WO2021133100A1 - Pdpc를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

Pdpc를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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WO2021133100A1
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method and apparatus for encoding/decoding an image, and more particularly, to a method and apparatus for encoding/decoding an image for performing position-dependent intra prediction (PDPC), and a method and apparatus for encoding an image of the present disclosure. It relates to a method of transmitting a bitstream.
  • PDPC position-dependent intra prediction
  • HD images high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images
  • UHD images ultra high definition
  • An object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency.
  • Another object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus for improving encoding/decoding efficiency by making the PDPC application requirements of a chrominance block and a luminance block the same.
  • Another object of the present disclosure is to provide a method of transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • Another 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.
  • Another 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 to restore an image.
  • An image decoding method performed by an image decoding apparatus includes generating a prediction block by performing intra prediction on a current block, determining whether to apply PDPC to the prediction block, and generating a final prediction block of the current block by applying PDPC to the prediction block based on the determination.
  • the determining whether to apply PDPC to the prediction block includes determining whether the size of the current block satisfies a predetermined condition, and based on the size of the current block satisfying the predetermined condition Thus, it is determined that PDPC is applied to the prediction block, and when the size of the current block does not satisfy the predetermined condition, the determination of the color component of the current block is skipped, and PDPC is applied to the prediction block. It may be judged not to apply.
  • the predetermined condition may be that the size of the current block is greater than or equal to a predetermined threshold.
  • the predetermined condition when the width of the current block is equal to or greater than the predetermined threshold value and the height of the current block is equal to or greater than the predetermined threshold value, the predetermined condition may be satisfied.
  • the predetermined threshold value may be 4.
  • determining whether to apply PDPC to the prediction block may further include determining a reference sample line used for intra prediction of the current block.
  • the reference sample line is a predetermined reference sample line
  • the determination of the color component of the current block may be skipped and it may be determined that PDPC is not applied to the prediction block.
  • the predetermined reference sample line may be a first reference sample line adjacent to the current block.
  • the determining whether to apply PDPC to the prediction block includes determining whether BDPCM is applied to the current block and determining an intra prediction mode of the current block may further include.
  • An image decoding apparatus may include a memory and at least one processor.
  • the at least one processor generates a prediction block by performing intra prediction on the current block, determines whether to apply PDPC to the prediction block, and applies PDPC to the prediction block based on the determination. , a final prediction block of the current block may be generated.
  • the determination of whether to apply PDPC to the prediction block includes determining whether the size of the current block satisfies a predetermined condition, and based on the size of the current block satisfying the predetermined condition, If it is determined that PDPC is applied to the prediction block, and the size of the current block does not satisfy the predetermined condition, the determination of the color component of the current block is skipped, and PDPC is not applied to the prediction block can be judged not to be.
  • An image encoding method performed by an image encoding apparatus includes generating a prediction block by performing intra prediction on a current block, and determining whether to apply PDPC to the prediction block. , and generating a final prediction block of the current block by applying PDPC to the prediction block based on the determination.
  • the determining whether to apply PDPC to the prediction block includes determining whether the size of the current block satisfies a predetermined condition, and based on the size of the current block satisfying the predetermined condition Thus, it is determined that PDPC is applied to the prediction block, and when the size of the current block does not satisfy the predetermined condition, the determination of the color component of the current block is skipped, and PDPC is applied to the prediction block. It may be judged not to apply.
  • the predetermined condition may be that the size of the current block is greater than or equal to a predetermined threshold.
  • the predetermined condition when the width of the current block is equal to or greater than the predetermined threshold value and the height of the current block is equal to or greater than the predetermined threshold value, the predetermined condition may be satisfied.
  • the predetermined threshold value may be 4.
  • determining whether to apply PDPC to the prediction block may further include determining a reference sample line used for intra prediction of the current block.
  • the reference sample line is a predetermined reference sample line
  • the determination of the color component of the current block may be skipped and it may be determined that PDPC is not applied to the prediction block.
  • the predetermined reference sample line may be a first reference sample line adjacent to the current block.
  • the determining whether to apply PDPC to the prediction block includes determining whether BDPCM is applied to the current block and determining an intra prediction mode of the current block may further include.
  • a transmission method 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 image encoding apparatus of the present disclosure.
  • an image encoding/decoding method and apparatus having improved encoding/decoding efficiency may be provided.
  • an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency by simplifying the determination of whether to apply PDPC by using a unified PDPC application condition for a luminance component and a chrominance component in intra prediction encoding/decoding may be provided.
  • a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium storing a bitstream generated by the image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium storing a bitstream received and decoded by the image decoding apparatus according to the present disclosure and used to restore an image.
  • FIG. 1 illustrates a video coding system according to this disclosure.
  • 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 diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a division structure of an image according to an embodiment of the present disclosure.
  • 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 partitioning 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 an intra prediction-based video/image encoding method.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an intra prediction unit in an encoding apparatus.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an intra prediction-based video/image decoding method.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an intra prediction unit in a decoding apparatus.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a directional intra prediction mode among intra prediction modes.
  • 13A to 13D are diagrams illustrating reference samples defined in PDPC.
  • FIG. 14 is a diagram for describing a reference sample line usable in an MRL method.
  • 15 is a diagram illustrating a syntax structure of an encoding unit signaling the multi-reference line index.
  • 16 is a diagram illustrating a PDPC application condition according to an embodiment of the present disclosure.
  • 17 is a diagram illustrating a PDPC application condition according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a PDPC application condition according to another embodiment of the present disclosure.
  • 19 is a flowchart illustrating a method of generating a prediction block according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 20 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 “connected”, “coupled” or “connected” to another component, it is not only a direct connection relationship, but also an indirect connection relationship in which another component exists in the middle. may also include.
  • a component when a component is said to "include” or “have” another component, it means that another component may be further included without excluding other components unless otherwise stated. .
  • first, second, etc. are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and unless otherwise specified, the order or importance between the components is not limited. 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. can also be called
  • components that are distinguished from each other are for clearly explaining each characteristic, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to form one hardware or software unit, or one component may be distributed to form a plurality of hardware or software units. Accordingly, even if not specifically mentioned, such integrated or dispersed 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 composed of a subset of components described in one embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, embodiments including other components in addition to components described in various embodiments are also 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 conventional meanings commonly used in the technical field to which the present disclosure belongs unless they are newly defined in the present disclosure.
  • a “picture” generally means a unit representing one image in a specific time period
  • a slice/tile is a coding unit constituting a part of a picture
  • one picture is one It may be composed of more than one slice/tile.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTUs).
  • pixel or “pel” may mean a minimum unit constituting one picture (or image).
  • sample may be used as a term corresponding to a pixel.
  • the 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 indicates a basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific region of a picture and information related to the region.
  • a unit may be used interchangeably with terms such as “sample array”, “block” or “area” in some cases.
  • an MxN block may include samples (or sample arrays) or a set (or arrays) of transform coefficients including M columns and N rows.
  • 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”.
  • transform inverse transform
  • quantization inverse quantization
  • current block may mean “current transform block” or “transform target block”.
  • filtering the “current block” may mean a “filtering target block”.
  • a “current block” may mean a “luma block of the current block” unless explicitly stated as a chroma block.
  • a “chroma block of the current block” may be explicitly expressed including an explicit description of a chroma block, such as a “chroma block” or a “current chroma block”.
  • “/” and “,” may be interpreted as “and/or”.
  • “A/B” and “A, B” may be interpreted as “A and/or B”.
  • “A/B/C” and “A, B, C” may mean “at least one of A, B, and/or C”.
  • FIG. 1 illustrates a video coding system according to this disclosure.
  • a video coding system may include an encoding apparatus 10 and a decoding apparatus 20 .
  • the encoding apparatus 10 may transmit encoded video and/or image information or data in the form of a file or streaming to the decoding apparatus 20 through a digital storage medium or a network.
  • the encoding apparatus 10 may include a video source generator 11 , an encoder 12 , and a transmitter 13 .
  • the decoding apparatus 20 may include a receiving unit 21 , a decoding unit 22 , and a rendering unit 23 .
  • the encoder 12 may be referred to as a video/image encoder, and the decoder 22 may be referred to as a video/image decoder.
  • the transmitter 13 may be included in the encoder 12 .
  • the receiver 21 may be included in the decoder 22 .
  • the rendering unit 23 may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or external component.
  • the video source generator 11 may acquire a video/image through a process of capturing, synthesizing, or generating the video/image.
  • the video source generating unit 11 may include a video/image capturing device and/or a video/image generating device.
  • a video/image capture device may include, for example, one or more cameras, a video/image archive containing previously captured video/images, and the like.
  • a video/image generating device may include, for example, a computer, tablet, and smart phone, and may (electronically) generate a video/image.
  • a virtual video/image may be generated through a computer, etc. In this case, the video/image capturing process may be substituted for the process of generating related data.
  • the encoder 12 may encode an input video/image.
  • the encoder 12 may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and encoding efficiency.
  • the encoder 12 may output encoded data (encoded video/image information) in the form of a bitstream.
  • the transmitter 13 may transmit the encoded video/image information or data output in the form of a bitstream in the form of a file or streaming to the receiver 21 of the decoding apparatus 20 through a digital storage medium or a network.
  • the digital storage medium 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 receiver 21 may extract/receive the bitstream from the storage medium or the network and transmit it to the decoder 22 .
  • the decoder 22 may decode the video/image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transform, and prediction corresponding to the operation of the encoder 12 .
  • the rendering unit 23 may render the decoded video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image encoding apparatus 100 includes an image segmentation unit 110 , a subtraction unit 115 , a transform unit 120 , a quantization unit 130 , an inverse quantization unit 140 , and an inverse transform unit ( 150 ), an adder 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 components constituting the image encoding apparatus 100 may be implemented as one hardware component (eg, an encoder or a processor) according to an embodiment.
  • 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 dividing unit 110 may divide an input image (or a picture, a 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).
  • Coding unit is a coding tree unit (coding tree unit, CTU) or largest coding unit (LCU) according to the QT / BT / TT (Quad-tree / binary-tree / ternary-tree) structure recursively ( can be obtained by recursively segmenting.
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units having a lower 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.
  • a coding procedure according to the present disclosure may be performed based on the last coding unit that is no longer divided.
  • the largest coding unit may be directly used as the final coding unit, and 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 procedures 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 deriving a transform coefficient and/or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • the prediction unit (the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185) performs prediction on a processing target block (current block), and generates a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a current block or CU basis.
  • the prediction unit may generate various information regarding prediction of the current block and transmit it to the entropy encoding unit 190 .
  • the prediction information 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 with reference to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the vicinity of the current block according to an intra prediction mode and/or an intra prediction technique, or may be located apart from each other.
  • 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 according to the granularity of the prediction direction. However, this is an example, and a higher or lower number of directional prediction modes may be used according to a setting.
  • the intra prediction unit 185 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 180 may derive the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation between motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring blocks may include spatial neighboring blocks existing in the current picture and temporal neighboring blocks present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be called a collocated reference block, a collocated CU (colCU), or the like.
  • the 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 create Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the skip mode and merge mode, the inter prediction unit 180 may use motion information of a neighboring block as motion information of the current block. In the skip mode, unlike the merge mode, a residual signal may not be transmitted.
  • a motion vector of a neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference and an indicator for the motion vector predictor ( indicator) to signal the motion vector of the current block.
  • the motion vector difference may mean a difference between the motion vector of the current block and the motion vector predictor.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods and/or prediction techniques to be described later. For example, 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 that simultaneously applies intra prediction and inter prediction for prediction of the current block may be referred to as combined inter and intra prediction (CIIP). Also, the prediction unit may perform intra block copy (IBC) for prediction of the current block. The intra block copy may be used for video/video coding of content such as games, for example, screen content coding (SCC). IBC is a method of predicting a current block using a reconstructed reference block in a current picture located a predetermined distance away from the current block.
  • CIIP combined inter and intra prediction
  • IBC intra block copy
  • the intra block copy may be used for video/video coding of content such as games, for example, screen content coding (SCC).
  • IBC is a method of predicting a current block using a reconstructed reference block in a current picture located
  • 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 within the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived within the current picture. That is, IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this disclosure.
  • the prediction signal generated by 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) to obtain a residual signal (residual signal, residual block, and 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 method may include at least one of Discrete Cosine Transform (DCT), Discrete Sine Transform (DST), Karhunen-Loeve Transform (KLT), Graph-Based Transform (GBT), or Conditionally Non-linear Transform (CNT).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Karhunen-Loeve Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Conditionally Non-linear Transform
  • GBT means a transformation obtained from this graph when expressing relationship information between pixels in a graph.
  • CNT refers to a transformation obtained by generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels and based thereon.
  • the transformation process may be applied to a block of pixels having the same size as a square, or may be applied to a block of variable size that is not a square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit them 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 referred to as residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange the quantized transform coefficients in the block form into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and the quantized transform coefficients in the one-dimensional vector form are quantized based on the Information about the transform coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as, for example, exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 190 may encode information necessary for video/image reconstruction (eg, values of syntax elements, etc.) other than the quantized transform coefficients together or separately.
  • Encoded information eg, encoded video/image information
  • NAL network abstraction layer
  • the video/image information may further include information about 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). Also, the video/image information may further include general constraint information.
  • APS adaptation parameter set
  • PPS picture parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • VPS video parameter set
  • the video/image information may further include general constraint information.
  • the signaling information, transmitted information, and/or syntax elements mentioned in this disclosure may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream may be transmitted over 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) and/or a storage unit (not shown) for storing the signal output from the entropy encoding unit 190 may be provided as internal/external elements 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
  • a residual signal residual block or residual samples
  • the adder 155 adds a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) by adding the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 .
  • a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) by adding the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 .
  • the adder 155 may be referred to as a restoration unit or a restoration block generator.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing object block in the current picture, or may be used for inter prediction of the next picture after filtering as described below.
  • the filtering unit 160 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and store the modified reconstructed picture in the memory 170 , specifically, the DPB of the memory 170 .
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 160 may generate various information regarding filtering and transmit it to the entropy encoding unit 190 as described later in the description of each filtering method.
  • the filtering-related information 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 can avoid a prediction mismatch between the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus, and can also improve encoding efficiency.
  • the DPB in the memory 170 may store a reconstructed picture corrected for use as a reference picture in the inter prediction unit 180 .
  • the memory 170 may store motion information of a block in which motion information in the current picture is derived (or encoded) and/or motion information of blocks in an already reconstructed picture.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 180 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 transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 185 .
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating 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 adder 235 , a filtering unit 240 , and a memory 250 .
  • the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be included.
  • 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 components constituting the image decoding apparatus 200 may be implemented as one hardware component (eg, a decoder or a processor) according to an embodiment.
  • the memory 170 may include a DPB, and may be implemented by a digital storage medium.
  • the image decoding apparatus 200 may reconstruct the 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 in the image encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit.
  • a 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 the 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/image information) required for image restoration (or picture restoration).
  • the video/image information may further include information about 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/image information may further include general constraint information.
  • the image decoding apparatus may additionally use the information about the parameter set and/or the general restriction information to decode the image.
  • the signaling information, received information and/or syntax elements mentioned in this disclosure may be obtained from the bitstream by being decoded through the decoding procedure.
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC or CABAC, and a value of a syntax element required for image reconstruction, and a quantized value of a transform coefficient related to a residual. can be printed out.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and receives syntax element information to be decoded and decoding information of neighboring blocks and blocks to be decoded or information of symbols/bins decoded in the previous step.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the decoded symbol/bin information for the context model of the next symbol/bin after determining the context model.
  • Prediction-related information among the information decoded by the entropy decoding unit 210 is provided to the prediction unit (the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265), and the entropy decoding unit 210 performs entropy decoding.
  • 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 the information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240 .
  • a receiver (not shown) for receiving a signal output from the image encoding apparatus may be additionally provided as an internal/external element of the image decoding apparatus 200 , or the receiver is provided as a component of the entropy decoding unit 210 could be
  • the image decoding apparatus may be referred to as a video/image/picture decoding apparatus.
  • the image decoding apparatus may include an information decoder (video/image/picture information decoder) and/or a sample decoder (video/image/picture sample decoder).
  • the information decoder may include an entropy decoding unit 210, and the sample decoder includes an inverse quantizer 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, a memory 250, At least one of an inter prediction unit 260 and an intra prediction unit 265 may be included.
  • the inverse quantizer 220 may inverse quantize the quantized transform coefficients to output transform coefficients.
  • the inverse quantizer 220 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block form. In this case, the rearrangement may be performed based on a coefficient scan order performed by the image encoding apparatus.
  • the inverse quantizer 220 may perform inverse quantization on the 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).
  • the intra prediction unit 265 may predict the current block with reference 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 the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation between motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring blocks may include spatial neighboring blocks existing in the current picture and temporal neighboring blocks present 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 prediction information may include information indicating a mode (technique) of inter prediction for the current block.
  • the adder 235 restores the obtained residual signal by adding it 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 (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) may be generated.
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the description of the adder 155 may be equally applied to the adder 235 .
  • the addition unit 235 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing object block in the current picture, or may be used for inter prediction of the next picture after filtering as described below.
  • the filtering unit 240 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and store the modified reconstructed picture in the memory 250 , specifically, the DPB of the memory 250 .
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like.
  • the (modified) reconstructed picture 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 in which motion information in the current picture is derived (or decoded) and/or motion information of blocks in an already reconstructed picture.
  • 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 blocks reconstructed in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 265 .
  • the embodiments described in the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the image encoding apparatus 100 include the filtering unit 240 of the image decoding apparatus 200, The same or corresponding application may be applied to the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 .
  • the video/image coding method may be performed based on the following image division structure.
  • procedures such as prediction, residual processing ((inverse) transform, (inverse) quantization, etc.), syntax element coding, and filtering, which will be described later, are CTU, CU (and/or TU, etc.) derived based on the segmentation structure of the image. PU) may be performed.
  • the image may be divided in block units, and the block division procedure may be performed by the image division unit 110 of the above-described encoding apparatus.
  • the division-related information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and transmitted to the decoding apparatus in the form of a bitstream.
  • the entropy decoding unit 210 of the decoding apparatus derives the block division structure of the current picture based on the division related information obtained from the bitstream, and based on this, a series of procedures (eg, prediction, residual processing, block/picture restoration, in-loop filtering, etc.).
  • a series of procedures eg, prediction, residual processing, block/picture restoration, in-loop filtering, etc.
  • Pictures may be divided into a sequence of coding tree units (CTUs). 4 shows an example in which a picture is divided into CTUs.
  • a CTU may correspond to a coding tree block (CTB).
  • 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 to be obtained by recursively dividing a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU) according to a QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) structure.
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • QT/BT/TT Quad-tree/binary-tree/ternary-tree
  • the CTU may first be divided into a quadtree structure. Thereafter, the leaf nodes of the quadtree structure may be further divided by the multitype tree structure.
  • the division according to the quadtree refers to division that divides the current CU (or CTU) into quarters.
  • the current CU may 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.
  • a CU corresponding to a leaf node of a quadtree structure may be used as the above-described final coding unit without being split any further.
  • 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) refers to division that divides the current CU into two in the vertical direction. As shown in FIG. 4 , two CUs having the same height as the height of the current CU and half the width of the current CU may be generated by vertical binary partitioning.
  • the horizontal binary division (SPLIT_BT_HOR) refers to division that divides the current CU 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 the same width as the width of the current CU may be generated by horizontal binary partitioning.
  • the two divisions according to the ternary tree structure may include a vertical ternary splitting (SPLIT_TT_VER) and a horizontal 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.
  • the horizontal ternary division (SPLIT_TT_HOR) divides the current CU in the horizontal direction at a ratio of 1:2:1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a signaling mechanism of block partitioning information in a quadtree with nested multi-type tree structure according to the present disclosure.
  • the CTU is treated as a root node of the quadtree, and the CTU is first divided into a quadtree structure.
  • Information eg, qt_split_flag
  • qt_split_flag indicating whether to perform quadtree splitting on a current CU (CTU or a node (QT_node) of a quadtree
  • qt_split_flag is a first value (eg, “1”)
  • the current CU may be divided into a quadtree.
  • qt_split_flag is a second value (eg, “0”)
  • the current CU is not divided into a quadtree and becomes a leaf node (QT_leaf_node) of the quadtree.
  • the leaf nodes of each quadtree may then be further divided into a multitype tree structure. That is, the leaf node of the quadtree may be a node (MTT_node) of the multitype tree.
  • a first flag eg, mtt_split_cu_flag
  • a second flag (a second flag, e.g. mtt_split_cu_verticla_flag) is signaled to indicate a splitting direction.
  • a second flag e.g. mtt_split_cu_verticla_flag
  • the division direction may be a vertical direction
  • the second flag is 0, the division direction may be a horizontal direction.
  • a third flag (ex. mtt_split_cu_binary_flag) is signaled to indicate whether the split type is a binary split type or a ternary split type.
  • the partition type may be a binary partition type
  • the partition type may be a ternary partition type.
  • Nodes of a multitype tree obtained by binary partitioning or ternary partitioning may be further partitioned into a multitype tree structure.
  • the nodes of the multitype tree cannot be partitioned into a quadtree structure.
  • the first flag is 0, the corresponding node of the multitype tree is no longer split and becomes a leaf node (MTT_leaf_node) of the multitype tree.
  • a CU corresponding to a leaf node of the multitype tree may be used as the above-described final coding unit.
  • a multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of a CU may be derived as shown in Table 1.
  • the multi-tree split mode may be referred to as a multi-tree split type or a split type for short.
  • a 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. 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0, etc.) of the picture/video. ) may be derived based on the CB or TB size.
  • the color format is 4:4:4, the chroma component CB/TB size may be set to be the same as 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 from 128 x 128 to 4 x 4, which is the same size as the CTU. In an embodiment, in the case of a 4:2:0 color format (or chroma format), the chroma CB size may have a size of 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 generally refers to 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 (TBs) having the maxTbSize may be derived from the CU, and transform/inverse transformation may be performed in units of the TUs (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 a CB divided according to the tree structure is greater than the maximum transform width or height, the CB may be automatically (or implicitly) divided until it satisfies the TB size limit in the horizontal and vertical directions.
  • maximum TbSize maximum allowable TB size
  • the intra prediction mode/type is derived in the CU (or CB) unit, and the peripheral reference sample derivation and prediction sample generation procedure may be performed in a TU (or TB) unit.
  • the intra prediction mode/type is derived in the CU (or CB) unit
  • the peripheral reference sample derivation and prediction sample generation procedure may be performed in a TU (or TB) unit.
  • 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 available size of a quadtree leaf node
  • MaxBTSize a parameter indicating the maximum available size of a binary tree root node MaxTTSize
  • MaxMttDepth a parameter indicating the available size
  • MinBtSize a parameter indicating the minimum available leaf node size of a binary tree
  • At least one of MinTtSize which is a parameter indicating the minimum available leaf node size of the tree, is signaled.
  • the CTU size may be set to a 128x128 luma block and two 64x64 chroma blocks corresponding to the luma block.
  • MinQTSize may be set to 16x16
  • MaxBtSize may be set to 128x1208
  • MaxTtSzie may be set to 64x64
  • MinBtSize and MinTtSize may be set to 4x4
  • MaxMttDepth may be set to 4.
  • Quadtree partitioning may be applied to the CTU to create quadtree leaf nodes.
  • a quadtree leaf node may be referred to as a leaf QT node.
  • Quadtree leaf nodes may have a size of 128x128 (e.g.
  • the CTU size from a size of 16x16 (e.g. the MinQTSize).
  • the leaf QT node is 128x128, it may not be additionally split into a binary tree/ternary tree. This is because in this case, even if it is split, it exceeds MaxBtsize and MaxTtszie (i.e. 64x64).
  • the leaf QT node may be further divided into a multitype tree. Therefore, a leaf QT node is a root node for a multitype tree, and a leaf QT node may have a multitype tree depth (mttDepth) value of 0. If the multitype tree depth reaches MaxMttdepth (ex. 4), further splitting may not be considered.
  • the encoding apparatus may omit signaling of splitting information.
  • the decoding apparatus may derive the division information as 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 aforementioned coding tree scheme may be equally applied to the luma block and the chroma block of the current CU, or may be applied separately.
  • a luma block and a chroma block within one CTU may be divided into the same block tree structure, and the tree structure in this case is indicated 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 is indicated 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 called a dual tree luma (DUAL_TREE_LUMA)
  • the block tree structure for the chroma block may be called a dual tree chroma (DUAL_TREE_CHROMA).
  • the luma block and chroma blocks in one CTU may be constrained to have the same coding tree structure.
  • the luma block and the chroma block 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 another 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 consists of a coding block of a luma component or coding blocks 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 may be interpreted as concepts included in a Multiple Partitioning Tree (MPT) structure, and the CU may be interpreted as being divided through the QT structure and the MPT structure.
  • MPT Multiple Partitioning Tree
  • a syntax element (eg, MPT_split_type) including information on how many blocks a leaf node of the QT structure is divided into and a leaf node of the QT structure are vertical
  • the split structure may be determined by signaling a syntax element (eg, MPT_split_mode) including information on which direction is split in the horizontal direction.
  • a CU may be partitioned in a way different from a QT structure, a BT structure, or a 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 the size of the CU of the upper depth according to the BT structure, or according to the TT structure Unlike a CU of a lower depth that is divided into 1/4 or 1/2 the size of a CU of a higher depth, a CU of a lower depth is 1/5, 1/3, 3/8, or 3 of a CU of a higher depth in some cases. It may be divided into /5, 2/3 or 5/8 size, and the method by which the CU is divided 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 apparatus and the decoding apparatus may reduce the data amount of the partition information by limiting the generation of such redundant partition patterns.
  • Intra prediction may indicate prediction that generates prediction samples for a current block based on reference samples in a picture to which the current block belongs (hereinafter, referred to as a current picture).
  • a current picture reference samples in a picture to which the current block belongs
  • neighboring reference samples to be used for intra prediction of the current block may be derived.
  • the neighboring reference samples of the current block are a sample adjacent to the left boundary of the current block of size nWxnH, a total of 2xnH samples neighboring to the bottom-left, and a sample adjacent to the top boundary of the current block and a total of 2xnW samples neighboring the top-right side and one sample neighboring the top-left side of the current block.
  • the neighboring reference samples of the current block may include a plurality of columns of upper neighboring samples and a plurality of rows of left neighboring samples.
  • the neighboring reference samples of the current block include a total of nH samples adjacent to the right boundary of the current block of size nWxnH, a total of nW samples adjacent to the bottom boundary of the current block, and the lower right side of the current block. It may include one sample neighboring to (bottom-right).
  • the decoder may construct neighboring reference samples to be used for prediction by substituting unavailable samples with available samples.
  • neighboring reference samples to be used for prediction may be configured through interpolation of available samples.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an intra prediction-based video/image encoding method.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an intra prediction unit in an encoding apparatus.
  • S800 may be performed by the intra prediction unit 222 of the encoding apparatus, and S810 may be performed by the residual processing unit 230 of the encoding apparatus. Specifically, S810 may be performed by the subtraction unit 231 of the encoding apparatus.
  • the prediction information may be derived by the intra prediction unit 222 and encoded by the entropy encoding unit 240 .
  • the residual information may be derived by the residual processing unit 230 and encoded by the entropy encoding unit 240 .
  • the residual information is information about the residual samples.
  • the residual information may include information about quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the residual samples may be derived as transform coefficients through the transform unit 232 of the encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as quantized transform coefficients through the quantization unit 233 .
  • Information on the quantized transform coefficients may be encoded by the entropy encoding unit 240 through a residual coding procedure.
  • the encoding apparatus performs intra prediction on the current block (S800).
  • 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.
  • intra prediction mode/type determination, peripheral reference samples derivation, and prediction samples generation procedures may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before another procedure.
  • the intra prediction unit 222 of the encoding apparatus may include an intra prediction mode/type determiner 222-1, a reference sample derivation unit 222-2, and a prediction sample derivation unit 222-3.
  • the intra-prediction mode/type determiner 222-1 determines the intra-prediction mode/type for the current block, and the reference sample derivation unit 222-2 derives neighboring reference samples of the current block,
  • the prediction sample derivation unit 222 - 3 may derive prediction samples of the current block.
  • the intra prediction unit 222 may further include a prediction sample filter unit (not shown).
  • 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 mode/types and determine an optimal intra prediction mode/type for the current block.
  • the encoding apparatus generates residual samples for the current block based on the prediction samples (S810).
  • the encoding apparatus may compare the prediction samples in the original samples of the current block based on the phase and derive the residual samples.
  • the encoding apparatus may encode image information including information on the intra prediction (prediction information) and residual information on the residual samples ( S820 ).
  • the prediction information may include the intra prediction mode information and the intra prediction type information.
  • the encoding apparatus may output encoded image information in the form of a bitstream.
  • the output bitstream may be transmitted to a decoding device through a storage medium or a network.
  • the residual information may include residual coding syntax, which will 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 reconstructed blocks). To this end, the encoding apparatus may inverse quantize/inverse transform the quantized transform coefficients again to derive (modified) residual samples. The reason for performing the inverse quantization/inverse transformation after transforming/quantizing the residual samples in this way is to derive the same residual samples as 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 may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIGS. 10 and 11 a video/image decoding method based on intra prediction and an intra prediction unit in a decoding apparatus will be described using FIGS. 10 and 11 .
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an intra prediction-based video/image decoding method.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an intra prediction unit in a decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may perform an operation corresponding to the operation performed by the encoding apparatus.
  • S1000 to S1020 may be performed by the intra prediction unit 331 of the decoding apparatus, and the prediction information of S1000 and the residual information of S1030 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 310 of the decoding apparatus.
  • the residual processing unit 320 of the decoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the residual information.
  • the inverse quantization unit 321 of the residual processing unit 320 derives transform coefficients by performing inverse quantization based on the quantized transform coefficients derived based on the residual information
  • the inverse transform unit 322 may derive residual samples for the current block by performing inverse transform on the transform coefficients.
  • S1040 may be performed by the adder 340 or the restorer of the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may derive the intra prediction mode/type for the current block based on the received prediction information (intra prediction mode/type information) (S1000).
  • the decoding apparatus may derive peripheral reference samples of the current block (S1010).
  • the decoding apparatus generates prediction samples in the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples (S1020).
  • the decoding apparatus generates 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 (S1030).
  • a reconstructed picture for the current picture may be generated based on the reconstructed block.
  • an in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture.
  • the intra prediction unit 331 of the decoding apparatus may include an intra prediction mode/type determiner 331-1, a reference sample derivation unit 331-2, and a prediction sample derivation unit 331-3,
  • the intra prediction mode/type determiner 331-1 determines the intra prediction mode/type for the current block based on the intra prediction mode/type information obtained from the entropy decoding unit 310, and a reference sample derivation unit ( 331-2) may derive peripheral reference samples of the current block, and the prediction sample derivation unit 331-3 may derive prediction samples of the current block.
  • the intra prediction unit 331 may further include a prediction sample filter unit (not shown).
  • the intra prediction mode information may include, for example, flag information (ex. intra_luma_mpm_flag) indicating whether a 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 (eg, 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 except for the intra prediction mode candidates (MPM candidates). may include more.
  • the decoding apparatus may determine the intra prediction mode of the current block based on the intra prediction mode information.
  • 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, when applied, which reference sample line is used, and the ISP is the current block ISP flag information indicating whether to apply 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 PDPC is applied, or application of LIP It may include at least one of flag information indicating whether or not. Also, 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 (eg CABAC, CAVLC) coding based on a truncated (rice) binary code.
  • entropy coding eg CABAC, CAVLC
  • the intra prediction modes may include two directional intra prediction modes and 65 directional prediction modes.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planar intra prediction mode and a DC intra prediction mode, and the directional intra prediction modes may include No. 2 to No. 66 intra prediction modes.
  • An example of a directional intra prediction mode is shown in FIG. 12 .
  • the intra prediction mode may further include a cross-component linear model (CCLM) mode for chroma samples in addition to the above-described intra prediction modes.
  • CCLM cross-component linear model
  • the CCLM mode can be divided into LT_CCLM, L_CCLM, and T_CCLM according to whether left samples, upper samples, or both are considered for LM parameter derivation, and can be applied only to the chroma component.
  • the above-described intra prediction mode may be indexed, for example, as shown in Table 2 below.
  • the prediction unit of the encoding apparatus/decoding apparatus may derive a reference sample according to the intra prediction mode of the current block among neighboring reference samples of the current block, and generate a prediction sample of the current block based on the reference sample .
  • a prediction sample may be derived based on the average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) a prediction sample among neighboring reference samples of the current block is specified.
  • the prediction sample may be derived based on the reference sample existing in the (prediction) direction.
  • the case of (i) may be called a non-directional mode or a non-angular mode, and the case of (ii) may be called a directional mode or an angular mode.
  • Prediction samples may be generated.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • a temporary prediction sample of the current block is derived based on the filtered neighboring reference samples, and at least one derived according to the intra prediction mode among the existing neighboring reference samples, that is, unfiltered neighboring reference samples.
  • the prediction sample of the current block may be derived by weighted summing the reference sample and the temporary prediction sample.
  • PDPC position dependent intra prediction
  • the reference sample line with the highest prediction accuracy is selected among the neighboring multiple reference sample lines of the current block, and the prediction sample is derived using the reference sample located in the prediction direction in the corresponding line, and at this time, the used reference sample line is decoded.
  • Intra prediction encoding may be performed by instructing (signaling) the device.
  • the above-described case may be referred to as multi-reference line intra prediction (MRL) or MRL-based intra prediction.
  • the current block is divided into vertical or horizontal sub-partitions to perform intra prediction based on the same intra prediction mode, but neighboring reference samples may be derived and used in units of the sub-partitions. That is, in this case, the intra prediction mode for the current block is equally applied to the sub-partitions, and the intra prediction performance may be improved in some cases by deriving and using the neighboring reference samples in units of the sub-partitions.
  • This prediction method may be called intra sub-partitions (ISP) or ISP-based intra prediction. Specific details will be described later.
  • a value of a prediction sample may be derived through interpolation.
  • the above-described intra prediction methods may be called an intra prediction type to be distinguished from the intra prediction mode.
  • the intra prediction type may be referred to by various terms such as an intra prediction technique or an additional intra prediction mode.
  • the intra prediction type (or additional intra prediction mode, etc.) may include at least one of the aforementioned LIP, PDPC, MRL, and ISP.
  • the information on the intra prediction type may be encoded by an encoding device and included in a bitstream to be signaled to a decoding device.
  • the information on the intra prediction type may be implemented in various forms, such as flag information indicating whether each intra prediction type is applied or index information indicating one of several intra prediction types.
  • the PDPC derives filtered reference samples by performing filtering based on the filter for the PDPC, derives a temporary prediction sample of the current block based on the intra prediction mode of the current block and the filtered reference samples, and Deriving the prediction sample of the current block by weighted summing the temporary prediction sample and at least one reference sample derived according to the intra prediction mode among existing reference samples, that is, unfiltered reference samples
  • An intra prediction method may be indicated.
  • the predefined filter may be one of five 7-tap filters.
  • the predefined filter may be one of a 3-tap filter, a 5-tap filter, and a 7-tap filter.
  • the 3-tap filter, the 5-tap filter, and the 7-tap filter may represent a filter having 3 filter coefficients, a filter having 5 filter coefficients, and a filter having 7 filter coefficients, respectively.
  • the prediction result of the intra planner mode may be further modified by the PDPC.
  • the PDPC may perform an intra-planar mode, an intra DC mode, a horizontal intra prediction mode, a vertical intra prediction mode, and an intra prediction mode in the bottom left direction without separate signaling (ie, the second intra prediction mode). and eight directional intra prediction modes adjacent to the lower-left intra prediction mode, a top-right intra prediction mode, and eight directional intra prediction modes adjacent to the upper-right intra prediction mode.
  • a prediction sample of (x, y) coordinates predicted based on a linear combination of an intra prediction mode and reference samples may be derived as shown in Equation 1 below.
  • pred(x,y) of the left term represents a predicted sample value of (x,y) coordinates
  • pred(x,y) of the right term is a temporary (primary) prediction sample of (x,y) coordinates represents a value
  • R (x,-1) and R (-1,y) represent the upper reference sample and the left reference sample located above and to the left of the current sample of the (x, y) coordinate
  • R (-1,-1) denotes the upper-left reference sample located in the upper-left corner of the current block.
  • wL denotes a weight applied to the left reference sample
  • wT denotes a weight applied to the upper reference sample
  • wTL denotes a weight applied to the upper left reference sample.
  • the temporary (primary) prediction sample may be generated as a result of performing intra prediction based on the intra prediction mode and reference samples of the current block.
  • a final prediction sample of the current block may be generated based on Equation 1 above.
  • the temporary (primary) prediction sample may be used as a final prediction sample of the current block.
  • 13A to 13D are diagrams illustrating reference samples defined in PDPC.
  • pred(x, y) represents a prediction sample obtained through intra prediction (the above-described temporary prediction sample), and R (x,-1) and R (-1,y) are (x, y) indicates the upper and left reference samples located above and to the left of the current sample of the coordinates.
  • 13A illustrates reference samples (R x,-1 , R -1,y , R -1,-1 ) when the prediction mode is a diagonal top-right mode.
  • 13B shows reference samples (R x,-1 , R -1,y , R -1,-1 ) when the prediction mode is a diagonal bottom-left mode.
  • 13C illustrates reference samples (R x,-1 , R -1,y , R -1,-1 ) when the prediction mode is an adjacent diagonal top-right mode.
  • 13D illustrates reference samples (R x,-1 , R -1,y , R -1,-1 ) when the prediction mode is an adjacent diagonal bottom-left mode.
  • the weights of the PDPC may be derived based on prediction modes.
  • the weights wT, wL, and wTL of the PDPC may be derived as shown in Table 3 below.
  • Prediction mode wT wL wTL top right diagonal mode 16 >> ( ( y ⁇ 1 ) >> shift ) 16 >> ( ( x ⁇ 1 ) >> shift ) 0 bottom left diagonal mode 16 >> ( ( y ⁇ 1 ) >> shift ) 16 >> ( ( x ⁇ 1 ) >> shift ) 0
  • Adjacent mode in upper right diagonal mode 32 >> ( ( y ⁇ 1 ) >> shift ) 0
  • Adjacent mode of lower left diagonal mode 0 32 >> ( ( x ⁇ 1 ) >> shift ) 0
  • a prediction sample is generated using a reference sample according to a prediction mode, and then the prediction sample is improved using a neighboring reference sample.
  • PDPC is not applied to all intra prediction modes, but based on 65 directional intra prediction modes, Planar, DC, 2 (lower right mode), VDIA (upper left mode), Hor (horizontal mode), Ver (vertical mode) direction mode), peripheral modes of mode 2 (modes 3 to 10), and peripheral modes of VDIA mode (modes 58 to 65). Also, instead of being applied to all prediction samples in a block to be currently encoded, it may be variably applied in consideration of the size of the block.
  • intra prediction may be performed using, as reference samples, neighboring samples located in a reference sample line separated by one to three sample distances from the top and/or left of the current block.
  • FIG. 14 is a diagram for describing a reference sample line usable in an MRL method.
  • reference line 0 may be referred to as a first reference sample line.
  • Reference line 1 to Reference line 3 may be referred to as a second reference sample line to a fourth reference sample line, respectively.
  • a multiple reference line index (ex. mrl_idx) for indicating which reference sample line is used for intra prediction with respect to the current block may be signaled.
  • 15 is a diagram illustrating a syntax structure of an encoding unit signaling the multi-reference line index.
  • the multiple reference line index may be signaled in the form of intra_luma_ref_idx.
  • the value of the multi-reference index is greater than 0, it can be said that MRL is applied to the target block.
  • the intra_luma_ref_idx of FIG. 15 may be used to specify the reference sample line index IntraLumaRefLineIdx[ x0 ][ y0 ] to be used for intra prediction of the current coding unit of the (x0, y0) coordinates.
  • intra_luma_ref_idx[ x0 ][ y0 ] does not exist in the bitstream, the corresponding value may be inferred to be 0.
  • intra_luma_ref_idx may be referred to as an (intra) reference sample line index or mrl_idx. Also, intra_luma_ref_idx may be referred to as intra_luma_ref_line_idx.
  • Table 4 shows IntraLumaRefLineIdx[ x0 ][ y0 ] specified based on intra_luma_ref_idx[ x0 ][ y0 ].
  • the flag indicating whether MPM is applied to the current coding unit is intra_luma_mpm_flag[ x0 ][ y0 ], and when the corresponding flag is not present in the bitstream, its value may be inferred to be 1. have. That is, it may be determined that MPM is applied to the current coding unit.
  • the MRL may not be available for blocks of the first line (row) in the CTU. For example, when the upper boundary of the current coding unit is the upper boundary of the CTU, MRL is not available for the current coding unit. This is to prevent the use of extended reference samples existing outside the current CTU. Also, as will be described later, when a reference sample line other than the first reference sample line is used, the PDPC for the current coding unit may not be applied.
  • the second and subsequent reference sample lines may be used to derive the DC value.
  • the DC value may be derived based on the reference sample of the second and subsequent reference sample lines instead of the reference sample of the first reference sample line.
  • information indicating a reference sample line in which intra prediction of the current block is used may be expressed as refIdx.
  • refIdx of 0 may indicate the first reference sample line.
  • Embodiments of the present disclosure relate to the above-described PDPC.
  • Filtered (modified) prediction samples may be generated when the PDPC procedure is applied to intra prediction samples.
  • An embodiment of the present disclosure proposes a method of performing PDPC in a chrominance block under a specific condition when applying PDPC in intra prediction for a chroma component (block).
  • Existing PDPC determines whether to apply PDPC by applying different conditions according to the luminance component block and the chrominance component block.
  • 16 is a diagram illustrating a PDPC application condition according to an embodiment of the present disclosure.
  • PDPC may be applied to the intra-predicted prediction block of the current block.
  • Both the width and height of the current block are 4 or greater, or the current block is a color difference block, or the color component of the current block is a color difference component.
  • the above condition 1 relates to the size of the current block.
  • the above condition 1 is satisfied regardless of the size of the current block.
  • the current block is a luminance block and the current block has a size of 4x4 or more
  • the above condition 1 is satisfied.
  • the color component of the current block may be represented by cIdx. For example, if cIdx is 0, it may indicate that the current block is a luminance component block, and if cIdx is not 0, it may indicate that the current block is a chrominance component block.
  • the above condition 2 relates to a reference sample line used for intra prediction.
  • the above condition 2 is satisfied regardless of the reference sample line.
  • the current block is a luminance block
  • condition 2 is satisfied.
  • Condition 3 above relates to whether BDPCM is applied to the current block.
  • the condition 3 may be determined based on the BdpcmFlag of the current block. For example, when BdpcmFlag of the current block is 0, it may indicate that BDPCM is not applied to the current block.
  • the BdpcmFlag of the current block may be determined based on a value signaled from the bitstream.
  • a value of BdpcmFlag may be derived based on the signaled intra_bdpcm_luma_flag.
  • the current block is a color difference (chroma component) block
  • a value of BdpcmFlag may be derived based on the signaled intra_bdpcm_chroma_flag.
  • the above condition 4 relates to the intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode of the current block is 1) PLANAR mode, 2) DC mode, 3) directional mode equal to or less than 18 times, or 4) directional mode equal to or greater than 50 times, and one of modes smaller than LT_CCLM In the case of , PDPC may be applied to the current block.
  • Table 5 is a table in which condition 1 among the PDPC application conditions according to the embodiment shown in FIG. 16 is arranged according to the color component of the current block.
  • luminance component block color difference block condition 1 width ⁇ 4 && height ⁇ 4 no condition
  • condition 1 when the current block is a luminance block, condition 1 is satisfied when both a width and a height of the current block are greater than or equal to a predetermined threshold value of 4.
  • the predetermined threshold value 4 may be replaced with MIN_TB_SIZEY.
  • MIN_TB_SIZEY may indicate the minimum transform block (TB) size for the luma component, and the value may be predetermined or signaled from the encoding device to the decoding device.
  • MIN_TB_SIZEY may be 4.
  • the condition 1 of FIG. 16 is always satisfied. That is, the condition regarding the size of the current block does not apply. As such, the condition regarding the size of the current block is applied only to the luminance block of the current block, and not to the chrominance block. As a result, among the PDPC application conditions, the condition regarding the size of the current block may be applied differently depending on the color component of the current block.
  • the current block is a chrominance block and its size is 2x2, 2x4, 4x2, or 2xN
  • intra prediction for the current chrominance block is not performed. Therefore, if the current block is a color difference block having the above size, PDPC is also not performed.
  • the current block is an Nx2 color difference block, since intra prediction may be performed, PDPC may also be performed. Accordingly, when the current block is an Nx2 block, PDPC may not be performed in intra prediction of a luminance block, whereas PDPC may be performed in intra prediction of a chrominance block.
  • 17 is a diagram illustrating a PDPC application condition according to another embodiment of the present disclosure.
  • the block size condition may be equally applied to the luminance block and the chrominance block.
  • the size of the current color difference block is Nx2
  • a method of not performing PDPC may be provided.
  • PDPC may be applied to the intra-predicted prediction block of the current block.
  • condition 1-1 relates to the size of the current block.
  • condition 1 if the current block has a size of 4x4 or greater irrespective of the color component of the current block, condition 1 is satisfied. That is, when both the width and height of the current block are equal to or greater than a predetermined threshold value (e.g. 4), the above condition 1-1 is satisfied.
  • a predetermined threshold value e.g. 4
  • the width or height of the current block is smaller than a predetermined threshold, it may be determined that the condition 1-1 is not satisfied regardless of the color component of the current block. Therefore, according to the embodiment shown in FIG. 17 , in order to determine whether the condition 1-1 is satisfied, the color component of the current block may be skipped without determining whether the color component is a luminance component or a color difference component.
  • condition 1-1 regarding the size of the current block is commonly applied to the luminance block and the chrominance block, thereby solving the problem of applying the PDPC to the Nx2 color difference block can
  • the embodiment shown in FIG. 17 is technically characterized in that the above condition 1-1 regarding the size of the current block is commonly applied to the luminance component block and the chrominance component block. Accordingly, all or part of Condition 2 to Condition 4 other than Condition 1-1 may be changed differently from the embodiment illustrated in FIG. 17 .
  • the PDPC application condition changed in this way is also a modification of the embodiment shown in FIG. 17 and may be included in the scope of the invention according to the present disclosure.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a PDPC application condition according to another embodiment of the present disclosure.
  • the condition regarding the size of the block and the condition regarding the reference sample line may be equally applied to the luminance block and the chrominance block.
  • the size of the current color difference block is Nx2
  • a method of not performing PDPC may be provided.
  • the reference sample line used for intra prediction is not the first reference sample line
  • a method of not performing PDPC may be provided.
  • PDPC may be applied to the intra-predicted prediction block of the current block.
  • Condition 1-1 is the same as described with reference to FIG. 17 , a redundant description thereof will be omitted.
  • condition 2-1 relates to a reference sample line used for intra prediction.
  • condition 2-1 when intra prediction is performed using the first reference sample line adjacent to the current block regardless of the color component of the current block, condition 2-1 is satisfied. That is, when the first reference sample line is used for intra prediction of the current block, condition 2 is satisfied.
  • the first reference sample line is not used for intra prediction of the current block, it may be determined that the condition 2-1 is not satisfied regardless of the color component of the current block. Accordingly, according to the embodiment illustrated in FIG. 18 , in order to determine whether the condition 2-1 is satisfied, the color component of the current block may be skipped without determining whether the color component is a luminance component or a chrominance component.
  • condition 3 and the condition 4 are the same as those described with reference to FIG. 16 , a redundant description is omitted.
  • condition 1-1 regarding the size of the current block is commonly applied to the luminance block and the chrominance block, thereby solving the problem of applying the PDPC to the Nx2 color difference block can Also, among the PDPC application conditions, the condition 2-1 regarding the reference sample line used for intra prediction of the current block is commonly applied to the luminance block and the chrominance block, so that the PDPC application conditions can be unified.
  • condition 1-1 regarding the size of the current block and condition 2-1 regarding the reference sample line used for intra prediction are commonly applied to the luminance component block and the chrominance component block.
  • the changed PDPC application condition is also a modified example of the embodiment shown in FIG. 18 and may be included in the scope of the invention according to the present disclosure.
  • 19 is a flowchart illustrating a method of generating a prediction block according to an embodiment of the present disclosure.
  • each step of FIG. 19 may be performed from step S800 of FIG. 8 performed by the image encoding apparatus.
  • each step of FIG. 19 may be performed from step S1020 of FIG. 10 performed in the image decoding apparatus.
  • a prediction block of the current block may be generated based on neighboring reference samples of the current block and the intra prediction mode (S1910). Since the prediction block generated in step S1910 may be modified according to whether or not PDPC is applied, it may be referred to as a temporary prediction block or a primary prediction block. In addition, the prediction block generated as a result of the application of PDPC may be simply referred to as a prediction block or a final prediction block.
  • Step S1920 may be performed by checking whether the PDPC application condition is satisfied.
  • PDPC application conditions according to the present disclosure are as described with reference to FIGS. 17 and 18 . However, as described above, the PDPC application conditions according to the present disclosure are not limited to the examples of FIGS. 17 and 18 , and various modifications of the PDPC application conditions may be included in the protection scope of the present disclosure.
  • step S1920 if the PDPC application condition is not satisfied, PDPC is not performed, and the temporary prediction block (primary prediction block) generated in step S1910 may be used as the final prediction block of the current block.
  • step S1930 if the PDPC application condition is satisfied, PDPC may be performed (S1930). In this case, by performing PDPC on the temporary prediction block (primary prediction block) generated in step S1910, the final prediction block of the current block may be generated.
  • the PDPC of step S1930 may be performed, for example, according to the above-described PDPC method.
  • the final prediction block of the current block generated according to the method of FIG. 19 may be used to generate a residual block of the current block (S810) or to reconstruct the current block together with the residual block of the current block (S1040).
  • the determination of the color component of the current block can be skipped and the process of determining whether to apply the PDPC can be simplified.
  • Example methods of the present disclosure are expressed as a series of operations for clarity of description, but this is not intended to limit the order in which the steps are performed, and if necessary, each step may be performed simultaneously or in a different order.
  • other steps may be included in addition to the illustrated steps, steps may be excluded from some steps, and/or other steps may be included except for some steps.
  • an image encoding apparatus or an image decoding apparatus performing a predetermined operation may perform an operation (step) of confirming a condition or situation for performing the corresponding operation (step). For example, if it is stated that a predetermined operation is performed when a predetermined condition is satisfied, the image encoding apparatus or the image decoding apparatus performs an operation to check whether the predetermined condition is satisfied and then performs the predetermined operation can
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • It may be implemented by a general processor, a controller, a microcontroller, a microprocessor, and the like.
  • the image decoding apparatus and the image encoding apparatus to which the embodiments of the present disclosure are applied are real-time communication apparatuses such as a multimedia broadcasting transceiver, a mobile communication terminal, a home cinema video apparatus, a digital cinema video apparatus, a surveillance camera, a video conversation apparatus, and a video communication apparatus.
  • mobile streaming device storage medium, camcorder, video on demand (VoD) service providing device, OTT video (Over the top video) device, internet streaming service providing device, three-dimensional (3D) video device, video telephony video device, and medical use It may be included in a video device and the like, and may be used to process a video signal or a data signal.
  • the OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smart phone, a tablet PC, a digital video recorder (DVR), and the like.
  • a game console a Blu-ray player
  • an Internet-connected TV a home theater system
  • a smart phone a tablet PC
  • DVR digital video recorder
  • FIG. 20 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • the content streaming system to which the embodiment of the present disclosure is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server generates a bitstream by compressing content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, a camcorder, etc. into digital data and transmits it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as a smartphone, a camera, a camcorder, etc. directly generate a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an image encoding method and/or an image encoding apparatus to which an embodiment of the present disclosure is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in a process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to the user device based on a user request through the web server, and the web server may serve as a medium informing the user of any service.
  • the web server transmits it to a streaming server, and the streaming server may transmit multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server.
  • the control server may serve to control commands/responses between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media repository and/or an encoding server. For example, when receiving content from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, a slate PC, Tablet PC (tablet PC), ultrabook (ultrabook), wearable device (e.g., watch-type terminal (smartwatch), glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display)), digital TV, desktop There may be a computer, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • PDA portable multimedia player
  • slate PC slate PC
  • Tablet PC Tablet PC
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device e.g., watch-type terminal (smartwatch), glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display)
  • digital TV desktop
  • desktop There may be a computer, digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server may be distributed and processed.
  • the scope of the present disclosure includes software or machine-executable instructions (eg, operating system, application, firmware, program, etc.) that cause operation according to the method of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or and non-transitory computer-readable media in which instructions and the like are stored and executed on a device or computer.
  • software or machine-executable instructions eg, operating system, application, firmware, program, etc.
  • An embodiment according to the present disclosure may be used to encode/decode an image.

Landscapes

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

Abstract

PDPC를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법이 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 판단에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용함으로써, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 현재 블록의 크기가 소정 조건을 만족하는지의 여부에 대한 판단을 포함하고, 상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고, 상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

Description

PDPC를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, PDPC(position-dependent intra prediction)를 수행하는 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 색차 블록과 휘도 블록의 PDPC 적용 요건을 동일하게 함으로써 부호화/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 블록에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 판단에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용함으로써, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 현재 블록의 크기가 소정 조건을 만족하는지의 여부에 대한 판단을 포함하고, 상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고, 상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 소정 조건은 상기 현재 블록의 크기가 소정의 임계값 이상인 것일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 너비가 상기 소정의 임계값 이상이고 상기 현재 블록의 높이가 상기 소정의 임계값 이상인 경우, 상기 소정 조건을 만족할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 소정의 임계값은 4일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용된 참조 샘플 라인에 대한 판단을 더 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 참조 샘플 라인이 소정의 참조 샘플 라인인 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고, 상기 참조 샘플 라인이 소정의 참조 샘플 라인이 아닌 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 소정의 참조 샘플 라인은 상기 현재 블록에 인접한 첫번째 참조 샘플 라인일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지의 여부에 대한 판단 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대한 판단을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 현재 블록에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하고, 상기 판단에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용함으로써, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부의 판단은, 상기 현재 블록의 크기가 소정 조건을 만족하는지의 여부에 대한 판단을 포함하고, 상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고, 상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법은, 현재 블록에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 판단에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용함으로써, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 현재 블록의 크기가 소정 조건을 만족하는지의 여부에 대한 판단을 포함하고, 상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고, 상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 소정 조건은 상기 현재 블록의 크기가 소정의 임계값 이상인 것일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 너비가 상기 소정의 임계값 이상이고 상기 현재 블록의 높이가 상기 소정의 임계값 이상인 경우, 상기 소정 조건을 만족할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 소정의 임계값은 4일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용된 참조 샘플 라인에 대한 판단을 더 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 참조 샘플 라인이 소정의 참조 샘플 라인인 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고, 상기 참조 샘플 라인이 소정의 참조 샘플 라인이 아닌 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 소정의 참조 샘플 라인은 상기 현재 블록에 인접한 첫번째 참조 샘플 라인일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지의 여부에 대한 판단 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대한 판단을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 전송 방법은, 본 개시의 영상 부호화 장치 또는 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 인트라 예측 부호화/복호화에서 휘도 성분과 색차 성분에 대해 단일화된 PDPC 적용 조건을 사용하여 PDPC 적용 여부에 대한 판단을 간소화함으로써 부호화/복호화 효율이 향상된 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 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
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 본 개시의 일 실시예에 따른 영상의 분할 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입의 일 실시예를 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 실시예를 도시하는 도면이다.
도 8은 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 나타내는 도면이다.
도 9는 인코딩 장치 내 인트라 예측부를 나타내는 도면이다.
도 10은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 나타내는 도면이다.
도 11은 디코딩 장치 내 인트라 예측부를 나타내는 도면이다.
도 12는 인트라 예측 모드 중 방향성 인트라 예측 모드를 나타내는 도면이다.
도 13a 내지 도 13d는 PDPC에서 정의되는 참조 샘플들을 나타내는 도면이다.
도 14는 MRL 방법에서 이용 가능한 참조 샘플 라인을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 상기 다중 참조 라인 인덱스를 시그널링하는 부호화 유닛의 신택스 구조를 도시한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 PDPC 적용 조건을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 개시의 다른 실시예에 따른 PDPC 적용 조건을 나타내는 도면이다.
도 18은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 PDPC 적용 조건을 나타내는 도면이다.
도 19는 본 개시의 실시예에 따라 예측 블록을 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 20은 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 연결관계 뿐만 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 구성요소들 간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들을 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
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 나타낸다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서 "현재 블록"은 크로마 블록이라는 명시적인 기재가 없는 한 "현재 블록의 루마 블록"을 의미할 수 있다. "현재 블록의 크로마 블록"은 명시적으로 "크로마 블록" 또는 "현재 크로마 블록"과 같이 크로마 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예예 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 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 계수들을 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 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 픽처로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 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 시그널링 된다. 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 시그널링 된다. 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 시그널링 된다. 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 시그널링 된다. 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 실시예에서, 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 실시예에서, 루마 샘플 단위를 기준으로 CTU의 크기가 128일때, CU의 사이즈는 CTU와 같은 크기인 128 x 128에서 4 x 4 까지의 크기를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 4:2:0 컬러 포멧(or 크로마 포멧)인 경우, 크로마 CB 사이즈는 64x64에서 2x2 까지의 크기를 가질 수 있다
한편, 일 실시예에서, 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 나타낸다.
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 시그널링 된다.
4:2:0 크로마 포멧을 이용하는 일 실시예에서, 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 나타낸다. 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 나타낸다. 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.
이하에서는 인트라 예측부에서 수행되는 인트라 예측에 대해 설명하도록 한다.
인트라 예측
인트라 예측은 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다.
다만, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
이하에서는, 인트라 예측에 기반한 인코딩 방법 및 인코딩 장치 내 인트라 예측부에 대해 도 8 및 도 9를 이용하여 설명하도록 한다.
도 8은 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 나타내는 도면이다. 그리고, 도 9는 인코딩 장치 내 인트라 예측부를 나타내는 도면이다.
S800은 인코딩 장치의 인트라 예측부(222)에 의하여 수행될 수 있고, S810은 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부(230)에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 S810은 인코딩 장치의 감산부(231)에 의하여 수행될 수 있다. S820에서 예측 정보는 인트라 예측부(222)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 인코딩될 수 있다. S820에서 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부(230)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(240)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 인코딩 장치의 변환부(232)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(233)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩될 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다(S800). 인코딩 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, 인코딩 장치의 인트라 예측부(222)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(222-1), 참조 샘플 도출부(222-2), 예측 샘플 도출부(222-3)를 포함할 수 있으며, 인트라 예측 모드/타입 결정부(222-1)에서 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부(222-2)에서 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출하고, 예측 샘플 도출부(222-3)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 후술하는 예측 샘플에 대한 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(222)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 인코딩 장치는 복수의 인트라 예측 모드/타입들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드/타입을 결정할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입들에 대한 RD cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
인코딩 장치는 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S810). 인코딩 장치는 현재 블록의 원본 샘플들에서 상기 예측 샘플들을 위상 기반으로 비교하고, 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 인트라 예측에 관한 정보 (예측 정보) 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S820). 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 모드 정보, 상기 인트라 예측 타입 정보를 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장매체 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 후술하는 레지듀얼 코딩 신텍스를 포함할 수 있다. 인코딩 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 인코딩 장치는 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이를 위하여 인코딩 장치는 상기 양자화된 변환 계수들을 다시 역양자화/역변환 처리하여 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 이와 같이 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화 후 다시 역양자화/역변환을 수행하는 이유는 상술한 바와 같이 디코딩 장치에서 도출되는 레지듀얼 샘플들과 동일한 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위함이다. 인코딩 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.
이하에서는, 인트라 예측에 기반한 비디오/영상 디코딩 방법 및 디코딩 장치 내 인트라 예측부에 대해 도 10 및 도 11을 이용하여 이용하여 설명하도록 한다.
도 10은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 나타내는 도면이다. 그리고, 도 11은 디코딩 장치 내 인트라 예측부를 나타내는 도면이다.
디코딩 장치는 상기 인코딩 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
S1000 내지 S1020은 디코딩 장치의 인트라 예측부(331)에 의하여 수행될 수 있고, S1000의 예측 정보 및 S1030의 레지듀얼 정보는 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 디코딩 장치의 레지듀얼 처리부(320)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부(320)의 역양자화부(321)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(322)은 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. S1040은 디코딩 장치의 가산부(340) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 디코딩 장치는 수신된 예측 정보 (인트라 예측 모드/타입 정보)를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출할 수 있다(S1000). 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S1010). 디코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성한다(S1020).
디코딩 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다. 디코딩 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(S1030). 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, 디코딩 장치의 인트라 예측부(331)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(331-1), 참조 샘플 도출부(331-2), 예측 샘플 도출부(331-3)를 포함할 수 있으며, 인트라 예측 모드/타입 결정부(331-1)는 엔트로피 디코딩부(310)에서 획득된 인트라 예측 모드/타입 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부(331-2)는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출하고, 예측 샘플 도출부(331-3)는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 상술한 예측 샘플에 대한 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(331)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 예를 들어 MPM(most probable mode)가 상기 현재 블록에 적용되는지 아니면 리메이닝 모드(remaining mode)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(ex. intra_luma_mpm_flag)를 포함할 수 있고, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되는 경우 상기 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. 디코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 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), PDPC의 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.
한편, 인트라 예측 모드들은 2개의 방향성 인트라 예측 모드들과 65개의 방향성 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 방향성 인트라 예측 모드의 예시는 도 12와 같다.
상기 인트라 예측 모드는 상술한 인트라 예측 모드들 외에도 크로마 샘플을 위한 CCLM(cross-component linear model) 모드를 더 포함할 수 있다. CCLM 모드는 LM 파라미터 도출을 위하여 좌측 샘플들을 고려하는지, 상측 샘플들을 고려하는지, 둘 다를 고려하는지에 따라 LT_CCLM, L_CCLM, T_CCLM으로 나누어질 수 있으며, 크로마 성분에 대하여만 적용될 수 있다.
상술한 인트라 예측 모드는 예를 들어 다음 표 2와 같이 인덱싱될 수 있다.
Intra prediction mode Associated name
0 INTRA_PLANAR
1 INTRA_DC
2..66 INTRA_ANGULAR2..INTRA_ANGULAR66
81..83 INTRA_LT_CCLM, INTRA_L_CCLM, INTRA_T_CCLM
인코딩 장치/디코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 참조 샘플을 도출할 수 있고, 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성할 수 있다.
예를 들어, 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, 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 디코딩 장치에 지시(시그널링)하는 방법으로 인트라 예측 부호화를 수행할 수 있다. 상술한 경우는 multi-reference line intra prediction (MRL) 또는 MRL 기반 인트라 예측이라고 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 적용되며, 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. 구체적인 내용에 대하여는 후술한다. 또한, 예측 샘플을 기준으로 한 예측 방향이 주변 참조 샘플들 사이를 가리키는 경우, 즉, 예측 방향이 분수 샘플 위치를 가리키는 경우, 해당 예측 방향 주변(해당 분수 샘플 위치 주변)에 위치한 복수의 참조 샘플들의 보간을 통하여 예측 샘플의 값을 도출할 수도 있다.
상술한 인트라 예측 방법들은 인트라 예측 모드와 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 인트라 예측 타입에 관한 정보는 인코딩 장치에서 인코딩되어 비트스트림에 포함되어 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 각 인트라 예측 타입의 적용 여부를 가리키는 플래그 정보 또는 여러 인트라 예측 타입 중 하나를 지시하는 인덱스 정보 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하에서는, 상술한 인트라 예측 타입 중 본 개시와 관련된 PDPC에 대해 설명한다.
위치 기반 인트라 예측 (Position dependent intra prediction, PDPC)
PDPC는 상기 PDPC에 대한 필터를 기반으로 필터링을 수행하여 필터링된 참조 샘플들을 도출하고, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 및 상기 필터링된 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 기존의 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 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 도출하는 인트라 예측 방법을 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 기정의된 필터는 5개의 7탭(tap) 필터들 중 하나일 수 있다. 또는 상기 기정의된 필터는 3탭 필터, 5탭 필터 및 7탭 필터 중 하나일 수 있다. 상기 3탭 필터, 상기 5탭 필터 및 상기 7탭 필터는 각각 3개의 필터 계수 (filter coefficient)를 갖는 필터, 5개의 필터 계수를 갖는 필터, 7개의 필터 계수를 갖는 필터를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 인트라 플래너 모드의 예측 결과는 PDPC에 의하여 추가로 수정될 수 있다.
또는, 일 예로, 상기 PDPC 는 별도의 시그널링없이 인트라 플래너 모드, 인트라 DC 모드, 수평 인트라 예측 모드, 수직 인트라 예측 모드, 좌하단(bottom left) 방향의 인트라 예측 모드(즉, 2번 인트라 예측 모드) 및 상기 좌하단 방향의 인트라 예측 모드에 인접한 8개의 방향성 인트라 예측 모드, 우상단(top-right) 방향의 인트라 예측 모드 및 상기 우상단 방향의 인트라 예측 모드에 인접한 8개의 방향성 인트라 예측 모드에 적용될 수 있다.
구체적으로, 상기 PDPC가 적용되는 경우, 인트라 예측 모드 및 참조 샘플들의 선형 조합(linear combination)을 기반으로 예측되는 (x, y) 좌표의 예측 샘플은 다음의 수학식 1과 같이 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2020019091-appb-M000001
상기 수학식 1의 좌항의 pred(x,y)는 (x,y) 좌표의 예측 샘플 값을 나타내고, 우항의 pred(x,y)는 (x,y) 좌표의 임시(1차) 예측 샘플 값을 나타낸다. R(x,-1) 및 R(-1,y)는 (x, y) 좌표의 현재 샘플의 상측 및 좌측에 위치하는 상측 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플을 나타내고, R(-1,-1)는 상기 현재 블록의 좌상단 코너에 위치하는 좌상단 참조 샘플을 나타낸다. 또한, wL은 좌측 참조 샘플에 적용되는 가중치, wT은 상측 참조 샘플에 적용되는 가중치, wTL은 좌상단 참조 샘플에 적용되는 가중치를 나타낸다.
한편, PDPC 가 인트라 플래너 모드, 인트라 DC 모드, 수평 인트라 예측 모드 및 수직 인트라 예측 모드에 적용되는 경우, 종래 DC 모드 바운더리 필터 또는 수직/수평 모드 에지 필터 등과 같은 추가적인 바운더리 필터들이 필요하지 않을 수 있다.
상기 임시(1차) 예측 샘플은 현재 블록의 인트라 예측 모드와 참조 샘플들에 기반하여 인트라 예측을 수행한 결과 생성될 수 있다. 상기 현재 블록에 대해 PDPC가 적용되는 경우, 예컨대 상기 수학식 1에 기반하여 상기 현재 블록의 최종 예측 샘플이 생성될 수 있다. 상기 현재 블록에 대해 PDPC가 적용되지 않는 경우, 상기 임시(1차) 예측 샘플은 상기 현재 블록의 최종 예측 샘플로 사용될 수 있다.
도 13a 내지 도 13d는 PDPC에서 정의되는 참조 샘플들을 나타내는 도면이다.
도 13a 내지 도 13d에서 pred(x, y)는 인트라 예측을 통해 획득되는 예측 샘플(상술한 임시 예측 샘플)을 나타내고, R(x,-1) 및 R(-1,y)는 (x, y) 좌표의 현재 샘플의 상측 및 좌측에 위치하는 상측 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플들을 나타낸다.
도 13a는 예측 모드가 우상단 대각 모드(Diagonal top-right mode)인 경우의 참조 샘플들(Rx,-1, R-1,y, R-1,-1)을 나타낸다. 도 13b는 예측 모드가 좌하단 대각 모드(Diagonal bottom-left mode)인 경우의 참조 샘플들(Rx,-1, R-1,y, R-1,-1)을 나타낸다. 도 13c는 예측 모드가 우상단 대각 모드의 인접 모드(Adjacent diagonal top-right mode)인 경우의 참조 샘플들(Rx,-1, R-1,y, R-1,-1)을 나타낸다. 도 13d는 예측 모드가 좌하단 대각 모드의 인접 모드(Adjacent diagonal bottom-left mode)인 경우의 참조 샘플들(Rx,-1, R-1,y, R-1,-1)을 나타낸다. 상기 PDPC의 가중치들은 예측 모드들을 기반으로 도출될 수 있다. 상기 PDPC의 가중치들(wT, wL, wTL)은 다음의 표 3과 같이 도출될 수 있다.
예측 모드 wT wL wTL
우상단 대각 모드 16 >> ( ( y<<1 ) >> shift) 16 >> ( ( x<<1 ) >> shift) 0
좌하단 대각 모드 16 >> ( ( y<<1 ) >> shift ) 16 >> ( ( x<<1 ) >> shift ) 0
우상단 대각 모드의 인접 모드 32 >> ( ( y<<1 ) >> shift ) 0 0
좌하단 대각 모드의 인접 모드 0 32 >> ( ( x<<1 ) >> shift ) 0
위치에 따른 인트라 예측 조합(position dependent intra prediction combination, PDPC)은 예측 모드에 따라 참조 샘플을 사용하여 예측 샘플을 생성한 후, 주변의 참조 샘플을 사용하여 예측 샘플을 개선한다. PDPC는 모든 인트라 예측 모드에 적용되는 대신, 65개의 방향성 인트라 예측 모드를 기준으로 하여 Planar, DC, 2 (우하단 방향 모드), VDIA (좌상단 방향 모드), Hor (수평 방향 모드), Ver (수직 방향 모드), 2 모드의 주변 모드들(3번 모드 ~ 10번 모드), VDIA 모드의 주변 모드들(58번 모드 ~ 65번 모드)에 제한적으로 적용될 수 있다. 또한 현재 부호화하고자 하는 블록 내의 모든 예측 샘플에 적용되는 대신, 블록의 크기를 고려하여 가변적으로 적용될 수 있다.
Multi-reference line (MRL) intra prediction
종래의 인트라 예측은 현재 블록의 상측 첫번째 참조 샘플 라인의 주변 샘플들 및 좌측 첫번째 참조 샘플 라인의 주변 샘플들만을 인트라 예측을 위한 참조 샘플들로 이용하였다. 그러나, Multiple-reference line (MRL) 방법에서는 현재 블록의 상측 및/또는 좌측에 대하여 하나 내지 세개 샘플 거리만큼 떨어진 참조 샘플 라인에 위치한 주변 샘플들을 참조 샘플들로 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다.
도 14는 MRL 방법에서 이용 가능한 참조 샘플 라인을 설명하기 위한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 현재 블록에 인접한 순서대로 Reference line 0 내지 Reference line 3 중 적어도 하나의 참조 샘플 라인이 현재 블록의 인트라 예측을 위해 참조될 수 있다. 본 개시에서 Reference line 0은 첫번째 참조 샘플 라인으로 지칭될 수 있다. 또한, Reference line 1 내지 Reference line 3은 각각 두번째 참조 샘플 라인 내지 네번째 참조 샘플 라인으로 지칭될 수 있다.
MRL이 적용되는 경우, 현재 블록에 대하여 어떤 참조 샘플 라인이 인트라 예측을 위하여 사용되는지를 나타내기 위한 다중 참조 라인 인덱스(ex. mrl_idx)가 시그널링될 수 있다.
도 15는 상기 다중 참조 라인 인덱스를 시그널링하는 부호화 유닛의 신택스 구조를 도시한 도면이다.
도 15에 도시된 예에서, 상기 다중 참조 라인 인덱스는 intra_luma_ref_idx의 형태로 시그널링될 수 있다. 상기 다중 참조 인덱스의 값이 0보다 큰 경우에 대상 블록에 MRL이 적용된다고 할 수 있다.
도 15의 intra_luma_ref_idx는 (x0, y0) 좌표의 현재 부호화 유닛의 인트라 예측에 이용될 참조 샘플 라인 인덱스 IntraLumaRefLineIdx[　x0　][　y0　]를 특정하기 위해 사용될 수 있다. intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　]가 비트스트림에 존재하지 않을 경우, 해당 값은 0으로 추론될 수 있다.
intra_luma_ref_idx는 (인트라) 참조 샘플 라인 인덱스 또는 mrl_idx라고 지칭될 수 있다. 또한, intra_luma_ref_idx는 intra_luma_ref_line_idx라고 지칭될 수도 있다.
아래의 표 4는 intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　]에 기반하여 특정되는 IntraLumaRefLineIdx[　x0　][　y0　]를 나타낸다.
intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　] IntraLumaRefLineIdx[　x0　][　y0　]
0 0
1 1
2 2 or 3
도 15에 도시된 예에서, 현재 부호화 유닛에 대해 MPM이 적용되는지 여부를 나타내는 플래그는 intra_luma_mpm_flag[　x0　][　y0　]이며, 해당 플래그가 비트스트림에 존재하지 않을 때, 그 값은 1로 추론될 수 있다. 즉, 현재 부호화 유닛에 대해 MPM이 적용되는 것으로 판단될 수 있다.
MRL은 CTU내 첫번째 라인(행)의 블록들에 대하여는 가용하지 않을 수 있다. 예컨대, 현재 부호화 유닛의 상단 경계가 CTU의 상단 경계인 경우, 현재 부호화 유닛에 대해 MRL이 가용하지 않다. 이는 현재 CTU의 외부에 존재하는 확장 참조 샘플들(extended reference lines)이 사용되는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 후술하는 바와 같이, 첫번째 참조 샘플 라인 이외의 참조 샘플 라인이 사용되는 경우에는 현재 부호화 유닛에 대한 PDPC가 적용되지 않을 수 있다.
MRL이 적용되는 부호화 유닛의 인트라 예측 모드가 DC 모드인 경우, DC 값의 유도를 위해 두번째 이후의 참조 샘플 라인이 이용될 수 있다. 이 경우, 첫번째 참조 샘플 라인의 참조 샘플 대신 두번째 이후의 참조 샘플 라인의 참조 샘플에 기반하여 DC 값이 유도될 수 있다.
본 개시에서 현재 블록의 인트라 예측이 이용된 참조 샘플 라인을 지시하는 정보는 refIdx로 표현될 수 있다. 예컨대, refIdx가 0인 것은 첫번째 참조 샘플 라인을 지시할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 상술한 PDPC에 대한 것이다. 상기 PDPC 절차가 인트라 예측 샘플들에 대하여 적용되는 경우 필터링된 (수정된) 예측 샘플들이 생성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예는 색차(chroma) 성분 (블록)에 대한 인트라 예측에서 PDPC를 적용할 때, 특정 조건의 색차 블록에서 PDPC를 수행하는 방법을 제안한다.
기존의 PDPC는 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록에 따라 서로 다른 조건을 적용하여 PDPC 적용 여부를 결정한다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 PDPC 적용 조건을 나타내는 도면이다.
도 16에 도시된 실시예에 따르면, 아래의 조건을 모두 만족하는 경우, 현재 블록의 인트라 예측된 예측 블록에 대해 PDPC가 적용될 수 있다.
(조건 1) 현재 블록의 너비 및 높이가 모두 4 이상이거나, 현재 블록이 색차 블록이거나 현재 블록의 색 성분이 색차 성분이다.
(조건 2) 현재 블록에 인접한 첫번째 참조 샘플 라인(refIdx == 0)을 이용하여 인트라 예측이 수행되거나, 현재 블록이 색차 블록이다.
(조건 3) 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되지 않는다.
(조건 4) 현재 블록의 인트라 예측 모드(predModeIntra)가 아래의 조건들 중 하나를 만족한다.
- predModeIntra is equal to INTRA_PLANAR
- predModeIntra is equal to INTRA_DC
- predModeIntra is less than or equal to INTRA_ANGULAR18
- predModeIntra is greater than or equal to INTRA_ANGULAR50 and less than INTRA_LT_CCLM　
상기 조건 1은 현재 블록의 크기에 관한 것이다. 현재 블록이 색차 블록인 경우, 현재 블록의 크기와 상관없이 상기 조건 1이 만족한다. 또한, 현재 블록이 휘도 블록인 경우, 현재 블록이 4x4 이상의 크기를 가지면, 상기 조건 1이 만족한다. 본 개시에서, 상기 현재 블록의 색 성분은 cIdx로 나타낼 수 있다. 예컨대, cIdx가 0이면, 현재 블록은 휘도 성분 블록이고, cIdx가 0이 아니면, 현재 블록은 색차 성분 블록임을 나타낼 수 있다.
상기 조건 2는 인트라 예측에 이용된 참조 샘플 라인에 관한 것이다. 현재 블록이 색차 블록인 경우, 참조 샘플 라인에 상관없이 상기 조건 2가 만족한다. 또한, 현재 블록이 휘도 블록인 경우, 현재 블록에 인접한 첫번째 참조 샘플 라인을 이용하여 인트라 예측이 수행되면, 상기 조건 2가 만족한다.
상기 조건 3은 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되는지에 관한 것이다. 상기 조건 3은 현재 블록의 BdpcmFlag에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 BdpcmFlag가 0인 경우, 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되지 않는 것을 나타낼 수 있다. 현재 블록의 BdpcmFlag은 비트스트림으로부터 시그널링되는 값에 기초하여 결정될 수 있다. 현재 블록이 휘도(루마 성분) 블록인 경우, 시그널링된 intra_bdpcm_luma_flag를 기반으로 BdpcmFlag의 값이 도출될 수 있다. 현재 블록이 색차(크로마 성분) 블록인 경우, 시그널링된 intra_bdpcm_chroma_flag를 기반으로 BdpcmFlag의 값이 도출될 수 있다.
상기 조건 4는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 것이다. 구체적으로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 1) PLANAR 모드, 2) DC 모드, 3) 18번 보다 같거나 작은 방향성 모드, 또는 4) 50번 보다 같거나 큰 방향성 모드이고, LT_CCLM 보다 작은 모드 중 하나에 해당하는 경우, 현재 블록에 대해 PDPC가 적용될 수 있다.
표 5는 도 16에 도시된 실시예에 따른 PDPC 적용 조건들 중 조건 1을 현재 블록의 색 성분에 따라 정리한 표이다.
휘도 성분 블록 색차 성분 블록
조건 1 width ≥ 4 && height ≥ 4 조건 없음
표 5에 나타낸 바와 같이, 현재 블록이 휘도 블록일 때, 상기 조건 1은 현재 블록의 가로 길이(width)와 세로 길이(height)가 모두 소정의 임계값 4보다 크거나 같을 때 만족한다. 이 때, 상기 소정의 임계값 4는 MIN_TB_SIZEY로 대체될 수 있다. MIN_TB_SIZEY는 루마 성분에 대한 최소 변환 블록(TB) 사이즈를 나타낼 수 있으며, 그 값은 미리 정해지거나 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 도 16에 도시된 실시예에서, 예컨대, MIN_TB_SIZEY는 4일 수 있다.
그러나, 현재 블록이 색차 블록일 때는, 도 16의 상기 조건 1이 항상 만족한다. 즉, 현재 블록의 크기에 관한 조건이 적용되지 않는다. 이와 같이, 현재 블록의 크기에 관한 조건이 현재 블록의 휘도 블록에 대해서만 적용되고, 색차 블록에 대해서는 적용되지 않는다. 결론적으로, PDPC 적용 조건 중 현재 블록의 크기에 관한 조건이 현재 블록의 색 성분에 따라 상이하게 적용될 수 있다.
보다 구체적으로, 현재 블록이 색차 블록이고, 그 크기가 2x2, 2x4, 4x2 또는 2xN일 때, 현재 색차 블록에 대한 인트라 예측은 수행되지 않는다. 따라서, 현재 블록이 상기 크기를 갖는 색차 블록인 경우, PDPC 또한 수행되지 않는다. 반면, 현재 블록이 Nx2 색차 블록인 경우, 인트라 예측이 수행될 수 있으므로 PDPC 역시 수행될 수 있다. 따라서, 현재 블록이 Nx2 블록일 때, 휘도 블록의 인트라 예측에서는 PDPC가 수행되지 않는 반면, 색차 블록의 인트라 예측에서는 PDPC가 수행될 수 있다.
도 17은 본 개시의 다른 실시예에 따른 PDPC 적용 조건을 나타내는 도면이다.
도 17에 도시된 실시예에 따르면, PDPC 적용 조건 중 블록의 크기에 관한 조건이 휘도 블록과 색차 블록에 대해 동일하게 적용될 수 있다. 구체적으로 도 17에 도시된 실시예에 따르면, 현재 색차 블록의 크기가 Nx2인 경우 PDPC를 수행하지 않는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 휘도 블록과 색차 블록에 대한 PDPC 적용 조건을 단일화함으로써, 현재 블록의 색 성분과 무관하게 간소화되고 단일화된 인트라 예측을 수행할 수 있다.
도 17에 도시된 실시예에 따르면, 아래의 조건을 모두 만족하는 경우, 현재 블록의 인트라 예측된 예측 블록에 대해 PDPC가 적용될 수 있다.
(조건 1-1) 현재 블록의 너비 및 높이가 모두 4 이상이다.
(조건 2) 현재 블록에 인접한 첫번째 참조 샘플 라인(refIdx == 0)을 이용하여 인트라 예측이 수행되거나, 현재 블록이 색차 블록이다.
(조건 3) 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되지 않는다.
(조건 4) 현재 블록의 인트라 예측 모드(predModeIntra)가 아래의 조건들 중 하나를 만족한다.
- predModeIntra is equal to INTRA_PLANAR
- predModeIntra is equal to INTRA_DC
- predModeIntra is less than or equal to INTRA_ANGULAR18
- predModeIntra is greater than or equal to INTRA_ANGULAR50 and less than INTRA_LT_CCLM　
상기 조건 1-1은 현재 블록의 크기에 관한 것이다. 도 17에 도시된 실시예에 따르면, 현재 블록의 색 성분과 상관없이 현재 블록이 4x4 이상의 크기를 가지면, 상기 조건 1이 만족한다. 즉, 현재 블록의 너비 및 높이가 모두 소정의 임계값(e.g. 4) 이상인 경우, 상기 조건 1-1이 만족한다. 현재 블록의 너비 또는 높이가 소정의 임계값보다 작은 경우, 상기 현재 블록의 색 성분과 상관없이 상기 조건 1-1이 만족하지 않는 것으로 판단될 수 있다. 따라서, 도 17에 도시된 실시예에 따르면, 상기 조건 1-1의 만족 여부를 판단하기 위해, 상기 현재 블록의 색 성분이 휘도 성분인지 색차 성분인지 여부를 판단하지 않고 스킵할 수 있다.
상기 조건 2 내지 상기 조건 4는 도 16을 참조하여 설명한 바와 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
도 17에 도시된 실시예에 따르면, PDPC 적용 조건 중 현재 블록의 크기에 관한 상기 조건 1-1을 휘도 블록과 색차 블록에 대해 공통적으로 적용함으로써, Nx2 색차 블록에 대해 PDPC가 적용되는 문제점을 해결할 수 있다.
도 17에 도시된 실시예는 현재 블록의 크기에 관한 상기 조건 1-1을 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록에 대해 공통적으로 적용하는 것을 기술적 특징으로 한다. 따라서, 상기 조건 1-1 이외에 상기 조건 2 내지 상기 조건 4의 전부 또는 일부는 도 17에 도시된 실시예와 상이하게 변경될 수 있다. 이렇게 변경된 PDPC 적용 조건도 도 17에 도시된 실시예의 변형예로서, 본 개시에 따른 발명의 범주에 포함될 수 있다.
도 18은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 PDPC 적용 조건을 나타내는 도면이다.
도 18에 도시된 실시예에 따르면, PDPC 적용 조건 중 블록의 크기에 관한 조건 및 참조 샘플 라인에 관한 조건이 휘도 블록과 색차 블록에 대해 동일하게 적용될 수 있다. 구체적으로 도 18에 도시된 실시예에 따르면, 현재 색차 블록의 크기가 Nx2인 경우, PDPC를 수행하지 않는 방법이 제공될 수 있다. 또한, 인트라 예측을 위해 이용된 참조 샘플 라인이 첫번째 참조 샘플 라인이 아닌 경우, PDPC를 수행하지 않는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 휘도 블록과 색차 블록에 대한 PDPC 적용 조건을 단일화함으로써, 현재 블록의 색 성분과 무관하게 간소화되고 단일화된 인트라 예측을 수행할 수 있다.
도 18에 도시된 실시예에 따르면, 아래의 조건을 모두 만족하는 경우, 현재 블록의 인트라 예측된 예측 블록에 대해 PDPC가 적용될 수 있다.
(조건 1-1) 현재 블록의 너비 및 높이가 모두 4 이상이다.
(조건 2-1) 현재 블록에 인접한 첫번째 참조 샘플 라인(refIdx == 0)을 이용하여 인트라 예측이 수행된다.
(조건 3) 현재 블록에 대해 BDPCM이 적용되지 않는다.
(조건 4) 현재 블록의 인트라 예측 모드(predModeIntra)가 아래의 조건들 중 하나를 만족한다.
- predModeIntra is equal to INTRA_PLANAR
- predModeIntra is equal to INTRA_DC
- predModeIntra is less than or equal to INTRA_ANGULAR18
- predModeIntra is greater than or equal to INTRA_ANGULAR50 and less than INTRA_LT_CCLM　
상기 조건 1-1은 도 17을 참조하여 설명한 바와 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
상기 조건 2-1는 인트라 예측에 이용된 참조 샘플 라인에 관한 것이다. 도 18에 도시된 실시예에 따르면, 현재 블록의 색 성분과 상관없이 현재 블록에 인접한 첫번째 참조 샘플 라인을 이용하여 인트라 예측이 수행되면, 상기 조건 2-1가 만족한다. 즉, 현재 블록의 인트라 예측에 첫번째 참조 샘플 라인이 이용된 경우, 상기 조건 2가 만족한다. 현재 블록의 인트라 예측에 첫번째 참조 샘플 라인이 이용되지 않은 경우, 상기 현재 블록의 색 성분과 상관없이 상기 조건 2-1이 만족하지 않는 것으로 판단될 수 있다. 따라서, 도 18에 도시된 실시예에 따르면, 상기 조건 2-1의 만족 여부를 판단하기 위해, 상기 현재 블록의 색 성분이 휘도 성분인지 색차 성분인지 여부를 판단하지 않고 스킵할 수 있다.
상기 조건 3 및 상기 조건 4는 도 16을 참조하여 설명한 바와 동일하므로, 중복 설명은 생략한다.
도 18에 도시된 실시예에 따르면, PDPC 적용 조건 중 현재 블록의 크기에 관한 상기 조건 1-1을 휘도 블록과 색차 블록에 대해 공통적으로 적용함으로써, Nx2 색차 블록에 대해 PDPC가 적용되는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, PDPC 적용 조건 중 현재 블록의 인트라 예측에 이용된 참조 샘플 라인에 관한 상기 조건 2-1를 휘도 블록과 색차 블록에 대해 공통적으로 적용함으로써, PDPC 적용 조건을 단일화할 수 있다.
도 18에 도시된 실시예는 현재 블록의 크기에 관한 상기 조건 1-1 및 인트라 예측에 이용된 참조 샘플 라인에 관한 상기 조건 2-1를 휘도 성분 블록과 색차 성분 블록에 대해 공통적으로 적용하는 것을 기술적 특징으로 한다. 따라서, 상기 조건 1-1 및 상기 조건 2-1 이외에 상기 조건 3 및 상기 조건 4의 전부 또는 일부는 도 18에 도시된 실시예와 상이하게 변경될 수 있다. 이렇게 변경된 PDPC 적용 조건도 도 18에 도시된 실시예의 변형예로서, 본 개시에 따른 발명의 범주에 포함될 수 있다.
도 19는 본 개시의 실시예에 따라 예측 블록을 생성하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 19는 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계를 구체화한 것으로서, 영상 부호화 장치 및/또는 영상 복호화 장치에서 예측 블록을 생성하기 위해 수행될 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치에서 수행되는 도 8의 단계 S800에서 도 19의 각 단계가 수행될 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치에서 수행되는 도 10의 단계 S1020에서 도 19의 각 단계가 수행될 수 있다.
현재 블록에 대해 인트라 예측이 수행되는 경우, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 및 인트라 예측 모드에 기반하여 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수 있다(S1910). 단계 S1910에서 생성된 예측 블록은 PDPC의 적용 여부에 따라 수정될 수 있으므로, 임시 예측 블록 또는 1차 예측 블록 등으로 지칭될 수 있다. 또한, PDPC의 적용 결과 생성된 예측 블록은 단순히 예측 블록 또는 최종 예측 블록 등으로 지칭될 수 있다.
이 후, 임시 예측 블록 또는 1차 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부가 판단될 수 있다(S1920). 단계 S1920은 PDPC 적용 조건이 만족하는지 여부를 확인함으로써 수행될 수 있다. 본 개시에 따른 PDPC 적용 조건은 도 17 및 도 18을 참조하여 설명한 바와 같다. 그러나, 본 개시에 따른 PDPC 적용 조건은 도 17 및 도 18의 예로 한정되지 않으며, PDPC 적용 조건의 다양한 변형 예가 본 개시의 보호 범위에 포함될 수 있음은 전술한 바와 같다.
단계 S1920의 판단 결과, PDPC 적용 조건이 만족하지 않는 경우, PDPC는 수행되지 않고, 단계 S1910에서 생성된 임시 예측 블록(1차 예측 블록)을 현재 블록의 최종 예측 블록으로 사용할 수 있다.
단계 S1920의 판단 결과, PDPC 적용 조건이 만족하는 경우, PDPC가 수행될 수 있다(S1930). 이 때, 단계 S1910에서 생성된 임시 예측 블록(1차 예측 블록)에 대해 PDPC가 수행됨으로써, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
단계 S1930의 PDPC는 예컨대, 상술한 PDPC 방법에 따라 수행될 수 있다.
도 19의 방법에 따라 생성된 현재 블록의 최종 예측 블록은 현재 블록의 잔차 블록을 생성하거나(S810), 현재 블록의 잔차 블록과 함께 현재 블록을 복원하기 위해 사용될 수 있다(S1040).
본 개시의 실시예에 따르면, PDPC 적용 조건을 현재 블록의 색 성분과 독립적으로 설정함으로써, 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵할 수 있고, PDPC 적용 여부 판단 과정을 단순화할 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예에 따르면, 간소화되고 단일화된 PDPC 적용 여부 판단을 수행할 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에의해 구현될 수 있다. 하드웨어에의한 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 등에의해 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, 및의료용 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 20은 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 20에 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 방법으로서,
    현재 블록에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용함으로써, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 현재 블록의 크기가 소정 조건을 만족하는지의 여부에 대한 판단을 포함하고,
    상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고,
    상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정 조건은 상기 현재 블록의 크기가 소정의 임계값 이상인 것인 영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비가 상기 소정의 임계값 이상이고 상기 현재 블록의 높이가 상기 소정의 임계값 이상인 경우, 상기 소정 조건을 만족하는 영상 복호화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소정의 임계값은 4인 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용된 참조 샘플 라인에 대한 판단을 더 포함하는 영상 복호화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 참조 샘플 라인이 소정의 참조 샘플 라인인 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고,
    상기 참조 샘플 라인이 소정의 참조 샘플 라인이 아닌 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단하는 영상 복호화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 소정의 참조 샘플 라인은 상기 현재 블록에 인접한 첫번째 참조 샘플 라인인 영상 복호화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 현재 블록에 BDPCM이 적용되는지의 여부에 대한 판단 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 대한 판단을 더 포함하는 영상 복호화 방법.
  9. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    현재 블록에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하고,
    상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하고,
    상기 판단에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용함으로써, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하고,
    상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부의 판단은,
    상기 현재 블록의 크기가 소정 조건을 만족하는지의 여부에 대한 판단을 포함하고,
    상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고,
    상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단하는 영상 복호화 장치.
  10. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서,
    현재 블록에 대해 인트라 예측을 수행하여 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용함으로써, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 현재 블록의 크기가 소정 조건을 만족하는지의 여부에 대한 판단을 포함하고,
    상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하는 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고,
    상기 현재 블록의 크기가 상기 소정 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단하는 영상 부호화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 소정 조건은 상기 현재 블록의 크기가 소정의 임계값 이상인 것인 영상 부호화 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비가 상기 소정의 임계값 이상이고 상기 현재 블록의 높이가 상기 소정의 임계값 이상인 경우, 상기 소정 조건을 만족하는 영상 부호화 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용할지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 현재 블록의 인트라 예측에 이용된 참조 샘플 라인에 대한 판단을 더 포함하는 영상 부호화 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 참조 샘플 라인이 소정의 참조 샘플 라인인 것에 기반하여, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하는 것으로 판단하고,
    상기 참조 샘플 라인이 소정의 참조 샘플 라인이 아닌 경우, 상기 현재 블록의 색 성분에 대한 판단을 스킵하고, 상기 예측 블록에 대해 PDPC를 적용하지 않는 것으로 판단하는 영상 부호화 방법.
  15. 제10항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
PCT/KR2020/019091 2019-12-26 2020-12-24 Pdpc를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 WO2021133100A1 (ko)

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