WO2020256523A1 - 광각 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

광각 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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WO2020256523A1
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current block
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intra
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이령
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엘지전자 주식회사
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    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques

Definitions

  • the present disclosure relates to an image encoding/decoding method, an apparatus, and a method of transmitting a bitstream, and more particularly, a method and apparatus for encoding/decoding an image using wide-angle intra prediction, and an image encoding method/ It relates to a method of transmitting a bitstream generated by an apparatus.
  • an object of the present disclosure is to provide a method and apparatus for encoding/decoding an intra-predicted image using wide-angle intra prediction.
  • an object of the present disclosure is to provide a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream that is received and decoded by an image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • a syntax encoding/decoding process related to (additional) intra prediction may be simplified and encoding efficiency may be increased.
  • determining whether a prediction mode of the current block is an intra prediction mode, wherein the prediction mode of the current block is intra prediction In the case of a mode, obtaining information about an intra prediction mode of the current block, deriving an intra prediction mode value of the current block based on information about an intra prediction mode of the current block, and the derived intra Generating a prediction block of the current block based on a prediction mode value, wherein the intra prediction mode value of the current block is at least one of a type of the current block and a type of an intra prediction technique applied to the current block Can be determined based on
  • the video decoding method of the present disclosure relates to an intra prediction mode of the current block based on whether the multiple reference line (MRL) is applied to the current block when the current block is a non-square block. It may further include determining whether to replace the intra prediction mode value indicated by the information.
  • MRL multiple reference line
  • the intra prediction mode value of the current block to be replaced is obtained by adding a first value or subtracting a second value to an intra prediction mode value indicated by information about the intra prediction mode of the current block. It can be a derived value.
  • the intra prediction mode of the current block is It may further include determining whether to replace the intra prediction mode value indicated by the related information.
  • An image encoding method includes determining whether a prediction mode of a current block is an intra prediction mode, and when a prediction mode of the current block is an intra prediction mode, an intra prediction mode value of the current block Determining, based on the intra prediction mode value of the current block, generating a prediction block of the current block, based on the intra prediction mode value of the current block, regarding an intra prediction mode for the current block Deriving information and encoding information on the intra prediction mode, wherein the information on the intra prediction mode of the current block includes a type of the current block and a type of an intra prediction technique applied to the current block It may be determined based on at least one of.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an intra prediction unit 265 according to the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an intra prediction mode signaling procedure in an image encoding apparatus.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure for determining an intra prediction mode in an image decoding apparatus.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an intra prediction direction according to another embodiment of the present disclosure.
  • first and second are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and do not limit the order or importance of the components unless otherwise stated. Accordingly, within the scope of the present disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, a second component in one embodiment is a first component in another embodiment. It can also be called.
  • a “picture” generally refers to a unit representing one image in a specific time period
  • a slice/tile is a coding unit constituting a part of a picture
  • one picture is one It may be composed of more than one slice/tile.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTU).
  • current block may mean one of “current coding block”, “current coding unit”, “coding object block”, “decoding object block”, or “processing object block”.
  • current block may mean “current prediction block” or “prediction target block”.
  • transformation inverse transformation
  • quantization inverse quantization
  • current block may mean “current transform block” or “transform target block”.
  • filtering is performed, “current block” may mean “block to be filtered”.
  • a video coding system may include an encoding device 10 and a decoding device 20.
  • the encoding device 10 may transmit the encoded video and/or image information or data in a file or streaming format to the decoding device 20 through a digital storage medium or a network.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image encoding apparatus 100 may be implemented as one hardware component (eg, an encoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be implemented by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the inter prediction unit 180 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation between motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the inter prediction unit 180 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • a residual signal may not be transmitted.
  • motion vector prediction (MVP) mode motion vectors of neighboring blocks are used as motion vector predictors, and indicators for motion vector difference and motion vector predictors ( indicator) to signal the motion vector of the current block.
  • the motion vector difference may mean a difference between a motion vector of a current block and a motion vector predictor.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique uses at least one of DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT (Karhunen-Loeve Transform), GBT (Graph-Based Transform), or CNT (Conditionally Non-linear Transform).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Kerhunen-Loeve Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Supplementally Non-linear Transform
  • GBT refers to the transformation obtained from this graph when the relationship information between pixels is expressed in a graph.
  • CNT refers to a transform obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to a block of pixels having the same size of a square, or may be applied to a block of a variable size other than a square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantization to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 may encode a quantized signal (information on quantized transform coefficients) and output it as a bitstream.
  • the information on the quantized transform coefficients may be called residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a block into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and the quantized transform coefficients in the form of the one-dimensional vector It is also possible to generate information about transform coefficients.
  • the entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 190 may encode together or separately information necessary for video/image restoration (eg, values of syntax elements) in addition to quantized transform coefficients.
  • the encoded information (eg, encoded video/video information) may be transmitted or stored in a bitstream format in units of network abstraction layer (NAL) units.
  • the video/video information may further include information on various parameter sets, such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/video information may further include general constraint information.
  • the signaling information, transmitted information, and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream may be transmitted through a network or may be stored in a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and/or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • a transmission unit (not shown) for transmitting the signal output from the entropy encoding unit 190 and/or a storage unit (not shown) for storing may be provided as an inner/outer element of the image encoding apparatus 100, or transmission The unit may be provided as a component of the entropy encoding unit 190.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 160 may apply filtering to the reconstructed signal to improve subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 170, specifically, the DPB of the memory 170. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 160 may generate a variety of filtering information and transmit it to the entropy encoding unit 190 as described later in the description of each filtering method.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image decoding apparatus 200 may be implemented as one hardware component (eg, a decoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a DPB and may be implemented by a digital storage medium.
  • the signaling information, received information and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be obtained from the bitstream by being decoded through the decoding procedure.
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and a value of a syntax element required for image restoration, a quantized value of a transform coefficient related to a residual Can be printed.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and includes information on the syntax element to be decoded, information on decoding information of a neighboring block and a block to be decoded, or information on a symbol/bin decoded in a previous step
  • the context model is determined by using and, according to the determined context model, the probability of occurrence of bins is predicted to perform arithmetic decoding of bins to generate symbols corresponding to the values of each syntax element. I can.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model using information of the decoded symbol/bin for the context model of the next symbol/bin after the context model is determined.
  • the entropy decoding unit 210 Among the information decoded by the entropy decoding unit 210, information on prediction is provided to the prediction unit (inter prediction unit 260 and intra prediction unit 265), and the register on which entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 210 Dual values, that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the inverse quantization unit 220. In addition, information about filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiving unit for receiving a signal output from the image encoding device may be additionally provided as an inner/outer element of the image decoding device 200, or the receiving unit is provided as a component of the entropy decoding unit 210 It could be.
  • the inverse quantization unit 220 may inverse quantize the quantized transform coefficients and output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients into a two-dimensional block shape. In this case, the rearrangement may be performed based on a coefficient scan order performed by the image encoding apparatus.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients by using a quantization parameter (eg, quantization step size information) and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter eg, quantization step size information
  • the inverse transform unit 230 may inverse transform the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit can generate the prediction signal based on various prediction methods (techniques) described later.
  • the intra prediction unit 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the description of the intra prediction unit 185 may be equally applied to the intra prediction unit 265.
  • the current block may be divided into vertical or horizontal subpartitions, and intra prediction may be performed for each subpartition based on the same intra prediction mode.
  • neighboring reference samples of intra prediction may be derived for each subpartition. That is, the reconstructed sample of the previous sub-partition in the encoding/decoding order may be used as a neighboring reference sample of the current sub-partition.
  • the intra prediction mode for the current block is equally applied to the subpartitions, but by deriving and using neighboring reference samples in units of the subpartitions, intra prediction performance may be improved in some cases.
  • This prediction method may be referred to as intra sub-partitions (ISP) or ISP-based intra prediction.
  • the encoding method of FIG. 4 may be performed by the video encoding apparatus of FIG. 2. Specifically, step S410 may be performed by the intra prediction unit 185, and step S420 may be performed by the residual processing unit. Specifically, step S420 may be performed by the subtraction unit 115. Step S630 may be performed by the entropy encoding unit 190.
  • the prediction information of step S430 may be derived by the intra prediction unit 185, and the residual information of step S430 may be derived by the residual processing unit.
  • the residual information is information on the residual samples.
  • the residual information may include information on quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the image encoding apparatus may perform intra prediction on the current block (S410).
  • the video encoding apparatus determines an intra prediction mode/type for the current block, derives neighboring reference samples of the current block, and then generates prediction samples in the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples. can do.
  • the procedure of determining the intra prediction mode/type, deriving neighboring reference samples, and generating prediction samples may be simultaneously performed, or one procedure may be performed before the other procedure.
  • the apparatus for encoding an image may generate residual samples for the current block based on prediction samples or filtered prediction samples (S420).
  • the image encoding apparatus may derive the residual samples by subtracting the prediction samples from original samples of the current block. That is, the image encoding apparatus may derive the residual sample value by subtracting the corresponding predicted sample value from the original sample value.
  • the image encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including reconstructed samples and a reconstructed block). To this end, the image encoding apparatus may perform inverse quantization/inverse transformation on the quantized transform coefficients again to derive (modified) residual samples. The reason why the residual samples are transformed/quantized and then inverse quantized/inverse transformed is performed to derive residual samples identical to the residual samples derived from the image decoding apparatus.
  • the image encoding apparatus may generate a reconstructed block including reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the (modified) residual samples. A reconstructed picture for the current picture may be generated based on the reconstructed block. As described above, an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • the image decoding apparatus may perform an operation corresponding to an operation performed by the image encoding apparatus.
  • the mpm index may be signaled in the form of an mpm_idx or intra_luma_mpm_idx syntax element
  • the remaining intra prediction mode information may be signaled in the form of a rem_intra_luma_pred_mode or intra_luma_mpm_remainder syntax element.
  • the remaining intra prediction mode information may indicate one of all intra prediction modes by indexing the remaining intra prediction modes not included in the MPM candidates (MPM list) in order of prediction mode number.
  • the intra prediction mode may be an intra prediction mode for a luma component (sample).
  • the intra prediction mode information may include at least one of the MPM flag (ex. intra_luma_mpm_flag), the MPM index (ex.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an intra prediction mode signaling procedure in an image encoding apparatus.
  • S820 is shown to be performed after S810, but this is an example, and S820 may be performed before S810 or may be performed simultaneously.
  • the image decoding apparatus may obtain intra prediction mode information from a bitstream (S910).
  • the intra prediction mode information may include at least one of an MPM flag, an MPM index, and a remaining intra prediction mode.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure for deriving an intra prediction mode in more detail.
  • the intra prediction mode may include two non-directional intra prediction modes and 129 directional intra prediction modes.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planar mode and a DC mode, and the directional intra prediction modes may include intra prediction modes 2 to 130.
  • the general intra prediction mode value of the current block is 66 or less, and the general intra prediction mode value of the current block is greater than the value determined by Equation 2 below, wide angle
  • the mode value of the intra prediction mode may be determined as a value of the general intra prediction mode value -65.
  • 17 is a diagram for describing a wide-angle intra prediction method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the current block when MRL is applied to an amorphous current block, the current block may be intra predicted using reference samples L1 or L3. Meanwhile, when MRL and wide-angle intra prediction are applied to a non-square current block, the current prediction sample C may be intra prediction using the reference samples A1 or A3. In this case, since the distance between C and the reference sample A1 or A3 is greater than the distance between C and the reference sample L1 or L3, when the MRL and the wide-angle intra prediction mode are simultaneously applied to an amorphous block, the accuracy of intra prediction decreases. Problems can arise.
  • prediction samples C1 to C4 may be intra predicted using reference samples L1 to L4, respectively. Meanwhile, when wide-angle intra prediction is applied, prediction samples C1 to C4 may be intra predicted using reference samples A1 to A4.
  • the accuracy of intra prediction for a color difference component may be improved, and coding efficiency may be increased.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, a slate PC, and Tablet PC, ultrabook, wearable device, for example, smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)), digital TV, desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • HMD head mounted display
  • TV desktop
  • desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • the scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (e.g., operating systems, applications, firmware, programs, etc.) that cause an operation according to the method of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes a non-transitory computer-readable medium (non-transitory computer-readable medium) which stores instructions and the like and is executable on a device or a computer.
  • a non-transitory computer-readable medium non-transitory computer-readable medium

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  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 방법은 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보를 획득하는 단계, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값을 유도하는 단계 및 상기 유도된 인트라 예측 모드 값에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 형태 및 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 기법의 종류 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.

Description

광각 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 광각 화면 내 예측을 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법, 장치 및 본 개시의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는, 광각 화면 내 예측을 이용하여 인트라 예측된 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 따르면, (추가) 인트라 예측과 관련된 신택스 부호화/복호화 과정을 단순화하고 부호화 효율이 증대될 수 있다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보를 획득하는 단계, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값을 유도하는 단계 및 상기 유도된 인트라 예측 모드 값에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 형태 및 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 기법의 종류 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법은, 상기 현재 블록이 비정방형(non-square) 블록인 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 MRL(Multiple Reference Line) 적용 여부에 기반하여, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값을 치환할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값은, 치환되지 않을 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대해 MRL이 적용되지 않는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 치환될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 치환되는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값에 제 1값을 더하거나, 제 2 값을 빼서 유도되는 값일 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 치환되는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 종횡비(aspect ratio) 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법은, 상기 현재 블록이 비정방형(non-square) 블록인 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 ISP(Intra Sub-Partitions) 적용 여부에 기반하여, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값을 치환할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값은, 치환되지 않을 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 ISP가 적용되지 않는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 치환될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 치환되는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값에 제 1값을 더하거나, 제 2 값을 빼서 유도되는 값일 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 치환되는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 종횡비 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따른 영상 복호화 장치는, 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하고, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보를 획득하고, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값을 유도하고, 상기 유도된 인트라 예측 모드 값에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하되, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 형태 및 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 기법의 종류 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값을 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값에 기반하여, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드에 관한 정보를 유도하는 단계 및 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 부호화 하는 단계를 포함하되, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보는, 상기 현재 블록의 형태 및 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 기법의 종류 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보는, 상기 현재 블록이 비정방형 블록인지 여부, 상기 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는지 여부 및 상기 현재 블록에 대해 ISP이 적용되는지 여부 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 광각 화면 내 예측을 이용하여 인트라 예측된 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 개시에 따른 인트라 예측부(185)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인트라 예측부(265)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 영상 부호화 장치에서의 인트라 예측 모드 시그널링 절차를 도시한 흐름도이다.
도 9는 영상 복호화 장치에서의 인트라 예측 모드 결정 절차를 도시한 흐름도이다.
도 10은 인트라 예측 모드 도출 절차를 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 12는 본 개시의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 13은 광각 인트라 예측 모드에 대한 참조 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 광각 인트라 예측 모드에서 발생할 수 있는 참조 샘플 불연속성을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 19는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 픽처 인코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 1의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 1의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
인트라 예측의 개요
이하, 본 개시에 따른 인트라 예측에 대해 설명한다.
인트라 예측은 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다.
다만, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
주변 참조 샘플들이 도출된 경우, (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 대상 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향에 위치하는 제1 주변 샘플과 그 반대 방향에 위치하는 제2 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다.
또한, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수도 있다. 이 경우는 LM(Linear Model) 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 상기 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수도 있다. 이 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다.
또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 이 때, 사용된 참조 샘플 라인에 관한 정보(예컨대, intra_luma_ref_idx 또는 MRL 인덱스)는 비트스트림에 부호화되어 시그널링될 수 있다. 이 경우는 multi-reference line intra prediction (MRL) 또는 MRL 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다. MRL이 적용되지 않는 경우, 현재 블록에 직접 인접한 참조 샘플 라인으로부터 참조 샘플들이 도출될 수 있고, 이 경우, 참조 샘플 라인에 관한 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
예컨대, MRL 인덱스를 지시하는 구문 요소 intra_luma_ref_idx는 다음의 표 1의 이진열에 따라 현재 블록의 인트라 예측을 위한 참조 샘플 라인을 지시할 수 있다. 표 1의 이진열은 본 개시의 예시로서, 아래의 이진값에 따라 본 개시의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
[표 1]
Figure PCTKR2020008082-appb-I000001
표 1을 참조하면, intra_luma_ref_idx가 0의 이진값을 가지는 경우, 현재 블록의 0번째 참조 샘플 라인을 이용하여, 현재 블록에 대한 인트라 예측이 수행될 수 있다. 즉, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 현재 블록이 0번째 참조 샘플 라인을 이용하여 인트라 예측되는 경우, intra_luma_ref_idx의 이진값으로 0을 부호화/복호화할 수 있다. 마찬가지로, 현재 블록이 1번째 혹은 3번째 참조 샘플 라인을 이용하여 부호화/복호화되는 경우, intra_luma_ref_idx는 각각 10 또는 11의 이진값으로 부호화/복호화될 수 있다.
또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 분할하고, 각 서브파티션에 대해 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 인트라 예측의 주변 참조 샘플들은 각 서브파티션 단위로 도출될 수 있다. 즉, 부호화/복호화 순서 상 이전 서브파티션의 복원된 샘플이 현재 서브파티션의 주변 참조 샘플로서 이용될 수 있다. 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다.
인트라 예측 기법이 ISP인 경우, 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(예컨대, intra_subpartitions_mode_flag)가 정의될 수 있다. 예컨대, ISP가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보는 서브 파티션 인트라 예측 플래그일 수 있다. 또한, ISP에 대한 분할 방향을 나타내는 플래그 정보(예컨대, intra_subpartitions_split_flag)가 추가적으로 정의될 수 있다. 예컨대, ISP에 대한 분할 방향을 나타내는 플래그 정보는 서브 파티션 인트라 예측 방향 플래그 또는 ISP 분할 방향 플래그 일 수 있다. 이하에서, 서브 파티션 인트라 예측 플래그와 서브 파티션 인트라 예측 방향 플래그를 서브 파티션 인트라 예측 신택스라 정의할 수 있다. 예컨대, 다음의 표 2의 이진열에 따라 ISP의 수행 여부 및 ISP의 분할 방향이 결정될 수 있다. 표 2의 이진열은 예시로서, 아래의 이진값에 따라 본 개시의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
[표 2]
Figure PCTKR2020008082-appb-I000002
표 2를 참조하면, intra_subpartitions_mode_flag가 1의 이진값을 가지는 경우, 현재 블록은 ISP를 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 즉, 현재 블록이 ISP를 이용하여 부호화/복호화되는 경우, intra_subpartitions_mode_flag는 1의 이진값으로 부호화/복호화될 수 있다. 반면, 현재 블록에 ISP가 적용되지 않는 경우, intra_subpartitions_mode_flag는 0의 이진값으로 부호화/복호화할 수 있다.
또한, 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 intra_subpartitions_split_flag를 부호화/복호화할 수 있다. 예컨대, intra_subpartitions_split_flag가 0의 이진값을 가지는 경우, 현재 블록은 가로 방향으로 분할되어 ISP가 적용될 수 있다. 반면, intra_subpartitions_split_flag가 1의 이진값을 가지는 경우, 현재 블록을 세로 방향으로 분할되어 ISP가 적용될 수 있다.
전술한 인트라 예측 기법들은 방향성 또는 비방향성의 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 기법(인트라 예측 타입 또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, LM, PDPC, MRL, ISP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LIP, LM, PDPC, MRL, ISP 등의 특정 인트라 예측 타입을 제외한 일반 인트라 예측 방법은 노멀 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 노멀 인트라 예측 타입은 상기와 같은 특정 인트라 예측 타입이 적용되지 않는 경우 일반적으로 적용될 수 있으며, 전술한 인트라 예측 모드를 기반으로 예측이 수행될 수 있다. 한편, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링이 수행될 수도 있다.
구체적으로, 인트라 예측 절차는 인트라 예측 모드/타입 결정 단계, 주변 참조 샘플 도출 단계, 인트라 예측 모드/타입 기반 예측 샘플 도출 단계를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링(post-filtering) 단계가 수행될 수도 있다.
한편, 상술한 인트라 예측 타입들 외에도 MIP(matrix based intra prediction)가 적용될 수 있다. 현재 블록에 대해 MIP가 적용되는 경우, i) 에버리징(averaging) 절차가 수행된 주변 참조 샘플들을 이용하여 ii) 메트릭스 벡터 멀티플리케이션(matrix-vector-multiplication) 절차를 수행하고, iii) 필요에 따라 수평/수직 보간(interpolation) 절차를 더 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 상기 MIP를 위하여 사용되는 인트라 예측 모드들은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP 인트라 예측 기법이나, 노멀 인트라 예측에서 사용되는 인트라 예측 모드들과 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 MIP를 위한 인트라 예측 모드에 따라 상기 메트릭스 벡터 멀티플리케이션에서 사용되는 메트릭스 및 오프셋이 다르게 설정될 수 있다. 여기서 상기 메트릭스는 가중치 메트릭스라고 불릴 수 있고, 상기 오프셋은 오프셋 벡터 또는 바이어스(bias) 벡터라고 불릴 수 있다.
도 4은 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4의 인코딩 방법은 도 2의 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 단계 S410은 인트라 예측부(185)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S420은 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 단계 S420은 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S630은 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S430의 예측 정보는 인트라 예측부(185)에 의하여 도출되고, 단계 S430의 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 영상 부호화 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다(S410). 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출한 후, 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측 모드/타입 결정, 주변 참조 샘플들 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다.
도 6은 본 개시에 따른 인트라 예측부(185)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치의 인트라 예측부(185)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(186), 참조 샘플 도출부(187) 및/또는 예측 샘플 도출부(188)를 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드/타입 결정부(186)는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다. 참조 샘플 도출부(187)는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 예측 샘플 도출부(188)는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 후술하는 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(185)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치는 복수의 인트라 예측 모드/타입들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드/타입을 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입들에 대한 율왜곡 비용(RD cost)을 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
한편, 영상 부호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수도 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 상기 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
다시 도 4을 참조하여, 영상 부호화 장치는 예측 샘플들 또는 필터링된 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S420). 영상 부호화 장치는 현재 블록의 원본 샘플들로부터 상기 예측 샘플들을 감산하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 즉, 영상 부호화 장치는 원본 샘플값으로부터 대응하는 예측 샘플값을 감산함으로써, 레지듀얼 샘플값을 도출할 수 있다.
영상 부호화 장치는 상기 인트라 예측에 관한 정보(예측 정보) 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S430). 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장 매체 또는 네트워크를 통하여 영상 복호화 장치로 전달될 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 후술하는 레지듀얼 코딩 신택스를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치는 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이를 위하여 영상 부호화 장치는 상기 양자화된 변환 계수들을 다시 역양자화/역변환 처리하여 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 이와 같이 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화 후 다시 역양자화/역변환을 수행하는 이유는 영상 복호화 장치에서 도출되는 레지듀얼 샘플들과 동일한 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위함이다. 영상 부호화 장치는 상기 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 6은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 상기 영상 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
도 6의 디코딩 방법은 도 3의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 딘계 S610 내지 S630은 인트라 예측부(265)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S610의 예측 정보 및 단계 S640의 레지듀얼 정보는 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 영상 복호화 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S640). 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(630)는 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 단계 S650은 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보(인트라 예측 모드/타입 정보)를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출할 수 있다(S610). 또한, 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S620). 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S630). 이 경우 영상 복호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
영상 복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S640). 영상 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 상기 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 도출할 수 있다(S650). 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 7는 본 개시에 따른 인트라 예측부(265)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치의 인트라 예측부(265)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(266), 참조 샘플 도출부(267), 예측 샘플 도출부(268)를 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드/타입 결정부(266)는 영상 부호화 장치의 인트라 예측 모드/타입 결정부(186)에서 생성되어 시그널링된 인트라 예측 모드/타입 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부(266)는 현재 픽처 내 복원된 참조 영역으로부터 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 예측 샘플 도출부(268)는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 전술한 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(265)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 예를 들어 MPM(most probable mode)가 상기 현재 블록에 적용되는지 아니면 리메이닝 모드(remaining mode)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(ex. intra_luma_mpm_flag)를 포함할 수 있고, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되는 경우 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들) 중 하나를 가리키는 인덱스 정보(ex. intra_luma_mpm_idx)를 더 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)은 MPM 후보 리스트 또는 MPM 리스트로 구성될 수 있다. 또한, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되지 않는 경우, 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 가리키는 리메이닝 모드 정보(ex. intra_luma_mpm_remainder)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
또한, 상기 인트라 예측 기법 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 기법 정보는 상기 인트라 예측 기법들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 기법 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 기법 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), 상기 ISP가 상기 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), 상기 ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들의 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDPC의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시에서 ISP 플래그 정보는 ISP 적용 지시자로 불릴 수 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보는 본 개시에서 설명된 코딩 방법을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보는 truncated (rice) binary code를 기반으로 엔트로피 코딩(ex. CABAC, CAVLC)을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다.
이하, 본 개시에 따른 인트라 예측 모드/타입 결정 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 주변 블록(ex. 좌측 및/또는 상측 주변 블록)의 인트라 예측 모드 및 추가적인 후보 모드들을 기반으로 도출된 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하고, 수신된 MPM 인덱스를 기반으로 MPM 리스트 내 MPM 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 또는 영상 복호화 장치는 상기 MPM 리스트에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 리메이닝 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 MPM 후보들 중에 있는지(즉, MPM 리스트에 포함되어 있는지), 아니면 리메이닝 모드 중에 있는지는 MPM 플래그 (ex. intra_luma_mpm_flag)를 기반으로 지시될 수 있다. MPM 플래그의 값 1은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 mpm 후보들(mpm 리스트) 내에 있음을 나타낼 수 있으며, MPM 플래그의 값 0은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 MPM 후보들(MPM 리스트) 내에 없음을 나타낼 수 있다. 상기 mpm 인덱스는 mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx 신택스 요소의 형태로 시그널링될 수 있고, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder 신택스 요소의 형태로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 전체 인트라 예측 모드들 중 상기 MPM 후보들(MPM 리스트)에 포함되지 않는 나머지 인트라 예측 모드들을 예측 모드 번호 순으로 인덱싱하여 그 중 하나를 가리킬 수 있다. 상기 인트라 예측 모드는 루마 성분(샘플)에 대한 인트라 예측 모드일 수 있다. 이하, 인트라 예측 모드 정보는 상기 MPM 플래그 (ex. intra_luma_mpm_flag), 상기 MPM 인덱스 (ex. mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx), 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보 (rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시에서 MPM 리스트는 MPM 후보 리스트, candModeList 등 다양한 용어로 불릴 수 있다.
도 8은 영상 부호화 장치에서의 인트라 예측 모드 시그널링 절차를 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 MPM 리스트를 구성할 수 있다(S810). 상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록에 적용될 가능성이 높은 후보 인트라 예측 모드들(MPM 후보들)을 포함할 수 있다. 상기 MPM 리스트는 주변 블록의 인트라 예측 모드를 포함할 수도 있고, 미리 정해진 방법에 따라 특정 인트라 예측 모드들을 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다(S820). 영상 부호화 장치는 다양한 인트라 예측 모드들을 기반으로 예측을 수행할 수 있고, 이에 기반한 RDO (rate-distortion optimization)을 수행하여 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 이 경우 상기 MPM 리스트에 포함된 MPM 후보들만을 이용하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수도 있고, 또는 상기 MPM 리스트에 포함된 MPM 후보들 뿐 아니라 나머지 인트라 예측 모드들을 더 이용하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수도 있다. 구체적으로 예를 들어, 만약 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입이 노멀 인트라 예측 타입이 아닌 특정 타입 (예를 들어 LIP, MRL 또는 ISP)인 경우에는 영상 부호화 장치는 상기 MPM 후보들만을 이용하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 즉, 이 경우에는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드는 상기 MPM 후보들 중에서만 결정될 수 있으며, 이 경우에는 상기 MPM 플래그를 인코딩/시그널링하지 않을 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 특정 타입의 경우에는 MPM 플래그를 별도로 시그널링 받지 않고도 MPM 플래그가 1인 것으로 추정할 수 있다.
한편, 일반적으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 상기 MPM 리스트 내에 있는 MPM 후보들 중 하나인 경우, 영상 부호화 장치는 상기 MPM 후보들 중 하나를 가리키는 MPM 인덱스(mpm_idx)를 생성할 수 있다. 만약, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 상기 MPM 리스트 내에 없는 경우에는 상기 MPM 리스트에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중에서 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드와 같은 모드를 가리키는 리메이닝 인트라 예측 모드 정보를 생성할 수 있다.
영상 부호화 장치는 인트라 예측 모드 정보를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다(S830). 상기 인트라 예측 모드 정보는 전술한 MPM 플래그, MPM 인덱스 및/또는 리메이닝 인트라 예측 모드 정보를 포함할 수 있다. 일반적으로 MPM 인덱스와 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 alternative한 관계로 하나의 블록에 대한 인트라 예측 모드를 지시함에 있어서, 동시에 시그널링되지는 않는다. 즉, MPM 플래그 값이 1일 때 MPM 인덱스가 시그널링되고, MPM 플래그 값이 0일 때 리메이닝 인트라 예측 모드 정보가 시그널링될 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이 현재 블록에 특정 인트라 예측 타입이 적용되는 경우에는 MPM 플래그가 시그널링되지 않고 그 값이 1로 추론(infer)되며, MPM 인덱스만 시그널링될 수도 있다. 즉, 이 경우에는 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 MPM 인덱스만을 포함할 수도 있다.
도 8에 도시된 예에서, S820은 S810보다 뒤에 수행되는 것으로 도시되었으나 이는 하나의 예시이며, S820은 S810보다 먼저 수행될 수도 있고 동시에 수행될 수도 있다.
도 9은 영상 복호화 장치에서의 인트라 예측 모드 결정 절차를 도시한 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 영상 부호화 장치에서 결정 및 시그널링된 인트라 예측 모드 정보에 기반하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
도 9을 참조하면, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 획득할 수 있다(S910). 상기 인트라 예측 모드 정보는 전술한 바와 같이 MPM 플래그, MPM 인덱스, 리메이닝 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
영상 복호화 장치는 MPM 리스트를 구성할 수 있다(S920). 상기 MPM 리스트는 상기 영상 부호화 장치에서 구성된 MPM 리스트와 동일하게 구성된다. 즉, 상기 MPM 리스트는 주변 블록의 인트라 예측 모드를 포함할 수도 있고, 미리 정해진 방법에 따라 특정 인트라 예측 모드들을 더 포함할 수도 있다.
도 9에 도시된 예에서, S920은 S910보다 뒤에 수행되는 것으로 도시되었으나 이는 하나의 예시이며, S920은 S910보다 먼저 수행될 수도 있고 동시에 수행될 수도 있다.
영상 복호화 장치는 상기 MPM 리스트 및 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정한다(S930). 단계 S930은 도 10를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 10은 인트라 예측 모드 도출 절차를 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10의 단계 S1010 및 S1020은 각각 도 9의 단계 S910 및 S920에 대응될 수 있다. 따라서, 단계 S1010 및 S1020에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 획득하고, MPM 리스트를 구성한 후(S1010, S1020), 소정의 조건을 판단할 수 있다(S1030). 구체적으로, 도 10에 도시된 바와 같이, MPM 플래그의 값이 1인 경우(S1030에서 Yes), 영상 복호화 장치는 상기 MPM 리스트 내의 MPM 후보들 중에서 상기 MPM 인덱스가 가리키는 후보를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다(S1040). 다른 예로, 상기 MPM 플래그의 값이 0인 경우(S1030에서 No), 영상 복호화 장치는 상기 MPM 리스트에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중에서 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보가 가리키는 인트라 예측 모드를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다(S1050). 한편, 또 다른 예로, 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입이 특정 타입(ex. LIP, MRL 또는 ISP 등)인 경우(S1030에서 Yes), 영상 복호화 장치는 상기 MPM 플래그의 확인 없이도, 상기 MPM 리스트 내에서 상기 MPM 인덱스가 가리키는 후보를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수도 있다(S1040).
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
인트라 예측 모드는 일 예로 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 33개의 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 34번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 플래너 인트라 예측 모드는 플래너 모드라고 불릴 수 있고, 상기 DC 인트라 예측 모드는 DC 모드라고 불릴 수 있다.
또는, 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 도 11에 도시된 바와 같이 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 65개의 확장된 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너 모드 및 DC 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 확장된 인트라 예측 모드들은 모든 사이즈의 블록들에 적용될 수 있고, 루마 성분(루마 블록) 및 크로마 성분(크로마 블록) 모두에 적용될 수 있다.
또는, 상기 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 129개의 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너 모드 및 DC 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 130번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 인트라 예측 모드는 전술한 인트라 예측 모드들 외에도 크로마 샘플을 위한 CCLM(cross-component linear model) 모드를 더 포함할 수 있다. CCLM 모드는 LM 파라미터 도출을 위하여 좌측 샘플들을 고려하는지, 상측 샘플들을 고려하는지, 둘 다를 고려하는지에 따라 L_CCLM, T_CCLM, LT_CCLM으로 나누어질 수 있으며, 크로마 성분에 대하여만 적용될 수 있다.
인트라 예측 모드는 예를 들어 아래 표 3과 같이 인덱싱될 수 있다.
[표 3]
Figure PCTKR2020008082-appb-I000003
도 12는 본 개시의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다. 도 12에서, 점선 방향은 정사각형이 아닌 블록에만 적용되는 광각(wide angle) 모드 또는 광각 인트라 예측 모드를 도시한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드와 함께 93개의 방향성 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너 모드 및 DC 모드를 포함할 수 있다. 방향성 인트라 예측 모드는 도 12의 화살표로 나타낸 바와 같이 2번 내지 80번과 -1번 내지 -14번으로 구성되는 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 상기 플래너 모드는 INTRA_PLANAR로 표기될 수 있고, DC 모드는 INTRA_DC로 표기될 수 있다. 그리고 방향성 인트라 예측 모드는 INTRA_ANGULAR-14 내지 INTRA_ANGULAR-1 및 INTRA_ANGULAR2 내지 INTRA_ANGULAR80과 같이 표기될 수 있다.
광각 인트라 예측(Wide Angle Intra Prediction: WAIP) 개요
상술한 바와 같이, 인트라 예측 모드의 예측 방향은 시계 방향으로 45도에서 135도 사이의 값 중 하나의 값을 가질 수 있다. 한편, 현재 블록이 비정방형 블록인 경우, 몇몇 인트라 예측 모드는 광각 인트라 예측 모드로 대체 또는 치환될 수 있다. 현재 블록에 대해 광각 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 대체 또는 치환되기 전의 인트라 예측 모드에 대한 정보가 시그널링 될 수 있으며, 대체 또는 치환되기 전의 인트라 예측 모드는 광각 인트라 예측 모드로 리맵핑(re-mapping)될 수 있다. 이하의 설명에서, 리맵핑이 되기 전의 인트라 예측 모드를 일반 인트라 예측 모드라 정의할 수 있다. 리맵핑으로 인해 특정 블록에 대한 총 인트라 예측 모드의 개수는 변경되지 않을 수 있다. 즉, 광각 인트라 예측 모드가 적용되는 경우에도, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 67개의 인트라 예측 모드 중 하나로 결정될 수 있다. 이하의 설명에서, 일반 인트라 예측 모드의 대체, 치환 및 리맵핑은 모두 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 13은 광각 인트라 예측 모드에 대한 참조 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 광각 인트라 예측 모드를 지원하기 위해, 2W+1의 길이를 가지는 상단 참조 라인 및 2H+1의 길이를 가지는 좌측 참조 샘플 라인이 정의될 수 있다. 이때, W와 H는 각각 현재 블록의 높이 또는 너비를 의미할 수 있다. 현재 블록에 대해 광각 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 광각 인트라 예측 모드로 대체되는 인트라 예측 모드는 현재 블록의 종횡비(aspect ratio)에 의해 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 종횡비에 따라 광각 인트라 예측 모드로 대체되는 인트라 예측 모드들은 다음의 표 4에 따라 결정될 수 있다.
[표 4]
Figure PCTKR2020008082-appb-I000004
일 예로, 광각 인트라 예측 모드는 다음과 같이 유도될 수 있다. 이하의 설명에서 whRatio는 log2(W/H)의 절대값을 의미할 수 있다. 현재 블록의 너비가 현재 블록의 높이 보다 크며, 현재 블록의 일반 인트라 예측 모드 값이 2이상이고, 현재 블록의 일반 인트라 예측 모드 값이 다음의 수학식 1에 의해 결정된 값 보다 작은 경우, 광각 인트라 예측 모드의 모드 값은 일반 인트라 예측 모드 값 + 67의 값으로 결정될 수 있다.
[수학식 1]
( whRatio > 1 ) ? ( 8 + 2 * whRatio ) : 8
반면, 현재 블록의 높이가 현재 블록의 너비 보다 크며, 현재 블록의 일반 인트라 예측 모드 값이 66이하이고, 현재 블록의 일반 인트라 예측 모드 값이 다음의 수학식 2에 의해 결정된 값보다 큰 경우, 광각 인트라 예측 모드의 모드 값은 일반 인트라 예측 모드 값 - 65의 값으로 결정될 수 있다.
[수학식 2]
( whRatio > 1 ) ? ( 60 - 2 * whRatio ) : 60
도 14는 광각 인트라 예측 모드에서 발생할 수 있는 참조 샘플 불연속성을 설명하기 위한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 예측 방향이 45도를 초과하는 광각 인트라 예측 모드가 수행되는 경우, 위 아래로 인접한 2개의 예측 샘플들은 인접하지 않은 2개의 참조 샘플들을 기반으로 인트라 예측될 수 있다. 이러한 참조 샘플들 간의 간격은 인트라 예측의 성능을 저해할 수 있다. 참조 샘플들 간의 간격으로 인해 발생된 성능 저하를 감소시키기 위해, 영상 부호화/복호화 장치는 참조 샘플에 대해 저역 참조 샘플 필터(low-pass reference sample filter) 및/또는 사이드 스무딩(side smoothing)을 적용하여, 현재 블록에 대한 광각 인트라 예측 모드를 수행할 수 있다.
실시예 #1
이하, 상술한 광각 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행하는 방법에 대해서 설명한다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 현재 블록이 특정 조건을 만족하는 경우에는, 현재 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 비정방형 블록이나, 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한될 수 있다. 다른 예로, 현재 블록이 비정방형 블록이나, 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한될 수 있다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계(S1510), 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보를 획득하는 단계(S1520), 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 현재 블록의 인트라 예측 모드 값을 유도하는 단계(S1530) 및 유도된 인트라 예측 모드 값에 기반하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계(S1540)를 포함하되, 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 형태 및 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 기법의 종류 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
이때, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록이 비정방형(non-square) 블록인지 여부, 상기 현재 블록에 대해 MRL(Multiple Reference Line)이 적용되는지 여부 및 상기 현재 블록에 대해 ISP(Intra Sub-Partitions)가 적용되는지 여부 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정하는 단계(S1610), 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드 값을 결정하는 단계(S1620), 현재 블록의 인트라 예측 모드 값에 기반하여, 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계(S1630), 현재 블록의 인트라 예측 모드 값에 기반하여, 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드에 관한 정보를 유도하는 단계(S1640) 및 인트라 예측 모드에 관한 정보를 부호화하는 단계(S1650)를 포함하되, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보는, 현재 블록의 형태 및 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 기법의 종류 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
이때, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보는, 상기 현재 블록이 비정방형 블록인지 여부, 상기 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는지 여부 및 상기 현재 블록에 대해 ISP(Intra Sub-Partitions)가 적용되는지 여부 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
실시예 #2
본 개시의 일 실시예에 따르면, 현재 블록이 비정방형 블록이고, 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한 또는 배제될 수 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 광각 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참조하면, 현재 블록이 비정방형 블록이고, 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는 경우, 광각 인트라 예측의 적용으로 인해, 현재 블록의 인트라 예측 정확도가 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
도 17에서, 현재 예측 샘플 C는 광각 인트라 예측이 적용되지 않는 경우, 참조 샘플 L0를 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 한편, 도 17에서, 현재 예측 샘플 C는 광각 인트라 예측이 적용되는 경우에는, 참조 샘플 A0를 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 이때, C와 참조 샘플 A0 간의 거리가 C와 참조 샘플 L0 간의 거리보다 작으므로, 비정방형 블록에 대해 광각 인트라 예측이 적용되는 경우, 인트라 예측의 정확도가 향상될 수 있다.
한편, 비정방형인 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는 경우, 현재 블록은 참조 샘플 L1 또는 L3를 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 한편, 비정방형인 현재 블록에 대해 MRL 및 광각 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 예측 샘플 C는 참조 샘플 A1 또는 A3를 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 이 경우, C와 참조 샘플 A1 또는 A3 간의 거리가 C와 참조 샘플 L1 또는 L3 간의 거리보다 크므로, 비정방형 블록에 대해 MRL 및 광각 인트라 예측 모드가 동시에 적용되는 경우, 인트라 예측의 정확도가 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상술한 문제점을 해결하기 위해, 비정방형인 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한될 수 있다. 즉, 비정방형인 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는 경우, 영상 부호화/복호화 장치는 광각 인트라 예측의 적용 없이 일반 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 보다 신뢰도 있는 예측 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있으므로, 인트라 예측의 정확도가 향상될 수 있으며, 부호화 효율이 증가될 수 있다.
실시예 #3
본 개시의 다른 일 실시예에 따르면, 현재 블록이 비정방형 블록이고, 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한 또는 배제될 수 있다. 다른 예로, 현재 블록이 정방형이라도, 현재 블록에 포함되는 서브 블록이 비정방형인 경우, 해당 서브 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한 또는 배제될 수 있다. 또 다른 예로, 현재 블록과 현재 블록에 포함되는 현재 블록에 포함되는 서브 블록이 모두 비정방형인 경우, 해당 서브 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한 또는 배제될 수 있다. 이하에서는, 현재 블록이 비정방형 블록인 경우를 예를 들어 설명하나, 이러한 기술에 의해 본 개시의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
도 18은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 광각 인트라 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참조하면, 현재 블록이 비정방형 블록이고, 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 광각 인트라 예측의 적용으로 인해, 현재 블록의 인트라 예측 정확도가 감소하는 문제점이 발생할 수 있다.
도 18은, 크기가 8x4 크기인 현재 블록에 대해 수평 방향의 ISP가 적용되어, 현재 블록이 8x2의 크기를 가지는 2개의 서브 블록(Subblock1, Subblock2)으로 분할된 예를 도시한다.
도 18에서, 예측 샘플 C1 내지 C4는 광각 인트라 예측이 적용되지 않는 경우, 각각 참조 샘플 L1 내지 L4를 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 한편, 예측 샘플 C1 내지 C4는 광각 인트라 예측이 적용되는 경우, 참조 샘플 A1 내지 A4를 이용하여 인트라 예측될 수 있다.
현재 블록에 대해 ISP가 적용되어 서브 블록 단위로 인트라 예측이 수행되는 경우, 각각의 서브 블록은 각각의 서브 블록 상단에 인접한 참조 샘플 라인을 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 이때, 기 복원된 상단 참조 샘플들은 참조 샘플 라인에 포함될 수 있으나, 아직 복원되지 않은 참조 샘플은, 참조 샘플 라인에 포함될 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 인트라 예측 방향이 우상단에서 좌하단 방향일 경우, 현재 서브 블록의 최우측 샘플의 x 좌표를 초과하는 x 좌표를 가지는 참조 샘플들은 아직 복원이 되지 않았을 수 있다. 이 경우, 영상 부호화/복호화 장치는 기복원된 상단 참조 샘플들의 최우측 참조 샘플(A0)의 참조 샘플 값을 이용하여 복원되지 않은 참조 샘플 라인의 참조 샘플 값을 유도(A1 내지 A8)할 수 있다. 예컨대, 영상 부호화/복호화 장치는 기복원된 상단 참조 샘플들의 최우측 참조 샘플(A0)의 참조 샘플 값을 복사하여 나머지 참조 샘플들(A1 내지 A8)을 유도 또는 패딩(padding)할 수 있다. 다른 예로, 현재 블록의 인트라 예측 방향이 좌하단에서 우상단 방향일 경우, 현재 서브 블록의 최하단 샘플의 y 좌표를 초과하는 y 좌표를 가지는 참조 샘플들은 아직 복원이 되지 않았을 수 있다. 이 경우, 영상 부호화/복호화 장치는 기복원된 좌측 참조 샘플들의 최하단 참조 샘플의 참조 샘플 값을 이용하여 복원되지 않은 참조 샘플 라인의 참조 샘플 값을 유도할 수 있다. 예컨대, 영상 부호화/복호화 장치는 기복원된 좌측 참조 샘플들의 최하단 참조 샘플의 참조 샘플 값을 복사하여 나머지 참조 샘플들을 유도 또는 패딩할 수 있다.
도 18에서, 현재 서브 블록의 예측 샘플 C1 내지 C4는 광각 인트라 예측이 적용되는 경우, 참조 샘플 A1 내지 A4를 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 하지만 참조 샘플은 A1 내지 A4는 참조 샘플 A0의 샘플 값이 복사된 참조 샘플들에 불과하므로, 실제 샘플과는 차이가 있을 수 있다. 즉, ISP가 적용되는 비정방형 서브 블록에 대해, 광각 인트라 예측이 수행되는 경우, 일부 샘플에 대해서는 복사 또는 패딩된 참조 샘플들이 이용되어 인트라 예측이 수행되므로, 인트라 예측의 정확도가 감소될 수 있다. 예측 샘플 C1 내지 C4와 참조 샘플 L1 내지 L4 간의 거리는 예측 샘플 C1 내지 C4와 참조 샘플 A1 내지 A4 간의 거리보다 멀지만, 참조 샘플 L1 내지 L4는 기 복원된 샘플을 이용하여 유도된 참조 샘플이므로, 참조 샘플 L1 내지 L4를 이용하여 인트라 예측을 수행하는 것이, 참조 샘플 A1 내지 A4를 이용하여 인트라 예측을 수행하는 것에 비해, 예측의 정확도가 더 높을 수 있다.
본 실시예에 따르면, 상술한 문제점을 해결하기 위해, 비정방형인 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한될 수 있다. 즉, 비정방형인 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 영상 부호화/복호화 장치는 광각 인트라 예측의 적용 없이 일반 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 단순히 패딩된 참조 샘플이 아닌, 기복원된 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있으므로, 인트라 예측의 정확도가 향상될 수 있으며, 부호화 효율이 증가될 수 있다.
실시예 #4
본 개시의 다른 일 실시예에 따르면, 현재 블록이 비정방형 블록이고, 현재 블록에 대한 색차 인트라 예측이 수행되는 경우, 현재 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한 또는 배제될 수 있다.
색차 성분에 대한 인트라 예측이 수행되는 경우, 색차 성분 인트라 예측 모드는 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드, 수직 모드 및 DM(Derived Mode) 중 하나로 결정될 수 있다. 이때, DM 모드는 색차 성분 블록에 대응되는 휘도 성분 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 유도되는 인트라 예측 모드를 의미할 수 있다. 한편, 플래너 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드는 디폴트(default) 모드로 정의될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 현재 블록이 비정방형 블록이고, 색차 성분에 대한 인트라 예측이 수행되는 경우, 현재 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한될 수 있다. 즉, 비정방형인 색차 블록의 일반 인트라 예측 모드 값에 상관없이, 색차 블록에 대한 광각 인트라 예측의 적용이 제한될 수 있다. 예컨대, 색차 블록의 일반 인트라 예측 모드가 디폴트 모드 혹은 DM 모드인지 여부에 상관없이, 색차 블록에 대해서는 광각 인트라 예측 모드의 적용이 제한될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 색차 성분에 대한 인트라 예측의 정확도가 향상될 수 있으며, 부호화 효율이 증가될 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 19는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 상기 영상 복호화 방법은,
    현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보를 획득하는 단계;
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값을 유도하는 단계; 및
    상기 유도된 인트라 예측 모드 값에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 형태 및 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 기법의 종류 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록이 비정방형(non-square) 블록인 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 MRL(Multiple Reference Line) 적용 여부에 기반하여, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값을 치환할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 영상 복호화 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값은, 치환되지 않는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대해 MRL이 적용되지 않는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 치환되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    치환되는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값에 제 1값을 더하거나, 제 2 값을 빼서 유도되는 값인, 영상 복호화 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 치환되는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 종횡비(aspect ratio) 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록이 비정방형(non-square) 블록인 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 ISP(Intra Sub-Partitions) 적용 여부에 기반하여, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값을 치환할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 영상 복호화 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값은, 치환되지 않는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 현재 블록에 ISP가 적용되지 않는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 치환되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    치환되는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값에 제 1값을 더하거나, 제 2 값을 빼서 유도되는 값인, 영상 복호화 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 치환되는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 종횡비(aspect ratio) 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보가 지시하는 인트라 예측 모드 값 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  12. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하고,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보를 획득하고,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값을 유도하고,
    상기 유도된 인트라 예측 모드 값에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하되,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값은, 상기 현재 블록의 형태 및 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 기법의 종류 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  13. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서, 상기 영상 복호화 방법은,
    현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값을 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 값에 기반하여, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드에 관한 정보를 유도하는 단계; 및
    상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 부호화하는 단계를 포함하되,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보는, 상기 현재 블록의 형태 및 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 기법의 종류 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보는, 상기 현재 블록이 비정방형(non-square) 블록인지 여부, 상기 현재 블록에 대해 MRL(Multiple Reference Line)이 적용되는지 여부 및 상기 현재 블록에 대해 ISP(Intra Sub-Partitions)가 적용되는지 여부 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  15. 제 13항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
PCT/KR2020/008082 2019-06-20 2020-06-22 광각 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 WO2020256523A1 (ko)

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