WO2021054720A1 - 가중 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

가중 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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WO2021054720A1
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Definitions

  • the present disclosure relates to an image encoding/decoding method and apparatus, and more particularly, to an image encoding/decoding method and apparatus using weighted prediction, and a method of transmitting a bitstream generated by the image encoding method/apparatus of the present disclosure.
  • an image encoding/decoding method and apparatus using weighted prediction, and a method of transmitting a bitstream generated by the image encoding method/apparatus of the present disclosure.
  • An object of the present disclosure is to provide a video encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency.
  • an object of the present disclosure is to provide a video encoding/decoding method and apparatus for improving encoding/decoding efficiency by efficiently signaling a syntax element related to weighted 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 restoring an image.
  • An image decoding method performed by an image decoding apparatus includes: parsing weight information indicating a weight for a reference sample from a bitstream according to a weight parameter syntax structure; And decoding the current block by performing inter prediction based on the weight information.
  • the parsing according to the weight parameter syntax structure may include: obtaining weight number information indicating the number of weight information acquired in the bitstream according to the weight parameter syntax structure; And acquiring weight information from the weight parameter syntax structure based on the weight number information.
  • an image decoding apparatus including a memory and at least one processor, wherein the at least one processor transmits weight information indicating a weight for a reference sample from a bitstream to a weight parameter syntax structure.
  • the current block may be decoded by parsing according to and inter prediction based on the weight information.
  • the processor obtains weight number information indicating the number of weight information acquired in the bitstream according to the weight parameter syntax structure, and obtains weight information in the weight parameter syntax structure based on the weight number information.
  • Parsing may be performed according to the weight parameter syntax structure.
  • an image encoding method performed by an image encoding apparatus may include generating a prediction block of a current block by performing inter prediction; Generating weight information indicating weights for samples constituting the prediction block; Determining weight number information indicating the number of weight information; And generating a bitstream including the weight number information and the weight information based on the weight parameter syntax structure.
  • the transmission method according to an aspect of the present disclosure may transmit a bitstream generated by the image encoding apparatus or the image encoding method of the present disclosure.
  • a computer-readable recording medium may store a bitstream generated by the image encoding method or the image encoding apparatus of the present disclosure.
  • an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency may be provided.
  • a video encoding/decoding method and apparatus capable of improving encoding/decoding efficiency by efficiently signaling a syntax element related to weighted prediction can be provided.
  • a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or an apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium may be provided that stores a bitstream that is received and decoded by the image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a video coding system to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an image segmentation structure according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of a block division type according to a multi-type tree structure.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a signaling mechanism of block division information in a quadtree with nested multi-type tree structure according to the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment in which a CTU is divided into multiple CUs.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a block diagram of CABAC according to an embodiment for encoding one syntax element.
  • 9 to 12 are diagrams illustrating entropy encoding and decoding according to an embodiment.
  • FIG. 13 and 14 are diagrams illustrating an example of a picture decoding and encoding procedure according to an embodiment.
  • 15 is a diagram illustrating a hierarchical structure of a coded image according to an embodiment.
  • 16 is a diagram illustrating an encoding method using inter prediction, according to an embodiment.
  • 17 is a diagram illustrating a decoding method using inter prediction, according to an embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a weighted prediction process according to an embodiment.
  • 19 is a diagram illustrating syntax for two syntax elements signaled by an SPS according to an embodiment.
  • 20 is a diagram illustrating a weighted prediction syntax element signaled in a PPS according to an embodiment.
  • 21 is a diagram illustrating a weighted prediction syntax element signaled in a slice header according to an embodiment.
  • 22 is a diagram illustrating an algorithm according to an embodiment for deriving a value of a variable NumRefIdxActive[ i ].
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a weighted prediction table syntax called from a slice header according to an embodiment.
  • 24 is a diagram illustrating syntax in which a prediction weighting table is signaled in an APS RBSP according to an embodiment.
  • 25 is a diagram illustrating syntax according to an embodiment of a modified slice header.
  • 26 is a diagram illustrating a prediction weighting table syntax structure according to an embodiment.
  • 27 to 28 are diagrams illustrating operations of a decoding apparatus and an encoding apparatus according to an embodiment.
  • 29 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • a component when a component is said to be “connected”, “coupled” or “connected” with another component, it is not only a direct connection relationship, but also an indirect connection relationship in which another component exists in the middle. It can also include.
  • a certain component when a certain component “includes” or “have” another component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated. .
  • 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 noted. 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 referred to as a first component in another embodiment. It can also be called.
  • components that are distinguished from each other are intended to clearly describe each feature, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated into one hardware or software unit, or one component may be distributed to form a plurality of hardware or software units. Therefore, even if not stated otherwise, such integrated or distributed embodiments are also included in the scope of the present disclosure.
  • components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, an embodiment consisting of a subset of components described in an embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, embodiments including other elements in addition to the elements described in the various embodiments are included in the scope of the present disclosure.
  • the present disclosure relates to encoding and decoding of an image, and terms used in the present disclosure may have a common meaning commonly used in the technical field to which the present disclosure belongs unless newly defined in the present disclosure.
  • 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).
  • CTU coding tree units
  • one tile may include one or more bricks. The brick may represent a rectangular area of CTU rows in a tile.
  • One tile may be divided into a plurality of bricks, and each brick may include one or more CTU rows belonging to the tile.
  • pixel or “pel” may mean a minimum unit constituting one picture (or image).
  • sample may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or may represent only a pixel/pixel value of a chroma component.
  • unit may represent a basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific area of a picture and information related to the corresponding area.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as “sample array”, “block”, or “area” depending on the case.
  • the MxN block may include samples (or sample arrays) consisting of M columns and N rows, or a set (or array) of transform coefficients.
  • current block may mean one of “current coding block”, “current coding unit”, “coding object block”, “decoding object block”, or “processing object block”.
  • current block may mean “current prediction block” or “prediction target block”.
  • transformation inverse transformation
  • quantization inverse quantization
  • current block may mean “current transform block” or “transform target block”.
  • filtering is performed, “current block” may mean “block to be filtered”.
  • current block may mean “a luma block of the current block” unless explicitly stated as a chroma block.
  • the “chroma block of the current block” may be expressed by including an explicit description of a chroma block, such as “chroma block” or “current chroma block”.
  • FIG. 1 shows a video coding system according to this disclosure.
  • a video coding system may include an 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.
  • the encoding apparatus 10 may include a video source generation unit 11, an encoding unit 12, and a transmission unit 13.
  • the decoding apparatus 20 may include a receiving unit 21, a decoding unit 22, and a rendering unit 23.
  • the encoder 12 may be referred to as a video/image encoder, and the decoder 22 may be referred to as a video/image decoder.
  • the transmission unit 13 may be included in the encoding unit 12.
  • the receiving unit 21 may be included in the decoding unit 22.
  • the rendering unit 23 may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source generator 11 may acquire a video/image through a process of capturing, synthesizing, or generating a video/image.
  • the video source generator 11 may include a video/image capturing device and/or a video/image generating device.
  • the video/image capture device may include, for example, one or more cameras, a video/image archive including previously captured video/images, and the like.
  • the video/image generating device may include, for example, a computer, a tablet and a smartphone, and may (electronically) generate a video/image.
  • a virtual video/image may be generated through a computer or the like, and in this case, a video/image capturing process may be substituted as a process of generating related data.
  • the encoder 12 may encode an input video/image.
  • the encoder 12 may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and encoding efficiency.
  • the encoder 12 may output encoded data (coded video/image information) in the form of a bitstream.
  • the transmission unit 13 may transmit the encoded video/image information or data output in the form of a bitstream to the reception unit 21 of the decoding apparatus 20 through a digital storage medium or a network in a file or streaming form.
  • Digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • the transmission unit 13 may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast/communication network.
  • the receiving unit 21 may extract/receive the bitstream from the storage medium or network and transmit it to the decoding unit 22.
  • the decoder 22 may decode the video/image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoder 12.
  • the rendering unit 23 may render the decoded video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image encoding apparatus 100 includes an image segmentation unit 110, a subtraction unit 115, a transformation unit 120, a quantization unit 130, an inverse quantization unit 140, and an inverse transformation unit ( 150), an addition unit 155, a filtering unit 160, a memory 170, an inter prediction unit 180, an intra prediction unit 185, and an entropy encoding unit 190.
  • the inter prediction unit 180 and the intra prediction unit 185 may be collectively referred to as a “prediction unit”.
  • the transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit 150 may be included in a residual processing unit.
  • the residual processing unit may further include a subtraction unit 115.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image encoding apparatus 100 may be implemented as one hardware component (eg, an encoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be implemented by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image segmentation unit 110 may divide an input image (or picture, frame) input to the image encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be referred to as a coding unit (CU).
  • the coding unit is a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU) recursively according to a QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) structure ( It can be obtained by dividing recursively.
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and/or a ternary tree structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and/or a ternary tree structure may be applied later.
  • the coding procedure according to the present disclosure may be performed based on the final coding unit that is no longer divided.
  • the largest coding unit may be directly used as the final coding unit, or a coding unit of a lower depth obtained by dividing the largest coding unit may be used as the final cornet unit.
  • the coding procedure may include a procedure such as prediction, transformation, and/or restoration, which will be described later.
  • the processing unit of the coding procedure may be a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the final coding unit, respectively.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transform unit may be a unit for inducing a transform coefficient and/or a unit for inducing a residual signal from the transform coefficient.
  • the prediction unit (inter prediction unit 180 or intra prediction unit 185) performs prediction on a block to be processed (current block), and generates a predicted block including prediction samples for the current block. Can be generated.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of a current block or CU.
  • the prediction unit may generate various information on prediction of the current block and transmit it to the entropy encoding unit 190.
  • the information on prediction may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 185 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in a neighborhood of the current block or may be located away from each other according to an intra prediction mode and/or an intra prediction technique.
  • the intra prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes, depending on the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra prediction unit 185 may determine a prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 180 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation between motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different from each other.
  • the temporal neighboring block may be referred to by a name such as a collocated reference block or a collocated CU (colCU).
  • a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidate is used to derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block. Can be generated. Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • the inter prediction unit 180 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • a residual signal may not be transmitted.
  • MVP motion vector prediction
  • a motion vector of a neighboring block is used as a motion vector predictor, and an indicator for a motion vector difference and a motion vector predictor ( indicator) to signal the motion vector of the current block.
  • the motion vector difference may mean a difference between a motion vector of a current block and a motion vector predictor.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods and/or prediction techniques to be described later.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of the current block, and may simultaneously apply intra prediction and inter prediction.
  • a prediction method in which intra prediction and inter prediction are applied simultaneously for prediction of the current block may be referred to as combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) for prediction of the current block.
  • the intra block copy may be used for content image/movie coding such as games, such as, for example, screen content coding (SCC).
  • IBC is a method of predicting a current block by using a reference block in a current picture at a distance from the current block by a predetermined distance.
  • the position of the reference block in the current picture may be encoded as a vector (block vector) corresponding to the predetermined distance.
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but in that it derives a reference block in the current picture, it may be performed similarly to inter prediction. That is, the IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this disclosure.
  • the prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a reconstructed signal or may be used to generate a residual signal.
  • the subtraction unit 115 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit from the input image signal (original block, original sample array), and subtracts a residual signal (remaining block, residual sample array). ) Can be created.
  • the generated residual signal may be transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique uses at least one of DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT (Karhunen-Loeve Transform), GBT (Graph-Based Transform), or CNT (Conditionally Non-linear Transform).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Kerhunen-Loeve Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT 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 transformation obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to a block of pixels having the same size of a square, or may be applied to a block of 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. Information about the quantized transform coefficients may be called residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange the quantized transform coefficients in a block form 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 form 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 internal/external element of the image encoding apparatus 100, or transmission The unit may be provided as a component of the entropy encoding unit 190.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a residual signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • inverse quantization and inverse transform residual transforms
  • the addition unit 155 adds the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 to obtain a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, and a reconstructed sample array). Can be generated.
  • a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, and a reconstructed sample array).
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the addition unit 155 may be referred to as a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, and may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described later.
  • the filtering unit 160 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 160 may apply various filtering methods to the reconstructed picture to generate a modified reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 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 various information about filtering and transmit it to the entropy encoding unit 190 as described later in the description of each filtering method. Information about filtering may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 170 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the image encoding apparatus 100 may avoid prediction mismatch between the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus, and may improve encoding efficiency.
  • the DPB in the memory 170 may store a reconstructed picture modified to be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the memory 170 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or encoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 180 in order to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may be transmitted to the intra prediction unit 185.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, and a memory 250. ), an inter prediction unit 260 and an intra prediction unit 265.
  • the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be collectively referred to as a “prediction unit”.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 may be included in the residual processing unit.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image decoding apparatus 200 may be implemented as one hardware component (eg, a decoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a DPB, and may be implemented by a digital storage medium.
  • the image decoding apparatus 200 receiving a bitstream including video/image information may reconstruct an image by performing a process corresponding to the process performed by the image encoding apparatus 100 of FIG. 2.
  • the image decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied by the image encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit.
  • the coding unit may be a coding tree unit or may be obtained by dividing the largest coding unit.
  • the reconstructed image signal decoded and output through the image decoding apparatus 200 may be reproduced through a reproducing apparatus (not shown).
  • the image decoding apparatus 200 may receive a signal output from the image encoding apparatus of FIG. 2 in the form of a bitstream.
  • the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video/video information) necessary for image restoration (or picture restoration).
  • the video/video information may further include information on various parameter sets, such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/video information may further include general constraint information.
  • the image decoding apparatus may additionally use information on the parameter set and/or the general restriction information to decode an image.
  • the signaling information, received information, and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be obtained from the bitstream by decoding 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 reconstruction, a quantized value of a transform coefficient related to a residual. Can be printed.
  • the CABAC entropy decoding method a bin corresponding to each syntax element is received in a bitstream, and information on the syntax element to be decoded, decoding information of a neighboring block and a block to be decoded, or information of 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 the bins to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element.
  • 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.
  • information about 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
  • the dual value that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the inverse quantization unit 220.
  • information about filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiving unit for receiving a signal output from the image encoding device may be additionally provided as an inner/outer element of the image decoding device 200, or the receiving unit is provided as a component of the entropy decoding unit 210 It could be.
  • the video decoding apparatus may include an information decoder (video/video/picture information decoder) and/or a sample decoder (video/video/picture sample decoder).
  • the information decoder may include an entropy decoding unit 210, and the sample decoder includes an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, a memory 250, It may include at least one of the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265.
  • the inverse quantization unit 220 may inverse quantize the quantized transform coefficients and output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients in 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 using a quantization parameter (eg, quantization step size information) and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter eg, quantization step size information
  • the inverse transform unit 230 may inverse transform the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the prediction information output from the entropy decoding unit 210, and determine a specific intra/inter prediction mode (prediction technique). I can.
  • the prediction unit can generate the prediction signal based on various prediction methods (techniques) to be described later.
  • the intra prediction unit 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the description of the intra prediction unit 185 may be equally applied to the intra prediction unit 265.
  • the inter prediction unit 260 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on a correlation between motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the inter prediction unit 260 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks, and derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes (techniques), and the information on prediction may include information indicating a mode (technique) of inter prediction for the current block.
  • the addition unit 235 is reconstructed by adding the obtained residual signal to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit (including the inter prediction unit 260 and/or the intra prediction unit 265).
  • a signal (restored picture, reconstructed block, reconstructed sample array) can be generated.
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the description of the addition unit 155 may be equally applied to the addition unit 235.
  • the addition unit 235 may be referred to as a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, and may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described later.
  • the filtering unit 240 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 240 may apply various filtering methods to the reconstructed picture to generate a modified reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 250, specifically, the DPB of the memory 250. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the reconstructed picture (modified) stored in the DPB of the memory 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 260.
  • the memory 250 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or decoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 260 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 250 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may be transmitted to the intra prediction unit 265.
  • embodiments described in the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the image encoding apparatus 100 are respectively the filtering unit 240 of the image decoding apparatus 200, The same or corresponding to the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be applied.
  • the video/image coding method according to the present disclosure may be performed based on the following image segmentation structure. Specifically, procedures such as prediction, residual processing ((inverse) transformation, (inverse) quantization, etc.), syntax element coding, filtering, etc., which will be described later, are CTU, CU (and/or TU, PU) can be performed.
  • the image may be divided in block units, and the block division procedure may be performed by the image dividing unit 110 of the above-described encoding apparatus.
  • Split-related information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and transmitted to a decoding apparatus in the form of a bitstream.
  • the entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus derives the block division structure of the current picture based on the division-related information obtained from the bitstream, and based on this, a series of procedures for video decoding (ex. prediction, residual). Processing, block/picture restoration, in-loop filtering, etc.) can be performed.
  • Pictures can be divided into a sequence of coding tree units (CTUs). 4 shows an example in which a picture is divided into CTUs.
  • the CTU may correspond to a coding tree block (CTB).
  • CTB coding tree block
  • the CTU may include a coding tree block of luma samples and two coding tree blocks of corresponding chroma samples.
  • the CTU may include an NxN block of luma samples and two corresponding blocks of chroma samples.
  • the coding unit is obtained by recursively dividing a coding tree unit (CTU) or a maximum coding unit (LCU) according to a QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) structure.
  • CTU coding tree unit
  • LCU maximum coding unit
  • QT/BT/TT Quad-tree/binary-tree/ternary-tree
  • the CTU may be first divided into a quadtree structure. Thereafter, leaf nodes of a quadtree structure may be further divided by a multi-type tree structure.
  • the division according to the quadtree means division in which the current CU (or CTU) is divided into four. By partitioning according to the quadtree, the current CU can be divided into four CUs having the same width and the same height.
  • the current CU corresponds to a leaf node of the quadtree structure.
  • the CU corresponding to the leaf node of the quadtree structure is no longer divided and may be used as the above-described final coding unit.
  • a CU corresponding to a leaf node of a quadtree structure may be further divided by a multitype tree structure.
  • the division according to the multi-type tree structure may include two divisions according to the binary tree structure and two divisions according to the ternary tree structure.
  • the two divisions according to the binary tree structure may include vertical binary splitting (SPLIT_BT_VER) and horizontal binary splitting (SPLIT_BT_HOR).
  • the vertical binary division (SPLIT_BT_VER) means division in which the current CU is divided into two in the vertical direction. As shown in FIG. 4, two CUs having a height equal to the height of the current CU and a width of half the width of the current CU may be generated by vertical binary division.
  • the horizontal binary division means division in which the current CU is divided into two in the horizontal direction. As shown in FIG. 5, two CUs having a height of half the height of the current CU and a width equal to the width of the current CU may be generated by horizontal binary division.
  • the two divisions according to the ternary tree structure may include vertical ternary splitting (SPLIT_TT_VER) and horizontal ternary splitting (hotizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR).
  • the vertical ternary division (SPLIT_TT_VER) divides the current CU in the vertical direction at a ratio of 1:2:1. As shown in FIG. 5, by vertical ternary division, two CUs having a height equal to the height of the current CU and a width of 1/4 of the width of the current CU and a current CU having a height equal to the height of the current CU A CU with a width of half the width of can be created.
  • the horizontal ternary division divides the current CU in the horizontal direction at a ratio of 1:2:1. As shown in FIG. 4, by horizontal ternary division, two CUs having a height of 1/4 of the height of the current CU and having the same width as the width of the current CU, and a height of half the height of the current CU One CU can be created with a width equal to the width of the CU.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a signaling mechanism of block division information in a quadtree with nested multi-type tree structure according to the present disclosure.
  • the CTU is treated as a root node of a quadtree, and the CTU is first divided into a quadtree structure.
  • Information eg, qt_split_flag
  • qt_split_flag a first value (eg, “1”)
  • the current CU may be quadtree split.
  • qt_split_flag is a second value (eg, "0")
  • the current CU is not divided into a quadtree, but becomes a leaf node (QT_leaf_node) of the quadtree.
  • the leaf nodes of each quadtree can then be further divided into a multi-type tree structure. That is, a leaf node of a quad tree may be a node (MTT_node) of a multi-type tree.
  • a first flag (ex. mtt_split_cu_flag) may be signaled to indicate whether the current node is additionally divided.
  • a second flag (e.g. mtt_split_cu_verticla_flag) may be signaled to indicate the splitting direction.
  • the division direction may be a vertical direction
  • the second flag is 0, the division direction may be a horizontal direction.
  • a third flag (eg, mtt_split_cu_binary_flag) may be signaled to indicate whether the division type is a binary division type or a ternary division type.
  • the division type may be a binary division type
  • the third flag when the third flag is 0, the division type may be a ternary division type.
  • Nodes of a multitype tree obtained by binary division or ternary division may be further partitioned into a multitype tree structure.
  • nodes of a multitype tree cannot be partitioned into a quadtree structure.
  • the first flag is 0, the corresponding node of the multi-type tree is no longer divided and becomes a leaf node (MTT_leaf_node) of the multi-type tree.
  • the CU corresponding to the leaf node of the multitype tree may be used as the above-described final coding unit.
  • a multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of the CU may be derived as shown in Table 1.
  • the multitree partitioning mode may be abbreviated as a multitree partitioning type or a partitioning type.
  • a bold block edge 710 represents a quadtree division
  • the remaining edges 720 represent a multi-type tree division.
  • the CU may correspond to a coding block (CB).
  • a CU may include a coding block of luma samples and two coding blocks of chroma samples corresponding to the luma samples.
  • the chroma component (sample) CB or TB size is determined by the luma component (sample) according to the component ratio according to the color format (chroma format, ex.
  • the chroma component CB/TB size may be set equal to the luma component CB/TB size.
  • the width of the chroma component CB/TB may be set to half the width of the luma component CB/TB, and the height of the chroma component CB/TB may be set to the height of the luma component CB/TB.
  • the width of the chroma component CB/TB may be set to half the width of the luma component CB/TB, and the height of the chroma component CB/TB may be set to half the height of the luma component CB/TB.
  • the size of the CU when the size of the CTU is 128 based on the luma sample unit, the size of the CU may have a size ranging from 128 x 128 to 4 x 4, which is the same size as the CTU.
  • the chroma CB size in the case of a 4:2:0 color format (or chroma format), the chroma CB size may have a size ranging from 64x64 to 2x2.
  • the CU size and the TU size may be the same.
  • a plurality of TUs may exist in the CU region.
  • the TU size may generally represent a luma component (sample) TB (Transform Block) size.
  • the TU size may be derived based on a preset maximum allowable TB size (maxTbSize). For example, when the CU size is larger than the maxTbSize, a plurality of TUs (TB) having the maxTbSize may be derived from the CU, and transformation/inverse transformation may be performed in units of the TU (TB). For example, the maximum allowable luma TB size may be 64x64, and the maximum allowable chroma TB size may be 32x32. If the width or height of the CB divided according to the tree structure is larger than the maximum transform width or height, the CB may be automatically (or implicitly) divided until the TB size limit in the horizontal and vertical directions is satisfied.
  • the intra prediction mode/type is derived in units of the CU (or CB), and procedures for deriving neighboring reference samples and generating prediction samples may be performed in units of TU (or TB).
  • the intra prediction mode/type is derived in units of the CU (or CB)
  • procedures for deriving neighboring reference samples and generating prediction samples may be performed in units of TU (or TB).
  • one or a plurality of TUs (or TBs) may exist in one CU (or CB) region, and in this case, the plurality of TUs (or TBs) may share the same intra prediction mode/type.
  • the following parameters may be signaled from the encoding device to the decoding device as SPS syntax elements.
  • CTU size a parameter indicating the size of the root node of a quadtree tree
  • MinQTSize a parameter indicating the minimum usable size of a quadtree leaf node
  • MaxBTSize a parameter indicating the maximum usable size of a binary tree root node
  • maximum of a ternary tree root node a parameter indicating the maximum usable size of a binary tree root node.
  • MaxTTSize a parameter representing the usable size
  • MaxMttDepth a parameter representing the maximum allowed hierarchy depth of a multitype tree divided from a quadtree leaf node
  • MinBtSize a parameter representing the minimum usable leaf node size of a binary tree
  • At least one of MinTtSize which is a parameter indicating the minimum available leaf node size of the retree, may be signaled.
  • the CTU size may be set to a 128x128 luma block and two 64x64 chroma blocks corresponding to the luma block.
  • MinQTSize is set to 16x16
  • MaxBtSize is set to 128x1208
  • MaxTtSzie is set to 64x64
  • MinBtSize and MinTtSize are set to 4x4
  • MaxMttDepth may be set to 4.
  • Quart tree partitioning can be applied to CTU to create quadtree leaf nodes.
  • the quadtree leaf node may be referred to as a leaf QT node.
  • Quadtree leaf nodes may have a size of 128x128 (e.g.
  • the leaf QT node is 128x128, it may not be additionally divided into a binary tree/ternary tree. This is because in this case, even if it is divided, it exceeds MaxBtsize and MaxTtszie (i.e. 64x64). In other cases, the leaf QT node can be further divided into a multi-type tree. Therefore, the leaf QT node is a root node for a multi-type tree, and the leaf QT node may have a multi-type tree depth (mttDepth) of 0. If the multi-type tree depth reaches MaxMttdepth (ex. 4), additional partitioning may not be considered any more.
  • mttDepth multi-type tree depth
  • the encoding apparatus may omit signaling of the division information. In this case, the decoding apparatus may derive the segmentation information with a predetermined value.
  • one CTU may include a coding block of luma samples (hereinafter, referred to as a “luma block”) and two coding blocks of chroma samples corresponding thereto (hereinafter, referred to as a “chroma block”).
  • the above-described coding tree scheme may be applied equally to the luma block and the chroma block of the current CU, or may be applied separately.
  • a luma block and a chroma block in one CTU may be divided into the same block tree structure, and the tree structure in this case may be represented as a single tree (SINGLE_TREE).
  • a luma block and a chroma block in one CTU may be divided into individual block tree structures, and the tree structure in this case may be represented as a dual tree (DUAL_TREE). That is, when the CTU is divided into a dual tree, a block tree structure for a luma block and a block tree structure for a chroma block may exist separately.
  • the block tree structure for the luma block may be referred to as a dual tree luma (DUAL_TREE_LUMA)
  • the block tree structure for the chroma block may be referred to as a dual tree chroma (DUAL_TREE_CHROMA).
  • luma blocks and chroma blocks in one CTU may be limited to have the same coding tree structure.
  • luma blocks and chroma blocks may have separate block tree structures from each other. If an individual block tree structure is applied, a luma coding tree block (CTB) may be divided into CUs based on a specific coding tree structure, and the chroma CTB may be divided into chroma CUs based on a different coding tree structure.
  • CTB luma coding tree block
  • a CU in an I slice/tile group to which an individual block tree structure is applied is composed of a coding block of a luma component or a coding block of two chroma components, and a CU of a P or B slice/tile group has three color components (luma component And two chroma components).
  • the structure in which the CU is divided is not limited thereto.
  • the BT structure and the TT structure can be interpreted as a concept included in the Multiple Partitioning Tree (MPT) structure, and the CU can be interpreted as being divided through the QT structure and the MPT structure.
  • MPT Multiple Partitioning Tree
  • a syntax element e.g., MPT_split_type
  • MPT_split_mode a syntax element including information on which direction of splitting between horizontal and horizontal.
  • the CU may be divided in a different way from the QT structure, the BT structure, or the TT structure. That is, according to the QT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/4 size of the CU of the upper depth, or the CU of the lower depth is divided into 1/2 of the CU of the upper depth according to the BT structure, or according to the TT structure. Unlike CUs of lower depth are divided into 1/4 or 1/2 of CUs of higher depth, CUs of lower depth are 1/5, 1/3, 3/8, 3 of CUs of higher depth depending on the case. It may be divided into /5, 2/3, or 5/8 size, and the method of dividing the CU is not limited thereto.
  • the quadtree coding block structure accompanying the multi-type tree can provide a very flexible block division structure.
  • different partitioning patterns may potentially lead to the same coding block structure result in some cases.
  • the encoding device and the decoding device can reduce the amount of data of the split information by limiting the occurrence of such redundant split patterns.
  • the quantization unit of the encoding device can derive quantized transform coefficients by applying quantization to the transform coefficients, and the inverse quantization unit of the encoding device or the inverse quantization unit of the decoding device applies inverse quantization to the quantized transform coefficients.
  • transform coefficients can be derived.
  • the quantization rate can be changed, and the compression rate can be adjusted using the changed quantization rate.
  • a quantization parameter can be used instead of using a quantization rate directly in consideration of complexity.
  • quantization parameters of integer values from 0 to 63 may be used, and each quantization parameter value may correspond to an actual quantization rate.
  • the quantization parameter QP Y for the luma component (luma sample) and the quantization parameter QP C for the chroma component (chroma sample) may be set differently.
  • the quantization process takes a transform coefficient C as an input, divides it by a quantization rate Qstep, and obtains a quantized transform coefficient C ⁇ based on this.
  • the quantization rate is multiplied by a scale to form an integer, and a shift operation may be performed by a value corresponding to the scale value.
  • a quantization scale may be derived based on the product of the quantization rate and the scale value. That is, the quantization scale may be derived according to the QP.
  • a quantized transform coefficient C′ may be derived based on the quantization scale.
  • the inverse quantization process is an inverse process of the quantization process.
  • a reconstructed transform coefficient (C ⁇ ) By multiplying the quantized transform coefficient (C ⁇ ) by the quantization rate (Qstep), a reconstructed transform coefficient (C ⁇ ) can be obtained based on this.
  • a level scale may be derived according to the quantization parameter, and a reconstructed transform coefficient (C ⁇ ) is derived based on the level scale applied to the quantized transform coefficient (C ⁇ ). can do.
  • the restored transform coefficient C ⁇ may be slightly different from the original transform coefficient C due to a loss in the transform and/or quantization process. Accordingly, in the encoding device, inverse quantization can be performed in the same manner as in the decoding device.
  • an adaptive frequency weighting quantization technique that adjusts the quantization intensity according to the frequency may be applied.
  • the adaptive frequency-weighted quantization technique is a method of applying different quantization strengths for each frequency.
  • a quantization intensity for each frequency may be differently applied using a predefined quantization scaling matrix. That is, the above-described quantization/dequantization process may be further performed based on the quantization scaling matrix. For example, in order to generate the size of the current block and/or the residual signal of the current block, different quantization scaling metrics may be used depending on whether the prediction mode applied to the current block is inter prediction or intra prediction.
  • the quantization scaling matrix may be referred to as a quantization matrix or a scaling matrix.
  • the quantization scaling matrix may be predefined.
  • quantization scale information for each frequency of the quantization scaling matrix may be configured/coded by an encoding device and signaled to a decoding device.
  • the quantization scale information for each frequency may be referred to as quantization scaling information.
  • the quantization scale information for each frequency may include scaling list data (scaling_list_data).
  • scaling_list_data The (modified) quantization scaling matrix may be derived based on the scaling list data.
  • the quantization scale information for each frequency may include present flag information indicating whether the scaling list data is present or not.
  • the scaling list data is signaled at a higher level (ex. SPS)
  • information indicating whether the scaling list data is modified at a lower level eg PPS or tile group header, etc.
  • some or all of the video/video information may be entropy-encoded by the entropy encoding unit 190, and some or all of the video/video information described with reference to FIG. 3 is an entropy decoding unit. It can be entropy decoded by (310).
  • the video/video information may be encoded/decoded in units of syntax elements.
  • that information is encoded/decoded may include encoding/decoding by the method described in this paragraph.
  • each binary number 0 or 1 constituting the binary value may be referred to as a bin.
  • each of 1, 1, and 0 may be referred to as one bin.
  • the bin(s) for one syntax element may represent a value of a corresponding syntax element.
  • the binarized bins can be input into a regular coding engine or a bypass coding engine.
  • the regular coding engine may allocate a context model that reflects a probability value to the corresponding bin, and encode the corresponding bin based on the allocated context model.
  • the probability model for the corresponding bin can be updated. Bins coded in this way may be referred to as context-coded bins.
  • the bypass coding engine may omit a procedure for estimating a probability for an input bin and a procedure for updating a probability model applied to a corresponding bin after coding.
  • the coding speed can be improved by coding the input bin by applying a uniform probability distribution (ex.
  • Bins coded in this way may be referred to as bypass bins.
  • the context model may be allocated and updated for each bin to be context coded (regularly coded), and the context model may be indicated based on ctxidx or ctxInc.
  • ctxidx can be derived based on ctxInc.
  • a context index (ctxidx) indicating a context model for each of the regularly coded bins may be derived as a sum of a context index increment (ctxInc) and a context index offset (ctxIdxOffset).
  • the ctxInc may be derived differently for each bin.
  • the ctxIdxOffset may be expressed as the lowest value of the ctxIdx.
  • the minimum value of ctxIdx may be referred to as an initial value (initValue) of ctxIdx.
  • the ctxIdxOffset is a value generally used to distinguish context models for other syntax elements, and a context model for one syntax element may be classified/derived based on ctxinc.
  • Entropy decoding may perform the same process as entropy encoding in reverse order.
  • the entropy coding described above may be performed, for example, as shown in FIGS. 9 and 10.
  • an encoding apparatus entropy encoding unit
  • the image/video information may include partitioning related information, prediction related information (eg inter/intra prediction classification information, intra prediction mode information, inter prediction mode information, etc.), residual information, in-loop filtering related information, and the like, Or it may include various syntax elements related thereto.
  • the entropy coding may be performed in units of syntax elements. Steps S910 to S920 of FIG. 9 may be performed by the entropy encoding unit 190 of the encoding apparatus of FIG. 2 described above.
  • the encoding apparatus may perform binarization on the target syntax element (S910).
  • the binarization may be based on various binarization methods such as a Truncated Rice binarization process and a fixed-length binarization process, and a binarization method for a target syntax element may be predefined.
  • the binarization procedure may be performed by the binarization unit 191 in the entropy encoding unit 190.
  • the encoding apparatus may perform entropy encoding on the target syntax element (S920).
  • the encoding apparatus may encode the empty string of the target syntax element based on regular coding (context based) or bypass coding based on entropy coding techniques such as context-adaptive arithmetic coding (CABAC) or context-adaptive variable length coding (CAVLC).
  • CABAC context-adaptive arithmetic coding
  • CAVLC context-adaptive variable length coding
  • the entropy encoding procedure may be performed by the entropy encoding processing unit 192 in the entropy encoding unit 190.
  • the bitstream can be delivered to a decoding device through a (digital) storage medium or a network.
  • a decoding apparatus may decode encoded image/video information.
  • the image/video information may include partitioning-related information, prediction-related information (ex.inter/intra prediction classification information, intra prediction mode information, inter prediction mode information, etc.), residual information, in-loop filtering-related information, and the like. , Or various syntax elements related thereto.
  • the entropy coding may be performed in units of syntax elements. S1110 to S1120 may be performed by the entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus of FIG. 3 described above.
  • the decoding apparatus may perform binarization on the target syntax element (S1110).
  • the binarization may be based on various binarization methods such as a Truncated Rice binarization process and a fixed-length binarization process, and a binarization method for a target syntax element may be predefined.
  • the decoding apparatus may derive available empty strings (empty string candidates) for available values of a target syntax element through the binarization procedure.
  • the binarization procedure may be performed by the binarization unit 211 in the entropy decoding unit 210.
  • the decoding apparatus may perform entropy decoding on the target syntax element (S1120).
  • the decoding apparatus may sequentially decode and parse each bin for the target syntax element from the input bit(s) in the bitstream, and compare the derived bin string with the available bin strings for the corresponding syntax element. If the derived empty string is the same as one of the available empty strings, a value corresponding to the corresponding empty string may be derived as a value of the corresponding syntax element. If not, it is possible to perform the above-described procedure again after further parsing the next bit in the bitstream. Through this process, the corresponding information can be signaled using variable length bits without using a start bit or an end bit for specific information (specific syntax element) in the bitstream. Through this, relatively fewer bits can be allocated to a low value, and overall coding efficiency can be improved.
  • the decoding apparatus may perform context-based or bypass-based decoding of each bin in the bin string from a bitstream based on an entropy coding technique such as CABAC or CAVLC.
  • the entropy decoding procedure may be performed by the entropy decoding processing unit 212 in the entropy decoding unit 210.
  • the bitstream may include various information for video/video decoding.
  • the bitstream can be delivered to a decoding device through a (digital) storage medium or a network.
  • a table including syntax elements may be used to indicate signaling of information from an encoding device to a decoding device.
  • the order of syntax elements in a table including the syntax elements used in this document may indicate a parsing order of syntax elements from a bitstream.
  • the encoding apparatus may construct and encode a syntax table so that the syntax elements can be parsed by the decoding apparatus in a parsing order, and the decoding apparatus parses and decodes the syntax elements of the corresponding syntax table from the bitstream according to the parsing order, You can get the value.
  • Video/video coding procedure general
  • pictures constituting the video/video may be encoded/decoded according to a series of decoding orders.
  • a picture order corresponding to an output order of a decoded picture may be set differently from the decoding order, and based on this, not only forward prediction but also backward prediction may be performed during inter prediction.
  • S1310 may be performed by the entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus described above in FIG. 3, and S1320 may be performed by a prediction unit including the intra prediction unit 265 and the inter prediction unit 260.
  • S1330 may be performed in the residual processing unit including the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230
  • S1340 may be performed in the addition unit 235
  • S1350 is performed in the filtering unit 240.
  • I can.
  • S1310 may include the information decoding procedure described in this document
  • S1320 may include the inter/intra prediction procedure described in this document
  • S1330 may include the residual processing procedure described in this document
  • S1340 may include the block/picture restoration procedure described in this document
  • S1350 may include the in-loop filtering procedure described in this document.
  • the picture decoding procedure is schematically a procedure for obtaining image/video information (through decoding) from a bitstream (S1310), a picture restoration procedure (S1320 to S1340), and reconstructed as shown in the description of FIG.
  • An in-loop filtering procedure for a picture (S1350) may be included.
  • the picture restoration procedure is based on prediction samples and residual samples obtained through the process of inter/intra prediction (S1320) and residual processing (S1330, inverse quantization and inverse transformation of quantized transform coefficients) described in this document. Can be done.
  • a modified reconstructed picture may be generated through an in-loop filtering procedure for a reconstructed picture generated through the picture restoration procedure, and the modified reconstructed picture may be output as a decoded picture. It may be stored in the decoded picture buffer or memory 250 and used as a reference picture in an inter prediction procedure when decoding a picture later. In some cases, the in-loop filtering procedure may be omitted, and in this case, the reconstructed picture may be output as a decoded picture, and is also stored in the decoded picture buffer or memory 250 of the decoding apparatus, It can be used as a reference picture in the prediction procedure.
  • the in-loop filtering procedure includes a deblocking filtering procedure, a sample adaptive offset (SAO) procedure, an adaptive loop filter (ALF) procedure, and/or a bi-lateral filter procedure, as described above. May be, and some or all of them may be omitted.
  • one or some of the deblocking filtering procedure, sample adaptive offset (SAO) procedure, adaptive loop filter (ALF) procedure, and bi-lateral filter procedure may be sequentially applied, or all of them may be sequentially applied. It can also be applied as.
  • the SAO procedure may be performed.
  • the ALF procedure may be performed. This can be similarly performed in the encoding device.
  • S1410 may be performed by a prediction unit including the intra prediction unit 185 or the inter prediction unit 180 of the encoding apparatus described above in FIG. 2, and S1420 is the transform unit 120 and/or the quantization unit ( 130), and S1430 may be performed by the entropy encoding unit 190.
  • S1410 may include the inter/intra prediction procedure described in this document
  • S1420 may include the residual processing procedure described in this document
  • S1430 may include the information encoding procedure described in this document. .
  • the picture encoding procedure is a procedure of encoding information for picture restoration (ex. prediction information, residual information, partitioning information, etc.) schematically as shown in the description of FIG. 2 and outputting a bitstream format.
  • a procedure for generating a reconstructed picture for the current picture and a procedure for applying in-loop filtering to the reconstructed picture may be included.
  • the encoding apparatus may derive (modified) residual samples from the quantized transform coefficients through the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 150, and predictive samples that are outputs of S1410 and the (modified) residual samples.
  • a reconstructed picture may be generated based on samples.
  • the reconstructed picture generated in this way may be the same as the reconstructed picture generated by the above-described decoding apparatus.
  • a modified reconstructed picture may be generated through an in-loop filtering procedure for the reconstructed picture, which may be stored in a decoded picture buffer or memory 170. It can be used as a reference picture in the prediction procedure. As described above, in some cases, some or all of the in-loop filtering procedure may be omitted.
  • (in-loop) filtering-related information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream, and the decoding apparatus encodes based on the filtering-related information.
  • the in-loop filtering procedure can be performed in the same way as the device.
  • the encoding device and the decoding device can derive the same prediction result, increase the reliability of picture coding, and reduce the amount of data to be transmitted for picture coding. Can be reduced.
  • a reconstructed block may be generated based on intra prediction/inter prediction for each block, and a reconstructed picture including the reconstructed blocks may be generated.
  • the current picture/slice/tile group is an I picture/slice/tile group
  • blocks included in the current picture/slice/tile group may be reconstructed based only on intra prediction.
  • the current picture/slice/tile group is a P or B picture/slice/tile group
  • blocks included in the current picture/slice/tile group may be reconstructed based on intra prediction or inter prediction.
  • inter prediction may be applied to some blocks in the current picture/slice/tile group, and intra prediction may be applied to the remaining some blocks.
  • the color component of a picture may include a luma component and a chroma component, and unless explicitly limited in this document, the methods and embodiments proposed in this document may be applied to the luma component and the chroma component.
  • the coded video/image according to this document may be processed according to, for example, a coding layer and structure to be described later.
  • the coded image is a video coding layer (VCL) that deals with the decoding process of the image and itself, a subsystem that transmits and stores encoded information, and exists between the VCL and the subsystem and is responsible for network adaptation. It can be classified into a network abstraction layer (NAL).
  • VCL video coding layer
  • NAL network abstraction layer
  • VCL data including compressed video data is generated, or a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (Video Parameter Set: A parameter set including information such as VPS) or a Supplemental Enhancement Information (SEI) message additionally required for a video decoding process may be generated.
  • PPS picture parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • SEI Supplemental Enhancement Information
  • a NAL unit may be generated by adding header information (NAL unit header) to a Raw Byte Sequence Payload (RBSP) generated in VCL.
  • RBSP refers to slice data, parameter set, SEI message, etc. generated in the VCL.
  • the NAL unit header may include NAL unit type information specified according to RBSP data included in the corresponding NAL unit.
  • the NAL unit may be divided into a VCL NAL unit and a Non-VCL NAL unit according to the RBSP generated from the VCL.
  • the VCL NAL unit may mean a NAL unit including information (slice data) on an image
  • the Non-VCL NAL unit is a NAL unit including information (parameter set or SEI message) necessary for decoding an image.
  • VCL NAL unit and Non-VCL NAL unit may be transmitted through a network by attaching header information according to the data standard of the sub-system.
  • the NAL unit may be transformed into a data format of a predetermined standard such as an H.266/VVC file format, Real-time Transport Protocol (RTP), Transport Stream (TS), and the like and transmitted through various networks.
  • RTP Real-time Transport Protocol
  • TS Transport Stream
  • the NAL unit type may be specified according to the RBSP data structure included in the NAL unit, and information on the NAL unit type may be stored in the NAL unit header and signaled.
  • the NAL unit may be largely classified into a VCL NAL unit type and a Non-VCL NAL unit type.
  • the VCL NAL unit type may be classified according to the nature and type of a picture included in the VCL NAL unit, and the non-VCL NAL unit type may be classified according to the type of a parameter set.
  • NAL unit type specified according to the type of a parameter set included in the Non-VCL NAL unit type, etc. is listed.
  • NAL unit Type for NAL unit including APS
  • NAL unit A type for a NAL unit including DPS
  • NAL unit Type for NAL unit including VPS
  • NAL unit Type for NAL unit including SPS
  • NAL unit Type for NAL unit including PPS
  • NAL unit types have syntax information for the NAL unit type, and the syntax information may be stored in the NAL unit header and signaled.
  • the syntax information may be nal_unit_type, and NAL unit types may be specified as nal_unit_type values.
  • the slice header may include information/parameters commonly applicable to the slice.
  • the APS APS syntax
  • PPS PPS syntax
  • the SPS SPS syntax
  • the VPS VPS syntax
  • the DPS DPS syntax
  • the DPS may include information/parameters commonly applicable to the entire video.
  • the DPS may include information/parameters related to concatenation of a coded video sequence (CVS).
  • a high level syntax may include at least one of the APS syntax, PPS syntax, SPS syntax, VPS syntax, DPS syntax, and slice header syntax.
  • the image/video information encoded by the encoding device to the decoding device and signaled in the form of a bitstream not only includes intra-picture partitioning information, intra/inter prediction information, residual information, in-loop filtering information, etc. It may include information included in the slice header, information included in the APS, information included in the PPS, information included in the SPS, and/or information included in the VPS.
  • an inter prediction-based video/video decoding method and an inter prediction unit in the decoding apparatus may operate according to the following description.
  • an inter prediction-based video/video encoding method and an inter prediction unit in the encoding device may operate according to the following description.
  • data encoded by the following description may be stored in the form of a bitstream.
  • the prediction unit of the encoding device/decoding device may derive a prediction sample by performing inter prediction in block units.
  • Inter prediction may represent prediction derived by a method dependent on data elements (e.g. sample values, motion information, etc.) of picture(s) other than the current picture.
  • data elements e.g. sample values, motion information, etc.
  • a predicted block (prediction sample array) for the current block is derived based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on a reference picture indicated by a reference picture index.
  • reference block reference sample array
  • motion information of the current block may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the 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 type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic). May be.
  • a motion information candidate list may be configured based on neighboring blocks of the current block, and a flag indicating which candidate is selected (used) to derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block Alternatively, index information may be signaled.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of a skip mode and a merge mode, motion information of a current block may be the same as motion information of a selected neighboring block. In the case of the skip mode, unlike the merge mode, a residual signal may not be transmitted. In the case of a motion vector prediction (MVP) mode, a motion vector of a selected neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference may be signaled. In this case, the motion vector of the current block may be derived by using the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference.
  • MVP motion vector prediction
  • the motion information may include L0 motion information and/or L1 motion information according to an inter prediction type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.).
  • the motion vector in the L0 direction may be referred to as an L0 motion vector or MVL0
  • the motion vector in the L1 direction may be referred to as an L1 motion vector or MVL1.
  • the prediction based on the L0 motion vector may be called L0 prediction
  • the prediction based on the L1 motion vector may be called L1 prediction
  • the prediction based on both the L0 motion vector and the L1 motion vector will be called bi prediction. I can.
  • the motion vector L0 may represent a motion vector associated with the reference picture list L0 (L0), and the motion vector L1 may represent a motion vector associated with the reference picture list L1 (L1).
  • the reference picture list L0 may include pictures prior to the current picture in an output order as reference pictures, and the reference picture list L1 may include pictures after the current picture in an output order.
  • the previous pictures may be referred to as forward (reference) pictures, and the subsequent pictures may be referred to as reverse (reference) pictures.
  • the reference picture list L0 may further include pictures after the current picture in output order as reference pictures. In this case, in the reference picture list L0, the previous pictures may be indexed first, and the subsequent pictures may be indexed next.
  • the reference picture list L1 may further include pictures preceding the current picture in an output order as reference pictures.
  • the subsequent pictures in the reference picture list 1 may be indexed first, and the previous pictures may be indexed next.
  • the output order may correspond to a picture order count (POC) order.
  • POC picture order count
  • the video/video encoding procedure based on inter prediction and the inter prediction unit in the encoding apparatus may schematically include, for example, the following. This will be described with reference to FIG. 16.
  • the encoding apparatus performs inter prediction on the current block (S1610).
  • the encoding apparatus may derive the inter prediction mode and motion information of the current block and generate prediction samples of the current block.
  • the procedure of determining the inter prediction mode, deriving motion information, and generating prediction samples may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before another procedure.
  • the inter prediction unit of the encoding apparatus may include a prediction mode determining unit, a motion information deriving unit, and a prediction sample deriving unit.
  • the prediction mode determining unit determines a prediction mode for the current block, and the motion information deriving unit
  • the motion information of the current block may be derived, and prediction samples of the current block may be derived by a prediction sample derivation unit.
  • the inter prediction unit of the encoding apparatus searches for a block similar to the current block within a certain area (search area) of reference pictures through motion estimation, and the difference with the current block is a minimum or a certain criterion.
  • the following reference blocks can be derived. Based on this, a reference picture index indicating a reference picture in which the reference block is located may be derived, and a motion vector may be derived based on a position difference between the reference block and the current block.
  • the encoding apparatus may determine a mode applied to the current block from among various prediction modes.
  • the encoding apparatus may compare RD costs for the various prediction modes and determine an optimal prediction mode for the current block.
  • the encoding apparatus configures a merge candidate list to be described later, and among the reference blocks indicated by merge candidates included in the merge candidate list, the encoding apparatus It is possible to derive a reference block whose difference from the current block is less than a minimum or a predetermined standard.
  • a merge candidate associated with the derived reference block is selected, and merge index information indicating the selected merge candidate may be generated and signaled to the decoding apparatus.
  • Motion information of the current block may be derived using motion information of the selected merge candidate.
  • the encoding apparatus configures a (A)MVP candidate list to be described later, and among mvp (motion vector predictor) candidates included in the (A)MVP candidate list
  • the motion vector of the selected mvp candidate may be used as the mvp of the current block.
  • a motion vector indicating a reference block derived by the motion estimation described above may be used as a motion vector of the current block, and among the mvp candidates, the difference between the motion vector of the current block and the current block is the smallest.
  • An mvp candidate having a motion vector may be the selected mvp candidate.
  • a motion vector difference which is a difference obtained by subtracting the mvp from the motion vector of the current block, may be derived.
  • the information on the MVD may be signaled to the decoding device.
  • the value of the reference picture index may be configured with reference picture index information, and may be separately signaled to the decoding apparatus.
  • the encoding apparatus may derive residual samples based on the prediction samples (S1620).
  • the encoding apparatus may derive the residual samples by comparing the original samples of the current block with the prediction samples.
  • the encoding apparatus encodes image information including prediction information and residual information (S1630).
  • the encoding device may output the encoded image information in the form of a bitstream.
  • the prediction information is information related to the prediction procedure and may include prediction mode information (eg, skip flag, merge flag or mode index, etc.) and information about motion information.
  • the information on the motion information may include candidate selection information (eg, merge index, mvp flag, or mvp index), which is information for deriving a motion vector.
  • the information on the motion information may include information on the above-described MVD and/or reference picture index information.
  • the information on the motion information may include information indicating whether L0 prediction, L1 prediction, or bi prediction is applied.
  • the residual information is information on the residual samples.
  • the residual information may include information on quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the output bitstream may be stored in a (digital) storage medium and transmitted to a decoding device, or may be transmitted to a decoding device through a network.
  • the encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including reconstructed samples and a reconstructed block) based on the reference samples and the residual samples. This is because the encoding device derives the same prediction result as that performed in the decoding device, and coding efficiency can be improved through this. Accordingly, the encoding apparatus may store a reconstructed picture (or reconstructed samples, and a reconstructed block) in a memory and use it as a reference picture for inter prediction. As described above, an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • the video/video decoding procedure based on inter prediction and the inter prediction unit in the decoding apparatus may schematically include, for example, the following.
  • the decoding apparatus may perform an operation corresponding to an operation performed by the encoding apparatus.
  • the decoding apparatus may perform prediction on the current block and derive prediction samples based on the received prediction information.
  • the decoding apparatus may determine a prediction mode for the current block based on the received prediction information (S1710).
  • the decoding apparatus may determine which inter prediction mode is applied to the current block based on prediction mode information in the prediction information.
  • the merge mode may be applied to the current block or the (A)MVP mode is determined based on the merge flag.
  • one of various inter prediction mode candidates may be selected based on the mode index.
  • the inter prediction mode candidates may include a skip mode, a merge mode, and/or (A)MVP mode, or may include various inter prediction modes to be described later.
  • the decoding apparatus derives motion information of the current block based on the determined inter prediction mode (S1720). For example, when a skip mode or a merge mode is applied to the current block, the decoding apparatus may configure a merge candidate list to be described later, and select one merge candidate from among merge candidates included in the merge candidate list. The selection may be performed based on the above-described selection information (merge index). Motion information of the current block may be derived using motion information of the selected merge candidate. Motion information of the selected merge candidate may be used as motion information of the current block.
  • the decoding apparatus configures a (A)MVP candidate list to be described later, and among the mvp (motion vector predictor) candidates included in the (A)MVP candidate list
  • the motion vector of the selected mvp candidate may be used as the mvp of the current block.
  • the selection may be performed based on the above-described selection information (mvp flag or mvp index).
  • the MVD of the current block may be derived based on the information on the MVD
  • a motion vector of the current block may be derived based on the mvp of the current block and the MVD.
  • a reference picture index of the current block may be derived based on the reference picture index information.
  • a picture indicated by the reference picture index in the reference picture list for the current block may be derived as a reference picture referenced for inter prediction of the current block.
  • motion information of the current block may be derived without constructing a candidate list, and in this case, motion information of the current block may be derived according to a procedure disclosed in a prediction mode to be described later.
  • the configuration of the candidate list as described above may be omitted.
  • the decoding apparatus may generate prediction samples for the current block based on motion information of the current block (S1730).
  • the reference picture may be derived based on the reference picture index of the current block, and prediction samples of the current block may be derived using samples of the reference block indicated on the reference picture by the motion vector of the current block.
  • a prediction sample filtering procedure may be further performed on all or part of the prediction samples of the current block.
  • the inter prediction unit of the decoding apparatus may include a prediction mode determination unit, a motion information derivation unit, and a prediction sample derivation unit, and determine a prediction mode for the current block based on the prediction mode information received from the prediction mode determination unit. It determines, and derives motion information (motion vector and/or reference picture index, etc.) of the current block based on information on the motion information received from the motion information derivation unit, and predicts a sample of the current block by the predictive sample derivation unit Can derive them.
  • motion information motion vector and/or reference picture index, etc.
  • the decoding apparatus generates residual samples for the current block based on the received residual information (S1740).
  • the decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples, and generate a reconstructed picture based on the prediction samples (S1750). Thereafter, as described above, an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • the inter prediction procedure may include determining an inter prediction mode, deriving motion information according to the determined prediction mode, and performing prediction based on the derived motion information (generating a prediction sample).
  • the inter prediction procedure may be performed in an encoding apparatus and a decoding apparatus.
  • a predicted block for the current block may be derived based on motion information derived according to the prediction mode.
  • the predicted block may include prediction samples (prediction sample array) of the current block.
  • prediction samples prediction sample array
  • an interpolation procedure may be performed, through which prediction samples of the current block may be derived based on reference samples of the fractional sample unit within a reference picture.
  • prediction samples may be generated based on the sample/subblock unit MV.
  • prediction samples and L1 prediction derived based on L0 prediction (eg prediction using a reference picture in a reference picture list L0 and MVL0) (eg prediction using a reference picture in a reference picture list L1 and MVL1)
  • Prediction samples derived through a weighted sum or a weighted average (according to a phase) of prediction samples derived based on may be used as prediction samples of the current block.
  • L0 prediction eg prediction using a reference picture in a reference picture list L0 and MVL0
  • Prediction samples derived through a weighted sum or a weighted average (according to a phase) of prediction samples derived based on may be used as prediction samples of the current block.
  • the reference picture used for L0 prediction and the reference picture used for L1 prediction are located in different temporal directions with respect to the current picture (eg, bi-prediction and bi-prediction) It can be called truly bi-prediction.
  • reconstructed samples and reconstructed pictures may be generated based on the derived prediction samples, and then a procedure such as in-loop filtering may be performed.
  • weighted sample prediction can be used for inter prediction. Weighted sample prediction can be referred to as weighted prediction. Weighted prediction is designed to compensate for variations in illumination in video sequences. Weighted prediction has been designed in the AVC standard, and this feature is used particularly effectively in video encoder and video splicing applications.
  • weighted prediction can be used as a coding tool to efficiently encode content to which fading is applied.
  • weighting parameters e.g. weight and offset
  • weighting parameters may be signaled for each of the reference pictures belonging to the reference picture lists L0 and L1. Accordingly, during the motion compensation process, a weight and an offset for a corresponding reference picture may be applied.
  • Weighted prediction can be applied when the slice type of the current slice in which the current block (ex. CU) is located is a P slice or a B slice. For example, weighted prediction can be used not only when bi-prediction is applied, but also when uni-prediction is applied. For example, as described later, weighted prediction may be determined based on weightedPredFlag, and the value of weightedPredFlag may be determined based on signaled pps_weighted_pred_flag (for P slice) or pps_weighted_bipred_flag (for B slice).
  • the value of the variable weightedPredFlag can be derived as follows.
  • the value of weightedPredFlag may be set to the same value as pps_weighted_pred_flag. Otherwise (when the value of slice_type is a value indicating B slice), the value of weightedPredFlag may be set to the same value as pps_weighted_bipred_flag.
  • the value of the predicted sample(s) that is the output of the weighted prediction may be called pbSamples.
  • the weighted prediction procedure can be largely divided into a basic weighted (sample) prediction procedure and an explicit weighted (sample) prediction procedure.
  • the weighted (sample) prediction procedure may mean only an explicit weighted (sample) prediction procedure. For example, when the value of weightedPredFlag is 0, the array pbSamples of prediction samples may be derived according to a basic weighted sample prediction process described later. Otherwise (e.g. if the value of weightedPredFlag is 1), the array pbSamples of prediction samples can be derived according to the explicit weighted sample prediction process.
  • the explicit weighted sample prediction process may be described as described below.
  • the following parameters can be used for explicit weighted sample prediction processing to generate an array pbSamples of size (nCbW)x(nCbH) representing the predicted samples.
  • nCbW representing the width of the current coding block
  • nCbH representing the height
  • the value of the variable shift1 may be set to a value of Max( 2, 14-bitDepth) (S1810).
  • the variables log2Wd, o0, o1, w0 and w1 can be derived as follows (S1820).
  • the value of cIdx represents a value representing a luma sample (e.g. 0)
  • it may be calculated as the following equation.
  • log2Wd luma_log2_weight_denom + shift1
  • o0 luma_offset_l0[ refIdxL0] ⁇ (BitDepthY-8)
  • o1 luma_offset_l1[ refIdxL1] ⁇ (BitDepthY-8)
  • o0 ChromaOffsetL0[ refIdxL0 ][ cIdx-1] ⁇ (BitDepthC-8)
  • o1 ChromaOffsetL1[ refIdxL1 ][ cIdx-1] ⁇ (BitDepthC-8)
  • the prediction sample pbSamples[x][y] can be derived as follows (S1830).
  • the predicted sample value can be derived as follows.
  • the predicted sample value can be derived as follows.
  • the value of the prediction sample can be derived by the following equation.
  • pbSamples[ x ][ y] Clip3( 0, (1 ⁇ bitDepth)-1, (predSamplesL0[ x ][ y] * w0 + predSamplesL1[ x ][ y] * w1 + ((o0 + o1 + 1) ⁇ log2Wd)) >> (log2Wd + 1))
  • the NAL structure described above can be applied to a prediction weighting table.
  • a prediction weighting table described later may be used.
  • the structure of the weighted prediction table for signaling weighted (sample) prediction may be designed similar to the structure of the weighted prediction table of AVC or HEVC.
  • the weighted prediction process can be initiated by two flags signaled in the SPS.
  • the syntax element sps_weighted_pred_flag may indicate whether weighted prediction can be applied to a P slice referring to the SPS.
  • a first value (e.g. 0) of sps_weighted_pred_flag may indicate that weighted prediction is not applied to a P slice referring to the SPS.
  • the second value (e.g. 1) of sps_weighted_pred_flag may indicate that weighted prediction can be applied to a P slice referring to the SPS.
  • the syntax element sps_weighted_bipred_flag may indicate whether explicit weighted prediction can be applied to a B slice referring to the SPS. For example, a first value (e.g. 0) of sps_weighted_bipred_flag may indicate that explicit weighted prediction is not applied to a B slice referring to the SPS. The second value (e.g. 1) of sps_weighted_bipred_flag may indicate that explicit weighted prediction can be applied to a B slice referring to the SPS.
  • the above-described two flags may be signaled through SPS, and may indicate whether weighted prediction can be applied to P and/or B slices existing in CVS.
  • the syntax element pps_weighted_pred_flag may indicate whether weighted prediction is applied to a P slice referring to the PPS.
  • a first value (e.g. 0) of pps_weighted_pred_flag may indicate that weighted prediction is not applied to a P slice referring to a PPS.
  • the second value (e.g. 1) of pps_weighted_pred_flag may indicate that weighted prediction is applied to a P slice referring to the PPS.
  • the value of sps_weighted_pred_flag is the first value (e.g. 0)
  • the value of pps_weighted_pred_flag may be set to the first value (e.g. 0).
  • the syntax element pps_weighted_bipred_flag may indicate whether explicit weighted prediction is applied to the B slice referring to the PPS. For example, a first value (e.g. 0) of pps_weighted_bipred_flag may indicate that explicit weighted prediction is not applied to a B slice referring to the PPS.
  • the second value (e.g. 1) of pps_weighted_bipred_flag may indicate that explicit weighted prediction is applied to the B slice referring to the PPS.
  • the value of sps_weighted_bipred_flag is the first value (e.g. 0)
  • the value of pps_weighted_bipred_flag may be set to the first value (e.g. 0).
  • slice_pic_parameter_set_id may indicate a value of pps_pic_parameter_set_id for the currently used PPS.
  • slice_pic_parameter_set_id may have a value from 0 to 63.
  • a restriction that the value of the temporal ID of the current picture must be greater than or equal to the temporal ID of the PPS having the pps_pic_parameter_set_id equal to slice_pic_parameter_set_id may be applied. .
  • the syntax element slice_address may indicate a slice address of a slice. If the value of slice_address is not provided, the value of slice_address may be derived as 0.
  • the ID of the brick may be set as the value of the slice address, and slice_address may have a length of Ceil (Log2 (NumBricksInPic)), and the slice_address
  • the value may have a value from 0 to NumBricksInPic-1, where NumBricksInPic may represent the number of bricks in the picture.
  • rect_slice_flag when the value of rect_slice_flag is the second value (e.g. 1), it may be processed as follows.
  • the slice ID of the slice may be set as the value of the slice address.
  • the length of slice_address may be determined as signalled_slice_id_length_minus1 + 1 bit length.
  • the value of slice_address may have a value from 0 to num_slices_in_pic_minus1. Otherwise (when the value of signaled_slice_id_flag is not 0), the value of slice_address may range from 0 to 2 (signalled_slice_id_length_minus1 + 1) -1.
  • the syntax element num_ref_idx_active_override_flag may indicate whether the syntax element num_ref_idx_active_minus1[ 0 ] is provided for the P and B slices, and whether the syntax element num_ref_idx_active_minus1[ 1 ] is provided for the B slice.
  • the first value (e.g. 0) of num_ref_idx_active_override_flag may indicate that syntax elements num_ref_idx_active_minus1[ 0 ] and num_ref_idx_active_minus1[ 1 ] are not provided.
  • the second value e.g.
  • the syntax element num_ref_idx_active_override_flag is provided for the P and B slices, and the syntax element num_ref_idx_active_minus1[ 1 ] may be provided for the B slice.
  • the value of num_ref_idx_active_override_flag may be derived as 1.
  • the syntax element num_ref_idx_active_minus1[ i ] can be used to derive the variable NumRefIdxActive[ i ].
  • the value of num_ref_idx_active_minus1[ i ] can have a value from 0 to 14.
  • the value of num_ref_idx_active_override_flag is the second value (eg 1), and the value of num_ref_idx_active_minus1[ i ] is not provided, the value of num_ref_idx_active_minus1[ i ] (here, the value of i can be derived The value is 0 or 1).
  • the value of num_ref_idx_active_override_flag is the second value (e.g. 1), and the value of num_ref_idx_active_minus1[ 0 ] is not provided, the value of num_ref_idx_active_minus1[ 0 ] can be derived to 0.
  • the value of the variable NumRefIdxActive[ i ] can be derived as shown in the equation of FIG. 22. Meanwhile, a value of NumRefIdxActive[ i ] - 1 indicating the value of the maximum reference index for the reference picture list i may be used to decode the slice. For example, when the value of NumRefIdxActive[ i ] is 0, no reference index for the reference picture list i may be used to decode the slice. Accordingly, when the current slice is a P slice, the value of NumRefIdxActive[ 0 ] may be greater than 0. In addition, when the current slice is a B slice, values of NumRefIdxActive[ 0 ] and NumRefIdxActive[ 1 ] may be greater than 0.
  • the weighted prediction table syntax pred_weight_table() for signaling parameters for weighted prediction according to the values of pps_weighted_pred_flag and pps_weighted_bipred_flag and slice_type is called.
  • the syntax element luma_log2_weight_denom may be a syntax element expressing a logarithm having a base of 2 as a denominator for the luma weight element.
  • luma_log2_weight_denom may be a syntax element that expresses a logarithm of denominator values for all luma weight elements.
  • the value of luma_log2_weight_denom can have a value from 0 to 7.
  • delta_chroma_log2_weight_denom may represent a difference between a logarithmic value of which the base of the denominator for the chroma weight element is 2.
  • delta_chroma_log2_weight_denom may be a difference between a logarithmic value of which the base of the denominator of all chroma weight elements is 2. If the value of delta_chroma_log2_weight_denom does not exist, the value of delta_chroma_log2_weight_denom may be derived as 0.
  • ChromaLog2WeightDenom may be calculated as luma_log2_weight_denom + delta_chroma_log2_weight_denom.
  • the value of ChromaLog2WeightDenom can have a value from 0 to 7.
  • the syntax element luma_weight_l0_flag[ i ] may indicate whether weight elements for the luma component of list 0 prediction using RefPicList[0][i] exist. For example, a first value (e.g. 0) of luma_weight_l0_flag[ i ] may indicate that weight elements for the luma component of list 0 prediction using RefPicList[0][i] do not exist. The second value (e.g. 1) of luma_weight_l0_flag[ i ] may indicate that there are weight elements for the luma component of list 0 prediction using RefPicList[0][i].
  • a first value e.g. 0
  • the second value (e.g. 1) of luma_weight_l0_flag[ i ] may indicate that there are weight elements for the luma component of list 0 prediction using RefPicList[0][i].
  • the syntax element chroma_weight_l0_flag[ i ] may indicate the presence or absence of weight elements for the chroma prediction value of list 0 prediction using RefPicList[0][i].
  • the first value (e.g. 0) of chroma_weight_l0_flag[ i ] may indicate that there are no weighting elements for the chroma prediction value of list 0 prediction using RefPicList[0][i].
  • the second value (e.g. 1) of chroma_weight_l0_flag[ i ] may indicate that there are weighting elements for chroma prediction values of list 0 prediction using RefPicList[0][i]. If chroma_weight_l0_flag[ i ] is not provided, its value may be derived as 0.
  • the syntax element delta_luma_weight_l0[i] may represent a difference between a weighting factor applied to a luma prediction value for prediction of list 0 using RefPicList[0][i].
  • variable LumaWeightL0[ i ] can be derived with the value of ( 1 ⁇ luma_log2_weight_denom ) + delta_luma_weight_l0[ i ].
  • the value of delta_luma_weight_l0[ i] can have a value from -128 to 127.
  • the value of LumaWeightL0[ i] may be derived as a value of 2 luma_log2_weight_denom.
  • the syntax element luma_offset_l0[ i ] may represent an additive offset applied to a luma prediction value for list 0 prediction using RefPicList[ 0 ][ i ].
  • the value of luma_offset_l0[ i ] can range from -128 to 127.
  • the value of luma_offset_l0[ i ] may be derived as 0.
  • the syntax element delta_chroma_weight_l0[i][j] is for prediction of list 0 using RefPicList[0][i] for Cb when j is 0, and for Cr when j is 1 It can represent the difference between the weighting factor applied to the chroma prediction value.
  • ChromaWeightL0[ i ][j] can be derived from the value of ( 1 ⁇ ChromaLog2WeightDenom) + delta_chroma_weight_l0[ i ][ j ].
  • the value of delta_chroma_weight_l0[ i ][ j] may range from -128 to 127.
  • the value of ChromaWeightL0[i][j] may be derived as a value of 2 ChromaLog2WeightDenom.
  • delta_chroma_offset_l0[ i ][ j ] is a chroma prediction for prediction of list 0 using RefPicList[ 0 ][ i] for Cb when the value of j is 0, and for Cr when the value of j is 1 It may represent a difference between an additive offset applied to a value.
  • ChromaOffsetL0[ i ][j] can be derived as the following equation.
  • ChromaOffsetL0 [i] [j] Clip3 (-128, 127, (128 + delta_chroma_offset_l0 [i] [j] - ((128 * ChromaWeightL0 [i] [j]) >> ChromaLog2WeightDenom)))
  • the delta_chroma_offset_l0[ i ][ j ] value can range from -4 * 128 to 4 * 127.
  • ChromaOffsetL0[i][j] may be derived as 0.
  • the prediction weighted table described above may be parsed from the slice header.
  • an embodiment in which the prediction weighting table is parsed in the APS will be described as an alternative embodiment.
  • each APS RBSP must be able to be used in a decoding process before it is referenced.
  • each APS RBSP may be included in at least one access unit having a temporal ID (TemporalId) smaller than or equal to the temporal ID (TemporalId) of the encoded slide NAL unit referring to it, or may be provided from the outside.
  • aspLayerId may be used as the nuh_layer_id of the APS NAL unit.
  • a layer with nuh_layer_id having the same value as aspLayerId is an independent layer (eg vps_independent_layer_flag[ GeneralLayerIdx[ aspLayerId ] ] value is 1)
  • the APS NAL unit including the APS RBSP refers to it. It may have to have a nuh_layer_id having the same value as the nuh_layer_id of the sliced NAL unit.
  • the APS NAL unit having the APS RBSP has a nuh_layer_id having the same value as the nuh_layer_id of the coded slice NAL unit referring to it, or a direct dependent layer of the layer including the coded slice NAL unit referring to it ( Direct dependect layer) may have a nuh_layer_id having the same value as nuh_layer_id.
  • all APS NAL units having a specific value of adaptation_parameter_set_id and a specific value of aps_params_type may have the same content.
  • the syntax element adaptation_parameter_set_id may indicate an identifier for the APS.
  • adaptation_parameter_set_id may be used as an identifier for the APS. If the value of aps_params_type to be described later is the same as LMCS_APS, the value of adaptation_parameter_set_id may have a value from 0 to 3.
  • the syntax element aps_params_type may indicate the type of APS parameter transmitted using APS.
  • the value of aps_params_type is a first value (e.g. 1)
  • the type of APS may be determined as an LMCS_APS type that transmits an LMCS parameter
  • a value of adaptation_parameter_set_id may have a value from 0 to 3.
  • the type of APS may be determined as a PRED_WEIGHT_APS type carrying prediction weighting parameters.
  • each individual type of APS may have an individual data space for adaptation_parameter_set_id.
  • an APS NAL unit (having an adaptation_parameter_set_id of a specific value and aps_params_type of a specific value) may be shared between pictures.
  • different slices in one picture may refer to different ALF APSs.
  • the syntax element aps_extension_flag may indicate whether the aps_extension_data_flag syntax elements are provided in the APS RBSP syntax structure. For example, the first value (e.g. 0) of the aps_extension_flag may indicate that the aps_extension_data_flag syntax elements are not provided in the APS RBSP syntax structure. The second value (e.g. 1) of aps_extension_flag may indicate that aps_extension_data_flag syntax elements are provided in the APS RBSP syntax structure.
  • aps_extension_data_flag can have any value.
  • the presence or absence of aps_extension_data_flag and the value of aps_extension_data_flag have no effect on decoder suitability.
  • the decoder may ignore all aps_extension_data_flag syntax elements.
  • a new aps_params_type may be added to an existing type.
  • the slice header may be modified as shown in FIG. 25 in order to signal the APS ID instead of the content of pred_weight_table().
  • 25 is a diagram illustrating syntax of a modified slice header.
  • the syntax element slice_pred_weight_aps_id may indicate adaptation_parameter_set_id of the prediction weight table APS.
  • the temporal ID (TemporalId) of the APS NAL unit having aps_params_type having the same value as PRED_WEIGHT_APS and an adaptation_parameter_set_id having the same value as slice_pred_weight_aps_id may be less than or equal to the temporal ID of the encoded slice NAL unit.
  • slice_pred_weight_aps_id When slice_pred_weight_aps_id is provided, the value of slice_pred_weight_aps_id may have the same value for all slices of one picture.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating an example of a prediction weight table (e.g. pred_weight_table()) syntax.
  • the syntax of FIG. 26 may be a syntax structure called by pred_weight_data() of FIG. 24.
  • the syntax name of FIG. 26 may be modified to pred_weight_data() and used.
  • the syntax element num_lists_active_flag may indicate whether prediction weight table information for reference lists is signaled. For example, a first value (e.g. 0) of num_lists_active_flag may indicate that prediction weight table information for all reference lists is not signaled. For example, a first value (e.g. 0) of num_lists_active_flag may indicate that prediction weighting table information can be signaled only for the reference list L0. Accordingly, according to the syntax structure of FIG.
  • the second value (e.g. 1) of num_lists_active_flag may indicate that prediction weighting table information is signaled for reference list 1 as well.
  • the second value (e.g. 1) of num_lists_active_flag may indicate that prediction weighting table information can be signaled for both the reference lists L0 and L1.
  • values of the syntax elements NumRefIdxActive[0] and NumRefIdxActive[1] for the reference lists L0 and L1 according to the syntax structure of FIG. 26 may be obtained from the bitstream (2610).
  • the value of num_lists_active_flag is the second value (e.g. 1) (2630)
  • weight information for the reference list L1 may be obtained from the bitstream according to the value of NumRefIdxActive[1] (2640).
  • the syntax element numRefIdxActive[i] can be used to indicate the number of activated reference indices.
  • the value of numRefIdxActive[i] can have a value from 0 to 14.
  • the syntax and semantics in FIG. 26 and the description thereof may indicate whether information on at least one list is parsed by the APS when the flag num_lists_active_flag is parsed.
  • -b(8) byte unit syntax element with bit string pattern. Accordingly, the syntax element can be parsed as an 8-bit value.
  • -f(n) a syntax element described as a fixed pattern bit string of n bits with the left bit priority
  • -i(n) An integer syntax element with a sign using n bits.
  • n is described as v in the syntax table, the number of bits constituting the corresponding syntax element may be determined based on values of other syntax elements.
  • -st(v) Syntax element described as a null-terminated bitstring, such as UTF-8 (universal coded character set (UCS) transmission format-8).
  • UTF-8 universal coded character set (UCS) transmission format-8
  • -u(n) Integer syntax element with no sign. It can be represented by n bits.
  • n is denoted as v in the syntax table, a value of a bit representing a corresponding syntax element may be determined according to a value of another syntax element.
  • An image decoding apparatus includes a memory and a processor, and the processor may perform the following operations.
  • the decoding apparatus may parse weight information indicating a weight for a reference sample from a bitstream according to a weight parameter syntax structure (S2710).
  • the decoding apparatus includes luma_log2_weight_denom, delta_chroma_log2_weight_denom, num_lists_active_flag, NumRefIdxActive[i], luma_weight_l0_flag[i], chroma_weight_l0_flag[i], chroma_weight_l0_flag[i][luma_flag[i][delta_l0_flag[i] , delta_chroma_weight_l0[ i ][ j ], delta_chroma_offset_l0[ i ][ j ] can be obtained from the bitstream based on the pred_weight_table() syntax, which is a weight parameter syntax element.
  • the pred_weight_table() syntax which is a weight parameter syntax element.
  • the decoding apparatus may decode the current block by performing inter prediction based on the weight information as described above (S2720). For example, the decoding apparatus may derive the prediction sample array pbSamples to which the weighted prediction is applied by performing the above-described explicit weighted sample prediction process based on the syntax element obtained from the bitstream.
  • the decoding apparatus includes weight number information indicating the number of weight information acquired in the bitstream according to the weight parameter syntax structure (eg NumRefIdxActive[i). ]) can be obtained.
  • the decoding device uses weight information (eg luma_weight_l0_flag[i], chroma_weight_l0_flag[ i ], delta_luma_weight_l0[ i ], luma_offset_l0[ i ], luma_offset_l0[ i 0j_l0[ i _i_j_l) in the weight parameter syntax structure based on the weight number information.
  • i ][ j ] can be obtained.
  • the weight number information may be obtained in the bitstream according to the weight parameter syntax structure based on flag information (e.g. num_lists_active_flag) obtained from the bitstream.
  • flag information e.g. num_lists_active_flag
  • the flag information may indicate whether information on the number of weights is obtained from a bitstream by a weight parameter syntax structure.
  • information on the number of weights may be obtained individually for each reference picture list that can be used to decode the current block.
  • information on the number of weights for a reference picture list used may be determined based on a value of flag information.
  • the weight parameter syntax structure may be signaled by a network abstraction layer (NAL) unit signaling a parameter set.
  • NAL network abstraction layer
  • the weight parameter syntax structure may be signaled using an ASP NAL unit.
  • weight information for the current block may be identified based on a parameter set identifier obtained from header information of a slice including the current block.
  • all slices belonging to one picture may be restricted to use weight information by using a parameter set identified by the same identifier.
  • An image encoding apparatus includes a memory and a processor, and the processor may perform an operation corresponding to the operation of the above-described decoding apparatus.
  • the encoding apparatus may generate a prediction block of the current block by performing inter prediction (S2810).
  • the encoding apparatus may generate weight information indicating weights for samples constituting the prediction block (S2820).
  • the encoding apparatus may determine weight number information indicating the number of weight information (S2830).
  • the encoding apparatus may generate a bitstream including weight number information and weight information based on the weight parameter syntax structure (S2840).
  • flag information indicating whether information on the number of weights is included in the bitstream may be further included in the bitstream.
  • the flag information may indicate whether information on the number of weights is obtained from a bitstream according to a weight parameter syntax structure.
  • information on the number of weights may be obtained individually for each reference picture list that can be used to decode the current block.
  • the flag information may be used to determine whether to obtain information on the number of weights for a reference picture list used when bidirectional reference is used to decode the current block.
  • the exemplary methods of the present disclosure are expressed as a series of operations for clarity of description, this is not intended to limit the order in which steps are performed, and each step may be performed simultaneously or in a different order if necessary.
  • the exemplary steps may include additional steps, other steps may be included excluding some steps, or may include additional other steps excluding some steps.
  • an image encoding apparatus or an image decoding apparatus performing a predetermined operation may perform an operation (step) of confirming an execution condition or situation of a corresponding operation (step). For example, when it is described that a predetermined operation is performed when a predetermined condition is satisfied, the video encoding apparatus or the video decoding apparatus performs an operation to check whether the predetermined condition is satisfied, and then performs the predetermined operation. I can.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one or more ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • general purpose It may be implemented by a processor (general processor), a controller, a microcontroller, a microprocessor, or the like.
  • the image decoding device and the image encoding device to which the embodiment of the present disclosure is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, and a real-time communication device such as video communication , Mobile streaming devices, storage media, camcorders, video-on-demand (VoD) service providers, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providers, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical use. It may be included in a video device or the like, and may be used to process a video signal or a data signal.
  • an OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, and a digital video recorder (DVR).
  • 29 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • the content streaming system to which the embodiment of the present disclosure is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage device, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server serves to generate a bitstream by compressing content input from multimedia input devices such as a smartphone, a camera, and a camcorder into digital data, and transmits it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smartphones, cameras, camcorders, etc. directly generate bitstreams
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an image encoding method and/or an image encoding apparatus to which an embodiment of the present disclosure is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream while transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server may transmit multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server may serve as an intermediary for notifying the user of a service.
  • the web server transmits the request to the streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, and in this case, the control server may play a role of controlling a command/response between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and/or encoding server. For example, when content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, a slate PC, and Tablet PC (tablet PC), ultrabook (ultrabook), wearable device (e.g., smartwatch, glass terminal (smart glass), HMD (head mounted display)), digital TV, desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • Tablet PC Tablet PC
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device e.g., smartwatch, glass terminal (smart glass), HMD (head mounted display)
  • digital TV desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server may be distributedly processed.
  • the scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (e.g., operating systems, applications, firmware, programs, etc.) that cause an operation according to the method of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes a non-transitory computer-readable medium (non-transitory computer-readable medium) which stores instructions and the like and is executable on a device or a computer.
  • a non-transitory computer-readable medium non-transitory computer-readable medium
  • An embodiment according to the present disclosure may be used to encode/decode an image.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은 비트스트림으로부터 참조 샘플에 대한 가중치를 나타내는 가중치 정보를 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱하는 단계; 및 상기 가중치 정보에 기반하여 인터 예측을 수행함으로써 현재 블록을 복호화하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱하는 단계는, 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 상기 비트스트림에서 획득되는 가중치 정보의 개수를 나타내는 가중치 개수 정보를 획득하는 단계; 및 상기 가중치 개수 정보에 기반하여 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에서 가중치 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

가중 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가중 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 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 가중 예측에 관한 신택스 요소를 효율적으로 시그널링 함으로써 부/복호화 효율 향상을 도모하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은, 비트스트림으로부터 참조 샘플에 대한 가중치를 나타내는 가중치 정보를 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱하는 단계; 및 상기 가중치 정보에 기반하여 인터 예측을 수행함으로써 현재 블록을 복호화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱하는 단계는, 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 상기 비트스트림에서 획득되는 가중치 정보의 개수를 나타내는 가중치 개수 정보를 획득하는 단계; 및 상기 가중치 개수 정보에 기반하여 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에서 가중치 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 비트스트림으로부터 참조 샘플에 대한 가중치를 나타내는 가중치 정보를 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱하고, 상기 가중치 정보에 기반하여 인터 예측을 수행함으로써 현재 블록을 복호화할 수 있다. 나아가, 상기 프로세서는, 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 상기 비트스트림에서 획득되는 가중치 정보의 개수를 나타내는 가중치 개수 정보를 획득하고, 상기 가중치 개수 정보에 기반하여 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에서 가중치 정보를 획득함으로써, 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱을 수행할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양상에 따른 영상 부호화 장치에 의하여 수행되는 영상 부호화 방법은 인터 예측을 수행함으로써 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계; 상기 예측 블록을 구성하는 샘플에 대한 가중치를 나타내는 가중치 정보를 생성하는 단계; 상기 가중치 정보의 개수를 나타내는 가중치 개수 정보를 결정하는 단계; 및 가중치 파라미터 신택스 구조에 기반하여 상기 가중치 개수 정보와 상기 가중치 정보를 포함하는 비트스트림을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양상에 따른 전송 방법은, 본 개시의 영상 부호화 장치 또는 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 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, 가중 예측에 관한 신택스 요소를 효율적으로 시그널링 함으로써 부/복호화 효율 향상을 도모할 수 있는 영상 부호화/복호화 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 일 실시예에 따른 영상의 분할 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입의 일 실시 예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 개시에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조에서의 블록 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시한 도면이다.
도 7은 CTU가 다중 CU들로 분할되는 일 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 하나의 신택스 요소를 부호화하기 위한 일 실시 예에 따른 CABAC의 블록도를 도시하는 도면이다.
도 9 내지 도 12는 일 실시 예에 따른 엔트로피 인코딩과 디코딩을 설명하는 도면이다.
도 13 및 도 14는 일 실시 예에 따른 픽처 디코딩 및 인코딩 절차의 예를 도시하는 도면이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 코딩된 영상에 대한 계층 구조를 도시한 도면이다.
도 16은 일 실시 예에 따른 인터 예측을 이용한 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 17은 일 실시 예에 따른 인터 예측을 이용한 복호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 18은 일 실시 예에 따른 가중 예측 프로세스를 설명하는 도면이다.
도 19는 일 실시 예에 따른 SPS에서 시그널링되는 두개의 신택스 요소에 대한 신택스를 나타내는 도면이다.
도 20는 일 실시 예에 따른 PPS에서 시그널링되는 가중 예측 신택스 요소를 나타내는 도면이다.
도 21는 일 실시 예에 따른 슬라이스 헤더에서 시그널링되는 가중 예측 신택스 요소를 나타내는 도면이다.
도 22는 변수 NumRefIdxActive[　i　]의 값을 유도하기 위한 일 실시 예에 따른 알고리즘을 나타내는 도면이다.
도 23은 일 실시 예에 따른 슬라이스 헤더에서 호출되는 가중 예측 테이블 신택스를 나타내는 도면이다.
도 24는 일 실시 예에 따른 APS RBSP에서 예측 가중 테이블이 시그널링되는 신택스를 도시하는 도면이다.
도 25는 수정된 슬라이스 헤더의 일 실시 예에 따른 신택스를 나타내는 도면이다.
도 26은 일 실시 예에 따른 예측 가중 테이블 신택스 구조를 나타내는 도면이다.
도 27 내지 도 28은 일 실시예에 따른 복호화 장치 및 부호화 장치의 동작을 도시하는 도면이다.
도 29는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들을 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)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. 한편, 하나의 타일은 하나 이상의 브릭(Brick)을 포함할 수 있다. 브릭은 타일 내 CTU 행들의 사각 영역을 나타낼 수 있다. 하나의 타일은 복수의 브릭으로 분할될 수 있으며, 각각의 브릭은 타일에 속한 하나 이상의 CTU행을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서 "현재 블록"은 크로마 블록이라는 명시적인 기재가 없는 한 "현재 블록의 루마 블록"을 의미할 수 있다. "현재 블록의 크로마 블록"은 명시적으로 "크로마 블록" 또는 "현재 크로마 블록"과 같이 크로마 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 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 실시예예 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, 픽쳐, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나, 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서, 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉 IBC는 본 개시에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기반하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 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 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 영상 부호화 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
영상 분할 개요
본 개시에 따른 비디오/영상 코딩 방법은 다음과 같은 영상의 분할 구조에 기반하여 수행될 수 있다. 구체적으로 후술하는 예측, 레지듀얼 처리((역)변환, (역)양자화 등), 신택스 요소 코딩, 필터링 등의 절차는 상기 영상의 분할 구조에 기반하여 도출된 CTU, CU(및/또는 TU, PU)에 기반하여 수행될 수 있다. 영상은 블록 단위로 분할될 수 있으며, 블록 분할 절차는 상술한 부호화 장치의 영상 분할부(110)에서 수행될 수 있다. 분할 관련 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 부호화되어 비트스트림 형태로 복호화 장치로 전달될 수 있다. 복호화 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 상기 분할 관련 정보를 기반으로 현재 픽처의 블록 분할 구조를 도출하고, 이를 기반으로 영상 디코딩을 위한 일련의 절차(ex. 예측, 레지듀얼 처리, 블록/픽처 복원, 인루프 필터링 등)를 수행할 수 있다.
픽처들은 코딩 트리 유닛들 (coding tree units, CTUs)의 시퀀스로 분할될 수 있다. 도 4는 픽처가 CTU들로 분할되는 예를 나타낸다. CTU는 코딩 트리 블록(CTB)에 대응될 수 있다. 혹은 CTU는 루마 샘플들의 코딩 트리 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 트리 블록들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 세가지 샘플 어레이를 포함하는 픽처에 대하여, CTU는 루마 샘플들의 NxN 블록과 크로마 샘플들의 두개의 대응 블록들을 포함할 수 있다.
CTU의 분할 개요
전술한 바와 같이, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU) 또는 최대 코딩 유닛(LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로 분할함으로써 획득될 수 있다. 예컨대, CTU는 먼저 쿼드트리 구조로 분할될 수 있다. 이후 쿼드트리 구조의 리프 노드들은 멀티타입 트리 구조에 의하여 더 분할될 수 있다.
쿼드트리에 따른 분할은 현재 CU(또는 CTU)를 4등분하는 분할을 의미한다. 쿼드트리에 따른 분할에 의해, 현재 CU는 동일한 너비와 동일한 높이를 갖는 4개의 CU로 분할될 수 있다. 현재 CU가 더 이상 쿼드트리 구조로 분할되지 않는 경우, 현재 CU는 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당한다. 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당하는 CU는 더 이상 분할되지 않고 전술한 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 또는, 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당하는 CU는 멀티타입 트리 구조에 의하여 더 분할될 수 있다.
도 5는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입을 도시한 도면이다. 멀티타입 트리 구조에 따른 분할은 바이너리 트리 구조에 따른 2개의 분할과 터너리 트리 구조에 따른 2개의 분할을 포함할 수 있다.
바이너리 트리 구조에 따른 2개의 분할은 수직 바이너리 분할(vertical binary splitting, SPLIT_BT_VER)과 수평 바이너리 분할(hotizontal binary splitting, SPLIT_BT_HOR)을 포함할 수 있다. 수직 바이너리 분할(SPLIT_BT_VER)은 현재 CU를 수직 방향으로 2등분하는 분할을 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 바이너리 분할에 의해 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 절반의 너비를 갖는 2개의 CU가 생성될 수 있다. 수평 바이너리 분할(SPLIT_BT_HOR)은 현재 CU를 수평 방향으로 2등분하는 분할을 의미한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수평 바이너리 분할에 의해 현재 CU의 높이의 절반의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 2개의 CU가 생성될 수 있다.
터너리 트리 구조에 따른 2개의 분할은 수직 터너리 분할(vertical ternary splitting, SPLIT_TT_VER)과 수평 터너리 분할(hotizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR)을 포함할 수 있다. 수직 터너리 분할(SPLIT_TT_VER)은 현재 CU를 수직 방향으로 1:2:1의 비율로 분할한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 수직 터너리 분할에 의해 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 1/4의 너비를 갖는 2개의 CU와 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 절반의 너비를 갖는 CU가 생성될 수 있다. 수평 터너리 분할(SPLIT_TT_HOR)은 현재 CU를 수평 방향으로 1:2:1의 비율로 분할한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수평 터너리 분할에 의해 현재 CU의 높이의 1/4의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 2개의 CU와 현재 CU의 높이의 절반의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 1개의 CU가 생성될 수 있다.
도 6은 본 개시에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조에서의 블록 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시한 도면이다.
여기서, CTU는 쿼드트리의 루트(root) 노드로 취급되며, CTU는 쿼드트리 구조로 처음으로 분할된다. 현재 CU(CTU 또는 쿼드트리의 노드(QT_node))에 대해 쿼드트리 분할을 수행할 지 여부를 지시하는 정보(예컨대, qt_split_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, qt_split_flag가 제1 값(예컨대, "1")이면, 현재 CU는 쿼드트리 분할될 수 있다. 또한, qt_split_flag가 제2 값(예컨대, "0")이면, 현재 CU는 쿼드트리 분할되지 않고, 쿼드트리의 리프 노드(QT_leaf_node)가 된다. 각 쿼드트리의 리프 노드는 이후 멀티타입 트리 구조로 더 분할될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드는 멀티타입 트리의 노드(MTT_node)가 될 수 있다. 멀티타입 트리 구조에서, 현재 노드가 추가적으로 분할되는지를 지시하기 위하여 제1 플래그(a first flag, ex. mtt_split_cu_flag)가 시그널링될 수 있다. 만약 해당 노드가 추가적으로 분할되는 경우(예컨대, 제1 플래그가 1인 경우), 분할 방향(splitting direction)을 지시하기 위하여 제2 플래그(a second flag, e.g. mtt_split_cu_verticla_flag)가 시그널링될 수 있다. 예컨대, 제2 플래그가 1인 경우, 분할 방향은 수직 방향이고, 제2 플래그가 0인 경우, 분할 방향은 수평 방향일 수 있다. 그 후 분할 타입이 바이너리 분할 타입인지 터너리 분할 타입인지 여부를 지시하기 위하여 제3 플래그(a third flag, ex. mtt_split_cu_binary_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 제3 플래그가 1인 경우, 분할 타입은 바이너리 분할 타입이고, 제3 플래그가 0인 경우, 분할 타입은 터너리 분할 타입일 수 있다. 바이너리 분할 또는 터너리 분할에 의해 획득된 멀티타입 트리의 노드는 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 그러나, 멀티타입 트리의 노드는 쿼드트리 구조로 파티셔닝될 수는 없다. 상기 제1 플래그가 0인 경우, 멀티타입 트리의 해당 노드는 더 이상 분할되지 않고, 멀티타입 트리의 리프 노드(MTT_leaf_node)가 된다. 멀티타입 트리의 리프 노드에 해당하는 CU는 전술한 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다.
전술한 mtt_split_cu_vertical_flag 및 mtt_split_cu_binary_flag를 기반으로, CU의 멀티타입 트리 분할 모드(multi-type tree splitting mode, MttSplitMode)가 표 1과 같이 도출될 수 있다. 이하의 설명에서, 멀티트리 분할 모드는 멀티트리 분할 타입 또는 분할 타입으로 줄여서 지칭될 수 있다.
MttSplitMode mtt_split_cu_vertical_flag mtt_split_cu_binary_flag
SPLIT_TT_HOR 0 0
SPLIT_BT_HOR 0 1
SPLIT_TT_VER 1 0
SPLIT_BT_VER 1 1
도 7은 CTU가 쿼드트리의 적용 이후 멀티타입트리가 적용됨으로써 CTU가 다중 CU들로 분할될 예를 도시한다. 도 7에서 굵은 블록 엣지(bold block edge)(710)은 쿼드트리 분할을 나타내고, 나머지 엣지들(720)은 멀티타입 트리 분할을 나타낸다.CU는 코딩 블록(CB)에 대응될 수 있다. 일 실시 예에서, CU는 루마 샘플들의 코딩 블록과, 루마 샘플들에 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록들을 포함할 수 있다. 크로마 성분(샘플) CB 또는 TB 사이즈는 픽처/영상의 컬러 포멧(크로마 포멧, ex. 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0 등)에 따른 성분비에 따라 루마 성분(샘플) CB 또는 TB 사이즈를 기반으로 도출될 수 있다. 컬러 포멧이 4:4:4인 경우, 크로마 성분 CB/TB 사이즈는 루마 성분 CB/TB 사이즈와 동일하게 설정될 수 있다. 컬러 포멧이 4:2:2인 경우, 크로마 성분 CB/TB의 너비는 루마 성분 CB/TB 너비의 절반으로, 크로마 성분 CB/TB의 높이는 루마 성분 CB/TB 높이로 설정될 수 있다. 컬러 포멧이 4:2:0인 경우, 크로마 성분 CB/TB의 너비는 루마 성분 CB/TB 너비의 절반으로, 크로마 성분 CB/TB의 높이는 루마 성분 CB/TB 높이의 절반으로 설정될 수 있다.
일 실시 예에서, 루마 샘플 단위를 기준으로 CTU의 크기가 128일때, CU의 사이즈는 CTU와 같은 크기인 128 x 128에서 4 x 4 까지의 크기를 가질 수 있다. 일 실시 예에서, 4:2:0 컬러 포멧(or 크로마 포멧)인 경우, 크로마 CB 사이즈는 64x64에서 2x2 까지의 크기를 가질 수 있다
한편, 일 실시 예에서, CU 사이즈와 TU 사이즈가 같을 수 있다. 또는, CU 영역 내에 복수의 TU가 존재할 수도 있다. TU 사이즈라 함은 일반적으로 루마 성분(샘플) TB(Transform Block) 사이즈를 나타낼 수 있다.
상기 TU 사이즈는 미리 설정된 값인 최대 허용 TB 사이즈(maxTbSize)를 기반으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 CU 사이즈가 상기 maxTbSize보다 큰 경우, 상기 CU로부터 상기 maxTbSize를 가진 복수의 TU(TB)들이 도출되고, 상기 TU(TB) 단위로 변환/역변환이 수행될 수 있다. 예를 들어, 최대 허용 루마 TB 사이즈는 64x64이고, 최대 허용 크로마 TB 사이즈는 32x32일 수 있다. 만약 상기 트리 구조에 따라 분할된 CB의 너비 또는 높이가 최대 변환 너비 또는 높이보다 큰 경우, 해당 CB는 자동적으로(또는 묵시적으로) 수평 및 수직 방향의 TB 사이즈 제한을 만족할 때까지 분할될 수 있다.
또한, 예를 들어 인트라 예측이 적용되는 경우, 인트라 예측 모드/타입은 상기 CU(or CB) 단위로 도출되고, 주변 참조 샘플 도출 및 예측 샘플 생성 절차는 TU(or TB) 단위로 수행될 수 있다. 이 경우 하나의 CU(or CB) 영역 내에 하나 또는 복수의 TU(or TB)들이 존재할 수 있으며, 이 경우 상기 복수의 TU(or TB)들은 동일한 인트라 예측 모드/타입을 공유할 수 있다.
한편, 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 스킴을 위하여, 다음 파라미터들이 SPS 신택스 요소로 부호화 장치에서 복호화 장치로 시그널링 될 수 있다. 예를들어, 쿼드트리 트리의 루트 노드의 크기를 나타내는 파라미터인 CTU size, 쿼드트리 리프 노드의 최소 가용 크기를 나타내는 파라미터인 MinQTSize, 바이너리 트리 루트 노드의 최대 가용 크기를 나타내는 파라미터인 MaxBTSize, 터너리 트리 루트 노드의 최대 가용 크기를 나타내는 파라미터인 MaxTTSize, 쿼드트리 리프 노드로부터 분할되는 멀티타입 트리의 최대 가용 계층 깊이(maximum allowed hierarchy depth)를 나타내는 파라미터인 MaxMttDepth, 바이너리 트리의 최소 가용 리프 노드 사이즈를 나타내는 파라미터인 MinBtSize, 터너리 트리의 최소 가용 리프 노드 사이즈를 나타내는 파라미터인 MinTtSize 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다.
4:2:0 크로마 포멧을 이용하는 일 실시 예에서, CTU 사이즈는 128x128 루마 블록 및 루마 블록에 대응하는 두개의 64x64 크로마 블록으로 설정될 수 있다. 이 경우, MinQTSize는 16x16으로 설정되고, MaxBtSize는 128x128로 설정되고, MaxTtSzie는 64x64로 설정되고, MinBtSize 및 MinTtSize는 4x4로, 그리고 MaxMttDepth는 4로 설정될 수 있다. 쿼트트리 파티셔닝은 CTU에 적용되어 쿼드트리 리프 노드들을 생성할 수 있다. 쿼드트리 리프 노드는 리프 QT 노드라고 불릴 수 있다. 쿼드트리 리프 노드들은 16x16 사이즈 (e.g. the MinQTSize)로부터 128x128 사이즈(e.g. the CTU size)를 가질 수 있다. 만약 리프 QT 노드가 128x128인 경우, 추가적으로 바이너리 트리/터너리 트리로 분할되지 않을 수 있다. 이는 이 경우 분할되더라도 MaxBtsize 및 MaxTtszie (i.e. 64x64)를 초과하기 때문이다. 이 외의 경우, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리로 추가적으로 분할될 수 있다. 그러므로, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리에 대한 루트 노드(root node)이고, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리 뎁스(mttDepth) 0 값을 가질 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 뎁스가 MaxMttdepth (ex. 4)에 도달한 경우, 더 이상 추가 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 너비가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수평 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 높이가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수직 분할은 고려되지 않을 수 있다. 이와 같이 분할이 고려되지 않는 경우, 부호화 장치는 분할 정보의 시그널링을 생략할 수 있다. 이러한 경우 복호화 장치는 소정의 값으로 분할 정보를 유도할 수 있다.
한편, 하나의 CTU는 루마 샘플들의 코딩 블록(이하, "루마 블록"이라 함)과 이에 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록(이하, "크로마 블록"이라 함)들을 포함할 수 있다. 전술한 코딩 트리 스킴은 현재 CU의 루마 블록 및 크로마 블록에 대해 동일하게 적용될 수도 있고, 개별적(separate)으로 적용될 수도 있다. 구체적으로, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록이 동일 블록 트리 구조로 분할될 수 있으며, 이 경우의 트리 구조는 싱글 트리(SINGLE_TREE)라고 나타낼 수 있다. 또는, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록은 개별적 블록 트리 구조로 분할될 수 있으며, 이 경우의 트리 구조는 듀얼 트리(DUAL_TREE)라고 나타낼 수 있다. 즉, CTU가 듀얼 트리로 분할되는 경우, 루마 블록에 대한 블록 트리 구조와 크로마 블록에 대한 블록 트리 구조가 별개로 존재할 수 있다. 이 때, 루마 블록에 대한 블록 트리 구조는 듀얼 트리 루마(DUAL_TREE_LUMA)라고 불릴 수 있고, 크로마 블록에 대한 블록 트리 구조는 듀얼 트리 크로마(DUAL_TREE_CHROMA)라고 불릴 수 있다. P 및 B 슬라이스/타일 그룹들에 대하여, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록들은 동일한 코딩 트리 구조를 갖도록 제한될 수 있다. 그러나, I 슬라이스/타일 그룹들에 대하여, 루마 블록 및 크로마 블록들은 서로 개별적 블록 트리 구조를 가질 수 있다. 만약 개별적 블록 트리 구조가 적용되는 경우, 루마 CTB(Coding Tree Block)는 특정 코딩 트리 구조를 기반으로 CU들로 분할되고, 크로마 CTB는 다른 코딩 트리 구조를 기반으로 크로마 CU들로 분할될 수 있다. 즉, 개별적 블록 트리 구조가 적용되는 I 슬라이스/타일 그룹 내 CU는 루마 성분의 코딩 블록 또는 두 크로마 성분들의 코딩 블록들로 구성되고, P 또는 B 슬라이스/타일 그룹의 CU는 세가지 컬러 성분(루마 성분 및 두개의 크로마 성분)의 블록들로 구성될 수 있음을 의미할 수 있다.
상기에서 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조에 대하여 설명하였으나, CU가 분할되는 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, BT 구조 및 TT 구조는 다수 분할 트리 (Multiple Partitioning Tree, MPT) 구조에 포함되는 개념으로 해석될 수 있고, CU는 QT 구조 및 MPT 구조를 통해 분할된다고 해석할 수 있다. QT 구조 및 MPT 구조를 통해 CU가 분할되는 일 예에서, QT 구조의 리프 노드가 몇 개의 블록으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_type) 및 QT 구조의 리프 노드가 수직과 수평 중 어느 방향으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_mode)가 시그널링됨으로써 분할 구조가 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, CU는 QT 구조, BT 구조 또는 TT 구조와 다른 방법으로 분할될 수 있다. 즉, QT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 크기로 분할되거나, BT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/2 크기로 분할되거나, TT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 또는 1/2 크기로 분할되는 것과 달리, 하위 뎁스의 CU는 경우에 따라 상위 뎁스의 CU의 1/5, 1/3, 3/8, 3/5, 2/3 또는 5/8 크기로 분할될 수 있으며, CU가 분할되는 방법은 이에 한정되지 않는다.
이와 같이, 상기 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 블록 구조는 매우 유연한 블록 분할 구조를 제공할 수 있다. 한편, 멀티타입 트리에 지원되는 분할 타입들 때문에, 경우에 따라서 다른 분할 패턴들이 잠재적으로 동일한 코딩 블록 구조 결과를 도출할 수 있다. 부호화 장치와 복호화 장치는 이러한 리던던트(redundant)한 분할 패턴들의 발생을 제한함으로써 분할 정보의 데이터량을 줄일 수 있다.
양자화/역양자화
전술한 바와 같이 부호화 장치의 양자화부는 변환 계수들에 양자화를 적용하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있고, 부호화 장치의 역양자화부 또는 복호화 장치의 역양자화부는 양자화된 변환 계수들에 역양자화를 적용하여 변환 계수들을 도출할 수 있다.
동영상/정지영상의 부호화 및 복호화에서는 양자화율을 변화시킬 수 있으며, 변화된 양자화율을 이용하여 압축률을 조절할 수 있다. 구현 관점에서는 복잡도를 고려하여 양자화율을 직접 사용하는 대신 양자화 파라미터(QP, quantization parameter)를 사용할 수 있다. 예를 들어, 0부터 63까지의 정수 값의 양자화 파라미터를 사용할 수 있으며, 각 양자화 파라미터 값은 실제 양자화율에 대응될 수 있다. 또한, 루마 성분(루마 샘플)에 대한 양자화 파라미터(QPY)와 크로마 성분(크로마 샘플)에 대한 양자화 파라미터(QPC)는 다르게 설정될 수 있다.
양자화 과정은 변환 계수(C)를 입력으로 하고, 양자화율(Qstep)로 나누어서, 이를 기반으로 양자화된 변환 계수(C`)를 얻을 수 있다. 이 경우 계산 복잡도를 고려하여 양자화율에 스케일을 곱하여 정수 형태로 만들고, 스케일 값에 해당하는 값만큼 쉬프트 연산을 수행할 수 있다. 양자화율과 스케일 값의 곱을 기반으로 양자화 스케일(quantization scale)이 도출될 수 있다. 즉, QP에 따라 상기 양자화 스케일이 도출될 수 있다. 상기 변환 계수(C)에 상기 양자화 스케일을 적용하여, 이를 기반으로 양자화된 변환 계수(C`)를 도출할 수도 있다.
역양자화 과정은 양자화 과정의 역과정으로, 양자화된 변환 계수(C`)에 양자화율(Qstep)을 곱하여, 이를 기반으로 복원된 변환 계수(C``)를 얻을 수 있다. 이 경우 상기 양자화 파라미터에 따라 레벨 스케일(level scale)이 도출될 수 있으며, 상기 양자화된 변환 계수(C`)에 상기 레벨 스케일을 적용하여, 이를 기반으로 복원된 변환 계수(C``)를 도출할 수 있다. 복원된 변환 계수(C``)는 변환 및/또는 양자화 과정에서의 손실(loss)로 인하여 최초 변환 계수(C)와 다소 차이가 있을 수 있다. 따라서, 부호화 장치에서도 복호화 장치에서와 동일하게 역양자화을 수행할 수 있다.
한편, 주파수에 따라 양자화 강도를 조절하는 적응적 주파수별 가중 양자화(adaptive frequency weighting quantization) 기술이 적용될 수 있다. 상기 적응적 주파수별 가중 양자화 기술은 주파수별로 양자화 강도를 다르게 적용하는 방법이다. 상기 적응적 주파수별 가중 양자화는 미리 정의된 양자화 스케일링 메트릭스를 이용하여 각 주파수별 양자화 강도를 다르게 적용할 수 있다. 즉, 상술한 양자화/역양자화 과정은 상기 양자화 스케일링 메트릭스를 더 기반으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 사이즈 및/또는 상기 현재 블록의 레지듀얼 신호를 생성하기 위하여 상기 현재 블록에 적용된 예측 모드가 인터 예측인지, 또는 인트라 예측인지에 따라 다른 양자화 스케일링 메트릭스가 사용될 수 있다. 상기 양자화 스케일링 메트릭스는 양자화 메트릭스 또는 스케일링 메트릭스라고 불릴 수 있다. 상기 양자화 스케일링 메트릭스는 미리 정의될 수 있다. 또한, 주파수 적응적 스케일링을 위하여 상기 양자화 스케일링 메트릭스에 대한 주파수별 양자화 스케일 정보가 부호화 장치에서 구성/부호화되어 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 주파수별 양자화 스케일 정보는 양자화 스케일링 정보라고 불릴 수 있다. 상기 주파수별 양자화 스케일 정보는 스케일링 리스트 데이터(scaling_list_data)를 포함할 수 있다. 상기 스케일링 리스트 데이터를 기반으로 (수정된) 상기 양자화 스케일링 메트릭스가 도출될 수 있다. 또한 상기 주파수별 양자화 스케일 정보는 상기 스케일링 리스트 데이터의 존부 여부를 지시하는 존부 플래그(present flag) 정보를 포함할 수 있다. 또는, 상기 스케일링 리스트 데이터가 상위 레벨(ex. SPS)에서 시그널링된 경우, 보다 하위 레벨(ex. PPS or tile group header etc)에서 상기 스케일링 리스트 데이터가 수정되는지 여부를 지시하는 정보 등이 더 포함될 수 있다.
엔트로피 코딩
앞서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 비디오/영상 정보의 일부 또는 전부는 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 엔트로피 인코딩될 수 있고, 도 3을 참조하여 설명한 비디오/영상 정보의 일부 또는 전부는 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 엔트로피 디코딩될 수 있다. 이 경우 상기 비디오/영상 정보는 신택스 요소(syntax element) 단위로 인코딩/디코딩될 수 있다. 본 문서에서 정보가 인코딩/디코딩된다 함은 본 단락에서 설명되는 방법에 의하여 인코딩/디코딩되는 것을 포함할 수 있다.
도 8은 하나의 신택스 요소를 부호화하기 위한 CABAC의 블록도를 보여준다. CABAC의 인코딩 과정은 먼저 입력 신호가 이진값이 아닌 신택스 요소인 경우에 이진화(binarization)를 통해 입력 신호를 이진값으로 변환할 수 있다. 입력 신호가 이미 이진 값인 경우에는 이진화를 거치지 않고 바이패스 될 수 있다. 여기서, 이진값을 구성하는 각각의 이진수 0 또는 1을 빈(bin)이라고 할 수 있다. 예를 들어, 이진화된 후의 이진 스트링(빈 스트링)이 110인 경우, 1, 1, 0 각각을 하나의 빈이라고 할 수 있다. 하나의 구문요소에 대한 상기 빈(들)은 해당 신택스 요소의 값을 나타낼 수 있다.
이진화된 빈들은 정규(regular) 코딩 엔진 또는 바이패스(bypass) 코딩 엔진으로 입력될 수 있다. 정규 코딩 엔진은 해당 빈에 대해 확률값을 반영하는 문맥(context) 모델을 할당하고, 할당된 문맥 모델에 기반해 해당 빈을 부호화할 수 있다. 정규 코딩 엔진에서는 각 빈에 대한 코딩을 수행한 뒤에 해당 빈에 대한 확률 모델을 갱신할 수 있다. 이렇게 코딩되는 빈들을 문맥 코딩된 빈(context-coded bin)이라 할 수 있다. 바이패스 코딩 엔진은 입력된 빈에 대해 확률을 추정하는 절차와 코딩 후에 해당 빈에 적용했던 확률 모델을 갱신하는 절차를 생략할 수 있다. 바이패스 코딩 엔진의 경우, 문맥을 할당하는 대신 균일한 확률 분포(ex. 50:50)를 적용해 입력되는 빈을 코딩함으로써 코딩 속도를 향상시킬 수 있다. 이렇게 코딩되는 빈들을 바이패스 빈(bypass bin)이라 할 수 있다. 문맥 모델은 문맥 코딩(정규 코딩)되는 빈 별로 할당 및 업데이트될 수 있으며, 문맥 모델은 ctxidx 또는 ctxInc를 기반으로 지시될 수 있다. ctxidx는 ctxInc를 기반으로 도출될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 정규 코딩되는 빈들 각각에 대한 문맥 모델을 가리키는 컨텍스트 인덱스(ctxidx)는 context index increment (ctxInc) 및 context index offset (ctxIdxOffset)의 합으로 도출될 수 있다. 여기서 상기 ctxInc는 각 빈별로 다르게 도출될 수 있다. 상기 ctxIdxOffset는 상기 ctxIdx의 최소값(the lowest value)로 나타내어질 수 있다. 상기 ctxIdx의 최소값은 상기 ctxIdx의 초기값(initValue)으로 불릴 수 있다. 상기 ctxIdxOffset은 일반적으로 다른 신택스 요소에 대한 문맥 모델들과의 구분을 위하여 이용되는 값으로, 하나의 신택스 요소에 대한 문맥 모델은 ctxinc를 기반으로 구분/도출될 수 있다.
엔트로피 인코딩 절차에서 정규 코딩 엔진을 통해 인코딩을 수행할 것인지, 바이패스 코딩 엔진을 통해 인코딩을 수행할 것인지를 결정하고, 코딩 경로를 스위칭할 수 있다. 엔트로피 디코딩은 엔트로피 인코딩과 동일한 과정을 역순으로 수행할 수 있다.
상술한 엔트로피 코딩은 예를 들어 도 9 및 도 10과 같이 수행될 수 있다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 부호화 장치(엔트로피 인코딩부)는 영상/비디오 정보에 관한 엔트로피 코딩 절차를 수행할 수 있다. 상기 영상/비디오 정보는 파티셔닝 관련 정보, 예측 관련 정보(e.g. 인터/인트라 예측 구분 정보, 인트라 예측 모드 정보, 인터 예측 모드 정보 등), 레지듀얼 정보, 인루프 필터링 관련 정보 등을 포함할 수 있고, 또는 그에 관한 다양한 신택스 요소들을 포함할 수 있다. 상기 엔트로피 코딩은 신택스 요소 단위로 수행될 수 있다. 도 9의 S910 내지 S920 단계는 상술한 도 2의 부호화 장치의 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다.
부호화 장치는 대상 신택스 요소에 대한 이진화를 수행할 수 있다(S910). 여기서 상기 이진화는 Truncated Rice binarization process, Fixed-length binarization process 등 다양한 이진화 방법에 기반할 수 있으며, 대상 신택스 요소에 대한 이진화 방법은 미리 정의될 수 있다. 상기 이진화 절차는 엔트로피 인코딩부(190) 내의 이진화부(191)에 의하여 수행될 수 있다.
부호화 장치는 상기 대상 신택스 요소에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다(S920). 부호화 장치는 CABAC (context-adaptive arithmetic coding) 또는 CAVLC (context-adaptive variable length coding) 등의 엔트로피 코딩 기법을 기반으로 대상 신택스 요소의 빈 스트링을 정규 코딩 기반(컨텍스트 기반) 또는 바이패스 코딩 기반 인코딩할 수 있으며, 그 출력은 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 엔트로피 인코딩 절차는 엔트로피 인코딩부(190) 내의 엔트로피 인코딩 처리부(192)에 의하여 수행될 수 있다. 상기 비트스트림은 (디지털) 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치로 전달될 수 있음을 전술한 바와 같다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 복호화 장치(엔트로피 디코딩부)는 인코딩된 영상/비디오 정보를 디코딩할 수 있다. 상기 영상/비디오 정보는 파티셔닝 관련 정보, 예측 관련 정보(ex. 인터/인트라 예측 구분 정보, 인트라 예측 모드 정보, 인터 예측 모드 정보 등), 레지듀얼 정보, 인루프 필터링 관련 정보 등을 포함할 수 있고, 또는 그에 관한 다양한 신택스 요소들을 포함할 수 있다. 상기 엔트로피 코딩은 신택스 요소 단위로 수행될 수 있다. S1110 내지 S1120은 상술한 도 3의 복호화 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 수행될 수 있다.
복호화 장치는 대상 신택스 요소에 대한 이진화를 수행할 수 있다(S1110). 여기서 상기 이진화는 Truncated Rice binarization process, Fixed-length binarization process 등 다양한 이진화 방법에 기반할 수 있으며, 대상 신택스 요소에 대한 이진화 방법은 미리 정의될 수 있다. 복호화 장치는 상기 이진화 절차를 통하여 대상 신택스 요소의 가용 값들에 대한 가용 빈 스트링들(빈 스트링 후보들)을 도출할 수 있다. 상기 이진화 절차는 엔트로피 디코딩부(210) 내의 이진화부(211)에 의하여 수행될 수 있다.
복호화 장치는 상기 대상 신택스 요소에 대한 엔트로피 디코딩을 수행할 수 있다(S1120). 복호화 장치는 비트스트림 내 입력 비트(들)로부터 상기 대상 신택스 요소에 대한 각 빈들을 순차적으로 디코딩 및 파싱하면서, 도출된 빈 스트링을 해당 신택스 요소에 대한 가용 빈 스트링들과 비교할 수 있다. 만약 도출된 빈 스트링이 상기 가용 빈 스트링들 중 하나와 같으면, 해당 빈 스트링에 대응하는 값이 해당 신택스 요소의 값으로 도출될 수 있다. 만약, 그렇지 않으면, 상기 비트스트림 내 다음 비트를 더 파싱 후 상술한 절차를 다시 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통하여 비트스트림 내에 특정 정보(특정 신택스 요소)에 대한 시작 비트나 끝 비트를 사용하지 않고도 가변 길이 비트를 이용하여 해당 정보를 시그널링할 수 있다. 이를 통하여 낮은 값에 대하여는 상대적으로 더 적은 비트를 할당할 수 있으며, 전반적인 코딩 효율을 높일 수 있다.
복호화 장치는 CABAC 또는 CAVLC 등의 엔트로피 코딩 기법을 기반으로 비트스트림으로부터 상기 빈 스트링 내 각 빈들을 컨텍스트 기반 또는 바이패스 기반 디코딩할 수 있다. 상기 엔트로피 디코딩 절차는 엔트로피 디코딩부(210) 내의 엔트로피 디코딩 처리부(212)에 의하여 수행될 수 있다. 상기 비트스트림은 상술한 바와 같이 영상/비디오 디코딩을 위한 다양한 정보를 포함할 수 있다. 상기 비트스트림은 (디지털) 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치로 전달될 수 있음을 전술한 바와 같다.
본 문서에서 부호화 장치에서 복호화 장치로의 정보의 시그널링을 나타내기 위하여 신택스 요소들을 포함하는 표(신택스 표)가 사용될 수 있다. 본 문서에서 사용되는 상기 신택스 요소들을 포함하는 표의 신택스 요소들의 순서는 비트스트림으로부터 신택스 요소들의 파싱 순서(parsing order)를 나타낼 수 있다. 부호화 장치는 상기 신택스 요소들이 파싱 순서로 복호화 장치에서 파싱될 수 있도록 신택스 표를 구성 및 인코딩할 수 있으며, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 해당 신택스 표의 신택스 요소들을 파싱 순서에 따라 파싱 및 디코딩하여 신택스 요소들의 값을 획득할 수 있다.
영상/비디오 코딩 절차 일반
영상/비디오 코딩에 있어서, 영상/비디오를 구성하는 픽처는 일련의 디코딩 순서(decoding order)에 따라 인코딩/디코딩될 수 있다. 디코딩된 픽처의 출력 순서(output order)에 해당하는 픽처 순서(picture order)는 상기 디코딩 순서와 다르게 설정될 수 있으며, 이를 기반으로 인터 예측시 순방향 예측뿐 아니라 역방향 예측 또한 수행할 수 있다.
도 13은 본 문서의 실시예(들)이 적용 가능한 개략적인 픽처 디코딩 절차의 예를 나타낸다. 도 13에서 S1310은 도3에서 상술한 복호화 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에서 수행될 수 있고, S1320은 인트라 예측부(265) 및 인터 예측부(260)를 포함하는 예측부에서 수행될 수 있고, S1330은 역양자화부(220) 및 역변환부(230)을 포함하는 레지듀얼 처리부에서 수행될 수 있고, S1340은 가산부(235)에서 수행될 수 있고, S1350은 필터링부(240)에서 수행될 수 있다. S1310은 본 문서에서 설명된 정보 디코딩 절차를 포함할 수 있고, S1320은 본 문서에서 설명된 인터/인트라 예측 절차를 포함할 수 있고, S1330은 본 문서에서 설명된 레지듀얼 처리 절차를 포함할 수 있고, S1340은 본 문서에서 설명된 블록/픽처 복원 절차를 포함할 수 있고, S1350은 본 문서에서 설명된 인루프 필터링 절차를 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 픽처 디코딩 절차는 도 3에 대한 설명에서 나타난 바와 같이 개략적으로 비트스트림으로부터 (디코딩을 통한) 영상/비디오 정보 획득 절차(S1310), 픽처 복원 절차(S1320~S1340) 및 복원된 픽처에 대한 인루프 필터링 절차(S1350)를 포함할 수 있다. 상기 픽처 복원 절차는 본 문서에서 설명된 인터/인트라 예측(S1320) 및 레지듀얼 처리(S1330, 양자화된 변환 계수에 대한 역양자화, 역변환) 과정을 거쳐서 획득한 예측 샘플들 및 레지듀얼 샘플들을 기반으로 수행될 수 있다. 상기 픽처 복원 절차를 통하여 생성된 복원 픽처에 대한 인루프 필터링 절차를 통하여 수정된(modified) 복원 픽처가 생성될 수 있으며, 상기 수정된 복원 픽처가 디코딩된 픽처로서 출력될 수 있고, 또한 복호화 장치의 복호 픽처 버퍼 또는 메모리(250)에 저장되어 이후 픽처의 디코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 경우에 따라서 상기 인루프 필터링 절차는 생략될 수 있으며, 이 경우 상기 복원 픽처가 디코딩된 픽처로서 출력될 수 있고, 또한 복호화 장치의 복호 픽처 버퍼 또는 메모리(250)에 저장되어 이후 픽처의 디코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 상기 인루프 필터링 절차(S1350)는 상술한 바와 같이 디블록킹 필터링 절차, SAO(sample adaptive offset) 절차, ALF(adaptive loop filter) 절차 및/또는 바이래터럴 필터(bi-lateral filter) 절차 등을 포함할 수 있고, 그 일부 또는 전부가 생략될 수 있다. 또한, 상기 디블록킹 필터링 절차, SAO(sample adaptive offset) 절차, ALF(adaptive loop filter) 절차 및 바이래터럴 필터(bi-lateral filter) 절차들 중 하나 또는 일부가 순차적으로 적용될 수 있고, 또는 모두가 순차적으로 적용될 수도 있다. 예를 들어, 복원 픽처에 대하여 디블록킹 필터링 절차가 적용된 후 SAO 절차가 수행될 수 있다. 또는 예를 들어 복원 픽처에 대하여 디블록킹 필터링 절차가 적용된 후 ALF 절차가 수행될 수 있다. 이는 부호화 장치에서도 마찬가지로 수행될 수 있다.
도 14는 본 문서의 실시예(들)이 적용 가능한 개략적인 픽처 인코딩 절차의 예를 나타낸다. 도 14에서 S1410은 도 2에서 상술한 부호화 장치의 인트라 예측부(185) 또는 인터 예측부(180)를 포함하는 예측부에서 수행될 수 있고, S1420은 변환부(120) 및/또는 양자화부(130)를 포함하는 레지듀얼 처리부에서 수행될 수 있고, S1430은 엔트로피 인코딩부(190)에서 수행될 수 있다. S1410은 본 문서에서 설명된 인터/인트라 예측 절차를 포함할 수 있고, S1420은 본 문서에서 설명된 레지듀얼 처리 절차를 포함할 수 있고, S1430은 본 문서에서 설명된 정보 인코딩 절차를 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면, 픽처 인코딩 절차는 도 2에 대한 설명에서 나타난 바와 같이 개략적으로 픽처 복원을 위한 정보(ex. 예측 정보, 레지듀얼 정보, 파티셔닝 정보 등)을 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력하는 절차뿐 아니라, 현재 픽처에 대한 복원 픽처를 생성하는 절차 및 복원 픽처에 인루프 필터링을 적용하는 절차(optional)를 포함할 수 있다. 부호화 장치는 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통하여 양자화된 변환 계수로부터 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있으며, S1410의 출력인 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 복원 픽처는 상술한 복호화 장치에서 생성한 복원 픽처와 동일할 수 있다. 상기 복원 픽처에 대한 인루프 필터링 절차를 통하여 수정된 복원 픽처가 생성될 수 있으며, 이는 복호 픽처 버퍼 또는 메모리(170)에 저장될 수 있으며, 복호화 장치에서의 경우와 마찬가지로, 이후 픽처의 인코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이 경우에 따라서 상기 인루프 필터링 절차의 일부 또는 전부는 생략될 수 있다. 상기 인루프 필터링 절차가 수행되는 경우, (인루프) 필터링 관련 정보(파라미터)가 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있고, 복호화 장치는 상기 필터링 관련 정보를 기반으로 부호화 장치와 동일한 방법으로 인루프 필터링 절차를 수행할 수 있다.
이러한 인루프 필터링 절차를 통하여 블록킹 아티팩트(artifact) 및 링잉(ringing) 아티팩트 등 영상/동영상 코딩시 발생하는 노이즈를 줄일 수 있으며, 주관적/객관적 비주얼 퀄리티를 높일 수 있다. 또한, 부호화 장치와 복호화 장치에서 둘 다 인루프 필터링 절차를 수행함으로서, 부호화 장치와 복호화 장치는 동일한 예측 결과를 도출할 수 있으며, 픽처 코딩의 신뢰성을 높이고, 픽처 코딩을 위하여 전송되어야 하는 데이터량을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 복호화 장치 뿐 아니라 부호화 장치에서도 픽처 복원 절차가 수행될 수 있다. 각 블록 단위로 인트라 예측/인터 예측에 기반하여 복원 블록이 생성될 수 있으며, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처가 생성될 수 있다. 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹이 I 픽처/슬라이스/타일 그룹인 경우 상기 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹에 포함되는 블록들은 인트라 예측만을 기반으로 복원될 수 있다. 한편, 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹이 P 또는 B 픽처/슬라이스/타일 그룹인 경우 상기 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹에 포함되는 블록들은 인트라 예측 또는 인터 예측을 기반으로 복원될 수 있다. 이 경우 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹 내 일부 블록들에 대하여는 인터 예측이 적용되고, 나머지 일부 블록들에 대하여는 인트라 예측이 적용될 수도 있다. 픽처의 컬러 성분은 루마 성분 및 크로마 성분을 포함할 수 있으며, 본 문서에서 명시적으로 제한하지 않으면 본 문서에서 제안되는 방법들 및 실시예들은 루마 성분 및 크로마 성분에 적용될 수 있다.
코딩 계층 및 구조의 예
본 문서에 따른 코딩된 비디오/영상은 예를 들어 후술하는 코딩 계층 및 구조에 따라 처리될 수 있다.
도 15는 코딩된 영상에 대한 계층 구조를 도시한 도면이다. 코딩된 영상은 영상의 디코딩 처리 및 그 자체를 다루는 VCL(video coding layer, 비디오 코딩 계층), 부호화된 정보를 전송하고 저장하는 하위 시스템, 그리고 VCL과 하위 시스템 사이에 존재하며 네트워크 적응 기능을 담당하는 NAL(network abstraction layer, 네트워크 추상 계층)로 구분될 수 있다.
VCL에서는 압축된 영상 데이터(슬라이스 데이터)를 포함하는 VCL 데이터를 생성하거나, 혹은 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set: PPS), 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set: SPS), 비디오 파라미터 세트(Video Parameter Set: VPS) 등의 정보를 포함하는 파라미터 세트 또는 영상의 디코딩 과정에 부가적으로 필요한 SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지를 생성할 수 있다.
NAL에서는 VCL에서 생성된 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)에 헤더 정보(NAL 유닛 헤더)를 부가하여 NAL 유닛을 생성할 수 있다. 이때, RBSP는 VCL에서 생성된 슬라이스 데이터, 파라미터 세트, SEI 메시지 등을 말한다. NAL 유닛 헤더에는 해당 NAL 유닛에 포함되는 RBSP 데이터에 따라 특정되는 NAL 유닛 타입 정보를 포함할 수 있다.
상기 도면에서 도시된 바와 같이, NAL 유닛은 VCL에서 생성된 RBSP의 따라 VCL NAL 유닛과 Non-VCL NAL 유닛으로 구분될 수 있다. VCL NAL 유닛은 영상에 대한 정보(슬라이스 데이터)를 포함하고 있는 NAL 유닛을 의미할 수 있고, Non-VCL NAL 유닛은 영상을 디코딩하기 위하여 필요한 정보(파라미터 세트 또는 SEI 메시지)를 포함하고 있는 NAL 유닛을 의미할 수 있다.
상술한 VCL NAL 유닛, Non-VCL NAL 유닛은 하위 시스템의 데이터 규격에 따라 헤더 정보를 붙여서 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 예컨대, NAL 유닛은 H.266/VVC 파일 포맷, RTP(Real-time Transport Protocol), TS(Transport Stream) 등과 같은 소정 규격의 데이터 형태로 변형되어 다양한 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
상술한 바와 같이, NAL 유닛은 해당 NAL 유닛에 포함되는 RBSP 데이터 구조(structure)에 따라 NAL 유닛 타입이 특정될 수 있으며, 이러한 NAL 유닛 타입에 대한 정보는 NAL 유닛 헤더에 저장되어 시그널링될 수 있다.
예를 들어, NAL 유닛이 영상에 대한 정보(슬라이스 데이터)를 포함하는지 여부에 따라 크게 VCL NAL 유닛 타입과 Non-VCL NAL 유닛 타입으로 분류될 수 있다. VCL NAL 유닛 타입은 VCL NAL 유닛이 포함하는 픽처의 성질 및 종류 등에 따라 분류될 수 있으며, Non-VCL NAL 유닛 타입은 파라미터 세트의 종류 등에 따라 분류될 수 있다.
아래는 Non-VCL NAL 유닛 타입이 포함하는 파라미터 세트의 종류 등에 따라 특정된 NAL 유닛 타입의 일예를 나열한다.
- APS (Adaptation Parameter Set) NAL unit : APS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- DPS (Decoding Parameter Set) NAL unit : DPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- VPS(Video Parameter Set) NAL unit : VPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- SPS(Sequence Parameter Set) NAL unit: SPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- PPS(Picture Parameter Set) NAL unit : PPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
상술한 NAL 유닛 타입들은 NAL 유닛 타입을 위한 신택스 정보를 가지며, 상기 신택스 정보는 NAL 유닛 헤더에 저장되어 시그널링될 수 있다. 예컨대, 상기 신택스 정보는 nal_unit_type일 수 있으며, NAL 유닛 타입들은 nal_unit_type 값으로 특정될 수 있다.
상기 슬라이스 헤더(슬라이스 헤더 신택스)는 상기 슬라이스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 APS(APS 신택스) 또는 PPS(PPS 신택스)는 하나 이상의 슬라이스 또는 픽처에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 SPS(SPS 신택스)는 하나 이상의 시퀀스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 VPS(VPS 신택스)는 다중 레이어에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 DPS(DPS 신택스)는 비디오 전반에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 DPS는 CVS(coded video sequence)의 연결(concatenation)에 관련된 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 본 문서에서 상위 레벨 신택스(High level syntax, HLS)라 함은 상기 APS 신택스, PPS 신택스, SPS 신택스, VPS 신택스, DPS 신택스, 슬라이스 헤더 신택스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 문서에서 부호화 장치에서 복호화 장치로 인코딩되어 비트스트림 형태로 시그널링되는 영상/비디오 정보는 픽처 내 파티셔닝 관련 정보, 인트라/인터 예측 정보, 레지듀얼 정보, 인루프 필터링 정보 등을 포함할 뿐 아니라, 상기 슬라이스 헤더에 포함된 정보, 상기 APS에 포함된 정보, 상기 PPS에 포함된 정보, SPS에 포함된 정보, 및/또는 VPS에 포함된 정보를 포함할 수 있다.
인터 예측 개요
이하 도 2 및 도 3을 참조한 부호화 및 복호화에 대한 설명에서의 인터 예측 방법의 세부 기술을 설명한다. 복호화 장치의 경우 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 복호화 장치 내 인터 예측부가 이하의 설명에 따라 동작할 수 있다. 부호화 장치의 경우, 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 부호화 장치 내 인터 예측부가 이하의 설명에 따라 동작할 수 있다. 더하여, 이하의 설명에 의하여 부호화된 데이터는 비트스트림의 형태로 저장될 수 있다.
부호화 장치/복호화 장치의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(e.g. 샘플값들, 또는 움직임 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 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 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측이 적용되는 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, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등)에 따라 L0 움직임 정보 및/또는 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다. L0 방향의 움직임 벡터는 L0 움직임 벡터 또는 MVL0라고 불릴 수 있고, L1 방향의 움직임 벡터는 L1 움직임 벡터 또는 MVL1이라고 불릴 수 있다. L0 움직임 벡터에 기반한 예측은 L0 예측이라고 불릴 수 있고, L1 움직임 벡터에 기반한 예측을 L1 예측이라고 불릴 수 있고, 상기 L0 움직임 벡터 및 상기 L1 움직임 벡터 둘 다에 기반한 예측을 쌍(Bi) 예측이라고 불릴 수 있다. 여기서 L0 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L0 (L0)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있고, L1 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L1 (L1)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. 참조 픽처 리스트 L0는 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 포함할 수 있고, 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 포함할 수 있다. 상기 이전 픽처들은 순방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있고, 상기 이후 픽처들은 역방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L0은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트 L0 내에서 상기 이전 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이후 픽처들은 그 다음에 인덱싱될 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트1 내에서 상기 이후 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이전 픽처들은 그 다음에 인덱싱 될 수 있다. 여기서 출력 순서는 POC(picture order count) 순서(order)에 대응될 수 있다.
인터 예측에 기반한 비디오/영상 인코딩 절차 및 부호화 장치 내 인터 예측부는 개략적으로 예를 들어 다음을 포함할 수 있다. 도 16을 참조하여 설명한다. 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행한다(S1610). 부호화 장치는 현재 블록의 인터 예측 모드 및 움직임 정보를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측 모드 결정, 움직임 정보 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 부호화 장치의 인터 예측부는 예측 모드 결정부, 움직임 정보 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부에서 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 예측 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 부호화 장치의 인터 예측부는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처들의 일정 영역(서치 영역) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이를 기반으로 상기 참조 블록이 위치하는 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 도출하고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 위치 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 부호화 장치는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 부호화 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 RD cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 부호화 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다.
다른 예로, 부호화 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 mvp 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 mvp 후보가 상기 선택된 mvp 후보가 될 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보가 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 또한, (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보 구성되어 별도로 상기 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
부호화 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1620). 부호화 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
부호화 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩한다(S1630). 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 정보에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보 및/또는 참조 픽처 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 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.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 복호화 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치로 전달될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 부호화 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이는 복호화 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 부호화 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 부호화 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)을 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
인터 예측에 기반한 비디오/영상 디코딩 절차 및 복호화 장치 내 인터 예측부는 개략적으로 예를 들어 다음을 포함할 수 있다.
복호화 장치는 상기 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
구체적으로 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S1710). 복호화 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 머지 플래그(merge flag)를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 (A)MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 (A)MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
복호화 장치는 상기 결정된 인터 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출한다(S1720). 예를 들어, 복호화 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다.
다른 예로, 복호화 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD를 도출할 수 있으며, 상기 현재 블록의 mvp와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 또한, 상기 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 상기 현재 블록에 관한 참조 픽처 리스트 내에서 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 픽처가 상기 현재 블록의 인터 예측을 위하여 참조되는 참조 픽처로 도출될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 후보 리스트 구성 없이 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있으며, 이 경우 후술하는 예측 모드에서 개시된 절차에 따라 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 이 경우 상술한 바와 같은 후보 리스트 구성은 생략될 수 있다.
복호화 장치는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1730). 이 경우 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 상기 참조 픽처를 도출하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 후술하는 바와 같이 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 복호화 장치의 인터 예측부는 예측 모드 결정부, 움직임 정보 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있으며, 예측 모드 결정부에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부에서 수신된 움직임 정보에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보(움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)를 도출하고, 예측 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S1740). 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S1750). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
상술한 바와 같이 인터 예측 절차는 인터 예측 모드 결정 단계, 결정된 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계, 도출된 움직임 정보에 기반한 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계를 포함할 수 있다. 상기 인터 예측 절차는 상술한 바와 같이 부호화 장치 및 복호화 장치에서 수행될 수 있다.
예측 샘플 생성
예측 모드에 따라 도출된 움직임 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측된 블록을 도출할 수 있다. 상기 예측된 블록은 상기 현재 블록의 예측 샘플들(예측 샘플 어레이)를 포함할 수 있다. 현재 블록의 움직임 벡터가 분수 샘플 단위를 가리키는 경우, 보간(interpolation) 절차가 수행될 수 있으며, 이를 통하여 참조 픽처 내에서 분수 샘플 단위의 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들이 도출될 수 있다. 현재 블록에 아핀(Affine) 인터 예측이 적용되는 경우, 샘플/서브블록 단위 MV를 기반으로 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 쌍예측이 적용되는 경우, L0 예측(e.g. 참조 픽처 리스트 L0 내 참조 픽처와 MVL0를 이용한 예측)을 기반으로 도출된 예측 샘플들과 L1 예측(e.g. 참조 픽처 리스트 L1 내 참조 픽처와 MVL1을 이용한 예측)을 기반으로 도출된 예측 샘플들의 (위상에 따른) 가중합 또는 가중평균을 통하여 도출된 예측 샘플들이 현재 블록의 예측 샘플들로 이용될 수 있다. 쌍예측이 적용되는 경우, L0 예측에 이용된 참조 픽처와 L1 예측에 이용된 참조 픽처가 현재 픽처를 기준으로 서로 다른 시간적 방향에 위치하는 경우, (e.g. 쌍예측이면서 양방향 예측에 해당하는 경우) 이를 진정 쌍예측이라고 부를 수 있다.
도출된 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들 및 복원 픽처가 생성될 수 있고, 이후 인루프 필터링 등의 절차가 수행될 수 있음은 전술한 바와 같다.
가중 샘플 예측(Weighted sample prediction)
인터 예측에 있어서, 가중 샘플 예측이 사용될 수 있다. 가중 샘플 예측은 가중 예측이라고 불릴 수 있다. 가중 예측은 비디오 시퀀스에 있어서 조도(illumination)의 변화를 보상하기 위하여 설계되었다. 가중 예측은 AVC 표준에 있어서 설계된 바 있으며, 이러한 특징은 특히 비디오 인코더와 비디오 스플라이싱 어플리케이션에 특히 효과적으로 사용되고 있다.
예를들어, 가중 예측은 페이딩(fading)을 적용한 컨텐츠를 효율적으로 부호화하기 위한 코딩툴로써 사용될 수 있다. 가중 예측이 적용됨에 따라 참조 픽쳐 리스트 L0 및 L1에 속하는 각각의 참조 픽처 들에 대하여 가중 파라미터들(e.g. weight 및 offset)이 시그널링 될 수 있다. 이에 따라, 움직임 보상 과정 중에, 대응하는 참조 픽쳐에 대한 가중치(weight)와 오프셋(offset)이 적용될 수 있다.
가중 예측은 현재 블록(ex. CU)이 위치하는 현재 슬라이스의 슬라이스 타입이 P 슬라이스 또는 B 슬라이스인 경우에 적용될 수 있다. 예를들어, 가중 예측은 쌍예측(bi-prediction)이 적용되는 경우뿐만 아니라 단예측(uni-prediction)이 적용되는 경우에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 후술하는 바와 같이 가중 예측은 weightedPredFlag를 기반으로 결정될 수 있으며, weightedPredFlag의 값은 시그널링되는 pps_weighted_pred_flag (P 슬라이스의 경우) 또는 pps_weighted_bipred_flag (B 슬라이스의 경우)을 기반으로 결정될 수 있다.
예를들어, 변수 weightedPredFlag의 값은 다음과 같이 유도될 수 있다. 현재 슬라이스 타입을 나타내는 파라미터 slice_type이 P 슬라이스를 나타내는 경우, weightedPredFlag의 값은 pps_weighted_pred_flag와 동일한 값으로 설정될 수 있다. 그렇지 않으면(slice_type의 값이 B 슬라이스를 나타내는 값인 경우), weightedPredFlag의 값은 pps_weighted_bipred_flag와 동일한 값으로 설정될 수 있다.
가중 예측의 출력인 예측 샘플(들)의 값은 pbSamples라고 불릴 수 있다. 가중 예측 절차는 크게 기본 가중 (샘플) 예측 절차와 명시적 가중 (샘플) 예측 절차로 구분될 수 있다. 실시 예에 따라, 상기 가중 (샘플) 예측 절차라 함은 명시적 가중 (샘플) 예측 절차만을 의미할 수도 있다. 예를 들어, weightedPredFlag의 값이 0인 경우, 예측 샘플의 배열 pbSamples는 후술하는 기본 가중 샘플 예측 프로세스에 따라 유도될 수 있다. 그렇지 않으면(e.g. weightedPredFlag의 값이 1이면), 예측 샘플의 배열 pbSamples는 명시적 가중 샘플 예측 프로세스에 따라 유도될 수 있다. 일 실시 예로써, 명시적 가중 샘플 예측 프로세스는 후술하는 바와 같이 기술될 수 있다.
명시적 가중 샘플 예측 프로세스(Explicit weighted sample prediction process)
예측 샘플을 나타내는 (nCbW)x(nCbH) 크기의 배열 pbSamples를 생성하기 위한 명시적 가중 샘플 예측 프로세싱을 위하여 다음의 파라미터가 사용될 수 있다.
- 현재 코딩 블록의 너비를 나타내는 변수 nCbW와 높이를 나타내는 변수 nCbH
- (nCbW)x(nCbH) 크기의 배열 predSamplesL0 및 predSamplesL1
- 예측 리스트의 활성화(utilization)를 나타내는 플래그 predFlagL0 및 predFlagL1
- 참조 인덱스 refIdxL0 및 refIdxL1
- 컬러 컴포넌트 인덱스를 나타내는 변수 cIdx
- 샘플의 비트 뎁스를 나타내는 bitDepth
상기 변수를 사용하여 아래와 같이 가중 예측 프로세스가 수행될 수 있다. 이하 도 18을 참조하여 설명한다. 먼저, 변수 shift1의 값은 Max( 2, 14 - bitDepth )의 값으로 설정될 수 있다(S1810). 다음으로, 변수 log2Wd, o0, o1, w0 및 w1는 아래와 같이 유도될 수 있다(S1820). cIdx의 값이 루마샘플을 나타내는 값(e.g. 0)을 나타내는 경우 아래의 수학식과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 1]
log2Wd = luma_log2_weight_denom + shift1
w0 = LumaWeightL0[ refIdxL0 ]
w1 = LumaWeightL1[ refIdxL1 ]
o0 = luma_offset_l0[ refIdxL0 ] << ( BitDepthY - 8 )
o1 = luma_offset_l1[ refIdxL1 ] << ( BitDepthY - 8 )
그렇지 않으면(e.g. cIdx의 값이 크로마 샘플 값을 나타내는 값(e.g. 0이 아닌 값)을 가지는 경우), 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 2]
log2Wd = ChromaLog2WeightDenom + shift1
w0 = ChromaWeightL0[ refIdxL0 ][ cIdx - 1 ]
w1 = ChromaWeightL1[ refIdxL1 ][ cIdx - 1 ]
o0 = ChromaOffsetL0[ refIdxL0 ][ cIdx - 1 ] << ( BitDepthC - 8 )
o1 = ChromaOffsetL1[ refIdxL1 ][ cIdx - 1 ] << ( BitDepthC - 8 )
다음으로, x = 0 .. nCbW - 1 및 y = 0..nCbH - 1에 대하여, 예측 샘플 pbSamples[ x ][ y ]는 다음과 같이 유도될 수 있다(S1830).
predFlagL0의 값이 1이고, predFlagL1의 값이 0인 경우, 예측 샘플의 값은 다음과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 3]
if( log2Wd >= 1 )
pbSamples[ x ][ y ] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( ( predSamplesL0[ x ][ y ] * w0 + 2log2Wd - 1 ) >> log2Wd ) + o0 )
else
pbSamples[ x ][ y ] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, predSamplesL0[ x ][ y ] * w0 + o0 )
그렇지 않고, predFlagL0의 값이 0이고 predFlagL1의 값이 1인 경우, 예측 샘플 값은 다음의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 4]
if( log2Wd >= 1 )
pbSamples[ x ][ y ] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( ( predSamplesL1[ x ][ y ] * w1 + 2log2Wd - 1 ) >> log2Wd ) + o1 )
else
pbSamples[ x ][ y ] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, predSamplesL1[ x ][ y ] * w1 + o1 )
그렇지 않으면(predFlagL0의 값이 1이고, predFlagL1의 값이 1이면), 예측 샘플의 값은 다음의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 5]
pbSamples[ x ][ y ] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( predSamplesL0[ x ][ y ] * w0 + predSamplesL1[ x ][ y ] * w1 + ( ( o0 + o1 + 1 ) << log2Wd ) ) >> ( log2Wd + 1 ) )
예측 가중 테이블(Prediction Weighted Table)
앞서 설명한 NAL 구조는 예측 가중 테이블에 적용될 수 있다. 또한, 앞서 설명된 가중 (샘플) 예측을 시그널링하기 위하여, 후술하는 예측 가중 테이블이 이용될 수 있다.
가중 (샘플) 예측을 시그널링 하기 위한 가중 예측 테이블의 구조는 AVC나 HEVC의 가중 예측 테이블의 구조와 유사하게 디자인될 수 있다. 가중 예측 프로세스는 SPS에서 시그널링되는 두개의 플래그에 의하여 개시될 수 있다.
도 19는 SPS에서 시그널링되는 두개의 신택스 요소에 대한 신택스를 나타내는 도면이다. 도 19에 도시된 신택스에서, 신택스 요소 sps_weighted_pred_flag는 가중 예측이 SPS를 참조하는 P 슬라이스에 적용될 수 있는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, sps_weighted_pred_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 가중 예측이 SPS를 참조하는 P 슬라이스에 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. sps_weighted_pred_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 가중 예측이 SPS를 참조하는 P 슬라이스에 적용될 수 있음을 나타낼 수 있다.
신택스 요소 sps_weighted_bipred_flag는 명시적 가중 예측이 SPS를 참조하는 B 슬라이스에 적용될 수 있는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, sps_weighted_bipred_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 명시적 가중 예측이 SPS를 참조하는 B 슬라이스에 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. sps_weighted_bipred_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 명시적 가중 예측이 SPS를 참조하는 B 슬라이스에 적용될 수 있음을 나타낼 수 있다.
상술한 두개의 플래그는 SPS를 통해 시그널링될 수 있으며, CVS 내에 존재하는 P 및/또는 B 슬라이스에 대하여 가중 예측이 적용될 수 있는지를 나타낼 수 있다.
도 20는 PPS에서 시그널링되는 가중 예측 신택스 요소를 나타내는 도면이다. 신택스 요소 pps_weighted_pred_flag는 PPS를 참조하는 P 슬라이스에 대하여 가중 예측이 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, pps_weighted_pred_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 PPS를 참조하는 P 슬라이스에 대하여 가중 예측이 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. pps_weighted_pred_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 PPS를 참조하는 P 슬라이스에 대하여 가중 예측이 적용됨을 나타낼 수 있다. 한편, sps_weighted_pred_flag의 값이 제 1 값(e.g. 0)인 경우, pps_weighted_pred_flag의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 설정될 수 있다.
신택스 요소 pps_weighted_bipred_flag는 PPS를 참조하는 B 슬라이스에 대하여 명시적 가중 예측이 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, pps_weighted_bipred_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 PPS를 참조하는 B 슬라이스에 대하여 명시적 가중 예측이 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. pps_weighted_bipred_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 PPS를 참조하는 B 슬라이스에 대하여 명시적 가중 예측이 적용됨을 나타낼 수 있다. 한편, sps_weighted_bipred_flag의 값이 제 1 값(e.g. 0)인 경우, pps_weighted_bipred_flag의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 설정될 수 있다.
도 21는 슬라이스 헤더에서 시그널링되는 가중 예측 신택스 요소를 나타내는 도면이다. 슬라이스 헤더에 다음과 같은 신택스 요소가 포함될 수 있다. 신택스 요소 slice_pic_parameter_set_id는 현재 사용되고 있는 PPS에 대한 pps_pic_parameter_set_id의 값을 나타낼 수 있다. slice_pic_parameter_set_id는 0에서 63 까지의 값을 가질 수 있다. 한편, 비트스트림 적합성(bitstream conformance)을 준수하기 위하여, 현재 픽쳐의 시간적 ID(temporal ID)의 값은 slice_pic_parameter_set_id와 같은 pps_pic_parameter_set_id를 가진 PPS의 시간적 ID(temporal ID)보다 크거나 같아야하는 제한이 적용될 수 있다.
신택스 요소 slice_address는 슬라이스의 슬라이스 주소를 나타낼 수 있다. slice_address의 값이 제공되지 않는 경우, slice_address의 값은 0으로 유도될 수 있다.
한편, rect_slice_flag의 값이 제 1 값(e.g. 0)인 경우, 슬라이스 주소의 값으로 브릭(Brick)의 ID가 설정될 수 있고, slice_address는 Ceil(Log2(NumBricksInPic) 비트 길이를 가질 수 있고, slice_address의 값은 0에서 NumBricksInPic-1까지의 값을 가질 수 있다. 여기서 NumBricksInPic는 픽쳐내 브릭의 개수를 나타낼 수 있다.
한편, rect_slice_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)인 경우, 아래와 같이 처리될 수 있다. 슬라이스 주소의 값으로 슬라이스의 슬라이스 ID가 설정될 수 있다. slice_address의 길이는 signalled_slice_id_length_minus1 + 1 비트 길이로 결정될 수 있다.
더하여, rect_slice_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)인 경우, signalled_slice_id_flag의 값이 0이면, slice_address의 값은 0에서부터 num_slices_in_pic_minus1까지의 값을 가질 수 있다. 그렇지 않으면(signalled_slice_id_flag의 값이 0이 아니면), slice_address의 값은 0에서부터 2(　signalled_slice_id_length_minus1　+　1　)　-　1까지의 값을 가질 수 있다.
신택스 요소 num_ref_idx_active_override_flag는 신택스 요소 num_ref_idx_active_minus1[　0　]이 P 및 B 슬라이스에 대하여 제공되는지 여부와, 신택스 요소 num_ref_idx_active_minus1[　1　]가 B 슬라이스에 대하여 제공되는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, num_ref_idx_active_override_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 신택스 요소 num_ref_idx_active_minus1[　0　] 및 num_ref_idx_active_minus1[　1　]가 제공되지 않음을 나타낼 수 있다. num_ref_idx_active_override_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 신택스 요소 num_ref_idx_active_minus1[　0　]이 P 및 B 슬라이스에 대하여 제공되며, 신택스 요소 num_ref_idx_active_minus1[　1　]가 B 슬라이스에 대하여 제공됨을 나타낼 수 있다.
한편, num_ref_idx_active_override_flag의 값이 시그널링되지 않는 경우, num_ref_idx_active_override_flag의 값은 1로 유도될 수 있다.
신택스 요소 num_ref_idx_active_minus1[　i　]는 변수 NumRefIdxActive[　i　]를 유도하기 위하여 사용될 수 있다. num_ref_idx_active_minus1[　i　]의 값은 0에서부터 14까지의 값을 가질 수 있다.
현재 슬라이스가 B 슬라이스 이고, num_ref_idx_active_override_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)이며, num_ref_idx_active_minus1[　i　]의 값이 제공되지 않는 경우, num_ref_idx_active_minus1[　i　]의 값은 0으로 유도될 수 있다(여기서, i의 값은 0 또는 1 임).
현재 슬라이스가 P 슬라이스 이고, num_ref_idx_active_override_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)이며, num_ref_idx_active_minus1[　0　]의 값이 제공되지 않는 경우, num_ref_idx_active_minus1[　0　]의 값은 0으로 유도될 수 있다.
변수 NumRefIdxActive[　i　]의 값은 도 22의 수학식과 같이 유도될 수 있다. 한편, 참조 픽처 리스트 i에 대한 최대 참조 인덱스의 값을 나타내는 NumRefIdxActive[　i　]　-　1의 값은 슬라이스를 복호화 하기 위하여 사용될 수 있다. 예를들어, NumRefIdxActive[　i　]의 값이 0인 경우, 참조 픽처 리스트 i에 대한 어떠한 참조 인덱스도 슬라이스를 복호화 하기 위하여 사용되지 않을 수 있다. 이에 따라, 현재 슬라이스가 P 슬라이스인 경우, NumRefIdxActive[　0　]의 값은 0보다 클 수 있다. 또한, 현재 슬라이스가 B 슬라이스인 경우, NumRefIdxActive[　0　]과 NumRefIdxActive[　1　]의 값은 0보다 클 수 있다.
한편, 도 21의 신택스 2110와 같이, pps_weighted_pred_flag와 pps_weighted_bipred_flag의 값 및 slice_type의 값에 따라 가중 예측을 위한 파라미터를 시그널링하는 가중 예측 테이블 신택스 pred_weight_table()이 호출되게 된다.
도 23은 슬라이스 헤더에서 호출되는 가중 예측 테이블 신택스를 나타내는 도면이다. 도 23의 신택스 구조에서, 신택스 요소 luma_log2_weight_denom은 루마 가중치 요소에 대한 분모(denominator)를 밑을 2로하는 로그로 표현하는 신택스 요소일 수 있다. 일 실시 예에서, luma_log2_weight_denom은 모든 루마 가중치 요소에 대한 분모 값을 로그로 표현하는 신택스 요소일 수 있다. luma_log2_weight_denom의 값은 0에서부터 7 까지의 값을 가질 수 있다.
신택스 요소 delta_chroma_log2_weight_denom은 크로마 가중치 요소에 대한 분모의 밑을 2로 하는 로그 값의 차분을 나타낼 수 있다. 예를들어, delta_chroma_log2_weight_denom은 모든 크로마 가중치 요소에 대한 분모의 밑을 2로 하는 로그 값의 차분일 수 있다. delta_chroma_log2_weight_denom의 값이 존재하지 않는 경우, 이의 값은 0으로 유도될 수 있다.
ChromaLog2WeightDenom의 값은 luma_log2_weight_denom　+ delta_chroma_log2_weight_denom으로 계산될 수 있다. ChromaLog2WeightDenom의 값은 0에서부터 7까지의 값을 가질 수 있다.
신택스 요소 luma_weight_l0_flag[　i　]는 RefPicList[0][i]를 이용하는 리스트 0 예측의 루마 성분에 대한 가중치 요소들이 존재하는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, luma_weight_l0_flag[　i　] 의 제 1 값(e.g. 0)은 RefPicList[0][i]를 이용하는 리스트 0 예측의 루마 성분에 대한 가중치 요소들이 존재하지 않음을 나타낼 수 있다. luma_weight_l0_flag[　i　] 의 제 2 값(e.g. 1)은 RefPicList[0][i]를 이용하는 리스트 0 예측의 루마 성분에 대한 가중치 요소들이 존재함을 나타낼 수 있다.
신택스 요소 chroma_weight_l0_flag[　i　]는 RefPicList[0][i]를 이용하는 리스트 0 예측의 크로마 예측 값에 대한 가중치 요소들의 존부를 나타낼 수 있다. 예를들어, chroma_weight_l0_flag[　i　] 의 제 1 값(e.g. 0)은 RefPicList[0][i]를 이용하는 리스트 0 예측의 크로마 예측 값에 대한 가중치 요소들이 존재하지 않음을 나타낼 수 있다. chroma_weight_l0_flag[　i　] 의 제 2 값(e.g. 1)은 RefPicList[0][i]를 이용하는 리스트 0 예측의 크로마 예측 값에 대한 가중치 요소들이 존재함을 나타낼 수 있다. chroma_weight_l0_flag[　i　]이 제공되지 않는 경우, 이의 값은 0으로 유도될 수 있다.
신택스 요소 delta_luma_weight_l0[i]는 RefPicList[0][i]를 사용하는 리스트 0의 예측을 위한 루마 예측 값에 적용되는 가중치 요소의 차분을 나타낼 수 있다.
변수 LumaWeightL0[　i　]는 (　1　　<<　　luma_log2_weight_denom　)　+ delta_luma_weight_l0[　i　]의 값으로 유도될 수 있다.
luma_weight_l0_flag[　i　]의 값이 1인 경우, delta_luma_weight_l0[　i　]의 값은 -128에서 127까지의 값을 가질 수 있다. luma_weight_l0_flag[　i　]의 값이 0인 경우, LumaWeightL0[　i　]의 값은 2luma_log2_weight_denom의 값으로 유도될 수 있다.
신택스 요소 luma_offset_l0[　i　]는 RefPicList[　0　][　i　]를 사용하는 리스트 0 예측을 위한 루마 예측 값에 적용되는 가산 오프셋(additive offset)을 나타낼 수 있다. luma_offset_l0[　i　]의 값은 -128에서127까지의 값을 가질 수 있다. luma_weight_l0_flag[　i　]의 값이 0인 경우, luma_offset_l0[　i　]의 값은 0으로 유도될 수 있다.
신택스 요소 delta_chroma_weight_l0[i][j]는, j의 값이 0인 경우 Cb에 대하여, 그리고 j의 값이 1인 경우 Cr에 대하여, RefPicList[0][i]를 사용하는 리스트 0의 예측을 위한 크로마 예측 값에 적용되는 가중치 요소의 차분을 나타낼 수 있다.
변수 ChromaWeightL0[　i　][j]는 (　1　　<<　　ChromaLog2WeightDenom)　+ delta_chroma_weight_l0[　i　][ j ]의 값으로 유도될 수 있다.
chroma_weight_l0_flag[　i　]의 값이 1인 경우, delta_chroma_weight_l0[　i　][ j ]의 값은 -128에서 127까지의 값을 가질 수 있다. chroma_weight_l0_flag[　i　]의 값이 0인 경우, ChromaWeightL0[　i　][ j ]의 값은 2ChromaLog2WeightDenom의 값으로 유도될 수 있다.
delta_chroma_offset_l0[　i　][　j　]는, j의 값이 0인 경우 Cb에 대하여, 그리고 j의 값이 1인 경우 Cr에 대하여, RefPicList[ 0 ][ i ]를 사용하는 리스트 0의 예측을 위한 크로마 예측 값에 적용되는 가산 오프셋(additive offset)의 차분을 나타낼 수 있다.
변수 ChromaOffsetL0[　i　][j]는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 6]
ChromaOffsetL0[　i　][　j　] = Clip3(　-128,　127, (　128　+　delta_chroma_offset_l0[　i　][　j　]　- (　(　128　*　ChromaWeightL0[　i　][　j　]　)　　>>　　ChromaLog2WeightDenom　)　)　)
delta_chroma_offset_l0[　i　][　j　] 값은 -4 * 128에서 4 * 127까지의 값을 가질 수 있다.
한편, chroma_weight_l0_flag[ i ]의 값이 0인 경우, ChromaOffsetL0[i][j]의 값은 0으로 유도될 수 있다.
pred_weight_table 신택스의 재설계
앞서 설명된 예측 가중 테이블(prediction weighted table)은 슬라이스 헤더에서 파싱될 수 있다. 이하, 그에 대한 대안적 실시예로써 예측 가중 테이블이 APS에서 파싱되는 실시예를 개시한다.
도 24는 APS RBSP에서 예측 가중 테이블이 시그널링되는 신택스를 도시하는 도면이다. 도 24와 같이 APS RBSP에 예측 가중 테이블이 포함될 수 있다. 이를 위하여, 각각의 APS RBSP는 그가 참조되기 이전의 복호화 과정에서 사용될 수 있어야 한다. 예를 들어, 각각의 APS RBSP는 이를 참조하는 부호화된 슬라이드 NAL 유닛의 시간적 ID(TemporalId)보다 작거나 같은 시간적 ID(TemporalId)를 가진 적어도 하나의 엑세스 유닛에 포함되거나 외부로부터 제공될 수 있다.
이를 위하여, 일 실시 예에서, aspLayerId가 APS NAL 유닛의 nuh_layer_id로 사용될 수 있다. 예를 들어, aspLayerId와 동일한 값을 가진 nuh_layer_id를 가진 레이어가 독립된 레이어인 경우(e.g. vps_independent_layer_flag[　GeneralLayerIdx[　aspLayerId　]　] 의 값이 1인 경우), APS RBSP를 포함하는 APS NAL 유닛은, 이를 참조하는 부호화된 슬라이스 NAL 유닛의 nuh_layer_id와 동일한 값을 가지는 nuh_layer_id를 가져야 할 수 있다. 그렇지 않으면, APS RBSP를 가지고 있는 APS NAL 유닛은, 이를 참조하는 부호화된 슬라이스 NAL 유닛의 nuh_layer_id와 동일한 값을 가지는 nuh_layer_id를 가지거나, 이를 참조하는 부호화된 슬라이스 NAL 유닛을 포함하는 레이어의 직접 종속 레이어(direct dependect layer)의 nuh_layer_id와 동일한 값을 가지는 nuh_layer_id를 가져야 할 수 있다.
또한, 하나의 엑세스 유닛에 있어서, 특정한 값의 adaptation_parameter_set_id를 가지고, 특정한 값의 aps_params_type 을 가지는 모든 APS NAL 유닛은 동일한 컨텐츠를 가져야 할 수 있다.
이하 도 24에 도시된 신택스 요소를 설명한다. 신택스 요소 adaptation_parameter_set_id는 APS에 대한 식별자를 나타낼 수 있다. 다른 신택스 요소가 APS를 참조할 수 있도록, APS에 대한 식별자로 adaptation_parameter_set_id가 사용될 수 있다. 후술하는 aps_params_type의 값이 LMCS_APS와 같으면, adaptation_parameter_set_id의 값은 0에서부터 3 까지의 값을 가질 수 있다.
신택스 요소 aps_params_type은 아래의 표에 도시된 바와 같이, APS를 이용하여 전달되는 APS 파라미터의 타입을 나타낼 수 있다. 예를들어, aps_params_type의 값이 제 1 값이면(e.g. 1), APS의 타입은 LMCS 파라미터를 전달하는 LMCS_APS 타입으로 결정될 수 있고, adaptation_parameter_set_id의 값은 0에서부터 3까지의 값을 가질 수 있다.
마찬가지 방법으로, aps_params_type의 값이 제 3 값이면(e.g. 3), APS의 타입은 예측 가중 파라미터들을 전달하는 PRED_WEIGHT_APS 타입으로 결정될 수 있다.
aps_params_type Name of aps_params_type Type of APS parameters
0 ALF_APS ALF parameters
1 LMCS_APS LMCS parameters
2 SCALING_APS Scaling list parameters
3 PRED_WEIGHT_APS Prediction weighted parameters
4..7 Reserved Reserved
이러한 경우, APS의 개별 타입 마다 adaptation_parameter_set_id에 대한 개별적인 데이터 공간을 가질 수 있다. 또한, (특정한 값의 adaptation_parameter_set_id를 가지고, 특정한 값의 aps_params_type을 가지는) APS NAL 유닛은 픽처들 간에서 공유될 수 있다. 그리고, 하나의 픽처들 내 서로 다른 슬라이스들은 서로 다른 ALF APS들을 참조할 수 있다.
신택스 요소 aps_extension_flag는 APS RBSP 신택스 구조에서 aps_extension_data_flag 신택스 요소들이 제공되는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, aps_extension_flag의 제 1값(e.g. 0)은 APS RBSP 신택스 구조에서 aps_extension_data_flag 신택스 요소들이 제공되지 않음을 나타낼 수 있다. aps_extension_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 APS RBSP 신택스 구조에서 aps_extension_data_flag 신택스 요소들이 제공됨을 나타낼 수 있다.
aps_extension_data_flag는 어떠한 값이라도 가질 수 있다. aps_extension_data_flag의 존재 여부 및 aps_extension_data_flag의 값은 디코더 적합성에 대하여 어떠한 영향도 미치지 않는다. 예를들어, 디코더는 모든 aps_extension_data_flag 신택스 요소를 무시할 수도 있다.
상기와 같이, 새로운 aps_params_type은 현존하는 타입에 부가될 수 있다. 더하여, pred_weight_table()의 컨텐츠를 대신하여 APS ID를 시그널링하기 위하여 슬라이스 헤더가 도 25와 같이 수정될 수 있다. 도 25는 수정된 슬라이스 헤더의 신택스를 나타내는 도면이다. 도 25의 신택스에서, 신택스 요소 slice_pred_weight_aps_id는 예측 가중 테이블 APS의 adaptation_parameter_set_id를 나타낼 수 있다. PRED_WEIGHT_APS와 동일한 값을 가지는 aps_params_type과, slice_pred_weight_aps_id와 동일한 값을 가지는 adaptation_parameter_set_id를 가지는 APS NAL 유닛의 시간적 ID(TemporalId)는 부호화된 슬라이스 NAL 유닛의 시간적 ID보다 작거나 이와 같은 값일 수 있다. slice_pred_weight_aps_id가 제공되는 경우, slice_pred_weight_aps_id의 값은 하나의 픽쳐의 모든 슬라이스에 대하여 동일한 값을 가질 수 있다.
도 26은 예측 가중 테이블(e.g. pred_weight_table()) 신택스의 예시를 나타내는 도면이다. 도 26의 신택스는 도 24의 pred_weight_data()에 의하여 호출되는 신택스 구조일 수 있다. 예를 들어, 도 26의 신택스 명은 pred_weight_data()로 수정되어 사용될 수 있다.
도 26의 신택스에서, 신택스 요소 num_lists_active_flag는 참조 리스트들에 대한 예측 가중 테이블 정보가 시그널링되는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, num_lists_active_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 참조 리스트 모두에 대한 예측 가중 테이블 정보가 시그널링되지 않음을 나타낼 수 있다. 예를들어, num_lists_active_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 참조 리스트 L0에 대하여만 예측 가중 테이블 정보가 시그널링 될 수 있음을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 도 26의 신택스 구조에 따라 참조 리스트 L0에 대한 NumRefIdxActive[0] 신택스 요소만이 비트스트림으로부터 획득될 수 있고(2610), 참조 리스트 L0에 대한 가중치 정보가 NumRefIdxActive[0]의 값에 따라 비트스트림으로부터 획득될 수 있다(S2620).
한편, num_lists_active_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 참조 리스트 1에 대하여도 예측 가중 테이블 정보가 시그널링됨을 나타낼 수 있다. 예를들어, num_lists_active_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 참조 리스트 L0와 L1 모두에 대하여 예측 가중 테이블 정보가 시그널링 될 수 있음을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 도 26의 신택스 구조에 따라 참조 리스트 L0 및 L1에 대하여 NumRefIdxActive[0] 및 NumRefIdxActive[1] 신택스 요소의 값이 비트스트림으로부터 획득될 수 있다(2610). 또한, num_lists_active_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)인 경우(2630), 참조 리스트 L1에 대하여 가중치 정보가 NumRefIdxActive[1]의 값에 따라 비트스트림으로부터 획득될 수 있다(2640).
신택스 요소 numRefIdxActive[i]는 활성화된 참조 인덱스의 개수를 나타내기 위하여 사용될 수 있다. numRefIdxActive[i]의 값은 0에서부터 14까지의 값을 가질 수 있다.
도 26과 그에 대한 설명에서의 신택스와 시맨틱스는, 플래그 num_lists_active_flag가 파싱되는 경우 적어도 하나의 리스트에 대한 정보가 APS에서 파싱되는지 여부를 나타낼 것임을 나타낼 수 있다.
한편, 전술한 설명에서 신택스에 기재된 기술자는 다음의 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있다.
- ae(v): 컨텍스트 적응적 산술 엔트로피 부호화 신택스 요소
- b(8): 비트 스트링 패턴을 가진 바이트 단위 신택스 요소. 이에 따른 신택스 요소는 8비트 값으로 파싱될 수 있다.
- f(n): 좌측 비트가 우선인 n 비트의 고정 패턴 비트 스트링으로 기재된 신택스 요소
- i(n): n개의 비트를 사용하는 부호를 가진 인티저 신택스 요소. 신택스 테이블에서 n이 v로 기재된 경우, 해당 신택스 요소를 구성하는 비트 개수는 다른 신택스 요소의 값에 기반하여 결정될 수 있다.
- se(v): 좌측 비트가 우선인 부호를 가진 인티저 0차 지수 골롬 부호화(0-th order Exp-Golomb-coded) 신택스 요소. 본 기술자에 대한 파싱 프로세스는 0으로 설정된 k값에 의하여 명세될 수 있다.
- st(v): UTF-8(UCS(universal coded character set) transmission format - 8)과 같이, 널(null)값으로 종결되는 비트스트링으로 기술되는 신택스 요소.
- tu(v): 트렁케이티드 유너리 신택스 요소.
- u(n): 부호를 갖지 않는 인티저 신택스 요소. n개의 비트로 표현될 수 있다. 신택스 테이블에서 n이 v로 표기된 경우, 해당 신택스 요소를 표현하는 비트의 값은 다른 신택스 요소의 값에 따라 결정될 수 있다.
- ue(v): 좌측 비트가 우선되는, 부호를 갖지 않는 인티저 값을 가지는 0차 지수 골롬 부호화 신택스 요소. 본 기술자에 대한 파싱 프로세스는 0으로 설정된 k값에 의하여 명세될 수 있다.
부호화 및 복호화 방법
이하 도 27을 참조하여 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법을 설명한다. 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 메모리와 프로세서를 포함하여 프로세서는 이하의 동작을 수행할 수 있다.
먼저, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 참조 샘플에 대한 가중치를 나타내는 가중치 정보를 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱할 수 있다(S2710). 예를 들어, 복호화 장치는 도 26을 참조하여 설명된 바와 같이, 가중치에 관한 luma_log2_weight_denom, delta_chroma_log2_weight_denom, num_lists_active_flag, NumRefIdxActive[i], luma_weight_l0_flag[i], chroma_weight_l0_flag[　i　], delta_luma_weight_l0[　i　], luma_offset_l0[　i　], delta_chroma_weight_l0[　i　][　j　], delta_chroma_offset_l0[　i　][　j　]와 같은 신택스 요소를 가중치 파라미터 신택스 요소인 pred_weight_table() 신택스에 기반하여 비트스트림으로부터 획득할 수 있다. 전술한 바와 같이, pred_weight_table() 신택스는 전술한 바와 같이 슬라이스 헤더 또는 APS RBSP로부터 호출될 수 있다.
다음으로, 복호화 장치는 전술한 바와 같이 가중치 정보에 기반하여 인터 예측을 수행함으로써 현재 블록을 복호화할 수 있다(S2720). 예를들어, 복호화 장치는 비트스트림으로부터 획득된 신택스 요소에 기반하여 전술한 명시적 가중 샘플 예측 프로세스를 수행함에 따라 가중 예측이 적용된 예측 샘플 배열 pbSamples를 도출할 수 있다.
한편, 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 가중치 정보를 파싱하는 단계(S2710)를 수행하기 위하여, 복호화 장치는 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 비트스트림에서 획득되는 가중치 정보의 개수를 나타내는 가중치 개수 정보(e.g. NumRefIdxActive[i])를 획득할 수 있다. 또한, 복호화 장치는 가중치 개수 정보에 기반하여 가중치 파라미터 신택스 구조에서 가중치 정보(e.g. luma_weight_l0_flag[i], chroma_weight_l0_flag[　i　], delta_luma_weight_l0[　i　], luma_offset_l0[　i　], delta_chroma_weight_l0[　i　][　j　], delta_chroma_offset_l0[　i　][　j　])를 획득할 수 있다.
여기서, 가중치 개수 정보는 비트스트림으로부터 획득되는 플래그 정보(e.g. num_lists_active_flag)에 기반하여 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 비트스트림에서 획득될 수 있다. 또한, 플래그 정보는 가중치 개수 정보가 가중치 파라미터 신택스 구조에 의하여 비트스트림으로부터 획득되는지 여부를 나타낼 수 있다. 또한, 가중치 개수 정보는 현재 블록을 복호화 하기 위하여 이용될 수 있는 참조 픽처 리스트 마다 개별적으로 획득될 수 있다. 또한, 현재 블록을 복호화 하기 위하여 양방향 참조가 이용되는 경우 이용되는 참조 픽처 리스트에 대한 가중치 개수 정보는 플래그 정보의 값에 기반하여 결정될 수 있다.
한편, 가중치 파라미터 신택스 구조는 파라미터 셋을 시그널링 하는 NAL(network abstraction layer) 유닛으로 시그널링 될 수 있다. 예를들어, 앞서 설명된 바와 같이, 가중치 파라미터 신택스 구조는 ASP NAL 유닛을 이용하여 시그널링될 수 있다. 이러한 경우, 현재 블록에 대한 가중치 정보는 현재 블록이 포함된 슬라이스의 헤더 정보에서 획득된 파라미터 셋 식별자에 기반하여 식별될 수 있다. 나아가, 하나의 픽처에 속한 모든 슬라이스는 동일한 식별자로 식별되는 파라미터 셋을 이용함으로써 가중치 정보를 이용하도록 제한될 수 있다.
이하 도 28을 참조하여 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법을 설명한다. 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 메모리와 프로세서를 포함하여 프로세서는 전술한 복호화 장치의 동작에 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
예를들어, 부호화 장치는 인터 예측을 수행함으로써 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다(S2810). 다음으로, 부호화 장치는 예측 블록을 구성하는 샘플에 대한 가중치를 나타내는 가중치 정보를 생성할 수 있다(S2820). 다음으로, 부호화 장치는 가중치 정보의 개수를 나타내는 가중치 개수 정보를 결정할 수 있다(S2830). 다음으로, 부호화 장치는 가중치 파라미터 신택스 구조에 기반하여 가중치 개수 정보와 가중치 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있다(S2840).
더하여, 비트스트림에 가중치 개수 정보가 포함되는지 여부를 나타내는 플래그 정보가 비트스트림에 더 포함될 수 있다. 플래그 정보는 가중치 개수 정보가 가중치 파라미터 신택스 구조에 의하여 비트스트림으로부터 획득되는지 여부를 나타낼 수 있다.
나아가, 가중치 개수 정보는 현재 블록을 복호화 하기 위하여 이용될 수 있는 참조 픽처 리스트 마다 개별적으로 획득될 수 있다. 플래그 정보는 현재 블록을 복호화 하기 위하여 양방향 참조가 이용되는 경우 이용되는 참조 픽처 리스트에 대한 가중치 개수 정보의 획득 여부를 결정하기 위하여 이용될 수 있다.
응용 실시예
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 29는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 29에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기반하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 참조 샘플에 대한 가중치를 나타내는 가중치 정보를 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱하는 단계; 및
    상기 가중치 정보에 기반하여 인터 예측을 수행함으로써 현재 블록을 복호화하는 단계를 포함하고,
    상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱하는 단계는,
    상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 상기 비트스트림에서 획득되는 가중치 정보의 개수를 나타내는 가중치 개수 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 가중치 개수 정보에 기반하여 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에서 가중치 정보를 획득하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가중치 개수 정보는 상기 비트스트림으로부터 획득되는 플래그 정보에 기반하여 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 상기 비트스트림에서 획득되는 영상 복호화 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 플래그 정보는 상기 가중치 개수 정보가 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 의하여 상기 비트스트림으로부터 획득되는지 여부를 나타내는 영상 복호화 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 가중치 개수 정보는 상기 현재 블록을 복호화 하기 위하여 이용될 수 있는 참조 픽처 리스트 마다 개별적으로 획득되는 영상 복호화 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 현재 블록을 복호화 하기 위하여 양방향 참조가 이용되는 경우 이용되는 참조 픽처 리스트에 대한 가중치 개수 정보는 상기 플래그 정보의 값에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가중치 파라미터 신택스 구조는 파라미터 셋을 시그널링 하는 NAL(network abstraction layer) 유닛으로 시그널링 되는 영상 복호화 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 상기 가중치 정보는 상기 현재 블록이 포함된 슬라이스의 헤더 정보에서 획득된 파라미터 셋 식별자에 기반하여 식별되는 영상 복호화 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    하나의 픽처에 속한 모든 슬라이스는 동일한 식별자로 식별되는 파라미터 셋을 이용함으로써 상기 가중치 정보를 이용하는 영상 복호화 방법.
  9. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    비트스트림으로부터 참조 샘플에 대한 가중치를 나타내는 가중치 정보를 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱하고,
    상기 가중치 정보에 기반하여 인터 예측을 수행함으로써 현재 블록을 복호화하되,
    상기 프로세서는, 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 상기 비트스트림에서 획득되는 가중치 정보의 개수를 나타내는 가중치 개수 정보를 획득하고, 상기 가중치 개수 정보에 기반하여 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에서 가중치 정보를 획득함으로써, 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 따라 파싱을 수행하는 영상 복호화 방법.
  10. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법에 있어서,
    인터 예측을 수행함으로써 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 예측 블록을 구성하는 샘플에 대한 가중치를 나타내는 가중치 정보를 생성하는 단계;
    상기 가중치 정보의 개수를 나타내는 가중치 개수 정보를 결정하는 단계; 및
    가중치 파라미터 신택스 구조에 기반하여 상기 가중치 개수 정보와 상기 가중치 정보를 포함하는 비트스트림을 생성하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 비트스트림에 상기 가중치 개수 정보가 포함되는지 여부를 나타내는 플래그 정보가 상기 비트스트림에 더 포함되는 영상 부호화 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 플래그 정보는 상기 가중치 개수 정보가 상기 가중치 파라미터 신택스 구조에 의하여 상기 비트스트림으로부터 획득되는지 여부를 나타내는 영상 부호화 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가중치 개수 정보는 상기 현재 블록을 복호화 하기 위하여 이용될 수 있는 참조 픽처 리스트 마다 개별적으로 획득되는 영상 부호화 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 플래그 정보는 상기 현재 블록을 복호화 하기 위하여 양방향 참조가 이용되는 경우 이용되는 참조 픽처 리스트에 대한 가중치 개수 정보의 획득 여부를 결정하기 위하여 이용되는 영상 부호화 방법.
  15. 제 10 항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
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