WO2021086020A1 - 색공간 변환을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

색공간 변환을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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헨드리헨드리
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Definitions

  • the present disclosure relates to an image encoding/decoding method and apparatus, and more particularly, an image encoding/decoding method and apparatus using color space transformation, and a method of transmitting a bitstream generated by the image encoding method/apparatus of the present disclosure It is about.
  • 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 an image encoding/decoding method and apparatus for improving encoding/decoding efficiency by performing selective color space transformation.
  • 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 determining a quantization parameter of the current block based on whether color space conversion is applied to a residual sample of the current block. ; Determining a transform coefficient of the current block based on the quantization parameter; Determining a residual sample of the current block using the transform coefficient; And resetting a value of the residual sample based on whether the color space conversion is applied.
  • the determining of the quantization parameter may be performed by clipping the quantization parameter so that the quantization parameter has a value less than or equal to a predetermined upper limit value and a value greater than or equal to a predetermined lower limit value.
  • an image decoding apparatus including a memory and at least one processor, wherein the at least one processor determines whether a color space change is applied to a residual sample of a current block.
  • a quantization parameter of the current block is determined based on whether or not, a transform coefficient of the current block is determined based on the quantization parameter, a residual sample of the current block is determined using the transform coefficient, and The value of the residual sample may be reset based on whether a conversion is applied.
  • the processor may perform clipping on the quantization parameter so that the quantization parameter has a value equal to or less than a predetermined upper limit value and a value equal to or greater than a predetermined lower limit value.
  • an image encoding method performed by an image encoding apparatus includes: resetting a residual sample based on whether color space conversion is applied; Determining a transformation coefficient using the reset residual sample; Determining a quantization parameter based on whether the color space conversion is applied; And encoding the transform coefficient based on the quantization parameter.
  • the determining of the quantization parameter may be performed by clipping the quantization parameter so that the quantization parameter has a value less than or equal to a predetermined upper limit value and a value greater than or equal to a predetermined lower limit value.
  • 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.
  • an image encoding/decoding method and apparatus capable of improving encoding/decoding efficiency by performing selective color space transformation may 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 a peripheral reference sample according to an exemplary embodiment.
  • 17 to 18 are diagrams for explaining intra prediction according to an embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an embodiment of a decoding process to which ACT is applied.
  • 20 is a diagram illustrating an embodiment of a sequence parameter set syntax table in which a syntax element related to ACT is signaled.
  • 21 to 27 are diagrams successively illustrating an embodiment of a syntax table of a coding unit in which a syntax element related to ACT is signaled.
  • 28 is a diagram illustrating a coding tree syntax according to an embodiment.
  • 29 is a diagram for describing a method of encoding a residual sample of BDPCM, according to an embodiment.
  • FIG. 30 illustrates a modified quantized residual block generated by performing BDPCM according to an embodiment.
  • 31 is a flowchart illustrating a procedure for encoding a current block by applying BDPCM in an image encoding apparatus according to an embodiment.
  • 32 is a flowchart illustrating a procedure for restoring a current block by applying BDPCM in an image decoding apparatus according to an embodiment.
  • 33 to 35 are diagrams schematically showing syntax for signaling information about BDPCM.
  • 36 to 51 are diagrams illustrating syntax tables for signaling ACT syntax elements according to individual embodiments according to the present disclosure.
  • FIG. 52 is a diagram illustrating an image decoding method according to an embodiment.
  • 53 is a diagram illustrating an image encoding method according to an embodiment.
  • FIG. 54 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.
  • video may mean a set of a series of images over time.
  • Picture generally refers to a unit representing one image in a specific time period, and a slice/tile is a coding unit constituting a part of a picture in encoding.
  • One picture may be composed of one or more slices/tiles.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTU).
  • CTU coding tree units
  • One picture may be composed of one or more slices/tiles.
  • One picture may be composed of one or more tile groups.
  • One tile group may include one or more tiles.
  • the brick may represent a rectangular area of CTU rows within a tile in a picture.
  • 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. Tiles that are not divided into multiple bricks can also be treated as bricks.
  • 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.
  • One unit may include one luma block and two chroma (e.g. Cb, Cr) blocks.
  • 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 a source device 10 and a receiving device 20.
  • the source device 10 may transmit the encoded video and/or image information or data in a file or streaming form to the receiving device 20 through a digital storage medium or a network.
  • the source device 10 may include a video source generator 11, an encoding apparatus 12, and a transmission unit 13.
  • the reception device 20 may include a reception unit 21, a decoding apparatus 12, and a rendering unit 23.
  • the encoding device 12 may be referred to as a video/image encoding device, and the decoding device 12 may be referred to as a video/image decoding device.
  • the transmission unit 13 may be included in the encoding device 12.
  • the receiver 21 may be included in the decoding device 12.
  • 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 encoding device 12 may encode an input video/image.
  • the encoding apparatus 12 may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and encoding efficiency.
  • the encoding apparatus 12 may output encoded data (coded video/image information) in the form of a bitstream.
  • the transmission unit 13 may transmit the encoded video/video information or data output in the form of a bitstream to the reception unit 21 of the reception device 20 through a digital storage medium or a network in a file or streaming format.
  • 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 device 12.
  • the decoding apparatus 12 may decode a video/image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus 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 a correlation between motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different from each other.
  • the temporal neighboring block may be referred to by a name such as a collocated reference block and 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 Conditionally Non-linear Transform
  • GBT refers to the transformation obtained from this graph when the relationship information between pixels is expressed in a graph.
  • CNT refers to a transformation obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to a block of pixels having the same size of a square, or may be applied to a block of a variable size other than a square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantization to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 may encode a quantized signal (information on quantized transform coefficients) and output it as a bitstream. 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, and a quantized value of a transform coefficient for a residual. Can be printed.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and includes information on a syntax element to be decoded, 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, by predicting the probability of occurrence of bins according to the determined context model, arithmetic decoding of bins is performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. I can.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model using information of the decoded symbol/bin for the context model of the next symbol/bin after the context model is determined.
  • 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 a block division structure of the current picture based on the division-related information obtained from the bitstream, and based on this, a series of procedures for decoding an image (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 multitype tree structure.
  • the division according to the quadtree means division in which the current CU (or CTU) is divided into four. By partitioning according to the quadtree, the current CU can be divided into four CUs having the same width and the same height.
  • the current CU corresponds to a leaf node of the quadtree structure.
  • the CU corresponding to the leaf node of the quadtree structure is no longer divided and may be used as the above-described final coding unit.
  • a CU corresponding to a leaf node of a quadtree structure may be further divided by a multitype tree structure.
  • the division according to the multi-type tree structure may include two divisions according to 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, and the current 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, and the maximum of ternary tree root node MaxTTSize
  • a parameter representing the usable size MaxMttDepth
  • MinBtSize a parameter representing the minimum usable leaf node size of a binary tree
  • At least one of MinTtSize 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 partitioning the CU is not limited thereto.
  • the quadtree coding block structure accompanying the multi-type tree can provide a very flexible block division structure.
  • different partitioning patterns may potentially lead to the same coding block structure result in some cases.
  • the 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.
  • an image processing unit may have a hierarchical structure.
  • One picture may be divided into one or more tiles, bricks, slices, and/or tile groups.
  • One slice may include one or more bricks.
  • One brick may contain one or more CTU rows in a tile.
  • a slice may include an integer number of bricks of a picture.
  • One tile group may include one or more tiles.
  • One tile may contain more than one CTU.
  • the CTU may be divided into one or more CUs.
  • a tile may be a rectangular area composed of a specific tile row and a specific tile column composed of a plurality of CTUs in a picture.
  • the tile group may include an integer number of tiles according to a tile raster scan in a picture.
  • the slice header may carry information/parameters applicable to the corresponding slice (blocks in the slice).
  • the encoding/decoding procedure for the tile, slice, brick, and/or tile group may be processed in parallel.
  • the names or concepts of slices or tile groups may be used interchangeably. That is, the tile group header may be referred to as a slice header.
  • the slice may have one of slice types including intra (I) slice, predictive (P) slice, and bi-predictive (B) slice.
  • I slice intra (I) slice, predictive (P) slice, and bi-predictive (B) slice.
  • I slice intra (I) slice, predictive (P) slice, and bi-predictive (B) slice.
  • I slice intra (I) slice
  • P slice predictive slice
  • B slice bi-predictive
  • intra prediction or inter prediction may be used, and when inter prediction is used, only uni prediction may be used.
  • intra prediction or inter prediction may be used, and when inter prediction is used, up to bi prediction may be used.
  • the encoding apparatus may determine a tile/tile group, a brick, a slice, and a maximum and minimum coding unit size according to a characteristic (eg, resolution) of a video image or in consideration of coding efficiency or parallel processing. In addition, information about this or information that can induce it may be included in the bitstream.
  • a characteristic eg, resolution
  • information about this or information that can induce it may be included in the bitstream.
  • the decoding apparatus may obtain information indicating whether a tile/tile group, a brick, a slice, and a CTU within a tile of the current picture is divided into a plurality of coding units.
  • the encoding device and the decoding device may increase encoding efficiency by signaling such information only under specific conditions.
  • the slice header may include information/parameters commonly applicable to the slice.
  • APS APS syntax
  • PPS PPS syntax
  • SPS SPS syntax
  • VPS VPS syntax
  • DPS DPS syntax
  • CVS coded video sequence
  • information on the division and configuration of the tile/tile group/brick/slice may be configured at the encoding stage through the higher level syntax and transmitted to the decoding apparatus in the form of a bitstream.
  • 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.
  • a quantization rate is multiplied by a scale in consideration of computational complexity 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.
  • the encoding apparatus may derive a residual block (residual samples) based on a block (prediction samples) predicted through intra/inter/IBC prediction, etc., and the derived residual samples It is possible to derive quantized transform coefficients by applying transform and quantization.
  • Information on the quantized transform coefficients may be included in the residual coding syntax, encoded, and then output in the form of a bitstream.
  • the decoding apparatus may obtain information (residual information) on the quantized transform coefficients from the bitstream, and decode the quantized transform coefficients to derive the quantized transform coefficients.
  • the decoding apparatus may derive residual samples through inverse quantization/inverse transformation based on the quantized transform coefficients.
  • the transform coefficient may be referred to as a coefficient or a residual coefficient, or may still be referred to as a transform coefficient for uniformity of expression.
  • Whether the transform/inverse transform is omitted may be signaled based on a transform skip flag (e.g. transform_skip_flag).
  • the first value (e.g. 0) of transform_skip_flag may indicate that whether or not transform is omitted is determined by another syntax element.
  • the second value (e.g. 1) of transform_skip_flag may indicate that transformation is skipped (e.g. skip).
  • the transform/inverse transform may be performed based on transform kernel(s). For example, a multiple transform selection (MTS) scheme for performing transform/inverse transform may be applied. In this case, some of a plurality of transform kernel sets may be selected and applied to the current block.
  • the transformation kernel can be referred to in various terms such as transformation matrix and transformation type.
  • the transform kernel set may represent a combination of a vertical transform kernel (vertical transform kernel) and a horizontal transform kernel (horizontal transform kernel).
  • the transformation/inverse transformation may be performed in units of CU or TU. That is, the transform/inverse transform may be applied to residual samples in a CU or residual samples in a TU.
  • the CU size and the TU size may be the same, or a plurality of TUs may exist in the CU region.
  • the CU size may generally indicate the luma component (sample) CB size.
  • the TU size may generally refer to the luma component (sample) TB size.
  • the chroma component (sample) CB or TB size is the luma component (sample) CB or TB according to the component ratio according to the color format (chroma format, ex.
  • the TU size may be derived based on maxTbSize. For example, when the CU size is larger than the maxTbSize, a plurality of TUs (TB) of the maxTbSize may be derived from the CU, and transformation/inverse transformation may be performed in units of the TU (TB).
  • the maxTbSize may be considered to determine whether to apply various intra prediction types such as ISP.
  • the information on the maxTbSize may be determined in advance, or may be generated and encoded by an encoding device and signaled to an encoding device.
  • 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 decoder. 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.
  • Intra prediction may represent prediction of generating prediction samples for a current block based on reference samples in a picture (hereinafter, referred to as a current picture) to which the current block belongs.
  • surrounding reference samples to be used for intra prediction of the current block 1601 may be derived.
  • the neighboring reference samples of the current block are a total of 2xnH samples including samples 1611 adjacent to the left boundary of the current block of size nWxnH and samples 1612 adjacent to the bottom-left side.
  • the peripheral reference samples of the current block may include a plurality of columns of upper peripheral samples and a plurality of rows of left peripheral samples.
  • the neighboring reference samples of the current block are a total of nH samples 1641 adjacent to the right boundary of the current block of size nWxnH, and a total of nW samples 1651 adjacent to the bottom boundary of the current block. And one sample 1642 neighboring the bottom-right side of the current block.
  • the decoding apparatus may construct neighboring reference samples to be used for prediction by substituting samples that are not available with available samples.
  • neighboring reference samples to be used for prediction may be configured through interpolation of available samples.
  • a prediction sample can be derived based on an average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) neighboring reference samples of the current block Among them, the prediction sample may be derived based on a reference sample existing in a specific (prediction) direction with respect to the prediction sample.
  • it may be called a non-directional mode or a non-angular mode
  • it may be called a directional mode or an angular mode.
  • a prediction sample may be generated.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • chroma prediction samples may be generated based on luma samples using a linear model. This case may be called LM mode.
  • a temporary prediction sample of the current block is derived based on the filtered surrounding reference samples, and at least one derived according to the intra prediction mode among the existing surrounding reference samples, that is, unfiltered surrounding reference samples.
  • a prediction sample of the current block may be derived by weighted summation of a reference sample and the temporary prediction sample.
  • the above-described case may be referred to as PDPC (Position dependent intra prediction).
  • a reference sample line with the highest prediction accuracy is selected among the neighboring multi-reference sample lines of the current block, and a prediction sample is derived from the reference sample located in the prediction direction, and at this time, the used reference sample line is decoded.
  • Intra prediction encoding can be performed by instructing (signaling) the device.
  • the above-described case may be referred to as multi-reference line (MRL) intra prediction or MRL-based intra prediction.
  • MRL multi-reference line
  • the current block is divided into vertical or horizontal subpartitions, and intra prediction is performed based on the same intra prediction mode, but neighboring reference samples may be derived and used in units of the subpartition. That is, in this case, the intra prediction mode for the current block is equally applied to the subpartitions, but by deriving and using neighboring reference samples in units of the subpartitions, intra prediction performance may be improved in some cases.
  • This prediction method may be called intra sub-partitions (ISP) or ISP-based intra prediction.
  • ISP intra sub-partitions
  • These intra prediction methods may be referred to as intra prediction types in distinction from intra prediction modes (e.g. DC mode, planar mode, and directional mode).
  • the intra prediction type may be referred to as various terms such as an intra prediction technique or an additional intra prediction mode.
  • the intra prediction type may include at least one of the aforementioned LIP, PDPC, MRL, and ISP.
  • a general intra prediction method excluding a specific intra prediction type such as LIP, PDPC, MRL, and ISP may be referred to as a normal intra prediction type.
  • the normal intra prediction type may refer to a case in which the specific intra prediction type as described above is not applied, and prediction may be performed based on the aforementioned intra prediction mode. Meanwhile, post-processing filtering may be performed on the derived prediction samples as necessary.
  • the intra prediction procedure may include an intra prediction mode/type determination step, a neighbor reference sample derivation step, and an intra prediction mode/type-based prediction sample derivation step. Also, if necessary, a post-filtering step may be performed on the derived prediction samples.
  • ALWIP affiliate linear weighted intra prediction
  • the ALWIP may be called linear weighted intra prediction (LWIP) or matrix weighted intra prediction or matrix based intra prediction (MIP).
  • LWIP linear weighted intra prediction
  • MIP matrix based intra prediction
  • prediction samples for the current block may be derived by further performing a horizontal/vertical interpolation procedure.
  • the intra prediction modes used for the MIP may be configured differently from the intra prediction modes used in the LIP, PDPC, MRL, and ISP intra prediction described above, or normal intra prediction.
  • the intra prediction mode for the MIP may be referred to as a MIP intra prediction mode, a MIP prediction mode, or a MIP mode.
  • a matrix and an offset used in the matrix vector multiplication may be set differently according to the intra prediction mode for the MIP.
  • the matrix may be referred to as a (MIP) weight matrix
  • the offset may be referred to as a (MIP) offset vector or a (MIP) bias vector.
  • the block reconstruction procedure based on intra prediction and the intra prediction unit in the encoding apparatus may schematically include, for example, the following.
  • S1710 may be performed by the intra prediction unit 185 of the encoding apparatus
  • S1720 is the subtraction unit 115, the transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit ( 150) may be performed by the residual processing unit including at least one.
  • S1720 may be performed by the subtraction unit 115 of the encoding apparatus.
  • the prediction information may be derived by the intra prediction unit 185 and encoded by the entropy encoding unit 190.
  • the residual information may be derived by the residual processing unit and may be encoded by the entropy encoding unit 190.
  • the residual information is information on the residual samples.
  • the residual information may include information on quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the residual samples may be derived as transform coefficients through the transform unit 120 of the encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as quantized transform coefficients through the quantization unit 130.
  • Information on the quantized transform coefficients may be encoded by the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
  • the encoding apparatus may perform intra prediction on the current block (S1710).
  • the encoding apparatus may derive an intra prediction mode/type for the current block, derive neighboring reference samples of the current block, and generate prediction samples in the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples. do.
  • the procedure of determining the intra prediction mode/type, deriving neighboring reference samples, and generating prediction samples may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before the other procedure.
  • the intra prediction unit 185 of the encoding apparatus may include an intra prediction mode/type determination unit, a reference sample derivation unit, and a prediction sample derivation unit.
  • An intra prediction mode/type for the current block may be determined, a reference sample derivation unit may derive neighboring reference samples of the current block, and a prediction sample derivation unit may derive prediction samples of the current block. Meanwhile, when a prediction sample filtering procedure described later is performed, the intra prediction unit 185 may further include a prediction sample filter.
  • the encoding apparatus may determine a mode/type applied to the current block from among a plurality of intra prediction modes/types. The encoding apparatus may compare RD costs for the intra prediction modes/types and determine an optimal intra prediction mode/type for the current block.
  • the encoding apparatus may perform a prediction sample filtering procedure.
  • Predictive sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered by the prediction sample filtering procedure. In some cases, the prediction sample filtering procedure may be omitted.
  • the encoding apparatus may generate residual samples for the current block based on the (filtered) prediction samples (S1720).
  • the encoding apparatus may compare the prediction samples from the original samples of the current block based on a phase, and derive the residual samples.
  • the encoding apparatus may encode image information including information about the intra prediction (prediction information) and residual information about the residual samples (S1730).
  • the prediction information may include the intra prediction mode information and the intra prediction type information.
  • the encoding apparatus may output the encoded image information in the form of a bitstream.
  • the output bitstream may be delivered to a decoding device through a storage medium or a network.
  • the residual information may include a residual coding syntax to be described later.
  • the encoding apparatus may transform/quantize the residual samples to derive quantized transform coefficients.
  • the residual information may include information on the quantized transform coefficients.
  • the encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including reconstructed samples and a reconstructed block). To this end, the encoding apparatus may perform inverse quantization/inverse transformation on the quantized transform coefficients again to derive (modified) residual samples. The reason for performing inverse quantization/inverse transformation after transforming/quantizing the residual samples in this way is to derive residual samples identical to the residual samples derived from the decoding apparatus as described above.
  • the encoding apparatus may generate a reconstructed block including reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the (modified) residual samples. A reconstructed picture for the current picture may be generated based on the reconstructed block. As described above, an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • a video/image decoding procedure based on intra prediction and an intra 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.
  • S1810 to S1830 may be performed by the intra prediction unit 265 of the decoding apparatus, and the prediction information of S1810 and the residual information of S1840 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus.
  • the residual processing unit including at least one of the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 of the decoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the residual information.
  • the inverse quantization unit 220 of the residual processing unit derives transform coefficients by performing inverse quantization based on the quantized transform coefficients derived based on the residual information
  • the inverse transform unit of the residual processing unit ( 230) may derive residual samples for the current block by performing inverse transform on the transform coefficients.
  • S1850 may be performed by the addition unit 235 or the restoration unit of the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may derive an intra prediction mode/type for the current block based on the received prediction information (intra prediction mode/type information) (S1810).
  • the decoding apparatus may derive neighboring reference samples of the current block (S1820).
  • the decoding apparatus may generate prediction samples in the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples (S1830).
  • the decoding apparatus may perform a prediction sample filtering procedure. Predictive sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered by the prediction sample filtering procedure. In some cases, the prediction sample filtering procedure may be omitted.
  • the decoding apparatus may generate residual samples for the current block based on the received residual information.
  • the decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples, and derive a reconstructed block including the reconstructed samples (S1840).
  • a reconstructed picture for the current picture may be generated based on the reconstructed block.
  • an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • the intra prediction unit 265 of the decoding apparatus may include an intra prediction mode/type determination unit, a reference sample derivation unit, and a prediction sample derivation unit, and the intra prediction mode/type determination unit is entropy decoding. Based on the intra prediction mode/type information obtained by the unit 210, an intra prediction mode/type for the current block is determined, a reference sample derivation unit derives neighboring reference samples of the current block, and a prediction sample derivation unit Predictive samples of the current block can be derived. Meanwhile, when the above-described prediction sample filtering procedure is performed, the intra prediction unit 265 may further include a prediction sample filter unit.
  • the intra prediction mode information may include flag information (ex. intra_luma_mpm_flag) indicating whether, for example, most probable mode (MPM) is applied to the current block or a remaining mode is applied, and the When MPM is applied to the current block, the prediction mode information may further include index information (ex. intra_luma_mpm_idx) indicating one of the intra prediction mode candidates (MPM candidates).
  • the intra prediction mode candidates (MPM candidates) may be composed of an MPM candidate list or an MPM list.
  • the intra prediction mode information includes remaining mode information (ex. intra_luma_mpm_remainder) indicating one of the remaining intra prediction modes excluding the intra prediction mode candidates (MPM candidates). It may contain more.
  • the decoding apparatus may determine an intra prediction mode of the current block based on the intra prediction mode information.
  • a separate MPM list may be configured for the above-described MIP.
  • the intra prediction type information may be implemented in various forms.
  • the intra prediction type information may include intra prediction type index information indicating one of the intra prediction types.
  • the intra prediction type information includes reference sample line information (ex. intra_luma_ref_idx) indicating whether the MRL is applied to the current block and, if applied, a reference sample line (eg, intra_luma_ref_idx), and the ISP is the current block.
  • ISP flag information indicating whether it is applied to (ex. intra_subpartitions_mode_flag), ISP type information indicating the split type of subpartitions when the ISP is applied (ex.
  • intra_subpartitions_split_flag flag information indicating whether PDCP is applied, or LIP application It may include at least one of flag information indicating whether or not.
  • the intra prediction type information may include a MIP flag indicating whether MIP is applied to the current block.
  • the intra prediction mode information and/or the intra prediction type information may be encoded/decoded through the coding method described in this document.
  • the intra prediction mode information and/or the intra prediction type information may be encoded/decoded through entropy coding (ex. CABAC, CAVLC) coding based on a truncated (rice) binary code.
  • ACT Adaptive Color Transform
  • ACT has been used to adaptively convert a prediction residual from an existing color space to a YCgCo color space.
  • One of the two color spaces may be selectively selected by signaling one ACT flag for each conversion unit.
  • the first value (e.g. 1) of the flag may indicate that the residual of the transformation unit is encoded in the original color space.
  • the second value (e.g. 1) of the flag may indicate that the residual of the transformation unit is encoded in the YCgCo color space.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an embodiment of a decoding process to which ACT is applied.
  • motion compensated prediction may correspond to inter prediction in the present disclosure.
  • a reconstructed picture (or a reconstructed block, a reconstructed sample arrangement, a reconstructed sample(s), and a reconstructed signal) may be generated based on a prediction output value and a residual output value.
  • the residual output value may be an inverse transform output value.
  • the inverse transform may be a normal inverse transform.
  • the normal inverse transform may be an MTS-based inverse transform or an inverse low frequency non-seperable transform (LFNST).
  • the prediction output value may be a prediction block, a prediction sample arrangement, a prediction sample(s), or a prediction signal
  • the residual output value may be a residual block, a residual sample arrangement, a residual sample(s), or a residual signal.
  • the ACT process may be performed on residual samples derived based on prediction samples.
  • the output value of the ACT process may be provided as an input to the regular conversion process.
  • the regular conversion process may be MTS-based conversion or LFNST.
  • Information (parameters) about the (reverse) ACT may be generated and encoded by the encoding device and may be transmitted to the decoding device in the form of a bitstream.
  • the decoding apparatus may acquire, parse, and decode (reverse) ACT-related information (parameters), and perform inverse ACT based on the (reverse) ACT-related information (parameters).
  • (modified) residual samples may be derived.
  • (transform) coefficients can be derived by applying inverse quantization to the quantized (transform) coefficients.
  • residual samples may be derived by performing inverse transform on the (transform) coefficients.
  • (modified) residual samples may be obtained by applying the inverse ACT to the residual samples. Information (parameters) about the (reverse) ACT will be described in detail later.
  • a core transform function used in HEVC may be used as a core transform function (transform kernel) for color space transformation.
  • a matrix for forward transformation and backward transformation as shown in the following equation may be used.
  • C0, C1, and C2 may correspond to G, B, and R.
  • G is a green color component
  • B is a blue color component
  • R is a red color component.
  • C0', C1', and C2' may correspond to Y, Cg, and Co.
  • Y is the luminance
  • Cg is the green color difference
  • Co is the orange color difference component.
  • QP adjustment of (-5, -5, -3) may be applied to the conversion residual. Details of the QP adjustment will be described later.
  • ACT is deactivated.
  • ACT can be applied only to single tree encoding/decoding.
  • ACT can be deactivated.
  • ACT can be deactivated. ACT can be activated only for luma blocks to which BDPCM is applied.
  • CCLM can be deactivated.
  • 20 is a diagram illustrating an embodiment of a sequence parameter set syntax table in which a syntax element related to ACT is signaled.
  • 21 to 27 are diagrams successively illustrating an embodiment of a syntax table of a coding unit in which a syntax element related to ACT is signaled.
  • sps_act_enabled_flag 2010 may be used as an ACT activation flag indicating whether the ACT is activated during the decoding process.
  • the first value (e.g. 0) of sps_act_enabled_flag may indicate that ACT is not used, and flags cu_act_enabled_flag (2110, 2710) indicating whether the ACT is applied in the coding unit is not provided in the syntax for the coding unit.
  • the second value (e.g. 1) of sps_act_enabled_flag may indicate that ACT may be used and cu_act_enabled_flag may be provided in syntax for a coding unit.
  • the value of sps_act_enabled_flag may be derived as a first value (e.g. 0).
  • cu_act_enabled_flag (2110, 2710) may be used as an ACT flag indicating whether the residual of the current coding unit is encoded in the YCgCo color space.
  • the first value (e.g. 0) of cu_act_enabled_flag may indicate that the residual of the current coding unit is encoded in the original color space.
  • the second value (e.g. 1) of cu_act_enabled_flag may indicate that the residual of the current coding unit is encoded in the YCgCo color space.
  • cu_act_enabled_flag When cu_act_enabled_flag is not provided in the bitstream, it may be derived as a first value (e.g. 0).
  • the original color space may be an RGB color space.
  • a process of deriving a quantization parameter and a process of updating Qp in a scaling process for a transform coefficient may be performed as follows.
  • the quantization parameter derivation process may be performed using the following parameters.
  • luma quantization parameters Qp'Y and chroma quantization parameters Qp'Cb, Qp'Cr and Qp'CbCr can be derived.
  • the variable luma positions (xQg, yQg) may represent the positions of the upper left luma sample of the current quantization group corresponding to the upper left sample of the current picture.
  • the horizontal position xQg and the vertical position yQg may be set equal to values of the variable CuQgTopLeftX and the variable CuQgTopLeftY, respectively.
  • CuQgTopLeftX and CuQgTopLeftY may be defined as predetermined values in a coding tree syntax as shown in FIG. 28.
  • the current quantization group may be a rectangular region within a coding tree block, and may share the same qP Y_PRED value. Its width and height may be the same as the width and height of an encoding tree node in which the upper left luma sample position is assigned to CuQgTopLeftX and CuQgTopLeftY, respectively.
  • the luma quantization parameter predicted value qP Y_PRED may be derived as follows.
  • variable qP Y_PRED is derived as follows.
  • qP Y_PRED of the following conditions may be set to the same value as SliceQp Y (wherein, SliceQp Y denotes an initial value of quantization parameter Qp Y for every slice within the picture , It can be obtained from the bitstream). Otherwise, the value of qP Y_PRED may be set as the value of the luma quantization parameter Qp Y of the last luma coding unit of the immediately preceding quantization group according to the decoding order.
  • variable qP Y_A The value of the variable qP Y_A can be derived as follows.
  • the value qP Y_A may be set to a value qP Y_PRED. Otherwise, the value of qP Y_A may be set as the value of the luma quantization parameter Qp Y of a coding unit including a luma coding block covering the luma sample positions (xQg-1, yQg).
  • the CTB containing the luma coding block covering the luma sample position (xQg-1, yQg) is not the same as the CTB containing the current luma coding block at the luma sample position (xCb, yCb). If, for example, all of the following conditions are true
  • variable qP Y_B The value of the variable qP Y_B can be derived as follows.
  • the value qP Y_B may be set to a value qP Y_PRED. Otherwise, the value of qP Y_B may be set as the value of the luma quantization parameter Qp Y of a coding unit including a luma coding block covering the luma sample positions (xQg, yQg-1).
  • the CTB containing the luma coding block covering the luma sample position (xQg, yQg-1) is not the same as the CTB containing the current luma coding block at the luma sample position (xCb, yCb). If, for example, all of the following conditions are true
  • the luma quantization parameter predicted value qP Y_PRED can be derived as follows.
  • qP Y_PRED may be set as a luma quantization parameter Qp Y of a coding unit including a luma coding block covering a luma sample position (xQg, yQg-1 ).
  • qP Y_PRED may be derived as shown in the following equation.
  • variable Qp Y can be derived according to the following equation.
  • Qp Y ((qP Y_PRED + CuQpDeltaVal + 64 + 2 * QpBdOffset)% (64 + QpBdOffset))-QpBdOffset
  • CuQpDeltaVal represents a difference between a luma quantization parameter for a coding unit and a predicted value thereof. Its value can be obtained from the bitstream.
  • QpBdOffset represents the luma and chroma quantization parameter range offset. QpBdOffset may be preset to a predetermined constant or may be obtained from a bitstream. For example, QpBdOffset may be calculated by multiplying a value of a syntax element representing the bit depth of a luma or chroma sample by a predetermined constant.
  • the luma quantization parameter Qp′ Y can be derived according to the following equation.
  • variable ChromaArrayType indicating the type of the chroma array is not the first value (e.g. 0) and the treeType is SINGLE_TREE or DUAL_TREE_CHROMA, the following processing may be performed.
  • variable Qp Y can be set to the same value as the luma quantization parameter Qp Y of the luma coding unit covering the luma sample position (xCb + cbWidth / 2, yCb + cbHeight / 2 ). have.
  • qP Chroma Clip3( -QpBdOffset, 63, Qp Y )
  • the chroma quantization parameters Qp′ Cb and Qp′ Cr for Cb and Cr components and the chroma quantization parameter Qp′ CbCr for joint Cb-Cr coding may be derived as the following equation.
  • Qp′ Cb Clip3( -QpBdOffset, 63, qP Cb + pps_cb_qp_offset + slice_cb_qp_offset + CuQpOffset Cb ) + QpBdOffset
  • Qp′ Cr Clip3( -QpBdOffset, 63, qP Cr + pps_cr_qp_offset + slice_cr_qp_offset + CuQpOffset Cr ) + QpBdOffset
  • Qp′ CbCr Clip3( -QpBdOffset, 63, qP CbCr + pps_joint_cbcr_qp_offset + slice_joint_cbcr_qp_offset +CuQpOffset CbCr ) + QpBdOffset
  • pps_cb_qp_offset and pps_cr_qp_offset are offsets used to derive Qp' Cb and Qp' Cr , and may be obtained from a bitstream for a picture parameter set.
  • slice_cb_qp_offset and slice_cr_qp_offset are offsets used to derive Qp' Cb and Qp' Cr , and may be obtained from a bitstream for a slice header.
  • CuQpOffset Cb and CuQpOffset Cr are offsets used to derive Qp' Cb and Qp' Cr , and may be obtained from a bitstream for a transformation unit.
  • an inverse quantization process for a transform coefficient may be performed using the following parameters.
  • the output of this process may be an array d of scaled transform coefficients.
  • the size of the array d may be (nTbW)x(nTbH). Individual elements constituting this can be identified as d[x][y].
  • the quantization parameter qP can be derived as follows. When the value of cIdx is 0, qP can be derived as shown in the following equation.
  • TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ] 2
  • qP may be derived as shown in the following equation.
  • qP may be derived as shown in the following equation.
  • the quantization parameter qP can be updated as follows.
  • the variables rectNonTsFlag and bdShift can be derived as follows. For example, when the value of transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx] is 0 (e.g. when the transform is not skipped for the current transform block), it can be derived as the following equation.
  • qP qP-(cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ] 5: 0)
  • transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx] 1 (e.g. when transform is skipped for the current transform block), it can be derived as the following equation.
  • qP Max( QpPrimeTsMin, qP )-(cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? 5: 0)
  • bdShift BitDepth + (rectNonTsFlag 1:? 0) + ((Log2 (nTbW) + Log2 (nTbH)) / 2) - + pic_dep_quant_enabled_flag
  • QpPrimeTsMin may represent a minimum quantization parameter value allowed when the transform skip mode is applied. This may be determined by a predetermined constant, or may be derived from a syntax element of a bitstream related thereto.
  • the suffixes Y, Cb, and Cr may represent G, B, and R color components in the RGB color model, or Y, Cg, and Co color components in the YCgCo color model.
  • BDPCM Block Difference Pulse Code Modulation
  • the image encoding apparatus and the image decoding apparatus may perform differential encoding of a residual signal.
  • the image encoding apparatus may encode the residual signal by subtracting the prediction signal from the residual signal of the current block, and the image decoding apparatus adds the prediction signal to the residual signal of the current block to obtain the residual signal. It can be decrypted.
  • An image encoding apparatus and an image decoding apparatus according to an embodiment may perform differential encoding of a residual signal by applying a BDPCM to be described later.
  • the quantized residual domain may include a quantized residual signal (or a quantized residual coefficient), and when BDPCM is applied, transformation of the quantized residual signal may be skipped. For example, when BDPCM is applied, transformation may be skipped and quantization may be applied to the residual signal.
  • the quantized residual domain may include quantized transform coefficients.
  • the apparatus for encoding an image may derive a residual block of the current block predicted in the intra prediction mode, and quantize the residual block to derive the residual block.
  • the image encoding apparatus may derive the modified residual block by performing differential encoding on the residual block.
  • the image encoding apparatus may generate a bitstream by encoding differential encoding mode information indicating a differential encoding mode of a residual signal and the modified residual block.
  • a predicted block (prediction block) including predicted samples of the current block may be generated by intra prediction.
  • an intra prediction mode for performing intra prediction may be signaled through a bitstream, or may be derived based on a prediction direction of BDPCM, which will be described later.
  • the intra prediction mode may be determined as either a vertical prediction direction mode or a horizontal prediction direction mode. For example, when the prediction direction of the BDPCM is the horizontal direction, the intra prediction mode is determined as the horizontal prediction direction mode, and the prediction block of the current block may be generated by intra prediction in the horizontal direction.
  • the intra prediction mode is determined as the vertical prediction direction mode, and the prediction block of the current block may be generated by intra prediction in the vertical direction.
  • intra prediction in the horizontal direction a value of a pixel adjacent to the left of the current block may be determined as a predicted sample value of samples included in a corresponding row of the current block.
  • intra prediction in the vertical direction a value of a pixel adjacent to the top of the current block may be determined as a predicted sample value of samples included in a corresponding column of the current block.
  • a method of generating a prediction block of the current block may be performed in the same manner in an image encoding apparatus and an image decoding apparatus.
  • the apparatus for encoding an image may generate a residual block including residual samples of the current block by subtracting the prediction block from the current block.
  • the image encoding apparatus may encode a difference (or delta) between the quantized residual sample and a predictor of the quantized residual sample.
  • the image decoding apparatus may generate a quantized residual block of the current block by obtaining a quantized residual sample of the current block based on a predictor and a difference value reconstructed from the bitstream. Thereafter, the image decoding apparatus may reconstruct the current block by inverse quantizing the quantized residual block and adding it to the prediction block.
  • the residual block of FIG. 29 may be generated by the image encoding apparatus subtracting the prediction block from the current block.
  • the quantized residual block of FIG. 29 may be generated by an image encoding apparatus quantizing the residual block.
  • r i and j denote values of residual samples of (i, j) coordinates in the current block.
  • the value i may be 0 or more and M-1 or less.
  • the j value may be 0 or more and N-1 or less.
  • the residual may represent the difference between the original block and the predicted block.
  • r i, j can be derived by subtracting the value of the predicted sample from the value of the original sample of the (i, j) coordinate in the current block.
  • r i, j is a horizontal intra prediction that copies the value of a left neighboring pixel along a line across the prediction block, using an unfiltered sample from the top or left boundary sample, or the top neighboring line is a prediction block. It may be a prediction residual after performing vertical intra prediction that is copied to individual lines of.
  • Q(r i, j ) represents a value of a quantized residual sample of (i, j) coordinates in a current block.
  • Q(r i, j ) may represent quantized values of r i and j.
  • the prediction of BDPCM is performed on the quantized residual samples of FIG. 29, and a modified quantized residual block of MxN size including modified quantized residual samples r' A residual block) R'may be generated.
  • the values (r' i, j ) of the modified quantized residual sample of the coordinates (i, j) in the current block may be calculated as shown in the following equation.
  • Equation 14 when the prediction direction of BDPCM one horizontal direction, r '0, j the value of the coordinates (0, j) is the value Q (r 0, j) of the quantized residual samples it is directly assigned.
  • Other values of r'i, j of (i, j) coordinates are quantized residual values of Q(r i, j ) and (i-1, j) coordinates of quantized residual samples of (i, j) coordinates. It is derived as the difference value of the dual sample value Q(r i-1, j ).
  • the quantized residual sample value Q(r i, j ) of the (i, j) coordinate instead of encoding the quantized residual sample value Q(r i, j ) of the (i, j) coordinate, the quantized residual sample value Q(r i-1) of the (i-1, j) coordinate.
  • the difference value calculated using, j ) as a predicted value is derived as the modified quantized residual sample values (r' i, j ), and then the values of r'i and j are encoded.
  • the values (r' i, j ) of the modified quantized residual sample of the coordinates (i, j) in the current block can be calculated as shown in the following equation.
  • BDPCM prediction a process of modifying a current quantized residual sample value by using an adjacent quantized residual sample value as a prediction value.
  • the image encoding apparatus may encode the modified quantized residual block including the modified quantized residual samples, and transmit the coded to the image decoding apparatus.
  • transformation is not performed on the modified quantized residual block.
  • FIG. 30 shows a modified quantized residual block generated by performing BDPCM of the present disclosure.
  • horizontal BDPCM represents a modified quantized residual block generated according to Equation 14 when the prediction direction of the BDPCM is in the horizontal direction.
  • vertical BDPCM represents a modified quantized residual block generated according to Equation 15 when the prediction direction of the BDPCM is a vertical direction.
  • 31 is a flowchart illustrating a procedure for encoding a current block by applying BDPCM in an image encoding apparatus.
  • a current block which is an encoding target block
  • prediction may be performed on the current block to generate a prediction block (S3120).
  • the prediction block of step S3120 may be an intra prediction block, and the intra prediction mode may be determined as described above.
  • a residual block of the current block may be generated based on the prediction block generated in step S3120 (S3130).
  • the apparatus for encoding an image may generate a residual block (the value of the residual sample) by subtracting the prediction block (the value of the predicted sample) from the current block (the value of the original sample).
  • the residual block of FIG. 29 may be generated.
  • Quantization is performed on the residual block generated in step S3130 (S3140), a quantized residual block is generated, and BDPCM prediction may be performed on the quantized residual block (S3150).
  • the quantized residual block generated as a result of performing step S3140 may be a quantized residual block of FIG. 29, and a modified quantized residual block of FIG. 30 may be generated according to a BDPCM prediction result of step S3150 and a prediction direction. have. Since the BDPCM prediction in step S3150 has been described with reference to FIGS. 29 to 30, detailed descriptions are omitted.
  • the image encoding apparatus may generate a bitstream by encoding the modified quantized residual block (S3160). In this case, the transform for the modified quantized residual block may be skipped.
  • the BDPCM operation in the image encoding apparatus described with reference to FIGS. 29 to 31 may be performed in reverse by the image decoding apparatus.
  • 32 is a flowchart illustrating a procedure for restoring a current block by applying BDPCM in an image decoding apparatus.
  • the image decoding apparatus may obtain information (image information) necessary for reconstructing the current block from the bitstream (S3210).
  • Information necessary for reconstructing the current block may include information about prediction of the current block (prediction information), information about a residual of the current block (residual information), and the like.
  • the image decoding apparatus may perform prediction on a current block based on information on the current block and generate a prediction block (S3220).
  • the prediction for the current block may be intra prediction, and a detailed description is the same as described with reference to FIG. 31.
  • the step of generating a prediction block for the current block (S3220) is shown to be performed prior to steps S3230 to S3250 of generating a residual block of the current block.
  • the present invention is not limited thereto, and a prediction block of the current block may be generated after the residual block of the current block is generated.
  • the residual block of the current block and the prediction block of the current block may be generated at the same time.
  • the image decoding apparatus may generate a residual block of the current block by parsing the residual information of the current block from the bitstream (S3230).
  • the residual block generated in step S3230 may be a modified quantized residual block shown in FIG. 30.
  • the image decoding apparatus may generate the quantized residual block of FIG. 29 by performing BDPCM prediction on the modified quantized residual block of FIG. 30 (S3240 ).
  • the BDPCM prediction of step S3240 is a procedure of generating the quantized residual block of FIG. 29 from the modified quantized residual block of FIG. 30, and thus may correspond to the reverse process of step S3150 performed by the image encoding apparatus. For example, if the difference encoding mode information (eg bdpcm_flag) obtained from the bitstream indicates a differential encoding mode in which differential encoding of residual coefficients is performed as BDPCM is applied, differential encoding is performed on the residual block. To derive a modified residual block.
  • the difference encoding mode information eg bdpcm_flag
  • the image decoding apparatus may modify at least one residual coefficient to be modified among residual coefficients in the residual block by using the residual coefficient to be modified and the predicted residual coefficient.
  • the prediction residual coefficient may be determined based on a prediction direction indicated by differential encoding direction information (e.g. bdpcm_dir_flag) obtained from the bitstream.
  • the differential encoding direction information may indicate either a vertical direction or a horizontal direction.
  • the image decoding apparatus may allocate a value obtained by adding the residual coefficient to be corrected and the predicted residual coefficient to the position of the residual coefficient to be corrected.
  • the prediction residual coefficient may be a coefficient immediately before the residual coefficient to be corrected in an order according to the prediction direction.
  • the decoding apparatus may calculate the quantized residual sample Q(r i, j ) by inversely performing the calculation previously performed by the encoding apparatus. For example, when the prediction direction of the BDPCM is in the horizontal direction, the image decoding apparatus may generate a quantized residual block from the modified quantized residual block using Equation 16.
  • the value Q(r i, j ) of the quantized residual sample of the (i, j) coordinate is modified quantized from the (0, j) coordinate to the (i, j) coordinate. It can be calculated by summing the values of the residual samples.
  • the value Q(r i, j ) of the quantized residual sample of the (i, j) coordinate may be calculated using Equation 17 instead of Equation 16.
  • Equation 17 is a reverse process corresponding to Equation 14.
  • (0, j) the value Q (r 0, j) of the quantized residual samples of the coordinate is (0, j)
  • the value of the modified quantized residual samples of coordinates r '0, j Is guided by.
  • the Q(r i, j ) of other (i, j) coordinates is the quantized value of the modified quantized residual sample of (i, j) coordinates r'i , j and (i-1, j) coordinates. It is derived as the sum of the residual samples Q(r i-1, j ).
  • (i-1, j) coordinates quantized by the sum of the value of Q of the quantized residual samples (r i-1, j) by using the predicted value difference value r 'i, j residual sample values of the Q ( r i, j ) can be derived.
  • the image decoding apparatus may generate a quantized residual block from the modified quantized residual block using Equation 18.
  • the value Q(r i, j ) of the quantized residual sample of the (i, j) coordinate is modified quantized from the (i, 0) coordinate to the (i, j) coordinate. It can be calculated by summing the values of the residual samples.
  • the value Q(r i, j ) of the quantized residual sample of the (i, j) coordinate may be calculated using Equation 19 instead of Equation 18.
  • Equation 19 is a reverse process corresponding to Equation 15.
  • (i, 0) a value Q of the quantized residual samples of the coordinate (r i, 0) is (i, 0) value of the modified quantized residual samples of coordinates r 'i, 0 Is guided by.
  • the Q(r i, j ) of the other (i, j) coordinates is the value of the modified quantized residual sample of the (i, j) coordinates r'i , j and the quantized of (i, j-1) It is derived as the sum of the residual samples Q(r i, j-1 ).
  • (i, j-1) quantized by summing up by using the value Q of the quantized residual samples (r i, j-1) as the predictive value difference value r 'i, j residual sample values of the coordinates Q ( r i, j ) can be derived.
  • the image decoding apparatus When a quantized residual block composed of quantized residual samples is generated by performing step S3240 by the above-described method, the image decoding apparatus performs inverse quantization on the quantized residual block (S3250). You can create a residual block.
  • BDPCM is applied, as described above, since the transform for the current block is skipped, the inverse transform for the inverse quantized residual block may be skipped.
  • the image decoding apparatus may reconstruct the current block based on the prediction block generated in step S3220 and the residual block generated in step S3250 (S3260). For example, the image decoding apparatus may reconstruct the current block (the value of the restored sample) by adding the prediction block (the value of the predicted sample) and the residual block (the value of the residual sample). For example, the reconstructed sample value may be generated by adding the dequantized quantized sample Q -1 (Q(r i,j )) to the intra block prediction value. It indicates whether BDPCM is applied to the current block. Differential encoding mode information to be transmitted may be signaled through a bitstream.
  • differential encoding direction information indicating the prediction direction of the BDPCM may be signaled through a bitstream.
  • BDPCM is not applied to the current block, the differential encoding direction information may not be signaled.
  • 33 to 35 are diagrams schematically showing syntax for signaling information about BDPCM.
  • SPS RBSPs included in at least one access unit (AU) having 0 as a temporal ID or provided through an external means can be used before they are referenced in the decoding process. Can be set.
  • the SPS NAL unit including the SPS RBSP may be configured to have the same nuh_layer_id as the nuh_layer_id of the PPS NAL unit referring thereto.
  • all SPS NAL units having a specific sps_seq_parameter_set_id value may be set to have the same content.
  • seq_parameter_set_rbsp() syntax of FIG. 33 sps_transform_skip_enable_flag described above and sps_bdpcm_enabled_flag described later are disclosed.
  • the syntax element sps_bdpcm_enabled_flag may indicate whether intra_bdpcm_flag is provided in CU syntax for an intra coding unit.
  • a first value (e.g. 0) of sps_bdpcm_enabled_flag may indicate that intra_bdpcm_flag is not provided in CU syntax for an intra coding unit.
  • the second value (e.g. 1) of sps_bdpcm_enabled_flag may indicate that intra_bdpcm_flag may be provided in CU syntax for an intra coding unit.
  • the value of sps_bdpcm_enabled_flag may be set to a first value (e.g. 0).
  • a syntax element no_bdpcm_constraint_flag indicating whether the value of sps_bdpcm_enabled_flag should be set to 0 may be signaled.
  • a first value (e.g. 0) of no_bdpcm_constraint_flag may indicate that this limitation is not applied.
  • the value of no_bdpcm_constraint_flag is the second value (e.g. 1)
  • the value of sps_bdpcm_enabled_flag may be forced to the first value (e.g. 0).
  • FIG. 35 is a diagram illustrating an embodiment of a coding unit() syntax for signaling information on BDPCM to a coding unit.
  • the syntax elements intra_bdpcm_flag and intra_bdpcm_dir_flag may be signaled using the coding_unit() syntax.
  • the syntax element intra_bdpcm_flag indicates whether BDPCM is applied to the current luma coding block located at (x0, y0). Can be indicated.
  • a first value (e.g. 0) of intra_bdpcm_flag may indicate that BDPCM is not applied to the current luma coding block.
  • the second value (e.g. 1) of intra_bdpcm_flag may indicate that BDPCM is applied to the current luma coding block.
  • the intra_bdpcm_flag indicates that BDPCM is applied, and thus may indicate whether the transform is skipped and whether the intra luma prediction mode is performed by the intra_bdpcm_dir_flag described later.
  • the syntax element intra_bdpcm_dir_flag may indicate the prediction direction of BDPCM.
  • a first value (e.g. 0) of intra_bdpcm_dir_flag may indicate that the BDPCM prediction direction is a horizontal direction.
  • the second value (e.g. 1) of intra_bdpcm_dir_flag may indicate that the BDPCM prediction direction is a vertical direction.
  • intra prediction When intra prediction is performed on the current block, prediction on a luma component block (luma block) of the current block and prediction on a chroma component block (chroma block) may be performed.
  • the intra prediction mode for the chroma block is It can be set separately from the intra prediction mode for the luma block.
  • an intra prediction mode for a chroma block may be indicated based on intra chroma prediction mode information, and the intra chroma prediction mode information may be signaled in the form of an intra_chroma_pred_mode syntax element.
  • the intra-chroma prediction mode information includes one of a planar mode, a DC mode, a vertical mode, a horizontal mode, a derived mode (DM), and a cross-component linear model (CCLM) mode.
  • the planar mode may indicate a 0th intra prediction mode
  • the DC mode may indicate a 1st intra prediction mode
  • the vertical mode may indicate a 26th intra prediction mode
  • the horizontal mode may indicate a 10th intra prediction mode.
  • DM can also be called direct mode.
  • CCLM may be referred to as a linear model (LM).
  • the CCLM mode may include any one of L_CCLM, T_CCLM, and LT_CCLM.
  • DM and CCLM are dependent intra prediction modes for predicting a chroma block using information of a luma block.
  • the DM may represent a mode in which an intra prediction mode identical to an intra prediction mode for the luma component is applied as an intra prediction mode for the chroma component.
  • the CCLM subsamples the reconstructed samples of the luma block in the process of generating the prediction block for the chroma block, and then applies the CCLM parameters ⁇ and ⁇ to the subsampled samples. Intra prediction mode used as prediction samples of may be indicated.
  • the CCLM mode may be applied to the chroma block.
  • the CCLM mode is an intra prediction mode using correlation between a luma block and a chroma block corresponding to the luma block, and is performed by deriving a linear model based on the surrounding samples of the luma block and the surrounding samples of the chroma block.
  • a prediction sample of the chroma block may be derived based on the derived linear model and reconstructed samples of the luma block.
  • parameters for the linear model may be derived based on the surrounding samples used for intra prediction of the current chroma block and the surrounding samples used for intra prediction of the current luma block.
  • a linear model for CCLM can be expressed based on the following equation.
  • pred c (i,j) may represent a predicted sample of (i,j) coordinates of the current chroma block in the current CU.
  • rec L '(i,j) may represent a reconstructed sample of the (i,j) coordinates of the current luma block in the CU.
  • rec L '(i,j) may represent a down-sampled reconstructed sample of the current luma block.
  • the linear model coefficients ⁇ and ⁇ may be signaled, but may also be derived from surrounding samples.
  • a chroma residual may be encoded/decoded together. This may be referred to as residual joint coding, and may also be referred to as joint CbCr (Joint CbCr). Whether to apply (activate) the co-coding mode of CbCr may be signaled by tu_joint_cbcr_residual_flag, which is a co-coding mode signaling flag signaled at the transformation unit level. And, the selected encoding mode can be derived by chroma CBFs.
  • the flag tu_joint_cbcr_residual_flag may exist when the value of at least one chroma CBF for the transformation unit is 1.
  • a chroma QP offset value indicating a difference between a normal chroma QP offset value signaled for the normal chroma residual coding mode and a chroma QP offset value for the CbCr co-coding mode may be signaled through a PPS or a slice header. This QP offset value may be used to derive a chroma QP value for blocks using a joint chroma residual coding mode.
  • mode 2 in the table below When mode 2 in the table below is activated for a transformation unit as a corresponding co-chroma encoding mode, its chroma QP offset is applied luma-derived chroma QP (applied luma-derived) during quantization and decoding of the corresponding transformation unit. chroma QP).
  • the chroma QP can be derived in a manner obtained for a conventional Cb or Cr block.
  • the process of restoring the chroma residuals (resCb and resCr) from this transform block may be selected according to the table below.
  • this mode is activated, one single common chroma residual block (resJointC[x][y] in the table below) is signaled, and the residual block resCb for Cb and the residual block resCr for Cr are tu_cbf_cb, It can be derived in consideration of information such as tu_cbf_cr and CSign, which is a code value described in the slice header.
  • the common chroma component can be derived as follows.
  • resJointC ⁇ 1, 2 ⁇ may be generated in the following order.
  • the joint residual may be determined according to the following equation.
  • the joint residual may be determined according to the following equation.
  • the joint residual may be determined according to the following equation.
  • the table above shows the restoration of the chroma residual.
  • CSign represents the code value +1 or -1 specified in the slice header.
  • resJointC[ ][] represents the transmitted residual.
  • mode represents a TuCResMode, which will be described later.
  • the three co-chroma encoding modes in the above table can be supported only for I slices. For P and B slices, only mode 2 can be supported. Therefore, for P and B slices, the syntax element tu_joint_cbcr_residual_flag can be provided only when the values of the two chroma cbf (e.g. tu_cbf_cb and tu_cbf_cr) are all 1. Meanwhile, in context modeling of tu_cbf_luma and tu_cbf_cb, the transform depth may be removed.
  • Example 1 QP update method using ACT Qp_offset
  • an update of the QP to apply the ACT may be performed.
  • the update of the aforementioned QP has several problems. For example, in the case of using the above method, different ACT Qp offsets cannot be set for individual color components. Furthermore, the derived qP value may have a negative value. Accordingly, in the following embodiment, a method of applying clipping to a Qp value derived based on an ACT QP offset value of a color component value will be described.
  • the quantization parameter qP may be derived as follows.
  • the quantization parameter qP can be updated as follows.
  • qP Max(0, qP-(cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ] ActQpOffset: 0 ))
  • qP may be clipped using the value of QpPrimeTsMin instead of 0 as shown in the following equation.
  • qP Max( QpPrimeTsMin, qP - (cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0)
  • the quantization parameter qP may be derived as follows.
  • the quantization parameter qP can be updated as follows.
  • qP Max(0, qP-(cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ] ActQpOffset: 0 ))
  • qP may be clipped using the value of QpPrimeTsMin instead of 0 as shown in the following equation.
  • qP Max( QpPrimeTsMin, qP - (cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0 ))
  • the quantization parameter qP may be derived as follows.
  • the quantization parameter qP can be updated as follows.
  • qP Max(0, qP + (cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0 ))
  • qP may be clipped using the value of QpPrimeTsMin instead of 0 as shown in the following equation.
  • qP Max( QpPrimeTsMin, qP + (cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0 ))
  • Y, Cb, and Cr may represent three color components.
  • Y may correspond to C0.
  • Cb may correspond to C1 or Cg.
  • Cr may correspond to C2 or Co.
  • ACTQpOffset for the three color components may be replaced with other values or other variables.
  • the ACT QP offset adjustment is fixed at -5, -5 and -3 for the Y, Cg, and Co components.
  • a method of signaling the ACT QP offset will be described.
  • the ACT QP offset can be signaled as a parameter in the PPS.
  • qp_offset may be signaled according to the syntax table of FIG. 36.
  • the syntax elements for this are as follows.
  • the syntax element pps_act_qp_offsets_present_flag may indicate whether a syntax element related to the ACT QP offset exists in the PPS.
  • pps_act_qp_offsets_present_flag may indicate whether the syntax elements pps_act_y_qp_offset, pps_act_cb_qp_offset, and pps_act_cr_qp_offset to be described later are signaled by PPS.
  • a first value (e.g. 0) of pps_act_qp_offsets_present_flag may indicate that pps_act_y_qp_offset, pps_act_cb_qp_offset, and pps_act_cr_qp_offset are not signaled through the PPS syntax table.
  • the second value (e.g. 1) of pps_act_qp_offsets_present_flag may indicate that pps_act_y_qp_offset, pps_act_cb_qp_offset, and pps_act_cr_qp_offset are signaled through the PPS syntax table.
  • pps_act_qp_offsets_present_flag may be derived as a first value (e.g. 0). For example, when a flag indicating that ACT can be applied (eg sps_act_enabled_flag signaled by SPS) has a first value (eg 0) indicating that ACT is not applied, pps_act_qp_offsets_present_flag has a first value (eg 0). Can be forced to do.
  • pps_act_y_qp_offset_plus5 When the syntax elements pps_act_y_qp_offset_plus5, pps_act_cb_qp_offset_plus5, and pps_act_cr_qp_offset_plus3 are a second value (eg 1) indicating that ACT is applied to the current coding unit, a quantization parameter is applied to luma, Cb, and qP, respectively, when the value of the syntax element cu_act_enabled_flag is a second value (eg 1). It can be used to determine the offset to be made.
  • each value may be set to 0.
  • the value of the variable PpsActQpOffsetY may be determined as pps_act_y_qp_offset_plus5-5.
  • the value of the variable PpsActQpOffsetCb may be determined as pps_act_cb_qp_offset_plus5-5.
  • the value of the variable PpsActQpOffsetCr may be determined as pps_act_cb_qp_offset_plus3-3.
  • values of PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, and PpsActQpOffsetCr may range from -12 to 12 for bitstream consistency.
  • the Qp offset value may be replaced with a constant value other than 5, 5, and 3 and used.
  • the QP may be adjusted using a more flexible ACT_QP offset.
  • the ACT QP offset may have a wider offset range. Therefore, since the QP updated using the ACT QP offset is more likely to deviate from the usable range, there is a need to perform clipping for the upper and lower limits for the updated QP (a more detailed embodiment will be described later in the embodiment. 6 and 7.)
  • Variables representing the ACT QP offset PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr, and PpsActQpOffsetCbCr are values derived using the ACT QP offset signaled through the bitstream, or may be a preset constant.
  • PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr, and PpsActQpOffsetCbCr may have values from -12 to +12.
  • the lower limit of the derived QP value is set to avoid the negative QP. In addition to clipping, there is also a need to clip the upper limit of the derived QP value.
  • the minimum value of qP may be forced to 0.
  • the minimum value of qP may be set to a value determined by a signaled syntax element.
  • a syntax element QpPrimeTsMin indicating a value of qP applied when the transform skip mode is applied may be used.
  • the maximum value of qP may be limited to an available maximum value of qP (e.g. 63) or a maximum available qP value determined according to a signaled syntax element.
  • the quantization parameter qP may be derived as follows. First, when the value of cIdx is 0, qP and ACT Qp offset may be derived as shown in the following equation.
  • the quantization parameter qP may be updated as follows. When the value of transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx] is 0, qP can be derived as shown in the following equation.
  • qP Clip3(0, 63, qP-(cu_act_enabled_flag[ xTbY ][yTbY ]? ActQpOffset: 0 ))
  • qP Clip3(0, 63, Max( QpPrimeTsMin, qP )-(cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0)
  • the minimum value of qP may be clipped using the value of QpPrimeTsMin instead of 0 as shown in the following equation.
  • the quantization parameter qP can be updated as follows.
  • qP Clip3(0, 63, qP-(cu_act_enabled_flag[ xTbY ][yTbY ]? ActQpOffset: 0 ))
  • qP Clip3(QpPrimeTsMin, 63, qP -cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0)
  • the quantization parameter qP may be updated as follows.
  • qP Clip3(0, 63+ QpBdOffset, qP + (cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0 ))
  • qP Clip3(0, 63+ QpBdOffset, Max( QpPrimeTsMin, qP ) + (cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0)
  • the minimum value of qP may be clipped using the value of QpPrimeTsMin instead of 0 as shown in the following equation.
  • the quantization parameter qP can be updated as follows.
  • qP Clip3(0, 63+ QpBdOffset, qP + (cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0 ))
  • qP Clip3(QpPrimeTsMin, 63+ QpBdOffset, qP + cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0)
  • Example 3 Method to allow ACT when chroma BDPCM is performed
  • ACT when BDPCM is applied to a luma component block, ACT may be applied to encode/decode the corresponding block. However, when BDPCM is applied to a chroma component block, the ACT may be restricted so that it is not applied to encode/decode the corresponding block.
  • FIG.37 illustrates an embodiment of a syntax configuration for applying ACT even when BDPCM is applied to a chroma component block.
  • the BDPCM for the chroma component block regardless of whether the ACT is applied to the chroma component block.
  • a syntax element can be obtained, and accordingly, BDCPM encoding can be performed.
  • Example 4 Method to apply ACT even when coded/decoded with CCLM
  • Both CCLM and ACT aim to eliminate unnecessary redundancy between components. There are some overlapping parts between CCLM and ACT, but even after applying them all, the overlap between components cannot be completely removed. Therefore, by applying CCLM and ACT together, redundancy between components can be further removed.
  • the decoding apparatus may apply CCLM first and then ACT.
  • ACT is applied to both the BDPCM and CCLM for the chroma component
  • the syntax table for signaling this may be modified as shown in FIG. 38. Accordingly, as shown in the syntax table of FIG. 38, the if (!cu_act_enabled_flag) for signaling the syntax element according to whether ACT is not applied among the restrictions for signaling the syntax elements related to intra_bdpcm_chroma and cclm is removed from the syntax table. I can.
  • Example 5 Application plan of flexible ACT Qp including joint CbCr
  • the prediction residual may be converted from one color space (e.g. GBR or YCbCr) to the YCgCo color space.
  • residuals of the transformation unit may be encoded in the YCgCo color space.
  • the ACT core transformation transformation kernel
  • the following transformation kernel as described above may be used.
  • the L2 norm does not have a value of 1.
  • the L2 norm of the transformation for individual components has a value of approximately 0.6 for C0' and C1' and approximately 0.7 for C2'.
  • the L2 norm is a value obtained as the square root of the sum of the squares of each coefficient.
  • the norm of C0' can be calculated as the square root of (2/4*2/4 + 1/4*1/4 + 1/4*1/4). Therefore, it can be calculated as the square root of 6/16 and it can be calculated to have a value of approximately 0.6.
  • QP adjustment may be performed by transmitting a QP offset value for compensating for a dynamic range change for individual transform components.
  • this embodiment can be applied not only to the general QP adjustment control method for ACT conversion, but also to the joint CbCr.
  • Example 3 Since the individual color components are not independently coded but coded together, the method as described in Example 3 for the joint CbCr above causes a dynamic range change between the individual color components.
  • the ACT QP offset adjustment may be fixed to -5, which may be equally applied to Y, Cg, and Co.
  • ACT Qp offsets for Y, Cb, Cr and/or joint CbCr to provide flexible Qp control for individual components and joint CbCr.
  • the ACT Qp offset value may be determined based on the component index and/or joint CbCr and/or joint CbCr mode.
  • ppsActQpOffsetY, ppsActQpOffsetCb, and ppsActQpOffsetCr can be used.
  • ppsActQpOffsetCbCr may be used for the ACT QP offset of the joint CbCr mode 2 having a CBF having a non-zero value for both Cb and Cr components.
  • These values e.g. ppsActQpOffsetY, ppsActQpOffsetCb, ppsActQpOffsetCr, ppsActQpOffsetCbCr
  • the ACT QP offset of the joint CbCr mode may be set in a different manner or to a different value.
  • ACT Qp offsets for Y, Cb, and Cr may be -5, -5, and -3, and -4 may be used for joint CbCr.
  • ACT Qp offsets for Y, Cb, and Cr may be -5, -4, and -3, and -3 may be used for a joint CbCr mode in which the value of tu_cbf_cb is not 0.
  • the ACT QP offset of the joint CbCr mode 2 may have its own offset value.
  • the ACT QP offset can use the offset of that component.
  • the quantization parameter qP may be determined as follows. First, when the value of cIdx is 0, qP and ACT Qp offset may be derived as shown in the following equation.
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetY
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetCbCr
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetCb
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetCr
  • the quantization parameter qP may be updated as follows.
  • qP Clip3(0, 63+ QpBdOffset, qP + (cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0 ))
  • qP Clip3(QpPrimeTsMin, 63+ QpBdOffset, qP + cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0)
  • the above-described embodiment may be modified and applied as follows.
  • the quantization parameter qP may be updated as follows. First, when the value of cIdx is 0, qP and ACT Qp offset may be derived as shown in the following equation.
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetY
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetCb
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetCr
  • the ACT Qp offset for the joint CbCr mode may be determined according to the following code.
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetCb
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetCr
  • the quantization parameter qP may be updated as follows. When the value of transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx] is 0, qP can be derived as shown in the following equation.
  • qP Clip3(0, 63+ QpBdOffset, qP + (cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0 ))
  • qP Clip3(QpPrimeTsMin, 63+ QpBdOffset, qP + cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0)
  • qP can be derived using ppsActQpOffsetCr.
  • the quantization parameter qP can be derived as follows.
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetY
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetCb
  • ActQpOffset ppsActQpOffsetCr
  • the quantization parameter qP can be updated as follows.
  • qP Clip3(0, 63+ QpBdOffset, qP + (cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0 ))
  • qP Clip3(QpPrimeTsMin, 63+ QpBdOffset, qP + cu_act_enabled_flag[ xTbY ][ yTbY ]? ActQpOffset: 0)
  • Example 6 Method of Signaling ACT Qp Offset Including Joint CbCr
  • the ACT QP offset may be signaled through header sets in SPS, PPS, picture header, slice header or some other type.
  • the ACT Qp offset of the joint CbCr may be signaled separately or may be derived from the ACT QP offset for Y, Cb, and Cr.
  • FIG. 39 An example of a syntax table for signaling ACT Qp offset in PPS without loss of generality is shown in FIG. 39. As in the embodiment of FIG. 39, one ACT Qp offset may be signaled for joint CbCr. The syntax elements indicated in the syntax table of FIG. 39 will be described.
  • the syntax element pps_act_qp_offsets_present_flag may indicate whether a syntax element related to the ACT QP offset exists in the PPS.
  • pps_act_qp_offsets_present_flag may indicate whether the syntax elements pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3 and pps_act_cbcr_qp_offset_cbcr_qp_offset_plusX4 to be described later may be signaled as PPS.
  • the first value (e.g. 0) of pps_act_qp_offsets_present_flag may indicate pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_PSPs_offset_plusX3 and pps_act_cbplusX3 and the pps_act_cbplusX4 syntax indicating that the syntax is not signaled.
  • the second value (e.g. 1) of pps_act_qp_offsets_present_flag may indicate that pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3 and pps_act_cbcr_qPS are signaled through the syntax table.
  • pps_act_qp_offsets_present_flag may be derived as a first value (e.g. 0). For example, when a flag indicating that ACT can be applied (eg sps_act_enabled_flag signaled by SPS) has a first value (eg 0) indicating that ACT is not applied, pps_act_qp_offsets_present_flag has a first value (eg 0). Can be forced to do.
  • Syntax elements pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3, and pps_act_cbcr_qp_offset_plusX4 are the syntax elements cu_act_enabled_flag in the case where the value of the current coding unit cu_act_enabled_flag is applied to the current coding unit. It can be used to determine the offset applied to the quantization parameter value qP.
  • each value may be set to 0.
  • values of the variables PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr, and PpsActQpOffsetCbCr may be determined as shown in the following equation.
  • PpsActQpOffsetCb pps_act_cb_qp_offset_plusX2 -X2
  • PpsActQpOffsetCr pps_act_cr_qp_offset_plusX3-X3
  • PpsActQpOffsetCbCr pps_act_cbcr_qp_offset_plusX4-X4
  • X1, X2, X3, and X4 may represent predetermined constant values. These values may be the same, different values, and only some of them may have the same value.
  • the values of PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr, and PpsActQpOffsetCbCr may be limited to have values from -12 to 12 for bitstream consistency.
  • the quantization parameter qP may be determined as follows. First, when the value of cIdx is 0, qP and ACT Qp offset may be derived as shown in the following equation.
  • ACT QP offset In another embodiment for signaling the ACT Qp offset, a plurality of ACT QP offsets may be signaled for different joint CbCr modes identified as modeA and modeB.
  • the joint CbCr mode A may represent a joint CbCr mode having tu_cbf_cb having a non-zero value, such as mode 1 and mode 2 of Table 2 described above.
  • the joint CbCr mode B may represent a joint CbCr mode having tu_cbf_cb having a value of 0, such as mode 3 of Table 2 described above.
  • the syntax table changed accordingly is shown in FIG. 40. The syntax elements indicated in the syntax table of FIG. 40 will be described.
  • pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3, pps_act_cbcr_qp_offset_modeA_plusX4 and pps_act_cbcr_qp_offset_modeB_plusX5 is, when the value of the syntax element cu_act_enabled_flag one second value (eg 1) represents the ACT is applied to the current coding unit, luma, Cb, Cr components, and the joint CbCr component respectively It can be used to determine the offset applied to the quantization parameter value qP for.
  • values of the variables PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr, PpsActQpOffsetCbCrModeA and PpsActQpOffsetCbCrModeB may be determined as shown in the following equation.
  • PpsActQpOffsetCb pps_act_cb_qp_offset_plusX2 -X2
  • PpsActQpOffsetCr pps_act_cr_qp_offset_plusX3-X3
  • PpsActQpOffsetCbCrModeA pps_act_cbcr_qp_offset_modeA_plusX4-X4
  • PpsActQpOffsetCbCrModeB pps_act_cbcr_qp_offset_modeB_plusX5-X5
  • X1, X2, X3, X4, and X5 may represent predetermined constant values. These values may be the same, different values, and only some of them may have the same value.
  • the values of PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr, PpsActQpOffsetCbCrModeA, and PpsActQpOffsetCbCrModeB may be limited to have values from -12 to 12 for bitstream consistency.
  • the quantization parameter qP may be determined as follows. First, when the value of cIdx is 0, qP and ACT Qp offset may be derived as shown in the following equation.
  • the ACT Qp offset can be derived as shown in the following equation.
  • ActQpOffset (tu_cbf_cb[xTbY ][ yTbY ] )?
  • ActQpOffset may be derived as the following equation.
  • ActQpOffset (tu_cbf_cb[xTbY ][ yTbY ] )? (PPsQpOffsetCbCrModeA+ slice_act_CbCr_qp_offset_ModeA): (PPsQpOffsetCbCrModeB + slice_act_CbCr_qp_offset_ModeB)
  • ACT QP offsets for Y, Cb, and Cr may be signaled as in the syntax table of FIG. 41.
  • the ACT QP offset for joint CbCr may be derived from PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb and/or PpsActQpOffsetCr.
  • the ACT Qp offset for CbCr may be set to a value of PpsActQpOffsetCb. In another embodiment, the ACT Qp offset for CbCr may be set to the same value as PpsActQpOffsetCb when the value of tu_cbf_cb is not 0 in the joint CbCr mode, and the same as PpsActQpOffsetCr when the value of tu_cbf_cb is 0 in the joint CbCr mode. Can be set to a value. Or vice versa.
  • the quantization parameter qP may be determined as follows. First, when the value of cIdx is 0, qP and ACT Qp offset may be derived as shown in the following equation.
  • the value of ActQpOffset may be determined as follows.
  • ActQpOffset (tu_cbf_cb[xTbY ][ yTbY ] )? PpsActQpOffsetCb: PpsActQpOffsetCr
  • the ACT QP offset may be signaled at a plurality of levels.
  • the ACT QP offset may also be signaled at a lower level (eg slice header, picture header or other type of header suitable for Qp control). I can.
  • the syntax element pps_slice_act_qp_offsets_present_flag may indicate whether the syntax elements slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset, and slice_act_cbcr_qp_offset to be described later exist in the slice header.
  • a first value (e.g. 0) of pps_slice_act_qp_offsets_present_flag may indicate that slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset and slice_act_cbcr_qp_offset do not exist in the slice header.
  • the second value (e.g. 1) of pps_slice_act_qp_offsets_present_flag may indicate that slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset, and slice_act_cbcr_qp_offset exist in the slice header.
  • slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset, and slice_act_cbcr_qp_offset may represent an offset for a quantization parameter value qP for each of luma, Cb, Cr components, and joint CbCr components.
  • the values of slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset, and slice_act_cbcr_qp_offset may be limited to have values from -12 to 12.
  • each value may be set to 0.
  • PpsActQpOffsetY + slice_act_y_qp_offset, PpsActQpOffsetCb + slice_act_cb_qp_offset, PpsActQpOffsetCr + slice_act_cr_qp_offset and PpsActQpOffsetCbCr + slice_act_cbcr_qp_offset can also be limited to have values from -12 to 12.
  • ACT QP offset for joint CbCr at the PPS level can be applied. For example, signaling one QP offset for joint CbCr, signaling multiple ACT Qp offsets for joint CbCr in different modes, or signaling ACT Qp offset for joint CbCr is applied to Y, Cb, Cr without signaling. A method of inducing this by using the ACTQpOffset for and/or the mode of the joint CbCr can be applied when signaling through the slice header.
  • FIGS. 44 and 45 Two alternative embodiments are shown in FIGS. 44 and 45.
  • 44 shows an embodiment of signaling an ACT Qp offset in a slice header.
  • 45 illustrates another embodiment of signaling an ACT Qp offset in a slice header.
  • ACT QP offsets at slice level for joint CbCr may be derived from slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset and/or slice_act_cr_qp_offset. This may be determined based on the mode type of the joint CbCr.
  • the slice level ACT Qp offset for CbCr may be set to a value equal to slice_act_cb_qp_offset.
  • the ACT Qp offset of the slice level for the joint CbCr may be set to a value equal to slice_act_cb_qp_offset.
  • the ACT Qp offset of the slice level for the joint CbCr may be set to a value equal to slice_act_cr_qp_offset.
  • the syntax element may be signaled in a slice header or a picture header.
  • encoding/decoding may be performed as follows.
  • pps_picture_slice_act_qp_offsets_present_flag indicating whether the ACT Qp offset is present in the picture header or the slice header may be signaled in the PPS.
  • pps_picture_slice_act_qp_offsets_present_flag is the second value (e.g. 1)
  • a flag pic_act_qp_offsets_present_flag indicating whether the ACT Qp offset exists in the picture header may be signaled in the picture header.
  • the second value (e.g. 1) of pic_act_qp_offsets_present_flag may indicate that ACT Qp offsets for all slices of a picture corresponding to the corresponding picture header are provided in the picture header.
  • pic_act_qp_offsets_present_flag may indicate that ACT Qp offsets for all slices of a picture corresponding to the corresponding picture header are not provided in the picture header. For example, if ACT is applicable and the value of pps_picture_slice_act_qp_offsets_present_flag is the second value (eg 1), and the value of pic_act_qp_offsets_present_flag is the first value (eg 0), the ACT Qp offset for the slice may be provided in the slice header. have.
  • pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag may indicate whether the ACT Qp offset is provided in the picture header and/or the slice header.
  • a first value e.g. 0
  • pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag may indicate that the ACT Qp offset is not provided in the picture header and the slice header.
  • the second value e.g.
  • pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag may indicate that the ACT Qp offset may be provided in a picture header or a slice header.
  • the value of pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag may be determined as a first value (e.g. 0).
  • pic_act_qp_offsets_present_flag may indicate whether an ACT Qp offset is provided in a picture header.
  • the first value (e.g. 0) of pic_act_qp_offsets_present_flag may indicate that the ACT Qp offset is not provided in the picture header, but may be provided in the slice header.
  • the second value (e.g. 1) of pic_act_qp_offsets_present_flag may indicate that the ACT Qp offset is provided in the picture header.
  • slice_act_y_qp_offset may represent offsets for quantization parameter values qP for luma, Cb, and Cr components.
  • Values of slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset, and slice_act_cbcr_qp_offset may have values from -12 to 12.
  • PpsActQpOffsetY + slice_act_y_qp_offset, PpsActQpOffsetCb + slice_act_cb_qp_offset, and PpsActQpOffsetCr + slice_act_cr_qp_offset may be limited to have a range of values from -12 to 12.
  • pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag value can be determined as the first value (e.g. slicepq_pset_qpset and a value of slice_crset_qp_qp_qp_qp_offset is determined as a value of 0). Otherwise, if the value of pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag is the second value (e.g.
  • slice_act_y_qp_offset the values of slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, and slice_act_cr_qp_offset can be determined as pps_act_y_qpqoffset and pps_act_offset and pps_act_offset and pps_act_coffset, respectively.
  • the final offset value used to derive the qP value is the offset value signaled in the PPS and the offset value signaled in the slice header or picture header. It can be determined by the summation.
  • the quantization parameter qP may be determined as follows. First, when the value of cIdx is 0, qP and ACT Qp offset may be derived as shown in the following equation.
  • ActQpOffset PPsQpOffsetY + slice_act_y_qp_offset
  • ActQpOffset PPsQpOffsetCbCr + slice_act_CbCr_qp_offset
  • ActQpOffset PpsActQpOffsetCb + slice_act_Cb_qp_offset
  • ActQpOffset PpsActQpOffsetCr + slice_act_Cr_qp_offset
  • ActQpOffset for joint CbCr may be determined as follows.
  • ActQpOffset PPsQpOffsetY + slice_act_y_qp_offset
  • ActQpOffset PpsActQpOffsetCb + slice_act_Cb_qp_offset
  • ActQpOffset PpsActQpOffsetCr + slice_act_Cr_qp_offset
  • the ACT Qp offset can be derived as shown in the following equation.
  • ActQpOffset (tu_cbf_cb[xTbY ][ yTbY ] )? (PPsQpOffsetCbCrModeA+ slice_act_CbCr_qp_offset_ModeA): (PPsQpOffsetCbCrModeB + slice_act_CbCr_qp_offset_ModeB)
  • qP and ActQpOffset for the Y, Cb and/or Cr components are determined, and the ActQpOffset for the joint CbCr is Y, Cb and / Or may be determined using the ACT Qp offset of the Cr component.
  • the value of TuCResMode[xTbY][yTbY] related to Equation 97 is 2, the calculation step of qP may be changed and implemented as follows.
  • the value of ActQpOffset may be determined as shown in the following equation.
  • ActQpOffset (tu_cbf_cb[xTbY ][ yTbY ] )? (PPsQpOffsetCb + slice_act_Cb_qp_offset): (PPsQpOffsetCr + slice_act_Cr_qp_offset)
  • a set of multiple ACT Qp offsets may be signaled in the form of a list within a parameter set (e.g. SPS or PPS). Each set in the list may contain ACT Qp offsets for Y, Cb, Cr and joint CbCr components.
  • the list of ACT Qp offsets may be signaled in the same parameter set as the parameter set signaling the list of chroma Qp offsets.
  • the number of sets of ACT Qp offsets in the list may be the same as the number of chroma Qp offset sets signaled by the PPS.
  • an ACT Qp offset used to induce qP for each coding unit an ACT Qp offset belonging to a list having an index (e.g. cu_chroma_qp_offset_idx) for a chroma Qp offset for the coding unit may be used.
  • the number of sets of ACT Qp offsets in the list can be signaled.
  • the number of sets of ACT Qp offsets in the list may be different from the number of chroma Qp offset sets.
  • an index indicating an index of an ACT Qp offset used for a coding unit may be signaled.
  • a syntax signaling a list of ACT Qp offsets that does not deviate from the concept may be used as shown in FIG. 49.
  • pps_act_y_qp_offset, pps_act_cb_qp_offset, pps_act_cr_qp_offset, and pps_act_cbcr_qp_offset are 1, when the value of cu_act_enabled_flag is 1, it can be used to determine luma, Cb, and Cr components and a quantization parameter value for qP to determine the joint CbCr.
  • each value may be derived as 0.
  • act_y_qp_offset_list[ i ] When the values of act_y_qp_offset_list[ i ], act_cb_qp_offset_list[ i ], act_cr_qp_offset_list[ i ], and act_cbcr_qp_offset_list[ i ] do not exist, each value may be derived as 0.
  • the quantization parameter qP may be determined as follows. First, when the value of cIdx is 0, qP and ACT Qp offset may be derived as shown in the following equation.
  • ActQpOffset pps_act_y_qp_offset + (cu_chroma_qp_offset_flag)? act_y_qp_offset_list[ cu_chroma_qp_offset_idx ]: 0 + slice_act_y_qp_offset Otherwise, if the value of TuCResMode[ xTbY ][ yTbY] is 2, qP and ACT Qp offsets can be derived as shown in the following equation.
  • ActQpOffset pps_act_cbcr_qp_offset + (cu_chroma_qp_offset_flag)? act_cbcr_qp_offset_list[ cu_chroma_qp_offset_idx ]: 0 + slice_act_cbcr_qp_offset
  • ActQpOffset pps_act_cb_qp_offset + (cu_chroma_qp_offset_flag)? act_cb_qp_offset_list[ cu_chroma_qp_offset_idx ]: 0 + slice_act_cb_qp_offset Otherwise, when the value of cIdx is 2, the qP and ACT Qp offsets can be derived as shown in the following equation.
  • ActQpOffset pps_act_cr_qp_offset + (cu_chroma_qp_offset_flag)? act_cr_qp_offset_list[ cu_chroma_qp_offset_idx]: 0 + slice_act_cr_qp_offset
  • ActQpOffset pps_act_cr_qp_offset + (cu_chroma_qp_offset_flag)? act_cr_qp_offset_list[ cu_chroma_qp_offset_idx]: 0 + slice_act_cr_qp_offset
  • Embodiment 9 ACT color space transformation scheme for applying to both lossless coding and lossy coding
  • ACT Qp offset can also be adjusted for the following color space conversion.
  • Color space conversion according to an embodiment may be performed as shown in the following equation. For example, the forward conversion from the GBR color space to the YCgCo color space may be performed according to the following equation.
  • the reverse conversion from the YCgCo color space to the GBR color space may be performed according to the following equation.
  • the color space conversion according to the above equation supports perfect restoration, and for example, even if the reverse conversion is performed after the forward conversion, the sample values are kept the same. Accordingly, the color space conversion according to the above equation may be referred to as a recoverable YCgCo-R color conversion.
  • R may be an abbreviation of reversible, which means that it can be restored to its original state.
  • YCgCo-R conversion may be provided by increasing the bit depths of Cg and Co by 1 compared to the conventional conversion. If these conditions are provided, other types of recoverable transformations can be used in the same manner as the above transformations.
  • ACT Qp offsets for Y, Cg, and Co may be adjusted to compensate for a change in dynamic range due to color space transformation.
  • the QCT Qp offset according to an embodiment may have a value of (-5, -5, -5) for Y, Cg, and Co.
  • a value other than (-5, -5, -5) may be designated as the QCT Qp offset according to an embodiment.
  • values of (-5, 1, 3) may be used for Y, Cg, and Co as the QCT Qp offset according to an embodiment.
  • the ACT QP offset may be signaled through the bitstream as in the previous embodiment 6 or 7.
  • the lossy encoding environment eg QP 22, 27, 32, 37
  • ACT QP offsets -5, 1, 3
  • VVC specifications for including the integrated ACT matrix may be described as shown in the following table.
  • Residual modification process for blocks using color space conversion Inputs to this process are: -a variable nTbW specifying the block width, -a variable nTbH specifying the block height, -an (nTbW)x(nTbH) array of luma residual samples r Y with elements r Y [x ][ y ], -an (nTbW)x(nTbH) array of chroma residual samples r Cb with elements r Cb [x ][ y ], -an (nTbW)x(nTbH) array of chroma residual samples r Cr with elements r Cr [x ][ y ].
  • Outputs of this process are: -a modified (nTbW)x(nTbH) array r Y of luma residual samples, -a modified (nTbW)x(nTbH) array r Cb of chroma residual samples, -a modified (nTbW)x(nTbH) array r Cr of chroma residual samples.
  • the residual sample arrays r Y , r Cb and r Cr having a size of (nTbW)x(nTbH) may be updated as follows.
  • Example 10 ACT execution method for performing multiple color conversions based on explicit signaling
  • At least one or more color conversion may be performed by the ACT. Which color conversion is to be performed may be determined by flag(s) signaled in the bitstream. This flag(s) may be signaled at multiple levels or identifiable granularies such as SPS, PPS, picture header and slice.
  • a predetermined flag may be signaled to indicate which ACT is applied. For example, if the value of the corresponding flag is 1, ACT based on color conversion that can be restored may be applied. If the value of the corresponding flag is 0, ACT based on color conversion that cannot be restored may be applied.
  • a predetermined flag for ACT may be signaled to indicate which color conversion is used.
  • An example of the syntax signaled in the SPS is described in FIG. 50.
  • the syntax elements of Fig. 50 will be described.
  • the syntax element sps_act_reversible_conversion may indicate whether to use a conversion formula that is not restored to an original state.
  • the first value (e.g. 0) of sps_act_reversible_conversion may indicate that ACT uses a conversion formula that is not restored to its original state.
  • the second value (e.g. 1) of sps_act_reversible_conversion may indicate that the ACT uses a conversion formula capable of restoring to an original state.
  • variable lossyCoding indicating whether lossy coding is performed may be set as shown in the following equation.
  • a pseudocode for the decoding apparatus to perform reverse conversion from YCgCo to GBR in the decoding process may be expressed as follows.
  • VVC specifications shown in Table 5 of the ninth embodiment may be modified as shown in the following table.
  • Residual modification process for blocks using color space conversion Inputs to this process are: -a variable nTbW specifying the block width, -a variable nTbH specifying the block height, -an (nTbW)x(nTbH) array of luma residual samples r Y with elements r Y [x ][ y ], -an (nTbW)x(nTbH) array of chroma residual samples r Cb with elements r Cb [x ][ y ], -an (nTbW)x(nTbH) array of chroma residual samples r Cr with elements r Cr [x ][ y ].
  • Outputs of this process are: -a modified (nTbW)x(nTbH) array r Y of luma residual samples, -a modified (nTbW)x(nTbH) array r Cb of chroma residual samples, -a modified (nTbW)x(nTbH) array r Cr of chroma residual samples.
  • the residual update process using color space conversion can use the following parameters as inputs to this process:-Variable nTbW representing the block width
  • the residual sample arrays r Y , r Cb and r Cr having a size of (nTbW)x(nTbH) can be updated as follows.
  • the residual sample arrays r Y , r Cb and r Cr having a size of (nTbW) x (nTbH) may be updated as shown in the following equation.
  • the residual sample arrays r Y , r Cb and r Cr having a size of (nTbW) x (nTbH) may be updated as shown in the following equation.
  • the YCgCo reverse transform and the YCgCo-R reverse transform have some similarities.
  • it can act as a lossy inverse transformation.
  • the following equation shows an example for this.
  • the Cg and Co components may be scaled by 1/2 in the operation of the encoding device and may be scaled by 2 times in the operation of the decoding device. Accordingly, even when supporting lossy and lossless cases, one integrated transformation can be used. In addition, it may also have an additional advantage that the bit depth may not change even when lossy coding is performed.
  • a flag indicating which ACT transformation is used may be used according to the syntax of FIG. 51.
  • the syntax element sps_act_shift_flag may indicate whether the step of performing color component shifting is applied while ACT is applied.
  • the first value e.g. 0
  • sps_act_shift_flag may indicate that the step of performing the shifting of the color component is not applied while the ACT is applied.
  • the second value e.g. 1) of sps_act_shift_flag may indicate that the step of performing the shifting of the color component is applied while the ACT is applied.
  • variable actShiftFlag may be set as a value of sps_act_shift_flag.
  • a pseudo code for implementing the reverse conversion from YCgCo to GBR in the decoding device may be written as follows using actShiftFlag.
  • Embodiment 11 A method of performing ACT for performing multiple color conversions using derivation of a conversion type
  • at least one or more color conversions may be used in performing ACT.
  • which color conversion type is used may be derived based on other information of the bitstream.
  • two ACT conversion types may be available, including an ACT conversion that can be restored to an original state and an ACT conversion that cannot be restored to an original state.
  • the ACT conversion type can be derived by the conversion type. For example, if the transform type is transform skip as identified by the variable tuIsTransformSkip, an ACT transform that can be restored to its original state may be used. Otherwise (e.g. if the conversion type is not conversion skip), an ACT conversion that cannot be restored to its original state may be used. Two types of capital codes can be used.
  • the ACT conversion type may be determined based on the QP value.
  • a predetermined threshold e.g. QpPrimeTsMin
  • an ACT transformation capable of restoring to an original state may be used. Otherwise (e.g. when the Qp value exceeds a predetermined threshold value), an ACT transformation that cannot be restored may be used.
  • Example 12 QP derivation method using ACT QP offset
  • This embodiment relates to the foregoing Embodiments 1 and 2.
  • the Qp′ Y , Qp′ CbCr , Qp′ Cb , and Qp′ Cr that have already been derived are included as QPs.
  • the methods described in Examples 1 and 2 correct the derived Qp values by using the ACT QP offset, and apply an essential clipping technique so that the corrected QP values for scaling the transform coefficients do not deviate from the effective range.
  • This embodiment describes a method of including an ACT QP offset in a QP derivation process that induces Qp′ Y , Qp′ CbCr , Qp′ Cb , and Qp′ Cr.
  • Including the ACT QP offset into the QP derivation process since the QP derivation process already includes a certain clipping step, so that the derived QP values do not go out of the valid range, avoiding an additional clipping step, for the transform coefficient scaling process. While simplifying the overall QP derivation step, it is possible to ensure that the final QP does not exceed the effective range.
  • the ACT QP offset may be preset as a constant or may be signaled through a bitstream.
  • the ACT QP offsets for Y, Cb, Cr and CbCr may be described as ppsActQpOffsetY, ppsActQpOffsetCb, ppsActQpOffsetCr, ppsActQpOffsetCbCr in the following description.
  • ppsActQpOffsetY, ppsActQpOffsetCb, ppsActQpOffsetCr, and ppsActQpOffsetCbCr may be constants or variables having values from -M to N.
  • M and N may each be set to 12 in the lossy coding case and may be set to 0 in the lossless coding case in an embodiment.
  • at least one ACT QP offset may be derived from another ACT QP offset value.
  • ppsActQpOffsetCbCr may be set to a value such as ppsActQpOffsetCb or ppsActQpOffsetCr based on the joint CbCr mode.
  • the decoding process for the QP derivation using the ACT QP offset may be performed as described below.
  • the following parameters may be used for this process.
  • SINGLE_TREE single tree
  • DAUL_TREE_LUMA luma component dual tree
  • DAUL_TREE_CHROMA chroma component dual tree
  • the luma quantization parameter Qp' Y and the chroma quantization parameter Qp' Cb , Qp' Cr and Qp' CbCr can be derived.
  • variable Qp Y can be derived according to the following equation.
  • Qp Y ((qP Y_PRED + CuQpDeltaVal + 64 + 2 * QpBdOffset)% (64 + QpBdOffset))-QpBdOffset
  • the luma quantization parameter Qp′ Y can be derived according to the following equation.
  • actQpOffsetY cu_act_enabled_flag[ xCb ][ yCb ] ? ppsActQpOffsetY : 0
  • variable ChromaArrayType indicating the type of the chroma array is not the first value (e.g. 0) and the treeType is SINGLE_TREE or DUAL_TREE_CHROMA, the following processing may be performed.
  • variable Qp Y can be set to the same value as the luma quantization parameter Qp Y of the luma coding unit covering the luma sample position (xCb + cbWidth / 2, yCb + cbHeight / 2 ). have.
  • qP Chroma Clip3( -QpBdOffset, 63, Qp Y )
  • the chroma quantization parameters Qp′ Cb and Qp′ Cr for the Cb and Cr components and the chroma quantization parameter Qp′ CbCr for the Cb-Cr joint Cb-Cr coding can be derived as shown in the following equation.
  • actQpOffsetCb cu_act_enabled_flag[ xCb ][ yCb ] ? ppsActQpOffsetCb : 0
  • actQpOffsetCr cu_act_enabled_flag[ xCb ][ yCb ] ? ppsActQpOffsetCr : 0
  • actQpOffsetCbCr cu_act_enabled_flag[ xCb ][ yCb ] ? ppsActQpOffsetCbCr: 0
  • Qp′ Cb Clip3( -QpBdOffset, 63, qP Cb + pps_cb_qp_offset + slice_cb_qp_offset + CuQpOffset Cb + actQpOffsetCb) + QpBdOffset
  • Qp′ Cr Clip3( -QpBdOffset, 63, qP Cr + pps_cr_qp_offset + slice_cr_qp_offset + CuQpOffset Cr + actQpOffsetCr) + QpBdOffset
  • Qp′ CbCr Clip3( -QpBdOffset, 63, qP CbCr + pps_joint_cbcr_qp_offset +
  • an inverse quantization process for the transform coefficient may be performed, and the following information may be used as an input for this process.
  • the output of the inverse quantization process for this transform coefficient may be an array d of scaled transform coefficients.
  • the size of the array d may be (nTbW)x(nTbH). Individual elements constituting this can be identified as d[x][y].
  • the quantization parameter qP can be derived as follows. When the value of cIdx is 0, qP can be derived as shown in the following equation.
  • TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ] 2
  • qP may be derived as shown in the following equation.
  • qP may be derived as shown in the following equation.
  • the quantization parameter qP can be updated as follows.
  • the variables rectNonTsFlag and bdShift can be derived as follows. When the value of transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx] is 0, it can be derived as the following equation.

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Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 변환이 적용되는지 여부에 기반하여 상기 현재 블록의 양자화 파라미터를 결정하는 단계; 상기 양자화 파라미터에 기반하여 상기 현재 블록의 변환 계수를 결정하는 단계; 상기 변환 계수를 이용하여 상기 현재 블록의 잔차 샘플을 결정하는 단계; 및 상기 색공간의 변환이 적용되는지 여부에 기반하여 상기 잔차 샘플의 값을 재설정 하는 단계를 포함한다.

Description

색공간 변환을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 색공간 변환을 이용하는 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 선택적 색공간 변환을 수행함으로써 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, 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 상기 현재 블록의 양자화 파라미터를 결정하는 단계; 상기 양자화 파라미터에 기반하여 상기 현재 블록의 변환 계수를 결정하는 단계; 상기 변환 계수를 이용하여 상기 현재 블록의 잔차 샘플을 결정하는 단계; 및 상기 색공간의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 상기 잔차 샘플의 값을 재설정 하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 양자화 파라미터를 결정하는 단계는, 상기 양자화 파라미터의 값이 소정의 상한값 이하의 값을 가지고 소정의 하한값 이상의 값을 가지도록 상기 양자화 파라미터에 클리핑을 수행함으로써 수행될 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 상기 현재 블록의 양자화 파라미터를 결정하고, 상기 양자화 파라미터에 기반하여 상기 현재 블록의 변환 계수를 결정하고, 상기 변환 계수를 이용하여 상기 현재 블록의 잔차 샘플을 결정하며, 상기 색공간의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 상기 잔차 샘플의 값을 재설정 할 수 있다. 여기서, 상기 프로세서는 상기 양자화 파라미터의 값이 소정의 상한값 이하의 값을 가지고 소정의 하한값 이상의 값을 가지도록 상기 양자화 파라미터에 클리핑을 수행할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양상에 따른 영상 부호화 장치에 의하여 수행되는 영상 부호화 방법은 색공간(color space)의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 잔차 샘플을 재설정하는 단계; 상기 재설정된 잔차 샘플을 이용하여 변환계수를 결정하는 단계; 상기 색공간의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 양자화 파라미터를 결정하는 단계; 및 상기 양자화 파라미터에 기반하여 상기 변환 계수를 부호화 하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 양자화 파라미터를 결정하는 단계는, 상기 양자화 파라미터의 값이 소정의 상한값 이하의 값을 가지고 소정의 하한값 이상의 값을 가지도록 상기 양자화 파라미터에 클리핑을 수행함으로써 수행될 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, 선택적 색공간 변환을 수행함으로써 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 주변 참조 샘플을 나타내는 도면이다.
도 17 내지 도 18은 일 실시 예에 따른 인트라 예측을 설명하는 도면이다.
도 19는 ACT를 적용한 복호화 과정의 일 실시 예를 도시하는 도면이다.
도 20은 ACT에 관련된 신택스 요소가 시그널링 되는 시퀀스 파라미터셋 신택스 테이블의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 21 내지 도 27은 ACT에 관련된 신택스 요소가 시그널링 되는 부호화 단위의 신택스 테이블의 일 실시예를 연속적으로 도시하는 도면이다.
도 28은 일 실시 예에 따른 부호화 트리 신택스(coding tree syntax)를 도시하는 도면이다.
도 29는 일 실시 예에 따라 BDPCM의 레지듀얼 샘플을 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 일 실시 예에 따라 BDPCM을 수행하여 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 31은 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 부호화하는 절차를 도시한 흐름도이다.
도 32는 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 복원하는 절차를 도시한 흐름도이다.
도 33 내지 도 35는 BDPCM에 관한 정보를 시그널링 하기 위한 신택스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 36 내지 도 51은 본 개시에 따른 개별 실시 예에 따라 ACT 신택스 요소를 시그널링 하기 위한 신택스 테이블을 도시하는 도면이다.
도 52는 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 53은 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하는 도면이다.
도 54는 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 "비디오(video)"는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 부호화에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위이다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다. 브릭은 픽처 내 타일 이내의 CTU행들의 사각 영역을 나타낼 수 있다. 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. 복수의 브릭으로 분할되지 않는 타일 또한 브릭으로 취급될 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. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(e.g. Cb, Cr) 블록을 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 소스 디바이스(10) 및 수신 디바이스(20)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예예 따른 소스 디바이스(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화 장치(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 수신 디바이스(20)는 수신부(21), 복호화 장치(12) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화 장치(12)는 비디오/영상 부호화 장치라고 불릴 수 있고, 상기 복호화 장치(12)는 비디오/영상 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화 장치(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화 장치(12)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.
부호화 장치(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화 장치(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화 장치(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 수신 디바이스(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 복호화 장치(12)로 전달할 수 있다.
복호화 장치(12)는 부호화 장치(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 신택스 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 신택스 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 신택스 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.
또한, 본 문서에 따른 비디오/이미지의 부호화 및 복호화에 있어서, 영상 처리 단위는 계층적 구조를 가질 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일, 브릭, 슬라이스 및/또는 타일 그룹로 구분될 수 있다. 하나의 슬라이스는 하나 이상의 브릭을 포함할 수 있다. 하나의 브릭은 타일 내 하나 이상의 CTU 행(row)을 포함할 수 있다. 슬라이스는 픽처의 정수개의 브릭들을 포함할 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일을 포함할 수 있다. 하나의 타일은 하나 이상의 CTU를 포함할 수 있다. 상기 CTU는 하나 이상의 CU로 분할될 수 있다. 타일은 픽처 내에서 복수의 CTU로 구성되는 특정 타일 행 및 특정 타일 열로 구성되는 사각 영역일 수 있다. 타일 그룹은 픽처 내의 타일 래스터 스캔에 따른 정수개의 타일들을 포함할 수 있다. 슬라이스 헤더는 해당 슬라이스(슬라이스 내의 블록들)에 적용될 수 있는 정보/파라미터를 나를 수 있다. 부호화 장치 또는 복호화 장치가 멀티 코어 프로세서를 갖는 경우, 상기 타일, 슬라이스, 브릭 및/또는 타일 그룹에 대한 인코딩/디코딩 절차는 병렬 처리될 수 있다.
본 개시에서 슬라이스 또는 타일 그룹의 호칭 또는 개념은 혼용될 수 있다. 즉, 타일 그룹 헤더는 슬라이스 헤더로 불릴 수 있다. 여기서 슬라이스는 intra (I) slice, predictive (P) slice 및 bi-predictive (B) slice를 포함하는 슬라이스 타입들 중 하나의 타입을 가질 수 있다. I 슬라이스 내의 블록들에 대하여는 예측을 위하여 인터 예측은 사용되지 않으며 인트라 예측만 사용될 수 있다. 물론 이 경우에도 예측 없이 원본 샘플 값을 코딩하여 시그널링할 수도 있다. P 슬라이스 내의 블록들에 대하여는 인트라 에측 또는 인터 예측이 사용될 수 있으며, 인터 예측이 사용되는 경우에는 단(uni) 예측만 사용될 수 있다. 한편, B 슬라이스 내의 블록들에 대하여는 인트라 예측 또는 인터 예측이 사용될 수 있으며, 인터 예측이 사용되는 경우에는 최대 쌍(bi) 예측까지 사용될 수 있다.
부호화 장치는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 코딩의 효율 또는 병렬 처리를 고려하여 타일/타일 그룹, 브릭, 슬라이스, 최대 및 최소 코딩 유닛 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다.
복호화 장치는 현재 픽처의 타일/타일 그룹, 브릭, 슬라이스, 타일 내 CTU가 다수의 코딩 유닛으로 분할 되었는지를 등을 나타내는 정보를 획득할 수 있다. 부호화 장치와 복호화 장치는 이러한 정보를 특정 조건 하에만 시그널링 함으로써 부호화 효율을 높일 수도 있다.
상기 슬라이스 헤더(슬라이스 헤더 신택스)는 상기 슬라이스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. APS(APS 신택스) 또는 PPS(PPS 신택스)는 하나 이상의 픽처에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. SPS(SPS 신택스)는 하나 이상의 시퀀스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. VPS(VPS 신택스)는 다중 레이어에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. DPS(DPS 신택스)는 비디오 전반에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. DPS는 CVS(coded video sequence)의 결합에 관련된 정보/파라미터를 포함할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 타일/타일 그룹/브릭/슬라이스의 분할 및 구성 등에 관한 정보는 상기 상위 레벨 신택스를 통하여 인코딩 단에서 구성되어 비트스트림 형태로 복호화 장치로 전달될 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.
변환/역변환
앞서 설명한 바와 같이, 부호화 장치는 인트라/인터/IBC 예측 등을 통하여 예측된 블록(예측 샘플들)을 기반으로 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 도출할 수 있고, 도출된 레지듀얼 샘플들에 변환 및 양자화를 적용하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 양자화된 변환 계수들에 대한 정보(레지듀얼 정보)는 레지듀얼 코딩 신택스에 포함되어 부호화된 후 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 복호화 장치는 상기 비트스트림으로부터 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 획득하고, 복호화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 복호화 장치는 양자화된 변환 계수들을 기반으로 역양자화/역변환을 거쳐서 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 상술한 바와 같이 상기 양자화/역양자화 및/또는 변환/역변환 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. 상기 변환/역변환이 생략되는 경우, 상기 변환 계수는 계수 또는 레지듀얼 계수라고 불릴 수도 있고, 또는 표현의 통일성을 위하여 변환 계수라고 여전히 불릴 수도 있다. 상기 변환/역변환의 생략 여부는 변환 스킵 플래그(e.g. transform_skip_flag)를 기반으로 시그널링될 수 있다. transform_skip_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 변환 생략 여부가 다른 신택스 요소에 의하여 결정됨을 나타낼 수 있다. transform_skip_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 변환 생략(e.g. 스킵)을 나타낼 수 있다.
상기 변환/역변환은 변환 커널(들)을 기반으로 수행될 수 있다. 예를 들어 변환/역변환을 수행하기 위한 MTS(multiple transform selection) 스킴(scheme)이 적용될 수 있다. 이 경우 다수의 변환 커널 세트들 중 일부가 선택되어 현재 블록에 적용될 수 있다. 변환 커널은 변환 매트릭스, 변환 타입 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어, 변환 커널 세트는 수직 방향 변환 커널(수직 변환 커널) 및 수평 방향 변환 커널(수평 변환 커널)의 조합을 나타낼 수 있다.
상기 변환/역변환은 CU 또는 TU 단위로 수행될 수 있다. 즉, 상기 변환/역변환은 CU 내의 레지듀얼 샘플들 또는 TU 내의 레지듀얼 샘플들에 대하여 적용될 수 있다. CU 사이즈와 TU 사이즈가 같을 수 있고, 또는 CU 영역 내에 복수의 TU가 존재할 수도 있다. 한편, CU 사이즈라 함은 일반적으로 루마 성분(샘플) CB 사이즈를 나타낼 수 있다. TU 사이즈라 함은 일반적으로 루마 성분(샘플) TB 사이즈를 나타낼 수 있다. 크로마 성분(샘플) CB 또는 TB 사이즈는 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. 상기 TU 사이즈는 maxTbSize를 기반으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 CU 사이즈가 상기 maxTbSize보다 큰 경우, 상기 CU로부터 상기 maxTbSize의 복수의 TU(TB)들이 도출되고, 상기 TU(TB) 단위로 변환/역변환이 수행될 수 있다. 상기 maxTbSize는 ISP 등 다양한 인트라 예측 타입의 적용 여부 판단 등에 고려될 수 있다. 상기 maxTbSize에 대한 정보는 미리 결정될 수도 있고, 또는 부호화 장치에서 생성 및 인코딩되어 부호화 장치로 시그널링될 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 신택스 요소에 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.
인트라 예측 개요
이하, 앞서 설명한 부호화 장치 및 복호화 장치가 수행하는 인트라 예측에 대하여 보다 상세히 설명한다. 인트라 예측은 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 나타낼 수 있다.
도 16을 참조하여 설명한다. 현재 블록(1601)에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록(1601)의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플들(1611) 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 샘플들(1612)을 포함하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플들(1621) 및 우상측(top-right)에 이웃하는 샘플들(1622)을 포함하는 총 2xnW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플(1631)을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다.
또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들(1641), 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들(1651) 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플(1642)을 포함할 수도 있다.
다만, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 복호화 장치는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
주변 참조 샘플들이 도출된 경우, (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 또한, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향의 반대 방향에 위치하는 상기 제2 주변 샘플과 상기 제1 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다. 또한, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수도 있다. 이 경우는 LM 모드라고 불릴 수 있다. 또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 상기 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수도 있다. 상술한 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하고 이 때, 사용된 참조 샘플 라인을 복호화 장치에 지시(시그널링)하는 방법으로 인트라 예측 부호화를 수행할 수 있다. 상술한 경우는 multi-reference line (MRL) intra prediction 또는 MRL 기반 인트라 예측이 라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 나누어 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플들을 도출하여 이용할 수 있다. 즉, 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다. 이러한 인트라 예측 방법들은 인트라 예측 모드(e.g. DC 모드, 플래너 모드 및 방향성 모드)와 구분하여 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 상기 인트라 예측 타입은 인트라 예측 기법 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LIP, PDPC, MRL, ISP 등의 특정 인트라 예측 타입을 제외한 일반 인트라 예측 방법은 노멀 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 노멀 인트라 예측 타입은 상기와 같은 특정 인트라 예측 타입이 적용되지 않는 경우를 지칭할 수 있으며, 상술한 인트라 예측 모드를 기반으로 예측이 수행될 수 있다. 한편, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링이 수행될 수도 있다.
구체적으로, 인트라 예측 절차는 인트라 예측 모드/타입 결정 단계, 주변 참조 샘플 도출 단계, 인트라 예측 모드/타입 기반 예측 샘플 도출 단계를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링(post-filtering) 단계가 수행될 수도 있다.
한편, 상술한 인트라 예측 타입들 외에도 ALWIP(affine linear weighted intra prediction)이 사용될 수 있다. 상기 ALWIP는 LWIP(linear weighted intra prediction) 또는 MIP(matrix weighted intra prediction 또는 matrix based intra prediction)이라고 불릴 수도 있다. 상기 MIP가 현재 블록에 대하여 적용되는 경우, i) 에버러징(averaging) 절차가 수행된 주변 참조 샘플들을 이용하여 ii) 메트릭스 벡터 멀티플리케이션(matrix-vector-multiplication) 절차를 수행하고, iii) 필요에 따라 수평/수직 보간(interpolation) 절차를 더 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 상기 MIP를 위하여 사용되는 인트라 예측 모드들은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP 인트라 예측이나, 노멀 인트라 예측에서 사용되는 인트라 예측 모드들과 다르게 구성될 수 있다. 상기 MIP를 위한 인트라 예측 모드는 MIP 인트라 예측 모드, MIP 예측 모드 또는 MIP 모드라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 상기 MIP를 위한 인트라 예측 모드에 따라 상기 메트릭스 벡터 멀티플리케이션에서 사용되는 메트릭스 및 오프셋이 다르게 설정될 수 있다. 여기서 상기 메트릭스는 (MIP) 가중치 메트릭스라고 불릴 수 있고, 상기 오프셋은 (MIP) 오프셋 벡터 또는 (MIP) 바이어스(bias) 벡터라고 불릴 수 있다. 구체적인 MIP 방법에 대하여는 후술한다.
인트라 예측에 기반한 블록 복원 절차 및 부호화 장치 내 인트라 예측부는 개략적으로 예를 들어 다음을 포함할 수 있다. S1710은 부호화 장치의 인트라 예측부(185)에 의하여 수행될 수 있고, S1720은 부호화 장치의 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130) 역양자화부(140) 및 역변환부(150) 중 적어도 하나를 포함하는 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 S1720은 부호화 장치의 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. S1730에서 예측 정보는 인트라 예측부(185)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. S1730에서 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 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. 상술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 부호화 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다(S1710). 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출하고, 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성한다. 여기서 인트라 예측 모드/타입 결정, 주변 참조 샘플들 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 비록 도시되지는 않았지만, 부호화 장치의 인트라 예측부(185)는 인트라 예측 모드/타입 결정부, 참조 샘플 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있으며, 인트라 예측 모드/타입 결정부에서 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출하고, 예측 샘플 도출부에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 후술하는 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(185)는 예측 샘플 필터부를 더 포함할 수도 있다. 부호화 장치는 복수의 인트라 예측 모드/타입들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드/타입을 결정할 수 있다. 부호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입들에 대한 RD cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
한편, 부호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수도 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 상기 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
부호화 장치는 (필터링된) 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S1720). 부호화 장치는 현재 블록의 원본 샘플들에서 상기 예측 샘플들을 위상 기반으로 비교하고, 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
부호화 장치는 상기 인트라 예측에 관한 정보 (예측 정보) 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S1730). 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 모드 정보, 상기 인트라 예측 타입 정보를 포함할 수 있다. 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치로 전달될 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 후술하는 레지듀얼 코딩 신택스를 포함할 수 있다. 부호화 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 부호화 장치는 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이를 위하여 부호화 장치는 상기 상기 양자화된 변환 계수들을 다시 역양자화/역변환 처리하여 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 이와 같이 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화 후 다시 역양자화/역변환을 수행하는 이유는 상술한 바와 같이 복호화 장치에서 도출되는 레지듀얼 샘플들과 동일한 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위함이다. 부호화 장치는 상기 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
인트라 예측에 기반한 비디오/영상 복호화 절차 및 복호화 장치 내 인트라 예측부는 개략적으로 예를 들어 다음을 포함할 수 있다. 복호화 장치는 상기 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
S1810 내지 S1830은 복호화 장치의 인트라 예측부(265)에 의하여 수행될 수 있고, S1810의 예측 정보 및 S1840의 레지듀얼 정보는 복호화 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 복호화 장치의 역양자화부(220) 및 역변환부(230) 중 적어도 하나를 포함하는 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)는 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. S1850은 복호화 장치의 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 복호화 장치는 수신된 예측 정보 (인트라 예측 모드/타입 정보)를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출할 수 있다(S1810). 복호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S1820). 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1830). 이 경우 복호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다. 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 상기 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 도출할 수 있다(S1840). 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
여기서, 복호화 장치의 인트라 예측부(265)는, 비록 도시되지는 않았지만, 인트라 예측 모드/타입 결정부, 참조 샘플 도출부, 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있으며, 인트라 예측 모드/타입 결정부는 엔트로피 디코딩부(210)에서 획득된 인트라 예측 모드/타입 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출하고, 예측 샘플 도출부는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 상술한 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(265)는 예측 샘플 필터부를 더 포함할 수도 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 예를 들어 MPM(most probable mode)이 상기 현재 블록에 적용되는지 아니면 리메이닝 모드(remaining mode)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(ex. intra_luma_mpm_flag)를 포함할 수 있고, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되는 경우 상기 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들) 중 하나를 가리키는 인덱스 정보(ex. intra_luma_mpm_idx)를 더 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)은 MPM 후보 리스트 또는 MPM 리스트로 구성될 수 있다. 또한, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되지 않는 경우, 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 가리키는 리메이닝 모드 정보(ex. intra_luma_mpm_remainder)를 더 포함할 수 있다. 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 상술한 MIP를 위하여 별도의 MPM 리스트가 구성될 수 있다.
또한, 상기 인트라 예측 타입 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 인트라 예측 타입들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 타입 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), 상기 ISP가 상기 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), 상기 ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들이 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDCP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 현재 블록에 MIP가 적용되는지 여부를 나타내는 MIP 플래그를 포함할 수 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 타입 정보는 본 문서에서 설명한 코딩 방법을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 타입 정보는 truncated (rice) binary code를 기반으로 엔트로피 코딩(ex. CABAC, CAVLC) 코딩을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다.
ACT(Adaptive Color Transform) 개요
ACT(Adaptive Color Transform)는 컬러 컴포넌트간 불필요한 중복을 제거하기 위한 색공간(color space) 변환(conversion) 기술로 HEVC 스크린 컨텐츠 확장 버전에서 활용된 바 있다. 이는 또한 VVC도 적용될 수 있다.
HEVC SCC 확장(HEVC screen content extension)에서, 예측 레지듀얼을 기존의 색공간으로부터 YCgCo 색공간으로 적응적으로 변환하기 위하여 ACT가 사용된 바 있다. 각각의 변환 단위에 대하여 하나의 ACT 플래그를 시그널링 함으로써 두개의 색공간 중 하나의 색공간이 선택적으로 선택될 수 있다.
예를들어, 플래그의 제 1 값(e.g. 1)은 변환 단위의 레지듀얼이 오리지널 색공간으로 부호화 되어있음을 나타낼 수 있다. 플래그의 제 2 값(e.g. 1)은 변환 단위의 레지듀얼이 YCgCo 색공간으로 부호화 되어있음을 나타낼 수 있다.
도 19는 ACT를 적용한 복호화 과정의 일 실시 예를 도시하는 도면이다. 도 19의 실시 예에서, 움직임 보상 예측(motion compensated prediction)은 본 개시에서의 인터 예측에 대응될 수 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 복원 픽처(또는 복원 블록, 복원 샘플 배열, 복원 샘플(들), 복원된 시그널)는 예측 출력값 및 레지듀얼 출력값에 기반하여 생성될 수 있다. 여기서 레지듀얼 출력값은 역변환 출력값일 수 있다. 여기서 역변환은 정규 역변환일 수 있다. 여기서 정규 역변환은 MTS 기반 역변환 또는 역 LFNST(low frequency non-seperable transform)일 수 있다.
여기서 예측 출력값은 예측 블록, 예측 샘플 배열, 예측 샘플(들) 또는 예측 신호일 수 있고, 레지듀얼 출력값은 레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 배열, 레지듀얼 샘플(들) 또는 레지듀얼 신호일 수 있다.
예를들어, 부호화 장치의 측면에서, ACT 프로세스는 예측 샘플들에 기반하여 유도된 레지듀얼 샘플들에 대하여 수행될 수 있다. 그리고 ACT 프로세스의 출력값은 정규 변환 프로세스의 입력으로 제공될 수 있다. 여기서 정규 변환 프로세스는 MTS 기반 변환 또는 LFNST일 수 있다.
(역)ACT에 관한 정보(파라미터)는 부호화 장치에 의하여 생성되고 부호화될 수 있다 그리고, 비트스트림의 형태로 복호화 장치로 전송될 수 있다.
복호화 장치는 (역)ACT 관련 정보(파라미터)를 획득하고, 파싱하고, 복호화할 수 있으며, (역)ACT에 관련된 정보(파라미터)에 기반하여 역 ACT를 수행할 수 있다.
역 ACT에 기반하여, (수정된) 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)이 유도될 수 있다. 예를들어, 양자화된 (변환)계수들에 역 양자화를 적용함으로써 (변환)계수들이 유도될 수 있다. 그리고, (변환) 계수들에 역 변환을 수행함으로써 레지듀얼 샘플들이 유도될 수 있다. 그리고, 레지듀얼 샘플들에 역ACT를 적용함으로써 (수정된) 잔차 샘플들이 획득될 수 있다. (역)ACT에 관한 정보(파라미터)는 뒤에서 자세히 설명된다.
일 실시 예에서, HEVC에서 사용되는 코어 변환 함수가 색공간 변환을 위한 코어 변환 함수(변환 커널)로 사용될 수 있다. 예를들어, 아래의 수학식과 같은 정방향 변환 및 역방향 변환을 위한 행렬이 사용될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000001
[수학식 2]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000002
여기서, C0, C1 및 C2는 G, B, R에 대응될 수 있다. 여기서 G는 녹색(green) 색상 성분, B는 파랑(Blue) 색상 성분, R은 빨강(Red) 색상 성분이다. 그리고 C0', C1' 및 C2'는 Y, Cg, Co에 대응될 수 있다. 여기서, Y는 휘도, Cg는 녹색 색차, Co는 주황색 색차 성분이다.
더하여, 색 변환 이전 및 이후 레지듀얼의 동적 범위 변화를 보상하기 위하여, 변환 레지듀얼에 (-5, -5, -3)만큼의 QP 조정이 적용될 수 있다. QP 조정의 상세한 사항은 후술된다.
한편, 일 실시 예에 따른 부호화 및 복호화 과정에서, ACT가 적용될 수 있는 경우 아래와 같은 제한이 적용될 수 있다.
- 듀얼 트리 부호화/복호화의 경우 ACT가 불활성화 된다. 예를들어, ACT는 싱글 트리 부호화/복호화에 대하여만 적용될 수 있다.
- ISP 부호화 및 복호화가 적용되는 경우 ACT는 불활성화될 수 있다.
- BDPCM이 적용된 크로마 블록에 대하여, 경우 ACT는 불활성화 될 수 있다. BDPCM이 적용된 루마 블록에 대하여만 ACT가 활성화 될 수 있다.
- ACT의 적용이 가능한 경우, CCLM은 불활성화될 수 있다.
도 20은 ACT에 관련된 신택스 요소가 시그널링 되는 시퀀스 파라미터셋 신택스 테이블의 일 실시예를 도시하는 도면이다.
도 21 내지 도 27은 ACT에 관련된 신택스 요소가 시그널링 되는 부호화 단위의 신택스 테이블의 일 실시예를 연속적으로 도시하는 도면이다.
도 20에 도시된 바와 같이, 복호화 과정에서 ACT가 활성화되는지 여부를 나타내는 ACT 활성화 플래그로 sps_act_enabled_flag(2010)가 사용될 수 있다.
sps_act_enabled_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 ACT가 사용되지 않으며, 부호화 단위에서 ACT의 적용여부를 나타내는 플래그 cu_act_enabled_flag(2110, 2710)가 부호화 단위에 대한 신택스에서 제공되지 않음을 나타낼 수 있다.
sps_act_enabled_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 ACT가 사용될 수 있으며, cu_act_enabled_flag가 부호화 단위에 대한 신택스에서 제공될 수 있음을 나타낼 수 있다.
sps_act_enabled_flag가 비트스트림에서 획득되지 않는 경우, sps_act_enabled_flag의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 유도될 수 있다.
또한, 도 21에 도시된 바와 같이, 현재 부호화 단위의 레지듀얼이 YCgCo 색공간에서 부호화되었는지를 나타내는 ACT 플래그로 cu_act_enabled_flag(2110, 2710)가 사용될 수 있다.
cu_act_enabled_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 현재 부호화 단위의 레지듀얼이 오리지널 색공간에서 부호화 되었음을 나타낼 수 있다. cu_act_enabled_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 현재 부호화 단위의 레지듀얼이 YCgCo 색공간에서 부호화되었음을 나타낼 수 있다.
cu_act_enabled_flag가 비트스트림에서 제공되지 않는 경우, 이는 제1값(e.g. 0)으로 유도될 수 있다. 여기서 오리지널 색공간은 RGB 색공간일 수 있다.
ACT QP 오프셋을 이용한 변환 단위의 QP 유도 방법
일 실시 예에서, 변환 계수에 대한 스케일링 프로세스에서 양자화 파라미터의 유도 프로세스와 Qp 갱신 프로세스가 아래와 같이 수행될 수 있다. 예를들어, 양자화 파라미터 유도 프로세스가 아래의 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다.
- 현재 픽처의 좌상단 루마 샘플에 대한 현재 부호화 블록의 좌상단 루마 샘플의 상대 좌표를 나타내는 루마 좌표(xCb,　yCb),
- 현재 부호화 블록의 너비를 루마 샘플 단위로 나타내는 변수 cbWidth,
- 현재 부호화 블록의 높이를 루마 샘플 단위로 나타내는 변수 cbHeight
- 현재 부호화 트리 노드를 분할하기 위하여 싱글 트리(SINGLE_TREE) 또는 듀얼 트리가 사용되었는지 여부를 나타내며, 듀얼트리가 사용되는 경우, 루마 성분 듀얼 트리(DAUL_TREE_LUMA)인지 또는 크로마 성분 듀얼 트리(DAUL_TREE_CHROMA)인지를 나타내는 변수 treeType
본 프로세스에서, 루마 양자화 파라미터 Qp'Y 및 크로마 양자화 파라미터 Qp'Cb, Qp'Cr 및 Qp'CbCr이 유도될 수 있다.
변수 루마 위치(xQg, yQg)는 현재 픽처의 좌상단 샘플에 대응되는 현재 양자화 그룹의 좌상단 루마 샘플의 위치를 나타낼 수 있다. 여기서, 수평(horizontal) 위치 xQg 및 수직(vertical) 위치 yQg는 각각 변수 CuQgTopLeftX 및 변수 CuQgTopLeftY 의 값과 동일하게 설정될 수 있다. CuQgTopLeftX 및 CuQgTopLeftY는 도 28과 같은 부호화 트리 신택스(coding tree syntax)에서 소정의 값으로 정의될 수 있다.
여기서, 현재 양자화 그룹은 부호화 트리 블록 내 사각 영역일 수 있으며, 동일한 qPY_PRED 값을 공유할 수 있다. 이의 너비 및 높이는 좌상단 루마 샘플위치가 CuQgTopLeftX 및 CuQgTopLeftY로 각각 할당되는 부호화 트리 노드의 너비 및 높이와 같을 수 있다.
treeType이 SINGLE_TREE 또는 DUAL_TREE_LUMA인 경우, 루마 양자화 파라미터 예측값 qPY_PRED는 아래의 단계와 같이 유도될 수 있다.
1. 변수 qPY_PRED는 아래와 같이 유도된다.
(조건 1) 이하의 조건 중 어느 하나가 참인 경우, qPY_PRED의 값은 SliceQpY와 동일한 값으로 설정될 수 있다(여기서, SliceQpY는 픽처내 모든 슬라이스에 대한 양자화 파라미터 QpY의 초기값을 나타내며, 이는 비트스트림으로부터 획득될 수 있다). 그렇지 않으면, qPY_PRED의 값은 복호화 순서에 따른 직전 양자화 그룹의 마지막 루마 부호화 단위의 루마 양자화 파라미터 QpY의 값으로 설정될 수 있다.
- (조건 1-1) 현재 양자화 그룹이 슬라이스에서의 첫 양자화 그룹인 경우
- (조건 1-2)현재 양자화 그룹이 타일에서의 첫 양자화 그룹인 경우
- (조건 1-3)현재 양자화 그룹이 타일에서의 CTB 행에서의 첫 양자화 그룹이고, 소정의 동기화가 발생하는 경우(e.g. entropy_coding_sync_enabled_flag의 값이 1인 경우)
2. 변수 qPY_A의 값은 아래와 같이 유도될 수 있다.
(조건 2)아래의 조건 중 적어도 하나가 참인 경우, qPY_A의 값은 qPY_PRED의 값으로 설정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, qPY_A의 값은 루마 샘플위치 (xQg-1, yQg)를 커버하는 루마 부호화 블록을 포함하는 부호화 단위의 루마 양자화 파라미터 QpY 의 값으로 설정될 수 있다.
- (조건 2-1) 샘플 위치 (xCb, yCb)로 식별되는 블록에 대하여 샘플 위치 (　xQg　-　1,　yQg　)로 식별되는 블록이 가용 이웃 블록이 아닌 경우,
- (조건 2-2) 루마 샘플 위치 ( xQg - 1, yQg )를 커버하는 루마 부호화 블록을 포함하는 CTB가 루마 샘플 위치 (xCb, yCb)에서의 현재 루마 부호화 블록을 포함하는 CTB와 동일하지 않은 경우, 예를들어, 이하의 모든 조건이 참인 경우
- (조건 2-2-1) ( xQg - 1 ) >> CtbLog2SizeY의 값이 ( xCb ) >> CtbLog2SizeY와 상이함
- (조건 2-2-2) ( yQg ) >> CtbLog2SizeY의 값이 ( yCb ) >> CtbLog2SizeY와 상이함
3. 변수 qPY_B의 값은 아래와 같이 유도될 수 있다.
(조건 3)아래의 조건 중 적어도 하나가 참인 경우, qPY_B의 값은 qPY_PRED의 값으로 설정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, qPY_B의 값은 루마 샘플위치 (xQg, yQg-1)를 커버하는 루마 부호화 블록을 포함하는 부호화 단위의 루마 양자화 파라미터 QpY 의 값으로 설정될 수 있다.
- (조건 3-1) 샘플 위치 (xCb, yCb)로 식별되는 블록에 대하여 샘플 위치 (　xQg,　yQg-1　)로 식별되는 블록이 가용 이웃 블록이 아닌 경우,
- (조건 3-2) 루마 샘플 위치 ( xQg, yQg- 1)를 커버하는 루마 부호화 블록을 포함하는 CTB가 루마 샘플 위치 (xCb, yCb)에서의 현재 루마 부호화 블록을 포함하는 CTB와 동일하지 않은 경우, 예를들어, 이하의 모든 조건이 참인 경우
- (조건 3-2-1) ( xQg ) >> CtbLog2SizeY의 값이 ( xCb ) >> CtbLog2SizeY와 상이함
- (조건 3-2-2) ( yQg - 1 ) >> CtbLog2SizeY의 값이 ( yCb ) >> CtbLog2SizeY와 상이함
4. 루마 양자화 파라미터 예측값 qPY_PRED는 아래와 같이 유도될 수 있다.
이하의 조건이 모두 참인 경우, qPY_PRED는 루마 샘플 위치 (　xQg,　yQg　-　1　)를 커버하는 루마 부호화 블록을 포함하는 부호화 단위의 루마 양자화 파라미터 QpY로 설정될 수 있다.
- (조건 3-1) 샘플 위치 (xCb, yCb)로 식별되는 블록에 대하여 샘플 위치 (　xQg,　yQg-1　)로 식별되는 블록이 가용 이웃 블록인 경우
- 현재 양자화 그룹이 타일 내 CTB 행에서의 첫 양자화 그룹인 경우
한편, 상기 조건이 모두 참이 아닌 경우, qPY_PRED는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 3]
qPY_PRED　=　(　qPY_A　+　qPY_B　+　1　) >> 1
변수 QpY 는 아래의 수학식에 따라 유도될 수 있다.
[수학식 4]
QpY = (　(　qPY_PRED　+　CuQpDeltaVal　+　64　+　2　*　QpBdOffset　)　%　(　64　+　QpBdOffset　)　)　-　QpBdOffset
여기서, CuQpDeltaVal은 부호화 단위에 대한 루마 양자화 파라미터와 이의 예측값 사이의 차분을 나타낸다. 이의 값은 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. QpBdOffset은 루마 및 크로마 양자화 파라미터 범위 오프셋을 나타낸다. QpBdOffset은 소정의 상수로 미리 설정되거나, 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예를들어, QpBdOffset은 루마 또는 크로마 샘플의 비트 뎁스를 나타내는 신택스 요소의 값에 소정의 상수를 곱함으로써 계산될 수 있다. 루마 양자화 파라미터 Qp′Y 는 아래의 수학식에 따라 유도될 수 있다.
[수학식 5]
Qp′Y = QpY　+　QpBdOffset
크로마 배열의 타입을 나타내는 변수 ChromaArrayType의 값이 제 1 값(e.g. 0)이 아니고, treeType이 SINGLE_TREE 또는 DUAL_TREE_CHROMA인 경우, 이하의 처리가 수행될 수 있다.
- treeType의 값이 DUAL_TREE_CHROMA인 경우, 변수 QpY의 값은 루마 샘플 위치 (　xCb　+　cbWidth　/　2,　yCb　+　cbHeight　/　2　)를 커버하는 루마 부호화 단위의 루마 양자화 파라미터 QpY와 동일한 값으로 설정될 수 있다.
- 변수 qPCb, qPCr 및 qPCbCr 가 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 6]
qPChroma　=　Clip3(　-QpBdOffset,　63,　QpY　)
qPCb　=　ChromaQpTable[　0　][　qPChroma　]
qPCr　=　ChromaQpTable[　1　][　qPChroma　]
qPCbCr　=　ChromaQpTable[　2　][　qPChroma　]
Cb 및 Cr 성분을 위한 크로마 양자화 파라미터 Qp′Cb 및 Qp′Cr와 Cb-Cr 공동 부호화(joint Cb-Cr coding)을 위한 크로마 양자화 파라미터 Qp′CbCr는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 7]
Qp′Cb　=　 Clip3(　-QpBdOffset,　63,　qPCb　+　pps_cb_qp_offset　+　slice_cb_qp_offset　+　CuQpOffsetCb　) +　QpBdOffset
Qp′Cr　=　Clip3(　-QpBdOffset,　63,　qPCr　+　pps_cr_qp_offset　+　slice_cr_qp_offset　+　CuQpOffsetCr　)　+　QpBdOffset
Qp′CbCr　=　Clip3(　-QpBdOffset,　63,　qPCbCr　+　pps_joint_cbcr_qp_offset　+　slice_joint_cbcr_qp_offset　+CuQpOffsetCbCr　)　+　QpBdOffset
상기 수학식에서, pps_cb_qp_offset, pps_cr_qp_offset은 Qp'Cb와 Qp'Cr을 유도하기 위하여 사용되는 오프셋으로, 픽처 파라미터 셋에 대한 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. slice_cb_qp_offset　및 slice_cr_qp_offset은 Qp'Cb와 Qp'Cr을 유도하기 위하여 사용되는 오프셋으로, 슬라이스 헤더에 대한 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. CuQpOffsetCb 및 CuQpOffsetCr은 Qp'Cb와 Qp'Cr을 유도하기 위하여 사용되는 오프셋으로, 변환 단위에 대한 비트스트림으로부터 획득될 수 있다.
또한, 예를들어, 변환 계수에 대한 역양자화 프로세스가 아래의 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다.
- 현재 픽처의 좌상단 루마 샘플에 대한 현재 루마 변환 블록의 좌상단 샘플의 상대 좌표를 나타내는 루마 좌표(xTbY,　yTbY)
- 변환 블록의 너비를 나타내는 변수 nTbW
- 변환 블록의 높이를 나타내는 변수 nTbH
- 현재 블록의 컬러 성분을 나타내는 변수 cIdx
본 프로세스의 출력은 스케일된 변환 계수들의 배열 d일 수 있다. 여기서, 배열 d의 크기는 (nTbW)x(nTbH)일 수 있다. 이를 구성하는 개별 요소는 d[x][y]로 식별될 수 있다.
이를 위하여, 양자화 파라미터 qP는 다음과 같이 유도될 수 있다. cIdx의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 8]
qP = Qp′Y
그렇지 않은 경우, TuCResMode[　xTbY　][　yTbY　] 의 값이 2인 경우, 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 9]
qP = Qp′CbCr
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 10]
qP = Qp′Cb
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 11]
qP = Qp′Cr
그후, 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다. 그리고, 변수 rectNonTsFlag 및 bdShift는 다음과 같이 유도될 수 있다. 예를들어, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우(e.g. 현재 변환 블록에 대하여 변환이 스킵되지 않는 경우), 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 12]
qP = qP - ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] 5 : 0 )
rectNonTsFlag = 0
bdShift = 10
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우(e.g. 현재 변환 블록에 대하여 변환이 스킵되는 경우), 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 13]
qP = Max(　QpPrimeTsMin, qP　) - ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? 5 : 0 )
rectNonTsFlag = ( (　(　Log2(　nTbW　)　+　Log2(　nTbH　)　)　&　1　)　　=　=　　1
bdShift = BitDepth　+　(　rectNonTsFlag　　?　　1　　:　　0　)　+ (　(　Log2(　nTbW　)　+　Log2(　nTbH　)　)　/　2　)　-　　+　pic_dep_quant_enabled_flag
여기서, QpPrimeTsMin은 변환 스킵 모드가 적용되는 경우 허용되는 최소 양자화 파라미터 값을 나타낼 수 있다. 이는 소정의 상수로 결정되거나, 이에 관한 비트스트림의 신택스 요소로부터 유도될 수 있다.
여기서, 서픽스 Y, Cb, Cr은 RGB 색모델에서의 G, B, R 색상 성분을 나타내거나, YCgCo 색모델에서의 Y, Cg, Co 색상 성분을 나타낼 수 있다.
BDPCM(Block Difference Pulse Code Modulation) 개요
일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 레지듀얼 신호의 차분 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 신호에 대하여 예측 신호를 감산함으로써 레지듀얼 신호를 부호화 할 수 있고, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 레지듀얼 신호에 예측 신호를 가산함으로써 레지듀얼 신호를 복호화 할 수 있다. 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 후술하는 BDPCM을 적용함으로써 레지듀얼 신호의 차분 부호화를 수행할 수 있다.
본 개시에 따른 BDPCM은 양자화된 레지듀얼 도메인(quantized residual domain)에서 수행될 수 있다. 양자화된 레지듀얼 도메인은 양자화된 레지듀얼 신호(또는 양자화된 레지듀얼 계수)를 포함할 수 있으며, BDPCM을 적용하는 경우, 양자화된 레지듀얼 신호에 대한 변환은 스킵될 수 있다. 예를 들어, BDPCM을 적용하는 경우, 레지듀얼 신호에 대해 변환이 스킵되고 양자화가 적용될 수 있다. 또는 양자화된 레지듀얼 도메인은 양자화된 변환 계수들을 포함할 수 있다.
BDPCM이 적용되는 일 일시 예에서, 영상 부호화 장치는 인트라 예측 모드로 예측된 현재 블록의 레지듀얼 블록을 유도하고, 레지듀얼 블록을 양자화하여 레지듀얼 블록을 유도할 수 있다. 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대해 레지듀얼 신호의 차분 부호화 모드가 수행되는 경우, 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도할 수 있다. 그리고, 영상 부호화 장치는 레지듀얼 신호의 차분 부호화 모드를 나타내는 차분 부호화 모드 정보와 상기 수정된 레지듀얼 블록을 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다.
보다 상세히, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 예측된 샘플들을 포함하는 예측된 블록(예측 블록)은 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 이 때, 인트라 예측을 수행하기 위한 인트라 예측 모드는 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있고, 후술하는 BDPCM의 예측 방향에 기반하여 유도될 수도 있다. 또한, 이 때 인트라 예측 모드는 수직 예측 방향 모드 또는 수평 예측 방향 모드 중 하나로 결정될 수 있다. 예컨대, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수평 예측 방향 모드로 결정되고, 현재 블록의 예측 블록은 수평 방향의 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 또는, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향인 경우, 인트라 예측 모드는 수직 예측 방향 모드로 결정되고, 현재 블록의 예측 블록은 수직 방향의 인트라 예측에 의해 생성될 수 있다. 수평 방향의 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 좌측에 인접한 픽셀의 값이 현재 블록의 해당 로우(row)에 포함된 샘플들의 예측된 샘플 값으로 결정될 수 있다. 수직 방향의 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 상단에 인접한 픽셀의 값이 현재 블록의 해당 칼럼(column)에 포함된 샘플들의 예측 샘플 값으로 결정될 수 있다. 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 방법은 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에서 동일하게 수행될 수 있다.
현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 현재 블록으로부터 상기 예측 블록을 감산함으로써 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 레지듀얼 블록을 양자화한 후, 양자화된 레지듀얼 샘플과 해당 양자화된 레지듀얼 샘플의 예측자(predictor)와의 차이값(difference 또는 delta)을 부호화할 수 있다. 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 복원된 차이값과 예측자에 기반하여 현재 블록의 양자화된 레지듀얼 샘플을 획득함으로써 현재 블록의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 이후, 영상 복호화 장치는 양자화된 레지듀얼 블록을 역양자화한 후, 상기 예측 블록과 더함으로서 현재 블록을 복원할 수 있다.
도 29는 본 개시에 따라 BDPCM의 레지듀얼 샘플을 부호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 29의 레지듀얼 블록(residual block)은 영상 부호화 장치가 현재 블록으로부터 예측 블록을 감산함으로써 생성될 수 있다. 도 29의 양자화된 레지듀얼 블록(quantized residual block)은 영상 부호화 장치가 상기 레지듀얼 블록을 양자화함으로써 생성될 수 있다. 도 29에 있어서, ri, j는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 레지듀얼 샘플의 값을 나타낸다. 현재 블록의 크기가 MxN 일 때, i값은 0 이상 M-1 이하일 수 있다. 또한, j값은 0 이상 N-1 이하일 수 있다. 예를들어, 레지듀얼은 원본 블록과 예측 블록의 차분을 나타낼 수 있다. 예컨대, ri, j는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 원본 샘플의 값으로부터 예측 샘플의 값을 차감함으로써 도출될 수 있다. 예를들어, ri, j는, 상단 또는 좌측 경계 샘플로부터의 필터링되지 않은 샘플을 이용한, 좌측 이웃 픽셀의 값을 예측 블록을 가로지르는 라인을 따라 복사하는 수평 인트라 예측 또는 상단 이웃 라인을 예측 블록의 개별 라인으로 복사하는 수직 인트라 예측을 수행한 후의 예측 레지듀얼일 수 있다.
도 29에 있어서, Q(ri, j)는 현재 블록내 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값을 나타낸다. 예를들어, Q(ri, j)는 ri, j의 양자화된 값을 나타낼 수 있다.
BDPCM의 예측은 도 29의 양자화된 레지듀얼 샘플들에 대해 수행되어, 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들(modified quantized residual samples) r'을 포함하는 MxN 크기의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록(modified quantized residual block) R'이 생성될 수 있다.
BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 현재 블록내 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값(r'i, j)은 아래의 수학식과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 14]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000003
상기 수학식 14와 같이, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, (0, j) 좌표의 r'0, j 값은 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(r0, j)이 그대로 할당된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 r'i, j 값은 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)과 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)의 차이값으로 유도된다. 즉, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 부호화하는 대신에 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)을 예측값으로 이용하여 계산된 차이값을 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플 값(r'i, j)으로 유도한 후, r'i, j 값을 부호화한다.
BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 현재 블록내 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값(r'i, j)은 아래의 수학식과 같이 계산될 수 있다.
[수학식 15]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000004
상기 수학식 15과 같이, BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, (i, 0) 좌표의 r'i, 0 값은 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, 0)이 그대로 할당된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 r'i, j 값은 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)과 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)의 차이값으로 유도된다. 즉, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 부호화하는 대신에 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)을 예측값으로 이용하여 계산된 차이값을 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플 값(r'i, j)으로 유도한 후, r'i, j 값을 부호화한다.
전술한 바와 같이, 인접한 양자화된 레지듀얼 샘플 값을 예측값으로 이용하여 현재 양자화된 레지듀얼 샘플 값을 수정하는 과정을 BDPCM 예측이라고 호칭할 수 있다.
최종적으로, 영상 부호화 장치는 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들을 포함하는 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 부호화하여 영상 복호화 장치에 전송할 수 있다. 이 때, 전술한 바와 같이, 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대한 변환은 수행되지 않는다.
도 30은 본 개시의 BDPCM을 수행하여 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 30에서 Horizontal BDPCM은 BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 상기 수학식 14에 따라 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다. 또한, Vertical BDPCM은 BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 상기 수학식 15에 따라 생성된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 나타낸다.
도 31은 영상 부호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 부호화하는 절차를 도시한 흐름도이다.
먼저 부호화 대상 블록인 현재 블록이 입력되면(S3110), 현재 블록에 대해 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다(S3120). 단계 S3120의 예측 블록은 인트라 예측된 블록일 수 있으며, 인트라 예측 모드는 전술한 바와 같이 결정될 수 있다. 단계 S3120에서 생성된 예측 블록에 기반하여 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다(S3130). 예컨대, 영상 부호화 장치는 현재 블록(원본 샘플의 값)으로부터 예측 블록(예측된 샘플의 값)을 차감함으로써 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플의 값)을 생성할 수 있다. 예컨대, 단계 S3130의 수행에 의해, 도 29의 레지듀얼 블록이 생성될 수 있다. 단계 S3130에서 생성된 레지듀얼 블록에 대해 양자화를 수행하여(S3140), 양자화된 레지듀얼 블록이 생성되고, 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 BDPCM 예측이 수행될 수 있다(S3150). 단계 S3140의 수행 결과 생성된 양자화된 레지듀얼 블록은 도 29의 양자화된 레지듀얼 블록일 수 있으며, 단계 S3150의 BDPCM 예측 결과, 예측 방향에 따라 도 30의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록이 생성될 수 있다. 단계 S3150의 BDPCM 예측은 도 29 내지 도 30을 참조하여 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다. 이후 영상 부호화 장치는 수정된 양자화된 레지듀얼 블록을 부호화하여(S3160) 비트스트림을 생성할 수 있다. 이 때, 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대한 변환은 스킵될 수 있다.
도 29 내지 도 31을 참조하여 설명된 영상 부호화 장치에서의 BDPCM 동작은 영상 복호화 장치에서 역으로 수행될 수 있다.
도 32는 영상 복호화 장치에서 BDPCM을 적용하여 현재 블록을 복원하는 절차를 도시한 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록의 복원에 필요한 정보(영상 정보)를 획득할 수 있다(S3210). 현재 블록의 복원에 필요한 정보는 현재 블록의 예측에 관한 정보(예측 정보), 현재 블록의 레지듀얼에 관한 정보(레지듀얼 정보) 등을 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 현재 블록에 대한 정보에 기반하여 현재 블록에 대해 예측을 수행하고, 예측 블록을 생성할 수 있다(S3220). 현재 블록에 대한 예측은 인트라 예측일 수 있으며, 구체적인 설명은 도 31을 참조하여 설명한 바와 동일하다. 도 32에서 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계(S3220)는 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성하는 단계 S3230 내지 S3250에 선행하여 수행되는 것으로 도시되었다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 현재 블록의 레지듀얼 블록이 생성된 이후에 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수도 있다. 또는 현재 블록의 레지듀얼 블록과 현재 블록의 예측 블록은 동시에 생성될 수도 있다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록의 레지듀얼 정보를 파싱함으로써, 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다(S3230). 단계 S3230에서 생성된 레지듀얼 블록은 도 30에 도시된 수정된 양자화된 레지듀얼 블록일 수 있다.
영상 복호화 장치는 도 30의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 BDPCM 예측을 수행하여(S3240) 도 29의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. 단계 S3240의 BDPCM 예측은 도 30의 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 도 29의 양자화된 레지듀얼 블록을 생성하는 절차이므로, 영상 부호화 장치에서 수행되는 단계 S3150의 역과정에 대응될 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 모드 정보(e.g. bdpcm_flag)가 BDPCM이 적용됨에 따라 레지듀얼 계수의 차분 부호화가 수행되는 차분 부호화 모드를 나타내면, 레지듀얼 블록에 대해 차분 부호화를 수행하여 수정된 레지듀얼 블록을 유도할 수 있다. 영상 복호화 장치는 수정 대상 레지듀얼 계수와 예측 레지듀얼 계수를 이용하여, 레지듀얼 블록 내 레지듀얼 계수들 중 적어도 하나의 수정 대상 레지듀얼 계수를 수정할 수 있다. 상기 예측 레지듀얼 계수는 상기 비트스트림으로부터 획득된 차분 부호화 방향 정보(e.g. bdpcm_dir_flag)가 나타내는 예측 방향에 기반하여 결정될 수 있다. 차분 부호화 방향 정보는 수직 방향 및 수평 방향 중 어느 한 방향을 나타낼 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 수정 대상 레지듀얼 계수와 상기 예측 레지듀얼 계수를 더한 값을 상기 수정 대상 레지듀얼 계수의 위치에 할당할 수 있다. 여기서, 예측 레지듀얼 계수는 상기 예측 방향에 따른 순서 상, 상기 수정 대상 레지듀얼 계수의 직전에 인접한 계수일 수 있다.
이하, 영상 복호화 장치에서 수행되는 단계 S3240의 BDPCM 예측에 대해 아래에서 보다 상세히 설명한다. 복호화 장치는 앞서 부호화 장치가 수행한 계산을 역으로 수행함으로써 양자화된 레지듀얼 샘플 Q(ri, j)를 계산할 수 있다. 예를들어, BDPCM의 예측 방향이 수평 방향일 때, 영상 복호화 장치는 수학식 16을 이용하여 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.
[수학식 16]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000005
수학식 16에 규정된 바와 같이, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)은 (0, j) 좌표부터 (i, j) 좌표까지의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들의 값들을 합산함으로써 계산될 수 있다.
또는, 상기 수학식 16 대신에 수학식 17을 이용하여 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 계산할 수 있다.
[수학식 17]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000006
상기 수학식 17은 수학식 14에 대응되는 역과정이다. 상기 수학식 17에 따르면, (0, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(r0, j)은 (0, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'0, j으로 유도된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 Q(ri, j)은 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, j과 (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)의 합으로 유도된다. 즉, (i-1, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri-1, j)을 예측값으로 이용하여 차이값 r'i, j을 합산함으로써 양자화된 레지듀얼 샘플 값 Q(ri, j)가 유도될 수 있다.
BDPCM의 예측 방향이 수직 방향일 때, 영상 복호화 장치는 수학식 18를 이용하여 수정된 양자화된 레지듀얼 블록으로부터 양자화된 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다.
[수학식 18]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000007
수학식 18에 규정된 바와 같이, (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)은 (i, 0) 좌표부터 (i, j) 좌표까지의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플들의 값들을 합산함으로써 계산될 수 있다.
또는, 상기 수학식 18 대신에 수학식 19을 이용하여 (i, j) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j)을 계산할 수 있다.
[수학식 19]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000008
상기 수학식 19은 수학식 15에 대응되는 역과정이다. 상기 수학식 19에 따르면, (i, 0) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, 0)은 (i, 0) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, 0으로 유도된다. 그 밖의 (i, j) 좌표의 Q(ri, j)은 (i, j) 좌표의 수정된 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 r'i, j과 (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)의 합으로 유도된다. 즉, (i, j-1) 좌표의 양자화된 레지듀얼 샘플의 값 Q(ri, j-1)을 예측값으로 이용하여 차이값 r'i, j을 합산함으로써 양자화된 레지듀얼 샘플 값 Q(ri, j)가 유도될 수 있다.
전술한 방법에 의해 단계 S3240을 수행하여 양자화된 레지듀얼 샘플들로 구성된 양자화된 레지듀얼 블록이 생성되면, 영상 복호화 장치는 양자화된 레지듀얼 블록에 대해 역양자화를 수행함으로써(S3250), 현재 블록의 레지듀얼 블록을 생성할 수 있다. BDPCM이 적용되는 경우, 전술한 바와 같이 현재 블록에 대한 변환은 스킵되므로, 역양자화된 레지듀얼 블록에 대한 역변환은 스킵될 수 있다.
이후, 영상 복호화 장치는 단계 S3220에서 생성된 예측 블록과 단계 S3250에서 생성된 레지듀얼 블록에 기반하여 현재 블록을 복원할 수 있다(S3260). 예컨대, 영상 복호화 장치는 예측 블록(예측된 샘플의 값)과 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플의 값)을 더함으로써 현재 블록(복원 샘플의 값)을 복원할 수 있다. 예를들어, 인트라 블록 예측 값에 역양자화된 양자화된 샘플 Q-1(Q(ri,j))이 더해짐으로써 복원된 샘플 값을 생성할 수 있다.현재 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 지시하는 차분 부호화 모드 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 또한, 현재 블록에 BDPCM이 적용되는 경우, BDPCM의 예측 방향을 지시하는 차분 부호화 방향 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 현재 블록에 BDPCM이 적용되지 않는 경우, 상기 차분 부호화 방향 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
도 33 내지 도 35는 BDPCM에 관한 정보를 시그널링 하기 위한 신택스를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 33은 BDPCM 정보를 시그널링 하기 위한 일 실시 예에 따른 시퀀스 파라미터 셋의 신택스를 도시하는 도면이다. 일 실시 예에서, 시간적 아이디(TemporalId)로 0을 가진 적어도 하나의 엑세스 유닛(access unit; AU)에 포함되거나, 외부 수단을 통해 제공된, 모든 SPS RBSP는 복호화 과정에서 그가 참조되기 이전에 사용될 수 있도록 설정될 수 있다. 그리고, SPS RBSP를 포함하는 SPS NAL 유닛은 이를 참조하는 PPS NAL 유닛의 nuh_layer_id와 동일한 nuh_layer_id를 가지도록 설정될 수 있다. CVS에 있어서, 특정한 sps_seq_parameter_set_id 값을 가진 모든 SPS NAL 유닛은 동일한 컨텐츠를 가지도록 설정될 수 있다. 도 33의 seq_parameter_set_rbsp() 신택스에는 전술한 sps_transform_skip_enable_flag와, 후술하는 sps_bdpcm_enabled_flag가 개시되어 있다.
신택스 요소 sps_bdpcm_enabled_flag는 인트라 코딩 유닛에 대하여 intra_bdpcm_flag가 CU 신택스에서 제공되는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, sps_bdpcm_enabled_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 인트라 코딩 유닛에 대하여 intra_bdpcm_flag가 CU 신택스에서 제공되지 않음을 나타낼 수 있다. sps_bdpcm_enabled_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 인트라 코딩 유닛에 대하여 intra_bdpcm_flag가 CU 신택스에서 제공될 수 있음을 나타낼 수 있다. 한편, sps_bdpcm_enabled_flag가 제공되지 않는 경우, sps_bdpcm_enabled_flag의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 설정될 수 있다.
도 34는 BDPCM에 대한 제한이 적용되는지 여부를 시그널링하는 신택스의 일 실시 예를 도시하는 도면이다. 일 실시 예에서, 부호화/복호화 과정에서의 소정의 제한 조건이 general_constraint_info() 신택스를 이용하여 시그널링될 수 있다. 도 34의 신택스를 이용하여, 전술한 sps_bdpcm_enabled_flag의 값이 0으로 설정되어야 하는지를 나타내는 신택스 요소 no_bdpcm_constraint_flag가 시그널링될 수 있다. 예를들어, no_bdpcm_constraint_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 이와 같은 제한이 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. no_bdpcm_constraint_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)인 경우, sps_bdpcm_enabled_flag의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 강제될 수 있다.
도 35는 부호화 유닛에 대하여 BDPCM에 대한 정보를 시그널링하는 coding unit() 신택스의 일 실시 예를 도시하는 도면이다. 도 35에 도시된 바와 같이, coding_unit() 신택스를 이용하여, 신택스 요소 intra_bdpcm_flag와 intra_bdpcm_dir_flag가 시그널링될 수 있다.신택스 요소 intra_bdpcm_flag는 (x0, y0)에 위치하는 현재 루마 부호화 블록에 BDPCM이 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다.
예를들어, intra_bdpcm_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 현재 루마 부호화 블록에 BDPCM이 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. intra_bdpcm_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 현재 루마 부호화 블록에 BDPCM이 적용됨을 나타낼 수 있다. intra_bdpcm_flag는 BDPCM이 적용됨을 나타냄으로써, 변환이 스킵되는지와 함께 인트라 루마 예측 모드가 후술하는 intra_bdpcm_dir_flag에 의하여 수행되는지 여부를 나타낼 수 있다.
한편, 전술한 변수 BdpcmFlag[　x　][　y　]의 값은, x　=　x0..x0　+　cbWidth　-　1 및 y　=　y0..y0　+　cbHeight　-　1에 대하여, intra_bdpcm_flag의 값으로 설정될 수 있다.
신택스 요소 intra_bdpcm_dir_flag는 BDPCM의 예측 방향을 나타낼 수 있다. 예를 들어, intra_bdpcm_dir_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 BDPCM 예측 방향이 수평 방향임을 나타낼 수 있다. intra_bdpcm_dir_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 BDPCM 예측 방향이 수직 방향임을 나타낼 수 있다.
한편, 변수 BdpcmDir[　x　][　y　]의 값은, x　=　x0 .. x0　+　cbWidth　-　1 및 y　=　y0 .. y0　+　cbHeight　-　1에 대하여, intra_bdpcm_dir_flag의 값으로 설정될 수 있다.
크로마 블록에 대한 인트라 예측
현재 블록에 인트라 예측이 수행되는 경우, 현재 블록의 루마 성분 블록(루마 블록)에 대한 예측 및 크로마 성분 블록(크로마 블록)에 대한 예측이 수행될 수 있으며, 이 경우 크로마 블록에 대한 인트라 예측 모드는 루마 블록에 대한 인트라 예측 모드와 개별적으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 크로마 블록에 대한 인트라 예측 모드는 인트라 크로마 예측 모드 정보를 기반으로 지시될 수 있으며, 상기 인트라 크로마 예측 모드 정보는 intra_chroma_pred_mode 신택스 요소의 형태로 시그널링될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 크로마 예측 모드 정보는 플래너(Planar) 모드, DC 모드, 수직(vertical) 모드, 수평(horizontal) 모드, DM(Derived Mode), CCLM(Cross-component linear model) 모드들 중 하나를 가리킬 수 있다. 여기서, 상기 플래너 모드는 0번 인트라 예측 모드, 상기 DC 모드는 1번 인트라 예측 모드, 상기 수직 모드는 26번 인트라 예측 모드, 상기 수평 모드는 10번 인트라 예측 모드를 나타낼 수 있다. DM은 direct mode라고 불릴 수도 있다. CCLM은 LM(linear model)이라고 불릴 수 있다. CCLM 모드는 L_CCLM, T_CCLM, LT_CCLM 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, DM과 CCLM은 루마 블록의 정보를 이용하여 크로마 블록을 예측하는 종속적인 인트라 예측 모드이다. 상기 DM은 상기 루마 성분에 대한 인트라 예측 모드와 동일한 인트라 예측 모드가 상기 크로마 성분에 대한 인트라 예측 모드로 적용되는 모드를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 CCLM은 크로마 블록에 대한 예측블록을 생성하는 과정에서 루마 블록의 복원된 샘플들을 서브샘플링한 후, 서브샘플링된 샘플들에 CCLM 파라미터인 α 및 β를 적용하여 도출된 샘플들을 상기 크로마 블록의 예측 샘플들로 사용하는 인트라 예측 모드를 나타낼 수 있다.
CCLM(Cross-component linear model) 모드 개요
앞서 설명한 바와 같이, 크로마 블록에는 CCLM 모드가 적용될 수 있다. CCLM 모드는 루마 블록과, 상기 루마 블록에 대응하는 크로마 블록과의 상관성(correlation)을 이용한 인트라 예측 모드로, 루마 블록의 주변 샘플들 및 크로마 블록의 주변 샘플들을 기반으로 선형 모델을 도출하여 수행된다. 그리고, 도출된 선형 모델 및 상기 루마 블록의 복원 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록의 예측 샘플이 도출될 수 있다.
구체적으로, 현재 크로마 블록에 CCLM 모드가 적용되는 경우, 현재 크로마 블록의 인트라 예측에 사용되는 주변 샘플들 및 현재 루마 블록의 인트라 예측에 사용되는 주변 샘플들을 기반으로 선형 모델에 대한 파라미터들이 도출될 수 있다. 예를들어, CCLM을 위한 선형 모델은 아래와 같은 수학식을 기반으로 나타낼 수 있다.
[수학식 20]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000009
여기서, predc(i,j) 는 현재 CU 내 상기 현재 크로마 블록의 (i,j) 좌표의 예측 샘플을 나타낼 수 있다. recL'(i,j)는 상기 CU 내 상기 현재 루마 블록의 (i,j) 좌표의 복원 샘플을 나타낼 수 있다. 예를들어, 상기 recL'(i,j)는 상기 현재 루마 블록의 다운 샘플링(down-sampled)된 복원 샘플을 나타낼 수 있다. 선형 모델 계수 α와 β는 시그널링될 수도 있지만, 주변 샘플로부터 유도될 수도 있다.
레지듀얼의 공동 부호화(조인트 CbCr)
일 실시 예에 따른 부호화/복호화 과정에서 크로마 레지듀얼은 함께 부호화/복호화될 수 있다. 이를 레지듀얼의 공동 부호화라 부를 수 있으며, 조인트 CbCr(Joint CbCr)이라 부를 수도 있다. CbCr의 공동 부호화 모드의 적용(활성화) 여부는 변환 단위 레벨에서 시그널링되는 공동 부호화 모드 시그널링 플래그인 tu_joint_cbcr_residual_flag에 의하여 시그널링될 수 있다. 그리고, 선택된 부호화 모드는 크로마 CBF들에 의하여 유도될 수 있다. 플래그 tu_joint_cbcr_residual_flag는 변환 단위에 대한 적어도 하나의 크로마 CBF의 값이 1인 경우 존재할 수 있다. 정규 크로마 레지듀얼 부호화 모드에 대하여 시그널링되는 통상의 크로마 QP 오프셋 값과 CbCr 공동 부호화 모드를 위한 크로마 QP 오프셋 값 간의 차분을 나타내기 위한 크로마 QP 오프셋 값이 PPS 또는 슬라이스 헤더를 통해 시그널링될 수 있다. 이러한 QP 오프셋 값은 공동 크로마 레지듀얼 부호화 모드를 이용하는 블록들에 대한 크로마 QP 값을 유도하기 위하여 사용될 수 있다.
대응되는 공동 크로마 부호화 모드로 하기 표에서의 모드 2가 변환 단위에 대하여 활성화되어 있는 경우, 해당 변환 단위의 양자화 및 복호화를 수행하는 중에 이의 크로마 QP 오프셋이 대상 루마-유도 크로마 QP(applied luma-derived chroma QP)에 더해질 수 있다.
하기 표에서의 모드 1 및 3과 같은 다른 모드들에 대하여, 크로마 QP는 통상의 Cb 또는 Cr 블록에 대하여 획득되는 방식으로 유도될 수 있다. 이러한 변환 블록으로 부터의 크로마 레지듀얼(resCb 및 resCr)의 복원 프로세스는 아래의 표에 의하여 선택될 수 있다. 본 모드가 활성화되는 경우, 하나의 단독 공동 크로마 레지듀얼 블록(하기 표에서의 resJointC[x][y])가 시그널링 되고, Cb를 위한 레지듀얼 블록 resCb 및 Cr을 위한 레지듀얼 블록 resCr이 tu_cbf_cb, tu_cbf_cr, 및 슬라이스 헤더에 기재된 부호값인 CSign과 같은 정보를 고려하여 유도될 수 있다.
부호화 장치에 있어서, 공동 크로마 성분은 아래와 같이 유도될 수 있다. 공동 부호화 모드에 따라, resJointC{1, 2}가 아래의 순서에 따라 생성될 수 있다. 모드가 2인 경우(single residual with reconstruction Cb = C, Cr = CSign * C), 공동 레지듀얼은 아래의 수학식에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 21]
resJointC[ x ][ y ] = ( resCb[ x ][ y ] + CSign * resCr[ x ][ y ] ) / 2.
그렇지 않고, 모드가 1인 경우(single residual with reconstruction Cb = C, Cr = (CSign * C) / 2), 공동 레지듀얼은 아래의 수학식에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 22]
resJointC[ x ][ y ] = ( 4 * resCb[ x ][ y ] + 2 * CSign * resCr[ x ][ y ] ) / 5.
그렇지 않고, 모드가 3인 경우(single residual with reconstruction Cr = C, Cb = (CSign * C) / 2), 공동 레지듀얼은 아래의 수학식에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 23]
resJointC[ x ][ y ] = ( 4 * resCr[ x ][ y ] + 2 * CSign * resCb[ x ][ y ] ) / 5.
tu_cbf_cb tu_cbf_cr reconstruction of Cb and Cr residuals mode
1 0 resCb[　x　][　y　] = resJointC[　x　][　y　]
resCr[　x　][　y　] = ( CSign * resJointC[　x　][　y　] ) >> 1		 1
1 1 resCb[　x　][　y　] = resJointC[　x　][　y　]
resCr[　x　][　y　] = CSign * resJointC[　x　][　y　]		 2
0 1 resCb[　x　][　y　] = ( CSign * resJointC[　x　][　y　] ) >> 1
resCr[　x　][　y　] = resJointC[　x　][　y　]		 3
상기 표는 크로마 레지듀얼의 복원을 나타낸다. CSign은 슬라이스 헤더에 명세된 부호값 +1 또는 -1을 나타낸다. resJointC[ ][ ]은 전송된 레지듀얼을 나타낸다. 상기 표에서 mode는 후술되는 TuCResMode를 나타낸다.상기 표에서의 세가지 공동 크로마 부호화 모드는 I 슬라이스에 대하여만 지원될 수 있다. P 및 B 슬라이스에 대하여, 오직 모드 2만 지원될 수 있다. 따라서, P 및 B 슬라이스에 대하여, 신택스 요소 tu_joint_cbcr_residual_flag는 두개의 크로마 cbf(e.g. tu_cbf_cb 및 tu_cbf_cr)의 값이 모두 1인 경우에만 제공될 수 있다. 한편, tu_cbf_luma 및 tu_cbf_cb의 컨텍스트 모델링에 있어서 변환 뎁스가 제거될 수 있다.
실시예 1 : ACT Qp_offset을 이용한 QP 갱신 방안
앞서 설명된 바와 같이 ACT를 적용하기 위한 QP의 갱신이 수행될 수 있다. 전술한 QP의 갱신은 여러가지 문제점을 가지고 있다. 예를들어, 앞서의 방식을 사용하는 경우 개별 색상 성분마다 서로 다른 ACT Qp 오프셋을 설정할 수가 없다. 나아가, 유도된 qP값은 음의 값을 가질 수도 있다. 이에 따라, 이하의 실시예에서는 색상 성분 값의 ACT QP 오프셋의 값에 기반하여 유도된 Qp값에 클리핑을 적용하는 방법을 설명한다.
일 실시 예에서 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 유도될 수 있다.
먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 24]
qP = Qp'Y
ActQpOffset = 5
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 25]
qP = Qp'CbCr
ActQpOffset =5
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 26]
qP = Qp'Cb
ActQpOffset = 3
양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다.
transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 27]
qP = Max(0, qP - ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ActQpOffset : 0 ))
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 28]
qP = Max(0, Max(　QpPrimeTsMin, qP　) - ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
다른 실시 예에서, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 0 대신 QpPrimeTsMin의 값을 이용하여 클리핑될 수 있다.
[수학식 29]
qP = Max(　QpPrimeTsMin, qP　- ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 )
한편, 다른 일 실시 예에서, 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 유도될 수 있다.
먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 30]
qP = Qp'Y
ActQpOffset = 5
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 31]
qP = Qp'CbCr
ActQpOffset =5
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 32]
qP = Qp'Cb
ActQpOffset = 5
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 33]
qP = Qp'Cr
ActQpOffset = 3
양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다.
transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 34]
qP = Max(0, qP - ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ActQpOffset : 0 ))
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 35]
qP = Max(0, Max(　QpPrimeTsMin, qP　) - ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
다른 실시 예에서, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 0 대신 QpPrimeTsMin의 값을 이용하여 클리핑될 수 있다.
[수학식 36]
qP = Max(　QpPrimeTsMin, qP　- ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
한편, 또 다른 일 실시 예에서 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 유도될 수 있다.
먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 37]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = -5
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 38]
qP = Qp′CbCr
ActQpOffset =-5
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 39]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = -5
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 40]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = -3
양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다.
transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 41]
qP = Max(0, qP + ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 42]
qP = Max(0, Max(　QpPrimeTsMin, qP　) + ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
한편, 다른 실시 예에서, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 0 대신 QpPrimeTsMin의 값을 이용하여 클리핑될 수 있다.
[수학식 43]
qP = Max(　QpPrimeTsMin, qP　+ ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
전술한 설명에서, Y, Cb, Cr은 3개의 색상 성분을 나타낼 수 있다. 예를 들어, ACT 변환에 있어서, Y는 C0에 대응될 수 있다. Cb는 C1 또는 Cg에 대응될 수 있다. 그리고 Cr은 C2 또는 Co에 대응될 수 있다.
또한, 상기 세 색상 성분에 대한 ACTQpOffset의 값 -5, -5, -3은 다른 값 또는 다른 변수로 교체될 수도 있다.
실시예 2 : ACT에 대한 QP 오프셋 조정분의 시그널링
전술한 실시예에서 ACT QP 오프셋 조정은 Y, Cg, Co 성분에 대하여 -5, -5 및 -3로 고정되어 있다. 본 실시 예에서, ACT QP 조정 오프셋에 보다 많은 유연성을 제공하기 위하여, ACT QP 오프셋을 시그널링 하는 방법을 설명한다. ACT QP 오프셋은 PPS내 파라미터로 시그널링될 수 있다.
일 실시 예에서, qp_offset은 도 36의 신택스 테이블에 따라 시그널링될 수 있다. 이에 대한 신택스 요소는 다음과 같다.
신택스 요소 pps_act_qp_offsets_present_flag는 ACT QP 오프셋에 관한 신택스 요소가 PPS내에 존재하는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, pps_act_qp_offsets_present_flag는 후술하는 신택스요소 pps_act_y_qp_offset, pps_act_cb_qp_offset 및 pps_act_cr_qp_offset가 PPS로 시그널링 되는지 여부를 나타낼 수 있다.
예를들어, pps_act_qp_offsets_present_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 pps_act_y_qp_offset, pps_act_cb_qp_offset 및 pps_act_cr_qp_offset이 PPS 신택스 테이블을 통해 시그널링 되지 않음을 나타낼 수 있다.
pps_act_qp_offsets_present_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 pps_act_y_qp_offset, pps_act_cb_qp_offset 및 pps_act_cr_qp_offset이 PPS 신택스 테이블을 통해 시그널링 됨을 나타낼 수 있다.
pps_act_qp_offsets_present_flag가 비트스트림으로부터 제공되지 않는 경우 pps_act_qp_offsets_present_flag는 제 1 값(e.g. 0)으로 유도될 수 있다. 예를들어, ACT가 적용될 수 있음을 나타내는 플래그(e.g. SPS에서 시그널링 되는 sps_act_enabled_flag)가 ACT가 적용되지 않음을 나타내는 제 1 값(e.g. 0)을 가지는 경우, pps_act_qp_offsets_present_flag는 제 1 값(e.g. 0)을 가지도록 강제될 수 있다.
신택스 요소 pps_act_y_qp_offset_plus5, pps_act_cb_qp_offset_plus5 및 pps_act_cr_qp_offset_plus3은, 신택스 요소 cu_act_enabled_flag의 값이 현재 부호화 단위에 대하여 ACT가 적용됨을 나타내는 제 2 값(e.g. 1)일 경우, 루마, Cb, Cr 성분 각각에 대한 양자화 파라미터 값 qP에 적용되는 오프셋을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. pps_act_y_qp_offset_plus5, pps_act_cb_qp_offset_plus5 및 pps_act_cr_qp_offset_plus3의 값이 비트스트림에 존재하지 않는 경우, 각 값은 0으로 설정될 수 있다.
상기 신택스 요소에 따라, 변수 PpsActQpOffsetY의 값은 pps_act_y_qp_offset_plus5 - 5로 결정될 수 있다. 변수 PpsActQpOffsetCb의 값은 pps_act_cb_qp_offset_plus5 - 5로 결정될 수 있다. 그리고, 변수 PpsActQpOffsetCr의 값은 pps_act_cb_qp_offset_plus3 - 3으로 결정될 수 있다.
여기서, ACT가 직교 변환(orthonormal transformation)이 아니기 때문에 상기 감하여지는 상수 오프셋값으로 5, 5 및 3이 적용될 수 있다. 일 실시 예에서, 비트스트림 정합성을 위하여 PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, 및 PpsActQpOffsetCr의 값은 -12부터 12까지의 값을 가질 수 있다. 그리고 실시 예에 따라, Qp 오프셋 값은 5, 5, 3외의 다른 상수값으로 교체되어 사용될 수 있다.
다른 일 실시 예에서, 보다 유연한 ACT_QP 오프셋을 이용하여 QP가 조정될 수 있다. 이하의 실시예에서는 ACT QP 오프셋이 비트스트림으로 시그널링 되는 예를 설명한다. 이에 따라 ACT QP 오프셋은 보다 넓은 오프셋 범위를 가질 수 있다. 따라서, ACT QP 오프셋을 이용하여 갱신된 QP는 가용 범위를 벗어날 가능성이 더 높기에, 갱신된 QP에 대하여 상한 및 하한에 대한 클리핑을 수행할 필요가 존재한다(보다 상세한 실시예는 후술되는 실시예 6 및 7에 개시되어 있다.)
ACT QP 오프셋을 나타내는 변수 PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr, 및 PpsActQpOffsetCbCr은 비트스트림을 통해 시그널링 되는 ACT QP 오프셋을 이용하여 유도되는 값이거나, 미리 설정된 상수일 수 있다. 비트스트림 적합성을 위하여, PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr, 및 PpsActQpOffsetCbCr은 -12부터 +12 까지의 값을 가질 수 있다.
고정된 값을 사용하지 않고 QP 오프셋의 값이 시그널링 되는 경우, 그리고 이의 값이 -12부터 12까지의 값을 가지는 경우, 음의 값을 가지는 QP를 회피하기 위하여 유도된 QP의 값의 하한 값을 클리핑을 하는 것에 더하여, 유도된 QP 값의 상한 값을 클리핑할 필요도 존재한다.
qP의 값이 음의 값을 가지지 않도록 하기 위하여, qP의 최소값은 0으로 강제되될 수 있다. 또는 qP의 최소값은 시그널링 되는 신택스 요소에 의하여 정해지는 값으로 설정될 수 있다. 예를들어, 변환 스킵 모드가 적용되는 경우 qP의 최소값을 시그널링 하기 위하여, 변환 스킵 모드가 적용되는 경우 적용되는 qP의 값을 나타내는 신택스 요소 QpPrimeTsMin이 사용될 수 있다. qP의 최대값은 qP의 가용 최대 값(e.g. 63) 또는 시그널링 되는 신택스 요소에 따라 결정되는 최대 가용 qP 값으로 제한될 수 있다.
상기에 따른 일 실시 예에서 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 유도될 수 있다. 먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 44]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = PpsActQpOffsetY
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 45]
qP = Qp′CbCr
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCbCr
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 46]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCb
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 47]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCr
일 실시 예에서, 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다. transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 48]
qP = Clip3(0, 63, qP - ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 49]
qP = Clip3(0, 63, Max(　QpPrimeTsMin, qP　) - ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 )
다른 실시 예에서, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP의 최소값은 아래의 수학식과 같이 0 대신 QpPrimeTsMin의 값을 이용하여 클리핑될 수 있다.
[수학식 50]
양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다.
transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
qP = Clip3(0, 63, qP - ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
qP = Clip3(QpPrimeTsMin, 63, qP　 - cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 )
다른 일 실시 예에서, 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다.
transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 51]
qP = Clip3(0, 63+ QpBdOffset, qP + ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 52]
qP = Clip3(0, 63+ QpBdOffset, Max(　QpPrimeTsMin, qP　) + ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 )
다른 실시 예에서, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP의 최소값은 아래의 수학식과 같이 0 대신 QpPrimeTsMin의 값을 이용하여 클리핑될 수 있다.
[수학식 53]
양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다.
transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
qP = Clip3(0, 63+ QpBdOffset, qP + ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
qP = Clip3(QpPrimeTsMin, 63+ QpBdOffset, qP　+ cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 )
실시예 3 : 크로마 BDPCM이 수행되는 경우 ACT를 허용하는 방안
일 실시 예에서, BDPCM이 루마 성분 블록에 대하여 적용되는 경우, ACT는 해당 블록을 부호화/복호화 하기 위하여 적용될 수 있다. 그러나, BDPCM이 크로마 성분 블록에 대하여 적용되는 경우, ACT는 해당 블록을 부호화/복호화 하기 위하여 적용되지 않도록 제한될 수 있다.
한편, 크로마 성분 블록에 대하여 BDPCM이 적용되는 경우에도, 해당 블록에 ACT를 적용함으로써 부호화 성능을 향상시킬 수 있다. 도 37은 크로마 성분 블록에 대하여 BDPCM을 적용되는 경우에도 ACT를 적용하기 위한 신택스 구성의 일 실시예를 도시한다. 도 37과 같이, 현재 부호화 단위에 ACT가 적용되는지 여부를 나타내는 cu_act_enabled_flag의 값에 따라 크로마 성분에 대한 BDPCM 신택스 요소를 획득하는 조건을 제거함으로써, 크로마 성분 블록에 ACT가 적용되는지에 무관히 그에 대한 BDPCM 신택스 요소를 획득할 수 있고, 이에 따라 BDCPM 부호화를 수행할 수 있다.
실시예 4 : CCLM으로 부호화/복호화 되는 경우에도 ACT를 적용하는 방안
CCLM과 ACT는 모두 성분간 불필요한 중복을 제거하는 것을 목적으로 한다. CCLM과 ACT간 일부 중복 적용되는 부분이 있지만, 이를 모두 적용한 후에도, 성분간 중복은 완벽히 제거되지 못한다. 따라서, CCLM과 ACT를 함께 적용함으로써 성분간 중복을 더욱 제거할 수 있다.
이하의 실시예는 CCLM와 ACT를 함께 적용하는 실시예를 설명한다. 복호화 장치는 복호화를 수행함에 있어서 CCLM을 먼저 적용한 다음 ACT를 적용할 수 있다. 크로마 성분에 대한 BDPCM과 CCLM 모두에 ACT를 적용하는 경우, 이를 시그널링 하기위한 신택스 테이블은 도 38과 같이 수정될 수 있다. 이에 따라, 도 38의 신택스 테이블에서 나타난 바와 같이, intra_bdpcm_chroma 및 cclm에 관련된 신택스 요소를 시그널링하기 위한 제한 중에서 ACT가 적용되지 않았는지에 따라 신택스 요소를 시그널링 하기 위한 if(!cu_act_enabled_flag)가 신택스 테이블에서 제거될 수 있다.
실시예 5 : 조인트 CbCr을 포함한 유연한 ACT Qp의 적용 방안
ACT 모드가 적용되는 경우 예측 레지듀얼은 하나의 색공간에서(e.g. GBR 또는 YCbCr) YCgCo 색공간으로 변환될 수 있다. 그리고 변환 단위의 레지듀얼들은 YCgCo 색공간에서 부호화될 수 있다. 색공간 변환을 위하여 사용되는 ACT 코어 변환(변환 커널)의 일 실시 예로 전술한 바와 같은 아래의 변환 커널이 사용될 수 있다.
[수학식 54]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000010
[수학식 55]
Figure PCTKR2020014844-appb-I000011
상기 수식에 기재된 바와 같이, C0', C1' 및 C2'(여기서, C0'=Y, C1'= Cg, C2'=Co) 변환은 정규화되지 않는다. 예를들어, L2 노름(L2 norm)은 1의 값을 가지지 않는다. 예를들어, 개별 성분에 대한 변환의 L2 노름은 C0'와 C1'에 대하여 대략 0.6의 값을 가지고, C2'에 대하여 대략 0.7의 값을 가진다. 여기서 L2 노름은 각 계수의 제곱을 모두 더한 값의 제곱근으로 얻어지는 값이다. 예를들어, C0' = 2/4*C0 + 1/4*C1 + 1/4*C2로 계산될 수 있다. 따라서, C0'의 노름은 (2/4*2/4 + 1/4*1/4 + 1/4*1/4)의 제곱근으로 계산될 수 있다. 따라서 이는 6/16의 제곱근으로 계산될 수 있으며 대략 0.6의 값을 가지는 것으로 계산될 수 있다.
정규화된 변환이 적용되지 않는 경우, 개별 성분의 동적 범위는 불규칙해진다. 그리고 이는 통상의 비디오 압축 시스템에서의 부호화 성능의 하락을 초래하게 된다.
레지듀얼 신호의 동적 범위를 보상하기 위하여, 개별 변환 성분에 대한 동적 범위 변화를 보상하기 위한 QP 오프셋 값을 전송함으로써 QP 조정이 수행될 수 있다. 예를들어, 이러한 실시예는 ACT 변환을 위한 일반적인 QP 조정 제어 방법 뿐만 아니라, 조인트 CbCr에 대하여도 적용될 수 있다.
개별 색상 성분들이 독립적으로 부호화되는 것이 아니라 함께 부호화 되기 때문에, 앞서 조인트 CbCr에 대한 실시예 3에서 설명된 바와 같은 방법은 개별 색상 성분간의 동적 범위 변화를 초래하게 된다.
일 실시 예에 따른 부호화 및 복호화 방법에 있어서, ACT QP 오프셋 조정은 -5로 고정될 수 있으며, 이는 Y, Cg, Co에 대하여 동일하게 적용될 수 있다.
일 실시 예에서, 개별 성분과 조인트CbCr에 대한 유연한 Qp 제어를 제공하기 위하여 Y, Cb, Cr 및/또는 조인트 CbCr에 대한 서로 다른 ACT Qp 오프셋을 사용하는 것이 허용될 수 있다. ACT Qp 오프셋 값은 성분 인덱스 및/또는 조인트 CbCr인지 및/또는 조인트 CbCr 모드인지에 기반하여 결정될 수 있다.
ACT Qp 오프셋을 표기 하기 위하여 ppsActQpOffsetY, ppsActQpOffsetCb, ppsActQpOffsetCr을 사용할 수 있다. 그리고, Cb 및 Cr 성분 모두 0 아닌 값을 가지는 CBF를 가진 조인트 CbCr 모드 2의 ACT QP 오프셋을 위하여 ppsActQpOffsetCbCr가 사용될 수 있다. 이러한 값들(e.g. ppsActQpOffsetY, ppsActQpOffsetCb, ppsActQpOffsetCr, ppsActQpOffsetCbCr)은 미리 소정의 값으로 결정되어 있거나, 비트스트림을 통해 시그널링 될 수 있다. 조인트 CbCr 모드의 ACT QP 오프셋은 다른 방식 또는 다른 값으로 설정될 수도 있다.
일 실시 예에서, Y, Cb, Cr에 대하여 ACT Qp 오프셋은 -5, -5, -3이 사용될 수 있고, 조인트 CbCr을 위하여 -4가 사용될 수 있다.
다른 일 실시 예에서, Y, Cb, Cr에 대하여 ACT Qp 오프셋은 -5, -4, -3이 사용될 수 있고, tu_cbf_cb의 값이 0이 아닌 조인트 CbCr 모드를 위하여 -3이 사용될 수 있다.
또 다른 일 실시 예에서, 조인트 CbCr 모드 2의 ACT QP 오프셋은 그에 대한 자체 오프셋 값을 가질 수 있다. 다른 조인트 CbCr 모드의 경우, ACT QP 오프셋은 해당 성분의 오프셋을 사용할 수 있다. 예를들어, 아래와 같이 양자화 파라미터 qP가 결정될 수 있다. 먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 56]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = ppsActQpOffsetY
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 57]
qP = Qp′CbCr
ActQpOffset = ppsActQpOffsetCbCr
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 58]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = ppsActQpOffsetCb
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 59]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = ppsActQpOffsetCr
일 실시 예에서, 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다.
transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 60]
qP = Clip3(0, 63+ QpBdOffset, qP + ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 61]
qP = Clip3(QpPrimeTsMin, 63+ QpBdOffset, qP　 + cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 )
다른 일 실시 예에서, tu_cbf_cb!=0인 조인트 CbCr 모드에 대하여(e.g. 모드 1 및 2에 해당하는 경우) ppsActQpOffsetCb를 사용하여 조인트 CbCr을 위한 오프셋을 결정할 수 있다. 또는 tu_cbf_cb==0인 조인트 CbCr 모드에 대하여(e.g. 모드 3에 해당하는 경우) ppsActQpOffsetCr를 사용하여 조인트 CbCr을 위한 오프셋을 결정할 수 있다. 예를들어, 전술한 실시예는 아래와 같이 수정되어 적용될 수 있다.
양자화 파라미터 qP는 다음과 같이 갱신될 수 있다. 먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 62]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = ppsActQpOffsetY
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 63]
qP = Qp′CbCr
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 64]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = ppsActQpOffsetCb
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 65]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = ppsActQpOffsetCr
조인트 CbCr 모드에 대한 ACT Qp 오프셋은 cIdx의 값이 0이 아니고, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY]의 값이 0이 아니면, 아래의 수도 코드에 따라 결정될 수 있다.
[수학식 66]
if (TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ] is euqal to 1 or 2)
ActQpOffset= ppsActQpOffsetCb;
else
ActQpOffset= ppsActQpOffsetCr;
일 실시 예에서, 양자화 파라미터 qP는 다음과 같이 갱신될 수 있다. transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 67]
qP = Clip3(0, 63+ QpBdOffset, qP + ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 68]
qP = Clip3(QpPrimeTsMin, 63+ QpBdOffset, qP　 + cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 )
다른 일 실시 예에서, 조인트 CbCr 모드에 무관히, 성분 인덱스가 Y인 경우 ppsActQpOffsetY를 사용하고, 성분 인덱스가 Cb인 경우 ppsActQpOffsetCb를 사용하며, 성분 인덱스가 Cr인 경우 ppsActQpOffsetCr을 사용하여 qP가 유도될 수 있다. 예를들어, 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 유도될 수 있다.
먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 69]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = ppsActQpOffsetY
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 70]
qP = Qp′CbCr
ActQpOffset =(cIdx==1)? ppsActQpOffsetCb: ppsActQpOffsetCr
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 71]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = ppsActQpOffsetCb
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 72]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = ppsActQpOffsetCr
양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다.
transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 73]
qP = Clip3(0, 63+ QpBdOffset, qP + ( cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 ))
그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 74]
qP = Clip3(QpPrimeTsMin, 63+ QpBdOffset, qP　 + cu_act_enabled_flag[　xTbY　][　yTbY　] ? ActQpOffset : 0 )
실시예 6 : 조인트 CbCr을 포함하는 ACT Qp 오프셋을 시그널링 하는 방안
이하, 보다 유연성을 제공하기 위하여 ACT QP 오프셋이 비트스트림을 통해 시그널링 되는 예를 설명한다. ACT QP 오프셋은 SPS, PPS, 픽처 헤더, 슬라이스 헤더 또는 그외 다른 유형에 헤더 세트들을 통해 시그널링될 수 있다. 조인트 CbCr의 ACT Qp 오프셋은 별도로 시그널링 되거나, Y, Cb, Cr에 대한 ACT QP 오프셋으로부터 유도될 수도 있다.
일반성을 잃지 않고(Without loss of generality), PPS에서 ACT Qp 오프셋을 시그널링하는 신택스 테이블의 예시가 도 39에 도시되어 있다. 도 39의 실시예와 같이, 조인트 CbCr을 위하여 하나의 ACT Qp 오프셋이 시그널링될 수 있다. 도 39의 신택스 테이블에 표기된 신택스 요소에 대하여 설명한다.
신택스 요소 pps_act_qp_offsets_present_flag는 ACT QP 오프셋에 관한 신택스 요소가 PPS내에 존재하는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, pps_act_qp_offsets_present_flag는 후술되는 신택스요소 pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3 및 pps_act_cbcr_qp_offset_plusX4가 PPS로 시그널링 되는지 여부를 나타낼 수 있다.
예를들어, pps_act_qp_offsets_present_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3 및 pps_act_cbcr_qp_offset_plusX4가 PPS 신택스 테이블을 통해 시그널링 되지 않음을 나타낼 수 있다.
pps_act_qp_offsets_present_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3 및 pps_act_cbcr_qp_offset_plusX4가 PPS 신택스 테이블을 통해 시그널링 됨을 나타낼 수 있다.
pps_act_qp_offsets_present_flag가 비트스트림으로부터 제공되지 않는 경우 pps_act_qp_offsets_present_flag는 제 1 값(e.g. 0)으로 유도될 수 있다. 예를들어, ACT가 적용될 수 있음을 나타내는 플래그(e.g. SPS에서 시그널링 되는 sps_act_enabled_flag)가 ACT가 적용되지 않음을 나타내는 제 1 값(e.g. 0)을 가지는 경우, pps_act_qp_offsets_present_flag는 제 1 값(e.g. 0)을 가지도록 강제될 수 있다.
신택스 요소 pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3 및 pps_act_cbcr_qp_offset_plusX4는, 신택스 요소 cu_act_enabled_flag의 값이 현재 부호화 단위에 대하여 ACT가 적용됨을 나타내는 제 2 값(e.g. 1)일 경우, 루마, Cb, Cr 성분 및 조인트 CbCr 성분 각각에 대한 양자화 파라미터 값 qP에 적용되는 오프셋을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3 및 pps_act_cbcr_qp_offset_plusX4의 값이 비트스트림에 존재하지 않는 경우, 각 값은 0으로 설정될 수 있다.
상기 신택스 요소에 따라, 아래의 수학식과 같이 변수 PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr 및 PpsActQpOffsetCbCr의 값이 결정될 수 있다.
[수학식 75]
PpsActQpOffsetY = pps_act_y_qp_offset_plusX1 - X1
PpsActQpOffsetCb = pps_act_cb_qp_offset_plusX2 -X2
PpsActQpOffsetCr = pps_act_cr_qp_offset_plusX3 - X3
PpsActQpOffsetCbCr = pps_act_cbcr_qp_offset_plusX4 - X4
여기서, X1, X2, X3 및 X4는 소정의 상수 값을 나타낼 수 있다. 이는 서로 같은 값일 수도 있고, 서로 다른 값일 수도 있으며, 일부만 서로 같은 값을 가질 수도 있다.
일 실시 예에서, 비트스트림 정합성을 위하여 PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr 및 PpsActQpOffsetCbCr의 값은 -12에서 12까지의 값을 가지도록 제한될 수 있다.
상기 변수들의 결정에 따라 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 결정될 수 있다. 먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 76]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = PpsActQpOffsetY
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 77]
qP = Qp′CbCr
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCbCr
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 78]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCb
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 79]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCr
ACT Qp 오프셋을 시그널링하는 다른 일 실시 예에서, modeA 및 modeB로 식별되는 서로 다른 조인트 CbCr 모드를 위하여 복수의 ACT QP 오프셋이 시그널링 될 수 있다.
조인트 CbCr 모드 A는, 앞서 설명된 표 2의 모드 1 및 모드 2와 같은, 0아닌 값을 가진 tu_cbf_cb를 가진 조인트CbCr 모드를 나타낼 수 있다. 그리고, 조인트 CbCr 모드 B는, 앞서 설명된 표 2의 모드 3과 같은, 0의 값을 가지는 tu_cbf_cb를 가지는 조인트CbCr모드를 나타낼 수 있다. 이에 따라 변경된 신택스 테이블이 도 40에 도시되어 있다. 도 40의 신택스 테이블에 표기된 신택스 요소에 대하여 설명한다.
신택스 요소 pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3, pps_act_cbcr_qp_offset_modeA_plusX4 및 pps_act_cbcr_qp_offset_modeB_plusX5는, 신택스 요소 cu_act_enabled_flag의 값이 현재 부호화 단위에 대하여 ACT가 적용됨을 나타내는 제 2 값(e.g. 1)일 경우, 루마, Cb, Cr 성분 및 조인트 CbCr 성분 각각에 대한 양자화 파라미터 값 qP에 적용되는 오프셋을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. pps_act_y_qp_offset_plusX1, pps_act_cb_qp_offset_plusX2, pps_act_cr_qp_offset_plusX3, pps_act_cbcr_qp_offset_modeA_plusX4 및 pps_act_cbcr_qp_offset_modeB_plusX5의 값이 비트스트림에 존재하지 않는 경우, 각 값은 0으로 설정될 수 있다.
상기 신택스 요소에 따라, 아래의 수학식과 같이 변수 PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr, PpsActQpOffsetCbCrModeA 및 PpsActQpOffsetCbCrModeB의 값이 결정될 수 있다.
[수학식 80]
PpsActQpOffsetY = pps_act_y_qp_offset_plusX1 - X1
PpsActQpOffsetCb = pps_act_cb_qp_offset_plusX2 -X2
PpsActQpOffsetCr = pps_act_cr_qp_offset_plusX3 - X3
PpsActQpOffsetCbCrModeA = pps_act_cbcr_qp_offset_modeA_plusX4 - X4
PpsActQpOffsetCbCrModeB = pps_act_cbcr_qp_offset_modeB_plusX5 - X5
여기서, X1, X2, X3, X4 및 X5는 소정의 상수 값을 나타낼 수 있다. 이는 서로 같은 값일 수도 있고, 서로 다른 값일 수도 있으며, 일부만 서로 같은 값을 가질 수도 있다. 일 실시 예에서, 비트스트림 정합성을 위하여 PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb, PpsActQpOffsetCr, PpsActQpOffsetCbCrModeA 및 PpsActQpOffsetCbCrModeB의 값은 -12에서 12까지의 값을 가지도록 제한될 수 있다.
상기 변수들의 결정에 따라 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 결정될 수 있다. 먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 81]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = PpsActQpOffsetY
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 82]
qP = Qp′CbCr
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 83]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCb
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 84]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCr
그리고, cIdx의 값이 0이 아니고 TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 0이 아닌 경우, ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 85]
ActQpOffset = (tu_cbf_cb[xTbY　][　yTbY　] )? PpsActQpOffsetCbCrModeA: PpsActQpOffsetCbCrModeB
한편, 다른 실시 예에서, ActQpOffset은 TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, 아래의 수학식과 같이 유도될 수도 있다.
[수학식 86]
ActQpOffset = (tu_cbf_cb[xTbY　][　yTbY　] )? (PPsQpOffsetCbCrModeA+ slice_act_CbCr_qp_offset_ModeA): (PPsQpOffsetCbCrModeB + slice_act_CbCr_qp_offset_ModeB)
ACT Qp 오프셋을 시그널링하는 다른 일 실시 예에서, Y, Cb, Cr을 위한 ACT QP 오프셋 만이 도 41의 신택스 테이블과 같이 시그널링될 수 있다. 조인트 CbCr을 위한 ACT QP 오프셋은 PpsActQpOffsetY, PpsActQpOffsetCb 및/또는 PpsActQpOffsetCr로부터 유도될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, CbCr을 위한 ACT Qp 오프셋은 PpsActQpOffsetCb의 값으로 설정될 수 있다. 다른 일 실시 예에 있어서, CbCr을 위한 ACT Qp 오프셋은 tu_cbf_cb의 값이 0이 아닌 조인트 CbCr 모드인 경우 PpsActQpOffsetCb와 같은 값으로 설정될 수 있고, tu_cbf_cb의 값이 0인 조인트 CbCr 모드인 경우 PpsActQpOffsetCr과 같은 값으로 설정될 수 있다. 또는 그 반대로 설정되는 것도 가능하다.
도 41은 PPS에서 ACT Qp 오프셋을 시그널링하는 신택스 테이블의 또 다른 실시 예를 도시하는 도면이다. 도 41의 신택스 요소의 결정에 따라 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 결정될 수 있다. 먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 87]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = PpsActQpOffsetY
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 88]
qP = Qp′CbCr
ActQpOffset = (cIdx==1)? PpsActQpOffsetCb: PpsActQpOffsetCr
한편, 다른 실시 예에서 ActQpOffset의 값은 아래와 같이 결정될 수도 있다.
[수학식 89]
ActQpOffset = (tu_cbf_cb[xTbY　][　yTbY　] )? PpsActQpOffsetCb: PpsActQpOffsetCr
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 90]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCb
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 91]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCr
실시예 7 : 다중 레벨에서의 ACT Qp 오프셋의 시그널링
일 실시 예에서, ACT QP 오프셋은 복수의 레벨에서 시그널링될 수 있다. 앞선 실시예 6과 같이 PPS와 같은 하나의 레벨에서 ACT QP 오프셋을 시그널링 하는것에 더하여, ACT QP 오프셋은 보다 하위 레벨에서도(e.g. 슬라이스 헤더, 픽처 헤더 또는 Qp 컨트롤을 하기 적절한 다른 유형의 헤더) 시그널링될 수 있다.
이하 두가지 실시예를 설명한다. 도 42 내지 도 43은 슬라이스 헤더와 픽처 헤더를 통해 ACT QP 오프셋이 시그널링 되는 예를 도시한다. 이러한 방식으로 다수 레벨에서 ACT QP 오프셋이 시그널링될 수 있다.
이하 도 42 내지 도 43에 기재된 신택스 요소를 설명한다. 신택스 요소 pps_slice_act_qp_offsets_present_flag는 후술되는 신택스 요소 slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset 및 slice_act_cbcr_qp_offset이 슬라이스 헤더에 존재하는지 여부를 나타낼 수 있다.
예를들어, pps_slice_act_qp_offsets_present_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset 및 slice_act_cbcr_qp_offset이 슬라이스 헤더에 존재하지 않음을 나타낼 수 있다.
예를들어, pps_slice_act_qp_offsets_present_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset 및 slice_act_cbcr_qp_offset이 슬라이스 헤더에 존재함을 나타낼 수 있다.
신택스 요소 slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset 및 slice_act_cbcr_qp_offset은 루마, Cb, Cr 성분 및 조인트 CbCr 성분 각각에 대한 양자화 파라미터 값 qP에 대한 오프셋을 나타낼 수 있다. slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset 및 slice_act_cbcr_qp_offset의 값은 -12에서 12까지의 값을 가지도록 제한될 수 있다. slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset 및 slice_act_cbcr_qp_offset의 값이 비트스트림에 존재하지 않는 경우, 각 값은 0으로 설정될 수 있다. PpsActQpOffsetY + slice_act_y_qp_offset, PpsActQpOffsetCb + slice_act_cb_qp_offset, PpsActQpOffsetCr + slice_act_cr_qp_offset 및 PpsActQpOffsetCbCr + slice_act_cbcr_qp_offset의 값 또한 -12에서 12까지의 값을 가지도록 제한될 수 있다.
PPS 레벨에서 조인트 CbCr을 위한 ACT QP 오프셋을 시그널링하는 다양한 변경 실시예가 적용될 수 있다. 예를들어, 조인트 CbCr에 대하여 하나의 QP 오프셋을 시그널링 하거나, 서로다른 모드의 조인트 CbCr에 대하여 복수의 ACT Qp 오프셋을 시그널링 하거나, 조인트 CbCr에 대한 ACT Qp 오프셋을 시그널링 하지 않고 Y, Cb, Cr에 대한 ACTQpOffset 및/또는 조인트CbCr의 모드를 이용하여 이를 유도하는 방안이 슬라이스 헤더를 통해 시그널링 할때 적용될 수 있다.
두가지 변경 실시예가 도 44 및 도 45에 도시되어 있다. 도 44는 슬라이스 헤더에서 ACT Qp 오프셋을 시그널링 하는 일 실시 예를 도시한다. 도 45는 슬라이스 헤더에서 ACT Qp 오프셋을 시그널링 하는 다른 일 실시 예를 도시한다. 도 45에 있어서, Y, Cb, Cr에 대한 ACT Qp 오프셋 만이 시그널링될 수 있고, 조인트 CbCr에 대한 슬라이스 레벨의 ACT QP 오프셋은 slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset 및/또는 slice_act_cr_qp_offset으로부터 유도될 수 있다. 이는 조인트CbCr의 모드 타입에 기반하여 결정될 수 있다. 일 실시 예에서, CbCr을 위한 슬라이스 레벨 ACT Qp 오프셋은 slice_act_cb_qp_offset과 같은 값으로 설정될 수 있다. 다른 실시 예에서, 0아닌 값을 가진 tu_cbf_cb를 가진 조인트 CbCr 모드인 경우, 조인트 CbCr을 위한 슬라이스 레벨의 ACT Qp 오프셋은 slice_act_cb_qp_offset과 같은 값으로 설정될 수 있다. 그리고, 0값을 가진 tu_cbf_cb를 가진 조인트CbCr 모드인 경우, 조인트 CbCr을 위한 슬라이스 레벨의 ACT Qp 오프셋은 slice_act_cr_qp_offset과 같은 값으로 설정될 수 있다.
한편, 다른 실시 예에서, 신택스 요소는 슬라이스 헤더 또는 픽처 헤더에서 시그널링될 수 있다. 이를 구현하기 위하여, 아래와 같이 부/복호화가 수행될 수 있다.
- ACT Qp 오프셋이 픽처 헤더에 존재하는지 또는 슬라이스 헤더에 존재하는지 여부를 나타내는 플래그 pps_picture_slice_act_qp_offsets_present_flag를 PPS에서 시그널링할 수 있다.
- ACT가 적용가능하고, pps_picture_slice_act_qp_offsets_present_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)인 경우, ACT Qp 오프셋이 픽처 헤더에 존재하는지 여부를 나타내는 플래그 pic_act_qp_offsets_present_flag를 픽처 헤더에서 시그널링할 수 있다. 여기서, pic_act_qp_offsets_present_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 해당 픽처 헤더에 대응되는 픽처의 모든 슬라이스에 대한 ACT Qp 오프셋은 픽처 헤더에서 제공됨을 나타낼 수 있다.
- pic_act_qp_offsets_present_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 해당 픽처 헤더에 대응되는 픽처의 모든 슬라이스에 대한 ACT Qp 오프셋이 픽처 헤더에서 제공되지 않음을 나타낼 수 있다. 예를들어, ACT가 적용가능하고, pps_picture_slice_act_qp_offsets_present_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)이고, pic_act_qp_offsets_present_flag의 값이 제 1 값(e.g. 0)인 경우, 슬라이스를 위한 ACT Qp 오프셋은 슬라이스 헤더에서 제공될 수 있다.
도 46은 pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag가 시그널링되는 PPS의 신택스 테이블을 나타내는 도면이다. 신택스 요소 pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag는 ACT Qp 오프셋이 픽처 헤더 및/또는 슬라이스 헤더에서 제공되는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 ACT Qp 오프셋이 픽처 헤더 및 슬라이스 헤더에서 제공되지 않음을 나타낼 수 있다. pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 ACT Qp 오프셋이 픽처 헤더 또는 슬라이스 헤더에서 제공될 수 있음을 나타낼 수 있다. pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag이 비트스트림에서 제공되지 않는 경우, pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag의 값은 제 1 값(e.g. 0)으로 결정될 수 있다.
도 47은 ACT Qp 오프셋을 시그널링 하기 위한 픽처 헤더의 신택스 테이블을 나타내는 도면이다. 신택스 요소 pic_act_qp_offsets_present_flag는 ACT Qp 오프셋이 픽처 헤더에서 제공되는지 여부를 나타낼 수 있다. pic_act_qp_offsets_present_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 ACT Qp 오프셋이 픽처 헤더에서 제공되지 않고, 슬라이스 헤더에서 제공될 수 있음을 나타낼 수 있다. pic_act_qp_offsets_present_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 ACT Qp 오프셋이 픽처 헤더에서 제공됨을 나타낼 수 있다. pic_act_qp_offsets_present_flag의 값이 비트스트림에서 제공되지 않는 경우, 이의 값은 0으로 결정될 수 있다.
도 48은 ACT Qp 오프셋을 시그널링 하기 위한 슬라이스 헤더의 신택스 테이블을 나타내는 도면이다. 도 48의 신택스 테이블에서, 신택스요소 slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset 및 slice_act_cbcr_qp_offset은 루마, Cb 및 Cr 성분에 대한 양자화 파라미터 값 qP에 대한 오프셋을 나타낼 수 있다. slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset 및 slice_act_cbcr_qp_offset의 값은 -12에서부터 12까지의 값을 가질 수 있다. 또한, PpsActQpOffsetY + slice_act_y_qp_offset, PpsActQpOffsetCb + slice_act_cb_qp_offset 및 PpsActQpOffsetCr + slice_act_cr_qp_offset은 -12에서 12까지의 값의 범위를 가지도록 제한될 수 있다.
한편, slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset, slice_act_cr_qp_offset 및 slice_act_cbcr_qp_offset의 값이 비트스트림에서 제공되지 않는 경우, pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag의 값이 제 1 값(e.g. 0)이면, slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset 및 slice_act_cr_qp_offset의 값은 0으로 결정될 수 있다. 그렇지 않고, pps_pic_slice_act_qp_offsets_present_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)이면, slice_act_y_qp_offset, slice_act_cb_qp_offset 및 slice_act_cr_qp_offset의 값은 각각 pps_act_y_qp_offset, pps_act_cb_qp_offset 및 pps_act_cr_qp_offset과 같은 값으로 결정될 수 있다.
한편, ACT Qp 오프셋이 슬라이스 헤더 또는 픽처 헤더 모두에 존재하는 경우, qP 값을 유도하기 위하여 사용되는 최종적인 오프셋 값은 PPS에서 시그널링되는 오프셋의 값과 슬라이스 헤더 또는 픽처 헤더에서 시그널링되는 오프셋의 값을 더한 값으로 결정될 수 있다.
보다 상세히, 일 실시 예에서, 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 결정될 수 있다. 먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 92]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = PPsQpOffsetY + slice_act_y_qp_offset
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 93]
qP = Qp′CbCr
ActQpOffset = PPsQpOffsetCbCr + slice_act_CbCr_qp_offset
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 94]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCb + slice_act_Cb_qp_offset
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 95]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCr + slice_act_Cr_qp_offset
다른 일 실시 예에서, 조인트 CbCr에 대한 다수의 ACT Qp 오프셋이 시그널링 되는 경우, 조인트 CbCr에 대한 ActQpOffset은 다음과 같이 결정될 수 있다.
먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 96]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = PPsQpOffsetY + slice_act_y_qp_offset
그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 97]
qP = Qp′CbCr
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 98]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCb + slice_act_Cb_qp_offset
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 99]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = PpsActQpOffsetCr + slice_act_Cr_qp_offset
그리고, cIdx의 값이 0이 아니고 TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 0이 아닌 경우, ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 100]
ActQpOffset = (tu_cbf_cb[xTbY　][　yTbY　] )? (PPsQpOffsetCbCrModeA+ slice_act_CbCr_qp_offset_ModeA): (PPsQpOffsetCbCrModeB + slice_act_CbCr_qp_offset_ModeB)
또 다른 일 실시 예에서, 조인트 CbCr에 대한 ACT Qp 오프셋이 제공되지 않는 경우, Y, Cb 및/또는 Cr 성분에 대한 qP와 ActQpOffset이 결정되고, 조인트 CbCr에 대한 ActQpOffset은 다음과 같이 Y, Cb 및/또는 Cr 성분의 ACT Qp 오프셋을 이용하여 결정될 수 있다. 예를들어, 전술한 실시예에서, 수학식 97에 관련된 TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP의 계산 단계는 아래와 같이 변경되어 실시될 수 있다.
"그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 101]
qP = Qp′CbCr
ActQpOffset = (cIdx==1　] )? (PPsQpOffsetCb + slice_act_Cb_qp_offset): (PPsQpOffsetCr + slice_act_Cr_qp_offset)"
한편, 다른 실시 예에 있어서 ActQpOffset의 값은 아래의 수학식과 같이 결정될 수도 있다.
[수학식 102]
ActQpOffset = (tu_cbf_cb[xTbY　][　yTbY　] )? (PPsQpOffsetCb + slice_act_Cb_qp_offset): (PPsQpOffsetCr + slice_act_Cr_qp_offset)
실시예 8 : 다수의 ACT Qp 오프셋 세트를 시그널링 하는 방안
본 실시 예에서는 ACT Qp 오프셋의 리스트를 이용하는 방안을 설명한다. 이를 위하여 아래의 처리가 수행될 수 있다.
a) 파라미터 셋(e.g. SPS 또는 PPS) 내에서 리스트의 형태로 다수의 ACT Qp 오프셋의 세트가 시그널링될 수 있다. 리스트 내 각각의 세트는 Y, Cb, Cr 및 조인트 CbCr 성분에 대한 ACT Qp 오프셋을 포함할 수 있다. 단순화를 위하여, ACT Qp 오프셋들의 리스트는 크로마 Qp 오프셋들의 리스트를 시그널링 하는 파라미터 셋과 동일한 파라미터 셋에서 시그널링될 수 있다.
b) 리스트 내 ACT Qp 오프셋의 세트의 개수는 PPS에서 시그널링 되는 크로마 Qp 오프셋 세트의 개수와 동일할 수 있다.
c) 각각의 부호화 단위에 대한 qP를 유도하기 위하여 사용되는 ACT Qp 오프셋으로, 부호화 단위에 대한 크로마 Qp 오프셋에 대한 인덱스(e.g. cu_chroma_qp_offset_idx)를 가지는 리스트 내에 속한 ACT Qp 오프셋이 사용될 수 있다.
d) 상기 b) 및 c)의 대체 실시예로써 아래가 수행될 수 있다.
- 리스트 내 ACT Qp 오프셋들의 세트의 개수가 시그널링될 수 있다. 리스트 내 ACT Qp 오프셋들의 세트의 개수가 크로마 Qp 오프셋 세트의 개수와 상이할 수 있다.
- ACT가 적용될 수 있는 경우, 부호화 단위에 대하여 사용되는 ACT Qp 오프셋의 인덱스를 나타내는 인덱스가 시그널링 될 수 있다.
상기 컨셉을 벗어나지 않는, ACT Qp 오프셋의 리스트를 시그널링하는 신택스가 도 49와 같이 사용될 수 있다. 예를들어, pps_act_y_qp_offset, pps_act_cb_qp_offset, pps_act_cr_qp_offset 및 pps_act_cbcr_qp_offset가, cu_act_enabled_flag의 값이 1일 때, 루마, Cb, 및 Cr 성분과 조인트 CbCr을 위한 양자화 파라미터 값 qP에 적용되기 위한 오프셋을 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
pps_act_y_qp_offset, pps_act_cb_qp_offset, pps_act_cr_qp_offset 및 pps_act_cbcr_qp_offset의 값이 존재하지 않는 경우, 각 값은 0으로 유도될 수 있다.
cu_act_enabled_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)이고 cu_chroma_qp_offset_flag의 값이 제 2 값(e.g. 1)일 때, act_y_qp_offset_list[　i　], act_cb_qp_offset_list[　i　], act_cr_qp_offset_list[　i　], 및 act_cbcr_qp_offset_list[　i　]가 루마, Cb 및 Cr 성분과 조인트 CbCr 성분 각각에 대하여 양자화 파라미터 값 qP에 적용되는 오프셋을 결정하기 위해 사용될 수 있다. act_y_qp_offset_list[　i　], act_cb_qp_offset_list[　i　], act_cr_qp_offset_list[　i　], 및 act_cbcr_qp_offset_list[　i　]의 값이 존재하지 않는 경우, 각 값은 0으로 유도될 수 있다.
본 실시 예에서, 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 결정될 수 있다. 먼저, cIdx의 값이 0인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 103]
qP = Qp′Y
ActQpOffset = pps_act_y_qp_offset + ( cu_chroma_qp_offset_flag ) ? act_y_qp_offset_list[　cu_chroma_qp_offset_idx　] : 0 + slice_act_y_qp_offset 그렇지 않은 경우, TuCResMode[ xTbY ][ yTbY ]의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 104]
qP = Qp′CbCr
ActQpOffset = pps_act_cbcr_qp_offset + ( cu_chroma_qp_offset_flag ) ? act_cbcr_qp_offset_list[　cu_chroma_qp_offset_idx　] : 0 + slice_act_cbcr_qp_offset
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 105]
qP = Qp′Cb
ActQpOffset = pps_act_cb_qp_offset + ( cu_chroma_qp_offset_flag ) ? act_cb_qp_offset_list[　cu_chroma_qp_offset_idx　] : 0 + slice_act_cb_qp_offset 그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP와 ACT Qp 오프셋은 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 106]
qP = Qp′Cr
ActQpOffset = pps_act_cr_qp_offset + ( cu_chroma_qp_offset_flag ) ? act_cr_qp_offset_list[　cu_chroma_qp_offset_idx　] : 0 + slice_act_cr_qp_offset 실시예 9 : 무손실 부호화와 손실 부호화 모두에 적용하기 위한 ACT 색공간 변환 방안
전술한 정방향 변환 및 역방향 변환을 위한 행렬 기반 색공간 간의 변환은 아래와 같이 정리될 수 있다.
Forward Conversion: GBR to YCgCo Backward Conversion: YCgCo to GBR
Y = ((G<<1) + R + B + 2) >>2
Cg　 = ((G<<1) - R - B + 2) >>2
Co =　 ((R-B) << 1) + 2) >> 2		 t = Y - Cg
G = Y + Cg
B = t - Co = Y - Cg - Co
R = t + Co = Y - Cg + Co
상기의 변환은 Co와 Cg의 처리에 있어서 일부 값의 손실이 발생하는 점에서, 원상태로 복원이 불가능하다. 예를들어, RGB 색공간의 샘플값을 YCgCo색공간으로 변환 후 다시 RGB 색공간으로 역변환 하는 경우, 원샘플의 값이 완전히 복원되지 않게 된다.따라서, 상기 표 3에 따른 변환은 무손실 부호화를 위하여 사용될 수 없다. 무손실 부호화가 적용되는 경우에도, 색공간 변환 후 샘플값의 손실이 발생하지 않도록 색공간 변환 알고리즘을 개선할 필요가 있다. 실시예 9 및 10은 무손실 부호화는 물론 손실 부호화에서도 적용할 수 있는 색공간 변환 알고리즘을 개시한다.
이하의 실시예에서, 손실 부호화는 물론 무손실 부호화에도 적용할 수 있는 원상태로 복원 가능한(reversible) 색공간 변환을 이용하여 ACT를 수행하는 방안을 설명한다. 이와 같은 복원 가능한 색공간 변환은 앞서 설명된 부호화 및 복호화 방법에 적용될 수 있다. ACT Qp 오프셋 또한 이하의 색공간 변환을 위하여 조정될 수 있다. 일 실시 예에 따른 색공간 변환은 아래의 수식과 같이 수행될 수 있다. 예를들어, GBR 색공간에서 YCgCo 색공간으로의 정방향 변환은 아래의 수학식에 따라 수행될 수 있다.
[수학식 107]
Co = R-B;
t = B + (Co>>1);
Cg = G - t;
Y = t + (Cg>>1);
또한, YCgCo 색공간에서 GBR 색공간으로의 역방향 변환은 아래의 수학식에 따라 수행될 수 있다.
[수학식 108]
t = Y - (Cg>>1)
G = 　Cg + t
B = t - (Co>>1)
R = Co + B
상기 수식에 따른 YCgCo 색공간과 RGB 색공간 간의 변환은 원상태로 복원 가능하다. 즉, 상기 수식에 따른 색공간 변환은 완벽한 복원을 지원하며, 예를들어, 정방향 변환 후 역방향 변환을 수행하더라도 샘플값은 동일하게 유지된다. 이에 따라 상기 수식에 따른 색공간 변환은 복원 가능한 YCgCo-R 색변환이라 칭할 수 있다. 여기서 R은 원상태로 복원가능함을 의미하는 reversible의 약어일 수 있다. YCgCo-R 변환은 Cg 및 Co의 비트 뎁스를 기존의 변환 보다 1 증가시킴으로 구비될 수 있다. 이러한 조건을 구비한다면, 다른 형태의 복원 가능한 변환도 상기 변환과 같이 사용될 수 있다.
상기 수식과 같은 변환은 앞서 설명된 변환과 다른 노름(norm)값을 가지는 점에서, Y, Cg, Co에 대한 ACT Qp 오프셋은 색공간 변환에 따른 동적 범위 변화를 보상하기 위하여 조정될 수 있다.
앞서 설명된 변환이 적용되는 경우, 일 실시 예에 따른 QCT Qp 오프셋은 Y, Cg, Co에 대하여 (-5, -5, -5)의 값을 가질 수 있음이 설명된 바 있다. 그러나, 본 실시 예에서의 복원 가능한 변환이 적용되는 경우, 일 실시 예에 따른 QCT Qp 오프셋으로 (-5, -5, -5)가 아닌 다른 값이 지정될 수 있다. 예를들어, 일 실시 예에 따른 QCT Qp 오프셋으로Y, Cg, Co에 대하여 (-5, 1, 3)의 값이 사용될 수 있다.
다른 실시 예에서, ACT QP 오프셋은 앞선 실시예 6 또는 7과 같이 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다.
예를들어, 앞서 설명한 YCgCo-R 변환이 ACT QP 오프셋(-5, 1, 3)과 함께 사용되는 경우, 하기 도면과 같이, 손실 부호화 환경(e.g. QP 22, 27, 32, 37)에 대하여 부호화 손실이 존재하지 않음이 관측되었다. 더하여, ACT를 적용하는 경우 무손실 부호화를 구현함에 있어서 5%의 부호화 성능을 더 얻을 수 있음이 관측되었다.
Sequence Y U V
RGB, TGM 1080p 0.0% 0.2% 0.1%
RGB, TGM 720p 0.2% -0.1% 0.1%
RGB, Animation -0.1% -0.1% 0.0%
RGB, Mixed content -0.1% 0.0% -0.1%
RGB, Camera-Captured content -0.3% 0.2% -0.3%
Overall All (RGB) 0.0% 0.0% 0.0%
통합된 ACT 매트릭스를 포함하기 위한 VVC 스펙은 다음의 표와 같이 기재될 수 있다.
Residual modification process for blocks using colour space conversion
Inputs to this process are:
- a variable nTbW specifying the block width,
- a variable nTbH specifying the block height,
- an (nTbW)x(nTbH) array of luma residual samples rY with elements rY[　x　][　y　],
- an (nTbW)x(nTbH) array of chroma residual samples rCb with elements rCb[　x　][　y　],
- an (nTbW)x(nTbH) array of chroma residual samples rCr with elements rCr[　x　][　y　].
Outputs of this process are:
- a modified (nTbW)x(nTbH) array rY of luma residual samples,
- a modified (nTbW)x(nTbH) array rCb of chroma residual samples,
- a modified (nTbW)x(nTbH) array rCr of chroma residual samples.
The (nTbW)x(nTbH) arrays of residual samples rY, rCb and rCr are modified as follows:
tmp　=　rY[　x　][　y　]　-　(rCb[　x　][　y　] >>1)
rY[　x　][　y　]　=　tmp　+　rCb[　x　][　y　]
rCb[　x　][　y　]　=　tmp　-　(rCr[　x　][　y　] >>1)
rCr[　x　][　y　]　=　rCb[　x　][　y　]　+　rCr[　x　][　y　]
예를들어, (nTbW)x(nTbH) 크기의 레지듀얼 샘플 배열 rY, rCb 및 rCr는 아래와 같이 갱신될 수 있다.
[수학식 109]
tmp　=　rY[　x　][　y　]　-　(rCb[　x　][　y　] >>1)
rY[　x　][　y　]　=　tmp　+　rCb[　x　][　y　]
rCb[　x　][　y　]　=　tmp　-　(rCr[　x　][　y　] >>1)
rCr[　x　][　y　]　=　rCb[　x　][　y　]　+　rCr[　x　][　y　]
실시예 10 : 명시적 시그널링에 기반한 다수의 색변환을 수행하는 ACT 수행 방안
본 실시 예에서, 적어도 하나 이상의 색 변환이 ACT에 의하여 수행될 수 있다. 어떠한 색변환이 수행될지가 비트스트림으로 시그널링되는 플래그(들)에 의하여 결정될 수 있다. 이러한 플래그(들)은 SPS, PPS, 픽처 헤더 및 슬라이스와 같은 다수의 레벨들 또는 식별가능한 구성부분(granularies)에서 시그널링될 수 있다.
일 실시 예에서, 어떠한 ACT가 적용되는지 여부를 나타내기 위하여 소정의 플래그가 시그널링될 수 있다. 예를들어, 해당 플래그의 값이 1이면, 복원 가능한 색 변환에 기반한 ACT가 적용될 수 있다. 해당 플래그의 값이 0이면, 복원 불가한 색변환에 기반한 ACT가 적용될 수 있다.
다른 실시 예에서, ACT에 대한 소정의 플래그가 어떤 색 변환이 사용되는지 여부를 나타내기 위하여 시그널링 될 수 있다. SPS에서 시그널링 되는 신택스의 예시가 도 50에 기재되어 있다. 도 50의 신택스 요소에 대하여 설명한다. 신택스 요소 sps_act_reversible_conversion은 원 상태로 복원되지 않는 변환 수식을 이용하는지 여부를 나타낼 수 있다. sps_act_reversible_conversion의 제 1 값(e.g. 0)은 ACT가 원 상태로 복원되지 않는 변환 수식을 이용함을 나타낼 수 있다. sps_act_reversible_conversion의 제 2 값(e.g. 1)은 ACT가 원 상태로 복원 가능한 변환 수식을 사용함을 나타낼 수 있다.
이에 따라, 손실 부호화가 수행되는지 여부를 나타내는 변수 lossyCoding은 아래의 수학식과 같이 설정될 수 있다.
[수학식 110]
lossyCoding = ( !sps_act_reversible_conversion)
lossyCoding 플래그를 이용하여, 복호화 과정에서 복호화 장치가 YCgCo에서 GBR로의 역방향 변환을 수행하기 위한 수도코드는 아래와 같이 표현될 수 있다.
[수학식 111]
If (sps_act_reversible_conversion == 1)
{
// YCgCo-R reversible conversion
t = Y - (Cg>>1)
G = 　Cg + t
B = t - (Co>>1)
R = Co + B
}
　else {
t = Y - Cg
G = Y + Cg
B = t - Co
R = t + Co
}
이에 따라, 실시예 9의 표 5에 도시된 VVC 스펙은 아래의 표와 같이 수정될 수 있다.
Residual modification process for blocks using colour space conversion
Inputs to this process are:
- a variable nTbW specifying the block width,
- a variable nTbH specifying the block height,
- an (nTbW)x(nTbH) array of luma residual samples rY with elements rY[　x　][　y　],
- an (nTbW)x(nTbH) array of chroma residual samples rCb with elements rCb[　x　][　y　],
- an (nTbW)x(nTbH) array of chroma residual samples rCr with elements rCr[　x　][　y　].
Outputs of this process are:
- a modified (nTbW)x(nTbH) array rY of luma residual samples,
- a modified (nTbW)x(nTbH) array rCb of chroma residual samples,
- a modified (nTbW)x(nTbH) array rCr of chroma residual samples.
The (nTbW)x(nTbH) arrays of residual samples rY, rCb and rCr are modified as follows:

- If sps_act_ reversible _conversion equal to 1, the (nTbW)x(nTbH) arrays of residual samples rY, rCb and rCr are modified as follows
tmp　=　rY[　x　][　y　]　-　(rCb[　x　][　y　] >>1) )
rY[　x　][　y　]　=　tmp　+　rCb[　x　][　y　] )
rCb[　x　][　y　]　=　tmp　-　(rCr[　x　][　y　] >>1) )
rCr[　x　][　y　]　=　rCb[　x　][　y　]　+　rCr[　x　][　y　]

- Otherwise, the (nTbW)x(nTbH) arrays of residual samples rY, rCb and rCr are modified as follows
tmp　=　rY[　x　][　y　]　-　rCb[　x　][　y　] )
rY[　x　][　y　]　=　rY[　x　][　y　]　+　rCb[　x　][　y　] )
rCb[　x　][　y　]　=　tmp　-　rCr[　x　][　y　] )
rCr[　x　][　y　]　=　tmp　+　rCr[　x　][　y　]
상기 표에 따라, 색공간 변환을 이용하는 레지듀얼 갱신 프로세스는 본 프로세스에 대한 입력으로 다음의 파라미터를 이용할 수 있다.- 블록 너비를 나타내는 변수 nTbW
- 블록 높이를 나타내는 변수 nTbH
- 요소 rY[x][y]로 구성된, 루마 레지듀얼 샘플에 대한 (nTbW)x(nTbH) 크기의 배열 rY,
- 요소 rCb[x][y]로 구성된, 크로마 레지듀얼 샘플에 대한 (nTbW)x(nTbH) 크기의 배열 rCb,
- 요소 rCr[x][y]로 구성된, 크로마 레지듀얼 샘플에 대한 (nTbW)x(nTbH) 크기의 배열 rCr,
본 프로세스에 대한 출력은 다음과 같다.
- 루마 레지듀얼 샘플에 대한 (nTbW)x(nTbH) 크기의 갱신된 배열 rY,
- 크로마 레지듀얼 샘플에 대한 (nTbW)x(nTbH) 크기의 갱신된 배열 rCb,
- 크로마 레지듀얼 샘플에 대한 (nTbW)x(nTbH) 크기의 갱신된 배열 rCr,
본 프로세스의 수행에 의하여, (nTbW)x(nTbH) 크기의 레지듀얼 샘플 배열 rY, rCb 및 rCr 는 다음과 같이 갱신될 수 있다.
먼저, sps_act_reversible_conversion의 값이 제 2 값(e.g. 1)이면, (nTbW) x (nTbH) 크기의 레지듀얼 샘플 배열 rY, rCb 및 rCr는 다음의 수학식과 같이 갱신될 수 있다.
[수학식 112]
tmp　=　rY[　x　][　y　]　-　(rCb[　x　][　y　] >>1) )
rY[　x　][　y　]　=　tmp　+　rCb[　x　][　y　] )
rCb[　x　][　y　]　=　tmp　-　(rCr[　x　][　y　] >>1) )
rCr[　x　][　y　]　=　rCb[　x　][　y　]　+　rCr[　x　][　y　]
그렇지 않으면(e.g. sps_act_reversible_conversion의 값이 제 1 값(e.g. 0)이면), (nTbW) x (nTbH) 크기의 레지듀얼 샘플 배열 rY, rCb 및 rCr는 다음의 수학식과 같이 갱신될 수 있다.
[수학식 113]
tmp　=　rY[　x　][　y　]　-　rCb[　x　][　y　]
rY[　x　][　y　]　=　rY[　x　][　y　]　+　rCb[　x　][　y　]
rCb[　x　][　y　]　=　tmp　-　rCr[　x　][　y　]
rCr[　x　][　y　]　=　tmp　+　rCr[　x　][　y　]
YCgCo 역방향 변환 및 YCgCo-R 역방향 변환은 일부 유사점을 가진다. 원상태로 복원가능한 변환에 있어서, Cg 및 Co가 Cg'=Cg<<1 및 Co'=Co<<1로 대체되는 경우, 이는 손실 역방향 변환으로 동작할 수 있다. 아래의 수학식은 이에 대한 실시예를 나타낸다.
[수학식 114]
t = Y - (Cg'>>1) = Y - Cg
G = 　Cg' + t = Y +Cg
B = t - (Co'>>1) = t - Co = Y - Cg - Co
R = Co' + B = t + Co = Y - Cg + Co
따라서, 대체적 실시예에 있어서, 두 색상 변환을 유지하는 것 대신, 원 상태로 복원 가능한 변환만을 사용할 수 있다. 손실 부호화 사례에 있어서, Cg, Co 성분은 부호화 장치의 동작에 있어서 1/2배 스케일될 수 있고, 복호화 장치의 동작에 있어서 2배 스케일될 수 있다. 이에 따라 손실 및 무손실 케이스를 지원하는 경우에도 하나의 통합된 변환을 사용할 수 있게 된다. 더하여, 손실 부호화가 진행되는 경우에도 비트 뎁스가 변하지 않을 수 있다는 부가적인 장점 또한 가질 수 있다.
Backward Conversion : YCgCo to GBR
If (lossyCoding){
Cg　 = Cg << 1;　
Co =　 Co << 1;　　　　　　　　　　　　　　
}　
t = Y - (Cg>>1)
G = 　Cg + t
B = t - (Co>>1)
R = Co + B
일 실시 예에서, 어떠한 ACT 변환이 이용되는 지를 나타내는 플래그(e.g. actShiftFlag)가 도 51의 신택스에 따라 사용될 수 있다. 도 51의 신택스 테이블에서, 신택스 요소 sps_act_shift_flag는 ACT가 적용되는 동안 색상 성분의 시프팅을 수행하는 단계가 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를들어, sps_act_shift_flag의 제 1 값(e.g. 0)은 ACT가 적용되는 동안 색상 성분의 시프팅을 수행하는 단계가 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. sps_act_shift_flag의 제 2 값(e.g. 1)은 ACT가 적용되는 동안 색상 성분의 시프팅을 수행하는 단계가 적용됨을 나타낼 수 있다. 변수 actShiftFlag는 sps_act_shift_flag의 값으로 설정될 수 있다.복호화 장치에서의 YCgCo에서 GBR로의 역방향 변환을 구현하기 위한 수도 코드가 actShiftFlag를 이용하여 아래와 같이 작성될 수 있다.
Backward Conversion: YCgCo to GBR
If (actShiftFlag){
Cg　 = Cg << 1;　
Co =　 Co << 1;　　　　　　　　　　　　　　
}
　
t = Y - (Cg>>1)
G = 　Cg + t
B = t - (Co>>1)
R = Co + B
실시예 11 : 변환 타입의 유도를 이용한 다수의 색상 변환을 수행하는 ACT 수행 방안 일 실시 예에서, ACT를 수행함에 있어 적어도 하나 이상의 색 변환이 이용될 수 있다. 그리고, 어떠한 색변환 타입이 이용되는지가 비트스트림의 다른 정보에 기하여 유도될 수 있다.
일 실시 예에서, 원상태로 복원 가능한 ACT 변환 및 원상태로 복원이 불가능한 ACT 변환을 포함하는 두개의 ACT 변환 타입이 가용할 수 있다. ACT 변환 타입은 변환 타입에 의하여 유도될 수 있다. 예를들어, 변수 tuIsTransformSkip로 식별되는바와 같이 변환 타입이 변환 스킵이면, 원상태로 복원 가능한 ACT 변환이 이용될 수 있다. 그렇지 않으면(e.g. 변환 타입이 변환 스킵이 아니면), 원상태로 복원 불가능한 ACT 변환이 이용될 수 있다. 두가지 형태의 수도 코드가 이용될 수 있다.
Backward Conversion: YCgCo to GBR
If (tuIsTransformSkip){
// YCgCo-R reversible conversion
t = Y - (Cg>>1)
G = 　Cg + t
B = t - (Co>>1)
R = Co + B

}
　else {
t = Y - Cg
G = Y + Cg
B = t - Co
R = t + Co
}
Backward Conversion: YCgCo to GBR
If (tuIsTransformSkip)
{
Cg　 = Cg << 1;　
Co =　 Co << 1;　　　　　　　　　　　　　　
}
　
t = Y - (Cg>>1)
G = 　Cg + t
B = t - (Co>>1)
R = Co + B
다른 실시 예에 있어서, ACT 변환 타입은 QP 값에 기하여 결정될 수 있다. Qp 값이 소정의 임계값(e.g. QpPrimeTsMin) 이하의 값인 경우, 원상태로 복원 가능한 ACT 변환이 이용될 수 있다. 그렇지 않은 경우(e.g. Qp 값이 소정의 임계값을 초과하는 경우), 복원 불가능한 ACT 변환이 이용될 수 있다.
실시예 12 : ACT QP 오프셋을 이용한 QP 유도 방안
본 실시예는 앞선 실시예 1 및 2에 관한다. 앞선 실시예 1 및 2에 있어서, 이미 유도된 Qp′Y, Qp′CbCr, Qp′Cb, Qp′Cr를 QP로 포함하는 것으로 설명되었다. 실시예 1 및 2에 기재된 방법들은 유도된 Qp값들을 ACT QP 오프셋을 이용하여 수정하고, 변환 계수 스케일링을 위한 수정된 QP값들이 유효 범위를 벗어나지 않도록 필수적인 클리핑 기법을 적용한다.
본 실시 예는 Qp′Y, Qp′CbCr, Qp′Cb, Qp′Cr 을 유도하는 QP 유도 프로세스에 ACT QP 오프셋을 포함시키는 방안을 설명한다. 유도된 QP값들이 유효 범위를 벗어나지 않도록, QP 유도 프로세스가 소정의 클리핑 단계를 이미 포함하고 있기에, ACT QP 오프셋을 QP 유도 프로세스에 포함시키는 것은, 추가적인 클리핑 단계를 피하면서, 변환 계수 스케일링 프로세스를 위한 전체적인 QP 유도 단계를 단순화하면서도, 최종적인 QP가 유효 범위를 벗어나지 않도록 보장할 수 있다.
앞선 실시 예에서 설명된 바와 같이, ACT QP 오프셋은 상수로 미리 지정되거나, 비트스트림을 통해 시그널링 될 수 있다. 일관성을 벗어나지 않고, Y, Cb, Cr 및 CbCr을 위한 ACT QP 오프셋은 후술하는 설명에서 ppsActQpOffsetY, ppsActQpOffsetCb, ppsActQpOffsetCr, ppsActQpOffsetCbCr로 기재될 수 있다. ppsActQpOffsetY, ppsActQpOffsetCb, ppsActQpOffsetCr, ppsActQpOffsetCbCr는 -M 에서부터 N까지의 값을 가지는 상수 또는 변수일 수 있다. 여기서 M과 N은 일 실시 예에서 손실 부호화 케이스에서 각각 12로 설정될 수 있고, 무손실 부호화 케이스에서 각각 0으로 설정될 수 있다. 또한, 적어도 하나의 ACT QP 오프셋은 다른 ACT QP 오프셋 값으로부터 유도될 수 있다. 예를들어, ppsActQpOffsetCbCr은 조인트CbCr 모드에 기반하여 ppsActQpOffsetCb 또는 ppsActQpOffsetCr와 같은 값으로 설정될 수 있다.
ACT QP 오프셋을 이용한 QP 유도에 대한 복호화 처리는 이하의 설명과 같이 수행될 수 있다. 먼저, 양자화 파라미터 유도 프로세스의 경우, 본 프로세스를 위하여 아래의 파라미터가 활용될 수 있다.
- 현재 픽처의 좌상단 루마 샘플에 대한 현재 부호화 블록의 좌상단 루마 샘플의 상대 좌표를 나타내는 루마 좌표(xCb,　yCb),
- 현재 부호화 블록의 너비를 루마 샘플 단위로 나타내는 변수 cbWidth,
- 현재 부호화 블록의 높이를 루마 샘플 단위로 나타내는 변수 cbHeight
- 현재 부호화 트리 노드를 분할하기 위하여 싱글 트리(SINGLE_TREE) 또는 듀얼 트리가 사용되었는지 여부를 나타내며, 듀얼트리가 사용되는 경우, 루마 성분 듀얼 트리(DAUL_TREE_LUMA)인지 또는 크로마 성분 듀얼 트리(DAUL_TREE_CHROMA)인지를 나타내는 변수 treeType,
본 양자화 파라미터 유도 프로세스에서, 루마 양자화 파라미터 Qp'Y 및 크로마 양자화 파라미터 Qp'Cb, Qp'Cr 및 Qp'CbCr이 유도될 수 있다.
그 후, 변수 QpY 는 아래의 수학식에 따라 유도될 수 있다.
[수학식 115]
QpY = (　(　qPY_PRED　+　CuQpDeltaVal　+　64　+　2　*　QpBdOffset　)　%　(　64　+　QpBdOffset　)　)　-　QpBdOffset
루마 양자화 파라미터 Qp′Y 는 아래의 수학식에 따라 유도될 수 있다.
[수학식 116]
actQpOffsetY = cu_act_enabled_flag[　xCb　][　yCb　]　　?　　ppsActQpOffsetY　　:　　0　
Qp′Y = QpY　+　QpBdOffset + actQpOffsetY
Qp′Y = Clip3(0, 63+ QpBdOffset, Qp′Y)
크로마 배열의 타입을 나타내는 변수 ChromaArrayType의 값이 제 1 값(e.g. 0)이 아니고, treeType이 SINGLE_TREE 또는 DUAL_TREE_CHROMA인 경우, 이하의 처리가 수행될 수 있다.
- treeType의 값이 DUAL_TREE_CHROMA인 경우, 변수 QpY의 값은 루마 샘플 위치 (　xCb　+　cbWidth　/　2,　yCb　+　cbHeight　/　2　)를 커버하는 루마 부호화 단위의 루마 양자화 파라미터 QpY와 동일한 값으로 설정될 수 있다.
- 변수 qPCb, qPCr 및 qPCbCr 가 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 117]
qPChroma　=　Clip3(　-QpBdOffset,　63,　QpY　)
qPCb　=　ChromaQpTable[　0　][　qPChroma　]
qPCr　=　ChromaQpTable[　1　][　qPChroma　]
qPCbCr　=　ChromaQpTable[　2　][　qPChroma　]
- Cb 및 Cr 성분을 위한 크로마 양자화 파라미터 Qp′Cb 및 Qp′Cr와 Cb-Cr 공동 부호화(joint Cb-Cr coding)을 위한 크로마 양자화 파라미터 Qp′CbCr는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 118]
actQpOffsetCb = cu_act_enabled_flag[　xCb　][　yCb　]　　?　　ppsActQpOffsetCb　　:　　0　
actQpOffsetCr = cu_act_enabled_flag[　xCb　][　yCb　]　　?　　ppsActQpOffsetCr　　:　　0　
actQpOffsetCbCr = cu_act_enabled_flag[　xCb　][　yCb　]　　?　　ppsActQpOffsetCbCr : 0
Qp′Cb　=　 Clip3(　-QpBdOffset,　63,　qPCb　+　pps_cb_qp_offset　+　slice_cb_qp_offset　+　CuQpOffsetCb　+ actQpOffsetCb) 　+　QpBdOffset
Qp′Cr　=　Clip3(　-QpBdOffset,　63,　qPCr　+　pps_cr_qp_offset　+　slice_cr_qp_offset　+　CuQpOffsetCr　 + actQpOffsetCr) 　+　QpBdOffset
Qp′CbCr　=　Clip3(　-QpBdOffset,　63,　qPCbCr　+　pps_joint_cbcr_qp_offset　+　
slice_joint_cbcr_qp_offset　+CuQpOffsetCbCr　+ actQpOffsetCbCr)　+　QpBdOffset
다음으로, 변환 계수에 대한 역양자화 프로세스가 수행될 수 있고, 본 프로세스를 위하여 아래의 정보가 입력으로 활용될 수 있다.
- 현재 픽처의 좌상단 루마 샘플에 대한 현재 루마 변환 블록의 좌상단 샘플의 상대 좌표를 나타내는 루마 좌표(xTbY,　yTbY),
- 변환 블록의 너비를 나타내는 변수 nTbW,
- 변환 블록의 높이를 나타내는 변수 nTbH,
- 부호화 단위의 예측 모드를 나타내는 변수 predMode,
- 현재 블록의 색상 성분을 나타내는 변수 cIdx
본 변환 계수에 대한 역양자화 프로세스의 출력은 스케일된 변환 계수들의 배열 d일 수 있다. 여기서, 배열 d의 크기는 (nTbW)x(nTbH)일 수 있다. 이를 구성하는 개별 요소는 d[x][y]로 식별될 수 있다.
본 프로세스의 수행에 있어서, 양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 유도될 수 있다. cIdx의 값이 0인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 119]
qP = Qp′Y
그렇지 않은 경우, TuCResMode[　xTbY　][　yTbY　] 의 값이 2인 경우, 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 120]
qP = Qp′CbCr
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 1인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 121]
qP = Qp′Cb
그렇지 않은 경우, cIdx의 값이 2인 경우, qP는 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 122]
qP = Qp′Cr
양자화 파라미터 qP는 아래와 같이 갱신될 수 있다. 그리고, 변수 rectNonTsFlag 및 bdShift는 아래와 같이 유도될 수 있다. transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 0인 경우, 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 123]
rectNonTsFlag = (　(　(　Log2(　nTbW　)　+　Log2(　nTbH　)　)　&　1　)　　=　=　　1　)　　?　　1　:　0
bdShift = BitDepth　+　rectNonTsFlag　+ (　(　Log2(　nTbW　)　+　Log2(　nTbH　)　)　/　2　)　-　5　+　pic_dep_quant_enabled_flag 그렇지 않고, transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]의 값이 1인 경우(e.g. 현재 변환 블록에 대하여 변환이 스킵되는 경우), 아래의 수학식과 같이 유도될 수 있다.
[수학식 124]
qP = Max(　QpPrimeTsMin,　qP　)
rectNonTsFlag = 0
bdShift = 10
부호화 및 복호화 방법
이하 도 52과 도 53을 참조하여 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법 및 복호화 방법을 설명한다.
먼저 복호화 장치의 동작을 먼저 설명한다. 일 실시 예에 따른 영상 복호화 장치는 메모리와 프로세서를 포함하며, 복호화 장치는 프로세서의 동작에 의하여 복호화를 수행할 수 있다. 예를들어, 도 52에 도시된 바와 같이, 복호화 장치는 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 변환이 적용되는지 여부에 기반하여 현재 블록의 양자화 파라미터를 결정할 수 있다(S5210). 여기서 색공간의 변환은 전술한 ACT일 수 있다. 여기서, 양자화 파라미터를 결정하는 단계는, 양자화 파라미터의 값이 소정의 상한값 이하의 값을 가지고 소정의 하한값 이상의 값을 가지도록 양자화 파라미터에 클리핑을 수행함으로써 수행될 수 있다. 여기서, 양자화 파라미터의 소정의 하한값은 0일 수 있다. 그리고, 양자화 파라미터의 소정의 상한값은 샘플의 비트 뎁스를 나타내는 신택스 요소에 기반하여 결정될 수 있다.
양자화 파라미터를 결정하는 단계는, 현재 블록의 색상 성분에 기반하여 양자화 파라미터를 결정하는 단계; 현재 블록의 색상 성분에 기반하여 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는 단계; 및 양자화 파라미터 오프셋을 이용하여 양자화 파라미터를 재설정 하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.
양자화 파라미터 오프셋을 이용하여 양자화 파라미터를 재설정 하는 단계는 양자화 파라미터에 양자화 파라미터 오프셋을 더함으로써 수행될 수 있다. 여기서, 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 변환이 적용되고 현재 블록의 색상 성분이 루마 성분인 경우, 양자화 파라미터 오프셋의 값은 -5로 결정될 수 있다.
그리고, 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 변환이 적용되고 현재 블록의 색상 성분이 크로마 Cb 성분인 경우, 양자화 파라미터 오프셋의 값은 1로 결정될 수 있다. 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 변환이 적용되고 현재 블록의 색상 성분이 크로마 Cr 성분인 경우 양자화 파라미터 오프셋의 값은 3으로 결정될 수 있다.
다음으로, 복호화 장치는 양자화 파라미터에 기반하여 현재 블록의 변환 계수를 결정할 수 있다(S5220). 다음으로, 복호화 장치는 변환 계수를 이용하여 현재 블록의 잔차 샘플을 결정할 수 있다(S5230). 다음으로, 복호화 장치는 색공간의 변환이 적용되는지 여부에 기반하여 잔차 샘플의 값을 재설정 할 수 있다(S5240).
여기서, 잔차 샘플의 값을 재설정하는 단계는 루마 성분 잔차 샘플 값과 크로마 잔차 샘플 값의 절반값에 기반하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 크로마 잔차 샘플 값에 시프트 연산을 수행함으로써 크로마 잔차 샘플값의 절반값이 얻어질 수 있다. 또한, 루마 성분 잔차 샘플값에 크로마 Cb 성분 잔차 샘플 값의 절반값을 더함으로써 루마 성분 잔차 샘플값이 재설정될 수 있다. 또한, 루마 성분 잔차 샘플값에 크로마 Cb 성분 잔차 샘플 값의 절반값과 크로마 Cr 성분 잔차 샘플 값의 절반값을 감함으로써 크로마 Cb 성분 잔차 샘플값이 재설정될 수 있다.
다음으로, 부호화 장치의 동작을 설명한다. 일 실시 예에 따른 영상 부호화 장치는 메모리와 프로세서를 포함하며, 부호화 장치는 프로세서의 동작에 의하여 상기 복호화 장치의 복호화에 대응되는 방식으로 부호화를 수행할 수 있다. 예를들어, 도 53에 도시된 바와 같이, 부호화 장치는 색공간(color space)의 변환이 적용되는지 여부에 기반하여 잔차 샘플을 재설정할 수 있다(S5310). 여기서 색공간의 변환은 전술한 ACT일 수 있다.
나아가, 잔차 샘플의 값을 재설정하는 단계는 루마 성분 잔차 샘플 값과 크로마 잔차 샘플 값의 절반값에 기반하여 수행될 수 있다. 예를들어, 크로마 잔차 샘플 값에 시프트 연산을 수행함으로써 크로마 잔차 샘플값의 절반값이 얻어질 수 있다. 또한, 앞서 설명된 복호화 장치에서의 재설정 연산을 역으로 수행함으로써, 부호화 장치는 루마 성분 잔차 샘플값, 크로마 Cb 성분 잔차 샘플값 및 크로마 Cr 성분 잔차 샘플값을 재설정할 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 재설정된 잔차 샘플을 이용하여 변환계수를 결정할 수 있다(S5320). 다음으로, 부호화 장치는 색공간의 변환이 적용되는지 여부에 기반하여 양자화 파라미터를 결정할 수 있다(S5330). 여기서, 양자화 파라미터를 결정하는 단계는, 양자화 파라미터의 값이 소정의 상한값 이하의 값을 가지고 소정의 하한값 이상의 값을 가지도록 양자화 파라미터에 클리핑을 수행함으로써 수행될 수 있다. 여기서, 양자화 파라미터의 소정의 하한값은 0일 수 있다. 그리고, 양자화 파라미터의 소정의 상한값은 샘플의 비트 뎁스를 나타내는 신택스 요소에 기반하여 결정될 수 있다.
양자화 파라미터를 결정하는 단계는, 현재 블록의 색상 성분에 기반하여 양자화 파라미터를 결정하는 단계; 현재 블록의 색상 성분에 기반하여 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는 단계; 및 양자화 파라미터 오프셋을 이용하여 양자화 파라미터를 재설정 하는 단계를 포함하여 수행될 수 있다.
양자화 파라미터 오프셋을 이용하여 양자화 파라미터를 재설정 하는 단계는 양자화 파라미터에 양자화 파라미터 오프셋을 더함으로써 수행될 수 있다. 여기서, 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 변환이 적용되고 현재 블록의 색상 성분이 루마 성분인 경우, 양자화 파라미터 오프셋의 값은 -5로 결정될 수 있다.
그리고, 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 변환이 적용되고 현재 블록의 색상 성분이 크로마 Cb 성분인 경우, 양자화 파라미터 오프셋의 값은 1로 결정될 수 있다. 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 변환이 적용되고 현재 블록의 색상 성분이 크로마 Cr 성분인 경우 양자화 파라미터 오프셋의 값은 3으로 결정될 수 있다.
다음으로, 부호화 장치는 양자화 파라미터에 기반하여 변환 계수를 부호화할 수 있다(S5340).
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 54는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 54에 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,
    현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 상기 현재 블록의 양자화 파라미터를 결정하는 단계;
    상기 양자화 파라미터에 기반하여 상기 현재 블록의 변환 계수를 결정하는 단계;
    상기 변환 계수를 이용하여 상기 현재 블록의 잔차 샘플을 결정하는 단계; 및
    상기 색공간의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 상기 잔차 샘플의 값을 재설정 하는 단계를 포함하고,
    상기 양자화 파라미터를 결정하는 단계는, 상기 양자화 파라미터의 값이 소정의 상한값 이하의 값을 가지고 소정의 하한값 이상의 값을 가지도록 상기 양자화 파라미터에 클리핑을 수행함으로써 수행되는 영상 복호화 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터의 소정의 하한값은 0인 영상 복호화 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터의 소정의 상한값은 샘플의 비트 뎁스를 나타내는 신택스 요소에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터를 결정하는 단계는,
    상기 현재 블록의 색상 성분에 기반하여 양자화 파라미터를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 색상 성분에 기반하여 양자화 파라미터 오프셋을 결정하는 단계; 및
    상기 양자화 파라미터 오프셋을 이용하여 상기 양자화 파라미터를 재설정 하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 양자화 파라미터 오프셋을 이용하여 상기 양자화 파라미터를 재설정 하는 단계는 상기 양자화 파라미터에 상기 양자화 파라미터 오프셋을 더함으로써 수행되는 영상 복호화 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 전환이 적용되고 상기 현재 블록의 색상 성분이 루마 성분인 경우, 상기 양자화 파라미터 오프셋의 값은 -5로 결정되는 영상 복호화 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 전환이 적용되고 상기 현재 블록의 색상 성분이 크로마 Cb 성분인 경우, 상기 양자화 파라미터 오프셋의 값은 1로 결정되는 영상 복호화 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 전환이 적용되고 상기 현재 블록의 색상 성분이 크로마 Cr 성분인 경우 상기 양자화 파라미터 오프셋의 값은 3로 결정되는 영상 복호화 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 잔차 샘플의 값을 재설정하는 단계는 루마 성분 잔차 샘플 값과 크로마 잔차 샘플 값의 절반값에 기반하여 수행되는 영상 복호화 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 크로마 잔차 샘플값의 절반값은, 상기 크로마 잔차 샘플 값에 시프트 연산을 수행함으로써 얻어지는 영상 복호화 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 루마 성분 잔차 샘플값에 크로마 Cb 성분 잔차 샘플 값의 절반값을 더함으로써 상기 루마 성분 잔차 샘플값이 재설정되는 영상 복호화 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 루마 성분 잔차 샘플값에 크로마 Cb 성분 잔차 샘플 값의 절반값과 크로마 Cr 성분 잔차 샘플 값의 절반값을 감함으로써 상기 크로마 Cb 성분 잔차 샘플값이 재설정되는 영상 복호화 방법.
  13. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    현재 블록의 잔차 샘플에 색공간(color space)의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 상기 현재 블록의 양자화 파라미터를 결정하고,
    상기 양자화 파라미터에 기반하여 상기 현재 블록의 변환 계수를 결정하고,
    상기 변환 계수를 이용하여 상기 현재 블록의 잔차 샘플을 결정하며,
    상기 색공간의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 상기 잔차 샘플의 값을 재설정 하되,
    상기 프로세서는 상기 양자화 파라미터의 값이 소정의 상한값 이하의 값을 가지고 소정의 하한값 이상의 값을 가지도록 상기 양자화 파라미터에 클리핑을 수행하는 영상 복호화 장치.
  14. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법에 있어서,
    색공간(color space)의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 잔차 샘플을 재설정하는 단계;
    상기 재설정된 잔차 샘플을 이용하여 변환계수를 결정하는 단계;
    상기 색공간의 전환이 적용되는지 여부에 기반하여 양자화 파라미터를 결정하는 단계; 및
    상기 양자화 파라미터에 기반하여 상기 변환 계수를 부호화 하는 단계를 포함하고,
    상기 양자화 파라미터를 결정하는 단계는, 상기 양자화 파라미터의 값이 소정의 상한값 이하의 값을 가지고 소정의 하한값 이상의 값을 가지도록 상기 양자화 파라미터에 클리핑을 수행함으로써 수행되는 영상 부호화 방법.
  15. 제14항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
PCT/KR2020/014844 2019-10-28 2020-10-28 색공간 변환을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 WO2021086020A1 (ko)

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