper left corner.
  • NxM or MxN the size of the coding block or the first transform block
  • MxN the size of the coding block or the first transform block
  • the second transform block unit may be 8x8 based on the upper left corner.
  • N the size of the coding block or the first transform block
  • MxN the size of the coding block or the first transform block
  • the second transform block unit may be 8x8 based on the upper left corner.
  • the two second transform block units may be two 4x4 based on the upper left.
  • N may be a positive integer of 16 or more.
  • N positive second transform blocks may be determined in the current coding block.
  • N may be less than or equal to the number of first transform blocks of the current coding block.
  • each divided first transform block may be determined as a second transform block.
  • the second transform and the second inverse transform may be performed on the current block. In performing the second transform, it may be performed on the second transform block determined in step D2-1.
  • the input coefficient of the second transform may be a result coefficient of the first transform corresponding to the second transform block.
  • the second transform input coefficient may be defined in the form of a vector.
  • the input coefficient of the second transform for the second transform block as shown in FIG. 16 may be a 16x1 vector.
  • the input coefficient of the second transform for the second transform block as shown in FIG. 17 may be a 32x1 vector.
  • the input coefficient of the second transform for the second transform block as shown in FIG. 18 may be a 48x1 vector.
  • the input coefficient of the second transformation and the matrix product of a predefined transformation matrix may be performed.
  • a plurality of transformation matrices used for the second transformation may be predefined.
  • a transformation matrix having a specific size may be selected from among predefined transformation matrices according to the vector size of the input coefficients of the second transformation.
  • a 16x16 transformation matrix may be selected.
  • a 32x32 transformation matrix may be selected.
  • a 48x48 transformation matrix may be selected.
  • a set of transformation matrices having N transformation matrices may be defined for transformation matrices of each size according to an intra prediction mode of a current block.
  • index information on an optimal matrix among the transformation matrices of the corresponding transformation matrix set may be signaled for the second transformation block.
  • the input coefficient of the second inverse transform may be a coefficient resulting from inverse quantization corresponding to the second transform block.
  • the second inverse transform input coefficient may be defined in the form of a vector.
  • the input coefficient of the second transform may be performed as a matrix product of a transpose matrix of a predefined transform matrix.
  • zeroing may be performed as a result of the transformation.
  • the transform result zeroing may be adaptively determined according to the size of the current coding block and the size of the second transform block.
  • the transformation result zeroing may be performed on the second transformation result as shown in FIG. 21.
  • the transformation result zeroing may be performed on the second transformation result as shown in FIGS. 22(a) and (b).
  • the size of the current coding block may be 4xN or Nx4, and N may be an integer of 16 or more.
  • zeroing may be performed on the non-rectangular second transform block as a result of the transformation.
  • the size of the current coding block is 8x8, zeroing may be performed as a result of transformation as shown in FIG. 23(a).
  • the size of the current coding block is 8x16, 16x8, or 16x16 or more, zeroing may be performed as a result of transformation as shown in FIG. 23(b).
  • the input vector of the second transformation and the reduced second transformation matrix may be multiplied by a matrix.
  • the transformation result zeroing in performing the transformation result zeroing as shown in FIG. 21, it may be performed by matrix multiplication of an input vector having a size of 16x1 and a second transform matrix having a size of 8x16.
  • the transformation result zeroing in performing the transformation result zeroing as shown in FIG. 22, it may be performed by matrix multiplication of an input vector having a size of 32x1 and a second transform matrix having a size of 16x32.
  • the transformation result zeroing as shown in FIG. 23(a) it may be performed by matrix multiplication of an input vector having a size of 48x1 and a second transform matrix having a size of 8x48.
  • the transformation result zeroing as shown in FIG. 23(b) it may be performed by matrix multiplication of an input vector having a size of 48x1 and a second transform matrix having a size of 16x48.
  • the input coefficient of the second transform may be performed as a matrix product of a transpose matrix of a predefined reduced transform matrix.
  • quantization and inverse quantization may be performed.
  • a quantized level may be generated by performing quantization on a result of performing the first transformation and/or the second transformation or the residual signal.
  • a result of performing the first transformation and/or the second transformation or a residual signal may be generated by performing inverse quantization on a quantized level configured as a result of entropy.
  • the second transform information is performed by using at least one of [D4-1] encoding/decoding the second transform information and [D4-2] deciding to perform encoding/decoding of the second transform information.
  • Entropy encoding/decoding may be performed on transformation information.
  • the second transform information may include a second transform skip mode indicator and second transform matrix index information.
  • second transform information encoding and decoding may be performed.
  • second transformation information encoding and decoding may be performed in the coding unit entropy encoding and decoding step.
  • encoding and decoding of one second transform information may be performed in a coding unit.
  • second transformation information encoding and decoding may be performed in the transformation unit entropy encoding and decoding step.
  • the second transform information may be decoded in a transform unit.
  • decoding of the second transformation information may be performed only in the first second transformation unit. That is, when a plurality of second transform blocks exist in the current coding block, second transform information decoding may be performed only for the first second transform block. In this case, in the remaining second transformation units, the second transformation information may be derived from the first second transformation unit and used. Alternatively, the second transformation may be omitted in the remaining second transformation units.
  • encoding and decoding of the second transform information may be performed differently according to an image component and a division structure (single division structure or multiple division structure).
  • encoding and decoding of the second transform information may be performed only in the second transform block of the luminance component of the image component.
  • the second transform information may be encoded and decoded in the second transform block for the luminance component and the color difference component of the image component, respectively.
  • the second transform information of the second transform block may be encoded and decoded in a single split structure.
  • the luminance component and the color difference component may share one second transformation information.
  • only the luminance component of the image can use the second transformation information.
  • the second conversion of the color difference component may be omitted.
  • second transformation information may be encoded and decoded in the second transformation block for the luminance component and the color difference component of the image component, respectively.
  • the second transform information of the second transform block may be encoded and decoded in the multiple split structure.
  • the luminance component and the color difference component may share one second transformation information.
  • only the luminance component of the image can use the second transformation information.
  • the second conversion of the color difference component may be omitted.
  • second transformation information may be encoded and decoded in the second transformation block for the luminance component and the color difference component of the image, respectively.
  • whether to perform encoding/decoding of transform information may be determined by checking a quantization level signal.
  • the quantization level signals for the current block are all 0, encoding/decoding of the second transform information may not be performed. In this case, the second transformation may be omitted.
  • encoding/decoding of the second transform information may not be performed.
  • the second transformation may be omitted.
  • the second transformation may be omitted.
  • encoding/decoding of the second transform information may not be performed.
  • the second transformation may be omitted.
  • the second transformation may be omitted.
  • the quantization level to consider the decision to perform encoding/decoding of the second transform information is quantization of the corresponding coding block including all image components to which all the second transforms are applied. It may be a level signal.
  • FIG. 27 may be an example of decoding of second transformation information in a coding unit including a determination to perform encoding/decoding of second transformation information.
  • the quantization level for considering the decision to perform encoding/decoding of the second transformation information is quantization of the corresponding transformation block including all image components to which all the second transformations are applied. It may be a level signal.
  • 28 and 29 may be an example of decoding the second transformation information in a transformation unit including a determination to perform encoding/decoding of the second transformation information.
  • AMVR adaptive motion vector resolution
  • the adaptive motion vector resolution method may define a set of motion vector resolution units.
  • the encoder and decoder may define a set of N adaptive motion vector resolution units in at least one unit of picture, slice, tile, brick, CTU, CU, and PU.
  • the adaptive motion vector resolution method may be performed in at least one of the AMVP mode and the affine mode (Affine mode).
  • the motion vectors of the AMVP mode and the affine mode can be obtained by adding the difference between the motion vector predictor obtained through the neighboring blocks and the motion vector obtained through the search for optimal inter prediction in the encoder and the motion vector predictor.
  • the optimal cost may be at least one of RD-cost, SAD, SATD, MR-SAD, and MR-SATD.
  • Motion information on which the adaptive motion vector resolution method is performed may be defined as predetermined motion information.
  • the motion information on which the adaptive motion vector resolution method is performed may mean that motion information obtained through an AMVP mode or an affine mode is shifted in units of resolution.
  • motion information may be transmitted using at least one or more of a plurality of different resolution units.
  • the motion information may include a motion vector (MVx, MVy), a motion vector predictor (MVPx, MVPy), a reference picture list index, a reference picture index, and a motion vector difference (MVDx, MVDy).
  • Motion information in the adaptive motion vector resolution method is a single motion information and may have a single reference picture list index.
  • the motion information in the adaptive motion vector resolution method may refer to a single reference picture as a single motion information.
  • a single motion information may have a single motion vector resolution.
  • a plurality of motion vectors may have a single motion vector resolution.
  • a single motion vector difference may have a single motion vector resolution.
  • a plurality of motion vector differences may have a single motion vector resolution.
  • the encoder can search for an optimal adaptive motion vector resolution.
  • the optimal cost may be at least one of RD-cost, SAD, SATD, MR-SAD, and MR-SATD.
  • motion resolution prediction and motion compensation may be performed.
  • motion resolution prediction may mean predicting motion information searched by the adaptive motion vector resolution method in a plurality of different precision units. In this case, if precision is applied to each motion information, motion information can be efficiently signaled.
  • mv may mean a motion vector obtained through the AMVP mode and the Rane mode.
  • amvrshift may mean a resolution unit for motion information.
  • a resolution set consisting of a plurality of motion vector resolutions may be defined, and motion vector resolution prediction may be performed using at least one or more of the defined resolutions.
  • the prediction mode of the current block is the AMVP mode
  • a resolution set of ⁇ 1/4, 1/2, 1, 4 ⁇ can be used, and in the Matte mode, ⁇ 1/4, 1/16 , 1 ⁇ can be used.
  • the prediction mode of the current block is the AMVP mode
  • a resolution set of ⁇ 1/4, 1/2, 1, 4 ⁇ can be used
  • a weight set of ,1/16, 1 ⁇ can be used.
  • the prediction mode of the current block is the AMVP mode
  • a resolution set of ⁇ 1/4, 1/2, 1, 4 ⁇ can be used
  • ⁇ 1/4, 1/8 A weight set of ,1/16, 1 ⁇ can be used.
  • the prediction mode of the current block is the AMVP mode
  • a resolution set of ⁇ 1/4, 1/2, 1, 4 ⁇ can be used
  • ⁇ 1/4, 1/16 , 1, 2 ⁇ weight set can be used.
  • a resolution adaptively derived according to encoding information of the current block may be used.
  • the resolution of the neighboring block may be used as the resolution of the current block.
  • the prediction mode of the current block is a mode capable of inducing one resolution from neighboring blocks
  • 1 ⁇ 4 resolution may be used as the resolution of the current block.
  • the prediction mode of the current block is a mode capable of inducing a plurality of resolutions from neighboring blocks
  • a resolution having the highest frequency among the derived resolution values may be used as the resolution of the current block.
  • the prediction mode of the current block is a mode capable of inducing a plurality of weights from neighboring blocks
  • 1 ⁇ 4 resolution may be used as the weight of the current block.
  • a mode capable of inducing one weight from a neighboring block may be an AMVP, and a mode capable of inducing a plurality of weights may be an affine mode.
  • prediction mode detailed information encoding and decoding may be performed.
  • prediction mode detailed information may be encoded and decoded in the encoding and decoding of the coding unit entropy.
  • an adaptive motion vector resolution method may be performed.
  • an adaptive motion vector resolution use flag (eg, amvr_enable_flag) may be transmitted in units of a higher level and entropy encoding/decoding may be performed.
  • transmission of the adaptive motion vector resolution use flag and entropy encoding/decoding may be performed in at least one unit of SPS, PPS, and Slice header.
  • adaptive motion vector resolution use flag When the adaptive motion vector resolution use flag is '1(on)', adaptive motion vector resolution prediction can be performed, and when the adaptive motion vector resolution use flag is '0(off)', motion with 1 ⁇ 4 resolution Vector resolution prediction can be applied.
  • an adaptive motion vector resolution flag (eg, amvr_flag) may be transmitted in a specific coding unit and entropy encoding/decoding may be performed.
  • transmission of the adaptive motion vector resolution flag and entropy encoding/decoding may be performed in at least one unit of Picture, Sub-Picture, Slice, Tile, Brick, CTU, CU, PU, and TU.
  • an adaptive motion vector resolution index (eg, amvr_precision_idx) may be transmitted in a specific coding unit and entropy encoding/decoding may be performed.
  • transmission of the adaptive motion vector resolution index and entropy encoding/decoding may be performed in at least one unit of Picture, Sub-Picture, Slice, Tile, Brick, CTU, CU, PU, and TU.
  • the binarization of the adaptive motion vector resolution index may be performed by at least one method of a truncated Rice code, a truncated Unary code, a k-th exponential Golom code, and a fixed length code.
  • the adaptive motion vector resolution index for the AMVP mode may be transmitted and entropy encoded/decoded using at least one of the methods (a), (b), (c) and (d) of FIG. 30. .
  • the adaptive motion vector resolution index for the Rane mode may be transmitted and entropy encoded/decoded using at least one of the methods (a), (b), (c) and (d) of FIG. 31. have.
  • an adaptive motion vector resolution index (eg, amvr_precision_idx)
  • an adaptive motion vector resolution flag eg, amvr_flag
  • an integer motion vector resolution flag eg, amvr_integer_flag
  • an extra adaptive motion vector resolution index eg, amvr_idx
  • transmission of the redundant adaptive motion vector resolution index and entropy encoding/decoding may be performed in at least one unit of picture, subpicture, slice, tile, brick, CTU, CU, PU, and TU.
  • the binarization of the adaptive motion vector resolution index may be performed by at least one method of a truncated Rice code, a truncated Unary code, a k-th exponential Golom code, and a fixed length code.
  • the adaptive motion vector resolution flag may mean whether or not the unit of the resolution is 1 ⁇ 4.
  • the integer motion vector resolution flag may mean whether the resolution is less than 1 in the case of the AMVP mode.
  • the resolution set for the AMVP mode may be transmitted and entropy encoding/decoding may be performed as shown in FIG. 32.
  • the resolution set for the affine mode may be transmitted and entropy encoding/decoding may be performed as shown in FIGS. 33(a), (b), and (c).
  • normal mode entropy coding and bypass mode entropy coding may be performed for each binary bit.
  • normal mode entropy coding may mean CABAC coding
  • bypass mode entropy coding may mean bypass coding
  • regular mode entropy coding may be performed on the adaptive motion vector resolution flag.
  • bypass mode entropy coding may be performed on the adaptive motion vector resolution flag.
  • bypass mode entropy coding may be performed on the adaptive motion vector resolution index.
  • normal mode entropy coding may be performed on the first binary bit of the adaptive motion vector resolution index, and bypass mode entropy coding may be performed on the remaining binary bits.
  • normal mode entropy coding may be performed on an integer motion vector resolution flag.
  • bypass mode entropy coding may be performed on an integer motion vector resolution flag.
  • bypass mode entropy coding may be performed on the redundant adaptive motion vector resolution index.
  • 34 is a flowchart illustrating a video decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder may obtain maximum transform block size information (S3401).
  • the decoder may derive the maximum transform block size based on the maximum transform block size information (S3402).
  • determining whether the second-order inverse transform is applied it may be determined whether or not the second-order inverse transform is applied to the current block based on a larger value of the horizontal size and the vertical size of the current block. Specifically, in the step of determining whether the second-order inverse transform is applied (S3402), when a larger value among the horizontal size and the vertical size of the current block is greater than the maximum transform block size, the second inverse transform is applied to the current block. You can decide not to do it.
  • determining whether the second-order inverse transform is applied it may be determined whether the current block is applied to the second-order inverse transform based on the first-order inverse transform information.
  • the step of determining whether the second-order inverse transform is applied when the first-order inverse transform information of the current block indicates a first-order inverse transform skip mode, it is determined that the second-order inverse transform is not applied to the current block. I can.
  • the decoder may determine whether to apply the second-order inverse transform to the current block based on the maximum transform block size and the horizontal and vertical sizes of the current block (S3403).
  • 35 is a flowchart illustrating an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder may determine a maximum transform block size (S3501).
  • the encoder may encode maximum transform block size information indicating the maximum transform block size (S3502).
  • the encoder may determine whether to apply the second-order inverse transform to the current block based on the maximum transform block size and the horizontal and vertical sizes of the current block (S3503).
  • determining whether the second-order inverse transform is applied it may be determined whether the second-order inverse transform is applied to the current block based on a larger value among the horizontal size and the vertical size of the current block. Specifically, in the step of determining whether the second-order inverse transform is applied (S3503), when a larger value among the horizontal size and the vertical size of the current block is greater than the maximum transform block size, the second inverse transform is applied to the current block. You can decide not to do it.
  • determining whether the second-order inverse transform is applied it may be determined whether the current block is to be applied to the second-order inverse transform based on first-order inverse transform information.
  • the step of determining whether the second-order inverse transform is applied when the first-order inverse transform information of the current block indicates a first-order inverse transform skip mode, it is determined that the second-order inverse transform is not applied to the current block. I can.
  • the non-transitory computer-readable recording medium may store a bitstream generated by the video encoding method according to the present invention.
  • the image encoding method includes: determining a maximum transform block size; Encoding maximum transform block size information indicating the maximum transform block size; And determining whether a second-order inverse transform is applied to the current block based on the maximum transform block size and a horizontal size and a vertical size of the current block.
  • An image may be encoded/decoded using at least one or a combination of at least one of the above embodiments.
  • the order of applying the embodiment may be different between the encoder and the decoder, and the order of applying the embodiment may be the same between the encoder and the decoder.
  • the above embodiments may be performed for each of the luminance and color difference signals, and the above embodiments may be similarly performed for the luminance and color difference signals.
  • the shape of the block to which the above embodiments of the present invention are applied may have a square shape or a non-square shape.
  • At least one of the syntax elements (flag, index, etc.) entropy-encoded by the encoder and entropy-decoded by the decoder may use at least one of the following binarization, debinarization, and entropy encoding/decoding methods. .
  • the embodiments of the present invention may be applied according to the size of at least one of a coding block, a prediction block, a transform block, a block, a current block, a coding unit, a prediction unit, a transform unit, a unit, and a current unit.
  • the size here may be defined as a minimum size and/or a maximum size in order to apply the embodiments, or may be defined as a fixed size to which the embodiments are applied.
  • the first embodiment may be applied to the first size
  • the second embodiment may be applied to the second size. That is, the always-on embodiments can be applied in combination according to the size.
  • the above embodiments of the present invention may be applied only when the size is greater than or equal to the minimum size and less than or equal to the maximum size. That is, the above embodiments may be applied only when the block size is within a certain range.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 8x8 or more.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 4x4.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or less.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or more and 64x64 or less.
  • the above embodiments of the present invention can be applied according to a temporal layer.
  • a separate identifier is signaled to identify a temporal layer to which the above embodiments are applicable, and the above embodiments may be applied to a temporal layer specified by the corresponding identifier.
  • the identifier here may be defined as the lowest layer and/or the highest layer to which the embodiment is applicable, or may be defined as indicating a specific layer to which the embodiment is applied.
  • a fixed temporal layer to which the above embodiment is applied may be defined.
  • the above embodiments can be applied only when the temporal layer of the current image is the lowest layer.
  • the above embodiments can be applied only when the temporal layer identifier of the current image is 1 or more.
  • the above embodiments can be applied only when the temporal layer of the current image is the highest layer.
  • a slice type or a tile group type to which the above embodiments of the present invention are applied is defined, and the above embodiments of the present invention may be applied according to the corresponding slice type or tile group type.
  • the embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded in the computer-readable recording medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in the computer software field.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic-optical media such as floptical disks. ), and a hardware device specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform processing according to the present invention, and vice versa.
  • the present invention can be used in an apparatus for encoding/decoding an image.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Discrete Mathematics (AREA)
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Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시의 영상 복호화 방법은 최대 변환 블록 크기 정보를 획득하는 단계, 상기 최대 변환 블록 크기 정보에 기초하여 최대 변환 블록 크기를 유도하는 단계 및 상기 최대 변환 블록 크기 및 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 장치
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 잔차 신호에 대한 변환 및 양자화 방법과 이를 위한 변환 계수 엔트로피 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
비디오 부호화에서는 원본 신호와 예측 신호의 차분인 잔차 신호를 다른 기저(basis)로 변환하고 그 계수를 양자화한 변환 계수의 부호화를 수행할 수 있다. 비디오 복호화에서는 양자화된 변환 계수를 복호화하고 역변환하여 복호화된 잔차 신호를 유도하고 예측 신호와 가산하여 복호화된 신호를 생성할 수 있다.
1차 변환된 변환 계수의 저주파 영역에 대해 2차 변환을 수행하여 최종적인 변환 계수를 생성하고 해당 변환 계수를 양자화하여 양자화 레벨에 대한 부호화를 수행할 수 있다.
2차 변환 정보는 부호화 단위의 끝에서 부호화/복호화될 수 있다. 현재 부호화 블록이 최대 변환 블록 또는 VPDU(Video Processing and Distribution Unit)보다 클 경우 부호화 블록은 변환 블록 크기에 맞게 분할될 수 있다. 이 경우 분할된 첫번째 블록은 2차 변환 정보를 얻기위해 분할된 마지막 블록이 처리될 때 까지 딜레이가 발생할 수 있다. 또한, 이는 최대 4배의 데이터 버퍼링이 필요하게 된다.
또한, 2차 변환은 변환 계수에 대한 시그널링 오버헤드를 줄일 수 있지만, 저주파 영역에 대한 추가적인 양자화를 수행하기 때문에 주관적 화질을 저하시킬 수 있다. 따라서 저주파 영역이 강조되는 큰사이즈의 부호화 블록에 대해서는 특히 주관적 화질의 저하가 발생할 수 있다.
본 발명은 2차 변환 수행시에 발생되는 2차 변환 정보를 얻기위해 분할된 마지막 블록이 처리될 때 까지 기다려야하는 파싱 딜레이와 데이터를 저장하기 위한 최대 4배의 데이터 버퍼링 문제를 해결하는 영상 복호화/부호화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 영상 부호화/복호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 따른 영상 복호화 방법은, 최대 변환 블록 크기 정보를 획득하는 단계; 상기 최대 변환 블록 크기 정보에 기초하여 최대 변환 블록 크기를 유도하는 단계 및 상기 최대 변환 블록 크기 및 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값이 상기 최대 변환 블록 크기보다 클 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록이 1차 역변환 정보에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록이 1차 역변환 정보가 1차 역변환 생략 모드를 나타내는 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은, 최대 변환 블록 크기를 결정하는 단계; 상기 최대 변환 블록 크기를 나타내는 최대 변환 블록 크기 정보를 부호화하는 단계; 및 상기 최대 변환 블록 크기 및 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값이 상기 최대 변환 블록 크기보다 클 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록이 1차 역변환 정보에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는, 상기 현재 블록이 1차 역변환 정보가 1차 역변환 생략 모드를 나타내는 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기록 매체는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 발명은 2차 변환 수행시에 발생되는 2차 변환 정보를 얻기위해 분할된 마지막 블록이 처리될 때 까지 기다려야하는 파싱 딜레이와 데이터를 저장하기 위한 최대 4배의 데이터 버퍼링 문제를 해결하기 위해 변환 단위의 끝에서의 변환 정보 부호화/복호화를 수행하므로써 변환 블록 사이의 독립성을 유지시킬 수 있다.
본 발명은 하나의 부호화 블록에서 다수의 변환 블록으로 분할되는 경우에도, 각 블록마다 2차 변환 정보를 유도할 수 있기 때문에 다른 블록과의 독립성이 생겨 딜레이를 방지할 수 있으며, 또한 데이터 버퍼링을 유지시킬 수 있다.
본 발명은 각 부호화 블록마다 하나의 2차 변환 정보에 대해서만 부호화/복호화할 수 있도록 하여, 부호화 복잡성이나 시그널링 오베헤드를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 큰사이즈의 부호화 블록에 대해 2차 변환을 제한하여 복원 영상의 주관적 화질을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 잔차 신호에 대한 2차 변환 수행시, 2차 변환에 대한 효율적인 엔트로피 부호화 및 복호화를 수행함으로써 2차 변환에서 발생되는 데이터 버퍼링 및 파싱 딜레이를 최소화시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 영상 부호화/복호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 영상의 부호화 및 복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 화면 내 예측에 이용 가능한 참조 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치를 도시한 도면이다.
도 10은 YUV4:2:0일 때, 단일 분할 구조의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 11은 YCbCr4:2:0에서 2개의 다중 분할 구조의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 잔차 신호의 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 및 도 15는 제1변환 블록의 일 예시를 나타내는 도면이다,
도 16 내지 도 18은 제2변환 블록 단위의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 19 및 도 20은 제2변환 블록의 일 예시를 나타내는 도면이다.
도 21 내지 도 23는 변환 결과 제로잉을 설명하기 위한 도면이다.
도 24 내지 도 26은 제2변환 정보 부호화 및 복호화의 수행을 설명하기 위한 도면이다.
도 27 내지 도 29는 제2변환 정보 부호화/복호화 수행 결정을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 AMVP 모드에 대한 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스의 전송 및 엔트로피 부호화/복호화을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 어파인 모드에 대한 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스의 전송 및 엔트로피 부호화/복호화을 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 AMVP 모드에 대한 해상도 셋의 전송 및 엔트로피 부호화/복호화을 설명하기 위한 도면이다.
도 33는 어파인 모드에 대한 해상도 셋의 전송 및 엔트로피 부호화/복호화을 설명하기 위한 도면이다.
도 34은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 35는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "동영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "동영상을 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다.
이하에서, 용어들 "동영상" 및 "비디오"는 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 영상은 부호화의 대상인 부호화 대상 영상 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 영상일 수 있다. 또한, 대상 영상은 부호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있고, 복호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있다. 여기서, 대상 영상은 현재 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
이하에서, 용어들 "영상", "픽처", "프레임(frame)" 및 "스크린(screen)"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 블록은 부호화의 대상인 부호화 대상 블록 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 블록일 수 있다. 또한, 대상 블록은 현재 부호화 및/또는 복호화의 대상인 현재 블록일 수 있다. 예를 들면, 용어들 "대상 블록" 및 "현재 블록"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 용어들 "블록" 및 "유닛"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다. 또는 "블록"은 특정한 유닛을 나타낼 수 있다.
이하에서, 용어들 "영역(region)" 및 "세그먼트(segment)"는 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 특정한 신호는 특정한 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예를 들면, 원(original) 신호는 대상 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예측(prediction) 신호는 예측 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 잔여(residual) 신호는 잔여 블록(residual block)을 나타내는 신호일 수 있다.
실시예들에서, 특정된 정보, 데이터, 플래그(flag), 색인(index) 및 요소(element), 속성(attribute) 등의 각각은 값을 가질 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "0"은 논리 거짓(logical false) 또는 제1 기정의된(predefined) 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "0", 거짓, 논리 거짓 및 제1 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "1"은 논리 참(logical true) 또는 제2 기정의된 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "1", 참, 논리 참 및 제2 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다.
행, 열 또는 색인(index)을 나타내기 위해 i 또는 j 등의 변수가 사용될 때, i의 값은 0 이상의 정수일 수 있으며, 1 이상의 정수일 수도 있다. 말하자면, 실시예들에서 행, 열 및 색인 등은 0에서부터 카운트될 수 있으며, 1에서부터 카운트될 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 부호화 장치를 의미할 수 있다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 복호화 장치를 의미할 수 있다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미할 수 있으며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다. 즉, 샘플, 화소, 픽셀은 서로 같은 의미를 가질 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 즉, 하나의 영상은 복수의 유닛들로 분할될 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 정사각형뿐만 아니라 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree), 3분할트리(ternary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 샘플 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다. 여기서, 쿼드트리는 4분할트리(quarternary tree)를 의미할 수 있다.
부호화 블록의 크기가 소정의 범위 내에 속하는 경우에는 쿼드트리로만 분할이 가능할 수 있다. 여기서, 소정의 범위는 쿼드트리만으로 분할이 가능한 부호화 블록의 최대 크기 및 최소 크기 중 적어도 하나로 정의될 수 있다. 쿼드트리 형태의 분할이 허용되는 부호화 블록의 최대/최소 크기를 나타내는 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있고, 해당 정보는 시퀀스, 픽처 파라미터, 타일 그룹, 또는 슬라이스(세그먼트) 중 적어도 하나의 단위로 시그널링될 수 있다. 또는, 부호화 블록의 최대/최소 크기는 부호화기/복호화기에 기 설정된 고정된 크기일 수도 있다. 예를 들어, 부호화 블록의 크기가 256x256 내지 64x64 에 해당하는 경우에는 쿼드트리로만 분할이 가능할 수 있다. 또는 부호화 블록의 크기가 최대 변환 블록의 크기 보다 큰 경우에는 쿼드트리로만 분할이 가능할 수 있다. 이때, 상기 분할되는 블록은 부호화 블록 또는 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 경우에 부호화 블록의 분할을 나타내는 정보(예컨대, split_flag)는 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 플래그일 수 있다. 부호화 블록의 크기가 소정의 범위 내에 속하는 경우에는 이진트리 또는 3분할트리로만 분할이 가능할 수 있다. 이 경우, 쿼드트리에 관한 상기 설명은 이진트리 또는 3분할트리에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽처 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 영상 내에서 현재 픽처의 현재 블록과 대응하는 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미할 수 있다. 트리 구조(Tree Structure)에서 가장 상위 노드(Root Node)는 분할되지 않은 최초의 유닛에 대응할 수 있다. 가장 상위 노드는 루트 노드로 칭해질 수 있다. 또한, 가장 상위 노드는 최소의 깊이 값을 가질 수 있다. 이 때, 가장 상위 노드는 레벨(Level) 0의 깊이를 가질 수 있다. 레벨 1의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 한 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 2의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 두 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 n의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 n번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 리프 노드(Leaf Node)는 가장 하위의 노드일 수 있으며, 더 분할될 수 없는 노드일 수 있다. 리프 노드의 깊이는 최대 레벨일 수 있다. 예를 들면, 최대 레벨의 기정의된 값은 3일 수 있다. 루트 노드는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더(header) 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 타일 그룹(tile group) 헤더, 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 타일 그룹은 여러 타일을 포함하는 그룹을 의미할 수 있으며, 슬라이스와 동일한 의미일 수 있다.
적응 파라미터 세트는 서로 다른 픽처, 서브픽처, 슬라이스, 타일 그룹, 타일, 혹은 브릭에서 참조하여 공유될 수 있는 파라미터 세트를 의미할 수 있다. 또한, 픽처 내 서브픽처, 슬라이스, 타일 그룹, 타일, 혹은 브릭에서는 서로 다른 적응 파라미터 세트를 참조하여, 적응 파라미터 세트 내 정보를 사용할 수 있다.
또한, 적응 파라미터 세트는 픽처 내 서브픽처, 슬라이스, 타일 그룹, 타일, 혹은 브릭에서는 서로 다른 적응 파라미터 세트의 식별자를 사용하여 서로 다른 적응 파라미터 세트를 참조할 수 있다.
또한, 적응 파라미터 세트는 서브픽처 내 슬라이스, 타일 그룹, 타일, 혹은 브릭에서는 서로 다른 적응 파라미터 세트의 식별자를 사용하여 서로 다른 적응 파라미터 세트를 참조할 수 있다.
또한, 적응 파라미터 세트는 슬라이스 내 타일, 혹은 브릭에서는 서로 다른 적응 파라미터 세트의 식별자를 사용하여 서로 다른 적응 파라미터 세트를 참조할 수 있다.
또한, 적응 파라미터 세트는 타일 내 브릭에서는 서로 다른 적응 파라미터 세트의 식별자를 사용하여 서로 다른 적응 파라미터 세트를 참조할 수 있다.
상기 서브픽처의 파라미터 세트 혹은 헤더에 적응 파라미터 세트 식별자에 대한 정보를 포함하여, 해당 적응 파라미터 세트 식별자에 대응하는 적응 파라미터 세트를 서브픽처에서 사용할 수 있다.
상기 타일의 파라미터 세트 혹은 헤더에 적응 파라미터 세트 식별자에 대한 정보를 포함하여, 해당 적응 파라미터 세트 식별자에 대응하는 적응 파라미터 세트를 타일에서 사용할 수 있다.
상기 브릭의 헤더에 적응 파라미터 세트 식별자에 대한 정보를 포함하여, 해당 적응 파라미터 세트 식별자에 대응하는 적응 파라미터 세트를 브릭에서 사용할 수 있다.
상기 픽처는 하나 이상의 타일 행과 하나 이상의 타일 열로 분할될 수 있다.
상기 서브픽처는 픽처 내에서 하나 이상의 타일 행과 하나 이상의 타일 열로 분할될 수 있다. 상기 서브픽처는 픽처 내에서 직사각형/정사각형 형태를 가지는 영역이며, 하나 이상의 CTU를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 서브픽처 내에는 적어도 하나 이상의 타일/브릭/슬라이스가 포함될 수 있다.
상기 타일은 픽처 내에서 직사각형/정사각형 형태를 가지는 영역이며, 하나 이상의 CTU를 포함할 수 있다. 또한, 타일은 하나 이상의 브릭으로 분할될 수 있다.
상기 브릭은 타일 내에서 하나 이상의 CTU 행을 의미할 수 있다. 타일은 하나 이상의 브릭으로 분할될 수 있고, 각 브릭은 적어도 하나 이상의 CTU 행을 가질 수 있다. 2개 이상으로 분할되지 않는 타일도 브릭을 의미할 수 있다.
상기 슬라이스는 픽처 내에서 하나 이상의 타일을 포함할 수 있고, 타일 내 하나 이상의 브릭을 포함할 수 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 모드(Prediction Mode): 화면 내 예측으로 부호화/복호화되는 모드 또는 화면 간 예측으로 부호화/복호화되는 모드를 지시하는 정보일 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 예측 유닛은 더 작은 크기를 가지는 복수의 파티션(Partition) 또는 복수의 하위 예측 유닛들로 분할 될 수도 있다. 복수의 파티션들 또한 예측 또는 보상의 수행에 있어서의 기본 단위일 수 있다. 예측 유닛의 분할에 의해 생성된 파티션 또한 예측 유닛일 수 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미할 수 있다.
참조 영상 리스트(Reference Picture List): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 하나 이상의 참조 영상들을 포함하는 리스트를 의미할 수 있다. 참조 영상 리스트의 종류는 LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) 등이 있을 수 있으며, 화면 간 예측에는 1개 이상의 참조 영상 리스트들이 사용될 수 있다.
화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 현재 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향 예측 등)을 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 개수를 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대해 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 개수를 의미할 수 있다.
예측 리스트 활용 플래그(prediction list utilization flag): 특정 참조 영상 리스트 내 적어도 하나의 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하는지 여부를 나타낸다. 예측 리스트 활용 플래그를 이용하여 화면 간 예측 지시자를 도출할 수 있고, 반대로 화면 간 예측 지시자를 이용하여 예측 리스트 활용 플래그를 도출할 수 있다. 예를 들어, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값인 0을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트 내 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하지 않는 것을 나타낼 수 있고, 제2 값인 1을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있는 것을 나타낼 수 있다.
참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상을 지시하는 색인을 의미할 수 있다.
참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 블록이 참조하는 영상을 의미할 수 있다. 또는, 참조 영상은 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 위해 현재 블록이 참조하는 참조 블록을 포함하는 영상일 수 있다. 이하, 용어 "참조 픽처" 및 "참조 영상"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 움직임 벡터는 부호화/복호화 대상 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. mvX는 수평(horizontal) 성분, mvY는 수직(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.
탐색 영역(Search Range): 탐색 영역은 화면 간 예측 중 움직임 벡터에 대한 탐색이 이루어지는 2차원의 영역일 수 있다. 예를 들면, 탐색 영역의 크기는 MxN일 수 있다. M 및 N은 각각 양의 정수일 수 있다.
움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 블록 혹은 그 블록의 움직임 벡터를 의미할 수 있다. 또한, 움직임 벡터 후보는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함될 수 있다.
움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 하나 이상의 움직임 벡터 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)일 수 있다.
움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자 뿐만 아니라 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트 정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 머지 후보, 머지 색인 등 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 하나 이상의 머지 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 의미할 수 있다. 머지 후보는 화면 간 예측 지시자, 각 리스트에 대한 참조 영상 색인, 움직임 벡터, 예측 리스트 활용 플래그, 화면 간 예측 지시자 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.
머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 또한, 머지 색인은 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다. 또한, 머지 색인은 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 더 작은 크기를 가지는 복수의 하위 변환 유닛들로 분할될 수 있다. 여기서, 변환/역변환은 1차 변환/역변환 및 2차 변환/역변환 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
스케일링(Scaling): 양자화된 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있다. 양자화된 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수를 이용하여 양자화된 레벨(quantized level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 양자화된 레벨을 스케일링하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분(difference) 값을 의미할 수 있다.
스캔(Scan): 유닛, 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다. 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨 혹은 양자화된 레벨을 의미할 수 있다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미할 수 있다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미할 수 있다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
통계값(statistic value): 연산 가능한 특정 값들을 가지는 변수, 부호화 파라미터, 상수 등 적어도 하나에 대한 통계값은 해당 특정 값들의 평균값, 합값, 가중평균값, 가중합값, 최소값, 최대값, 최빈값, 중간값, 보간값 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 부호화된 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장될 수 있거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 사용하여 잔여 블록을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 샘플을 참조 샘플로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이때, 상기 영역으로 탐색 영역을 사용할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 여기서, 참조 영상에 대한 부호화/복호화가 처리되었을 때 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)와 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나, 양자화하거나, 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 생성된 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 생성된 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 샘플에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태(form) 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 색인 등)뿐만 아니라, 부호화 과정 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 형태, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 3분할트리 형태의 분할 여부, 3분할트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 3분할트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 여부, 복합형트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 복합형트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 트리(이진트리 혹은 3분할 트리), 예측 모드(화면 내 예측 또는 화면 간 예측), 화면 내 휘도 예측 모드/방향, 화면 내 색차 예측 모드/방향, 화면 내 분할 정보, 화면 간 분할 정보, 부호화 블록 분할 플래그, 예측 블록 분할 플래그, 변환 블록 분할 플래그, 참조 샘플 필터링 방법, 참조 샘플 필터 탭, 참조 샘플 필터 계수, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 예측 블록 경계 필터링 방법, 예측 블록 경계 필터 탭, 예측 블록 경계 필터 계수, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 색인, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 색인, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 색인, 2차 변환 색인, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 잔여 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프내 필터 적용 여부, 적응적 루프내 필터 계수, 적응적 루프내 필터 탭, 적응적 루프내 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 중요 계수 플래그, 마지막 중요 계수 플래그, 계수 그룹 단위 부호화 플래그, 마지막 중요 계수 위치, 계수 값이 1보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 2보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 3보다 큰지에 대한 플래그, 나머지 계수 값 정보, 부호(sign) 정보, 복원된 휘도 샘플, 복원된 색차 샘플, 잔여 휘도 샘플, 잔여 색차 샘플, 휘도 변환 계수, 색차 변환 계수, 휘도 양자화된 레벨, 색차 양자화된 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 크기, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 형태, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 횟수, CTU 크기 정보, 최소 블록 크기 정보, 최대 블록 크기 정보, 최대 블록 깊이 정보, 최소 블록 깊이 정보, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 그룹 식별 정보, 타일 그룹 타입, 타일 그룹 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 입력 샘플 비트 심도, 복원 샘플 비트 심도, 잔여 샘플 비트 심도, 변환 계수 비트 심도, 양자화된 레벨 비트 심도, 휘도 신호에 대한 정보, 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 색인을 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 복호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 참조 픽처 버퍼(190)에 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수와 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프내 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 샘플, 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 루프내 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에서 발생한 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 샘플을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 샘플 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 샘플 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 샘플의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프내 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프내 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프내 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(180)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 샘플 값을 이용하는 공간적 예측을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프내 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다. 필터부(260)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(260)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 예측 모드 및 화면 간 예측 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 복수의 하위 유닛들로 분할될 수 있다. 말하자면, 유닛 및 상기의 유닛의 분할에 의해 생성된 하위 유닛은 노드 및 상기의 노드의 자식 노드에 각각 대응할 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다. 유닛 깊이는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 하위 유닛의 분할 정보는 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
분할 구조는 CTU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. 재귀적 분할에 의해, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나의 크기가 분할 전의 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나에 비해 감소될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, CTU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, CTU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. CTU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 예를 들면, 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 또한, 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 4개의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소할 수 있다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 CTU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할(쿼드트리 분할, quad-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 8x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 8x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할(이진트리 분할, binary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기를 1:2:1의 비율로 분할함으로써, 3개의 부호화 유닛으로 분할 할 수 있다. 일 예로, 16x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 상측부터 각각 16x8, 16x16 및 16x8의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 좌측부터 각각 8x32, 16x32 및 8x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 3분할트리(ternary-tree) 형태로 분할(3분할트리 분할, ternary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
도 3의 CTU(320)는 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할이 모두 적용된 CTU의 일 예이다.
전술한 바와 같이, CTU를 분할하기 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 각각의 분할은 소정의 우선 순위에 기초하여 적용될 수 있다. 예컨대, CTU에 대해 쿼드트리 분할이 우선적으로 적용될 수 있다. 더 이상 쿼드트리 분할될 수 없는 부호화 유닛은 쿼드트리의 리프 노드에 해당될 수 있다. 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 및/또는 3분할트리의 루트 노드가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 이 때, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 이진트리 분할하거나 3분할트리 분할하여 생성된 부호화 유닛에 대해서는 다시 쿼드트리 분할이 수행되지 않도록 함으로써, 블록의 분할 및/또는 분할 정보의 시그널링을 효과적으로 수행할 수 있다.
쿼드트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 쿼드 분할 정보를 이용하여 시그널링될 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 쿼드 분할 정보는 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에는 우선순위가 존재하지 않을 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할될 수 있다. 또한, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해 생성된 부호화 유닛은 다시 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에 우선순위가 존재하지 않는 경우의 분할은 복합형트리 분할(multi-type tree partition)이라고 호칭할 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 복합형트리(multi-type tree)의 루트 노드가 될 수 있다. 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 시그널링될 수 있다. 상기 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할을 위해 순차적으로 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보가 시그널링될 수도 있다.
제1값(예컨대, '1')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 방향 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 방향 정보는 복합형트리 분할의 분할 방향을 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 세로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 가로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 트리 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 트리 정보는 복합형트리 분할을 위해 사용된 트리를 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 이진트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 3분할트리 분할됨을 지시할 수 있다.
분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및 분할 방향 정보는 각각 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나는 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 상기 정보들의 엔트로피 부호화/복호화를 위해, 현재 부호화 유닛에 인접한 주변 부호화 유닛의 정보가 이용될 수 있다. 예컨대, 좌측 부호화 유닛 및/또는 상측 부호화 유닛의 분할 형태(분할 여부, 분할 트리 및/또는 분할 방향)는 현재 부호화 유닛의 분할 형태와 유사할 확률이 높다. 따라서, 주변 부호화 유닛의 정보에 기초하여, 현재 부호화 유닛의 정보의 엔트로피 부호화/복호화를 위한 컨텍스트 정보를 유도할 수 있다. 이때, 주변 부호화 유닛의 정보에는 해당 부호화 유닛의 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
다른 실시예로서, 이진트리 분할과 3분할트리 분할 중, 이진트리 분할이 우선적으로 수행될 수 있다. 즉, 이진트리 분할이 먼저 적용되고, 이진트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 3분할트리의 루트 노드로 설정할 수도 있다. 이 경우, 3분할트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해서는 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다.
쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할에 의해 더 이상 분할되지 않는 부호화 유닛은 부호화, 예측 및/또는 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 예측 및/또는 변환을 위해 부호화 유닛이 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 따라서, 부호화 유닛을 예측 유닛 및/또는 변환 유닛으로 분할하기 위한 분할 구조, 분할 정보 등이 비트스트림에 존재하지 않을 수 있다.
다만, 분할의 단위가 되는 부호화 유닛의 크기가 최대 변환 블록의 크기보다 큰 경우, 해당 부호화 유닛은 최대 변환 블록의 크기와 같거나 또는 작은 크기가 될 때까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 64x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 4개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 32x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 2개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 변환을 위한 부호화 유닛의 분할 여부는 별도로 시그널링되지 않고, 상기 부호화 유닛의 가로 또는 세로와 최대 변환 블록의 가로 또는 세로의 비교에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 가로가 최대 변환 블록의 가로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 세로로 2등분 될 수 있다. 또한, 부호화 유닛의 세로가 최대 변환 블록의 세로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 가로로 2등분 될 수 있다.
부호화 유닛의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보, 변환 블록의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 타일 레벨, 타일 그룹 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최대 크기는 64x64로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다.
쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(쿼드트리 최소 크기)에 관한 정보 및/또는 복합형트리의 루트 노드에서 리프 노드에 이르는 최대 깊이(복합형트리 최대 깊이)에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨, 타일 그룹 레벨, 타일 레벨 등일 수 있다. 상기 쿼드트리 최소 크기에 관한 정보 및/또는 상기 복합형트리 최대 깊이에 관한 정보는 화면 내 슬라이스와 화면 간 슬라이스의 각각에 대해 시그널링되거나 결정될 수 있다.
CTU의 크기와 변환 블록의 최대 크기에 대한 차분 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨, 타일 그룹 레벨, 타일 레벨 등일 수 있다. 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(이진트리 최대 크기)에 관한 정보는 부호화 트리 유닛의 크기와 상기 차분 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(3분할트리 최대 크기)는 슬라이스의 타입에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예컨대, 화면 내 슬라이스인 경우, 3분할트리 최대 크기는 32x32일 수 있다. 또한, 예컨대, 화면 간 슬라이스인 경우, 3분할 트리 최대 크기는 128x128일 수 있다. 예컨대, 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(이진트리 최소 크기) 및/또는 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(3분할트리 최소 크기)는 부호화 블록의 최소 크기로 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 이진트리 최대 크기 및/또는 3분할트리 최대 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 또한, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다.
전술한 다양한 블록의 크기 및 깊이 정보에 기초하여, 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및/또는 분할 방향 정보 등이 비트스트림에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
예컨대, 부호화 유닛의 크기가 쿼드트리 최소 크기보다 크지 않으면, 상기 부호화 유닛은 쿼드 분할 정보를 포함하지 않고, 해당 쿼드 분할 정보는 제2값으로 추론될 수 있다.
예컨대, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최대 크기(가로 및 세로) 및/또는 3분할트리 최대 크기(가로 및 세로)보다 큰 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최소 크기(가로 및 세로)와 동일하거나, 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 3분할트리 최소 크기(가로 및 세로)의 두 배와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다. 왜냐하면, 상기 부호화 유닛을 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할할 경우, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기보다 작은 부호화 유닛이 생성되기 때문이다.
또는, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할은 가상의 파이프라인 데이터 유닛의 크기(이하, 파이프라인 버퍼 크기)에 기초하여 제한될 수 있다. 예컨대, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해, 부호화 유닛이 파이프라인 버퍼 크기에 적합하지 않은 서브 부호화 유닛으로 분할될 경우, 해당 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할은 제한될 수 있다. 파이프라인 버퍼 크기는 최대 변환 블록의 크기(예컨대, 64X64)일 수 있다. 예컨대, 파이프라인 버퍼 크기가 64X64일 때, 아래의 분할은 제한될 수 있다.
- NxM(N 및/또는 M은 128) 부호화 유닛에 대한 3분할트리 분할
- 128xN(N <= 64) 부호화 유닛에 대한 수평 방향 이진트리 분할
- Nx128(N <= 64) 부호화 유닛에 대한 수직 방향 이진트리 분할
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 복합형트리 내의 깊이가 복합형트리 최대 깊이와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할, 수평 방향 이진트리 분할, 수직 방향 3분할트리 분할 및 수평 방향 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 가능한 경우에만, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수평 방향 이진트리 분할이 모두 가능하거나, 수직 방향 3분할트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 방향 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 방향 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 방향을 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수직 방향 3분할트리 분할이 모두 가능하거나, 수평 방향 이진트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 트리 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 트리 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 트리를 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 중심으로부터 외곽으로의 화살표들은 화면 내 예측 모드들의 예측 방향들을 나타낼 수 있다.
화면 내 부호화 및/또는 복호화는 현재 블록의 주변 블록의 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록일 수 있다. 예를 들면, 화면 내 부호화 및/또는 복호화는 복원된 주변 블록이 포함하는 참조 샘플의 값 또는 부호화 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다.
예측 블록은 화면 내 예측의 수행의 결과로 생성된 블록을 의미할 수 있다. 예측 블록은 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 예측 블록의 단위는 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나의 크기일 수 있다. 예측 블록은 2x2, 4x4, 16x16, 32x32 또는 64x64 등의 크기를 갖는 정사각형의 형태의 블록일 수 있고, 2x8, 4x8, 2x16, 4x16 및 8x16 등의 크기를 갖는 직사각형 모양의 블록일 수도 있다.
화면 내 예측은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드에 따라 수행될 수 있다. 현재 블록이 가질 수 있는 화면 내 예측 모드의 개수는 기정의된 고정된 값일 수 있으며, 예측 블록의 속성에 따라 다르게 결정된 값일 수 있다. 예를 들면, 예측 블록의 속성은 예측 블록의 크기 및 예측 블록의 형태 등을 포함할 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기에 관계없이 N개로 고정될 수 있다. 또는, 예를 들면, 화면 내 예측 모드의 개수는 3, 5, 9, 17, 34, 35, 36, 65, 또는 67 등일 수 있다. 또는, 화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기 및/또는 색 성분(color component)의 타입에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, 색 성분이 휘도(luma) 신호인지 아니면 색차(chroma) 신호인지에 따라 화면 내 예측 모드의 개수가 다를 수 있다. 예컨대, 블록의 크기가 커질수록 화면 내 예측 모드의 개수는 많아질 수 있다. 또는 휘도 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수는 색차 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수보다 많을 수 있다.
화면 내 예측 모드는 비방향성 모드 또는 방향성 모드일 수 있다. 비방향성 모드는 DC 모드 또는 플래너(Planar) 모드일 수 있으며, 방향성 모드(angular mode)는 특정한 방향 또는 각도를 가지는 예측 모드일 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드는 모드 번호, 모드 값, 모드 숫자, 모드 각도, 모드 방향 중 적어도 하나로 표현될 수 있다. 화면 내 예측 모드의 개수는 상기 비방향성 및 방향성 모드를 포함하는 하나 이상의 M개 일 수 있다.현재 블록을 화면 내 예측하기 위해 복원된 주변 블록에 포함되는 샘플들이 현재 블록의 참조 샘플로 이용 가능한지 여부를 검사하는 단계가 수행될 수 있다. 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플이 존재할 경우, 복원된 주변 블록에 포함된 샘플들 중 적어도 하나의 샘플 값을 복사 및/또는 보간한 값을 이용하여 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플의 샘플 값으로 대체한 후, 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 있다.
도 7은 화면 내 예측에 이용 가능한 참조 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 화면 내 예측을 위해, 참조 샘플 라인 0 내지 참조 샘플 라인 3 중 적어도 하나가 이용될 수 있다. 도 7에 있어서, 세그먼트 A와 세그먼트 F의 샘플들은 복원된 이웃 블록으로부터 가져오는 대신 각각 세그먼트 B와 세그먼트 E의 가장 가까운 샘플들로 패딩될 수 있다. 현재 블록의 화면 내 예측을 위해 이용될 참조 샘플 라인을 지시하는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 있어서, 참조 샘플 라인 0, 1, 2 를 지시하는 인덱스 정보로 참조 샘플 라인 지시자 0, 1, 2 를 시그널링 할 수 있다. 현재 블록의 상단 경계가 CTU의 경계인 경우, 참조 샘플 라인 0만 이용가능할 수 있다. 따라서 이 경우, 상기 인덱스 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 참조 샘플 라인 0 이외에 다른 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, 후술하는 예측 블록에 대한 필터링은 수행되지 않을 수 있다.
화면 내 예측 시 화면 내 예측 모드 및 현재 블록의 크기 중 적어도 하나에 기반하여 참조 샘플 또는 예측 샘플 중 적어도 하나에 필터를 적용할 수 있다.
플래너 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 예측 대상 샘플의 예측 블록 내 위치에 따라, 현재 샘플의 상단 및 좌측 참조 샘플, 현재 블록의 우상단 및 좌하단 참조 샘플의 가중합을 이용하여 예측 대상 샘플의 샘플값을 생성할 수 있다. 또한, DC 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 현재 블록의 상단 및 좌측 참조 샘플들의 평균 값을 이용할 수 있다. 또한, 방향성 모드의 경우 현재 블록의 상단, 좌측, 우상단 및/또는 좌하단 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성 할 수 있다. 예측 샘플 값 생성을 위해 실수 단위의 보간을 수행 할 수도 있다.
색 성분간 화면 내 예측의 경우, 제1 색 성분의 대응 복원 블록에 기초하여 제2 색 성분의 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 예컨대, 제1 색 성분은 휘도 성분, 제2 색 성분은 색차 성분일 수 있다. 색 성분간 화면 내 예측을 위해, 제1 색 성분과 제2 색 성분 간의 선형 모델의 파라미터가 템플릿에 기초하여 유도될 수 있다. 템플릿은 현재 블록의 상단 및/또는 좌측 주변 샘플 및 이에 대응하는 제1 색 성분의 복원 블록의 상단 및/또는 좌측 주변 샘플을 포함할 수 있다. 예컨대, 선형 모델의 파라미터는 템플릿내의 샘플들 중 최대값을 갖는 제1 색 성분의 샘플값과 이에 대응하는 제2 색 성분의 샘플값, 템플릿내의 샘플들 중 최소값을 갖는 제1 색 성분의 샘플값과 이에 대응하는 제2 색 성분의 샘플값을 이용하여 유도될 수 있다. 선형 모델의 파라미터가 유도되면, 대응 복원 블록을 선형 모델에 적용하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 영상 포맷에 따라, 제1 색 성분의 복원 블록의 주변 샘플 및 대응 복원 블록에 대해 서브 샘플링이 수행될 수 있다. 예컨대, 제2 색 성분의 1개의 샘플이 제1 색 성분의 4개의 샘플들에 대응되는 경우, 제1 색 성분의 4개의 샘플들을 서브 샘플링하여, 1개의 대응 샘플을 계산할 수 있다. 이 경우, 선형 모델의 파라미터 유도 및 색 성분간 화면 내 예측은 서브 샘플링된 대응 샘플에 기초하여 수행될 수 있다. 색 성분간 화면 내 예측의 수행 여부 및/또는 템플릿의 범위는 화면 내 예측 모드로서 시그널링될 수 있다.
현재 블록은 가로 또는 세로 방향으로 2개 또는 4개의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 분할된 서브 블록들은 순차적으로 복원될 수 있다. 즉, 서브 블록에 대해 화면 내 예측이 수행되어 서브 예측 블록이 생성될 수 있다. 또한, 서브 블록에 대해 역양자화 및/또는 역변환이 수행되어 서브 잔차 블록이 생성될 수 있다. 서브 예측 블록을 서브 잔차 블록에 더해서 복원된 서브 블록이 생성될 수 있다. 복원된 서브 블록은 후순위 서브 블록의 화면 내 예측을 위한 참조 샘플로서 이용될 수 있다. 서브 블록은 소정 개수(예컨대, 16개) 이상의 샘플들을 포함하는 블록일 수 있다. 따라서, 예컨대, 현재 블록이 8x4 블록 또는 4x8 블록의 경우, 현재 블록은 2개의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 또한, 현재 블록이 4x4 블록인 경우, 현재 블록은 서브 블록들로 분할될 수 없다. 현재 블록이 그 외의 크기를 갖는 경우, 현재 블록은 4개의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 상기 서브 블록 기반의 화면 내 예측의 수행 여부 및/또는 분할 방향(가로 또는 세로)에 관한 정보가 시그널링될 수 있다. 상기 서브 블록 기반의 화면 내 예측은 참조 샘플 라인 0을 이용하는 경우에만 수행되도록 제한될 수 있다. 상기 서브 블록 기반의 화면 내 예측이 수행되는 경우, 후술하는 예측 블록에 대한 필터링은 수행되지 않을 수 있다.
화면 내 예측된 예측 블록에 필터링을 수행하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 필터링은 필터링 대상 샘플, 좌측 참조 샘플, 상단 참조 샘플 및/또는 좌상단 참조 샘플에 소정의 가중치를 적용함으로써 수행될 수 있다. 상기 필터링에 이용되는 가중치 및/또는 참조 샘플(범위, 위치 등)은 블록 크기, 화면 내 예측 모드 및 필터링 대상 샘플의 예측 블록 내 위치 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 필터링은 소정의 화면 내 예측 모드(예컨대, DC, planar, 수직, 수평, 대각 및/또는 인접 대각 모드)의 경우에만 수행될 수 있다. 인접 대각 모드는 대각 모드에 k를 가감한 모드일 수 있다. 예컨대, k는 8 이하의 양의 정수일 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 블록의 주변에 존재하는 블록의 화면 내 예측 모드로부터 예측하여 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하다는 정보를 시그널링할 수 있다. 또한, 복수 개의 주변 블록의 화면 내 예측 모드 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 화면 내 예측 모드에 대한 지시자 정보를 시그널링 할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 상이하면 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 기초로 엔트로피 부호화/복호화를 수행하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 사각형은 영상을 나타낼 수 있다. 또한, 도 5에서 화살표는 예측 방향을 나타낼 수 있다. 각 영상은 부호화 타입에 따라 I 픽처(Intra Picture), P 픽처(Predictive Picture), B 픽처(Bi-predictive Picture) 등으로 분류될 수 있다.
I 픽처는 화면 간 예측 없이 화면 내 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. P 픽처는 단방향(예컨대, 순방향 또는 역방향)에 존재하는 참조 영상만을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. B 픽처는 쌍방향(예컨대, 순방향 및 역방향)에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화 될 수 있다. 또한, B 픽처인 경우, 쌍방향에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측 또는 순방향 및 역방향 중 일 방향에 존재하는 참조 영상을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. 여기에서, 쌍방향은 순방향 및 역방향일 수 있다. 여기서, 화면 간 예측이 사용되는 경우, 부호화기에서는 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있고, 복호화기에서는 그에 대응하는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
아래에서, 실시예에 따른 화면 간 예측에 대해 구체적으로 설명된다.
화면 간 예측 혹은 움직임 보상은 참조 영상 및 움직임 정보를 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록에 대한 움직임 정보는 부호화 장치(100) 및 복호화 장치(200)의 각각에 의해 화면 간 예측 중 도출될 수 있다. 움직임 정보는 복원된 주변 블록의 움직임 정보, 콜 블록(collocated block; col block)의 움직임 정보 및/또는 콜 블록에 인접한 블록을 이용하여 도출될 수 있다. 콜 블록은 이미 복원된 콜 픽처(collocated picture; col picture) 내에서 현재 블록의 공간적 위치에 대응하는 블록일 수 있다. 여기서, 콜 픽처는 참조 영상 리스트에 포함된 적어도 하나의 참조 영상 중에서 하나의 픽처일 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 화면 간 예측을 위해 적용되는 예측 모드로서, AMVP 모드, 머지 모드, 스킵 모드, 움직임 벡터 차분을 가진 머지 모드, 서브 블록 머지 모드, 기하 분할 모드, 인터 인트라 결합 예측 모드, 어파인 인터 모드 등이 있을 수 있다. 여기서 머지 모드를 움직임 병합 모드(motion merge mode)라고 지칭할 수 있다.
예를 들면, 예측 모드로서, AMVP가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터, 콜 블록의 움직임 벡터, 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터, (0, 0) 움직임 벡터 중 적어도 하나를 움직임 벡터 후보로 결정하여 움직임 벡터 후보 리스트(motion vector candidate list)를 생성할 수 있다. 생성된 움직임 벡터 후보 리스트를 이용하여 움직임 벡터 후보를 유도할 수 있다. 유도된 움직임 벡터 후보를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 콜 블록의 움직임 벡터 또는 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터를 시간적 움직임 벡터 후보(temporal motion vector candidate)라 지칭할 수 있고, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터를 공간적 움직임 벡터 후보(spatial motion vector candidate)라 지칭할 수 있다.
부호화 장치(100)는 현재 블록의 움직임 벡터 및 움직임 벡터 후보 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 계산할 수 있고, MVD를 엔트로피 부호화할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 후보 색인을 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 움직임 벡터 후보 색인은 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 후보를 지시할 수 있다. 복호화 장치(200)는 움직임 벡터 후보 색인을 비트스트림으로부터 엔트로피 복호화하고, 엔트로피 복호화된 움직임 벡터 후보 색인을 이용하여 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화된 MVD 및 움직임 벡터 후보의 합을 통해 복호화 대상 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
한편, 부호화 장치(100)는 계산된 MVD의 해상도 정보를 엔트로피 부호화할 수 있다. 복호화 장치(200)는 MVD 해상도 정보를 이용하여 엔트로피 복호화된 MVD의 해상도를 조정할 수 있다.
한편, 부호화 장치(100)는 어파인 모델에 기반하여 현재 블록의 움직임 벡터 및 움직임 벡터 후보 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 계산할 수 있고, MVD를 엔트로피 부호화할 수 있다. 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화된 MVD 및 어파인 제어 움직임 벡터 후보의 합을 통해 복호화 대상 블록의 어파인 제어 움직임 벡터를 도출하여 서브 블록 단위로 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
비트스트림은 참조 영상을 지시하는 참조 영상 색인 등을 포함할 수 있다. 참조 영상 색인은 엔트로피 부호화되어 비트스트림을 통해 부호화 장치(100)로부터 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다. 복호화 장치(200)는 유도된 움직임 벡터와 참조 영상 색인 정보에 기반하여 복호화 대상 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식의 다른 예로, 머지 모드가 있다. 머지 모드란 복수의 블록들에 대한 움직임의 병합을 의미할 수 있다. 머지 모드는 현재 블록의 움직임 정보를 주변 블록의 움직임 정보로부터 유도하는 모드를 의미할 수 있다. 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 생성할 수 있다. 움직임 정보는 1) 움직임 벡터, 2) 참조 영상 색인, 및 3) 화면 간 예측 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예측 지시자는 단방향 (L0 예측, L1 예측) 또는 쌍방향일 수 있다.
머지 후보 리스트는 움직임 정보들이 저장된 리스트를 나타낼 수 있다. 머지 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보는, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 정보(공간적 머지 후보(spatial merge candidate)) 및 참조 영상에서 현재 블록에 대응되는(collocated) 블록의 움직임 정보(시간적 머지 후보(temporal merge candidate)), 이미 머지 후보 리스트에 존재하는 움직임 정보들의 조합에 의해 생성된 새로운 움직임 정보, 현재 블록 이전에 부호화/복호화된 블록의 움직임 정보(히스토리 기반 머지 후보(history-based merge candidate)) 및 제로 머지 후보 중 적어도 하나일 수 있다.
부호화 장치(100)는 머지 플래그(merge flag) 및 머지 색인(merge index) 중 적어도 하나를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성한 후 복호화 장치(200)로 시그널링할 수 있다. 머지 플래그는 블록 별로 머지 모드를 수행할지 여부를 나타내는 정보일 수 있고, 머지 색인은 현재 블록에 인접한 주변 블록들 중 어떤 블록과 머지를 할 것인가에 대한 정보일 수 있다. 예를 들면, 현재 블록의 주변 블록들은 현재 블록의 좌측 인접 블록, 상단 인접 블록 및 시간적 인접 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 부호화 장치(100)는 머지 후보의 움직임 정보 중 움직임 벡터를 보정하기 위한 보정 정보를 엔트로피 부호화하여 복호화 장치(200)로 시그널링할 수 있다. 복호화 장치(200)는 머지 색인에 의해 선택된 머지 후보의 움직임 벡터를 보정 정보에 기초하여 보정할 수 있다. 여기서, 보정 정보는 보정 여부 정보, 보정 방향 정보 및 보정 크기 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 위와 같이, 시그널링되는 보정 정보를 기초로 머지 후보의 움직임 벡터를 보정하는 예측 모드를 움직임 벡터 차분을 가진 머지 모드로 칭할 수 있다.
스킵 모드는 주변 블록의 움직임 정보를 그대로 현재 블록에 적용하는 모드일 수 있다. 스킵 모드가 사용되는 경우, 부호화 장치(100)는 어떤 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로서 이용할 것인지에 대한 정보를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 통해 복호화 장치(200)에 시그널링할 수 있다. 이때, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 차분 정보, 부호화 블록 플래그 및 변환 계수 레벨(양자화된 레벨) 중 적어도 하나에 관한 구문요소를 복호화 장치(200)에 시그널링하지 않을 수 있다.
서브 블록 머지 모드(subblock merge mode)는, 부호화 블록(CU)의 서브 블록 단위로 움직임 정보를 유도하는 모드를 의미할 수 있다. 서브 블록 머지 모드가 적용되는 경우, 참조 영상에서 현재 서브 블록에 대응되는(collocated) 서브 블록의 움직임 정보 (서브블록 기반 시간적 머지 후보(Sub-block based temporal merge candidate)) 및/또는 어파인 제어 포인트 움직임 벡터 머지 후보(affine control point motion vector merge candidate)를 이용하여 서브 블록 머지 후보 리스트(subblock merge candidate list)가 생성될 수 있다.
기하 분할 모드(geometric partitioning mode)는, 현재 블록을 소정의 방향으로 분할하여 각각의 움직임 정보를 유도하고, 유도된 각각의 움직임 정보를 이용하여 각각의 예측 샘플을 유도하고, 유도된 각각의 예측 샘플을 가중합하여 현재 블록의 예측 샘플을 유도하는 모드를 의미할 수 있다.
인터 인트라 결합 예측 모드는, 화면 간 예측으로 생성된 예측 샘플과 화면 내 예측으로 생성된 예측 샘플을 가중합하여 현재 블록의 예측 샘플을 유도하는 모드를 의미할 수 있다.
복호화 장치(200)는 도출된 움직임 정보를 자체적으로 보정할 수 있다. 복호화 장치(200)는 도출된 움직임 정보가 지시하는 참조 블록을 기준으로 기정의된 구역 탐색하여 최소의 SAD를 갖는 움직임 정보를 보정된 움직임 정보로 유도할 수 있다.
복호화 장치(200)는 광학적 흐름(Optical Flow)을 이용하여 화면 간 예측을 통해 유도된 예측 샘플을 보상할 수 있다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이 잔여 신호에 변환 및/또는 양자화 과정을 수행하여 양자화된 레벨이 생성될 수 있다. 상기 잔여 신호는 원본 블록과 예측 블록(화면 내 예측 블록 혹은 화면 간 예측 블록) 간의 차분으로 생성될 수 있다. 여기에서, 예측 블록은 화면 내 예측 또는 화면 간 예측에 의해 생성된 블록일 수 있다. 여기서, 변환은 1차 변환 및 2차 변환 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 잔여 신호에 대해서 1차 변환을 수행하면 변환 계수가 생성될 수 있고, 변환 계수에 2차 변환을 수행하여 2차 변환 계수를 생성할 수 있다.
1차 변환(Primary Transform)은 기 정의된 복수의 변환 방법 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 일예로, 기 정의된 복수의 변환 방법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform) 또는 KLT(Karhunen-Loeve Transform) 기반 변환 등을 포함할 수 있다. 1차 변환이 수행 후 생성되는 변환 계수에 2차 변환(Secondary Transform)을 수행할 수 있다. 1차 변환 및/또는 2차 변환시에 적용되는 변환 방법은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 또는 변환 방법을 지시하는 변환 정보가 시그널링될 수도 있다. DCT 기반 변환은 예컨대, DCT2, DCT-8 등을 포함할 수 있다. DST 기반 변환은 예컨대, DST-7을 포함할 수 있다.
1차 변환 및/또는 2차 변환이 수행된 결과 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 양자화된 레벨을 생성할 수 있다. 양자화된 레벨은 화면 내 예측 모드 또는 블록 크기/형태 중 적어도 하나를 기준으로 우상단 대각 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔 중 적어도 하나에 따라 스캐닝(scanning) 될 수 있다. 예를 들어, 우상단(up-right) 대각 스캐닝을 이용하여 블록의 계수를 스캔함으로써 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 블록의 크기 및/또는 화면 내 예측 모드에 따라 우상단 대각 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 스캐닝된 양자화된 레벨은 엔트로피 부호화되어 비트스트림에 포함될 수 있다.
복호화기에서는 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 양자화된 레벨을 생성할 수 있다. 양자화된 레벨은 역 스캐닝(Inverse Scanning)되어 2차원의 블록 형태로 정렬될 수 있다. 이때, 역 스캐닝의 방법으로 우상단 대각 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
양자화된 레벨에 역양자화를 수행할 수 있고, 2차 역변환 수행 여부에 따라 2차 역변환을 수행할 수 있고, 2차 역변환이 수행된 결과에 1차 역변환 수행 여부에 따라 1차 역변환을 수행하여 복원된 잔여 신호가 생성될 수 있다.
화면 내 예측 또는 화면 간 예측을 통해 복원된 휘도 성분에 대해 인루프 필터링 전에 동적 범위(dynamic range)의 역매핑(inverse mapping)이 수행될 수 있다. 동적 범위는 16개의 균등한 조각(piece)으로 분할될 수 있고, 각 조각에 대한 매핑 함수가 시그널링될 수 있다. 상기 매핑 함수는 슬라이스 레벨 또는 타일 그룹 레벨에서 시그널링될 수 있다. 상기 역매핑을 수행하기 위한 역매핑 함수는 상기 매핑 함수에 기초하여 유도될 수 있다. 인루프 필터링, 참조 픽처의 저장 및 움직임 보상은 역매핑된 영역에서 수행되며, 화면 간 예측을 통해 생성된 예측 블록은 상기 매핑 함수를 이용한 매핑에 의해 매핑된 영역으로 전환된 후, 복원 블록의 생성에 이용될 수 있다. 그러나, 화면 내 예측은 매핑된 영역에서 수행되므로, 화면 내 예측에 의해 생성된 예측 블록은 매핑/역매핑 없이, 복원 블록의 생성에 이용될 수 있다.
현재 블록이 색차 성분의 잔차 블록인 경우, 매핑된 영역의 색차 성분에 대해 스케일링을 수행함으로써 상기 잔차 블록은 역매핑된 영역으로 전환될 수 있다. 상기 스케일링의 가용 여부는 슬라이스 레벨 또는 타일 그룹 레벨에서 시그널링될 수 있다. 상기 스케일링은 루마 성분에 대한 상기 매핑이 가용하고 휘도 성분의 분할과 색차 성분의 분할이 동일한 트리 구조를 따르는 경우에만 상기 스케일링이 적용될 수 있다. 상기 스케일링은 상기 색차 블록에 대응하는 휘도 예측 블록의 샘플값의 평균에 기초하여 수행될 수 있다. 이 때, 현재 블록이 화면 간 예측을 사용하는 경우, 상기 휘도 예측 블록은 매핑된 휘도 예측 블록을 의미할 수 있다. 휘도 예측 블록의 샘플값의 평균이 속하는 조각(piece)의 인덱스를 이용하여, 룩업테이블을 참조함으로써, 상기 스케일링에 필요한 값을 유도할 수 있다. 최종적으로 상기 유도된 값을 이용하여 상기 잔차 블록을 스케일링함으로써, 상기 잔차 블록은 역매핑된 영역으로 전환될 수 있다. 이 후의 색차 성분 블록의 복원, 화면 내 예측, 화면 간 예측, 인루프 필터링 및 참조 픽처의 저장은 역매핑된 영역에서 수행될 수 있다.
상기 휘도 성분 및 색차 성분의 매핑/역매핑이 가용한지 여부를 나타내는 정보는 시퀀스 파라미터 셋을 통해 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 예측 블록은 현재 블록과 현재 픽처 내 참조 블록 사이의 위치 이동(displacement)을 나타내는 블록 벡터에 기초하여 생성될 수 있다. 이와 같이, 현재 픽처를 참조하여 예측 블록을 생성하는 예측 모드를 화면 내 블록 카피(Intra Block Copy, IBC) 모드라고 명명할 수 있다. IBC 모드는 MxN(M<=64, N<=64) 부호화 유닛에 적용될 수 있다. IBC 모드는 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드 등을 포함할 수 있다. 스킵 모드 또는 머지 모드의 경우, 머지 후보 리스트가 구성되고, 머지 인덱스가 시그널링되어 하나의 머지 후보가 특정될 수 있다. 상기 특정된 머지 후보의 블록 벡터가 현재 블록의 블록 벡터로서 이용될 수 있다. 머지 후보 리스트는 공간적 후보, 히스토리에 기반한 후보, 두개 후보의 평균에 기반한 후보 또는 제로 머지 후보 등 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. AMVP 모드의 경우, 차분 블록 벡터가 시그널링될 수 있다. 또한, 예측 블록 벡터는 현재 블록의 좌측 이웃 블록 및 상단 이웃 블록으로부터 유도될 수 있다. 어느 이웃 블록을 이용할지에 관한 인덱스는 시그널링될 수 있다. IBC 모드의 예측 블록은 현재 CTU 또는 좌측 CTU에 포함되고, 기 복원된 영역내의 블록으로 한정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 예측 블록은, 현재 블록이 속한 64x64 블록보다 부호화/복호화 순서상 앞선 3개의 64x64 블록 영역내에 위치하도록 블록 벡터의 값이 제한될 수 있다. 이와 같이 블록 벡터의 값을 제한함으로써, IBC 모드 구현에 따른 메모리 소비와 장치의 복잡도를 경감할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법을 설명하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 8을 참고하면, 도 1의 변환부(130)는 제1변환부 및 제2변환부로 구성되고, 도 1의 역변환부(170)는 제1역변환부 및 제2역변환부로 구성될 수 있다. 여기서, 제1변환, 제1역변환, 제2변환 및 제2역변환은 각각 1차 변환, 1차 역변환, 2차 변환 및 2차 역변환을 의미할 수 있다.
제1변환부의 입력 신호는 원본 영상 신호와 예측 영상 신호의 뺄셈 연산으로 생성된 잔차 신호일 수 있다. 제1변환부는 입력신호에 대해 제1변환을 수행하고 그 결과를 출력할 수 있다. 한편, 제1변환부는 제1변환을 생략할 수 있다.
제2변환부의 입력 신호는 제1변환부의 출력 신호일 수 있다. 제2변환부는 입력신호에 대해 제2변환을 수행하고 그 결과를 출력할 수 있다. 한편, 제2변환부는 제2변환을 생략할 수 있다..
양자화부의 입력신호는 제2변환부의 출력신호일 수 있다. 양자화부는 입력신호에 대해 양자화를 수행하고 그 결과(양자화 레벨)를 출력할 수 있다.
엔트로피 부호화부는 양자화부의 출력신호 및 부호화 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 9를 참고하면, 도 2의 역변환부(230)는 제1역변환부 및 제2역변환부로 구성될 수 있다.
엔트로피 복호화부는 부호화 장치로 부터 통신된 부호화된 양자화 레벨 신호 및 부호화 정보에 대한 비트 스트림에 대한 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다.
역양자화부의 입력신호는 엔트로피 복호화된 양자화 레벨일 수 있다. 역양자화부는 입력신호에 대해 역양자화를 수행하고 그 결과를 출력할 수 있다.
제2역변환부의 입력 신호는 역양자화부의 출력 신호일 수 있다. 제2역변환부는 입력신호에 대해 제2역변환을 수행하고 그 결과를 출력할 수 있다. 한편, 제2역변환부는 제2역변환을 생략하여 입력신호 그대로를 출력할 수 있다.
제1역변환부의 입력 신호는 제2역변환부의 출력신호일 수 있다. 제1역변환부는 입력신호에 대해 제1역변환을 수행하고 그 결과를 출력할 수 있다. 한편, 제1역변환부는 제1역변환을 생략하여 입력신호 그대로를 출력할 수 있다. 제1역변환부의 출력신호는 복원된 잔차 신호일 수 있다.
영상 부호화/복호화를 수행함에 있어, 부호화 블록 분할 단위로 수행될 수 있으며, 하나의 부호화 블록 분할 단위는 복수의 하위 유닛으로 분할될 수 있다.
하나의 부호화 블록 분할 단위는 픽처, 타일, 슬라이스, 브릭, CTU, CU 중 하나일 수 있다.
하나의 부호화 블록 분할 단위는 온전히 영상을 표현하기위한 모든 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 분할 단위는 R, G, B 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 분할 단위는 Y, U, V 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 분할 단위는 Y, Cb, Cr 성분을 포함할 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 분할 단위는 하나의 성분(monochrome)만 포함할 수 있다.
부호화 블록 분할 단위를 구성하는 성분들의 크기는 서로 다를 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 분할 단위는 YUV4:2:0일 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 분할 단위는 YUV4:2:2일 수 있다.
여기에서, 부호화 블록 분할 단위의 각 성분에 대해 하위 유닛으로 분할 할 때, 각 성분이 같은 단일 분할 구조 또는 다중 분할 구조로 분할할 수 있다.
단일 분할 구조는 각 성분이 하나의 분할 구조를 갖고 하위 유닛으로 분할하는 것일 수 있다.
도 10은 YUV4:2:0일 때, 단일 분할 구조의 일 예시일 수 있다.
다중 분할 구조는 각 성분이 서로 다른 분할 구조를 갖고 하위 유닛으로 분할하는 것일 수 있다.
예를 들어, 3개의 다중 분할 구조 일 때, Y, U, V 성분이 서로 다른 분할 구조로 분할될 수 있다.
예를 들어, 2개의 다중 분할 구조 일 때, 휘도성분(Y)과 색차성분(Cb, Cr)이 서로 다른 분할 구조로 분할될 수 있다.
도 11은 YCbCr4:2:0에서 2개의 다중 분할 구조의 일 예시일 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 잔차 신호의 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다. 이하에서, 도 12 및 도 13를 참고하여 잔차 신호의 부호화/복호화 방법을 설명하도록 한다. 이하 설명에서 현재 블록은 부호화 블록, 서브 부호화 블록, 변환 블록 및 서브 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
[D1] 제1변환/제1역변환 단계
현재 블록에 대한 부호화를 수행함에 있어, 제1변환이 수행될 수 있다.
제1변환 단계에서는 잔여 신호에 대해 제1변환을 수행하여 변환 계수를 생성할 수 있고, 생성된 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 1차변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 또는, 제1변환 생략 모드가 적용되는 경우 제1변환을 생략하여 잔여 신호을 그대로 출력할 수 있다. 제1변환의 출력은 제2변환의 입력일 수 있다.
제1역변환 단계에서는 제2역변환의 결과에 대해 제1역변환을 수행하여 잔여 신호를 출력할 수 있다. 또는, 제1변환 생략 모드가 적용되는 경우 제1역변환을 생략하여 제2역변환의 결과를 그대로 출력할 수 있다. 여기서, 제1역변환의 출력은 잔여 신호일 수 있다.
제1변환 및 제1역변환은 기 정의된 복수의 변환 방법 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 일예로, 기 정의된 복수의 변환 방법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform) 또는 KLT(Karhunen-Lo eve Transform) 기반 변환 등을 포함할 수 있다. 1차 변환이 수행후 생성되는 변환 계수에 2차 변환(Secondary Transform)을 수행할 수 있다. 1차변환 및/또는 2차 변환시에 적용되는 변환 방법은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 또는 변환 방법을 지시하는 변환 정보가 시그널링될 수도 있다. DCT 기반 변환은 예컨대, DCT2, DCT-8 등을 포함할 수 있다. DST 기반 변환은 예컨대, DST-7을 포함할 수 있다.
제1변환 및 제1역변환은 제1변환 블록 단위(TB1)로 수행할 수 있다. 여기서, 제1변환 블록은 부호화 블록일 수 있다.
현재 부호화 블록이 최대 제1변환 크기보다 클 경우, 현재 부호화 블록이 바이너리 또는 쿼드 분할되어 복수의 제1변환 블록을 구성할 수 있다.
예를 들어, 현재 부호화 블록의 크기가 128x64 이고, 제1변환 최대 크기가 64x64 일 경우, 도 14와 같이 현재 부호화 블록이 바이너리 분할되어 제1변환 블록(TB1)이 구성될 수 있다.
예를 들어, 현재 부호화 블록의 크기가 128x128 이고, 제1변환 최대 크기가 64x64 일 경우, 도 15과 같이 현재 부호화 블록이 쿼드 분할되어 제1변환 블록(TB1)이 구성될 수 있다.
[D2]제2변환 및 제2역변환 단계
현재 블록에 대한 변환 부호화/복호화를 수행함에 있어, 변환 블록 결정, 제2변환/역변환 및 변환 결과 제로잉 중 적어도 하나 이상의 방법을 이용하여 제2변환 및 제2역변환이 수행될 수 있다.
제2변환 단계에서는 제1변환의 결과 신호에 대해 제2변환을 수행하여 2차 변환 계수를 생성할 수 있고, 생성된 2차 변환 계수를 출력할 수 있다. 제2변환의 출력은 양자화 단계의 입력일 수 있다.
제2역변환 단계에서는 역양자화결과에 대해 제2역변환을 수행하여 1차 변환 계수를 출력할 수 있다. 한편, 제2변환 및 제2역변환 수행이 생략될 수 있다. 여기서, 현재 블록이 제2변환 스킵 모드일 때 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 크기(예컨대, 현재 블록의 가로 크기, 현재 블록의 세로 크기 및 현재 블록의 면적 등)에 따라 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 NxN보다 클 때, 제2변환 수행이 생략될 수 있다. 이 때, N은 64 또는 32일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 NxN보다 작거나 같을 때, 제2변환 수행이 생략될 수 있다. 이 때, N은 4일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 가로 크기 및 현재 블록의 세로 크기 중 큰 값이 기 정의된 값보다 클 때, 제2변환 수행이 생략될 수 있다. 이 때, 기 정의된 값은 최대 변환 블록 크기에 기초하여 유도될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 예측 모드에 따라 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 화면간 예측 모드일 때, 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 ISP(Intra Sub-block Partition) 모드일 때, 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 MIP(Matrix based Intra Prediction) 모드일 때, 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 IBC(Intra Block Copy) 모드일 때, 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 제1변환 정보에 따라 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 DCT-2 이외의 변환을 수행할 경우, 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 SBT(Sub-Block Transform) 모드일 때, 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 제1변환 생략 모드일 때, 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 영상 성분에 따라 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 영상 성분이 색차 신호(Cb/Cr)일 때, 현재 블록에 대한 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 현재 블록의 변환 블록 인덱스에 따라 제2 변환 수행이 생략될 수 있다. 상기 변환 블록 인덱스는 서브 변환 블록 중 하나를 나타내는 인덱스 일 수 있다.
예를 들어, 변환 블록 인덱스가 0이 아닌 경우에 제2 변환 수행이 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 조건 없이 제2변환 수행이 생략될 수 있다.
HLS(High level syntax)로 시퀀스 또는 픽처 단위로 제2변환 수행 여부를 지시할 수 있다.
[D2-1] 변환 블록 결정
현재 블록에 대한 제2변환 및 제2역변환을 수행함에 있어, 제2변환 블록(TB2)을 결정할 수 있다. 여기서 제2변환 블록은 제2변환 또는 제2역변환을 수행하는 블록 단위일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2변환 블록은 부호화 블록(CB) 또는 제1변환 블록 단위로 수행될 수 있다.
예를 들어, 제2변환(또는, 제2역변환)을 현재 부호화 블록 단위로 수행할 수 있다.
예를 들어, 제2변환(또는, 제2역변환)을 제1변환 블록 단위로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2변환 블록 단위는 부호화 블록 또는 제1변환 블록에 포함되는 부-블록일 수 있다.
예를 들어, 도 16과 같이 제2변환 블록 단위는 부호화 블록 또는 제1변환 블록의 좌상단 기준 4x4일 수 있다.
예를 들어, 도 17과 같이 제2변환 블록 단위는 부호화 블록 또는 제1변환 블록의 좌상단 기준 4x8 또는 8x4일 수 있다.
예를 들어, 제2변환 블록 단위는 부호화 블록 또는 제1변환 블록의 좌상단 기준 8x8일 수 있다.
예를 들어, 제2변환 블록 단위는 부호화 블록 또는 제1변환 블록의 좌상단 기준의 비-사각 영역일 수 있다. 도 18은 비-사각 제2변환 블록의 일 예시일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2변환 블록 단위는 부호화 블록 또는 제1변환 블록 크기에 따라 적응적으로 결정될 수 있다. 이 때, 양의 정수 N개의 제2변환 블록이 결정될 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 또는 제1변환 블록 크기가 4x4일 경우, 제2변환 블록 단위는 4x4 일 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 또는 제1변환 블록 크기가 8x4 또는 4x8일 경우, 제2변환 블록 단위는 좌상단 기준 4x4 일 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 또는 제1변환 블록 크기가 Nx4 또는 4xN일 경우, 제2변환 블록 단위는 좌상단 기준 8x4 또는 4x8 일 수 있다. 여기서, N은 16이상의 양의 정수일 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 또는 제1변환 블록 크기가 NxM 또는 MxN일 경우, 제2변환 블록 단위는 좌상단 기준 8x8 일 수 있다. 여기서, min(N,M) >= 8을 만족하는 양의 정수 N, M일 수 있다.
예를 들어, 부호화 블록 또는 제1변환 블록 크기가 Nx4 또는 4xN일 경우, 2개의 제2변환 블록 단위는 좌상단 기준 2개 4x4일 수 있다. 여기서, N은 16이상의 양의 정수일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 현재 부호화 블록에서 다수의 제1변환 블록이 존재할 경우, 현재 부호화 블록에서 양의 정수 N개의 제2변환 블록이 결정될 수 있다. 이 때, N은 현재 부호화 블록의 제1변환 블록의 개수 이하일 수 있다.
예를 들어, 도 19와 같이 128x128 크기의 부호화 블록에서 4개의 64x64 크기의 제1변환 블록으로 쿼드 분할되었을 때, 분할 된 각 제1변환 블록 마다 제2변환 블록으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 도 20과 같이 128x128 크기의 부호화 블록에서 4개의 64x64 크기의 제1변환 블록으로 쿼드 분할되었을 때, 좌상단 기준 첫번째 제1변환 블록에만 제2변환 블록으로 결정될 수 있다.
[D2-2] 제2변환
현재 블록에 대해 제2변환 및 제2역변환이 수행될 수 있다. 제2변환을 수행함에 있어, D2-1단계에서 결정된 제2변환 블록에 대해 수행할 수 있다. 제2변환의 입력 계수는 제2변환 블록에 해당하는 제1변환의 결과 계수일 수 있다.
제2변환 입력 계수는 벡터 형태로 정의될 수 있다.
예를 들어, 도 16과 같은 제2변환 블록에 대한 제2변환의 입력 계수는 16x1 벡터일 수 있다.
예를 들어, 도 17과 같은 제2변환 블록에 대한 제2변환의 입력 계수는 32x1벡터일 수 있다.
예를 들어, 도 18과 같은 제2변환 블록에 대한 제2변환의 입력 계수는 48x1 벡터일 수 있다.
제2변환을 수행함에 있어, 제2변환의 입력 계수와 기정의된 변환 행렬의 행렬곱으로 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2변환에 이용되는 다수의 변환 행렬이 기정의될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2변환의 입력 계수의 벡터 크기에 따라 기정의 된 변환 행렬 중 특정 크기의 변환 행렬을 선택할 수 있다.
예를 들어, 16x1 크기를 가지는 입력 벡터에 대해서, 16x16 변환 행렬이 선택될 수 있다.
예를 들어, 32x1 크기를 가지는 입력 벡터에 대해서, 32x32 변환 행렬이 선택될 수 있다.
예를 들어, 48x1 크기를 가지는 입력 벡터에 대해서, 48x48 변환 행렬이 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 각 크기의 변환 행렬에 대해서 현재 블록의 화면내 예측 모드에 따라 N개의 변환 행렬을 갖는 변환 행렬 셋이 정의될 수 있다. 이때, 제2변환블록에 대해서 해당하는 변환 행렬 셋의 변환 행렬 중 최적의 행렬에 대한 색인 정보가 시그널링될 수 있다.
제2역변환을 수행함에 있어, D2-1 단계에서 결정된 제2변환 블록에 대해 수행할 수 있다. 제2역변환의 입력 계수는 제2변환 블록에 해당하는 역양자화의 결과 계수일 수 있다. 여기서, 제2역변환 입력 계수는 벡터 형태로 정의될 수 있다.
제2역변환을 수행함에 있어, 제2변환의 입력 계수와 기정의된 변환 행렬의 전치 행렬의 행렬곱으로 수행할 수 있다.
[D2-3] 변환 결과 제로잉
현재 블록에 대한 제2변환 및 제2역변환을 수행함에 있어, 변환 결과 제로잉을 수행할 수 있다.
변환 결과 제로잉을 수행함에 있어, 제2변환의 결과에 특정 영역에 대해 0 값으로 대체하는 것을 의미할 수 있다. 여기서, 변환 결과 제로잉은 현재 부호화 블록의 크기 및 제2변환 블록 크기에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 4x4 크기의 제2변환 블록에 대해 변환 결과 제로잉을 수행함에 있어, 제2변환 결과에 대해 도 21와 같이 변환 결과 제로잉을 수행할 수 있다.
예를 들어, 4x8 또는 8x4 크기의 제2변환 블록에 대해 변환 결과 제로잉을 수행함에 있어, 제2변환 결과에 대해 도 22(a),(b)와 같이 변환 결과 제로잉을 수행할 수 있다. 이때, 현재 부호화 블록의 크기는 4xN 또는 Nx4일 수 있으며, N은 16이상의 정수일 수 있다.
예를 들어, 비사각 제2변환 블록에 대해 변환 결과 제로잉이 수행될 수 있다. 이 때, 현재 부호화 블록의 크기가 8x8일 경우 도 23(a)와 같이 변환 결과 제로잉이 수행될 수 있다. 또한, 현재 부호화 블록의 크기가 8x16, 16x8 또는 16x16 이상일 경우 도 23(b)와 같이 변환 결과 제로잉이 수행될 수 있다.
변환 결과 제로잉을 수행함에 있어, 제2변환의 입력 벡터와 축소된 제2변환 행렬의 행렬곱으로 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 21와 같이 변환 결과 제로잉을 수행함에 있어, 16x1 크기의 입력 벡터와 8x16 크기의 제2변환 행렬의 행렬곱으로 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 22와 같이 변환 결과 제로잉을 수행함에 있어, 32x1 크기의 입력 벡터와 16x32 크기의 제2변환 행렬의 행렬곱으로 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 23(a)와 같이 변환 결과 제로잉을 수행함에 있어, 48x1 크기의 입력 벡터와 8x48 크기의 제2변환 행렬의 행렬곱으로 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 23(b)와 같이 변환 결과 제로잉을 수행함에 있어, 48x1 크기의 입력 벡터와 16x48 크기의 제2변환 행렬의 행렬곱으로 수행할 수 있다.
제2역변환을 수행함에 있어, 제2변환의 입력 계수와 기정의된 축소된 변환 행렬의 전치 행렬의 행렬곱으로 수행할 수 있다.
[D3]양자화 및 역양자화 단계
현재 블록에 대한 변환 부호화/복호화를 수행함에 있어, 양자화 및 역양자화를 수행할 수 있다.
제1변환 및/또는 제2변환이 수행된 결과 또는 잔차 신호에 양자화를 수행하여 양자화된 레벨이 생성될 수 있다.
엔트로피 결과 구성된 양자화된 레벨에 대해 역양자화를 수행하여 제1변환 및/또는 제2변환이 수행된 결과 또는 잔차 신호가 생성될 수 있다.
[D4]엔트로피 부호화 및 복호화 단계
현재 블록에 대한 변환 부호화 및 복호화를 수행함에 있어, [D4-1] 제2변환 정보 부호화/복호화, [D4-2] 제2변환 정보 부호화/복호화 수행 결정 중 적어도 하나 이상의 방법을 이용하여 제2변환 정보에 대한 엔트로피 부호화/복호화를 수행할 수 있다. 여기서, 제2변환정보는 제2변환 생략모드 지시자 및 제2변환 행렬 색인 정보를 포함할 수 있다.
[D4-1] 제2변환 정보 부호화/복호화
현재 블록에 대한 엔트로피 부호화 및 복호화를 수행함에 있어, 제2변환 정보 부호화 및 복호화를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 부호화 단위 엔트로피 부호화 및 복호화 단계에서 제2변환 정보 부호화 및 복호화를 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 24와 같이 부호화 단위에서 하나의 제2변환 정보 부호화 및 복호화가 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 변환 단위 엔트로피 부호화 및 복호화 단계에서 제2변환 정보 부호화 및 복호화를 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 25와 같이 변환 단위에서 제2변환 정보 복호화가 수행될 수 있다.
예를 들어, 도 26과 같이 첫번째 제2변환 단위에서만 제2변환 정보 복호화가 수행될 수 있다. 즉, 현재 부호화 블록에서 다수의 제2변환 블록이 존재할 경우 첫번째 제2변환 블록에 대해서만 제2변환 정보 복호화가 수행될 수 있다. 이 때, 나머지 제2변환 단위에서는 첫번째 제2변환 단위로부터 제2변환 정보를 유도하여 사용될 수 있다. 또는, 나머지 제2변환 단위에서는 제2변환이 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2변환 정보 부호화 및 복호화를 영상 성분과 분할 구조(단일 분할 구조 또는 다중 분할 구조)에 따라서 다르게 수행될 수 있다.
예를 들어, 영상 성분의 휘도 성분의 제2변환 블록에서만 제2변환 정보 부호화 및 복호화가 수행될 수 있다.
예를 들어, 영상 성분의 휘도 성분과 색차 성분에 대한 제2변환 블록에서 각각 제2변환 정보가 부호화 및 복호화될 수 있다.
예를 들어, 단일 분할 구조에서 제2변환 블록의 제2변환 정보가 부호화 및 복호화될 수 있다.
이 때, 휘도 성분과 색차 성분이 하나의 제2변환 정보를 공유할 수 있다. 또는, 영상의 휘도 성분만 제2변환 정보를 사용할 수 있다. 이 때, 색차 성분의 제2변환은 생략될 수 있다. 또는, 영상 성분의 휘도 성분과 색차 성분에 대한 제2변환 블록에서 각각 제2변환 정보가 부호화 및 복호화될 수 있다.
예를 들어, 다중 분할 구조에서 제2변환 블록의 제2변환 정보가 부호화 및 복호화될 수 있다.
이 때, 휘도 성분과 색차 성분이 하나의 제2변환 정보를 공유할 수 있다. 또는, 영상의 휘도 성분만 제2변환 정보를 사용할 수 있다. 이 때, 색차 성분의 제2변환은 생략될 수 있다. 또는, 영상의 휘도 성분과 색차 성분에 대한 제2변환 블록에서 각각 제2변환 정보가 부호화 및 복호화될 수 있다.
[D4-2] 제2변환 정보 부호화/복호화 수행 결정
현재 블록에 대한 엔트로피 부호화 및 복호화를 수행함에 있어, 제2변환 정보 부호화/복호화 수행을 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제2변환 정보 부호화/복호화를 수행하기 전, 양자화 레벨 신호를 확인하여 변환 정보 부호화/복호화 수행 여부가 결정될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 대한 양자화 레벨 신호가 모두 0일 경우, 제2변환 정보 부호화/복호화가 수행되지 않을 수 있다. 이 때, 제2변환은 생략될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 대한 0이 아닌 양자화 레벨 신호가 1개 일 경우, 제2변환 정보 부호화/복호화가 수행되지 않을 수 있다. 이 때, 제2변환은 생략될 수 있다.
예를 들어, 제1변환 블록에 대한 양자화 레벨 신호가 모두 0일 경우, 제2변환 정보 부호화/복호화가 수행되지 않을 수 있다. 이 때, 제2변환은 생략될 수 있다.
예를 들어, 제1변환 블록에 대한 0이 아닌 양자화 레벨 신호가 1개 일 경우, 제2변환 정보 부호화/복호화가 수행되지 않을 수 있다. 이 때, 제2변환은 생략될 수 있다.
예를 들어, 제2변환 블록의 제로잉 영역에 0이 아닌 양자화 레벨 신호가 1개일 경우, 제2변환 정보 부호화/복호화가 수행되지 않을 수 있다. 이 때, 제2변환은 생략될 수 있다.
부호화 단위의 제2변환 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 때, 제2변환 정보 부호화/복호화 수행 결정을 고려하기 위한 양자화 레벨은 모든 제2변환이 적용되는 모든 영상 성분 포함하는 해당하는 부호화 블록의 양자화 레벨 신호일 수 있다.
도 27은 제2변환 정보 부호화/복호화 수행 결정을 포함한 부호화 단위 제2변환 정보 복호화에 대한 일 예시일 수 있다.
변환 단위의 제2변환 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 때, 제2변환 정보 부호화/복호화 수행 결정을 고려하기 위한 양자화 레벨은 모든 제2변환이 적용되는 모든 영상 성분 포함하는 해당하는 변환 블록의 양자화 레벨 신호일 수 있다.
도 28 및 도 29는 제2변환 정보 부호화/복호화 수행 결정을 포함한 변환 단위 제2변환 정보 복호화에 대한 일 예시일 수 있다.
이하에서는, 화면 간 예측에서 이용되는 방법 중 하나인 적응형 움직임 벡터 해상도(AMVR, Adaptive Motion Vector Resolution) 방법에 대해 설명하도록 한다.
적응형 움직임 벡터 해상도 방법은 움직임 벡터 해상도 단위 셋을 정의할 수 있다.
부호화기 및 복호화기는 픽처, 슬라이스, 타일, 브릭, CTU, CU, PU 중 적어도 하나의 단위에서 N개의 적응형 움직임 벡터 해상도 단위 셋을 정의할 수 있다.
AMVP 모드 및 어파인 모드(Affine 모드) 중 적어도 하나 이상의 화면간 예측 모드에서 적응형 움직임 벡터 해상도 방법이 수행될 수 있다. 여기서, AMVP 모드 및 어파인 모드(Affine 모드)의 움직임 벡터는 주변 블록을 통해 얻은 움직임 벡터 예측기와 부호화기에서 최적의 화면 간 예측을 탐색을 통해 얻은 움직임 벡터와의 차분을 움직임 벡터 예측기에 더하여 얻을 수 있다. 이 때, 최적의 비용은 RD-cost, SAD, SATD, MR-SAD, MR-SATD 중 적어도 하나일 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 방법이 수행된 움직임 정보는 기 결정된 움직임 정보로 정의 될 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 방법이 수행된 움직임 정보는 AMVP 모드 혹은 어파인 모드를 통해 얻은 움직임 정보를 해상도 단위로 시프트한 것을 의미할 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 방법에 있어서, 움직임 정보를 복수개의 서로 다른 해상도 단위 중 적어도 하나 이상을 사용하여 전송 할 수 있다. 여기서, 움직임 정보는 움직임 벡터(MVx, MVy), 움직임 벡터 예측기(MVPx, MVPy), 참조 픽처 리스트 색인, 참조 픽처 색인, 움직임 벡터 차분(MVDx, MVDy)을 포함할 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 방법에서의 움직임 정보는 단일의 움직임 정보로 단일의 참조 픽처 리스트 색인을 갖을 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 방법에서의 움직임 정보는 단일의 움직임 정보로 단일의 참조 픽처를 참조할 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 방법에서의 단일의 움직임 정보는 단일의 움직임 벡터 해상도를 가질 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 방법에서, 복수개의 움직임 벡터가 단일의 움직임 벡터 해상도를 가질 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 방법에서, 단일의 움직임 벡터 차분이 단일의 움직임 벡터 해상도를 가질 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 방법에서, 복수개의 움직임 벡터 차분이 단일의 움직임 벡터 해상도를 가질 수 있다.
한편, 부호화기는 최적의 적응형 움직임 벡터 해상도를 탐색할 수 있다. 이 때, 최적의 비용은 RD-cost, SAD, SATD, MR-SAD, MR-SATD 중 적어도 하나일 수 있다.
현재 부호화 블록에 대한 적응형 움직임 벡터 해상도 방법을 수행함에 있어, 움직임 해상도 예측 및 움직임 보상을 수행할 수 있다.
여기서, 움직임 해상도 예측은 적응형 움직임 벡터 해상도 방법에서 탐색되는 움직임 정보를 복수개의 다른 정밀도 단위로 예측하는 것을 의미할 수 있다. 이 때, 각 움직임 정보에 정밀도를 적용하면 움직임 정보를 효율적으로 시그널링 할 수 있다.
현재 블록에 대한 움직임 해상도 예측을 수행함에 있어, 아래와 같은 식을 이용할 수 있다.
[수학식 1]
mv=((mv+ (1<<(amvrshift-1))-(mv >= 0 ) ) >> amvrshift) << amvrshift
여기에서, mv는 AMVP 모드 및 어파인 모드를 통해 얻은 움직임 벡터를 의미할 수 있다. amvrshift는 움직임 정보에 대한 해상도 단위를 의미할 수 있다.
현재 블록에 대한 움직임 벡터 해상도 예측을 수행함에 있어, 복수개의 움직임 벡터 해상도로 구성된 해상도 셋을 정의할 수 있으며 정의된 해상도 중 적어도 하나 이상을 이용하여 움직임 벡터 해상도 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 AMVP 모드일 경우, {1/4, 1/2, 1, 4}의 해상도 셋을 이용할 수 있고, 어파인 모드일 경우, {1/4, 1/16, 1}의 가중치 셋을 이용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 AMVP 모드일 경우, {1/4, 1/2, 1, 4}의 해상도 셋을 이용할 수 있고, 어파인 모드일 경우, {1/4, 1/2 ,1/16, 1}의 가중치 셋을 이용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 AMVP 모드일 경우, {1/4, 1/2, 1, 4}의 해상도 셋을 이용할 수 있고, 어파인 모드일 경우, {1/4, 1/8 ,1/16, 1}의 가중치 셋을 이용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 AMVP 모드일 경우, {1/4, 1/2, 1, 4}의 해상도 셋을 이용할 수 있고, 어파인 모드일 경우, {1/4, 1/16, 1, 2}의 가중치 셋을 이용할 수 있다.
현재 블록에 대한 움직임 벡터 해상도 예측을 수행함에 있어, 현재 블록의 부호화 정보에 따라 적응적으로 유도된 해상도를 사용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 주변 블록으로부터 하나의 해상도를 유도할 수 있는 모드일 경우, 주변 블록의 해상도를 현재 블록의 해상도로 사용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 주변 블록으로부터 하나의 해상도를 유도할 수 있는 모드일 경우, ¼ 해상도를 현재 블록의 해상도로 사용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 주변 블록으로부터 복수의 해상도를 유도할 수 있는 모드일 경우, 유도된 해상도 값들 중 가장 빈도수가 높은 해상도를 현재 블록의 해상도로 사용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 예측 모드가 주변 블록으로부터 복수의 가중치를 유도할 수 있는 모드일 경우, ¼ 해상도를 현재 블록의 가중치로 사용할 수 있다.
여기에서, 현재 블록의 예측 모드가 주변 블록으로부터 하나의 가중치를 유도할 수 있는 모드는 AMVP, 복수의 가중치를 유도할 수 있는 모드는 어파인 모드일 수 있다.
현재 블록에 대한 엔트로피 부호화 및 복호화를 수행함에 있어, 예측 모드 세부 정보 부호화 및 복호화를 수행할 수 있다. 일 예로, 부호화 단위 엔트로피 부호화 및 복호화 단계에서 예측 모드 세부 정보 부호화 및 복호화가 수행될 수 있다. 그리고, 예측 모드 세부 정보 부호화 및 복호화를 수행함에 있어, 적응형 움직임 벡터 해상도 방법이 수행될 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 예측 정보에 대한 엔트로피 부호화 및 복호화를 수행함에 있어, 적응형 움직임 벡터 해상도 사용 플래그 (예컨대, amvr_enable_flag)를 상위 레벨 단위로 전송 및 엔트로피 부호화/복호화를 수행할 수 있다.
예를 들어, 적응형 움직임 벡터 해상도 사용 플래그의 전송 및 엔트로피 부호화/복호화는 SPS, PPS, Slice header 중 적어도 하나의 단위로 수행될 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 사용 플래그가 '1(on)'일 경우, 적응형 움직임 벡터 해상도 예측을 수행할 수 있으며, 적응형 움직임 벡터 해상도 사용 플래그가 '0(off)'일 경우 ¼ 해상도를 가지는 움직임 벡터 해상도 예측이 적용될 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 예측 정보에 대한 엔트로피 부호화 및 복호화를 수행함에 있어, 적응형 움직임 벡터 해상도 플래그(예컨대, amvr_flag)를 특정 부호화 단위로 전송 및 엔트로피 부호화/복호화를 수행할 수 있다.
예를 들어, 적응형 움직임 벡터 해상도 플래그의 전송 및 엔트로피 부호화/복호화는 Picture, Sub-Picture, Slice, Tile, Brick, CTU, CU, PU, TU 중 적어도 하나의 단위로 수행될 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 예측 정보에 대한 엔트로피 부호화 및 복호화를 수행함에 있어, 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스(예컨대, amvr_precision_idx)를 특정 부호화 단위로 전송 및 엔트로피 부호화/복호화를 수행할 수 있다.
예를 들어, 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스의 전송 및 엔트로피 부/복호화는 Picture, Sub-Picture, Slice, Tile, Brick, CTU, CU, PU, TU 중 적어도 하나의 단위로 수행될 수 있다.
여기서, 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스에 대한 이진화는 절삭된 Rice 코드, 절삭된 Unary 코드, k-th 지수골롬 코드, 고정 길이 코드 적어도 하나의 방법으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 도 30의 (a), (b), (c) 및 (d) 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 AMVP 모드에 대한 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스는 전송 및 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
예를 들어, 도 31의 (a), (b), (c) 및 (d) 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 어파인 모드에 대한 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스는 전송 및 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
적응형 움직임 벡터 해상도 예측 정보에 대한 엔트로피 부호화 및 복호화를 수행함에 있어, 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스(예컨대, amvr_precision_idx)
적응형 움직임 벡터 해상도 플래그(예컨대, amvr_flag), 정수 움직임 벡터 해상도 플래그(예컨대, amvr_integer_flag), 여분 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스(예컨대, amvr_idx) 중 적어도 하나를 특정 부호화 단위로 전송 및 엔트로피 부호화/복호화를 수행할 수 있다.
예를 들어, 여분 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스의 전송 및 엔트로피 부호화/복호화는 픽처, 서브픽처, 슬라이스, 타일, 브릭, CTU, CU, PU, TU 중 적어도 하나의 단위로 수행될 수 있다.
여기서, 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스에 대한 이진화는 절삭된 Rice 코드, 절삭된 Unary 코드, k-th 지수골롬 코드, 고정 길이 코드 적어도 하나의 방법으로 수행될 수 있다.
여기서, 적응형 움직임 벡터 해상도 플래그는 해상도의 단위가 ¼ 유무를 의미할 수 있다.
여기서, 정수 움직임 벡터 해상도 플래그는 AMVP 모드의 경우 해상도가 1 미만 유무를 의미할 수 있다.
예를 들어, AMVP 모드에 대한 해상도 셋은 도 32와 같이 전송 및 엔트로피 부호화/복호화가 수행될 수 있다 .
예를 들어, 어파인 모드에 대한 해상도 셋은 도 33의 (a), (b), (c) 와 같이 전송 및 엔트로피 부호화/복호화가 수행될 수 있다 .
적응형 움직임 벡터 해상도 예측 정보에 대한 엔트로피 부호화 및 복호화를 수행함에 있어, 각 이진 비트에 대해 정규 모드 엔트로피 코딩, 우회 모드 엔트로피 코딩을 수행할 수 있다.
여기서, 정규 모드 엔트로피 코딩은 CABAC 코딩을 의미할 수 있으며 우회 모드 엔트로피 코딩은 bypass 코딩을 의미할 수 있다.
예를 들어, 적응형 움직임 벡터 해상도 플래그에 대해 정규 모드 엔트로피 코딩이 수행될 수 있다.
예를 들어, 적응형 움직임 벡터 해상도 플래그에 대해 우회 모드 엔트로피 코딩이 수행될 수 있다.
예를 들어, 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스에 대해 우회 모드 엔트로피 코딩이 수행될 수 있다.
예를 들어, 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스의 첫번째 이진 비트에 대해 정규 모드 엔트로피 코딩이 수행될 수 있으며, 나머지 이진 비트에 대해 우회 모드 엔트로피 코딩이 수행될 수 있다.
예를 들어, 정수 움직임 벡터 해상도 플래그에 대해 정규 모드 엔트로피 코딩이 수행될 수 있다.
예를 들어, 정수 움직임 벡터 해상도 플래그에 대해 우회 모드 엔트로피 코딩이 수행될 수 있다.
예를 들어, 여분 적응형 움직임 벡터 해상도 인덱스에 대해 우회 모드 엔트로피 코딩이 수행될 수 있다.
도 34는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 34를 참고하면, 복호화기는 최대 변환 블록 크기 정보를 획득할 수 있다(S3401).
그리고, 복호화기는 최대 변환 블록 크기 정보에 기초하여 최대 변환 블록 크기를 유도할 수 있다(S3402).
일 예로, 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계(S3402)는, 상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계(S3402)는, 상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값이 상기 최대 변환 블록 크기보다 큰 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
일 예로, 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계(S3402)는, 상기 현재 블록이 1차 역변환 정보에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계(S3402)는, 상기 현재 블록이 1차 역변환 정보가 1차 역변환 생략 모드를 나타내는 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
그리고, 복호화기는 최대 변환 블록 크기 및 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다(S3403).
도 35는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 35를 참고하면, 부호화기는 최대 변환 블록 크기를 결정할 수 있다(S3501).
그리고, 부호화기는 최대 변환 블록 크기를 나타내는 최대 변환 블록 크기 정보를 부호화할 수 있다(S3502).
그리고, 부호화기는 상기 최대 변환 블록 크기 및 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다(S3503).
일 예로, 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계(S3503)는, 상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계(S3503)는, 상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값이 상기 최대 변환 블록 크기보다 큰 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
일 예로, 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계(S3503)는, 상기 현재 블록이 1차 역변환 정보에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 구체적으로, 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계(S3503)는, 상기 현재 블록이 1차 역변환 정보가 1차 역변환 생략 모드를 나타내는 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 비일시적 컴퓨터 판독가능한 기록 매체는 본 발명에 따른 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다. 구체적으로, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 있어서, 상기 영상 부호화 방법은, 최대 변환 블록 크기를 결정하는 단계; 상기 최대 변환 블록 크기를 나타내는 최대 변환 블록 크기 정보를 부호화하는 단계; 및 상기 최대 변환 블록 크기 및 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예들 중 적어도 하나 혹은 적어도 하나의 조합을 이용해서 영상을 부호화/복호화할 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
상기 부호화기에서 엔트로피 부호화되고 복호화기에서 엔트로피 복호화되는 구문 요소(플래그, 인덱스 등) 중 적어도 하나는 아래의 이진화(binarization), 역이진화(debinarization), 엔트로피 부호화/복호화 방법 중 적어도 하나 이상을 이용할 수 있다.
- 부호를 가지는 0차수 지수-골롬(0-th order Exp_Golomb) 이진화/역이진화 방법 (se(v))
- 부호를 가지는 k차수 지수-골롬(k-th order Exp_Golomb) 이진화/역이진화 방법 (sek(v))
- 부호를 가지지 않는 양의 정수에 대한 0차수 지수-골롬(0-th order Exp_Golomb) 이진화/역이진화 방법 (ue(v))
- 부호를 가지지 않는 양의 정수에 대한 k차수 지수-골롬(k-th order Exp_Golomb) 이진화/역이진화 방법 (uek(v))
- 고정 길이(Fixed-length) 이진화/역이진화 방법 (f(n))
- 절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화/역이진화 방법 혹은 절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화/역이진화 방법 (tu(v))
- 절삭된 이진(Truncated Binary) 이진화/역이진화 방법 (tb(v))
- 문맥 적응적 산술 부호화/복호화 방법 (ae(v))
- 바이트 단위 비트 스트링 (b(8))
- 부호를 가지는 정수 이진화/역이진화 방법 (i(n))
- 부호를 가지지 않는 양의 정수 이진화/역이진화 방법 (u(n))
- 단항(Unary) 이진화/역이진화 방법
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type) 혹은 타일 그룹 종류가 정의되고, 해당 슬라이스 종류 혹은 타일 그룹 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기 광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화하는 장치에 이용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 최대 변환 블록 크기 정보를 획득하는 단계;
    상기 최대 변환 블록 크기 정보에 기초하여 최대 변환 블록 크기를 유도하는 단계; 및
    상기 최대 변환 블록 크기 및 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값이 상기 최대 변환 블록 크기보다 큰 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정하는 것을 특징으로 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록이 1차 역변환 정보에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록이 1차 역변환 정보가 1차 역변환 생략 모드를 나타내는 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정하는 것을 특징으로 영상 복호화 방법.
  6. 최대 변환 블록 크기를 결정하는 단계;
    상기 최대 변환 블록 크기를 나타내는 최대 변환 블록 크기 정보를 부호화하는 단계; 및
    상기 최대 변환 블록 크기 및 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기 중 큰 값이 상기 최대 변환 블록 크기보다 큰 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정하는 것을 특징으로 영상 부호화 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록이 1차 역변환 정보에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록이 1차 역변환 정보가 1차 역변환 생략 모드를 나타내는 경우, 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되지 않는 것으로 결정하는 것을 특징으로 영상 부호화 방법.
  11. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 있어서,
    상기 영상 부호화 방법은,
    최대 변환 블록 크기를 결정하는 단계;
    상기 최대 변환 블록 크기를 나타내는 최대 변환 블록 크기 정보를 부호화하는 단계; 및
    상기 최대 변환 블록 크기 및 현재 블록의 가로 크기 및 세로 크기에 기초하여 상기 현재 블록에 2차 역변환이 적용되는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록 매체.
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