WO2021141478A1 - 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents

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WO2021141478A1
WO2021141478A1 PCT/KR2021/000405 KR2021000405W WO2021141478A1 WO 2021141478 A1 WO2021141478 A1 WO 2021141478A1 KR 2021000405 W KR2021000405 W KR 2021000405W WO 2021141478 A1 WO2021141478 A1 WO 2021141478A1
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구문모
김승환
임재현
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엘지전자 주식회사
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    • H04N19/13—Adaptive entropy coding, e.g. adaptive variable length coding [AVLC] or context adaptive binary arithmetic coding [CABAC]

Definitions

  • This document relates to image coding technology, and more particularly, to an image coding method and apparatus thereof based on transform in an image coding system.
  • VR Virtual Reality
  • AR Artificial Realtiy
  • holograms images/videos having different image characteristics from real images such as game images. broadcasting is on the rise.
  • a high-efficiency image/video compression technology is required to effectively compress, transmit, store, and reproduce information of high-resolution and high-quality images/videos having various characteristics as described above.
  • An object of the present document is to provide a method and an apparatus for increasing image coding efficiency.
  • Another technical problem of this document is to provide a method and apparatus for increasing the efficiency of LFNST index coding.
  • Another technical problem of the present document is to provide a method and apparatus for increasing the coding efficiency of the LFNST index in a single tree type.
  • an image decoding method performed by a decoding apparatus.
  • the method includes deriving a transform coefficient for a current block based on residual information; Deriving a residual sample for the current block from the transform coefficients based on LFNST or MTS, and when the LFNST is applied to the current block, further comprising the step of receiving an LFNST index related to an LFNST matrix Including, the LFNST index may be signaled at the transform unit level for the current block after the transform coefficient for the current block is derived.
  • the LFNST index may be signaled after a transform coefficient for the luma component of the current block is derived.
  • the LFNST index may be signaled after a transform coefficient for the last partition block of the current block is derived.
  • the LFNST index may be signaled after a transform coefficient for the chroma component of the current block is derived.
  • the LFNST index includes a first variable indicating whether a significant coefficient exists in a position other than the DC component of the current block and a first variable indicating whether the significant coefficient exists in a second region other than the upper left first region of the current block Signaled based on two variables, the first variable and the second variable may be initialized at the conversion unit level.
  • the method may further include receiving an MTS index related to an MTS matrix when the MTS is applied to the current block, wherein the MTS index may be signaled immediately after signaling of the LFNST index at the transform unit level.
  • the MTS index may be signaled based on a third variable indicating whether the significant coefficient exists in a fourth region other than the upper-left third region of the current block, and the third variable may be initialized at the transform unit level. .
  • an image encoding method performed by an encoding apparatus includes deriving a transform coefficient for the current block from the residual samples based on LFNST or MTS; When the LFNST is applied to the current block, after the LFNST index related to the LFNST matrix is derived from the transform coefficient for the current block in a decoding apparatus, configuring the image information to be signaled at the transform unit level for the current block Wow;
  • the method may include encoding and outputting the residual sample and the image information.
  • a digital storage medium in which image data including encoded image information and a bitstream generated according to an image encoding method performed by an encoding apparatus are stored may be provided.
  • a digital storage medium in which image data including encoded image information and a bitstream causing the decoding apparatus to perform the image decoding method are stored.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video/image coding system to which this document can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video/image encoding apparatus to which this document can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video/image decoding apparatus to which this document can be applied.
  • FIG. 4 exemplarily shows a structural diagram of a content streaming system to which this document is applied.
  • FIG. 5 schematically illustrates a multiple transformation scheme according to an embodiment of the present document.
  • 6 exemplarily shows intra-directional modes of 65 prediction directions.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining RST according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a sequence of arranging output data of a forward primary transformation into a one-dimensional vector according to an example.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a sequence of arranging output data of a forward quadratic transform in a two-dimensional block according to an example.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating wide-angle intra prediction modes according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a block shape to which LFNST is applied.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an arrangement of output data of a forward LFNST according to an example.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating zero-out in a block to which 4x4 LFNST is applied, according to an example.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating zero-out in a block to which 8x8 LFNST is applied, according to an example.
  • 15 is a flowchart illustrating an operation of a video decoding apparatus according to an embodiment of this document.
  • 16 is a flowchart illustrating an operation of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present document.
  • each configuration in the drawings described in this document is shown independently for convenience of description regarding different characteristic functions, and does not mean that each configuration is implemented as separate hardware or separate software.
  • two or more components among each component may be combined to form one component, or one component may be divided into a plurality of components.
  • Embodiments in which each component is integrated and/or separated are also included in the scope of the present document without departing from the essence of this document.
  • VVC Versatile Video Coding
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • EMC essential video coding
  • a video may mean a set of a series of images according to the passage of time.
  • a picture generally means a unit representing one image in a specific time period, and a slice/tile is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTUs).
  • CTUs coding tree units
  • One picture may consist of one or more slices/tiles.
  • One picture may be composed of one or more tile groups.
  • One tile group may include one or more tiles.
  • a pixel or pel may mean a minimum unit constituting one picture (or image). Also, as a term corresponding to a pixel, a 'sample' may be used.
  • 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.
  • the sample may mean a pixel value in the spatial domain, or when the pixel value is transformed into the frequency domain, it may mean a transform coefficient in the frequency domain.
  • a unit may represent 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.
  • One unit may include one luma block and two chroma (ex. cb, cr) blocks.
  • a unit may be used interchangeably with terms such as a block or an area in some cases.
  • the MxN block may include samples (or sample arrays) or a set (or arrays) of transform coefficients including M columns and N rows.
  • At least one of A and B may mean “only A”, “only B” or “both A and B”.
  • the expression “at least one of A or B” or “at least one of A and/or B” means “at least one It can be interpreted the same as “at least one of A and B”.
  • At least one of A, B and C means “only A”, “only B”, “only C”, or “A, B and C” Any combination of A, B and C”. Also, “at least one of A, B or C” or “at least one of A, B and/or C” means may mean “at least one of A, B and C”.
  • parentheses used herein may mean “for example”. Specifically, when “prediction (intra prediction)” is indicated, “intra prediction” may be proposed as an example of “prediction”. In other words, “prediction” in the present specification is not limited to “intra prediction”, and “intra prediction” may be proposed as an example of “prediction”. Also, even when “prediction (ie, intra prediction)” is indicated, “intra prediction” may be proposed as an example of “prediction”.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video/image coding system to which this document can be applied.
  • a video/image coding system may include a source device and a receive device.
  • the source device may transmit encoded video/image information or data in the form of a file or streaming to the receiving device through a digital storage medium or a network.
  • the source device may include a video source, an encoding apparatus, and a transmission unit.
  • the receiving device may include a receiving unit, a decoding apparatus, and a renderer.
  • the encoding apparatus may be referred to as a video/image encoding apparatus, and the decoding apparatus may be referred to as a video/image decoding apparatus.
  • the transmitter may be included in the encoding device.
  • the receiver may be included in the decoding device.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or external component.
  • a video source may acquire a video/image through a process of capturing, synthesizing, or generating a video/image.
  • a video source may include a video/image capture 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 encoding device may encode the input video/image.
  • the encoding apparatus may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded video/image information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmitting unit may transmit the encoded video/image information or data output in the form of a bitstream to the receiving unit of the receiving device in the form of a file or streaming 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 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 may receive/extract the bitstream and transmit it to the decoding device.
  • the decoding apparatus may decode the video/image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus.
  • the renderer may render the decoded video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • a video encoding apparatus may include an image encoding apparatus.
  • the encoding apparatus 200 includes an image partitioner 210, a predictor 220, a residual processor 230, an entropy encoder 240, It may be configured to include an adder 250 , a filter 260 , and a memory 270 .
  • the prediction unit 220 may include an inter prediction unit 221 and an intra prediction unit 222 .
  • the residual processing unit 230 may include a transformer 232 , a quantizer 233 , an inverse quantizer 234 , and an inverse transformer 235 .
  • the residual processing unit 230 may further include a subtractor 231 .
  • the adder 250 may be referred to as a reconstructor or a reconstructed block generator.
  • the above-described image segmentation unit 210, prediction unit 220, residual processing unit 230, entropy encoding unit 240, adder 250 and filtering unit 260 may include one or more hardware components ( For example, by an encoder chipset or processor).
  • the memory 270 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include a memory 270 as an internal/external component.
  • the image dividing unit 210 may divide an input image (or a picture, a frame) input to the encoding apparatus 200 into one or more processing units.
  • the processing unit may be referred to as a coding unit (CU).
  • the coding unit is to be recursively divided according to a quad-tree binary-tree ternary-tree (QTBTTT) structure from a coding tree unit (CTU) or largest coding unit (LCU).
  • QTBTTT quad-tree binary-tree ternary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • 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 structure.
  • a quad tree structure may be applied first and a binary tree structure and/or a ternary structure may be applied later.
  • the binary tree structure may be applied first.
  • a coding procedure according to this document may be performed based on the final coding unit that is no longer divided.
  • the maximum coding unit may be directly used as the final coding unit based on coding efficiency according to image characteristics, or the coding unit may be recursively divided into coding units having a lower depth than the optimal coding unit if necessary.
  • a coding unit of the size of may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include procedures such as prediction, transformation, and restoration, which will be described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the above-described 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.
  • a unit may be used interchangeably with terms such as a block or an area in some cases.
  • an MxN block may represent a set of samples or transform coefficients including M columns and N rows.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or may represent only a pixel/pixel value of a chroma component.
  • a sample may be used as a term corresponding to a picture (or image) as a pixel or a pel.
  • the subtractor 231 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction samples, or prediction sample array) output from the prediction unit 220 from the input image signal (original block, original samples, or original sample array) to obtain a residual.
  • a signal (a residual block, residual samples, or residual sample array) may be generated, and the generated residual signal is transmitted to the converter 232 .
  • the prediction unit 220 may perform prediction on a processing target block (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit 220 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a current block or CU basis.
  • the prediction unit may generate various information related to prediction, such as prediction mode information, and transmit it to the entropy encoding unit 240 , as will be described later in the description of each prediction mode.
  • the prediction information may be encoded by the entropy encoding unit 240 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 222 may predict the current block with reference to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart from each other according to the prediction mode.
  • 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 222 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 221 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.
  • 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), etc.
  • a reference picture including the temporally neighboring block may be called a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 221 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 221 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. In the case of motion vector prediction (MVP) mode, the motion vector of the current block is determined by using a motion vector of a neighboring block as a motion vector predictor and signaling a motion vector difference. can direct
  • the prediction unit 220 may generate a prediction signal based on various prediction methods to be described later.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of one block, and may simultaneously apply intra prediction and inter prediction. This can be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) to predict the block.
  • the intra block copy may be used for video/video coding of content such as a game, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • 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 document.
  • the prediction signal generated by the inter prediction unit 221 and/or the intra prediction unit 222 may be used to generate a reconstructed signal or may be used to generate a residual signal.
  • the transform unit 232 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transform technique may include a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a graph-based transform (GBT), or a conditionally non-linear transform (CNT).
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine 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 a variable size that is not a square.
  • the quantization unit 233 quantizes the transform coefficients and transmits them to the entropy encoding unit 240, and the entropy encoding unit 240 encodes the quantized signal (information on the quantized transform coefficients) and outputs it as a bitstream. have.
  • Information about the quantized transform coefficients may be referred to as residual information.
  • the quantization unit 233 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 quantized transform coefficients in the one-dimensional vector form. Information about the transform coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 240 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 240 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. Signaling/transmitted information and/or syntax elements described later in this document 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 transmitting unit (not shown) and/or a storing unit (not shown) for storing may be configured as internal/external elements of the encoding apparatus 200, or the transmitting unit It may be included in the entropy encoding unit 240 .
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 233 may be used to generate a prediction signal.
  • the residual signal residual block or residual samples
  • the adder 250 may generate a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed samples, or reconstructed sample array) by adding the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the prediction unit 220 .
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • 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.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 260 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 260 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and convert the modified reconstructed picture to the memory 270 , specifically, the DPB of the memory 270 .
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset (SAO), an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 260 may generate various types of filtering-related information and transmit it to the entropy encoding unit 290 as will be described later in the description of each filtering method.
  • the filtering-related information may be encoded by the entropy encoding unit 290 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 270 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 280 .
  • the encoding apparatus can avoid prediction mismatch between the encoding apparatus 200 and the decoding apparatus, and can also improve encoding efficiency.
  • the DPB of the memory 270 may store the corrected reconstructed picture to be used as a reference picture in the inter prediction unit 221 .
  • the memory 270 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 221 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 270 may store reconstructed samples of blocks reconstructed in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 222 .
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video/image decoding apparatus to which this document can be applied.
  • the decoding apparatus 300 includes an entropy decoder 310 , a residual processor 320 , a predictor 330 , an adder 340 , and a filtering unit. (filter, 350) and may be configured to include a memory (memory, 360).
  • the prediction unit 330 may include an inter prediction unit 331 and an intra prediction unit 332 .
  • the residual processor 320 may include a dequantizer 321 and an inverse transformer 321 .
  • the entropy decoding unit 310 , the residual processing unit 320 , the prediction unit 330 , the addition unit 340 , and the filtering unit 350 are one hardware component (eg, a decoder chipset or a processor according to an embodiment). ) can be configured by
  • the memory 360 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include a memory 360 as an internal/external component.
  • the decoding apparatus 300 may reconstruct an image corresponding to a process in which the video/image information is processed in the encoding apparatus of FIG. 2 .
  • the decoding apparatus 300 may derive units/blocks based on block division related information obtained from the bitstream.
  • the decoding apparatus 300 may perform decoding by using a processing unit applied in the encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit, and the coding unit may be divided according to a quad tree structure, a binary tree structure and/or a ternary tree structure from a coding tree unit or a largest coding unit.
  • One or more transform units may be derived from a coding unit.
  • the reconstructed image signal decoded and output through the decoding apparatus 300 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoding apparatus 300 may receive a signal output from the encoding apparatus of FIG. 2 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 310 .
  • the entropy decoding unit 310 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 decoding apparatus may decode the picture further based on the information on the parameter set and/or the general restriction information.
  • Signaled/received information and/or syntax elements described later in this document may be decoded through the decoding procedure and obtained from the bitstream.
  • the entropy decoding unit 310 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb encoding, 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 decodes the syntax element information to be decoded and the decoding information of the surrounding and decoding target blocks or the symbol/bin information decoded in the previous step.
  • a context model is determined using the context model, and the probability of occurrence of a bin is predicted according to the determined context model, and a symbol corresponding to the value of each syntax element can be generated by performing arithmetic decoding of the bin.
  • 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.
  • Information about prediction among the information decoded by the entropy decoding unit 310 is provided to the prediction unit 330, and information on the residual on which entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 310, that is, quantized transform coefficients and Related parameter information may be input to the inverse quantization unit 321 .
  • information on filtering among the information decoded by the entropy decoding unit 310 may be provided to the filtering unit 350 .
  • a receiving unit (not shown) that receives a signal output from the encoding device may be further configured as an internal/external element of the decoding device 300 , or the receiving unit may be a component of the entropy decoding unit 310 .
  • the decoding apparatus according to this document may be called a video/image/picture decoding apparatus, and the decoding apparatus is divided into an information decoder (video/image/picture information decoder) and a sample decoder (video/image/picture sample decoder).
  • the information decoder may include the entropy decoding unit 310, and the sample decoder includes the inverse quantization unit 321, the inverse transform unit 322, the prediction unit 330, the adder 340, and the filtering unit ( 350 ) and at least one of a memory 360 .
  • the inverse quantizer 321 may inverse quantize the quantized transform coefficients to output transform coefficients.
  • the inverse quantizer 321 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block form. In this case, the rearrangement may be performed based on the coefficient scan order performed by the encoding device.
  • the inverse quantizer 321 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 322 inverse transforms 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 310 , and may determine a specific intra/inter prediction mode.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods to be described later. For example, the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of one block, and may simultaneously apply intra prediction and inter prediction. This can be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) to predict the block.
  • the intra block copy may be used for video/video coding of content such as a game, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • 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 document.
  • the intra prediction unit 332 may predict the current block with reference to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart from each other according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra prediction unit 332 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 331 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.
  • 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 331 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, and the prediction information may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
  • the adder 340 generates a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) by adding the obtained residual signal to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit 330 .
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the adder 340 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, may be output through filtering as described below, or may be used for inter prediction of the next picture.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 350 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 350 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and store the modified reconstructed picture in the memory 60 , specifically, the DPB of the memory 360 .
  • 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 360 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 331 .
  • the memory 360 may store motion information of a block from 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 331 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 360 may store reconstructed samples of blocks reconstructed in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 332 .
  • the embodiments described in the prediction unit 330, the inverse quantization unit 321, the inverse transform unit 322, and the filtering unit 350 of the decoding apparatus 300 are the prediction unit ( 220), the inverse quantization unit 234, the inverse transform unit 235, and the filtering unit 260 may be applied to be the same or corresponding.
  • prediction is performed to increase compression efficiency.
  • the predicted block includes prediction samples in a spatial domain (or pixel domain).
  • the predicted block is derived equally from the encoding device and the decoding device, and the encoding device decodes information (residual information) about the residual between the original block and the predicted block, not the original sample value of the original block itself.
  • image coding efficiency can be increased.
  • the decoding apparatus may derive a residual block including residual samples based on the residual information, and generate a reconstructed block including reconstructed samples by summing the residual block and the predicted block, and reconstruct the reconstructed blocks. It is possible to generate a restored picture including
  • the residual information may be generated through transformation and quantization procedures.
  • the encoding apparatus derives a residual block between the original block and the predicted block, and performs a transform procedure on residual samples (residual sample array) included in the residual block to derive transform coefficients
  • the associated residual information may be signaled to the decoding apparatus (via a bitstream).
  • the residual information may include information such as value information of the quantized transform coefficients, location information, a transform technique, a transform kernel, and a quantization parameter.
  • the decoding apparatus may perform an inverse quantization/inverse transformation procedure based on the residual information and derive residual samples (or residual blocks).
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the predicted block and the residual block.
  • the encoding apparatus may also inverse quantize/inverse transform the quantized transform coefficients for reference for inter prediction of a later picture to derive a residual block, and generate a reconstructed picture based thereon.
  • FIG. 4 exemplarily shows a structural diagram of a content streaming system to which this document is applied.
  • the content streaming system to which this document 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 compresses content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, a camcorder, etc. into digital data to generate a bitstream 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 encoding method or a bitstream generation method to which this document is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to the user device based on a user's request through the web server, and the web server serves as a medium informing the user of any service.
  • the web server transmits it to a streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server.
  • the control server serves 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 content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, a slate PC, Tablet PC (tablet PC), ultrabook (ultrabook), wearable device (eg, watch-type terminal (smartwatch), glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display), digital TV, desktop computer , digital signage, etc.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • PDA portable multimedia player
  • PMP portable multimedia player
  • navigation system e.g, a portable multimedia player (PMP), a navigation system
  • slate PC Tablet PC (tablet PC)
  • ultrabook ultrabook
  • wearable device eg, watch-type terminal (smartwatch), glass-type terminal (smart glass), HMD (head mounted display), digital TV, desktop computer , digital signage, etc.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, and in this case,
  • the transform unit may correspond to the transform unit in the encoding apparatus of FIG. 2 described above, and the inverse transform unit may correspond to the inverse transform unit in the encoding apparatus of FIG. 2 or the inverse transform unit in the decoding apparatus of FIG. 3 . .
  • the transform unit may derive (primary) transform coefficients by performing a primary transform based on residual samples (residual sample array) in the residual block ( S510 ).
  • This primary transform may be referred to as a core transform.
  • the primary transform may be based on multiple transform selection (MTS), and when multiple transforms are applied as the primary transform, it may be referred to as a multiple core transform.
  • MTS multiple transform selection
  • the multi-core transform may indicate a transformation method by additionally using Discrete Cosine Transform (DCT) Type 2, Discrete Sine Transform (DST) Type 7, DCT Type 8, and/or DST Type 1 . That is, the multi-core transform converts a residual signal (or residual block) in the spatial domain based on a plurality of transform kernels selected from among the DCT type 2, the DST type 7, the DCT type 8, and the DST type 1 in the frequency domain.
  • the primary transform coefficients may be referred to as temporary transform coefficients from the standpoint of a transform unit.
  • transform coefficients may be generated by applying transform from the spatial domain to the frequency domain on the residual signal (or residual block) based on DCT type 2.
  • the spatial domain for the residual signal (or residual block) based on DCT type 2, DST type 7, DCT type 8, and/or DST type 1, etc. in the frequency domain A transform to n may be applied to generate transform coefficients (or first order transform coefficients).
  • DCT type 2, DST type 7, DCT type 8, and DST type 1 may be referred to as a transform type, a transform kernel, or a transform core.
  • These DCT/DST transform types may be defined based on basis functions.
  • a vertical transformation kernel and a horizontal transformation kernel for the target block may be selected from among the transformation kernels, and the vertical transformation is performed on the target block based on the vertical transformation kernel, and the Horizontal transformation may be performed on the target block based on the horizontal transformation kernel.
  • the horizontal transformation may indicate transformation of horizontal components of the target block
  • the vertical transformation may indicate transformation of vertical components of the target block.
  • the vertical transform kernel/horizontal transform kernel may be adaptively determined based on a prediction mode and/or a transform index of a target block (CU or subblock) including a residual block.
  • trTypeHor when performing a first-order transformation by applying MTS, specific basis functions are set to a predetermined value, and when a vertical transformation or a horizontal transformation is applied, which basis functions are applied by combining whether or not the basis functions are applied to the transformation kernel.
  • a mapping relationship can be set. For example, if the horizontal transformation kernel is denoted by trTypeHor and the vertical transformation kernel is denoted by trTypeVer, trTypeHor or trTypeVer value 0 is set to DCT2, trTypeHor or trTypeVer value 1 is set to DST7, and trTypeHor or trTypeVer value 2 may be set to DCT8.
  • MTS index information may be encoded and signaled to a decoding apparatus to indicate any one of a plurality of transform kernel sets.
  • an MTS index of 0 indicates that both trTypeHor and trTypeVer values are 0
  • an MTS index of 1 indicates that both trTypeHor and trTypeVer values are 1
  • an MTS index of 2 indicates that trTypeHor and trTypeVer values are 2 and trTypeVer.
  • a table of transformation kernel sets according to MTS index information is as follows.
  • the transform unit may derive modified (secondary) transform coefficients by performing a secondary transform based on the (primary) transform coefficients (S520).
  • the first-order transform is a transform from the spatial domain to the frequency domain, and the second-order transform means transforming into a more compact representation using a correlation existing between (first-order) transform coefficients.
  • the secondary transform may include a non-separable transform. In this case, the secondary transform may be referred to as a non-separable secondary transform (NSST) or a mode-dependent non-separable secondary transform (MDNSST).
  • the (primary) transform coefficients derived through the primary transform are secondarily transformed based on a non-separable transform matrix to obtain modified transform coefficients for the residual signal. (or second-order transform coefficients).
  • the transform may be applied at once without separating the vertical transform and the horizontal transform (or independently applying the horizontal/vertical transform) to the (first order) transform coefficients based on the non-separated transform matrix.
  • the non-separated quadratic transform is not separately applied in the vertical direction and the horizontal direction for the (first order) transform coefficients, and, for example, converts two-dimensional signals (transform coefficients) in a specific predetermined direction (eg, row-first).
  • modified transform coefficients are generated based on the non-separated transform matrix.
  • the conversion method can be indicated.
  • the row-major order is to arrange in a row in the order of 1st row, 2nd row, ..., Nth row for MxN blocks
  • column-major order is 1st column, 2nd row for MxN blocks.
  • Columns, ... are arranged in a row in the order of the Mth column.
  • the non-separated quadratic transform may be applied to a top-left region of a block (hereinafter, referred to as a transform coefficient block) composed of (first order) transform coefficients.
  • a transform coefficient block composed of (first order) transform coefficients.
  • an 8 ⁇ 8 non-separated quadratic transform may be applied to the upper left 8 ⁇ 8 region of the transform coefficient block.
  • both the width W and the height H of the transform coefficient block are 4 or more and the width W or the height H of the transform coefficient block is less than 8
  • 4 ⁇ 4 non-separated quadratic A transform may be applied to the upper-left min(8,W) ⁇ min(8,H) region of the transform coefficient block.
  • the embodiment is not limited thereto, and for example, even if only the condition that the width (W) or the height (H) of the transform coefficient block is equal to or greater than 4, the 4 ⁇ 4 non-separated quadratic transform is performed at the upper left end of the transform coefficient block. It may be applied to the min(8,W) ⁇ min(8,H) region.
  • the non-separated quadratic transform may be performed as follows.
  • the 4x4 input block X may be represented as follows.
  • a vector When the X is expressed in a vector form, a vector can be expressed as follows.
  • the vector rearranges the two-dimensional block of X in Equation 1 into a one-dimensional vector according to a row-first order.
  • the second-order non-separated transform can be calculated as follows.
  • T denotes a 16 ⁇ 16 (non-separated) transform matrix
  • 16 ⁇ 1 transform coefficient vector through Equation 3 can be derived, can be re-organized into 4 ⁇ 4 blocks through a scan order (horizontal, vertical, diagonal, etc.).
  • a scan order horizontal, vertical, diagonal, etc.
  • HyGT Hypercube-Givens Transform
  • a transform kernel (or transform core, transform type) may be selected in a mode dependent manner.
  • the mode may include an intra prediction mode and/or an inter prediction mode.
  • the non-separated quadratic transform may be performed based on an 8 ⁇ 8 transform or a 4 ⁇ 4 transform determined based on a width W and a height H of the transform coefficient block.
  • the 8x8 transform refers to a transform that can be applied to an 8x8 region included in the corresponding transform coefficient block when both W and H are equal to or greater than 8, and the 8x8 region may be the upper left 8x8 region inside the corresponding transform coefficient block.
  • a 4x4 transform refers to a transform that can be applied to a 4x4 region included inside the corresponding transform coefficient block when W and H are both equal to or greater than 4, and the 4x4 region may be the upper-left 4x4 region inside the corresponding transform coefficient block.
  • the 8x8 transform kernel matrix may be a 64x64/16x64 matrix
  • the 4x4 transform kernel matrix may be a 16x16/8x16 matrix.
  • two non-separated quadratic transform kernels per transform set for non-separated quadratic transform for both 8 ⁇ 8 transform and 4 ⁇ 4 transform may be configured, and the transform set is It can be four. That is, four transform sets may be configured for an 8 ⁇ 8 transform, and four transform sets may be configured for a 4 ⁇ 4 transform.
  • each of the four transform sets for the 8 ⁇ 8 transform may include two 8 ⁇ 8 transform kernels, and in this case, two 4 ⁇ 4 transform kernels are included in each of the four transform sets for the 4 ⁇ 4 transform. may be included.
  • the size of the transform that is, the size of the region to which the transform is applied
  • a size other than 8 ⁇ 8 or 4 ⁇ 4 may be used as an example
  • the number of sets is n
  • the number of transform kernels in each set is k it could be a dog
  • the transform set may be referred to as an NSST set or an LFNST set. Selection of a specific set among the transform sets may be performed based on, for example, an intra prediction mode of a current block (CU or subblock).
  • a Low-Frequency Non-Separable Transform (LFNST) may be an example of a reduced non-separable transform to be described later, and represents a non-separable transform with respect to a low frequency component.
  • the intra prediction mode includes two non-directinoal (or non-angular) intra prediction modes and 65 directional (or angular) intra prediction modes.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planar intra prediction mode of No. 0 and a DC intra prediction mode of No. 1, and the directional intra prediction modes may include 65 intra prediction modes of Nos. 2 to 66. .
  • this is an example, and this document may be applied even when the number of intra prediction modes is different.
  • intra-prediction mode 67 may be further used, and the intra-prediction mode 67 may represent a linear model (LM) mode.
  • LM linear model
  • 6 exemplarily shows intra-directional modes of 65 prediction directions.
  • an intra prediction mode having a horizontal directionality and an intra prediction mode having a vertical directionality may be classified based on the intra prediction mode No. 34 having a right-down diagonal prediction direction.
  • H and V indicate horizontal direction and vertical direction, respectively, and numbers -32 to 32 indicate a displacement of 1/32 units on a sample grid position. This may indicate an offset with respect to the mode index value.
  • Intra prediction modes 2 to 33 have horizontal directionality, and intra prediction modes 34 to 66 have vertical directionality.
  • the intra-prediction mode No. 34 is neither horizontal nor vertical, strictly speaking, it can be classified as belonging to horizontal directivity from the viewpoint of determining a transform set of a secondary transform.
  • the input data is transposed and used for the vertical mode symmetric about the 34th intra prediction mode, and the input data alignment method with respect to the horizontal mode is used for the 34th intra prediction mode.
  • Transposing the input data means that a row becomes a column and a column becomes a row for the two-dimensional block data MxN to compose NxM data.
  • No. 18 intra prediction mode and No. 50 intra prediction mode represent a horizontal intra prediction mode and a vertical intra prediction mode, respectively, and the No. 2 intra prediction mode has a left reference pixel and moves in an upward direction. , so it can be called a right-down diagonal intra prediction mode, and in the same context, the 34th intra prediction mode can be called a right-down diagonal intra prediction mode, and the 66th intra prediction mode can be called a left-down diagonal intra prediction mode.
  • mapping of four transform sets according to an intra prediction mode may be represented, for example, as shown in the following table.
  • any one of the four transform sets, ie, lfnstTrSetIdx, may be mapped to any one of 0 to 3, ie, 4, according to the intra prediction mode.
  • one of k transform kernels in the specific set may be selected through the non-separated quadratic transform index.
  • the encoding device may derive a non-separated secondary transform index indicating a specific transform kernel based on a rate-distortion (RD) check, and may signal the non-separated secondary transform index to the decoding device.
  • the decoding apparatus may select one of k transform kernels in a specific set based on the non-separated quadratic transform index.
  • an lfnst index value of 0 may point to the first non-separated quadratic transform kernel
  • an lfnst index value of 1 may point to a second non-split quadratic transform kernel
  • an lfnst index value of 2 may point to the third non-split quadratic transform kernel.
  • an lfnst index value of 0 may indicate that the first non-separated quadratic transformation is not applied to the target block
  • lfnst index values 1 to 3 may indicate the three transformation kernels.
  • the transform unit may perform the non-separated quadratic transform based on the selected transform kernels and obtain modified (second order) transform coefficients.
  • the modified transform coefficients may be derived as quantized transform coefficients through the quantization unit as described above, and may be encoded and signaled to a decoding device and transmitted to an inverse quantization/inverse transform unit in the encoding device.
  • the (first order) transform coefficients that are the output of the first (separate) transform may be derived as quantized transform coefficients through the quantization unit as described above, and are encoded. It may be transmitted to the inverse quantization/inverse transform unit in the signaling and encoding device to the decoding device.
  • the inverse transform unit may perform a series of procedures in the reverse order of the procedures performed in the above-described transform unit.
  • the inverse transform unit receives the (inverse quantized) transform coefficients, performs a second order (inverse) transform to derive (first order) transform coefficients (S550), and performs a first order (inverse) with respect to the (first order) transform coefficients
  • a residual block (residual samples) may be obtained by performing transformation (S560).
  • the first-order transform coefficients may be referred to as modified transform coefficients from the standpoint of the inverse transform unit.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may generate a reconstructed block based on the residual block and the predicted block, and generate a reconstructed picture based thereon.
  • the decoding apparatus may further include a second-order inverse transform determination unit (or an element determining whether the second-order inverse transform is applied), and a second-order inverse transform determination unit (or an element determining whether the second-order inverse transform is applied).
  • the second-order inverse transform application determination unit may determine whether to apply the second-order inverse transform.
  • the second-order inverse transform may be NSST, RST, or LFNST, and the second-order inverse transform determination unit may determine whether to apply the second-order inverse transform based on a second-order transform flag parsed from the bitstream.
  • the second-order inverse transform determination unit may determine whether to apply the second-order inverse transform based on transform coefficients of the residual block.
  • the second-order inverse transform determiner may determine the second-order inverse transform.
  • the secondary inverse transform determiner may determine the secondary inverse transform applied to the current block based on the LFNST (NSST or RST) transform set specified according to the intra prediction mode.
  • a method for determining a secondary transform may be determined depending on a method for determining a primary transform.
  • Various combinations of a primary transform and a quadratic transform may be determined according to the intra prediction mode.
  • the quadratic inverse transform determiner may determine a region to which the quadratic inverse transform is applied based on the size of the current block.
  • a residual block (residual samples) may be obtained by receiving the (inverse quantized) transform coefficients and performing the primary (separation) inverse transform.
  • the encoding apparatus and the decoding apparatus may generate a reconstructed block based on the residual block and the predicted block, and generate a reconstructed picture based thereon.
  • a reduced secondary transform in which the size of a transform matrix (kernel) is reduced in the concept of NSST can be applied to reduce the amount of computation and memory required for non-separated quadratic transform.
  • the transform kernel, the transform matrix, and the coefficients constituting the transform kernel matrix described in this document may be expressed by 8 bits. This may be one condition to be implemented in the decoding device and the encoding device, and the memory requirement for storing the conversion kernel can be reduced while accompanying a reasonably acceptable performance degradation compared to the conventional 9-bit or 10-bit. .
  • a small multiplier can be used by expressing the kernel matrix with 8 bits, and it can be more suitable for SIMD (Single Instruction Multiple Data) instructions used for optimal software implementation.
  • RST may refer to a transformation performed on residual samples of a target block based on a transform matrix whose size is reduced according to a simplification factor.
  • the simplified transformation is performed, the amount of computation required for transformation may be reduced due to a reduction in the size of the transformation matrix. That is, the RST may be used to solve a computational complexity issue that occurs during transformation of a large block or non-separation transformation.
  • RST may be referred to by various terms such as reduced transform, reduced transform, reduced transform, reduced secondary transform, reduction transform, simplified transform, simple transform, and the name to which RST may be referred is not limited to the listed examples.
  • RST since RST is mainly performed in a low-frequency region including non-zero coefficients in a transform block, it may be referred to as a Low-Frequency Non-Separable Transform (LFNST).
  • LFNST Low-Frequency Non-Separable Transform
  • the conversion index may be referred to as an LFNST index.
  • the inverse transform unit 235 of the encoding apparatus 200 and the inverse transform unit 322 of the decoding apparatus 300 perform a modified transform based on the inverse RST of the transform coefficients. It may include an inverse RST unit for deriving coefficients, and an inverse linear transformation unit for deriving residual samples for the target block based on the inverse linear transformation of the modified transform coefficients.
  • the inverse first-order transform means an inverse transform of the first-order transform applied to the residual.
  • deriving a transform coefficient based on a transform may mean deriving a transform coefficient by applying a corresponding transform.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining RST according to an embodiment of the present document.
  • a “target block” may mean a current block or a residual block or a transform block on which coding is performed.
  • a reduced transformation matrix may be determined by mapping an N-dimensional vector to an R-dimensional vector located in another space, where R is less than N.
  • N may mean the square of the length of one side of the block to which the transform is applied or the total number of transform coefficients corresponding to the block to which the transform is applied
  • the simplification factor may mean an R/N value.
  • the simplification factor may be referred to by various terms such as a reduced factor, a reduction factor, a reduced factor, a reduction factor, a simplified factor, and a simple factor.
  • R may be referred to as a reduced coefficient, but in some cases, the simplification factor may mean R.
  • the simplification factor may mean an N/R value.
  • the simplification factor or the simplification factor may be signaled through a bitstream, but the embodiment is not limited thereto.
  • a predefined value for the simplification factor or the simplification coefficient may be stored in each encoding apparatus 200 and the decoding apparatus 300, and in this case, the simplification factor or the simplification coefficient may not be separately signaled.
  • the size of the simplified transform matrix according to an embodiment is RxN smaller than the size NxN of the normal transform matrix, and may be defined as in Equation 4 below.
  • the matrix T in the Reduced Transform block shown in (a) of FIG. 7 may mean the matrix T RxN of Equation (4).
  • transform coefficients for the target block may be derived.
  • the RST according to (a) of FIG. 7 is It can be expressed as a matrix operation as in Equation 5.
  • the memory and the multiplication operation may be reduced to approximately 1/4 by the simplification factor.
  • a matrix operation may be understood as an operation of obtaining a column vector by placing a matrix to the left of a column vector and multiplying the matrix and the column vector.
  • r 1 to r 64 may represent residual samples for the target block, and more specifically, may be transform coefficients generated by applying a linear transform.
  • transform coefficients c i for the target block may be derived, and the derivation process of c i may be the same as in Equation (6).
  • the size of the normal transformation matrix is 64x64 (NxN), but the size of the simplified transformation matrix is reduced to 16x64 (RxN). Memory usage can be reduced by R/N ratio.
  • the number of multiplication operations can be reduced (RxN) by an R/N ratio.
  • the transform unit 232 of the encoding apparatus 200 may derive transform coefficients for the target block by performing a primary transform and an RST-based secondary transform on the residual samples of the target block. These transform coefficients may be transmitted to an inverse transform unit of the decoding apparatus 300 , and the inverse transform unit 322 of the decoding apparatus 300 derives modified transform coefficients based on an inverse reduced secondary transform (RST) for the transform coefficients. Then, residual samples for the target block may be derived based on the inverse linear transform of the modified transform coefficients.
  • RST inverse reduced secondary transform
  • the size of the inverse RST matrix T NxR is NxR smaller than the size NxN of the normal inverse transform matrix, and has a transpose relationship with the simplified transform matrix T RxN shown in Equation (4).
  • a matrix T t in the Transform block may mean an inverse RST matrix T RxN T (superscript T means transpose).
  • T means transpose
  • modified transform coefficients for the target block or residual samples for the target block may be derived.
  • Station RxN RST matrix T T may be expressed as (T RxN) T NxR.
  • the modified transform coefficients for the target block may be derived when the inverse RST matrix T RxN T is multiplied by the transform coefficients for the target block.
  • the inverse RST may be applied as the inverse linear transform, and in this case, when the inverse RST matrix TRxNT is multiplied by the transform coefficients for the object block, residual samples for the object block may be derived.
  • the RST according to (b) of FIG. 7 is below It can be expressed as a matrix operation as in Equation 7 of
  • Equation 7 c 1 to c 16 may represent transform coefficients for the target block.
  • R i can be derived indicative of the residual samples for modifying the transform coefficients in the current block or the current block of the operation result of Equation (7), and derivation of r i may be the same as the equation (8).
  • r 1 to r N indicating modified transform coefficients for the target block or residual samples for the target block may be derived.
  • the size of the normal inverse transform matrix is 64x64 (NxN), but the size of the simplified inverse transform matrix is reduced to 64x16 (NxR). It is possible to reduce the memory usage at the time of R/N ratio.
  • the number of multiplication operations can be reduced (NxR) by an R/N ratio when the simplified inverse transformation matrix is used.
  • the transform set configuration shown in Table 2 can be applied also to the 8x8 RST. That is, according to the transform set in Table 2, the corresponding 8x8 RST may be applied. Since one transform set is composed of two or three transforms (kernels) depending on the intra prediction mode, it may be configured to select one of up to four transforms including a case in which a secondary transform is not applied. The transformation when the quadratic transformation is not applied can be regarded as having the identity matrix applied.
  • a transform to be applied may be designated by signaling a syntax element called an lfnst index for each transform coefficient block. That is, with respect to the 8x8 upper left block through the transform index, 8x8 RST may be specified in the RST configuration, or 8x8 lfnst may be specified when LFNST is applied.
  • 8x8 lfnst and 8x8 RST refer to transforms that can be applied to the 8x8 region contained inside the corresponding transform coefficient block when both W and H of the target block to be transformed are equal to or greater than 8, and the 8x8 region is the corresponding transform coefficient block. It may be an inner upper left 8x8 area.
  • 4x4 lfnst and 4x4 RST refer to transforms that can be applied to the 4x4 region contained inside the corresponding transform coefficient block when both W and H of the target block are equal to or greater than 4, and the corresponding 4x4 region is within the corresponding transform coefficient block. It may be an upper left 4x4 area.
  • the maximum 16 x 48 transform kernel matrix in the conversion of the encoding process, for the 64 data constituting the 8 x 8 region, instead of the 16 x 64 transform kernel matrix, only 48 data are selected and the maximum 16 x 48 transform kernel matrix can be applied.
  • “maximum” means that the maximum value of m is 16 for an m x 48 transform kernel matrix that can generate m coefficients. That is, when RST is performed by applying an m x 48 transform kernel matrix (m ⁇ 16) to an 8 x 8 region, 48 data can be input and m coefficients can be generated. When m is 16, 48 data are input and 16 coefficients are generated.
  • a 16 x 1 vector can be generated by sequentially multiplying a 16 x 48 matrix and a 48 x 1 vector.
  • a 48 ⁇ 1 vector may be configured by appropriately arranging 48 pieces of data constituting an 8 ⁇ 8 area.
  • a 48 ⁇ 1 vector may be configured based on 48 pieces of data constituting a region excluding the lower right 4 ⁇ 4 region among the 8 ⁇ 8 regions.
  • 16 modified transform coefficients are generated.
  • the 16 modified transform coefficients may be disposed in the upper left 4 x 4 region according to the scanning order, and the upper right The 4x4 area and the lower left 4x4 area may be filled with zeros.
  • the transposed matrix of the transform kernel matrix described above may be used for the inverse transform of the decoding process. That is, when inverse RST or LFNST is performed as an inverse transform process performed by the decoding apparatus, input coefficient data to which inverse RST is applied is composed of a one-dimensional vector according to a predetermined arrangement order, and a corresponding inverse RST matrix is added to the one-dimensional vector. A modified coefficient vector obtained by multiplying from the left may be arranged in a two-dimensional block according to a predetermined arrangement order.
  • 16 transform coefficients corresponding to the upper left corner of the 8x8 region among the transform coefficients of the 8x8 region are input in the form of a one-dimensional array according to the scanning order.
  • the nx1 vector may be interpreted as having the same meaning as the nx1 matrix, and thus may be expressed as an nx1 column vector.
  • * means a matrix multiplication operation.
  • 48 modified transform coefficients may be derived, and the 48 modified transform coefficients may be arranged in the upper left, upper right, and lower left regions except for the lower right region of the 8x8 region.
  • the inverse transform unit 235 of the encoding apparatus 200 and the inverse transform unit 322 of the decoding apparatus 300 perform a modified transform based on the inverse RST of the transform coefficients. It may include an inverse RST unit for deriving coefficients, and an inverse linear transformation unit for deriving residual samples for the target block based on the inverse linear transformation of the modified transform coefficients.
  • the inverse first-order transform means an inverse transform of the first-order transform applied to the residual.
  • deriving a transform coefficient based on a transform may mean deriving a transform coefficient by applying a corresponding transform.
  • LFNST may include forward transform by the encoding device and inverse transform by the decoding device.
  • the encoding apparatus receives a result (or a part of the result) derived after applying a primary (core) transform as an input, and applies a forward secondary transform (secondary transform).
  • Equation 9 x and y are inputs and outputs of the quadratic transform, respectively, and G is a matrix representing the quadratic transform, and transform basis vectors are composed of column vectors.
  • G is a matrix representing the quadratic transform
  • transform basis vectors are composed of column vectors.
  • matrix G For inverse LFNST, the dimensions of matrix G are [ 48 x 16 ], [ 48 x 8 ], [ 16 x 16 ], [16 x 8 ], and the [48 x 8] and [16 x 8 ] matrices are respectively It is a submatrix obtained by sampling 8 transform basis vectors from the left of the [ 48 x 16 ] matrix and the [ 16 x 16 ] matrix.
  • a dimension in the case of the forward LFNST matrix G T is [16 x 48], [8 x 48], [16 x 16], and the [8 x 16], [8 x 48] matrix and [8 x 16]
  • the matrix is a submatrix obtained by sampling 8 transform basis vectors from the top of the [16 x 48 ] matrix and the [ 16 x 16 ] matrix, respectively.
  • a [ 48 x 1 ] vector or [ 16 x 1 ] vector is possible as an input x
  • a [ 16 x 1 ] vector or a [ 8 x 1 ] vector is possible as an output y.
  • the output of the forward primary transform is two-dimensional (2D) data, so in order to construct a [ 48 x 1 ] vector or a [ 16 x 1 ] vector as an input x, the 2D data that is the output of the forward transform is properly arranged to 1 You need to construct a dimensional vector.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a sequence of arranging output data of a forward primary transformation into a one-dimensional vector according to an example.
  • the left diagram of FIGS. 8 (a) and (b) shows a sequence for making a [ 48 x 1 ] vector
  • the right diagram of FIGS. 8 (a) and (b) shows a [ 16 x 1 ] vector for creating a [ 16 x 1 ] vector indicates the order.
  • a one-dimensional vector x can be obtained by sequentially arranging 2D data in the same order as in (a) and (b) of FIG. 8 .
  • the arrangement direction of the output data of the forward primary transform may be determined according to the intra prediction mode of the current block. For example, if the intra prediction mode of the current block is in the horizontal direction based on the diagonal direction, the output data of the forward primary transform may be arranged in the order of (a) of FIG. 8 , and the intra prediction mode of the current block is the diagonal direction In a vertical direction based on , output data of the forward primary transformation may be arranged in the order of FIG. 8(b).
  • an arrangement order different from the arrangement order of (a) and (b) of FIGS. 8 (a) and (b) may be applied, and the same as when the arrangement order of (a) and (b) of FIG. 8 is applied.
  • To derive the result (y vector) rearrange the column vectors of matrix G according to the corresponding arrangement order. That is, it is possible to rearrange the column vectors of G so that each element constituting the x vector is always multiplied by the same transform basis vector.
  • Equation 9 Since the output y derived through Equation 9 is a one-dimensional vector, if the configuration that processes the result of the forward quadratic transformation as an input, for example, the configuration that performs quantization or residual coding, two-dimensional data is required as input data. Then, the output y vector of Equation 9 must be properly arranged as 2D data again.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a sequence of arranging output data of a forward quadratic transform in a two-dimensional block according to an example.
  • FIG. 9( a ) shows that when the output y is a [ 16 x 1 ] vector, output values are arranged at 16 positions of a 2D block according to a diagonal scan order.
  • 9(b) shows that when the output y is a [8 x 1] vector, output values are arranged in eight positions of the 2D block according to a diagonal scan order, and the remaining eight positions are filled with zeros.
  • X in FIG. 9B indicates that it is filled with zeros.
  • the output vector y since the order in which the output vector y is processed by the configuration for performing quantization or residual coding may be performed according to a predetermined order, the output vector y may not be arranged in the 2D block as shown in FIG. 9 . .
  • data coding may be performed in units of 2D blocks (eg, 4x4) such as CG (Coefficient Group), and in this case, data is arranged according to a specific order as in the diagonal scan order of FIG. 9 . can be
  • the decoding apparatus may configure the one-dimensional input vector y by arranging two-dimensional data output through an inverse quantization process or the like for inverse transformation according to a preset scan order.
  • the input vector y may be output as the input vector x by the following equation.
  • an output vector x can be derived by multiplying an input vector y, which is a [ 16 x 1 ] vector or a [ 8 x 1 ] vector, by a G matrix.
  • the output vector x may be a [ 48 x 1 ] vector or a [ 16 x 1 ] vector.
  • the output vector x is arranged in a two-dimensional block according to the order shown in FIG. 8 and arranged as two-dimensional data, and this two-dimensional data becomes input data (or a part of input data) of the inverse first-order transformation.
  • the backward secondary transformation is entirely opposite to the forward secondary transformation process, and in the case of the inverse transformation, unlike in the forward direction, the backward secondary transformation is first applied and then the backward primary transformation is applied.
  • one of 8 [ 48 x 16 ] matrices and 8 [ 16 x 16 ] matrices may be selected as the transformation matrix G. Whether to apply the [ 48 x 16 ] matrix or the [ 16 x 16 ] matrix depends on the size and shape of the block.
  • each transform set may consist of two matrices. Which transform set to use among the four transform sets is determined according to the intra prediction mode, and more specifically, the transform set is determined based on the value of the intra prediction mode extended by considering the Wide Angle Intra Prediction (WAIP). do. Which matrix to select from among the two matrices constituting the selected transform set is derived through index signaling. More specifically, 0, 1, and 2 are possible as the transmitted index value, 0 indicates that LFNST is not applied, and 1 and 2 are two transforms constituting a transform set selected based on the intra prediction mode value. Any one of the matrices can be indicated.
  • WAIP Wide Angle Intra Prediction
  • FIG. 10 is a diagram illustrating wide-angle intra prediction modes according to an embodiment of the present document.
  • the general intra prediction mode value may have values from 0 to 66 and 81 to 83, and as shown, the intra prediction mode value extended due to WAIP may have a value from -14 to 83.
  • Values from 81 to 83 indicate the CCLM (Cross Compoonent Linear Model) mode, and values from -14 to -1 and values from 67 to 80 indicate the intra prediction mode extended due to WAIP application.
  • CCLM Cross Compoonent Linear Model
  • the upper reference pixels are generally closer to positions within the block to be predicted. Accordingly, prediction in the bottom-left direction may be more accurate than prediction in the top-right direction. Conversely, when the height of the block is greater than the width, the left reference pixels are generally close to positions inside the block to be predicted. Accordingly, prediction in the top-right direction may be more accurate than prediction in the bottom-left direction. Therefore, it may be advantageous to apply remapping, ie, mode index transformation, to the index of the wide-angle intra prediction mode.
  • remapping ie, mode index transformation
  • the total number of intra prediction modes for a specific block (eg, a non-square block of a specific size) may not change, that is, the total number of intra prediction modes is 67, and the intra prediction mode for the specific block is 67.
  • Predictive mode coding may not change.
  • Table 3 below shows a process of deriving a modified intra mode by remapping the intra prediction mode to the wide-angle intra prediction mode.
  • the extended intra prediction mode value is finally stored in the predModeIntra variable, and ISP_NO_SPLIT indicates that the CU block is not divided into sub-partitions by the Intra Sub Partitions (ISP) technique currently adopted in the VVC standard, and the cIdx variable Values of 0, 1, and 2 indicate the case of luma, Cb, and Cr components, respectively.
  • the Log2 function shown in Table 3 returns a log value with a base of 2, and the Abs function returns an absolute value.
  • Variables predModeIntra indicating the intra prediction mode, the height and width of the transform block, etc. are used as input values of the wide angle intra prediction mode mapping process, and the output values are the modified intra prediction mode (the modified intra prediction mode).
  • prediction mode predModeIntra The height and width of the transform block or the coding block may be the height and width of the current block for intra prediction mode remapping.
  • the variable whRatio reflecting the ratio of the width to the width may be set to Abs( Log2( nW / nH ) ).
  • the intra prediction mode may be divided into two cases and modified.
  • the variable whRatio is greater than 1 (8 + 2 * whRatio) , so that if the variable whRatio is less than or equal to 1, it is less than the value derived from 8 [predModeIntra is less than ( whRatio > 1 ) ? ( 8 + 2 * whRatio ): 8], if all conditions are satisfied, the intra prediction mode is set to a value 65 greater than the intra prediction mode [predModeIntra is set equal to ( predModeIntra + 65 )].
  • the intra prediction mode when the variable whRatio is greater than 1 ( 60 - 2 * whRatio ), which is greater than the value derived by 60 if the variable whRatio is less than or equal to 1 [predModeIntra is greater than ( whRatio > 1 ) ? ( 60 - 2 * whRatio ): 60], if all conditions are satisfied, the intra prediction mode is set to a value 67 smaller than the intra prediction mode [predModeIntra is set equal to ( predModeIntra - 67 )].
  • Table 2 above shows how a transform set is selected based on the intra prediction mode value extended by WAIP in LFNST.
  • modes 14 to 33 and modes 35 to 80 are symmetric with respect to the prediction direction around mode 34 .
  • mode 14 and mode 54 are symmetric about the direction corresponding to mode 34. Therefore, the same transform set is applied to modes located in mutually symmetrical directions, and this symmetry is also reflected in Table 2.
  • the forward LFNST input data for mode 54 is symmetrical with the forward LFNST input data for mode 14.
  • 2D data is rearranged into 1D data according to the arrangement order shown in FIGS. 8(a) and 8(b), respectively, and FIG. 8(a) ) and the pattern of the order shown in (b) of FIG. 8 are symmetrical with respect to the direction (diagonal direction) indicated by mode 34.
  • 11 is a diagram illustrating a block shape to which LFNST is applied. 11(a) shows 4 x 4 blocks, (b) shows 4 x 8 and 8 x 4 blocks, (c) shows 4 x N or N x 4 blocks in which N is 16 or more, (d) shows 8 x 8 blocks, (e) shows M x N blocks where M ⁇ 8, N ⁇ 8, and N > 8 or M > 8.
  • Blocks with thick borders in FIG. 11 indicate regions to which LFNST is applied.
  • LFNST is applied to the top-left 4x4 region, and for the block of Fig. 11 (c), two upper-left 4x4 regions are continuously arranged. Each LFNST is applied.
  • this LFNST is hereinafter referred to as “4x4 LFNST”.
  • a [ 16 x 16 ] or [ 16 x 8 ] matrix may be applied.
  • the [ 16 x 8 ] matrix is applied to the 4x4 block (4x4 TU or 4x4 CU) of Fig. 11 (a), and for the block in Fig. 11 (b) and (c), [ 16 x 16 ] matrix is applied. This is to adjust the computational complexity for the worst case to 8 multiplications per sample.
  • LFNST is applied to the upper left 8x8 region, and this LFNST is hereinafter referred to as “8x8 LFNST”.
  • a [ 48 x 16 ] or [ 48 x 8 ] matrix may be applied as the corresponding transformation matrix.
  • forward LFNST since a [48 x 1] vector (x vector in Equation 9) is input as input data, all sample values of the upper left 8x8 region are not used as input values of the forward LFNST. That is, as can be seen in the left order of Fig. 8 (a) or the left order of Fig. 8 (b), the bottom-right 4x4 block is left as it is and the samples belonging to the remaining 3 4x4 blocks are added. Based on [ 48 x 1 ] vector can be constructed.
  • a [ 48 x 8 ] matrix may be applied to an 8 ⁇ 8 block (8 ⁇ 8 TU or 8 ⁇ 8 CU) in FIG. 11(d), and a [48 ⁇ 16] matrix may be applied to the 8 ⁇ 8 block in FIG. 11(e). This is also to adjust the computational complexity for the worst case to 8 multiplications per sample.
  • 8 or 16 output data (y vector in Equation 9, [ 8 x 1 ] or [ 16 x 1 ] vector) is generated.
  • the number of output data is equal to or less than the number of input data due to the characteristics of the matrix GT.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an arrangement of output data of a forward LFNST according to an example, and illustrates a block in which output data of a forward LFNST is arranged according to a block shape.
  • the shaded area at the upper left of the block shown in FIG. 12 corresponds to the area in which the output data of the forward LFNST is located, the position marked with 0 indicates samples filled with a value of 0, and the remaining area is changed by the forward LFNST Indicates an area that is not. In the region not changed by LFNST, the output data of the forward primary transform remains unchanged.
  • the output data of the forward LFNST may not completely fill the upper left 4x4 block.
  • a [ 16 x 8 ] matrix and a [ 48 x 8 ] matrix are applied to the block indicated by a thick line or a partial region inside the block, respectively, and [ 8 x 1 ] as the output of the forward LFNST ] vector is created. That is, according to the scan order shown in FIG. 9(b), only 8 output data may be filled as shown in FIGS. 12(a) and 12(d), and 0 may be filled in the remaining 8 positions.
  • two 4x4 blocks adjacent to the upper-left 4x4 block are also filled with 0 values as shown in FIG. 12(d).
  • the LFNST index is basically signaled to designate whether or not to apply LFNST and a transformation matrix to be applied. 12, when LFNST is applied, since the number of output data of the forward LFNST may be equal to or less than the number of input data, a region filled with a zero value occurs as follows.
  • the encoding device since signaling of the LFNST index is performed after residual coding, the encoding device uses non-zero data for all positions inside the TU or CU block through residual coding ( effective coefficient) is known. Accordingly, the encoding apparatus may determine whether to perform signaling on the LFNST index based on the existence of non-zero data, and the decoding apparatus may determine whether the LFNST index is parsed. If non-zero data does not exist in the area designated in 1) and 2) above, signaling of the LFNST index is performed.
  • the following simplification methods may be applied.
  • the number of output data for the forward LFNST may be limited to a maximum of 16.
  • 4x4 LFNST may be applied to two 4x4 regions adjacent to the upper left, respectively, and in this case, a maximum of 32 LFNST output data may be generated. If the number of output data for the forward LFNST is limited to a maximum of 16, 4x4 LFNST is applied only to one 4x4 region present in the upper left even for a 4xN/Nx4 (N ⁇ 16) block (TU or CU), as shown in FIG. LFNST can be applied only once to all blocks. Through this, the implementation of image coding may be simplified.
  • zero-out may be additionally applied to a region to which LFNST is not applied.
  • zero-out may mean filling values of all positions belonging to a specific region with a value of 0. That is, zero-out may be applied to a region that is not changed due to LFNST and maintains the result of the forward primary transform.
  • zero-out can be divided into two types ((ii)-(A) and (ii)-(B)) as follows.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating zero-out in a block to which 4x4 LFNST is applied, according to an example.
  • all zeros may be filled up to an area to which LFNST is not applied.
  • FIG. 13(d) shows that according to an example, when the maximum value of the number of output data of the forward LFNST is limited to 16, zero-out is performed on the remaining blocks to which 4x4 LFNST is not applied.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating zero-out in a block to which 8x8 LFNST is applied, according to an example.
  • non-zero data is added to the area filled with 0 additionally in FIG. 14 .
  • signaling for the LFNST index may be performed only when non-zero data does not exist.
  • an area in which non-zero output data can exist is limited to the inside of the upper left 4x4 area.
  • the 8th position in the scan order is the last position where non-zero data can exist
  • a secondary transformation such as LFNST adds a computational amount to the existing primary transformation, thus increasing the overall delay time involved in the transformation.
  • an increase in the delay time due to the secondary transformation during encoding leads to an increase in the delay time until reconstruction, thereby increasing the overall delay time of the intra prediction encoding.
  • ISP Intelligent Sub-Paritions
  • coding means performing intra prediction encoding by dividing a block to be currently encoded in a horizontal direction or a vertical direction.
  • a reconstructed block may be generated by performing encoding/decoding in units of divided blocks, and the reconstructed block may be used as a reference block of the next divided block.
  • one coding block may be divided into two or four sub-blocks and coded, and in ISP, one sub-block is the reconstructed pixel value of the adjacent left or adjacent upper sub-block.
  • intra prediction is performed.
  • the term “coding” may be used as a concept including both coding performed by an encoding apparatus and decoding performed by a decoding apparatus.
  • the ISP divides a block predicted as luma intra into two or four sub-partitions in a vertical direction or a horizontal direction according to the size of the block.
  • the minimum block size to which the ISP can be applied is 4 x 8 or 8 x 4. If the block size is greater than 4 x 8 or 8 x 4, the block is divided into 4 sub-partitions.
  • sub-blocks are sequentially coded from left to right or top to bottom according to the partition type, for example, horizontally or vertically, and inverse transform and intra prediction for one sub-block are performed.
  • coding for the next sub-block may be performed.
  • the reconstructed pixel of the coding block already coded is referred to as in a conventional intra prediction method.
  • reconstructed pixels of an already coded adjacent coding block are used like a conventional intra prediction method. see
  • all sub-blocks may be coded with the same intra prediction mode, and a flag indicating whether to use ISP coding and a flag indicating in which direction (horizontal or vertical) splitting is performed may be signaled.
  • the number of sub-blocks can be adjusted to 2 or 4 depending on the block shape. If the size (width x height) of one sub-block is less than 16, division into the sub-block is not allowed, or ISP coding. You can limit yourself not to apply.
  • one coding unit is divided into two or four partition blocks, that is, sub-blocks and predicted, and the same intra prediction mode is applied to the two or four partition blocks. .
  • an MxN coding unit having horizontal and vertical lengths of M and N when divided into two, it is divided into Mx(N/2) blocks and divided into four
  • Mx(N/4) blocks When divided into Mx(N/4) blocks
  • vertical direction when divided into two (M/2)xN blocks and divided into four (divided into (M/4)xN blocks) are all possible.
  • partition blocks are coded in a top-down order, and when partitioned in a vertical direction, partition blocks are coded in an order from left to right.
  • the currently coded partition block may be predicted by referring to the reconstructed pixel values of the upper (left) partition block in the case of horizontal (vertical) direction partitioning.
  • Transformation may be applied to the residual signal generated by the ISP prediction method in units of partition blocks.
  • Multiple Transform Selection (MTS) technology based on the combination of DST-7/DCT-8 as well as the existing DCT-2 can be applied to the primary transformation (core transform or primary transform) based on the forward direction, and the primary transformation
  • a forward low frequency non-separable transform (LFNST) may be applied to the transform coefficients generated accordingly to generate a final modified transform coefficient.
  • LFNST may be applied to partition blocks divided by applying the ISP prediction mode, and the same intra prediction mode is applied to the partition blocks divided as described above. Accordingly, when the LFNST set derived based on the intra prediction mode is selected, the derived LFNST set may be applied to all partition blocks. That is, since the same intra prediction mode is applied to all partition blocks, the same LFNST set may be applied to all partition blocks.
  • LFNST may be applied only to transform blocks having both a horizontal and vertical length of 4 or more. Therefore, when the horizontal or vertical length of the partition block divided according to the ISP prediction method is less than 4, LFNST is not applied and the LFNST index is not signaled. In addition, when LFNST is applied to each partition block, the corresponding partition block may be regarded as one transform block. Of course, when the ISP prediction method is not applied, LFNST may be applied to the coding block.
  • LFNST when the length of one side of the partition block is 4, LFNST is applied only to the upper left 4x4 area, and when the length of all sides of the partition block, that is, the width and height is 8 or more, the lower right 4x4 inside the upper left 8x8 area LFNST can be applied to the remaining 48 coefficients except for the region.
  • each partition block is 4x4 or 8x8, only 8 transform coefficients may be output after applying the forward LFNST. That is, if the partition block is 4x4, an 8x16 matrix may be applied as a transform matrix, and if the partition block is 8x8, an 8x48 matrix may be applied as a transform matrix.
  • LFNST index signaling is performed in units of coding units. Therefore, in the case of ISP prediction mode and LFNST is applied to all partition blocks, the same LFNST index value may be applied to the corresponding partition blocks. That is, when the LFNST index value is transmitted once at the coding unit level, the corresponding LFNST index may be applied to all partition blocks in the coding unit.
  • the LFNST index value may have values of 0, 1, and 2, where 0 indicates a case in which LFNST is not applied, and 1 and 2 are two transformation matrices present in one LFNST set when LFNST is applied. refers to
  • the LFNST set is determined by the intra prediction mode, and since all partition blocks in the coding unit are predicted in the same intra prediction mode in the case of the ISP prediction mode, the partition blocks may refer to the same LFNST set.
  • the LFNST index signaling is still performed in units of coding units, but in the case of the ISP prediction mode, whether to apply LFNST uniformly to all partition blocks is not determined, and for each partition block through a separate condition Whether to apply the LFNST index value signaled at the coding unit level or not to apply the LFNST may be determined.
  • a separate condition can be signaled in the form of a flag for each partition block through the bitstream, and when the flag value is 1, the LFNST index value signaled at the coding unit level is applied, and when the flag value is 0, the LFNST is not applied. may not be
  • the application of LFNST may be restricted in order to maintain the number of multiplications per sample (or per coefficient, per position) below a certain value when LFNST is applied.
  • the number of multiplications per sample (or per coefficient, per position) can be maintained at 8 or less by applying LFNST as follows.
  • the partition block is a 4x4 block, instead of a 16x16 matrix, an 8x16 matrix sampling the top 8 rows from a 16x16 matrix is applied in the forward direction, and a 16x8 matrix obtained by sampling the left 8 columns from a 16x16 matrix in the reverse direction can be applied.
  • the partition block is an 8x8 block, in the forward direction, instead of a 16x48 matrix, an 8x48 matrix sampling the top 8 rows from a 16x48 matrix is applied, and in the reverse direction, instead of a 48x16 matrix, a 48x8 matrix in which the left 8 columns are sampled from a 48x16 matrix can be applied.
  • a 4xN or Nx4 (N > 4) block when forward transform is performed, 16 coefficients generated after applying a 16x16 matrix only to the upper left 4x4 block are placed in the upper left 4x4 area, and other areas may be filled with 0 values. .
  • 16 coefficients located in the upper left 4x4 block are arranged in the scanning order to form an input vector, and then 16 output data can be generated by multiplying the 16x16 matrix.
  • the generated output data may be disposed in the upper left 4x4 area, and the remaining areas except for the upper left 4x4 area may be filled with zeros.
  • the 16x48 matrix generated after applying the 16x48 matrix only to the ROI region inside the upper-left 8x8 block (the area remaining from the upper-left 8x8 block to the lower-right 4x4 block) Coefficients are arranged in the upper left 4x4 region, and all other regions may be filled with 0 values.
  • 16 coefficients located in the upper left 4x4 block are arranged according to the scanning order to form an input vector, and then 48 output data can be generated by multiplying the input vector by a 48x16 matrix. The generated output data may be filled in the ROI area, and all other areas may be filled with 0 values.
  • the number of multiplications per sample (or per coefficient, per position) based on the size of the ISP coding unit rather than the size of the ISP partition block. can be kept below 8. If there is only one block satisfying the condition to which LFNST is applied among the ISP partition blocks, the complexity calculation for the worst case of LFNST may be applied based on the corresponding coding unit size rather than the size of the partition block.
  • the other two partitions Blocks can be set to generate 16 transform coefficients instead of 8 each (based on the encoder).
  • the LFNST index may have values of 0, 1, and 2, where 0 indicates that LFNST is not applied, and 1 and 2 indicate either one of two LFNST kernel matrices included in the selected LFNST set. LFNST is applied based on the LFNST kernel matrix selected by the LFNST index. A method of transmitting the LFNST index in the current VVC standard will be described as follows.
  • the LFNST index may be transmitted once for each coding unit (CU), and in the case of a dual-tree, an individual LFNST index may be signaled for a luma block and a chroma block, respectively.
  • the LFNST index value is set to a default value of 0 (infer).
  • the case where the LFNST index value is inferred to be 0 is as follows.
  • DCT-2 DST7 or DCT8
  • the size of the maximum luma transform is exceeded for each of the coding unit for the luma component and the coding unit for the chroma component. That is, it is checked whether the size of the maximum luma transform that can be transformed for the luma block is exceeded, and the horizontal/vertical length of the luma block corresponding to the color format for the chroma block and the maximum transformable size of the maximum luma transform are checked. It is checked whether For example, when the color format is 4:2:0, the horizontal/vertical length of the corresponding luma block is twice that of the corresponding chroma block, and the transform size of the corresponding luma block is twice that of the corresponding chroma block. As another example, when the color format is 4:4:4, the horizontal/vertical length and transform size of the corresponding luma block are the same as the corresponding chroma block.
  • a 64-length transformation or a 32-length transformation means a transformation applied horizontally or vertically having a length of 64 or 32, respectively, and “transformation size” may mean a corresponding length of 64 or 32.
  • LFNST index signaling may be omitted.
  • the LFNST index may be transmitted only when both the horizontal length and the vertical length of the coding unit are 4 or more.
  • the LFNST index may be signaled only when both the horizontal and vertical lengths of a corresponding component (ie, luma or chroma component) are 4 or more.
  • the LFNST index may be signaled when both the horizontal length and the vertical length of the luma component are 4 or more.
  • the LFNST index is transmitted if the position of the last non-zero coefficient is not the DC position even in any one of the luma component, the Cb component, and the Cr component.
  • CBF coded block flag
  • the LFNST index signaling may be omitted.
  • LFNST transform coefficients may exist in 8 positions from the DC position, and all remaining positions are filled with 0.
  • LFNST transform coefficients may exist in 16 positions from the DC position according to the transform coefficient scanning order in the VVC standard, and all remaining positions are filled with zeros.
  • LFNST index signaling may be omitted.
  • the ISP mode may be applied only to the luma block or may be applied to both the luma block and the chroma block.
  • the corresponding coding unit is divided into two or four partition blocks and predicted, and a transform may be applied to the corresponding partition blocks, respectively. Therefore, when determining a condition for signaling the LFNST index in units of coding units, it is necessary to consider the fact that LFNST may be applied to respective partition blocks.
  • the ISP prediction mode is applied only to a specific component (eg, a luma block)
  • the LFNST index must be signaled in consideration of the fact that only the corresponding component is divided into partition blocks.
  • the LFNST index may be transmitted once for each coding unit (CU), and in the case of a dual-tree, an individual LFNST index may be signaled for a luma block and a chroma block, respectively.
  • the LFNST index value is set to a default value of 0 (infer).
  • the case where the LFNST index value is inferred to be 0 is as follows.
  • Whether to signal the LFNST index may be determined based on the size of the partition block instead of the coding unit. That is, when the horizontal length or the vertical length of the partition block for the corresponding luma block exceeds the size of the maximum luma transform that can be transformed, the LFNST index signaling may be omitted and the LFNST index value may be inferred to be 0.
  • the maximum transform block size is exceeded for each of the coding unit or partition block for the luma component and the coding unit or partition block for the chroma component. That is, if the horizontal and vertical lengths of the coding unit or partition block for luma are compared with the maximum luma transform size, respectively, and even one is greater than the maximum luma transform size, LFNST is not applied, and in the case of the coding unit or partition block for chroma, color The horizontal/vertical length of the corresponding luma block for the format and the size of the maximum luma transformation capable of maximum transformation are compared.
  • the horizontal/vertical length of the corresponding luma block is twice that of the corresponding chroma block
  • the transform size of the corresponding luma block is twice that of the corresponding chroma block.
  • the horizontal/vertical length and transform size of the corresponding luma block are the same as the corresponding chroma block.
  • LFNST index signaling may be omitted.
  • the LFNST index can be transmitted only when both the horizontal length and the vertical length of the partition block are 4 or more.
  • LFNST for a 2xM (1xM) or Mx2 (Mx1) block is applied in addition to the LFNST included in the current VVC standard, the LFNST index is applied only when the size of the partition block is equal to or larger than the 2xM (1xM) or Mx2 (Mx1) block.
  • the meaning that the PxQ block is equal to or greater than the RxS block means that P ⁇ R and Q ⁇ S.
  • the LFNST index can be transmitted only when the partition block is equal to or larger than the minimum size applicable to LFNST.
  • the LFNST index can be signaled only when the partition block for the luma or chroma component is equal to or larger than the minimum size to which the LFNST is applicable.
  • the LFNST index can be signaled only when the partition block for the luma component is equal to or larger than the minimum size applicable to the LFNST.
  • MxN block is greater than or equal to KxL block means that M is greater than or equal to K and N is greater than or equal to L.
  • MxN block is larger than KxL block means that M is greater than or equal to K and N is greater than or equal to L, and M is greater than K or N is greater than L.
  • An MxN block less than or equal to a KxL block means that M is less than or equal to K and N is less than or equal to L, and an MxN block less than a KxL block means that M is less than or equal to K and N is less than L It means that M is less than K or N is less than L.
  • the LFNST index may be transmitted.
  • the position of the last non-zero coefficient of all partition blocks for Cb (the number of partition blocks is considered to be one when the ISP mode is not applied to the chroma component) and all partitions for Cr If any of the positions of the last non-zero coefficients of blocks (when the ISP mode is not applied to the chroma component, the number of partition blocks is considered to be one) is not a DC position, the corresponding LNFST index may be transmitted.
  • the corresponding LFNST index may be transmitted.
  • a coded block flag (CBF) value indicating whether a transform coefficient exists for each partition block is 0, the position of the last non-zero coefficient for the corresponding partition block is not checked in order to determine whether the LFNST index is signaled. That is, when the corresponding CBF value is 0, no transform is applied to the corresponding block, so the position of the last non-zero coefficient for the corresponding partition block is not considered when checking the condition for LFNST index signaling.
  • CBF coded block flag
  • each For a partition block if the CBF value for Cb is 0 and the CBF value for Cr is 1, only the position of the last non-zero coefficient for Cr is checked to determine whether to signal the corresponding LFNST index, and 3)
  • the luma component Whether to signal the LFNST index may be determined by checking the position of the last non-zero coefficient only for blocks having a CBF value of 1 for all partition blocks of the , Cb component and Cr component.
  • image information may be configured so that the position of the last non-zero coefficient is not checked, and an embodiment thereof is as follows.
  • the LFNST index signaling may be allowed without checking the position of the last non-zero coefficient for both the luma block and the chroma block. That is, even if the position of the last non-zero coefficient for all partition blocks is the DC position or the corresponding CBF value is 0, the corresponding LFNST index signaling may be allowed.
  • the check of the position of the last non-zero coefficient only for the luma block may be omitted, and in the case of the chroma block, the position of the last non-zero coefficient may be checked in the above-described manner.
  • LFNST index signaling is allowed without checking the position of the last non-zero coefficient
  • the last non-zero coefficient in the above-described manner It is possible to determine whether the corresponding LFNST index is signaled by checking whether a DC position exists with respect to the position of the coefficient.
  • the method i or ii above may be applied. That is, in the ISP mode and when the number i is applied to the single tree type, it is possible to omit the check of the position of the last non-zero coefficient for both the luma block and the chroma block and allow LFNST index signaling.
  • ii is applied to omit the check on the position of the last non-zero coefficient for the partition blocks for the luma component and partition blocks for the chroma component (in the case where ISP is not applied to the chroma component, the number can be regarded as 1), it is possible to determine whether to signal the corresponding LFNST index by performing a check on the position of the last non-zero coefficient in the above-described manner.
  • the LFNST index signaling may be omitted.
  • LFNST transform coefficients may exist in 8 positions from the DC position, and all remaining positions are filled with zeros.
  • LFNST transform coefficients may exist in 16 positions from the DC position according to the transform coefficient scanning order in the VVC standard, and all remaining positions are filled with zeros.
  • LFNST index signaling may be omitted.
  • the current VVC standard sees length conditions independently in the horizontal and vertical directions, and applies DST-7 instead of DCT-2 without signaling the MTS index. It is determined whether the horizontal or vertical length is greater than or equal to 4 and greater than or equal to 16, and a first-order transformation kernel is determined according to the determination result. Therefore, in the case of ISP mode and LFNST can be applied, the following transformation combination configuration is possible.
  • the primary conversion decision condition for the ISP included in the current VVC standard may be followed. That is, it checks whether the length condition (condition equal to or greater than 4 or greater than or less than 16) is independently satisfied in the horizontal and vertical directions, and if it is satisfied, DST-7 is used instead of DCT-2 for primary conversion. If applied and not satisfied, DCT-2 may be applied.
  • the following two configurations may be possible as a first-order transformation.
  • DCT-2 can be applied to both horizontal and vertical directions.
  • the primary conversion decision condition at the time of the ISP included in the current VVC standard may be followed. In other words, it checks whether the length condition (condition equal to or greater than 4 and greater than or less than 16) is satisfied independently for each horizontal direction and vertical direction. If it is satisfied, DST-7 is applied instead of DCT-2. DCT-2 can be applied.
  • image information may be configured such that the LFNST index is transmitted for each partition block rather than for each coding unit.
  • LFNST index signaling method it is considered that only one partition block exists in the unit in which the LFNST index is transmitted, and whether or not the LFNST index is signaled may be determined.
  • LFNST index signaling when LFNST is applied only to the luma component will be described below.
  • LFNST index signaling method For a configuration in which LFNST is applied only to the luma component in a single tree, the following LFNST index signaling method is possible.
  • LFNST index signaling is performed after parsing the transform coefficients for the luma component
  • LFNST index signaling is performed after transform coefficient parsing for chroma components (Cb, Cr) is finished
  • LFNST index signaling after the transform coefficient parsing for the luma component is finished. That is, LFNST index signaling is possible without waiting for transform coefficient parsing for chroma components.
  • Parsing transform coefficients in 1, 2, and 3 may be performed in a residual coding syntax table, and according to an example, the position of LFNST index signaling by reflecting 1, 2, 3 is determined from the existing coding unit level to the transform unit level can be moved to Accordingly, syntax tables for the coding unit, the transform tree, and the transform unit are shown in Tables 4 to 6.
  • log2TbWidth, log2TbHeight The log value of the base-2 for the width and height of the current transform block, zero-out is reflected to be reduced to the upper left area where non-zero coefficients can exist.
  • sps_lfnst_enabled_flag A flag indicating whether LFNST is applicable. If the flag value is 0, it indicates that LFNST is not applicable, and if the flag value is 1, it indicates that LFNST is applicable. It is defined in a Sequence Parameter Set (SPS).
  • SPS Sequence Parameter Set
  • CuPredMode[ chType ][ x0 ][ y0 ] The prediction mode corresponding to the variable chType and the (x0, y0) position, chType may have values of 0 and 1, where 0 represents the luma component and 1 represents the chroma component. .
  • the (x0, y0) position indicates the position on the picture, and MODE_INTRA (intra prediction) and MODE_INTER (inter prediction) are possible with CuPredMode[ chType ][ x0 ][ y0 ] values.
  • IntraSubPartitionsSplit[ x0 ][ y0 ] The contents of the (x0, y0) location are the same as in No. 4. Indicates which ISP division at the (x0, y0) position is applied, and ISP_NO_SPLIT indicates that the coding unit corresponding to the (x0, y0) position is not divided into partition blocks.
  • intra_mip_flag[ x0 ][ y0 ] The contents of the (x0, y0) position are the same as in No. 4 above.
  • the intra_mip_flag is a flag indicating whether a Matrix-based Intra Prediction (MIP) prediction mode is applied. A flag value of 0 indicates that MIP is not applicable, and a flag value of 1 indicates that MIP is applied.
  • MIP Matrix-based Intra Prediction
  • cIdx A value of 0 indicates luma, and a value of 1 and 2 indicates Cb and Cr, which are chroma components, respectively.
  • treeType indicates single-tree and dual-tree, etc. (SINGLE_TREE: single tree, DUAL_TREE_LUMA: dual tree for luma component, DUAL_TREE_CHROMA: dual tree for chroma component)
  • lastSubBlock indicates a position in the scan order of a sub-block (Coefficient Group (CG)) in which the last non-zero coefficient is located.
  • CG Coefficient Group
  • lastScanPos Indicates where the last significant coefficient is in the scan order within one sub-block. If one sub-block consists of 16 positions, values from 0 to 15 are possible.
  • LFNST index syntax element to be parsed. If not parsed, it is inferred as a value of 0. That is, the default value is set to 0 and indicates that LFNST is not applied.
  • LastSignificantCoeffX, LastSignificantCoeffY Indicates the x-coordinate and y-coordinate where the last significant coefficient is located in the transform block. The x-coordinate starts at 0 and increases from left to right, and the y-coordinate starts at 0 and increases from top to bottom. If the values of both variables are 0, it means that the last significant coefficient is located at DC.
  • cu_sbt_flag A flag indicating whether SubBlock Transform (SBT) included in the current VVC standard is applicable. If the flag value is 0, it indicates that SBT is not applicable. If the flag value is 1, SBT is applied. indicates to be
  • sps_explicit_mts_inter_enabled_flag A flag indicating whether or not explicit MTS is applied to an inter CU and an intra CU, respectively. If the corresponding flag value is 0, it indicates that MTS is not applicable to the inter CU or intra CU, and if 1, it is applicable. indicates that
  • tu_mts_idx[ x0 ][ y0 ] MTS index syntax element to be parsed. If not parsed, it is inferred as a value of 0. That is, the default value is set to 0, indicating that DCT-2 is applied to both the horizontal and vertical directions.
  • variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag of Table 6 is 0 if there is a significant coefficient at the zero-out position when LFNST is applied, otherwise it is 1.
  • the variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag may be set according to various conditions shown in the residual coding syntax table of Table 10.
  • the variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag indicates whether a significant coefficient exists in the second area other than the first area at the upper left of the current block. This value is initially set to 1, and if there is a significant coefficient in the second area, the value is 0 can be changed to
  • the LFNST index can be parsed only when the value of the initially set variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag is maintained at 1.
  • variable LfnstDcOnly of Table 6 is a coded block flag (CBF, 1 if there is at least one significant coefficient in the corresponding block, or 0 otherwise).
  • CBF coded block flag
  • the last significant coefficient is all DC. If it is located at the position (top-left position), it becomes 1, otherwise it becomes 0. More specifically, in the case of dual tree luma, the position of the last significant coefficient is checked with respect to one luma transform block, and in the case of dual tree chroma, the position of the last significant coefficient is checked with respect to both the transform block for Cb and the transform block for Cr. do. In the case of a single tree, the position of the last significant coefficient may be checked with respect to a transform block for luma, Cb, and Cr.
  • the LFNST index may be signaled in the process of parsing the syntax table for the transform unit as shown in Table 6.
  • transform coefficients corresponding to one coding unit may mean all transform coefficients for Y, Cb, and Cr components in the case of a single tree (a transform block for Y, a transform block for Cb, and a all transform coefficients belonging to the transform block), in the case of a luma separation tree, it may mean a transform coefficient for the Y component (transform coefficients belonging to the transform block for Y), and in the case of a chroma separation tree, Cb and Cr components It may mean all transform coefficients for Cb (all transform coefficients belonging to the transform block for Cb and the transform block for Cr).
  • the transform tree is called from the syntax table for the coding unit, and the transform unit is called from the transform tree as shown in Table 5.
  • the transform unit is usually called only once. Specifically, if the width is greater than the maximum transformation size, the maximum transformation size as a unit is divided into several transformation units in the vertical direction and coded. Similarly, when the height is greater than the maximum transformation size, the maximum transformation size is used as a unit and horizontally Direction is divided into several transform units and coded. In this way, when the coding unit is divided into several transform units, LFNST is not applied in VVC.
  • the transform unit shown in Table 6 may be called as many as the number of partitioned partition blocks.
  • subTuIndex is used as an index indicating each ISP partition block in the case of ISP mode, and may have a value from 0 to (NumIntraSubPartitions - 1).
  • NumIntraSubPartitions represents the number of ISP partition blocks divided into NumIntraSubPartitions.
  • the LFNST index is sent only once for the coding unit (CU), and the LFNST index is applied equally to all ISP partition blocks (that is, the LFNST kernel pointed to by the LFNST index can be equally applied, and the LFNST index value is 0), it may be appropriate to signal the LFNST index when the subTuIndex value is (NumIntraSubPartitions - 1) according to an example of the current VVC standard.
  • the LFNST index is not signaled.
  • LFNST transform coefficients may exist from the upper-left position of the block to eight positions according to the forward scanning order, and in the case of a block size to which the remaining LFNST can be applied (that is, the width and If the height is greater than or equal to 4 and not 4x4 or 8x8), it can exist in up to 16 positions from the upper-left position of the corresponding block in the forward scanning order.
  • Whether to signal the LFNST index in the ISP mode may be determined through the following conditions belonging to the conditions for determining the allowLfnstIndex variable of Table 6.
  • Table 6 in the case of a luma separation tree or a single tree, the LFNST index lfnst_idx is parsed after the transform skip flag and transform coefficient parsing (residual_coding or residual_ts_coding) for the luma component.
  • Table 7 is an excerpt of the relevant part from Table 6.
  • Table 7 since the embodiment in which the LFNST is applied only to the luma component is dealt with, only whether the transformation for the luma component is skipped is checked in Table 7.
  • the LFNST index (lfnst_idx) is parsed after the transform skip flag and transform coefficient parsing (residual_coding or residual_ts_coding) for the chroma components (Cb, Cr).
  • Table 8 is an excerpt of the relevant part from Table 6.
  • the LFNST index is signaled only when the value of the allowLfnstIndex variable is 1, and the value of the allowLfnstIndex variable is determined as shown in Table 6, which is excerpted from Table 9.
  • both the width and height of the coding block for the luma component are equal to or smaller than the maximum transform size for the luma component (in the case of a chroma split tree, both the width and height when converted to the coding block for the luma component are luma)
  • whether the LFNST index is signaled may be determined by checking the LfnstDcOnly variable value and the LfnstZeroOutSigCoeffFlag variable value.
  • the LfnstDcOnly variable and the LfnstZeroOutSigCoeffFlag variable are initialized to 1 in the coding unit syntax table of Table 4, and may be updated as shown in Table 10 in the residual coding syntax table.
  • the LfnstDcOnly variable may be set to 0 when the last non-zero transform coefficient is located in a position other than the upper left position of the corresponding transform block (which may correspond to the ISP partition block in the case of ISP mode).
  • the value of the LfnstDcOnly variable is not updated inside the residual transform skip coding (residual_ts_coding) syntax table called in Table 6, and the residual coding syntax table of Table 10 is only when the corresponding transform block contains one or more non-zero transform coefficients.
  • the LfnstDcOnly variable is any one of the non-zero transform coefficients in the transform block with the CBF value of 1 included in the current transform unit. It may be set to 0 when even exists in a position other than the upper left position.
  • the residual coding syntax table can be called only for the luma component, so the LfnstDcOnly variable can be updated to 0 only for the luma component. It conforms to the embodiment in which LFNST is applied only to the luma component.
  • the LfnstDcOnly variable can be updated to 0 only for the chroma components (that is, the table In 6, when the treeType is DUAL_TREE_CHROMA, the transform skip flag parsing and the residual coding syntax table parsing for the luma component are not performed.), which is an implementation that can signal the LFNST index for the chroma component in the case of a chroma split tree fit the example.
  • the condition for LfnstDcOnly may not be checked when determining whether to signal the LFNST index, and when the ISP is not applied, the LfnstDcOnly value is It can be configured to signal the LFNST index only when it is 0.
  • the LFNST index can be signaled only when the LfnstDcOnly value is 0.
  • the LfnstZeroOutSigCoeffFlag variable is the last in the region where the LFNST transform coefficient (that is, the transform coefficient generated by applying the forward LFNST) cannot exist in the current transform block (which may correspond to the ISP partition block in case of ISP mode). It may be updated to 0 when a non-zero transform coefficient exists.
  • the LfnstZeroOutSigCoeffFlag variable value is not updated inside the residual transform skip coding syntax table called in Table 6, and the residual coding syntax table in Table 10 includes one or more non-zero transform coefficients for the corresponding transform block. Since it is called only when doing (i.e., only called when the corresponding coded block flag (CBF) value is 1), the LfnstZeroOutSigCoeffFlag variable is the last non-zero transform in the transform block with the CBF value of 1 included in the current transform unit. When the coefficient is not located in a region where the LFNST transform coefficient cannot exist, it may be set to 0.
  • the residual coding syntax table can be called only for the luma component, so the LfnstZeroOutSigCoeffFlag variable is updated to 0 only for the luma component, which is luma in the case of a luma separated tree and a single tree. It conforms to the embodiment in which LFNST is applied only to the component.
  • the LfnstZeroOutSigCoeffFlag variable can be updated to 0 only for the chroma components (that is, the table In 6, when the treeType is DUAL_TREE_CHROMA, the transform skip flag parsing and the residual coding syntax table parsing for the luma component are not performed.), which is an implementation that can signal the LFNST index for the chroma component in the case of a chroma split tree fit the example.
  • the LFNST index can be signaled only when the LfnstZeroOutSigCoeffFlag value is 1.
  • LfnstDcOnly, LfnstZeroOutSigCoeffFlag, lfnstWidth, and lfnstHeight are not initialized or set in the coding unit syntax table as shown in Table 4, but may be set in the transform unit syntax table as shown in Table 11.
  • the LfnstDcOnly variable and the LfnstZeroOutSigCoeffFlag variable are initialized only when the subTuIndex value is 0, and when not in the ISP mode, 0 may always be set as the subTuIndex value as shown in Table 5.
  • the subTbIndex value can be changed from 0 to (NumIntraSubPartitions - 1), so only in the first ISP partition block (only when subTbIndex is 0) LfnstDcOnly and LfnstZeroOutSigCoeffFlag needs to be initialized.
  • LfnstDcOnly and LfnstZeroOutSigCoeffFlag are updated while processing all the transform blocks belonging to one transform unit (that is, ISP partition blocks) one by one according to whether it is a single tree or a luma/chroma split tree.
  • the coding unit syntax table may be configured as shown in Table 12.
  • Tables 5 and 10 may be applied as they are.
  • the method of applying the scaling list in the case of the chroma component may be applied as shown in Table 13.
  • scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag a syntax element called scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag is defined. If scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag is 1, the scaling list is not applied when LFNST is applied. If it is 0, the scaling list can be applied when LFNST is applied.
  • the scaling list is a matrix designating a specific weight value for each transform coefficient position in the transform block, and by multiplying the corresponding weight value for each transform coefficient to perform inverse quantization or quantization, differential according to the importance of the transform coefficient It allows the application of negative inverse quantization or quantization.
  • the specification text in the case of a single tree, for an embodiment in which LFNST is applied only to the luma component, the specification text may be configured as shown in Table 14.
  • the MTS index may be configured to be signaled immediately after the LFNST index signaling position.
  • the MTS index is signaled only when LFNST is not applied, that is, when the LFNST index value is 0, and in other cases, the MTS index value is inferred to be 0.
  • an MTS index of 0 may indicate that DCT-2 is applied in both the horizontal and vertical directions
  • an MTS index of non-zero indicates that DST-7 or DCT-8 is applied for each of the horizontal and vertical directions.
  • the syntax tables for the coding unit and the transform unit may be configured as shown in Tables 15 and 16.
  • Tables 5 and 10 may be applied.
  • the syntax table for the conversion unit is configured as shown in Table 17 can do.
  • Table 5 and Table 10 may be applied to the transform tree syntax table and the residual coding syntax table.
  • MtsZeroOutSigCoeffFlag is initialized to 1 only when subTuIndex is 0, but since MTS index is not signaled in the case of ISP mode, in general, MtsZeroOutSigCoeffFlag may be initialized to 1 without checking the condition in which subTuIndex is 0. .
  • the MtsZeroOutSigCoeffFlag variable is updated to 0 when a non-zero transform coefficient exists outside the upper left 16x16 region for the luma transform block (Table 10). Therefore, when the transform coefficients for the luma component are parsed (that is, when the residual coding syntax table for the luma component is performed), the MtsZeroOutSigCoeffFlag value is derived, so the MTS index can be signaled, and LFNST as shown in Tables 16 and 17 Only when the index value is 0, the MTS index may be signaled immediately after the LFNST index.
  • DST-7 or DCT-8 is applied in the horizontal and vertical directions, and when DST-7 or DCT-8 is applied in both the horizontal and vertical directions, a non-zero transform coefficient exists.
  • the available area is limited to the upper left 16x16. Therefore, if a non-zero transform coefficient exists outside the upper left 16x16 region, it is certain that DCT-2 is applied in both the horizontal and vertical directions, so that the MTS index can be inferred as 0 as the MTS index value without signaling.
  • 15 is a flowchart illustrating an operation of a video decoding apparatus according to an embodiment of this document.
  • FIG. 15 Each step disclosed in FIG. 15 is based on some of the contents described above in FIGS. 5 to 14 . Accordingly, detailed descriptions overlapping with those described above in FIGS. 3 and 5 to 14 will be omitted or simplified.
  • the decoding apparatus 300 may receive information on an intra prediction mode, residual information, and an LFNST index from the bitstream (S1510).
  • the decoding apparatus 300 may decode information about the quantized transform coefficients for the current block from the bitstream, and based on the information on the quantized transform coefficients for the current block, We can derive quantized transform coefficients.
  • Information on the quantized transform coefficients for the target block may be included in a sequence parameter set (SPS) or a slice header, information on whether or not a simplified transform (RST) is applied, information on a simplification factor, At least one of information about a minimum transform size to which a simplified transform is applied, information about a maximum transform size to which a simplified transform is applied, a simplified inverse transform size, and information about a transform index indicating any one of a transform kernel matrix included in the transform set may include.
  • SPS sequence parameter set
  • RST simplified transform
  • simplification factor At least one of information about a minimum transform size to which a simplified transform is applied, information about a maximum transform size to which a simplified transform is applied, a simplified inverse transform size, and information about a transform index indicating any one of
  • the decoding apparatus may further receive information on the intra prediction mode for the current block and information on whether an ISP is applied to the current block.
  • the decoding apparatus may derive whether the current block is divided into a predetermined number of sub-partition transform blocks by receiving and parsing flag information indicating whether to apply ISP coding or ISP mode.
  • the current block may be a coding block.
  • the decoding apparatus may derive the size and number of divided sub-partition blocks through flag information indicating in which direction the current block will be divided.
  • the decoding apparatus 300 may derive transform coefficients by performing inverse quantization on residual information about the current block, that is, quantized transform coefficients (S1520).
  • the derived transform coefficients may be arranged according to the reverse diagonal scan order in units of 4 ⁇ 4 blocks, and transform coefficients within the 4 ⁇ 4 block may also be arranged according to the reverse diagonal scan order. That is, transform coefficients on which inverse quantization has been performed may be arranged according to a reverse scan order applied in a video codec such as VVC or HEVC.
  • the decoding apparatus may derive a residual sample for the current block from transform coefficients based on LFNST or MTS.
  • the decoding apparatus may derive the residual sample based on the existing inverse primary transform, not the MTS, after applying the LFNST.
  • the decoding apparatus may derive the residual sample based on the MTS or the existing inverse primary transform without applying the LFNST.
  • the decoding apparatus may derive modified transform coefficients by applying LFNST to the transform coefficient.
  • the decoding apparatus parses the LFNST index at the transform unit level for the current block after the transform coefficient for the current block is derived. It can be done (S1530).
  • LFNST is a non-separated transform that applies the transform without separating the coefficients in a specific direction, unlike the first transform that separates and transforms the transform target coefficients in a vertical or horizontal direction.
  • This non-separated transform may be a low-frequency non-separated transform that applies the forward transform only to a low-frequency region rather than the entire block region.
  • the LFNST index information may be received as syntax information, and the syntax information may be received as a binarized bin string including 0 and 1.
  • the syntax element of the LFNST index may indicate whether an inverse LFNST or an inverse non-separated transform is applied and any one of a transform kernel matrix included in the transform set, and the transform set includes two transform kernel matrices.
  • the syntax element of the conversion index may have three values.
  • the syntax element value for the LFNST index is 0 indicating a case in which the inverse LFNST is not applied to the target block, 1 indicating the first transformation kernel matrix among the transformation kernel matrices, and two of the transformation kernel matrices. 2 indicating the th transform kernel matrix may be included.
  • the decoding apparatus may examine the tree type of the current block and whether ISP is applied, and may derive various variables.
  • the LFNST index may be signaled after a transform coefficient for the luma component of the current block is derived.
  • the decoding apparatus may parse the LFNST index after the transform coefficient for the last partition block of the current block is derived.
  • the LFNST index may be signaled after a transform coefficient for the chroma component of the current block is derived.
  • the decoding apparatus determines whether the first variable indicating whether the significant coefficient exists in a position other than the DC component of the current block and whether the significant coefficient is present in the second region other than the first upper left region of the current block
  • the LFNST index may be parsed based on the second variable representing .
  • a first variable indicating whether a significant coefficient exists at a position other than the DC component of the current block may be expressed as a variable LfnstDcOnly, and for at least one transform block in one coding unit, a non-zero position at a non-DC component position It becomes 0 if a coefficient exists, and becomes 1 if a non-zero coefficient does not exist at a non-DC component position for all transform blocks in one coding unit.
  • the DC component refers to (0, 0) or the upper left position with respect to the 2D component.
  • transform blocks may exist within one coding unit.
  • transform blocks for Cb and Cr may exist, and in the case of a single tree type, transform blocks for luma, Cb, and Cr may exist.
  • the value of the variable LnfstDcOnly may be set to 0.
  • variable LfnstDcOnly value is initially initialized to 1, and if no component in the current coding unit updates the variable LfnstDcOnly value to 0, it maintains the value 1 as it is, and any one of the transform blocks constituting the coding unit sets the variable LfnstDcOnly value to 0 When updated to , it is finally maintained as 0.
  • this variable LfnstDcOnly may be derived based on individual transform skip flag values for color components of the current block.
  • the transform skip flag for the current block may be signaled for each color component, and if the tree type of the current block is a single tree, the transform skip flag value for the luma component, the transform skip flag value for the chroma Cb component, and the chroma Cr component
  • a variable LfnstDcOnly may be derived based on the value of the transform skip flag for .
  • variable LfnstDcOnly is derived based on the value of the transform skip flag for the luma component
  • the transform skip flag for the chroma Cb component may be derived based on the value of , the value of the transform skip flag for the chroma Cr component.
  • the variable LfnstDcOnly may indicate that a significant coefficient exists at a position other than the DC component. That is, if the tree type of the current block is a single tree, the value of the transform skip flag for the luma component, the value of the transform skip flag for the chroma Cb component, and the value of the transform skip flag for the chroma Cr component are 0. Thus, the variable LfnstDcOnly can be derived as 0.
  • variable LfnstDcOnly is derived as 0 based on the value of the transform skip flag for the luma component being 0, and if the tree type of the current block is dual tree chroma, the chroma Cb component
  • the variable LfnstDcOnly may be derived as 0 based on the fact that at least one of the values of the transform skip flag for , and the value of the transform skip flag for the chroma Cr component is 0.
  • variable LfnstDcOnly may be initially set to 1 at the coding unit level or the transform unit level of the current block, and may be changed to 0 at the residual coding level based on the transform skip flag value and the position of the transform coefficients.
  • the second variable may be expressed as a variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag, and indicates whether a significant coefficient exists in the second area except for the first upper left area of the current block.
  • the value of the second variable may be initially set to 1, and if a significant coefficient exists in the second region, the value may be changed to 0.
  • the LFNST index can be parsed only when the value of the initially set variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag is maintained at 1.
  • variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag may be initially set to 1 at the coding unit level or the transform unit level of the current block, and may be updated to 0 at the residual coding level based on the position of the transform coefficient.
  • the LFNST index may be parsed without deriving the variable LfnstDcOnly.
  • the tree type of the current block is a single tree or a dual tree for luma.
  • the LFNST index may be signaled regardless of the value of the variable LfnstDcOnly.
  • the value of the variable LfnstDcOnly can be set to 0.
  • the value of the variable LfnstDcOnly can be set to 0 only when the value of transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 1 ] is 0, and when the value of cIdx is 2, transform_skip_flag[ The value of the variable LfnstDcOnly can be set to 0 only when the value of x0 ][ y0 ][ 2 ] is 0. If the value of the variable LfnstDcOnly is 0, the decoding apparatus may parse the LFNST index. Otherwise, the LFNST index is not signaled and may be inferred as a value of 0.
  • the decoding apparatus may parse the LFNST index based on the fact that the variable LfnstDcOnly, which is the first variable, is updated to 0, and the variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag, which is the second variable, is maintained as 1.
  • the decoding apparatus may derive the modified transform coefficients from the transform coefficients based on the LFNST index and the LFNST matrix for LFNST ( S1540 ).
  • the decoding apparatus may determine the LFNST set including the LFNST matrix based on the intra prediction mode derived from the intra prediction mode information, and select any one of the plurality of LFNST matrices based on the LFNST set and the LFNST index.
  • the same LFNST set and the same LFNST index may be applied to the sub-partition transformation block divided in the current block. That is, since the same intra prediction mode is applied to the sub-partition transform blocks, the LFNST set determined based on the intra prediction mode may also be equally applied to all sub-partition transform blocks. In addition, since the LFNST index is signaled at the coding unit level, the same LFNST matrix may be applied to the sub-partition transform block divided in the current block.
  • a transform set may be determined according to the intra prediction mode of a transform block to be transformed, and the inverse LFNST is a transform kernel matrix included in the transform set indicated by the LFNST index, that is, among the LFNST matrix. It may be performed based on either one.
  • a matrix applied to the inverse LFNST may be named as an inverse LFNST matrix or an LFNST matrix, and the name of such a matrix is irrelevant as long as it has a transforce relation with a matrix used for the forward LFNST.
  • the inverse LFNST matrix may be a non-square matrix in which the number of columns is less than the number of rows.
  • the decoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the first-order inverse transform with respect to the modified transform coefficient ( S1550 ).
  • a conventional separation transform may be used, and the above-described MTS may be used.
  • the decoding apparatus may receive and parse the MTS index related to the MTS matrix, and the MTS index may also be signaled immediately after signaling of the LFNST index at the transform unit level. According to an example, the MTS index may be signaled immediately after signaling of the LFNST index only for the luma component.
  • the MTS index may be signaled based on a third variable indicating whether the significant coefficient exists in a fourth region other than the upper-left third region of the current block, and the third variable may be initialized at the transform unit level.
  • the third variable may be expressed as MtsZeroOutSigCoeffFlag, initially set to 1, and this value may be changed in the residual coding of Table 17.
  • the MTS index may be signaled when the prediction mode of the current block is intra prediction and the LFNST index is 0.
  • the decoding apparatus 300 may generate reconstructed samples based on residual samples for the current block and prediction samples for the current block.
  • 16 is a flowchart illustrating an operation of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 16 Each step disclosed in FIG. 16 is based on some of the contents described above in FIGS. 5 to 14 . Accordingly, detailed descriptions overlapping with those described above in FIGS. 2 and 5 to 14 will be omitted or simplified.
  • the encoding apparatus 200 may derive a prediction sample for the current block based on the intra prediction mode applied to the current block ( S1610 ).
  • the encoding apparatus may perform prediction for each sub-partition transformation block when ISP is applied to the current block.
  • the encoding apparatus may determine whether to apply ISP coding or ISP mode to the current block, that is, the coding block, and determine in which direction the current block will be divided according to the determination result, and derive the size and number of divided sub-blocks can do.
  • the same intra prediction mode is applied to the sub-partition transform block divided from the current block, and the encoding apparatus may derive a prediction sample for each sub-partition transform block. That is, the encoding apparatus sequentially performs intra prediction, for example, horizontally or vertically, from left to right, or from top to bottom according to the division form of the sub-partition transform blocks. For the leftmost or uppermost sub-block, the reconstructed pixel of the coding block already coded is referred to as in a conventional intra prediction method.
  • an adjacent coding block already coded like a conventional intra prediction method Refer to the restored pixel of .
  • the encoding apparatus 200 may derive residual samples for the current block based on the prediction samples (S1620).
  • the encoding apparatus 200 may derive a transform coefficient for the current block by applying at least one of LFNST and MTS to the residual samples, and may arrange the transform coefficients according to a predetermined scanning order.
  • the encoding apparatus may derive a transform coefficient for the current block based on a primary transform or a secondary transform for the residual sample ( S1630 ).
  • the primary transform may be performed through a plurality of transform kernels like MTS, and in this case, a transform kernel may be selected based on the intra prediction mode.
  • the encoding apparatus may encode the MTS index related to the MTS matrix, and may configure the image information so that the MTS index is signaled immediately after signaling of the LFNST index at the transform unit level.
  • the MTS index may be signaled immediately after signaling of the LFNST index only for the luma component.
  • the MTS index may be signaled based on a third variable indicating whether the significant coefficient exists in a fourth region other than the upper-left third region of the current block, and the third variable may be initialized at the transform unit level.
  • the third variable may be expressed as MtsZeroOutSigCoeffFlag, initially set to 1, and this value may be changed in the residual coding of Table 17.
  • the MTS index may be signaled when the prediction mode of the current block is intra prediction and the LFNST index is 0.
  • the encoding apparatus 200 may determine whether to perform a quadratic transform or a non-separate transform, specifically LFNST, on transform coefficients for the current block, and apply LFNST to the transform coefficients to derive modified transform coefficients. have.
  • LFNST is a non-separated transform that applies the transform without separating the coefficients in a specific direction, unlike the first transform that separates and transforms the transform target coefficients in a vertical or horizontal direction.
  • the non-separated transform may be a low-frequency non-separated transform that applies the transform only to a low-frequency region rather than the entire target block to be transformed.
  • the encoding apparatus may examine the tree type of the current block and whether ISP is applied, and may derive various variables.
  • image information may be configured such that the LFNST index is signaled after a transform coefficient for the luma component of the current block is derived.
  • the encoding apparatus may apply the LFNST index after a transform coefficient for the last partition block of the current block is derived.
  • image information may be configured such that the LFNST index is signaled after a transform coefficient for the chroma component of the current block is derived.
  • the encoding apparatus determines whether the first variable indicating whether the significant coefficient exists in a position other than the DC component of the current block and whether the significant coefficient exists in the second region except for the upper left first region of the current block An LFNST index may be applied based on the second variable representing .
  • a first variable indicating whether a significant coefficient exists at a position other than the DC component of the current block may be expressed as a variable LfnstDcOnly, and for at least one transform block in one coding unit, a non-zero position at a non-DC component position It becomes 0 if a coefficient exists, and becomes 1 if a non-zero coefficient does not exist at a non-DC component position for all transform blocks in one coding unit.
  • the DC component refers to (0, 0) or the upper left position with respect to the 2D component.
  • transform blocks may exist within one coding unit.
  • transform blocks for Cb and Cr may exist, and in the case of a single tree type, transform blocks for luma, Cb, and Cr may exist.
  • the value of the variable LnfstDcOnly may be set to 0.
  • variable LfnstDcOnly value is initially initialized to 1, and if no component in the current coding unit updates the variable LfnstDcOnly value to 0, it maintains the value 1 as it is, and any one of the transform blocks constituting the coding unit sets the variable LfnstDcOnly value to 0 When updated to , it is finally maintained as 0.
  • this variable LfnstDcOnly may be derived based on individual transform skip flag values for color components of the current block.
  • the transform skip flag for the current block may be signaled for each color component, and if the tree type of the current block is a single tree, the transform skip flag value for the luma component, the transform skip flag value for the chroma Cb component, and the chroma Cr component
  • a variable LfnstDcOnly may be derived based on the value of the transform skip flag for .
  • variable LfnstDcOnly is derived based on the value of the transform skip flag for the luma component
  • the transform skip flag for the chroma Cb component may be derived based on the value of , the value of the transform skip flag for the chroma Cr component.
  • the variable LfnstDcOnly may indicate that a significant coefficient exists at a position other than the DC component. That is, if the tree type of the current block is a single tree, the value of the transform skip flag for the luma component, the value of the transform skip flag for the chroma Cb component, and the value of the transform skip flag for the chroma Cr component are 0. Thus, the variable LfnstDcOnly can be derived as 0.
  • variable LfnstDcOnly is derived as 0 based on the value of the transform skip flag for the luma component being 0, and if the tree type of the current block is dual tree chroma, the chroma Cb component
  • the variable LfnstDcOnly may be derived as 0 based on the fact that at least one of the values of the transform skip flag for , and the value of the transform skip flag for the chroma Cr component is 0.
  • variable LfnstDcOnly may be initially set to 1 at the coding unit level or the transform unit level of the current block, and may be changed to 0 at the residual coding level based on the transform skip flag value and the position of the transform coefficients.
  • the second variable may be expressed as a variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag, and indicates whether a significant coefficient exists in the second area except for the first upper left area of the current block.
  • the value of the second variable may be initially set to 1, and if a significant coefficient exists in the second region, the value may be changed to 0.
  • LFNST can be applied only when the value of the initially set variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag is maintained at 1.
  • variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag may be initially set to 1 at the coding unit level or the transform unit level of the current block, and may be updated to 0 at the residual coding level based on the position of the transform coefficient.
  • the LFNST index may be applied without deriving the variable LfnstDcOnly.
  • the tree type of the current block is a single tree or a dual tree for luma.
  • LFNST may be applied regardless of the value of the variable LfnstDcOnly.
  • the value of the variable LfnstDcOnly can be set to 0.
  • the value of the variable LfnstDcOnly can be set to 0 only when the value of transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 1 ] is 0, and when the value of cIdx is 2, transform_skip_flag[ The value of the variable LfnstDcOnly can be set to 0 only when the value of x0 ][ y0 ][ 2 ] is 0. If the value of the variable LfnstDcOnly is 0, LFNST may be applied; otherwise, LFNST is not applied.
  • the encoding apparatus may apply LFNST based on the fact that the variable LfnstDcOnly, which is the first variable, is updated to 0, and the variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag, which is the second variable, is maintained as 1.
  • the encoding apparatus may derive the first variable and the second variable by applying a plurality of LFNST matrices to the transform coefficients.
  • the encoding apparatus may derive a variable after applying LFNST to each LFNST matrix candidate, or in a state in which LFNST is not applied when LFNST is not applied.
  • the encoding apparatus may compare RD values only between LFNST matrices in which a variable LfnstDcOnly value is 0 and a variable LfnstZeroOutSigCoeffFlag is 1 by applying a plurality of LFNST candidates, that is, the LFNST matrix.
  • the encoding apparatus may select the most optimal LFNST matrix and derive modified transform coefficients based on the selected LFNST matrix.
  • a transform set may be determined according to an intra prediction mode of a transform block to be transformed, and a matrix applied to LFNST has a transforce relationship with a matrix used for backward LFNST.
  • the LFNST matrix may be a non-square matrix in which the number of rows is less than the number of columns.
  • the encoding device may configure the image information so that the LFNST index related to the LFNST matrix is signaled at the transform unit level for the current block after the transform coefficient for the current block is derived in the decoding device. (S1640).
  • the encoding apparatus may derive quantized transform coefficients by performing quantization based on the modified transform coefficients of the current block, and may encode and output image information including the LFNST index ( S1650 ).
  • the encoding apparatus may generate residual information including information on the quantized transform coefficients.
  • the residual information may include the above-described transformation related information/syntax element.
  • the encoding apparatus may encode image/video information including residual information and output the encoded image/video information in the form of a bitstream.
  • the encoding apparatus 200 may generate information about the quantized transform coefficients and encode the information about the generated quantized transform coefficients.
  • the syntax element of the LFNST index may indicate whether the (inverse) LFNST is applied and any one of the LFNST matrices included in the LFNST set.
  • the LFNST index There may be three values of the syntax element of .
  • an LFNST index may be encoded for each of the luma block and the chroma block.
  • the syntax element value for the transformation index is 0 indicating a case in which (inverse) LFNST is not applied to the current block, 1 indicating the first LFNST matrix among LFNST matrices, and the second LFNST matrix among the LFNST matrices. It can be derived as 2 indicating
  • At least one of quantization/inverse quantization and/or transform/inverse transform may be omitted.
  • the quantized transform coefficient may be referred to as a transform coefficient.
  • the transform coefficients may be called coefficients or residual coefficients, or may still be called transform coefficients for uniformity of expression.
  • a quantized transform coefficient and a transform coefficient may be referred to as a transform coefficient and a scaled transform coefficient, respectively.
  • the residual information may include information on transform coefficient(s), and the information on the transform coefficient(s) may be signaled through residual coding syntax.
  • Transform coefficients may be derived based on the residual information (or information about the transform coefficient(s)), and scaled transform coefficients may be derived through inverse transform (scaling) on the transform coefficients.
  • Residual samples may be derived based on an inverse transform (transform) of the scaled transform coefficients. This may be applied/expressed in other parts of this document as well.
  • the above-described method according to this document may be implemented in the form of software, and the encoding device and/or decoding device according to this document is, for example, a TV, computer, smart phone, set-top box, or display device that performs image processing. may be included in the device.
  • a module may be stored in a memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor, and may be coupled to the processor by various well-known means.
  • the processor may include an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, and/or data processing devices.
  • Memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and/or other storage devices. That is, the embodiments described in this document may be implemented and performed on a processor, a microprocessor, a controller, or a chip. For example, the functional units shown in each figure may be implemented and performed on a computer, a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the decoding device and the encoding device to which this document is applied are a multimedia broadcasting transceiver, mobile communication terminal, home cinema video device, digital cinema video device, surveillance camera, video conversation device, real-time communication device such as video communication, 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, medical video device, etc. may be included, and may be used to process a video signal or a data signal.
  • a multimedia broadcasting transceiver mobile communication terminal, home cinema video device, digital cinema video device, surveillance camera, video conversation device, real-time communication device such as video communication, 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, medical video device, etc.
  • 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
  • the processing method to which this document is applied may be produced in the form of a program executed by a computer, and may be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to this document may also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium includes, for example, Blu-ray Disc (BD), Universal Serial Bus (USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk and optical It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium includes a medium implemented in the form of a carrier wave (eg, transmission through the Internet).
  • bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired/wireless communication network.
  • embodiments of this document may be implemented as a computer program product using program codes, and the program codes may be executed in a computer according to the embodiments of this document.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.

Landscapes

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

Abstract

본 문서에 따른 영상 디코딩 방법은 변환 계수들에 LFNST를 적용하여 수정된 변환 계수들을 도출하는 단계를 포함하고, 상기 수정된 변환 계수를 도출하는 단계는, 상기 현재 블록의 DC 성분에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 변수를 도출하는 단계와, 상기 변수가 상기 DC 성분이 아닌 위치에 유효 계수가 존재하는 것을 나타내는 것에 기초하여 LFNST 인덱스를 파싱하는 단계를 포함하고, 상기 변수는 상기 현재 블록의 컬러 성분에 대한 개별적인 변환 스킵 플래그 값에 기초하여 도출될 수 있다.

Description

변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
본 문서는 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 변환(transform)에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
본 문서의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 다른 기술적 과제는 LFNST 인덱스 코딩의 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 또 다른 기술적 과제는 싱글 트리 타입에서 LFNST 인덱스의 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 변환 계수를 도출하는 단계; LFNST 또는 MTS를 기반으로 상기 변환 계수들로부터 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계를 포함하고, 상기 현재 블록에 상기 LFNST가 적용되는 경우, LFNST 매트릭스와 관련된 LFNST 인덱스를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후, 상기 현재 블록에 대한 변환 유닛 레벨에서 시그널링될 수 있다.
상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리 타입 또는 듀얼 트리 루마이면, 상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 루마 성분에 대한 변환 계수가 도출된 뒤 시그널링될 수 있다.
상기 현재 블록에 ISP 모드가 적용되면, 상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 마지막 파티션 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후 시그널링될 수 있다.
상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이면, 상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 크로마 성분에 대한 변환 계수가 도출된 뒤 시그널링될 수 있다
상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 DC 성분 이외의 위치에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제1 변수와 상기 현재 블록의 좌상단 제1 영역을 제외한 제2 영역에 상기 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제2 변수에 기초하여 시그널링되고, 상기 제1 변수 및 상기 제2 변수는 상기 변환 유닛 레벨에서 초기화될 수 있다.
상기 현재 블록에 상기 MTS가 적용되는 경우, MTS 매트릭스와 관련된 MTS 인덱스를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 MTS 인덱스는 상기 변환 유닛 레벨에서 상기 LFNST 인덱스의 시그널링 직후에 시그널링될 수 있다
상기 MTS 인덱스는 상기 현재 블록의 좌상단 제3 영역을 제외한 제4 영역에 상기 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제3 변수에 기초하여 시그널링되고, 상기 제3 변수는 상기 변환 유닛 레벨에서 초기화될 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 LFNST 또는 MTS를 기반으로 상기 레지듀얼 샘플들로부터 상기 현재 블록에 대한 변환 계수를 도출하는 단계와; 상기 현재 블록에 상기 LFNST가 적용되는 경우, LFNST 매트릭스와 관련된 LFNST 인덱스가 디코딩 장치에서 상기 현재 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후, 상기 현재 블록에 대한 변환 유닛 레벨에서 시그널링 되도록 영상 정보를 구성하는 단계와; 상기 레지듀얼 샘플과 상기 영상 정보를 인코딩하여 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행된 영상 인코딩 방법에 따라 생성된 인코딩된 영상 정보 및 비트스트림이 포함된 영상 데이터가 저장된 디지털 저장 매체가 제공될 수 있다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 상기 영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 인코딩된 영상 정보 및 비트스트림이 포함된 영상 데이터가 저장된 디지털 저장 매체가 제공될 수 있다.
본 문서에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 문서에 따르면 LFNST 인덱스 코딩의 효율을 높일 수 있다.
본 문서에 따르면 변환 싱글 트리 타입에서 LFNST 인덱스의 코딩 효율을 높일 수 있다.
본 명세서의 구체적인 일례를 통해 얻을 수 있는 효과는 이상에서 나열된 효과로 제한되지 않는다. 예를 들어, 관련된 기술분야의 통상의 지식을 자긴 자(a person having ordinary skill in the related art)가 본 명세서로부터 이해하거나 유도할 수 있는 다양한 기술적 효과가 존재할 수 있다. 이에 따라 본 명세서의 구체적인 효과는 본 명세서에 명시적으로 기재된 것에 제한되지 않고, 본 명세서의 기술적 특징으로부터 이해되거나 유도될 수 있는 다양한 효과를 포함할 수 있다.
도 1은 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 문서가 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 나타낸다.
도 5는 본 문서의 일 실시예에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.
도 6은 65개 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 7은 본 문서의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일 예에 따라 순방향 1차 변환의 출력 데이터를 1차원 벡터로 배열하는 순서를 도시한 도면이다.
도 9는 일 예에 따라 순방향 2차 변환의 출력 데이터를 2차원 블록으로 배열하는 순서를 도시한 도면이다.
도 10은 본 문서의 일 실시예에 따른 광각 인트라 예측 모드들을 도시한 도면이다.
도 11은 LFNST가 적용되는 블록 모양을 도시한 도면이다.
도 12는 일 예에 따라 순방향 LFNST의 출력 데이터의 배열을 도시한 도면이다.
도 13은 일 예에 따라 4x4 LFNST가 적용되는 블록에서의 제로 아웃을 도시하는 도면이다.
도 14는 일 예에 따라 8x8 LFNST가 적용되는 블록에서의 제로 아웃을 도시하는 도면이다.
도 15는 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 16은 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
본 문서는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 문서를 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 문서의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 문서에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 문서의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 문서의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 문서의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (Versatile Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.266), VVC 이후의 차세대 비디오/이미지 코딩 표준, 또는 그 이외의 비디오 코딩 관련 표준들(예를 들어, HEVC (High Efficiency Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.265), EVC(essential video coding) 표준, AVS2 표준 등)과 관련될 수 있다.
이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
이 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 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. 또는 샘플은 공간 도메인에서의 픽셀값을 의미할 수도 있고, 이러한 픽셀값이 주파수 도메인으로 변환되면 주파수 도메인에서의 변환 계수를 의미할 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 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.
이 문서에서 “/”와 ","는 “및/또는”으로 해석된다. 예를 들어, “A/B”는 “A 및/또는 B”로 해석되고, “A, B”는 “A 및/또는 B”로 해석된다. 추가적으로, “A/B/C”는 “A, B 및/또는 C 중 적어도 하나”를 의미한다. 또한, “A, B, C”도 “A, B 및/또는 C 중 적어도 하나”를 의미한다.
추가적으로, 본 문서에서 “또는”는 “및/또는”으로 해석된다. 예를 들어, “A 또는 B”은, 1) “A” 만을 의미하고, 2) “B” 만을 의미하거나, 3) “A 및 B”를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 “또는”은 “추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)”를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 “적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)”는, “오직 A”, “오직 B” 또는 “A와 B 모두”를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 “적어도 하나의 A 또는 B(at least one of A or B)”나 “적어도 하나의 A 및/또는 B(at least one of A and/or B)”라는 표현은 “적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)”와 동일하게 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 “적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)”는, “오직 A”, “오직 B”, “오직 C”, 또는 “A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)”를 의미할 수 있다. 또한, “적어도 하나의 A, B 또는 C(at least one of A, B or C)”나 “적어도 하나의 A, B 및/또는 C(at least one of A, B and/or C)”는 “적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)”를 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 괄호는 “예를 들어(for example)”를 의미할 수 있다. 구체적으로, “예측(인트라 예측)”로 표시된 경우, “예측”의 일례로 “인트라 예측”이 제안된 것일 수 있다. 달리 표현하면 본 명세서의 “예측”은 “인트라 예측”으로 제한(limit)되지 않고, “인트라 예측”이 “예측”의 일례로 제안될 것일 수 있다. 또한, “예측(즉, 인트라 예측)”으로 표시된 경우에도, “예측”의 일례로 “인트라 예측”이 제안된 것일 수 있다.
본 명세서에서 하나의 도면 내에서 개별적으로 설명되는 기술적 특징은, 개별적으로 구현될 수도 있고, 동시에 구현될 수도 있다.
도 1은 본 문서를 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 소스 디바이스 및 수신 디바이스를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 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.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포맷을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 2는 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)를 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 문서에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 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.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
감산부(231)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플들 또는 원본 샘플 어레이)에서 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플들 또는 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들 또는 레지듀얼 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 예측부(220)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(220)는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 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(222)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)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(221)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)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 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 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인터 예측부(221) 및/또는 인트라 예측부(222)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 등을 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)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)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(233)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(240)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(240)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)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/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(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.
양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(250)는 복원된 레지듀얼 신호를 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플들 또는 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset, SAO), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(290)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(290)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(280)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(200)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270)의 DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)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(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memory, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(331) 및 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 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)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)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 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 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)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(330)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼에 대한 정보, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(321)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 예측부(330), 가산부(340), 필터링부(350) 및 메모리(360) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 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 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인트라 예측부(332)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(332)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(331)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(331)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 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(330)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(340)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 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(60), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 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(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(331)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)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(331)에 전달할 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(332)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 디코딩 장치(300)의 예측부(330), 역양자화부(321), 역변환부(322) 및 필터링부(350) 등에서 설명된 실시예들은 각각 인코딩 장치(200)의 예측부(220), 역양자화부(234), 역변환부(235) 및 필터링부(260) 등에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
도 4는 본 문서가 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 나타낸다.
또한, 본 문서가 적용되는 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 문서가 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 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 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 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.
도 5는 본 문서에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.
도 5를 참조하면, 변환부는 상술한 도 2의 인코딩 장치 내의 변환부에 대응될 수 있고, 역변환부는 상술한 도 2의 인코딩 장치 내의 역변환부 또는 도 3의 디코딩 장치 내의 역변환부에 대응될 수 있다.
변환부는 레지듀얼 블록 내의 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)를 기반으로 1차 변환을 수행하여 (1차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S510). 이러한 1차 변환(primary transform)은 핵심 변환(core transform)으로 지칭될 수 있다. 여기서 상기 1차 변환은 다중 변환 선택(Multiple Transform Selection, MTS)에 기반할 수 있으며, 1차 변환으로 다중 변환이 적용될 경우 다중 핵심 변환으로 지칭될 수 있다.
다중 핵심 변환은 DCT(Discrete Cosine Transform) 타입 2과 DST(Discrete Sine Transform) 타입 7, DCT 타입 8, 및/또는 DST 타입 1을 추가적으로 사용하여 변환하는 방식을 나타낼 수 있다. 즉, 상기 다중 핵심 변환은 상기 DCT 타입 2, 상기 DST 타입 7, 상기 DCT 타입 8 및 상기 DST 타입 1 중 선택된 복수의 변환 커널들을 기반으로 공간 도메인의 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)를 주파수 도메인의 변환 계수들(또는 1차 변환 계수들)로 변환하는 변환 방법을 나타낼 수 있다. 여기서 상기 1차 변환 계수들은 변환부 입장에서 임시 변환 계수들로 불릴 수 있다.
다시 말하면, 기존의 변환 방법이 적용되는 경우, DCT 타입 2를 기반으로 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)에 대한 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이 적용되어 변환 계수들이 생성될 수 있었다. 이와 달리, 상기 다중 핵심 변환이 적용되는 경우, DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8, 및/또는 DST 타입 1 등을 기반으로 레지듀얼 신호(또는 레지듀얼 블록)에 대한 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이 적용되어 변환 계수들(또는 1차 변환 계수들)이 생성될 수 있다. 여기서, DCT 타입 2, DST 타입 7, DCT 타입 8, 및 DST 타입 1 등은 변환 타입, 변환 커널(kernel) 또는 변환 코어(core)라고 불릴 수 있다. 이러한 DCT/DST 변환 타입들은 기저 함수들을 기반으로 정의될 수 있다.
상기 다중 핵심 변환이 수행되는 경우, 상기 변환 커널들 중 대상 블록에 대한 수직 변환 커널 및 수평 변환 커널이 선택될 수 있고, 상기 수직 변환 커널을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 수직 변환이 수행되고, 상기 수평 변환 커널을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 수평 변환이 수행될 수 있다. 여기서, 상기 수평 변환은 상기 대상 블록의 수평 성분들에 대한 변환을 나타낼 수 있고, 상기 수직 변환은 상기 대상 블록의 수직 성분들에 대한 변환을 나타낼 수 있다. 상기 수직 변환 커널/수평 변환 커널은 레지듀얼 블록을 포함하는 대상 블록(CU 또는 서브블록)의 예측 모드 및/또는 변환 인덱스를 기반으로 적응적으로 결정될 수 있다.
또한, 일 예에 따르면, MTS을 적용하여 1차 변환을 수행하는 경우, 특정 기저 함수들을 소정 값으로 설정하고, 수직 변환 또는 수평 변환일 때 어떠한 기저 함수들이 적용되는지 여부를 조합하여 변환 커널에 대한 매핑 관계를 설정할 수 있다. 예를 들어, 수평 방향 변환 커널을 trTypeHor로 나타내고, 수직 방향 변환 커널을 trTypeVer로 나타내는 경우, trTypeHor 또는 trTypeVer 값 0은 DCT2로 설정되고, trTypeHor 또는 trTypeVer 값 1은 DST7 로 설정되고, trTypeHor 또는 trTypeVer 값 2는 DCT8로 설정될 수 있다.
이 경우, 다수의 변환 커널 세트들 중 어느 하나를 지시하기 위하여 MTS 인덱스 정보가 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, MTS 인덱스가 0이면 trTypeHor 및 trTypeVer 값이 모두 0인 것을 지시하고, MTS 인덱스가 1이면 trTypeHor 및 trTypeVer 값이 모두 1 인 것을 지시하고, MTS 인덱스가 2이면 trTypeHor 값은 2이고 trTypeVer 값은 1 인 것을 지시하고, MTS 인덱스가 3이면 trTypeHor 값은 1이고 trTypeVer 값은 2 인 것을 지시하고, MTS 인덱스가 4이면 trTypeHor 및 trTypeVer 값이 모두 2 인 것을 지시할 수 있다.
일 예에 따라, MTS 인덱스 정보에 따른 변환 커널 세트를 표로 나타내면 다음과 같다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000001
변환부는 상기 (1차) 변환 계수들을 기반으로 2차 변환을 수행하여 수정된(2차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S520). 상기 1차 변환은 공간 도메인에서 주파수 도메인으로의 변환이고, 상기 2차 변환은 (1차) 변환 계수들 사이에 존재하는 상관 관계(correlation)를 이용하여 보다 압축적인 표현으로 변환하는 것을 의미한다. 상기 2차 변환은 비분리 변환(non- separable transform)을 포함할 수 있다. 이 경우 상기 2차 변환은 비분리 2차 변환(non-separable secondary transform, NSST) 또는 MDNSST(mode-dependent non-separable secondary transform)이라고 불릴 수 있다. 상기 비분리 2차 변환은 상기 1차 변환을 통하여 도출된 (1차) 변환 계수들을 비분리 변환 매트릭스(non-separable transform matrix)를 기반으로 2차 변환하여 레지듀얼 신호에 대한 수정된 변환 계수들(또는 2차 변환 계수들)을 생성하는 변환을 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 비분리 변환 매트릭스를 기반으로 상기 (1차) 변환 계수들에 대하여 수직 변환 및 수평 변환을 분리하여(또는 수평 수직 변환을 독립적으로) 적용하지 않고 한번에 변환을 적용할 수 있다. 다시 말해, 상기 비분리 2차 변환은 상기 (1차) 변환 계수들에 대해 수직 방향과 수평 방향에 따로 적용되지 않고, 예를 들어 2차원 신호(변환 계수)들을 특정 정해진 방향(예컨대, 행 우선(row-first) 방향 또는 열 우선(column-first) 방향)을 통하여 1차원 신호로 재정렬한 후, 상기 비분리 변환 매트릭스를 기반으로 수정된 변환 계수들(또는 2차 변환 계수들)을 생성하는 변환 방법을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 행 우선 순서는 MxN 블록에 대해 1번째 행, 2번째 행, ... , N번째 행의 순서로 일렬로 배치하는 것이고, 열 우선 순서는 MxN 블록에 대해 1번째 열, 2번째 열, ... , M번째 열의 순서로 일렬로 배치하는 것이다. 상기 비분리 2차 변환은 (1차) 변환 계수들로 구성된 블록(이하, 변환 계수 블록이라고 불릴 수 있다)의 좌상단(top-left) 영역에 대하여 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 변환 계수 블록의 폭(W) 및 높이(H)가 둘 다 8 이상인 경우, 8×8 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 8×8 영역에 대하여 적용될 수 있다. 또한, 상기 변환 계수 블록의 폭(W) 및 높이(H)가 둘 다 4 이상이면서, 상기 변환 계수 블록의 폭(W) 또는 높이(H)가 8보다 작은 경우, 4×4 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 min(8,W)×min(8,H) 영역에 대하여 적용될 수 있다. 다만 실시예는 이에 한정되지 않으며, 예를 들어 상기 변환 계수 블록의 폭(W) 또는 높이(H)가 모두 4 이상인 조건만 만족하더라도, 4×4 비분리 2차 변환이 상기 변환 계수 블록의 좌상단 min(8,W)×min(8,H) 영역에 대하여 적용될 수도 있다.
구체적으로 예를 들어, 4×4 입력 블록이 사용되는 경우 비분리 2차 변환은 다음과 같이 수행될 수 있다.
상기 4×4 입력 블록 X는 다음과 같이 나타내어질 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-M000001
상기 X를 벡터 형태로 나타내는 경우, 벡터
Figure PCTKR2021000405-appb-I000001
는 다음과 같이 나타내어질 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-M000002
수학식 2와 같이, 벡터
Figure PCTKR2021000405-appb-I000002
는 행 우선(row-first) 순서에 따라 수학식 1의 X의 2차원 블록을 1차원 벡터로 재배열한다.
이 경우, 상기 2차 비분리 변환은 다음과 같이 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-M000003
여기서,
Figure PCTKR2021000405-appb-I000003
는 변환 계수 벡터를 나타내고, T는 16×16 (비분리) 변환 매트릭스를 나타낸다.
상기 수학식 3을 통하여 16×1 변환 계수 벡터
Figure PCTKR2021000405-appb-I000004
가 도출될 수 있으며, 상기
Figure PCTKR2021000405-appb-I000005
는 스캔 순서(수평, 수직, 대각(diagonal) 등)를 통하여 4×4 블록으로 재구성(re-organized)될 수 있다. 다만, 상술한 계산은 예시로서 비분리 2차 변환의 계산 복잡도를 줄이기 위하여 HyGT(Hypercube-Givens Transform) 등이 비분리 2차 변환의 계산을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 상기 비분리 2차 변환은 모드 기반(mode dependent)으로 변환 커널(또는 변환 코어, 변환 타입)이 선택될 수 있다. 여기서 모드는 인트라 예측 모드 및/또는 인터 예측 모드를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 비분리 2차 변환은 상기 변환 계수 블록의 너비(W) 및 높이(H)를 기반으로 결정된 8×8 변환 또는 4×4 변환에 기반하여 수행될 수 있다. 8x8 변환은 W와 H가 모두 8보다 같거나 클 때 해당 변환 계수 블록 내부에 포함된 8x8 영역에 적용될 수 있는 변환을 가리키며 해당 8x8 영역은 해당 변환 계수 블록 내부의 좌상단 8x8 영역일 수 있다. 유사하게, 4x4 변환은 W와 H가 모두 4보다 같거나 클 때 해당 변환 계수 블록 내부에 포함된 4x4 영역에 적용될 수 있는 변환을 가리키며 해당 4x4 영역은 해당 변환 계수 블록 내부의 좌상단 4x4 영역일 수 있다. 예를 들어, 8x8 변환 커널 매트릭스는 64x64/16x64 행렬, 4x4 변환 커널 매트릭스는 16x16/8x16 행렬이 될 수 있다.
이때, 모드 기반 변환 커널 선택을 위하여, 8×8 변환 및 4×4 변환 둘 다에 대하여 비분리 2차 변환을 위한 변환 세트당 2개씩의 비분리 2차 변환 커널들이 구성될 수 있고, 변환 세트는 4개일 수 있다. 즉, 8×8 변환에 대하여 4개의 변환 세트가 구성되고, 4×4 변환에 대하여 4개의 변환 세트가 구성될 수 있다. 이 경우 8×8 변환에 대한 4개의 변환 세트에는 각각 2개씩의 8×8 변환 커널들이 포함될 수 있고, 이 경우 4×4 변환에 대한 4개의 변환 세트에는 각각 2개씩의 4×4 변환 커널들이 포함될 수 있다.
다만, 상기 변환의 사이즈, 즉 변환이 적용되는 영역의 사이즈는 예시로서 8×8 또는 4×4 이외의 사이즈가 사용될 수 있고, 상기 세트의 수는 n개, 각 세트 내 변환 커널들의 수는 k개일 수도 있다.
상기 변환 세트는 NSST 세트 또는 LFNST 세트라고 불릴 수 있다. 상기 변환 세트들 중 특정 세트의 선택은 예를 들어, 현재 블록(CU 또는 서브블록)의 인트라 예측 모드에 기반하여 수행될 수 있다. LFNST(Low-Frequency Non-Separable Transform)는 후술될 감소된 비분리 변환의 일 예일 수 있으며, 저주파 성분에 대한 비분리 변환을 나타낸다.
참고로, 예를 들어, 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성(non-directinoal, 또는 비각도성(non-angular)) 인트라 예측 모드들과 65개의 방향성(directional, 또는 각도성(angular)) 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 0번인 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 1번인 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번의 65개의 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 본 문서는 인트라 예측 모드들의 수가 다른 경우에도 적용될 수 있다. 한편, 경우에 따라 67번 인트라 예측 모드가 더 사용될 수 있으며, 상기 67번 인트라 예측 모드는 LM(linear model) 모드를 나타낼 수 있다.
도 6은 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 6을 참조하면, 우하향 대각 예측 방향을 갖는 34번 인트라 예측 모드를 중심으로 수평 방향성(horizontal directionality)을 갖는 인트라 예측 모드와 수직 방향성(vertical directionality)을 갖는 인트라 예측 모드를 구분할 수 있다. 도 6의 H와 V는 각각 수평 방향성과 수직 방향성을 의미하며, -32 ~ 32의 숫자는 샘플 그리드 포지션(sample grid position) 상에서 1/32 단위의 변위를 나타낸다. 이는 모드 인덱스 값에 대한 오프셋을 나타낼 수 있다. 2번 내지 33번 인트라 예측 모드는 수평 방향성, 34번 내지 66번 인트라 예측 모드는 수직 방향성을 갖는다. 한편, 34번 인트라 예측 모드는 엄밀히 말해 수평 방향성도 수직 방향성도 아니라고 볼 수 있으나, 2차 변환의 변환 세트를 결정하는 관점에서 수평 방향성에 속한다고 분류될 수 있다. 이는, 34번 인트라 예측 모드를 중심으로 대칭되는 수직 방향 모드에 대해서는 입력 데이터를 트랜스포즈(transpose)해서 사용하고 34번 인트라 예측 모드에 대해서는 수평 방향 모드에 대한 입력 데이터 정렬 방식을 사용하기 때문이다. 입력 데이터를 트랜스포즈하는 것은 2차원 블록 데이터 MxN에 대해 행이 열이 되고 열이 행이 되어 NxM 데이터를 구성하는 것을 의미한다. 18번 인트라 예측 모드와 50번 인트라 예측 모드는 각각 수평 인트라 예측 모드(horizontal intra prediction mode), 수직 인트라 예측 모드(vertical intra prediction mode)를 나타내며, 2번 인트라 예측 모드는 왼쪽 참조 픽셀을 가지고 우상향 방향으로 예측하므로 우상향 대각 인트라 예측 모드라 불릴 수 있고, 동일한 맥락으로 34번 인트라 예측 모드는 우하향 대각 인트라 예측 모드, 66번 인트라 예측 모드는 좌하향 대각 인트라 예측 모드라고 불릴 수 있다.
일 예에 따라, 인트라 예측 모드에 따라 4개의 변환 세트들이 매핑(mapping)은 예를 들어 다음 표와 같이 나타내어질 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000002
표 2와 같이, 인트라 예측 모드에 따라 4개의 변환 세트 중 어느 하나, 즉 lfnstTrSetIdx가 0 부터 3, 즉 4개 중 어느 하나에 매핑될 수 있다.
한편, 비분리 변환에 특정 세트가 사용되는 것으로 결정되면, 비분리 2차 변환 인덱스를 통하여 상기 특정 세트 내 k개의 변환 커널들 중 하나가 선택될 수 있다. 인코딩 장치는 RD(rate-distortion) 체크 기반으로 특정 변환 커널을 가리키는 비분리 2차 변환 인덱스를 도출할 수 있으며, 상기 비분리 2차 변환 인덱스를 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 비분리 2차 변환 인덱스를 기반으로 특정 세트 내 k개의 변환 커널들 중 하나를 선택할 수 있다. 예를 들어, lfnst 인덱스 값 0은 첫번째 비분리 2차 변환 커널을 가리킬 수 있고, lfnst 인덱스 값 1은 두번째 비분리 2차 변환 커널을 가리킬 수 있으며, lfnst 인덱스 값 2는 세번째 비분리 2차 변환 커널을 가리킬 수 있다. 또는 lfnst 인덱스 값 0은 대상 블록에 대하여 첫번째 비분리 2차 변환이 적용되지 않음을 가리킬 수 있고, lfnst 인덱스 값 1 내지 3은 상기 3개의 변환 커널들을 가리킬 수 있다.
변환부는 선택된 변환 커널들을 기반으로 상기 비분리 2차 변환을 수행하고 수정된(2차) 변환 계수들을 획득할 수 있다. 상기 수정된 변환 계수들은 상술한 바와 같이 양자화부를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있고, 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링 및 인코딩 장치 내의 역양자화/역변환부로 전달될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 2차 변환이 생략되는 경우 상기 1차 (분리) 변환의 출력인 (1차) 변환 계수들이 상술한 바와 같이 양자화부를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있고, 인코딩되어 디코딩 장치로 시그널링 및 인코딩 장치 내의 역양자화/역변환부로 전달될 수 있다.
역변환부는 상술한 변환부에서 수행된 절차의 역순으로 일련의 절차를 수행할 수 있다. 역변환부는 (역양자화된) 변환 계수들을 수신하여, 2차 (역)변환을 수행하여 (1차) 변환 계수들을 도출하고(S550), 상기 (1차) 변환 계수들에 대하여 1차 (역)변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다(S560). 여기서 상기 1차 변환 계수들은 역변환부 입장에서 수정된(modified) 변환 계수들로 불릴 수 있다. 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 블록과 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 디코딩 장치는 2차 역변환 적용 여부 결정부(또는 이차 역변환의 적용 여부를 결정하는 요소)와, 2차 역변환 결정부(또는 이차 역변환을 결정하는 요소)를 더 포함할 수 있다. 2차 역변환 적용 여부 결정부는 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 2차 역변환은 NSST, RST 또는 LFNST 일 수 있고, 2차 역변환 적용 여부 결정부는 비트스트림으로부터 파싱한 이차 변환 플래그에 기초하여 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수 있다. 다른 일 예로, 2차 역변환 적용 여부 결정부는 레지듀얼 블록의 변환 계수에 기초하여 2차 역변환의 적용 여부를 결정할 수도 있다.
이차 역변환 결정부는 2차 역변환을 결정할 수 있다. 이때, 2차 역변환 결정부는 인트라 예측 모드에 따라 지정된 LFNST(NSST 또는 RST) 변환 세트에 기초하여 현재 블록에 적용되는 이차 역변환을 결정할 수 있다. 또한, 일 실시예로서, 1차 변환 결정 방법에 의존적으로(depend on) 이차 변환 결정 방법이 결정될 수 있다. 인트라 예측 모드에 따라 일차 변환과 이차 변환의 다양한 여러 조합이 결정될 수 있다. 또한, 일 예로, 이차 역변환 결정부는 현재 블록의 크기에 기초하여 이차 역변환이 적용되는 영역을 결정할 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 2차 (역)변환이 생략되는 경우 (역양자화된) 변환 계수들을 수신하여 상기 1차 (분리) 역변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다. 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 블록과 예측된 블록을 기반으로 복원 블록을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 본 문서에서는 비분리 2차 변환에 수반되는 계산량과 메모리 요구량의 저감을 위하여 NSST의 개념에서 변환 매트릭스(커널)의 크기가 감소된 RST(reduced secondary transform)을 적용할 수 있다.
한편, 본 문서에서 설명된 변환 커널, 변환 매트릭스, 변환 커널 매트릭스를 구성하는 계수, 즉 커널 계수 또는 매트릭스 계수는 8비트로 표현될 수 있다. 이는 디코딩 장치 및 인코딩 장치에서 구현되기 위한 하나의 조건일 수 있으며, 기존의 9비트 또는 10비트와 비교하여 합리적으로 수용할 수 있는 성능 저하를 수반하면서 변환 커널을 저장하기 위한 메모리 요구량을 줄일 수 있다. 또한, 커널 매트릭스를 8비트로 표현함으로써 작은 곱셈기를 사용할 수 있고, 최적의 소프트웨어 구현을 위하여 사용되는 SIMD(Single Instruction Multiple Data) 명령에 보다 적합할 수 있다.
본 명세서에서 RST는 간소화 팩터(factor)에 따라 크기가 감소된 변환 매트릭스(transform matrix)를 기반으로 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 수행되는 변환을 의미할 수 있다. 간소화 변환을 수행하는 경우, 변환 매트릭스의 크기 감소로 인해 변환 시 요구되는 연산량이 감소될 수 있다. 즉, RST은 크기가 큰 블록의 변환 또는 비분리 변환 시 발생하는 연산 복잡도(complexity) 이슈를 해소하기 위해 이용될 수 있다.
RST는 감소된 변환, 감소 변환, reduced transform, reduced secondary transform, reduction transform, simplified transform, simple transform 등 다양한 용어로 지칭될 수 있으며, RST이 지칭될 수 있는 명칭은 나열된 예시들에 한정되지 않는다. 또는 RST는 주로 변환 블록에서 0이 아닌 계수를 포함하는 저주파 영역에서 이루어지므로 LFNST(Low-Frequency Non-Separable Transform)로 지칭될 수도 있다. 상기 변환 인덱스는 LFNST 인덱스로 명명될 수 있다.
한편, 2차 역변환이 RST를 기반으로 이루어지는 경우, 인코딩 장치(200)의 역변환부(235)와 디코딩 장치(300)의 역변환부(322)는 변환 계수들에 대한 역 RST을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 역 RST부와, 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 역 1차변환부를 포함할 수 있다. 역 1차변환은 레지듀얼에 적용되었던 1차 변환의 역변환을 의미한다. 본 문서에서 변환을 기반으로 변환 계수를 도출하는 것은 해당 변환을 적용하여 변환 계수를 도출하는 것을 의미할 수 있다.
도 7은 본 문서의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 “대상 블록”은 코딩이 수행되는 현재 블록 또는 레지듀얼 블록 또는 변환 블록을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따른 RST에서, N차원 벡터(N dimensional vector)가 다른 공간에 위치한 R차원 벡터(R dimensional vector)에 매핑되어 감소된 변환 매트릭스가 결정될 수 있으며, 여기서 R은 N보다 작다. N은 변환이 적용되는 블록의 한 변의 길이(length)의 제곱 또는 변환이 적용되는 블록과 대응되는 변환 계수들의 총 개수를 의미할 수 있고, 간소화 팩터는 R/N값을 의미할 수 있다. 간소화 팩터는 감소된 팩터, 감소 팩터, reduced factor, reduction factor, simplified factor, simple factor 등 다양한 용어로 지칭될 수 있다. 한편, R은 간소화 계수(reduced coefficient)로 지칭될 수 있으나, 경우에 따라서는 간소화 팩터가 R을 의미할 수도 있다. 또한, 경우에 따라서 간소화 팩터는 N/R값을 의미할 수도 있다.
일 실시예에서, 간소화 팩터 또는 간소화 계수는 비트스트림을 통하여 시그널링될 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 간소화 팩터 또는 간소화 계수에 대한 기 정의된 값이 각 인코딩 장치(200) 및 디코딩 장치(300)에 저장되어 있을 수 있으며, 이 경우 간소화 팩터 또는 간소화 계수는 별도로 시그널링되지 않을 수 있다.
일 실시예에 따른 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 통상의 변환 매트릭스의 사이즈 NxN보다 작은 RxN이며, 아래의 수학식 4와 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-M000004
도 7의 (a)에 도시된 Reduced Transform 블록 내의 매트릭스 T는 수학식 4의 매트릭스 TRxN를 의미할 수 있다. 도 7의 (a)와 같이 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들에 대하여 간소화 변환 매트릭스 TRxN가 곱해지는 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들이 도출될 수 있다.
일 실시예에서, 변환이 적용되는 블록의 사이즈가 8x8이고, R=16 (즉, R/N=16/64=1/4이다)인 경우, 도 7의 (a)에 따른 RST는 아래의 수학식 5와 같은 행렬 연산으로 표현될 수 있다. 이 경우, 메모리와 곱하기 연산이 간소화 팩터에 의하여 대략 1/4로 감소할 수 있다.
본 문서에서 행렬 연산이란, 행렬을 열 벡터의 왼쪽에 두고 행렬과 열 벡터를 곱하여 열 벡터를 얻는 연산으로 이해될 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-M000005
수학식 5에서 r1 내지 r64는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타낼 수 있고, 보다 구체적으로, 일차 변환을 적용하여 생성된 변환 계수일 수 있다. 수학식 5의 연산 결과 대상 블록에 대한 변환 계수들 ci가 도출될 수 있으며, ci의 도출 과정은 수학식 6 같을 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-M000006
수학식 6의 연산 결과, 대상 블록에 대한 변환 계수들 c1 내지 cR이 도출될 수 있다. 즉, R=16인 경우, 대상 블록에 대한 변환 계수들 c1 내지 c16이 도출될 수 있다. 만약 RST가 아니라 통상의(regular) 변환이 적용되어 사이즈가 64x64(NxN)인 변환 매트릭스가 사이즈가 64x1(Nx1)인 레지듀얼 샘플들에 곱해졌다면 대상 블록에 대한 변환 계수들이 64개(N개)가 도출되었겠지만, RST가 적용되었기 때문에 대상 블록에 대한 변환 계수들이 16개(R개)만 도출되는 것이다. 대상 블록에 대한 변환 계수들의 총 개수가 N개에서 R개로 감소하여 인코딩 장치(200)가 디코딩 장치(300)로 전송하는 데이터의 양이 감소하므로 인코딩 장치(200)-디코딩 장치(300) 간 전송 효율이 증가할 수 있다.
변환 매트릭스의 사이즈 관점에서 검토하면, 통상의 변환 매트릭스의 사이즈는 64x64(NxN)인데 간소화 변환 매트릭스의 사이즈는 16x64(RxN)로 감소하므로, 통상의 변환을 수행할 때와 비교하면 RST를 수행할 시 메모리 사용을 R/N 비율로 감소시킬 수 있다. 또한, 통상의 변환 매트릭스를 이용할 때의 곱셈 연산 수 NxN과 비교하면, 간소화 변환 매트릭스를 이용하면 곱셈 연산 수를 R/N 비율로 감소(RxN)시킬 수 있다.
일 실시예에서, 인코딩 장치(200)의 변환부(232)는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 1차 변환 및 RST 기반의 2차 변환을 수행함으로써 대상 블록에 대한 변환 계수들을 도출할 수 있다. 이러한 변환 계수들은 디코딩 장치(300)의 역변환부로 전달될 수 있으며, 디코딩 장치(300)의 역변환부(322)는 변환 계수들에 대한 역 RST(reduced secondary transform)을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하고, 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
일 실시예에 따른 역 RST 매트릭스 TNxR의 사이즈는 통상의 역변환 매트릭스의 사이즈 NxN보다 작은 NxR이며, 수학식 4에 도시된 간소화 변환 매트릭스 TRxN과 트랜스포즈(transpose) 관계에 있다.
도 7의 (b)에 도시된 Reduced Inv. Transform 블록 내의 매트릭스 Tt는 역 RST 매트릭스 TRxN T을 의미할 수 있다(위첨자 T는 트랜스포즈를 의미한다). 도 7의 (b)와 같이 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 TRxN T가 곱해지는 경우, 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다. 역 RST 매트릭스 TRxN T는 (TRxN)T NxR로 표현할 수도 있다.
보다 구체적으로, 2차 역변환으로 역 RST가 적용되는 경우에는, 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 TRxN T가 곱해지면 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들이 도출될 수 있다. 한편, 역 1차변환으로 역 RST가 적용될 수 있고, 이 경우 대상 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 역 RST 매트릭스 TRxNT가 곱해지면 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다.
일 실시예에서, 역변환이 적용되는 블록의 사이즈가 8x8이고, R=16(즉, R/N=16/64=1/4인 경우)인 경우, 도 7의 (b)에 따른 RST는 아래의 수학식 7과 같은 행렬 연산으로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-M000007
수학식 7에서 c1 내지 c16은 대상 블록에 대한 변환 계수들을 나타낼 수 있다. 수학식 7의 연산 결과 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타내는 ri가 도출될 수 있으며, ri의 도출 과정은 수학식 8과 같을 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-M000008
수학식 8의 연산 결과, 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타내는 r1 내지 rN이 도출될 수 있다. 역변환 매트릭스의 사이즈 관점에서 검토하면, 통상의 역변환 매트릭스의 사이즈는 64x64(NxN)인데 간소화 역변환 매트릭스의 사이즈는 64x16(NxR)으로 감소하므로, 통상의 역변환을 수행할 때와 비교하면 역 RST를 수행할 시 메모리 사용을 R/N 비율로 감소시킬 수 있다. 또한, 통상의 역변환 매트릭스를 이용할 때의 곱셈 연산 수 NxN과 비교하면, 간소화 역변환 매트릭스를 이용하면 곱셈 연산 수를 R/N 비율로 감소(NxR)시킬 수 있다.
한편, 8x8 RST에 대해서도, 표 2와 같은 변환 세트 구성을 적용할 수 있다. 즉, 표 2에서의 변환 세트에 따라 해당 8x8 RST가 적용될 수 있다. 하나의 변환 세트는 화면 내 예측 모드에 따라 2개 또는 3개의 변환 (커널)들로 구성되어 있으므로 2차 변환을 적용하지 않는 경우까지 포함하여 최대 네 개의 변환 중 하나를 선택하도록 구성될 수 있다. 2차 변환을 적용하지 않을 때의 변환은 항등 행렬이 적용된 것이 라고 간주될 수 있다. 네 개의 변환에 대해 각각 0, 1, 2, 3의 인덱스를 부여한다고 했을 때(예를 들어, 0번 인덱스를 항등 행렬, 즉 2차 변환을 적용하지 않는 경우로 할당할 수 있음), 변환 인덱스 또는 lfnst 인덱스라는 신택스 요소(syntax element)를 변환 계수 블록마다 시그널링하여 적용될 변환을 지정할 수 있다. 즉, 변환 인덱스를 통해 8x8 좌상단 블록에 대해서, RST 구성에서는 8x8 RST를 지정할 수 있고, 또는 LFNST가 적용되는 경우 8x8 lfnst를 지정할 수 있다. 8x8 lfnst 및 8x8 RST는 변환의 대상이 되는 대상 블록의 W와 H가 모두 8보다 같거나 클 때 해당 변환 계수 블록 내부에 포함된 8x8 영역에 적용될 수 있는 변환을 가리키며 해당 8x8 영역은 해당 변환 계수 블록 내부의 좌상단 8x8 영역일 수 있다. 유사하게, 4x4 lfnst 및 4x4 RST는 대상 블록의 W와 H가 모두 4보다 같거나 클 때 해당 변환 계수 블록 내부에 포함된 4x4 영역에 적용될 수 있는 변환을 가리키며 해당 4x4 영역은 해당 변환 계수 블록 내부의 좌상단 4x4 영역일 수 있다.
한편, 본 문서의 일 실시예에 따라, 인코딩 과정의 변환에서, 8 x 8 영역을 구성하는 64개의 데이터에 대해 16 x 64 변환 커널 매트릭스가 아닌, 48개의 데이터만을 선택하여 최대 16 x 48 변환 커널 매트릭스를 적용할 수 있다. 여기서, “최대”라는 것은 m 개의 계수를 생성할 수 있는 m x 48 변환 커널 매트릭스에 대해 m의 최대 값이 16이라는 것을 의미한다. 즉, 8 x 8 영역에 m x 48 변환 커널 매트릭스(m ≤ 16)를 적용하여 RST를 수행할 경우, 48개의 데이터를 입력 받아서 m개의 계수를 생성해 낼 수 있다. m이 16인 경우, 48개의 데이터를 입력 받아서 16개의 계수를 생성한다. 즉, 48개의 데이터가 48 x 1 벡터를 이룬다고 했을 때, 16 x 48 행렬과 48 x 1 벡터를 순서대로 곱하여 16 x 1 벡터가 생성될 수 있다. 이 때, 8 x 8 영역을 이루는 48개의 데이터를 적절히 배열하여 48 x 1 벡터를 구성할 수 있다. 예를 들어, 8 x 8 영역 중 우하단 4 x 4 영역을 제외한 영역을 구성하는 48 개의 데이터에 기초하여 48 x 1 벡터를 구성할 수 있다. 이때, 최대 16 x 48 변환 커널 매트릭스를 적용하여 행렬 연산을 수행하면 16개의 수정된 변환 계수가 생성되는데, 16개의 수정된 변환 계수는 스캐닝 순서에 따라 좌상단 4 x 4 영역에 배치될 수 있고, 우상단 4 x 4 영역과 좌하단 4 x 4 영역은 0으로 채워질 수 있다.
디코딩 과정의 역변환에는 상기 서술된 변환 커널 매트릭스의 트랜스포즈된 매트릭스가 사용될 수 있다. 즉, 디코딩 장치에서 수행되는 역변환 과정으로 역 RST 또는 LFNST가 수행되는 경우, 역 RST를 적용할 입력 계수 데이터는 소정의 배열 순서에 따라 1차원 벡터로 구성되고, 1차원 벡터에 해당 역 RST 행렬을 왼쪽에서 곱하여 얻어진 수정된 계수 벡터를 소정의 배열 순서에 따라 2차원 블록에 배열될 수 있다.
정리하면, 변환 과정에서, 8x8 영역에 RST 또는 LFNST가 적용되는 경우, 8x8 영역의 변환 계수들 중 8x8 영역의 우하단 영역을 제외한 좌상단, 우상단, 좌하단 영역의 48개 변환 계수들과 16x48의 변환 커널 매트릭스와의 행렬 연산이 수행된다. 행렬 연산을 위하여 48개의 변환 계수들은 1차원 배열로 입력된다. 이러한 행렬 연산이 수행되면 16개의 수정된 변환 계수들이 도출되고, 수정된 변환 계수들은 8x8 영역의 좌상단 영역에 배열될 수 있다.
역으로, 역 변환 과정에서, 8x8 영역에 역 RST 또는 LFNST가 적용되는 경우, 8x8 영역의 변환 계수들 중 8x8 영역의 좌상단에 대응하는 16개의 변환 계수들은 스캐닝 순서에 따라 1차원 배열 형태로 입력되어 48 x 16의 변환 커널 매트릭스와 행렬 연산될 수 있다. 즉, 이러한 경우의 행렬 연산은 (48 x 16 행렬) * (16x1 변환 계수 벡터) = (48 x 1 수정된 변환계수벡터)로 나타낼 수 있다. 여기서 nx1 벡터는 nx1 행렬과 같은 의미로 해석될 수 있으므로, nx1 열 벡터로 표기될 수도 있다. 또한, *은 행렬 곱셈 연산을 의미한다. 이러한 행렬 연산이 수행되면, 48개의 수정된 변환 계수가 도출될 수 있고, 48개의 수정된 변환 계수들은 8x8 영역의 우하단 영역을 제외한 좌상단, 우상단, 좌하단 영역에 배열될 수 있다.
한편, 2차 역변환이 RST를 기반으로 이루어지는 경우, 인코딩 장치(200)의 역변환부(235)와 디코딩 장치(300)의 역변환부(322)는 변환 계수들에 대한 역 RST을 기반으로 수정된 변환 계수들을 도출하는 역 RST부와, 수정된 변환 계수들에 대한 역 1차변환을 기반으로 상기 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 역 1차변환부를 포함할 수 있다. 역 1차변환은 레지듀얼에 적용되었던 1차 변환의 역변환을 의미한다. 본 문서에서 변환을 기반으로 변환 계수를 도출하는 것은 해당 변환을 적용하여 변환 계수를 도출하는 것을 의미할 수 있다.
상술된 비분리 변환, LFNST에 대하여 구체적으로 살펴 보면 다음과 같다. LFNST는 인코딩 장치에에 의한 순방향(forward) 변환과 디코딩 장치에 의한 역방향(inverse) 변환을 포함할 수 있다.
인코딩 장치는 순방향 1차 변환(primary (core) transform)을 적용한 후 도출된 결과(또는 결과의 일부)를 입력으로 하여, 순방향 2차 변환(secondary transform)을 적용한다.
Figure PCTKR2021000405-appb-M000009
상기 수학식 9에서, x와 y는 각각 2차 변환의 입력과 출력이고, G는 2차 변환을 나타내는 행렬로써 변환 기저 벡터(transform basis vector)들은 열 벡터들로 구성된다. 역방향 LFNST의 경우, 변환 행렬 G의 차원(dimension)을 [ row수 x column수 ]로 표기했을 때, 순방향 LFNST의 경우 행렬 G의 트랜스포스를 취한 것이 GT의 차원이 된다.
역방향 LFNST의 경우 행렬 G의 차원은 [ 48 x 16 ], [ 48 x 8 ], [ 16 x 16 ], [16 x 8 ]이 되며, [48 x 8] 행렬과 [16 x 8 ] 행렬은 각각 [ 48 x 16 ] 행렬과 [ 16 x 16 ] 행렬의 왼쪽부터 8개의 변환 기저 벡터들을 샘플링한 부분 행렬이다.
반면, 순방향 LFNST의 경우 행렬 GT의 차원은 [ 16 x 48 ], [ 8 x 48 ], [ 16 x 16 ], [ 8 x 16 ]이 되며, [ 8 x 48] 행렬과 [ 8 x 16 ] 행렬은 각각 [16 x 48 ] 행렬과 [ 16 x 16 ] 행렬의 위쪽부터 8개의 변환 기저 벡터들을 샘플링한 부분 행렬이다.
따라서, 순방향 LFNST의 경우 입력 x로는 [ 48 x 1 ] 벡터 또는 [ 16 x 1 ] 벡터가 가능하며 출력 y로는 [ 16 x 1 ] 벡터 또는 [ 8 x 1 ] 벡터가 가능하다. 비디오 코딩 및 디코딩에서 순방향 1차 변환의 출력은 이차원(2D) 데이터이므로 입력 x로서 [ 48 x 1 ] 벡터 또는 [ 16 x 1 ] 벡터를 구성하기 위하여 순방향 변환의 출력인 2D 데이터를 적절히 배열하여 1차원 벡터를 구성해야 한다.
도 8은 일 예에 따라 순방향 1차 변환의 출력 데이터를 1차원 벡터로 배열하는 순서를 도시한 도면이다. 도 8의 (a) 및 (b)의 왼쪽 도면은 [ 48 x 1 ] 벡터를 만들기 위한 순서를 나타내고, 도 8의 (a) 및 (b)의 오른쪽 도면은 [ 16 x 1 ] 벡터를 만들기 위한 순서를 나타낸다. LFNST의 경우 도 8의 (a) 및 (b)와 같은 순서로 2D 데이터를 순차적으로 배열하여 일차원 벡터 x를 얻을 수 있다.
이러한 순방향 1차 변환의 출력 데이터의 배열 방향은 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 대각선 방향을 기준으로 수평 방향이면 순방향 1차 변환의 출력 데이터들은 도 8의 (a)의 순서로 배열 될 수 있고, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 대각선 방향을 기준으로 수직 방향이면 순방향 1차 변환의 출력 데이터들은 도 8의 (b)의 순서로 배열 될 수 있다.
일 예에 따라, 도 8의 (a) 및 (b)의 배열 순서(ordering)와 다른 배열 순서를 적용할 수 있으며, 도 8의 (a) 및 (b)의 배열 순서를 적용하였을 때와 동일한 결과(y 벡터)를 도출하려면 행렬 G의 열 벡터들을 해당 배열 순서에 맞춰서 재배열하면 된다. 즉, x 벡터를 구성하는 각 요소에 대해 항상 동일한 변환 기저 벡터와 곱해지도록 G의 열 벡터들을 재배치할 수 있다.
수학식 9를 통해 도출되는 출력 y는 일차원 벡터이므로, 만약 순방향 2차 변환의 결과를 입력으로 하여 처리하는 구성, 예를 들어 양자화 또는 레지듀얼 코딩을 수행하는 구성들이 입력 데이터로 2차원 데이터가 필요하면 수학식 9의 출력 y 벡터는 다시 2D 데이터로 적절히 배치되어야 한다.
도 9는 일 예에 따라 순방향 2차 변환의 출력 데이터를 2차원 블록으로 배열하는 순서를 도시한 도면이다.
LFNST의 경우 정해진 스캔 순서에 따라 2D 블록에 배치될 수 있다. 도 9의 (a)는 출력 y가 [ 16 x 1 ] 벡터일 경우 2차원 블록의 16개의 위치에 대각 스캔(diagonal scan) 순서에 따라 출력 값이 배치되는 것을 나타낸다. 도 9의 (b)는 출력 y가 [ 8 x 1 ] 벡터일 경우 2차원 블록의 8개의 위치에 대각 스캔 순서에 따라 출력 값이 배치되고 나머지 8개의 위치에는 0으로 채워지는 것을 나타낸다. 도 9의 (b)의 X 는 0으로 채워진 것을 나타낸다.
다른 예에 따라, 양자화 또는 레지듀얼 코딩을 수행하는 구성에 의하여 출력 벡터 y가 처리되는 순서는 기설정된 순서에 따라 수행될 수 있기 때문에 도 9와 같이 출력 벡터 y가 2D 블록에 배치되지 않을 수 있다. 다만, 레지듀얼 코딩의 경우 CG(Coefficient Group)과 같은 2D 블록(예를 들어, 4x4) 단위로 데이터 코딩이 수행될 수 있고, 이 경우 도 9의 대각 스캔 순서와 같이 특정 순서에 따라 데이터가 배열될 수 있다.
한편, 디코딩 장치는 역방향 변환을 위하여 역양자화 과정 등을 통해 출력된 2차원 데이터를 기설정된 스캔 순서에 따라 나열하여 1차원 입력 벡터인 y를 구성할 수 있다. 입력 벡터 y는 하기 수학식에 의해 입력 벡터 x로 출력될 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-M000010
역방향 LFNST의 경우 [ 16 x 1 ] 벡터 또는 [ 8 x 1 ] 벡터인 입력 벡터 y에 G 행렬을 곱함으로써, 출력 벡터 x를 도출할 수 있다. 역방향 LFNST의 경우 출력 벡터 x는 [ 48 x 1 ] 벡터 또는 [ 16 x 1 ] 벡터일 수 있다.
출력 벡터 x는 도 8에 도시된 순서에 따라 2차원 블록에 배치되어 2차원 데이터로 배열되고, 이러한 2차원 데이터는 역방향 1차 변환의 입력 데이터(또는 입력 데이터의 일부)가 된다.
따라서, 역방향 2차 변환은 전체적으로 순방향 2차 변환 과정과 반대이며, 역변환의 경우, 순방향에서와 달리 역방향 2차 변환을 먼저 적용한 후 역방향 1차 변환을 적용하게 된다.
역방향 LFNST에서는 변환 행렬 G로서 [ 48 x 16 ] 행렬 8개와 [ 16 x 16 ] 행렬 8개 중 하나가 선택될 수 있다. [ 48 x 16 ] 행렬과 [ 16 x 16 ] 행렬 중 어떤 행렬을 적용할지 여부는 블록의 크기와 모양에 따라 결정된다.
또한 8개의 행렬은 상술된 표 2와 같이 4개의 변환 세트로부터 도출될 수 있고, 각 변환 세트는 2개의 행렬로 구성될 수 있다. 4개의 변환 세트 중에서 어떤 변환 세트를 사용할지는 인트라 예측 모드에 따라 결정되며, 보다 구체적으로 광각 인트라 예측 모드(Wide Angle Intra Prediction, WAIP)까지 고려하여 확장된 인트라 예측 모드 값을 기반으로 변환 세트가 결정된다. 선택된 변환 세트를 구성하는 2개의 행렬 중에서 어떤 행렬을 선택할지는 인덱스 시그널링(index signaling)을 통해 도출된다. 보다 구체적으로, 전송되는 인덱스 값으로는 0, 1, 2가 가능하며, 0은 LFNST를 적용하지 않는 것을 지시하고, 1과 2는 인트라 예측 모드 값을 기반으로 선택된 변환 세트를 구성하는 2개의 변환 행렬 중 어느 하나를 지시할 수 있다.
도 10은 본 문서의 일 실시예에 따른 광각 인트라 예측 모드들을 도시한 도면이다.
일반적인 인트라 예측 모드 값은 0 ~ 66과 81 ~ 83까지의 값을 가질 수 있으며, 도시된 바와 같이, WAIP로 인해 확장된 인트라 예측 모드 값은 -14 ~ 83까지의 값을 가질 수 있다. 81 ~ 83까지의 값은 CCLM(Cross Compoonent Linear Model) 모드를 가리키며, -14 ~ -1까지의 값과 67 ~ 80까지의 값은 WAIP 적용으로 인해 확장된 인트라 예측 모드 값을 가리킨다.
예측 현재 블록의 폭이 높이보다 큰 경우, 대체로 위쪽 참조 픽셀들이 예측하고자 하는 블록 내부의 위치들과 더 가깝다. 따라서, 우상단(top-right) 방향으로 예측하는 것보다 좌하단(bottom-left) 방향으로 예측하는 것이 보다 정확할 수 있다. 반대로 블록의 높이가 폭 보다 큰 경우는, 왼쪽 참조 픽셀들이 예측하고자 하는 블록 내부의 위치들과 대체로 가깝다. 따라서, 좌하단(bottom-left) 방향으로 예측하는 것보다 우상단(top-right) 방향으로 예측하는 것이 보다 정확할 수 있다. 따라서, 광각 인트라 예측 모드의 인덱스로 리맵핑, 즉, 모드 인덱스 변환을 적용하는 것이 유리할 수 있다.
광각 인트라 예측이 적용되는 경우, 기존의 인트라 예측에 대한 정보가 시그널링될 수 있고, 상기 정보가 파싱된 이후, 상기 정보가 상기 광각 인트라 예측 모드의 인덱스로 리맵핑될 수 있다. 따라서, 특정 블록(예를 들어, 특정 사이즈의 비정방형 블록)에 대한 총 인트라 예측 모드의 수는 변경되지 않을 수 있고, 즉, 총 인트라 예측 모드의 수는 67개이며, 상기 특정 블록에 대한 인트라 예측 모드 코딩은 변경되지 않을 수 있다.
아래 표 3은 인트라 예측 모드를 광각 인트라 예측 모드로 리매핑하여 수정된 인트라 모드를 도출하는 과정을 나타내고 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000003
표 3에서 최종적으로 predModeIntra 변수에 확장된 인트라 예측 모드 값이 저장되고, ISP_NO_SPLIT는 현재 VVC 표준에 채택된 Intra Sub Partitions(ISP) 기술에 의해 CU 블록이 서브 파티션들로 분할되지 않는 것을 나타내며, cIdx 변수 값이 0, 1, 2인 것은 각각 루마, Cb, Cr 컴포넌트인 경우를 가리킨다. 표 3에서 등장하는 Log2 함수는 베이스(base)가 2인 로그 값을 리턴하며, Abs 함수는 절대값을 리턴한다.
광각 인트라 예측 모드의 매핑 과정(Wide angle intra prediction mode mapping process)의 입력값으로 인트라 예측 모드를 지시하는 변수 predModeIntra, 변환 블록의 높이 및 너비 등이 사용되고, 출력값은 수정된 인트라 예측 모드(the modified intra prediction mode predModeIntra)가 된다. 변환 블록 또는 코딩 블록의 높이 및 너비가 인트라 예측 모드의 리매핑을 위한 현재 블록의 높이 및 너비가 될 수 있다. 이 때, 너비와 폭의 비율을 반영하는 변수 whRatio 는 Abs( Log2( nW / nH ) )로 설정될 수 있다.
정방형이 아닌 블록에 대하여, 인트라 예측 모드는 두 가지 경우로 구분되어 수정될 수 있다.
우선, (1)현재 블록의 너비가 높이보다 크고, (2) 수정 전의 인트라 예측 모드가 2와 같거나 크고, (3) 인트라 예측 모드가, 변수 whRatio 가 1보다 크면 (8 + 2 * whRatio)으로, 변수 whRatio 가 1보다 같거나 작으면 8로 도출되는 값보다 작다[predModeIntra is less than ( whRatio > 1 ) ? ( 8 + 2 * whRatio ) : 8]는 모든 조건을 만족하면, 인트라 예측 모드는 인트라 예측 모드보다 65 큰 값으로 설정된다[predModeIntra is set equal to ( predModeIntra + 65 )].
상기와 다른 경우, (1)현재 블록의 높이가 너비보다 크고, (2) 수정 전의 인트라 예측 모드가 66와 같거나 작고, (3) 인트라 예측 모드가, 변수 whRatio 가 1보다 크면 ( 60 - 2 * whRatio )으로, 변수 whRatio 가 1보다 같거나 작으면 60로 도출되는 값보다 크다[predModeIntra is greater than ( whRatio > 1 ) ? ( 60 - 2 * whRatio ) : 60]는 모든 조건을 만족하면, 인트라 예측 모드는 인트라 예측 모드보다 67 작은 값으로 설정된다[predModeIntra is set equal to ( predModeIntra - 67 )].
상술된 표 2는 LFNST에서 WAIP에 의해 확장된 인트라 예측 모드 값에 기초하여 변환 세트가 어떻게 선택되는지를 나타내고 있다. 도 10에서 같이, 14 ~ 33까지의 모드와 35 ~ 80까지의 모드는 모드 34를 중심으로 예측 방향 관점에서 서로 대칭이다. 예를 들어 모드 14과 모드 54는 모드 34에 해당하는 방향을 중심으로 대칭이다. 따라서, 서로 대칭되는 방향에 위치하는 모드끼리는 같은 변환 세트를 적용하게 되며, 표 2에서도 이러한 대칭성이 반영되어 있다.
다만, 모드 54에 대한 순방향 LFNST 입력 데이터는 모드 14에 대한 순방향 LFNST 입력 데이터와 대칭을 이루는 것을 가정한다. 예를 들어, 모드 14와 모드 54에 대해서는 각각 도 8의 (a)와 도 8의 (b)에 도시된 배열 순서를 따라 2 차원 데이터를 1 차원 데이터로 재배열하게 되며, 도 8의 (a)와 도 8의 (b)에 나타난 순서의 패턴은 모드 34가 가리키는 방향(대각선 방항)을 중심으로 대칭인 것을 알 수 있다.
한편, 상술된 바와 같이, [ 48 x 16 ] 행렬과 [ 16 x 16 ] 행렬 중 어떤 변환 행렬을 LFNST에 적용할지여부는 변환 대상 블록의 크기와 모양에 의해 결정된다.
도 11은 LFNST가 적용되는 블록 모양을 도시한 도면이다. 도 11의 (a)는 4 x 4 블록을, (b)는 4 x 8 및 8 x 4 블록을, (c)는 N이 16이상인 4 x N 또는 N x 4 블록을, (d)는 8 x 8 블록을, (e)는 M ≥8, N ≥8 이고, N 〉8 또는 M 〉8인 M x N 블록을 나타내고 있다.
도 11에서 굵은 테두리를 가진 블록들이 LFNST가 적용되는 영역을 가리킨다. 도 11의 (a) 및 (b)의 블록에 대해서는 좌상단(top-left) 4x4 영역에 대해 LFNST가 적용되며, 도 11의 (c)의 블록에 대해서는 연속되어 배치된 2개의 좌상단 4x4 영역에 대해 각각 LFNST가 적용된다. 도 11의 (a), (b), (c)에서는 4x4 영역 단위로 LFNST가 적용되므로 이러한 LFNST를 이하 “4x4 LFNST”로 명명하기로 하며, 해당 변환 행렬로는 수학식 9 및 수학식 10의 G에 대한 행렬 차원을 기준 [ 16 x 16 ] 또는 [ 16 x 8 ] 행렬이 적용될 수 있다.
보다 구체적으로, 도 11의 (a)의 4x4 블록(4x4 TU 또는 4x4 CU)에 대해서는 [ 16 x 8 ] 행렬이 적용되고, 도 11의 (b) 및 (c)에서의 블록에 대해서는 [ 16 x 16 ] 행렬이 적용된다. 이는 최악의 경우(worst case)에 대한 계산 복잡도를 샘플 당 8 곱셈(8 multiplications per sample)로 맞추기 위해서이다.
도 11의 (d) 및 (e)에 대해서는 좌상단 8x8 영역에 대해 LFNST가 적용되며, 이러한 LFNST를 이하 “8x8 LFNST”로 명명하기로 한다. 해당 변환 행렬로는 [ 48 x 16 ] 또는 [ 48 x 8 ] 행렬이 적용될 수 있다. 순방향 LFNST의 경우 입력 데이터로 [ 48 x 1 ] 벡터(수학식 9의 x 벡터)가 입력되므로, 좌상단 8x8 영역의 모든 샘플값들이 순방향 LFNST의 입력값으로 사용되지 않는다. 즉, 도 8의 (a)의 왼편 순서 또는 도 8의 (b)의 왼편 순서에서 볼 수 있듯이, 우하단(bottom-right)의 4x4 블록은 그대로 두고 나머지 3개의 4x4 블록들에 속한 샘플들에 기초하여[ 48 x 1 ] 벡터를 구성할 수 있다.
도 11의 (d)에서의 8x8 블록(8x8 TU 또는 8x8 CU)에 [ 48 x 8 ] 행렬이 적용되고, 도 11의 (e)에서의 8x8 블록에 [ 48 x 16 ] 행렬이 적용될 수 있다. 이 역시 최악의 경우(worst case)에 대한 계산 복잡도를 샘플 당 8 곱셈(8 multiplications per sample)로 맞추기 위함이다.
블록 모양에 따라 이에 대응하는 순방향 LFNST(4x4 LFNST 또는 8x8 LFNST)가 적용되면 8개 또는 16개의 출력 데이터(수학식 9에서의 y 벡터, [ 8 x 1 ] 또는 [ 16 x 1 ] 벡터)가 생성되며, 순방향 LFNST에서는 행렬 GT의 특성상 출력 데이터의 수가 입력 데이터의 수보다 같거나 적게 된다.
도 12는 일 예에 따라 순방향 LFNST의 출력 데이터의 배열을 도시한 도면으로, 블록 모양에 따라 순방향 LFNST의 출력 데이터가 배치되는 블록을 나타내고 있다.
도 12에 도시된 블록의 좌상단에 음영으로 처리된 영역이 순방향 LFNST의 출력 데이터가 위치하는 영역에 해당하며, 0으로 표기된 위치는 0 값으로 채워지는 샘플들을 나타내며, 나머지 영역은 순방향 LFNST에 의해 변경되지 않는 영역을 나타낸다. LFNST에 의해 변경되지 않는 영역에는 순방향 1차 변환의 출력 데이터가 변경되지 않고 그대로 존재한다.
상술된 바와 같이, 블록 모양에 따라 적용되는 변환 행렬의 차원이 달라지므로 출력 데이터의 수도 달라진다. 도 12와 같이, 순방향 LFNST의 출력 데이터가 좌상단 4x4 블록을 다 채우지 못할 수도 있다. 도 12의 (a) 및 (d)의 경우 굵은 선으로 표시된 블록 또는 블록 내부의 일부 영역에는 각각 [ 16 x 8 ] 행렬과 [ 48 x 8 ] 행렬이 적용되어 순방향 LFNST의 출력으로 [ 8 x 1 ] 벡터가 생성된다. 즉, 도 9의 (b)에 도시된 스캔 순서에 따라 8개의 출력 데이터만 도 12의 (a) 및 (d)와 같이 채워지고, 나머지 8개의 위치에 대해서는 0이 채워질 수 있다. 도 11의 (d)의 LFNST 적용 블록의 경우, 도 12의 (d)와 같이 좌상단 4x4 블록에 인접한 우상단 및 좌하단 두 개의 4x4 블록도 0 값으로 채워진다.
상기와 같이, 기본적으로 LFNST 인덱스를 시그널링하여 LFNST 적용 여부 및 적용할 변환 행렬을 지정하게 된다. 도 12에 도시된 바와 같이, LFNST가 적용될 경우 순방향 LFNST의 출력 데이터 수가 입력 데이터 수보다 같거나 적을 수 있기 때문에 0 값으로 채워지는 영역이 다음과 같이 발생한다.
1) 도 12의 (a)와 같이 좌상단 4x4 블록 내에 스캔 순서상 8번째 이후의 위치들, 즉 9번째부터 16번째까지 샘플
2) 도 12의 (d) 및 (e)와 같이, [ 16 x 48 ] 행렬 또는 [ 8 x 48 ] 행렬이 적용되어 좌상단 4x4 블록에 인접한 두 개의 4x4 블록들 또는 스캔 순서상 두 번째와 세 번째 4x4 블록들
따라서, 상기 1)과 2)의 영역을 체크하여 0이 아닌(non-zero) 데이터가 존재하게 되면 LFNST가 적용되지 않은 것이 확실하므로, 해당 LFNST 인덱스의 시그널링을 생략할 수 있게 된다.
일 예에 따라, 예컨대 VVC 표준에 채택된 LFNST의 경우 LFNST 인덱스의 시그널링은 레지듀얼 코딩 이후에 수행되므로, 인코딩 장치는 레지듀얼 코딩을 통해 TU 또는 CU 블록 내부의 모든 위치에 대한 0이 아닌 데이터(유효 계수)의 존재 여부를 알 수 있게 된다. 따라서, 인코딩 장치는 0이 아닌 데이터 존재 여부를 통해 LFNST 인덱스에 대한 시그널링을 수행할지 여부를 판단할 수 있고, 디코딩 장치는 LFNST 인덱스의 파싱 여부를 판단할 수 있다. 만약 상기 1)과 2)에서 지정된 영역에 0이 아닌 데이터가 존재하지 않는 경우 LFNST 인덱스의 시그널링을 수행하게 된다.
한편, 채택된 LFNST에 대해서, 다음과 같은 단순화 방법들이 적용될 수 있다.
(i) 일 예에 따라, 순방향 LFNST에 대한 출력 데이터 수를 최대 16개로 한정할 수 있다.
도 11의 (c)의 경우, 좌상단에 인접한 2개의 4x4 영역에 각각 4x4 LFNST가 적용될 수 있고, 이 때 최대 32개의 LFNST 출력 데이터가 생성될 수 있다. 만약 순방향 LFNST에 대한 출력 데이터 수를 최대 16로 한정하면, 4xN/Nx4 (N≥16) 블록(TU 또는 CU)에 대해서도 좌상단에 존재하는 1개의 4x4 영역에 대해서만 4x4 LFNST를 적용하고, 도 11의 모든 블록들에 대해 LFNST를 한 번만 적용할 수 있다. 이를 통해 영상 코딩에 대한 구현이 단순해질 수 있다.
(ii) 일 예에 따라, LFNST가 적용되지 않는 영역에 대하여 추가적으로 제로 아웃(zero-out)을 적용할 수 있다. 본 문서에서 제로 아웃은 특정 영역에 속한 모든 위치들의 값을 0 값으로 채우는 것을 의미할 수 있다. 즉, LFNST로 인해 변경되지 않고 순방향 1차 변환의 결과를 유지하고 있는 영역에 대해서도 제로 아웃을 적용할 수 있다. 상술하였듯이 LFNST는 4x4 LFNST와 8x8 LFNST로 구분되므로, 다음과 같이 두 종류((ii)-(A) 및 (ii)-(B))로 제로 아웃을 구분할 수 있다.
(ii)-(A) 4x4 LFNST가 적용될 때 4x4 LFNST가 적용되지 않는 영역을 제로 아웃할 수 있다. 도 13은 일 예에 따라 4x4 LFNST가 적용되는 블록에서의 제로 아웃을 도시하는 도면이다.
도 13과 같이, 4x4 LFNST가 적용되는 블록에 대하여, 즉 도 12의 (a), (b) 및 (c)의 블록에 대하여 LFNST가 적용되지 않는 영역까지 모두 0으로 채워질 수 있다.
한편, 도 13의 (d)는 일 예에 따라 순방향 LFNST의 출력 데이터 개수의 최대값을 16으로 한정한 경우, 4x4 LFNST가 적용되지 않은 나머지 블록에 대하여 제로 아웃을 수행한 것을 나타낸다.
(ii)-(B) 8x8 LFNST가 적용될 때, 8x8 LFNST가 적용되지 않는 영역을 제로 아웃할 수 있다. 도 14는 일 예에 따라 8x8 LFNST가 적용되는 블록에서의 제로 아웃을 도시하는 도면이다.
도 14와 같이, 8x8 LFNST가 적용되는 블록에 대하여, 즉 도 12의 (d) 및 (e)의 블록에 대하여 LFNST가 적용되지 않는 영역까지 모두 0으로 채워질 수 있다.
(iii) 상기 (ii)에서 제시한 제로 아웃으로 인해 LFNST가 적용될 때 0으로 채워지는 영역이 달라질 수 있다. 따라서, 상기 (ii)에서 제안된 제로 아웃에 따라 0이 아닌 데이터가 존재하는지 여부를 도 12의 LFNST의 경우보다 넓은 영역에 대해 체크할 수 있다.
예를 들어, (ii)-(B)를 적용하는 경우, 도 12의 (d) 및 (e)에서 0 값으로 채워지는 영역에 추가하여 도 14에서 추가적으로 0으로 채워진 영역까지 0이 아닌 데이터가 존재하는지 여부를 체크한 후, 0이 아닌 데이터가 존재하지 않는 경우에만 LFNST 인덱스에 대한 시그널링을 수행할 수 있다.
물론, 상기 (ii)에서 제안된 제로 아웃을 적용하더라도 기존 LFNST 인덱스 시그널링과 동일하게 0이 아닌 데이터가 존재하는지 여부를 체크할 수 있다. 즉, 도 12에 0으로 채워진 블록에 대하여 0이 아닌 데이터가 존재하는지 여부를 체크하고 LFNST 인덱스 시그널링을 적용할 수 있다. 이러한 경우 인코딩 장치에만 제로 아웃을 수행하고 디코딩 장치에서는 해당 제로 아웃을 가정하지 않고, 즉 도 12에서 명시적으로 0으로 표기된 영역에 대해서만 0이 아닌 데이터가 존재하는지 여부만 체크하고 LFNST 인덱스 파싱을 수행할 수 있다.
상기 LFNST에 대한 단순화 방법들((i), (ii)-(A), (ii)-(B), (iii))의 조합을 적용한 다양한 실시예들이 도출될 수 있다. 물론, 상기 단순화 방법들에 대한 조합은 아래 실시예에 한정되지 않으며, 임의의 조합을 LFNST에 적용할 수 있다.
실시예
- 순방향 LFNST에 대한 출력 데이터 수를 최대 16개로 한정 →(i)
- 4x4 LFNST가 적용될 때 4x4 LFNST가 적용되지 않는 영역을 모두 제로 아웃→ (ii)-(A)
- 8x8 LFNST가 적용될 때 8x8 LFNST가 적용되지 않는 영역을 모두 제로 아웃→ (ii)-(B)
- 기존 0 값으로 채워지는 영역과 추가적인 제로 아웃((ii)-(A), (ii)-(B))으로 인하여 0으로 채워지는 영역에 대해서도 0이 아닌 데이터가 존재하는지 여부를 체크한 후, 0이 아닌 데이터가 존재하지 않는 경우에만 LFNST 인덱싱 시그널링→ (iii)
상기 실시예의 경우, LFNST가 적용될 때 0이 아닌 출력 데이터가 존재할 수 있는 영역이 좌상단 4x4 영역 내부로 제한된다. 보다 상세하게 도 13의 (a)와 도 14의 (a)의 경우 스캔 순서상 8번째 위치가 0이 아닌 데이터가 존재할 수 있는 가장 마지막 위치가 되며, 도 13의 (b) 및 (d)와 도 14의 (b)의 경우 스캔 순서상 16번째 위치(즉, 좌상단 4x4 블록의 우하단 가장 자리 위치)가 0이 아닌 데이터가 존재할 수 있는 가장 마직막 위치가 된다.
따라서, LFNST가 적용되었을 때 레지듀얼 코딩 과정이 허용되지 않는 위치(가장 마지막 위치를 넘어 선 위치에서)에서 0이 아닌 데이터가 존재하는지 여부를 체크한 후 LFNST 인덱스 시그널링 여부가 결정될 수 있다.
(ii)에서 제안된 제로 아웃 방식의 경우 1차 변환과 LFNST를 모두 적용했을 때 최종적으로 발생하게 되는 데이터의 수를 줄이기 때문에 전체 변환 과정을 수행할 때 요구되는 계산량을 줄일 수 있다. 즉, LFNST가 적용되는 경우, LFNST가 적용되지 않는 영역에 존재하는 순방향 1차 변환 출력 데이터에 대해서도 제로 아웃을 적용하기 때문에, 순방향 1차 변환을 수행할 때부터 제로 아웃이 되는 영역에 대한 데이터를 생성할 필요가 없다. 따라서, 해당 데이터 생성에 요구되는 연산량을 절약할 수 있다. (ii)에서 제안된 제로 아웃 방식의 추가적인 효과를 정리해 보면 다음과 같다.
첫 번째, 상기된 바와 같이 전체 변환 과정의 수행에 필요한 계산량이 저감된다.
특히 (ii)-(B)를 적용하는 경우 최악의 경우에 대한 계산량이 감소하여 변환 과정을 경량화할 수 있다. 부연하자면, 일반적으로 큰 사이즈의 1차 변환 수행에 많은 양의 연산이 요구되는데, (ii)-(B)를 적용하게 되면 순방향 LFNST 수행 결과로 도출되는 데이터의 수를 16개 이하로 줄일 수 있으며, 전체 블록 (TU 또는 CU) 크기가 커질수록 변환 연산량 저감 효과는 더욱 증가된다.
두 번째, 변환 과정 전체에 필요한 연산량이 감소하여 변환 수행에 필요한 전력 소비를 줄일 수 있다.
세 번째, 변환 과정에 수반되는 지연 시간(latency)을 감소시킨다.
LFNST와 같은 2차 변환은 기존 1차 변환에 계산량을 추가하게 되므로 변환 수행에 수반되는 전체 지연 시간을 증가시킨다. 특히 인트라 예측의 경우, 예측 과정에서 이웃 블록의 복원 데이터가 사용되므로, 인코딩 시 2차 변환으로 인한 지연 시간 증가가 복원(reconstruction)까지의 지연 시간 증가로 이어지게 되어, 인트라 예측 인코딩의 전체적인 지연 시간 증가로 이어질 수 있다.
하지만, (ii)에서 제시한 제로 아웃을 적용하게 되면 LFNST 적용 시 1차 변환 수행의 지연 시간을 대폭 줄일 수 있기 때문에, 변환 수행 전체에 대한 지연 시간은 그대로 유지되거나 오히려 줄어들게 되어 인코딩 장치를 보다 간단하게 구현할 수 있다.
한편, 종래의 인트라 예측은 현재 부호화하고자 하는 블록을 하나의 부호화 단위로 간주하여 분할 없이 부호화를 수행하였다. 그러나 ISP(Intra Sub-Paritions) 코딩은 현재 부호화하고자 하는 블록을 수평 방향 혹은 수직 방향으로 분할하여 인트라 예측 부호화를 수행하는 것을 의미한다. 이 때, 분할된 블록 단위로 부호화/복호화를 수행하여 복원된 블록을 생성하고 복원된 블록은 다음 분할된 블록의 참조 블록으로 사용될 수 있다. 일 예에 따라, ISP 코딩 시 하나의 코딩 블록이 2개 또는 4개의 서브 블록으로 분할되어 코딩될 수 있고, ISP에서 하나의 서브 블록은 인접한 왼쪽 또는 인접한 위쪽에 위치한 서브 블록의 복원된 픽셀 값을 참조하여 인트라 예측이 수행된다. 이하, 사용되는 “코딩”은 인코딩 장치에서 수행되는 코딩과 디코딩 장치에서 수행되는 디코딩을 모두 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.
ISP는 블록의 사이즈에 따라 루마 인트라로 예측된 블록을 수직 방향 또는 수평 방향으로 2 또는 4개의 서브 파티셔닝으로 분할하는 것이다. 예를 들어 ISP가 적용될 수 있는 최소 블록 사이즈는 4 x 8 또는 8 x 4이다. 만약, 블록 사이즈가 4 x 8 또는 8 x 4 보다 크면, 블록은 4개의 서브 파티셔닝으로 분할된다.
ISP 적용시, 서브 블록들은 분할 형태에 따라, 예를 들어, 수평(Horizontal) 또는 수직(Verticial), 왼쪽에서 오른쪽 또는 위쪽에서 아래쪽으로 순차적으로 코딩되며, 하나의 서브 블록에 대한 역변환과 인트라 예측을 거쳐 복원 과정까지 수행된 후 다음 서브 블록에 대한 코딩이 진행될 수 있다. 가장 왼쪽 또는 가장 위쪽 서브 블록에 대해서는 통상적인 인트라 예측 방식과 같이 이미 코딩된 코딩 블록의 복원 픽셀을 참조하게 된다. 또한, 뒤이은 내부의 서브 블록의 각 변에 대해 이전 서브 블록과 인접하지 않은 경우에는 해당 변에 인접한 참조 픽셀들을 도출하기 위하여, 통상적인 인트라 예측 방식과 같이 이미 코딩된 인접한 코딩 블록의 복원 픽셀을 참조한다.
ISP 코딩 모드에서는 모든 서브 블록들이 동일한 인트라 예측 모드를 가지고 코딩될 수 있으며, ISP 코딩을 사용할지 여부를 나타내는 플래그와 어떤 방향으로 (수평 또는 수직) 분할할지를 나타내는 플래그 등이 시그널링될 수 있다. 이 때, 블록 모양에 따라 서브 블록의 개수를 2개 또는 4개로 조절할 수 있으며, 하나의 서브 블록의 크기(폭 x 높이)가 16 미만인 경우 해당 서브 블록으로의 분할을 허용하지 않는다거나, ISP 코딩 자체를 적용하지 않도록 제한할 수 있다.
한편, ISP 예측 모드일 경우 하나의 코딩 유닛이 2개 또는 4개의 파티션 블록, 즉 서브 블록들로 분할되어 예측되며, 해당 분할된 2개 또는 4개의 파티션 블록들에는 동일한 화면 내 예측 모드가 적용된다.
상술된 바와 같이 분할 방향으로는 수평 방향(가로 길이와 세로 길이가 각각 M, N인 MxN 코딩 유닛이 수평 방향으로 분할되면, 2개로 분할되는 경우 Mx(N/2) 블록들로 분할되고 4개로 분할되는 경우 Mx(N/4) 블록들로 분할됨)과 수직 방향(MxN 코딩 유닛이 수직 방향으로 분할되면, 2개로 분할되는 경우 (M/2)xN 블록들로 분할되고 4개로 분할되는 경우(M/4)xN 블록들로 분할됨)이 모두 가능하다. 수평 방향으로 분할되는 경우 위에서 아래 방향 순서로 파티션 블록들이 코딩되며, 수직 방향으로 분할되는 경우 왼쪽에서 오른쪽 방향 순서로 파티션 블록들이 코딩된다. 현재 코딩되는 파티션 블록은 수평(수직) 방향 분할인 경우 위쪽(왼쪽) 파티션 블록의 복원된 픽셀 값을 참조하여 예측될 수 있다.
ISP 예측 방법으로 생성된 레지듀얼 신호에 파티션 블록 단위로 변환이 적용될 수 있다. 순방향(forward)을 기준으로 1차 변환(core transform 또는 primary transform)에 기존 DCT-2 뿐만 아니라 DST-7/DCT-8 조합 기반의 MTS(Multiple Transform Selection) 기술이 적용될 수 있고, 1차 변환에 따라 생성된 변환 계수에 순방향 LFNST(Low Frequency Non-Separable Transform)가 적용되어 최종적인 수정된 변환 계수가 생성될 수 있다.
즉, ISP 예측 모드가 적용되어 분할된 파티션 블록들에도 LFNST가 적용될 수 있으며, 상술하였듯이 분할된 파티션 블록들에는 동일한 인트라 예측 모드가 적용된다. 따라서, 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 LFNST 세트 선택 시 모든 파티션 블록들에 도출된 LFNST 세트를 적용할 수 있다. 즉, 모든 파티션 블록에 동일한 인트라 예측 모드가 적용되므로, 이로 인해 모든 파티션 블록들에는 동일한 LFNST 세트가 적용될 수 있다.
한편, 일 예에 따라 LFNST는 가로와 세로의 길이가 모두 4 이상인 변환 블록에 대해서만 적용될 수 있다. 따라서, ISP 예측 방식에 따라 분할된 파티션 블록의 가로 또는 세로의 길이가 4 미만인 경우, LFNST가 적용되지 않고 LFNST 인덱스도 시그널링 되지 않는다. 또한, 각 파티션 블록에 LFNST를 적용할 경우, 해당 파티션 블록을 하나의 변환 블록으로 간주할 수 있다. 물론, ISP 예측 방식이 적용되지 않는 경우, 코딩 블록에 LFNST가 적용될 수 있다.
각 파티션 블록에 LFNST를 적용하는 것을 구체적으로 살펴 보면 다음과 같다.
일 예에 따라, 개별적인 파티션 블록에 대해 순방향 LFNST을 적용한 후, 좌상단 4x4 영역에 변환 계수 스캐닝 순서에 따라 최대 16개(8개 또는 16개)의 계수만 남긴 후 나머지 위치 및 영역은 모두 0 값으로 채우는 제로 아웃이 적용될 수 있다.
또는, 일 예에 따라, 파티션 블록 한 변의 길이가 4인 경우 좌상단 4x4 영역에 대해서만 LFNST를 적용하고, 파티션 블록의 모든 변, 즉 폭 및 높이의 길이가 8 이상인 경우 좌상단 8x8 영역 내부의 우하단 4x4 영역을 제외한 나머지 48개의 계수에 대하여 LFNST를 적용할 수 있다.
또는 일 예에 따라, 최악 경우의 계산 복잡도를 8 곱셈/샘플(multiplications per sample)로 맞추기 위해, 각 파티션 블록이 4x4 또는 8x8인 경우에는 순방향 LFNST 적용 후 8개의 변환 계수만을 출력할 수 있다. 즉, 파티션 블록이 4x4이면 변환 매트릭스로 8x16 행렬이 적용되고, 파티션 블록이 8x8이면 변환 매트릭스로 8x48 행렬이 적용될 수 있다.
한편, 현재 VVC 표준에서, LFNST 인덱스 시그널링은 코딩 유닛 단위로 수행된다. 따라서, ISP 예측 모드이고 모든 파티션 블록들에 대해 LFNST를 적용하는 경우, 해당 파티션 블록들에 대해서는 동일한 LFNST 인덱스 값이 적용될 수 있다. 즉, 코딩 유닛 레벨에서 LFNST 인덱스 값이 한 번 전송되면, 코딩 유닛 내부의 모든 파티션 블록들에 대해서는 해당 LFNST 인덱스가 적용될 수 있다. 상술된 바와 같이, LFNST 인덱스 값은 0, 1, 2 값을 가질 수 있으며, 0은 LFNST가 적용되지 않는 경우를 나타내며, 1과 2는 LFNST가 적용될 때 하나의 LFNST 세트 내에 존재하는 두 개의 변환 매트릭스를 가리킨다.
상기와 같이, LFNST 세트는 인트라 예측 모드에 의해 결정되며, ISP 예측 모드인 경우 코딩 유닛 내의 모든 파티션 블록들이 동일한 인트라 예측 모드로 예측되므로, 파티션 블록들은 동일한 LFNST 세트를 참조할 수 있다.
또 다른 일예로 LFNST 인덱스 시그널링은 여전히 코딩 유닛 단위로 수행되지만, ISP 예측 모드의 경우에 모든 파티션 블록들에 대해 일률적으로 LFNST 적용 여부를 결정하지 않고, 별도의 조건을 통해서 각각의 파티션 블록들에 대해 코딩 유닛 레벨에서 시그널링된 LFNST 인덱스 값을 적용할 것 인지 아니면 LFNST를 적용하지 않을 것인지 결정할 수 있다. 여기서, 별도의 조건은 비트스트림을 통해서 각 파티션 블록 별로 플래그 형태로 시그널링될 수 있고, 플래그 값이 1이면 코딩 유닛 레벨에서 시그널링된 LFNST 인덱스 값을 적용하고, 플래그 값이 0일경우 LFNST를 적용하지 않을 수 있다.
이하에서는, ISP 모드에 LFNST 적용 시 최악의 경우에 대한 계산 복잡도를 유지하는 방법에 대하여 기술한다.
ISP 모드인 경우 LFNST 적용 시 샘플 당 (또는 계수 당, 위치 당) 곱셈 수를 일정 값 이하로 유지하기 위해 LFNST 적용을 제한할 수 있다. 파티션 블록의 크기에 따라 다음과 같이 LFNST를 적용하여 샘플 당 (혹은 계수 당, 위치 당) 곱셈 수를 8개 이하로 유지할 수 있다.
1. 파티션 블록의 가로 길이와 세로 길이 모두 4 이상일 경우는, 현재 VVC 표준에서의 LFNST에 대한 최악의 경우에 대한 계산 복잡도 조절 방식과 동일한 방식을 적용할 수 있다.
즉, 파티션 블록이 4x4 블록인 경우에는 16x16 행렬 대신, 순방향에서는 16x16 행렬로부터 상위 8개의 행을 샘플링한 8x16 행렬을 적용하고, 역방향에서는 16x16 행렬로부터 왼쪽 8개의 열을 샘플링한 16x8 행렬을 적용할 수 있다. 또한, 파티션 블록이 8x8 블록일 때는 순방향의 경우 16x48 행렬 대신, 16x48 행렬로부터 상위 8개의 행을 샘플링한 8x48 행렬을 적용하고, 역방향의 경우 48x16 행렬 대신 48x16 행렬로부터 왼쪽 8개의 열을 샘플링한 48x8 행렬을 적용할 수 있다.
4xN 또는 Nx4 (N > 4) 블록의 경우, 순방향 변환을 수행할 때 좌상단 4x4 블록에 대해서만 16x16 행렬을 적용한 후 생성된 16개의 계수는 좌상단 4x4 영역에 배치되고 이외의 영역은 0 값으로 채워질 수 있다. 또한, 역방향 변환을 수행할 때는 좌상단 4x4 블록에 위치한 16개의 계수를 스캐닝 순서에 따라 배치하여 입력 벡터를 구성한 다음 16x16 행렬을 곱해 16개의 출력 데이터를 생성할 수 있다. 생성된 출력 데이터는 좌상단 4x4 영역에 배치되고 좌상단 4x4 영역을 제외한 나머지 영역은 0으로 채워질 수 있다.
8xN 또는 Nx8 (N > 8) 블록의 경우, 순방향 변환을 수행할 때 좌상단 8x8 블록 내부의 ROI 영역(좌상단 8x8 블록에서 우하단 4x4 블록을 제외한 나머지 영역)에 대해서만 16x48 행렬을 적용한 후 생성된 16개의 계수는 좌상단 4x4 영역에 배치되고 이외 영역은 모두 0 값으로 채워질 수 있다. 또한, 역방향 변환을 수행할 때는 좌상단 4x4 블록에 위치한 16개의 계수를 스캐닝 순서에 따라 배치하여 입력 벡터를 구성한 다음 48x16 행렬을 곱해 48개의 출력 데이터를 생성할 수 있다. 생성된 출력 데이터는 상기 ROI 영역에 채워지고 나머지 영역은 모두 0 값으로 채워질 수 있다.
또 다른 일예로 샘플 당 (또는 계수 당, 위치 당) 곱셈 수를 일정 값 이하로 유지하기 위해 ISP 파티션 블록의 크기가 아닌 ISP 코딩 유닛 크기를 기준으로 샘플 당 (혹은 계수 당, 위치 당) 곱셈 수를 8개 이하로 유지할 수 있다. 만약, ISP 파티션 블록 중 LFNST이 적용되는 조건을 만족하는 블록이 하나만 존재하는 경우 파티션 블록의 크기가 아닌 해당 코딩 유닛 크기를 기반으로 LFNST 최악의 경우에 대한 복잡도 연산이 적용될 수 있다. 예를 들어 어떤 코딩 유닛에 대한 루마 코딩 블록이 4x4 크기의 4개의 파티션 블록들로 분할되어 ISP로 코딩되며 그 중 2개의 파티션 블록에 대해서는 0이 아닌 변환 계수가 존재하지 않는 경우, 다른 2개의 파티션 블록에는 (인코더 기준으로) 각각 8개가 아닌 16개의 변환 계수가 생성되도록 설정할 수 있다.
이하에서는, ISP 모드일 경우 LFNST 인덱스를 시그널링하는 방법에 대하여 살펴본다.
상술한 바와 같이, LFNST 인덱스는 0, 1, 2 값을 가질 수 있으며 0은 LFNST를 적용하지 않는다는 것을 지시하고 1 과 2는 선택된 LFNST 세트에 포함된 두 개의 LFNST 커널 매트릭스 중 어느 하나씩을 지시한다. LFNST 인덱스에 의해 선택된 LFNST 커널 매트릭스를 기반으로 LFNST가 적용된다. 현재 VVC 표준에서 LFNST 인덱스가 전송되는 방식을 설명하면 다음과 같다.
1. 코딩 유닛(CU)마다 한 번씩 LFNST 인덱스를 전송할 수 있으며, 듀얼 트리(dual-tree)일 때는 루마 블록과 크로마 블록에 대해 각각 개별적인 LFNST 인덱스가 시그널링될 수 있다.
2. LFNST 인덱스가 시그널링되지 않는 경우에는 LFNST 인덱스 값은 디폴트 값인 0으로 정해진다(infer). LFNST 인덱스 값이 0으로 유추되는 경우는 다음과 같다.
A. 변환이 적용되지 않는 모드인 경우 (예컨대, 변환 스킵(transform skip), BDPCM, 무손실(lossless) 코딩 등)
B. 1차 변환이 DCT-2가 아닌 경우(DST7나 DCT8), 즉 수평 방향의 변환 또는 수직 방향의 변환이 DCT-2가 아닌 경우
C. 코딩 유닛의 루마 블록에 대한 가로 길이 또는 세로 길이가 변환이 가능한 최대 루마 변환의 크기를 초과하는 경우, 예를 들어 변환이 가능한 최대 루마 변환의 크기가 64인 경우 코딩 블록의 루마 블록에 대한 크기가 128x16과 같은 경우에는 LFNST가 적용될 수 없다.
듀얼 트리의 경우, 루마 성분에 대한 코딩 유닛과 크로마 성분에 대한 코딩 유닛 각각에 대하여 최대 루마 변환의 크기를 초과하는지 여부가 판단된다. 즉, 루마 블록에 대하여 변환이 가능한 최대 루마 변환의 크기를 초과하는지 여부가 체크되고, 크로마 블록에 대하여 컬러 포맷에 대한 대응 루마 블록의 가로/세로 길이와 최대 변환이 가능한 최대 루마 변환의 크기를 초과하는지 여부가 체크된다. 예를 들어, 컬러 포맷이 4:2:0인 경우에는 대응 루마 블록의 가로/세로 길이는 각각 해당 크로마 블록의 2배가 되며 대응 루마 블록의 변환 크기는 해당 크로마 블록의 2배가 된다. 또 다른 예로 컬러 포맷이 4:4:4인 경우에는 대응 루마 블록의 가로/세로 길이와 변환 크기는 대응하는 크로마 블록과 같다.
64-길이 변환 또는 32-길이 변환이 의미하는 바가 각각 64 또는 32 길이를 가진 가로 또는 세로에 적용되는 변환을 의미하고, "변환 크기"는 해당 길이인 64 또는 32를 의미할 수 있다.
싱글 트리인 경우, 루마 블록에 대해서 가로 길이 또는 세로 길이가 변환이 가능한 최대 루마 변환 블록 크기를 초과하는지 여부를 체크한 후, 초과하는 경우 LFNST 인덱스 시그널링을 생략할 수 있다.
D. 코딩 유닛의 가로 길이와 세로 길이 모두 4 이상인 경우에만 LFNST 인덱스를 전송할 수 있다.
듀얼 트리인 경우, 해당 성분(즉, 루마 또는 크로마 성분)에 대한 가로 길이와 세로 길이가 모두 4 이상인 경우에 대해서만 LFNST 인덱스를 시그널링할 수 있다.
싱글 트리인 경우는 루마 성분에 대한 가로 길이와 세로 길이가 모두 4 이상인 경우에 대하여 LFNST 인덱스를 시그널링할 수 있다.
E. 마지막 0이 아닌 계수의 위치(last non-zero coefficient position)가 DC 위치(블록의 좌상단 위치)가 아닌 경우, 듀얼 트리 타입의 루마 블록이면 마지막 0이 아닌 계수의 위치가 DC 위치가 아니면 LFNST 인덱스를 전송한다. 듀얼 트리 타입의 크로마 블록이면 Cb에 대한 마지막 0이 아닌 계수의 위치와 Cr에 대한 마지막 0이 아닌 계수의 위치 중 하나라도 DC 위치가 아니면 해당 LNFST 인덱스를 전송한다.
싱글 트리 타입의 경우, 루마 성분, Cb 성분, Cr 성분 중 하나라도 해당 마지막 0이 아닌 계수의 위치가 DC 위치가 아니면 LFNST 인덱스를 전송한다.
여기서 하나의 변환 블록에 대한 변환 계수 존재 여부를 가리키는 CBF(coded block flag) 값이 0이면, LFNST 인덱스 시그널링 여부를 판단하기 위하여 해당 변환 블록에 대한 마지막 0이 아닌 계수의 위치를 체크하지 않는다. 즉, 해당 CBF 값이 0인 경우 해당 블록에 변환이 적용되지 않으므로 LFNST 인덱스 시그널링에 대한 조건을 체크할 때 마지막 0이 아닌 계수의 위치를 고려하지 않을 수 있다.
예를 들어 1) 듀얼 트리 타입이고 루마 성분인 경우 해당 CBF 값이 0이면 LFNST 인덱스를 시그널링하지 않고 2) 듀얼 트리 타입이고 크로마 성분인 경우 Cb에 대한 CBF 값이 0이고 Cr에 대한 CBF 값이 1이면 Cr에 대한 마지막 0이 아닌 계수의 위치만 체크하여 해당 LFNST 인덱스를 전송하며 3) 싱글 트리 타입인 경우는 루마, Cb, Cr 모두에 대해 각 CBF 값이 1인 성분들에 대해서만 마지막 0이 아닌 계수의 위치를 체크하게 된다.
F. LFNST 변환 계수가 존재할 수 있는 위치가 아닌 위치에 변환 계수가 존재하는 것이 확인된 경우 LFNST 인덱스 시그널링을 생략할 수 있다. 4x4 변환 블록과 8x8 변환 블록의 경우는 VVC 표준에서의 변환 계수 스캐닝 순서에 따라 DC 위치부터 8개의 위치에 LFNST 변환 계수가 존재할 수 있고 나머지 위치는 모두 0으로 채워지게 된다. 또한, 4x4 변환 블록과 8x8 변환 블록이 아닌 경우에는 VVC 표준에서의 변환 계수 스캐닝 순서에 따라 DC 위치부터 16개의 위치에 LFNST 변환 계수가 존재할 수 있고 나머지 위치는 모두 0으로 채워지게 된다.
따라서, 레지듀얼 코딩(residual coding)을 진행한 후 상기 0 값이 채워져야만 하는 영역에 0이 아닌 변환 계수가 존재하면 LFNST 인덱스 시그널링을 생략할 수 있다.
한편, ISP 모드는 루마 블록인 경우에만 적용되거나 루마 블록과 크로마 블록 모두에 적용될 수도 있다. 상술하였듯이 ISP 예측이 적용되는 경우 해당 코딩 유닛은 2개 또는 4개의 파티션 블록으로 분할되어 예측되며 변환도 해당 파티션 블록들에 각각 적용될 수 있다. 따라서, 코딩 유닛 단위로 LFNST 인덱스를 시그널링하는 조건을 결정할 때도 해당 파티션 블록들에 각각 LFNST가 적용될 수 있다는 사실을 고려해야 한다. 또한 ISP 예측 모드가 특정 성분(예컨대, 루마 블록)에 대해서만 적용되는 경우에는, 해당 성분에 대해서만 파티션 블록으로 분할된다는 사실을 고려하여 LFNST 인덱스를 시그널링해야 한다. ISP 모드일 때 가능한 LFNST 인덱스 시그널링 방식들을 정리해 보면 다음과 같다.
1. 코딩 유닛(CU)마다 한 번씩 LFNST 인덱스를 전송할 수 있으며, 듀얼 트리(dual-tree)일 때는 루마 블록과 크로마 블록에 대해 각각 개별적인 LFNST 인덱스가 시그널링될 수 있다.
2. LFNST 인덱스가 시그널링되지 않는 경우에는 LFNST 인덱스 값은 디폴트 값인 0으로 정해진다(infer). LFNST 인덱스 값이 0으로 유추되는 경우는 다음과 같다.
A. 변환이 적용되지 않는 모드인 경우 (예컨대, 변환 스킵(transform skip), BDPCM, 무손실(lossless) 코딩 등)
B. 코딩 유닛의 루마 블록에 대한 가로 길이 또는 세로 길이가 변환이 가능한 최대 루마 변환의 크기를 초과하는 경우, 예를 들어 변환이 가능한 최대 루마 변환의 크기가 64인 경우 코딩 블록의 루마 블록에 대한 크기가 128x16과 같은 경우에는 LFNST가 적용될 수 없다.
코딩 유닛 대신에 파티션 블록의 크기를 기준으로 LFNST 인덱스의 시그널링 여부를 결정할 수도 있다. 즉, 해당 루마 블록에 대한 파티션 블록의 가로 길이 또는 세로 길이가 변환이 가능한 최대 루마 변환의 크기를 초과하는 경우 LFNST 인덱스 시그널링을 생략하고 LFNST 인덱스 값을 0으로 유추할 수 있다.
듀얼 트리의 경우, 루마 성분에 대한 코딩 유닛 또는 파티션 블록과 크로마 성분에 대한 코딩 유닛 또는 파티션 블록 각각에 대하여 최대 변환 블록 크기를 초과하는지 여부가 판단된다. 즉, 루마에 대한 코딩 유닛 또는 파티션 블록의 가로와 세로 길이를 각각 최대 루마 변환 크기와 비교하여 하나라도 최대 루마 변환 크기보다 크면 LFNST를 적용하지 않고, 크로마에 대한 코딩 유닛 또는 파티션 블록의 경우에는 컬러 포맷에 대한 대응 루마 블록의 가로/세로 길이와 최대 변환이 가능한 최대 루마 변환의 크기가 비교된다. 예를 들어, 컬러 포맷이 4:2:0인 경우에는 대응 루마 블록의 가로/세로 길이는 각각 해당 크로마 블록의 2배가 되며 대응 루마 블록의 변환 크기는 해당 크로마 블록의 2배가 된다. 또 다른 예로 컬러 포맷이 4:4:4인 경우에는 대응 루마 블록의 가로/세로 길이와 변환 크기는 대응하는 크로마 블록과 같다.
싱글 트리인 경우, 루마 블록(코딩 유닛 또는 파티션 블록)에 대해서 가로 길이 또는 세로 길이가 변환이 가능한 최대 루마 변환 블록 크기를 초과하는지 여부를 체크한 후, 초과하는 경우 LFNST 인덱스 시그널링을 생략할 수 있다.
C. 만약 현재의 VVC 표준에 포함된 LFNST를 적용한다면, 파티션 블록의 가로 길이와 세로 길이 모두가 4 이상인 경우에 대해서만 LFNST 인덱스를 전송할 수 있다.
만약 현재 VVC 표준에 포함된 LFNST 이외에 2xM (1xM) 또는 Mx2 (Mx1) 블록에 대한 LFNST까지 적용한다면 파티션 블록의 크기가 2xM (1xM) 또는 Mx2 (Mx1) 블록보다 같거나 큰 경우에 대해서만 LFNST 인덱스를 전송할 수 있다. 여기서 PxQ 블록이 RxS 블록보다 같거나 크다는 뜻은 P≥R 이고 Q≥S라는 것을 의미한다.
정리하면 파티션 블록이 LFNST가 적용 가능한 최소한의 크기보다 같거나 큰 경우에 대해서만 LFNST 인덱스를 전송할 수 있다. 듀얼 트리의 경우, 루마 또는 크로마 성분에 대한 파티션 블록이 LFNST가 적용 가능한 최소한의 크기보다 같거나 큰 경우에만 LFNST 인덱스를 시그널링할 수 있다. 싱글 트리의 경우, 루마 성분에 대한 파티션 블록이 LFNST가 적용 가능한 최소한의 크기보다 같거나 큰 경우에만 LFNST 인덱스를 시그널링 할 수 있다.
본 문서에서, MxN 블록이 KxL 블록보다 크거나 같다는 것은 M이 K보다 크거나 같고 N이 L보다 크거나 같다는 것을 의미한다. MxN 블록이 KxL 블록보다 크다는 것은 M이 K보다 크거나 같고 N이 L보다 크거나 같으면서, M이 K보다 크거나 N이 L보다 크다는 것을 의미한다. MxN 블록이 KxL 블록보다 작거나 같다는 것은, M이 K보다 작거나 같고 N이 L보다 작거나 같다는 것을 의미하고, MxN 블록이 KxL 블록보다 작다는 것은 M이 K보다 작거나 같고 N이 L보다 작거나 같으면서, M이 K보다 작거나 N이 L보다 작다는 것을 뜻한다.
D. 마지막 0이 아닌 계수의 위치(last non-zero coefficient position)가 DC 위치(블록의 좌상단 위치)가 아닌 경우, 듀얼 트리 타입의 루마 블록이면 모든 파티션 블록들 중 하나라도 해당 마지막 0이 아닌 계수의 위치가 DC 위치가 아니면 LFNST 인덱스를 전송할 수 있다. 듀얼 트리 타입이고 크로마 블록이면 Cb에 대한 모든 파티션 블록들의(ISP 모드가 크로마 성분에 적용되지 않는 경우에는 파티션 블록들의 수는 한 개라고 간주함) 마지막 0이 아닌 계수의 위치와 Cr에 대한 모든 파티션 블록들의 (ISP 모드가 크로마 성분에 적용되지 않는 경우에는 파티션 블록들의 수가 한 개라고 간주함) 마지막 0이 아닌 계수의 위치 중 하나라도 DC 위치가 아니면 해당 LNFST 인덱스를 전송할 수 있다.
싱글 트리 타입 경우, 루마 성분, Cb 성분, Cr 성분에 대한 모든 파티션 블록들 중 하나라도 마지막 0이 아닌 계수의 위치가 DC 위치가 아니면 해당 LFNST 인덱스를 전송할 수 있다.
여기서 각 파티션 블록에 대해 변환 계수 존재 여부를 가리키는 CBF(coded block flag) 값이 0이면, LFNST 인덱스 시그널링 여부를 판단하기 위하여 해당 파티션 블록에 대한 마지막 0이 아닌 계수의 위치를 체크하지 않는다. 즉, 해당 CBF 값이 0인 경우 해당 블록에 변환이 적용되지 않으므로 LFNST 인덱스 시그널링에 대한 조건을 체크할 때 해당 파티션 블록에 대한 마지막 0이 아닌 계수의 위치를 고려하지 않는다.
예를 들어, 1) 듀얼 트리 타입이고 루마 성분인 경우 각 파티션 블록에 대해 해당 CBF 값이 0이면 LFNST 인덱스 시그널링 여부를 결정할 때 해당 파티션 블록을 제외시키고, 2) 듀얼 트리 타입이고 크로마 성분인 경우 각 파티션 블록에 대해 Cb에 대한 CBF 값이 0이고 Cr에 대한 CBF 값이 1이면 Cr에 대한 마지막 0이 아닌 계수의 위치만 체크하여 해당 LFNST 인덱스 시그널링 여부를 결정하고 3) 싱글 트리 타입인 경우 루마 성분, Cb 성분, Cr 성분의 모든 파티션 블록들에 대해 CBF 값이 1인 블록들에 대해서만 마지막 0이 아닌 계수의 위치를 체크하여 LFNST 인덱스 시그널링 여부를 결정할 수 있다.
ISP 모드인 경우에는 마지막 0이 아닌 계수의 위치를 체크하지 않도록 영상 정보를 구성할 수도 있으며, 이에 대한 실시예는 다음과 같다.
i. ISP 모드인 경우는 루마 블록와 크로마 블록 모두에 대해 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 대한 체크를 생략하고 LFNST 인덱스 시그널링을 허용할 수 있다. 즉, 모든 파티션 블록에 대해 마지막 0이 아닌 계수의 위치가 DC 위치이거나 해당 CBF 값이 0이더라도, 해당 LFNST 인덱스 시그널링을 허용할 수 있다.
ii. ISP 모드인 경우는 루마 블록에 대해서만 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 대한 체크를 생략하고 크로마 블록의 경우는 상술한 방식의 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 대한 체크를 수행할 수 있다. 예를 들어, 듀얼 트리 타입이고 루마 블록인 경우는 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 대한 체크를 하지 않고 LFNST 인덱스 시그널링을 허용하고, 듀얼 트리 타입이고 크로마 블록인 경우는 상술한 방식으로 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 대한 DC 위치 존재 여부를 체크하여 해당 LFNST 인덱스의 시그널링 여부를 결정할 수 있다.
iii. ISP 모드이고 싱글 트리 타입인 경우는 상기 i번 또는 ii번 방식을 적용할 수 있다. 즉, ISP 모드이고 싱글 트리 타입에 i번을 적용할 경우, 루마 블록과 크로마 블록 모두에 대해 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 대한 체크를 생략하고 LFNST 인덱스 시그널링을 허용할 수 있다. 또는 ii번을 적용하여 루마 성분에 대한 파티션 블록들에 대해서는 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 대한 체크를 생략하고 크로마 성분에 대한 파티션 블록들(크로마 성분에 대해 ISP를 적용하지 않는 경우에는 파티션 블록의 수가 1이라고 간주할 수 있음)에 대해서는 상술한 방식으로 마지막 0이 아닌 계수의 위치에 대한 체크를 수행하여 해당 LFNST 인덱스 시그널링 여부를 결정할 수 있다.
E. 모든 파티션 블록들 중 하나의 파티션 블록에 대해서라도 LFNST 변환 계수가 존재할 수 있는 위치가 아닌 위치에 변환 계수가 존재하는 것이 확인되면 LFNST 인덱스 시그널링을 생략할 수 있다.
예를 들어, 4x4 파티션 블록과 8x8 파티션 블록의 경우는 VVC 표준에서의 변환 계수 스캐닝 순서에 따라 DC 위치부터 8개의 위치에 LFNST 변환 계수가 존재할 수 있고 나머지 위치는 모두 0으로 채워지게 된다. 또한, 4x4보다 같거나 크면서 4x4 파티션 블록 및 8x8 파티션 블록이 아닌 경우에는 VVC 표준에서의 변환 계수 스캐닝 순서에 따라 DC 위치부터 16개의 위치에 LFNST 변환 계수가 존재할 수 있고 나머지 위치는 모두 0으로 채워지게 된다.
따라서, 레지듀얼 코딩(residual coding)을 진행한 후 상기 0 값이 채워져야만 하는 영역에 0이 아닌 변환 계수가 존재하면 LFNST 인덱스 시그널링을 생략할 수 있다.
한편, ISP 모드인 경우 현재 VVC 표준에서는 수평 방향과 수직 방향에 대해 각각 독립적으로 길이 조건을 보고 MTS 인덱스에 대한 시그널링 없이 DCT-2 대신 DST-7을 적용하게 된다. 가로 또는 세로의 길이가 4보다 같거나 크고 16보다 같거나 작은지 여부가 판단되고, 판단 결과에 따라 1차 변환 커널이 결정된다. 따라서, ISP 모드이면서 LFNST를 적용할 수 있는 경우에 대해서는 다음과 같은 변환 조합 구성이 가능하다.
1. LFNST 인덱스가 0인 경우(LFNST 인덱스가 0으로 유추되는 경우도 포함)에 대해서는 현재 VVC 표준에 포함된 ISP일 때의 1차 변환 결정 조건을 따를 수 있다. 즉, 수평 방향과 수직 방향에 대해 각각 독립적으로 길이 조건(4보다 같거나 크고 16보다 같거나 작은 조건)의 만족 여부를 체크하여, 만족하게 되면 1차 변환을 위하여 DCT-2 대신 DST-7을 적용하고 만족하지 않으면 DCT-2를 적용할 수 있다.
2. LFNST 인덱스가 0보다 큰 경우에 대해서는 1차 변환으로 다음과 같은 두 가지 구성이 가능할 수 있다.
A. 수평 방향과 수직 방향에 대해 모두 DCT-2를 적용할 수 있다.
B. 현재 VVC 표준에 포함된 ISP일 때의 1차 변환 결정 조건을 따를 수 있다. 즉, 수평 방향과 수직 방향에 대해 각각 독립적으로 길이 조건(4보다 같거나 크고 16보다 같거나 작은 조건)의 만족 여부를 체크하여, 만족하게 되면 DCT-2 대신 DST-7을 적용하고 만족하지 않으면 DCT-2를 적용할 수 있다.
ISP 모드일 때 LFNST 인덱스는 코딩 유닛마다 전송되는 것이 아니라 파티션 블록마다 전송되도록 영상 정보를 구성할 수 있다. 이러한 경우 상술한 LFNST 인덱스 시그널링 방식에서 LFNST 인덱스가 전송되는 단위 내에 파티션 블록이 1개만 존재한다고 간주하고 LFNST 인덱스 시그널링 여부를 결정할 수 있다.
한편, 이하에서는 싱글 트리 경우 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용할 때의 LFNST 인덱스 시그널링에 대하여 살펴본다.
싱글 트리일 때 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용하는 구성에 대해서는 다음과 같은 LFNST 인덱스 시그널링 방식이 가능하다.
1. 루마 분리 트리인 경우는 루마 성분에 대한 변환 계수 파싱이 끝난 이후에 LFNST 인덱스 시그널링
2. 크로마 분리 트리인 경우는 크로마 성분들(Cb, Cr)에 대한 변환 계수 파싱이 끝난 이후에 LFNST 인덱스 시그널링
3. 싱글 트리인 경우는 루마 성분에 대한 변환 계수 파싱이 끝난 이후에 LFNST 인덱스 시그널링. 즉, 크로마 성분들에 대한 변환 계수 파싱을 기다리지 않고 LFNST 인덱스 시그널링 가능.
상기 1, 2, 3에서 변환 계수 파싱은 레지듀얼 코딩 신택스 테이블에서 수행될 수 있으며, 일 예에 따라 상기 1, 2, 3 을 반영하여 LFNST 인덱스 시그널링의 위치를 기존의 코딩 유닛 레벨에서 변환 유닛 레벨로 이동시킬 수 있다. 이에 따른, 코딩 유닛, 변환 트리 및 변환 유닛에 대한 신택스 테이블은 표 4 내지 표 6과 같다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000004
Figure PCTKR2021000405-appb-T000005
Figure PCTKR2021000405-appb-T000006
Figure PCTKR2021000405-appb-I000006
Figure PCTKR2021000405-appb-I000007
상기 표의 주요 변수들의 의미는 다음과 같다.
1. cbWidth, cbHeight: 현재 코딩 블록(코딩 블록)의 너비와 높이
2. log2TbWidth, log2TbHeight: 현재 변환 블록(Transform Block)의 너비와 높이에 대한 베이스-2의 로그 값, 제로 아웃이 반영되어 0이 아닌 계수(non-zero coefficient)가 존재할 수 있는 좌상단 영역으로 축소될 수 있다.
3. sps_lfnst_enabled_flag: LFNST의 적용 가능(enable) 여부를 나타내는 플래그로써, 플래그 값이 0이면, LFNST가 적용 불가한 것을 나타내고, 플래그 값이 1이면 LFNST가 적용 가능함을 나타낸다. 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set; SPS)에 정의되어 있다.
4. CuPredMode[ chType ][ x0 ][ y0 ]: 변수 chType과 (x0, y0) 위치에 대응되는 예측 모드, chType은 0과 1 값을 가질 수 있으며 0은 루마 성분을 나타내고 1은 크로마 성분을 나타낸다. (x0, y0) 위치는 픽처 상에서의 위치를 나타내며 CuPredMode[ chType ][ x0 ][ y0 ] 값으로는 MODE_INTRA(인트라 예측)와 MODE_INTER(인터 예측)이 가능하다.
5. IntraSubPartitionsSplit[ x0 ][ y0 ]: (x0, y0) 위치에 대한 내용은 4번과 같다. (x0, y0) 위치에서의 어떠한 ISP 분할이 적용되었는지를 나타내며, ISP_NO_SPLIT는 (x0, y0) 위치에 해당하는 코딩 유닛이 파티션 블록들로 분할되지 않은 것을 나타낸다.
6. intra_mip_flag[ x0 ][ y0 ]: (x0, y0) 위치에 대한 내용은 상기 4번과 같다. intra_mip_flag는 MIP(Matrix-based Intra Prediction) 예측 모드가 적용되었는지를 여부를 나타내는 플래그이다. 플래그 값이 0이면, MIP가 적용 불가한 것을 나타내고, 플래그 값이 1이면 MIP가 적용되는 것을 나타낸다.
7. cIdx: 0 값은 루마를 나타내고, 1 값과 2 값은 각각 크로마 성분인 Cb, Cr을 나타낸다.
8. treeType: 싱글 트리(single-tree)와 듀얼 트리(dual-tree) 등을 가리킨다 (SINGLE_TREE: 싱글 트리, DUAL_TREE_LUMA: 루마 성분에 대한 듀얼 트리, DUAL_TREE_CHROMA: 크로마 성분에 대한 듀얼 트리)
9. lastSubBlock: 마지막 유효 계수(last non-zero coefficient)가 위치하는 서브 블록(sub-block, Coefficient Group(CG))의 스캔 순서 상의 위치를 나타낸다. 0은 DC 성분이 포함된 서브 블록을 가리키며, 0보다 크면 DC 성분이 포함된 서브 블록이 아니다.
10. lastScanPos: 마지막 유효 계수가 한 서브 블록 내부에서 스캔 순서상 어느 위치에 있는지를 나타낸다. 하나의 서브 블록이 16개의 위치로 구성되어 있다면, 0부터 15까지의 값이 가능하다.
11. lfnst_idx[ x0 ][ y0 ]: 파싱하고자 하는 LFNST 인덱스 신택스 엘리먼트이다. 파싱되지 않는다면 0 값으로 유추된다. 즉, 디폴트 값이 0으로 설정되며 LFNST를 적용하지 않는 것을 나타낸다.
12. LastSignificantCoeffX, LastSignificantCoeffY: 마지막 유효 계수가 변환 블록 내에 위치하는 x 좌표와 y 좌표를 나타낸다. x좌표는 0부터 시작하여 왼쪽에서 오른쪽으로 증가하며, y좌표는 0부터 시작하여 위쪽부터 아래쪽으로 증가한다. 두 변수의 값이 모두 0이라면 마지막 유효 계수가 DC에 위치하는 것을 의미한다.
13. cu_sbt_flag: 현재 VVC 표준에 포함된 서브 블록 변환(SubBlock Transform, SBT)이 적용 가능한지 여부를 나타내는 플래그로써, 플래그 값이 0이면, SBT가 적용 불가한 것을 나타내고, 플래그 값이 1이면 SBT가 적용되는 것을 나타낸다.
14. sps_explicit_mts_inter_enabled_flag, sps_explicit_mts_intra_enabled_flag: 각각 인터 CU와 인트라 CU에 대해 명시적인 MTS가 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그로서, 해당 플래그 값이 0이면 인터 CU 또는 인트라 CU에 대해 MTS가 적용 불가한 것을 나타내고 1이면 적용 가능한 것을 나타낸다.
15. tu_mts_idx[ x0 ][ y0 ]: 파싱하고자 하는 MTS 인덱스 신택스 엘리먼트이다. 파싱되지 않는다면 0 값으로 유추된다. 즉, 디폴트 값이 0으로 설정되며, 수평 방향과 수직 방향에 대해 모두 DCT-2가 적용되는 것을 나타낸다.
표 6의 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag는 LFNST가 적용될 때 제로 아웃이 되는 위치에 유효 계수가 존재하면 0이고, 그렇지 않다면 1이 된다. 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag는 표 10의 레지듀얼 코딩 신택스 테이블에 나타난 여러 조건에 따라 설정될 수 있다.
변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag는 현재 블록의 좌상단 제1 영역을 제외한 제2 영역에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 것으로, 이 값은 최초에 1로 설정되고, 제2 영역에 유효 계수가 존재하면, 그 값은 0으로 변경될 수 있다. 최초 설정된 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 값이 1로 유지되어야 LFNST 인덱스가 파싱될 수 있다. 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 값이 1인지 여부를 판단 및 도출할 때 현재 블록의 루마 성분 또는 크로마 성분 모두에 LFNST 가 적용될 수 있으므로 현재 블록의 컬러 인덱스는 판단되지 않는다.
또한, 일 예에 따라, 표 6의 변수 LfnstDcOnly는 해당 CBF(Coded Block Flag, 해당 블록 안에 유효 계수가 하나라도 존재하면 1, 아니면 0) 값이 1인 변환 블록들에 대하여 마지막 유효 계수가 모두 DC 위치(좌상단 위치)에 위치하면 1이 되고, 그렇지 않다면 0이 된다. 보다 구체적으로 듀얼 트리 루마인 경우에는 마지막 유효 계수의 위치를 루마 변환 블록 하나에 대하여 체크하고, 듀얼 트리 크로마인 경우에는 Cb에 대한 변환 블록과 Cr에 대한 변환 블록 모두에 대하여 마지막 유효 계수 위치를 체크한다. 싱글 트리인 경우에는 루마, Cb, Cr에 대한 변환 블록에 대하여 마지막 유효 계수 위치를 체크할 수 있다.
표 4와 같이 하나의 코딩 유닛에 해당하는 변환 계수들을 모두 파싱한 이후에 LFNST 인덱스를 시그널링하는 것이 아니라, 표 6과 같이 변환 유닛에 대한 신택스 테이블을 파싱하는 과정에서 LFNST 인덱스를 시그널링할 수 있다.
여기서 하나의 코딩 유닛에 해당하는 변환 계수들은, 싱글 트리인 경우는 Y, Cb, Cr 성분들에 대한 모든 변환 계수들을 의미할 수 있으며 (Y에 대한 변환 블록, Cb에 대한 변환 블록, Cr에 대한 변환 블록에 속한 모든 변환 계수들), 루마 분리 트리인 경우는 Y 성분에 대한 변환 계수를 의미할 수 있고 (Y에 대한 변환 블록에 속한 변환 계수들), 크로마 분리 트리인 경우는 Cb, Cr 성분들에 대한 모든 변환 계수들을 의미할 수 있다 (Cb에 대한 변환 블록과 Cr에 대한 변환 블록에 속한 모든 변환 계수들).
표 4와 같이 코딩 유닛에 대한 신택스 테이블에서 변환 트리를 호출하고 표 5와 같이 변환 트리에서 변환 유닛을 호출하는데, ISP 모드가 아닌 경우에는 변환 유닛이 보통 한 번만 호출된다. 구체적으로 설명하면, 너비가 최대 변환 사이즈보다 큰 경우 최대 변환 사이즈를 단위로 하여 세로 방향으로 여러 변환 유닛들로 분할되어 코딩되며, 마찬가지로 높이가 최대 변환 사이즈보다 큰 경우 최대 변환 사이즈를 단위로 하여 가로 방향으로 여러 변환 유닛들로 분할되어 코딩되는데, 이와 같이 코딩 유닛이 여러 변환 유닛들로 분할되는 경우, VVC에서는 LFNST가 적용되지 않는다.
반면, ISP 모드인 경우, 즉, 가로 방향 또는 세로 방향으로 N개의 ISP 파티션 블록들로 분할되어 코딩되는 경우, 분할되는 파티션 블록들의 수만큼 표 6과 같은 변환 유닛이 호출될 수 있다. 표 6에서 ISP 모드인 경우 각 ISP 파티션 블록을 가리키는 인덱스로 subTuIndex가 사용되고 있는데, 0부터 (NumIntraSubPartitions - 1)까지 값을 가질 수 있다. 여기서 NumIntraSubPartitions은 NumIntraSubPartitions개의 ISP 파티션 블록들로 분할되는 것을 나타낸다.
ISP인 경우 LFNST 인덱스는 코딩 유닛(CU)에 대해 한 번만 보내고 모든 ISP 파티션 블록들에 해당 LFNST 인덱스가 동일하게 적용되므로 (즉, 해당 LFNST 인덱스가 가리키는 LFNST 커널이 동일하게 적용될 수 있으며, LFNST 인덱스 값이 0인 경우에는 LFNST를 적용하지 않을 수 있다), 현재의 VVC 표준의 일 예에 따라 subTuIndex 값이 (NumIntraSubPartitions - 1)인 경우에 LFNST 인덱스를 시그널링하는 것이 타당할 수 있다.
보다 구체적으로, 모든 ISP 파티션 블록들에 대해 LFNST 변환 계수(순방향 LFNST가 적용되어 생성된 변환 계수)가 위치할 수 있는 영역 이외의 위치에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는 경우 LFNST 인덱스를 시그널링하지 않고 0으로 유추할 수 있도록, 모든 ISP 파티션 블록들에 대한 변환 계수들을 파싱하여 LFNST 변환 계수가 위치할 수 있는 영역 이외에 0이 아닌 변환 계수가 존재하는지 여부를 체크한 후 LFNST 인덱스를 시그널링하도록 구성할 수 있다.
여기서 ISP 파티션 블록이 4x4 또는 8x8인 경우 해당 블록의 좌상단 위치부터 순방향 스캐닝 순서에 따라 8개까지의 위치에 LFNST 변환 계수가 존재할 수 있고, 나머지 LFNST가 적용될 수 있는 블록 사이즈의 경우 (즉, 너비와 높이가 4보다 같거나 크고 4x4와 8x8이 아닌 경우) 해당 블록의 좌상단 위치부터 순방향 스캐닝 순서에 따라 16개까지의 위치에 존재할 수 있다.
표 6의 allowLfnstIndex 변수를 결정하는 조건에 속한 다음의 조건을 통해 상기 ISP 모드일 때의 LFNST 인덱스 시그널링 여부가 결정될 수 있다.
“( IntraSubPartitionsSplitType = = ISP_NO_SPLIT | | ( IntraSubPartitionsSplitType != ISP_NO_SPLIT && subTuIndex = = NumIntraSubPartitions - 1 ) )”
상기 조건에서 IntraSubPartitionsSplitType 변수가 ISP_NO_SPLIT인 경우는 ISP가 적용되지 않는 것을 나타내며, IntraSubPartitionsSplitType 변수가 ISP_NO_SPLIT이 아닌 경우는 ISP 모드가 적용되는 것을 가리킨다.
표 6에서의 allowLfnstIndex 변수 값이 1이면 LFNST 인덱스를 시그널링할 수 있고 allowLfnstIndex 변수 값이 0이면 LFNST 인덱스를 시그널링하지 않는다. 또한, 상기 조건에 따라 ISP 모드인 경우에는 가장 마지막 ISP 파티션 블록에 대한 transform_unit 파싱이 수행되는 경우에만 (subTuIndex = = NumIntraSubPartitions - 1) allowLfnstIndex 변수 값이 1로 설정될 수 있다.
표 6에서 루마 분리 트리 또는 싱글 트리일 경우에는 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그(transform skip flag) 및 변환 계수 파싱 (residual_coding 또는 residual_ts_coding) 이후에 LFNST 인덱스(lfnst_idx)를 파싱하게 된다. 표 6에서의 해당 부분을 발췌해 보면 표 7과 같다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000007
표 7에서 treeType != DUAL_TREE_CHROMA는 루마 분리 트리 또는 싱글 트리일 경우를 나타내며, transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 0 ] == 0는 루마 성분이 변환 스킵으로 코딩되지 않는 것을 가리킨다. 싱글 트리인 경우 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용하는 실시예를 다루고 있으므로, 표 7에서 루마 성분에 대한 변환 스킵 여부만을 체크하게 된다.
표 6에서 크로마 분리 트리인 경우에는 크로마 성분들(Cb, Cr)에 대한 변환 스킵 플래그 및 변환 계수 파싱 (residual_coding 또는 residual_ts_coding) 이후에 LFNST 인덱스(lfnst_idx)를 파싱하게 된다. 표 6에서의 해당 부분을 발췌해 보면 표 8과 같다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000008
표 8에서 treeType == DUAL_TREE_CHROMA는 크로마 분리 트리인 경우를 나타내며, transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 1 ] == 0 && transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 2 ] == 0는 두 크로마 성분이 모두 (Cb, Cr) 변환 스킵으로 코딩되지 않는 것을 가리키므로, 크로마 분리 트리일 때는 한 성분이라도 변환 스킵으로 코딩되면 LFNST를 적용하지 않는다.
표 7 및 표 8과 같이 allowLfnstIndex 변수 값이 1일 경우에만 LFNST 인덱스가 시그널링되며 allowLfnstIndex 변수 값은 표 6과 같이 결정되는데 해당 부분을 발췌해 보면 표 9와 같다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000009
표 9에서의 조건을 풀어서 나열해 보면 다음과 같다.
1. LFNST가 적용 가능(enable)해야 함 (시퀀스 파라미터 세트를 통해 sps_lfnst_enable_flag 값이 1로 시그널링, 표 9에서 “sps_lfnst_enabled_flag = = 1”에 해당)
2. 변환 블록의 너비와 높이가 모두 4 이상이어야 함 (ISP 모드인 경우는 ISP 파티션 블록의 너비와 높이가 모두 4 이상이어야 함, 표 9에서 “Min( lfnstWidth, lfnstHeight ) >= 4”에 해당)
3. 현재 코딩되는 코딩 유닝이 인트라 예측 모드로 코딩되어야 함 (표 9에서 “CuPredMode[ chType ][ x0 ][ y0 ] = = MODE_INTRA”에 해당)
4. MIP 예측 모드가 적용되지 않거나 (표 9에서 treeType != DUAL_TREE_CHROMA | | !intra_mip_flag[ x0 ][ y0 ]에 해당), MIP 예측 모드가 적용되는 경우 해당 변환 블록의 너비와 높이가 모두 16 이상이어야 함 (표 9에서 “Min( lfnstWidth, lfnstHeight ) >= 16”에 해당)
5. 루마 성분에 대한 코딩 블록의 너비와 높이가 모두 루마 성분에 대한 최대 변환 크기보다 같거나 작을 때 (크로마 분리 트리의 경우, 루마 성분에 대한 코딩 블록으로 환산했을 때의 너비와 높이가 모두 루마 성분에 대한 최대 변환 크기보다 같거나 작을 때, 예를 들어 컬러 포맷이 4:2:0일 때 크로마 성분에 대응되는 루마 성분의 너비와 높이는 크로마 성분의 너비와 높이 대비 각각 2배가 된다), 표 9의 “Max( cbWidth, cbHeight ) <= MaxTbSizeY”에 해당
6. ISP가 적용되지 않거나, ISP 모드로 코딩될 때 맨 마지막 ISP 파티션 블록에 해당될 때 (표 9의 IntraSubPartitionsSplitType = = ISP_NO_SPLIT | | ( IntraSubPartitionsSplitType != ISP_NO_SPLIT && subTuIndex = = NumIntraSubPartitions - 1 ) 조건에 해당
표 7와 표 8에서 LFNST 인덱스의 시그널링 여부는 LfnstDcOnly 변수 값과 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 변수 값을 체크하여 결정될 수 있다. LfnstDcOnly 변수와 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 변수는 표 4의 코딩 유닛 신택스 테이블에서 1로 초기화되며, 레지듀얼 코딩 신택스 테이블에서 표 10과 같이 업데이트될 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000010
Figure PCTKR2021000405-appb-I000008
표 10과 같이 LfnstDcOnly 변수는 해당 변환 블록이 (ISP 모드인 경우는 ISP 파티션 블록에 해당될 수 있음) 좌상단 위치 이외의 위치에 마지막 0이 아닌 변환 계수가 위치하는 경우 0으로 설정될 수 있다. 표 6에서 호출되는 레지듀얼 변환 스킵 코딩(residual_ts_coding) 신택스 테이블 내부에서는 LfnstDcOnly 변수 값이 업데이트되지 않고, 표 10의 레지듀얼 코딩 신택스 테이블은 해당 변환 블록이 0이 아닌 변환 계수를 하나 이상 포함하고 있을 때만 호출되므로 (즉, 해당 CBF (coded block flag) 값이 1인 경우에만 호출), 종합하면 LfnstDcOnly 변수는 현재의 변환 유닛에 포함된 CBF 값이 1인 변환 블록에서, 0이 아닌 변환 계수 중 어느 하나라도 좌상단 위치가 아닌 위치에 존재할 때 0으로 설정될 수 있다.
표 6과 같이 루마 분리 트리와 싱글 트리인 경우는 루마 성분에 대해서만 레지듀얼 코딩 신택스 테이블을 호출할 수 있으므로 루마 성분에 대해서만 LfnstDcOnly 변수를 0으로 업데이트할 수 있고, 이는 루마 분리 트리와 싱글 트리인 경우에 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용하는 실시예에 부합된다.
또한, 표 6과 같이 크로마 분리 트리인 경우는 크로마 성분들(Cb, Cr)에 대해서만 레지듀얼 코딩 신택스 테이블을 호출할 수 있으므로 크로마 성분들에 대해서만 LfnstDcOnly 변수를 0으로 업데이트할 수 있으며 (즉, 표 6에서 treeType이 DUAL_TREE_CHROMA인 경우에는 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그 파싱 및 레지듀얼 코딩 신택스 테이블 파싱을 수행하지 않도록 되어 있다.), 이는 크로마 분리 트리인 경우 크로마 성분에 대한 LFNST 인덱스를 시그널링할 수 있는 실시예에 부합된다.
또한, 표 7과 같이 루마 분리 트리거나 싱글 트리일 때, ISP 모드가 적용되는 경우에는 LFNST 인덱스의 시그널링 여부를 결정할 때 LfnstDcOnly에 대한 조건을 체크하지 않을 수 있으며, ISP가 적용되지 않을 때는 LfnstDcOnly 값이 0일 경우에 대해서만 LFNST 인덱스를 시그널링할 수 있도록 구성할 수 있다.
표 8과 같이 크로마 분리 트리일 때는 ISP는 크로마 성분에 대해 적용되지 않으므로 LfnstDcOnly 값이 0일 경우에 대해서만 LFNST 인덱스를 시그널링할 수 있다.
표 10과 같이 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 변수는, 현재 변환 블록에서 (ISP 모드인 경우는 ISP 파티션 블록에 해당될 수 있음) LFNST 변환 계수가 (즉 순방향 LFNST가 적용되어 생성된 변환 계수가) 존재할 수 없는 영역에 마지막 0이 아닌 변환 계수가 존재할 때 0으로 업데이트될 수 있다.
표 6에서 호출되는 레지듀얼 변환 스킵 코딩 신택스 테이블(residual_ts_coding syntax table) 내부에서는 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 변수 값이 업데이트되지 않고, 표 10에서의 레지듀얼 코딩 신택스 테이블은 해당 변환 블록이 0이 아닌 변환 계수를 하나 이상 포함하고 있을 때만 호출되므로 (즉, 해당 CBF (coded block flag) 값이 1인 경우에만 호출), 종합하면 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 변수는 현재의 변환 유닛에 포함된 CBF 값이 1인 변환 블록에서, 마지막 0이 아닌 변환 계수가 LFNST 변환 계수가 존재할 수 없는 영역에 위치하지 않을 때 0으로 설정될 수 있다.
표 6과 같이 루마 분리 트리와 싱글 트리인 경우는 루마 성분에 대해서만 레지듀얼 코딩 신택스 테이블을 호출할 수 있으므로 루마 성분에 대해서만 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 변수를 0으로 업데이트되고, 이는 루마 분리 트리와 싱글 트리인 경우에 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용하는 실시예에 부합된다.
또한, 표 6과 같이 크로마 분리 트리인 경우는 크로마 성분들(Cb, Cr)에 대해서만 레지듀얼 코딩 신택스 테이블을 호출할 수 있으므로 크로마 성분들에 대해서만 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 변수를 0으로 업데이트할 수 있으며 (즉, 표 6에서 treeType이 DUAL_TREE_CHROMA인 경우에는 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그 파싱 및 레지듀얼 코딩 신택스 테이블 파싱을 수행하지 않도록 되어 있다.), 이는 크로마 분리 트리인 경우 크로마 성분에 대한 LFNST 인덱스를 시그널링할 수 있는 실시예에 부합된다.
표 7 및 표 8과 같이 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 값이 1인 경우에 대해서만 LFNST 인덱스를 시그널링할 수 있다.
LfnstDcOnly, LfnstZeroOutSigCoeffFlag, lfnstWidth, lfnstHeight는 표 4와 같이 코딩 유닛 신택스 테이블에서 초기화 또는 설정되지 않고, 표 11과 같이 변환 유닛 신택스 테이블 내에서 설정될 수도 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000011
Figure PCTKR2021000405-appb-I000009
표 11과 같이 LfnstDcOnly 변수와 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 변수는 subTuIndex 값이 0일 때만 초기화가 되며, ISP 모드가 아닌 경우에는 표 5와 같이 subTuIndex 값으로 항상 0이 설정될 수 있다.
또한, ISP 모드인 경우에는 (표 5에서 IntraSubPartitionsSplitType 값이 ISP_HOR_SPLIT이거나 ISP_VER_SPLIT) subTbIndex 값이 0부터 (NumIntraSubPartitions - 1)까지 변경될 수 있으므로, 첫 번째 ISP 파티션 블록일 때만 (subTbIndex가 0일 때만) LfnstDcOnly와 LfnstZeroOutSigCoeffFlag가 초기화되는 것이 필요하다. 따라서 ISP 모드인 경우에는 싱글 트리, 루마/크로마 분리 트리인지에 따라 하나의 변환 유닛에 속한 모든 변환 블록들을 (즉 ISP 파티션 블록들을) 하나씩 처리하면서 LfnstDcOnly와 LfnstZeroOutSigCoeffFlag를 업데이트하게 된다.
표 11과 같이 변환 유닛 신택스 테이블을 구성하게 되면, 코딩 유닛 신택스 테이블은 표 12와 같이 구성될 수 있다. 이 때, 표 5 및 표 10은 그대로 적용될 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000012
싱글 트리일 때 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용하는 경우에서, 크로마 성분일 때 스케일링 리스트를 적용하는 방식을 표 13과 같이 적용할 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000013
현재 VVC WD에서는 scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag라는 신택스 요소가 정의되어 있는데, scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag가 1이면 LFNST가 적용될 때 스케일링 리스트를 적용하지 않고, 0이면 LFNST가 적용될 때 스케일링 리스트를 적용할 수 있다.
여기서 스케일링 리스트는 변환 블록에서의 변환 계수 위치마다 특정 가충치(weight 값)를 지정하는 매트릭스로서 변환 계수마다 해당 가충치를 곱하여 역양자화 또는 양자화를 수행할 수 있도록 함으로써, 변환 계수의 중요도에 따라 차등적인 역양자화 또는 양자화를 적용할 수 있도록 해준다.
표 13과 같이 LFNST가 적용될 때 스케일링 리스트를 적용하지 않도록 구성하는 경우(즉, 표 13에서 scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag 신택스 요소의 값이 1인 경우), 싱글 트리일 때 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용하는 실시예에서는 다음과 같은 내용이 적용될 수 있다.
1. 루마 분리 트리와 크로마 분리 트리이고 LFNST가 적용되는 경우, 모두 스케일링 리스트를 적용하지 않을 수 있다. 표 13에서 “applyLfnstFlag = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0” 조건에 해당한다.
2. 싱글 트리인 경우에는 LFNST가 적용되는 경우에, 루마 성분에 대해서는 스케일링 리스트를 적용하지 않고 크로마 성분에 대해서는 스케일링 리스트를 적용하도록 구성할 수 있다. 표 13에서 “applyLfnstFlag = ( lfnst_idx > 0 && cIdx = = 0 ) ? 1 : 0”에 해당한다.
한편, 변환 과정에서, 싱글 트리일 때 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용하는 실시예에 대해서는 표 14와 같이 스펙 텍스트를 구성할 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000014
Figure PCTKR2021000405-appb-I000010
Figure PCTKR2021000405-appb-I000011
표 14와 같이 싱글 트리일 때 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용하는 경우, 크로마 성분에 대해서는 LFNST가 적용되지 않으므로, 크로마 성분을 처리할 때의 nonZeroW와 nonZeroH 값을 결정할 때 LFNST로 인한 제로 아웃을 고려하지 않도록 구성할 수 있다. 표 14에서 “If applyLfnstFlag is not equal to 0, the following applies: nonZeroW = ( nTbW = = 4 | | nTbH = = 4 ) ? 4 : 8, nonZeroH = ( nTbW = = 4 | | nTbH = = 4 ) ? 4 : 8”에 해당한다.
이하에서는, 싱글 트리 경우 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용할 때의 MTS 인덱스 시그널링 실시예에 대하여 살펴본다.
일 예에 따라, 현재 VVC 표준에서 MTS는 루마 성분에 대해서만 적용되고 LFNST 인덱스 값에 따라 MTS 인덱스 시그널링 여부를 결정하기 때문에, MTS 인덱스는 LFNST 인덱스 시그널링 위치 바로 다음에 시그널링되도록 구성할 수 있다.
구체적으로, LFNST를 적용하지 않을 때, 즉 LFNST 인덱스 값이 0일 때만 MTS 인덱스가 시그널링된고 나머지 경우는 MTS 인덱스 값은 0으로 유추된다. 여기서 MTS 인덱스가 0인 것은 수평 방향과 수직 방향 모두 DCT-2를 적용하는 것을 가리킬 수 있으며, MTS 인덱스가 0이 아닌 것은 수평 방향과 수직 방향 각각에 대해 DST-7 또는 DCT-8을 적용하는 것을 나타낼 수 있다.
표 6을 기본적으로 적용하면서 MTS 인덱스에 대한 시그널링 위치를 LFNST 인덱스에 대한 시그널링 바로 다음으로 옮기는 경우, 코딩 유닛 및 변환 유닛에 대한 신택스 테이블을 표 15 및 표 16과 같이 구성할 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000015
Figure PCTKR2021000405-appb-T000016
Figure PCTKR2021000405-appb-I000012
변환 트리 신택스 테이블과 레지듀얼 코딩 신택스 테이블의 경우, 표 5와 표 10이 적용될 수 있다.
표 11을 기본으로 하여 MTS 인덱스에 대한 시그널링 위치를 LFNST 인덱스에 대한 시그널링 바로 다음으로 옮기고 MtsZeroOutSigCoeffFlag 변수에 대한 초기화도 변환 유닛 신택스 테이블 내부로 옮기는 경우는, 변환 유닛에 대한 신택스 테이블은 표 17과 같이 구성할 수 있다. 이 때도, 변환 트리 신택스 테이블과 레지듀얼 코딩 신택스 테이블의 경우, 표 5와 표 10이 적용될 수 있다.
Figure PCTKR2021000405-appb-T000017
Figure PCTKR2021000405-appb-I000013
표 17에서 MtsZeroOutSigCoeffFlag는 subTuIndex가 0인 경우에 대해서만 1로 초기화되지만, ISP 모드인 경우에 대해서는 MTS 인덱스를 시그널링하지 않기 때문에, 일반적으로 subTuIndex가 0인 조건을 체크하지 않고 MtsZeroOutSigCoeffFlag를 1로 초기화할 수도 있다.
MtsZeroOutSigCoeffFlag 변수는 루마 변환 블록에 대해서 좌상단 16x16 영역 바깥에 0이 아닌 변환 계수가 존재하게 되면 0으로 업데이트된다(표 10). 따라서, 루마 성분에 대한 변환 계수들을 파싱하게 되면(즉, 루마 성분에 대한 레지듀얼 코딩 신택스 테이블을 수행하게 되면) MtsZeroOutSigCoeffFlag 값이 도출되므로 MTS 인덱스를 시그널링할 수 있고, 표 16 및 표 17과 같이 LFNST 인덱스 값이 0인 경우에만 MTS 인덱스를 LFNST 인덱스 바로 다음에 시그널링할 수 있다.
표 16 및 표 17에서 MTS 인덱스를 시그널링할 때 만족해야 하는 조건들은 다음과 같다.
1. 싱글 트리 또는 루마 분리 트리인 경우 (표 16와 표 17에서 “treeType != DUAL_TREE_CHROMA”에 해당)
2. LFNST 인덱스 값이 0이어야 함, 즉, LFNST가 적용되지 않는 경우여야 함 (표 16와 표 17에서 “lfnst_idx = = 0”에 해당)
3. 루마 성분이 변환 스킵으로 코딩되지 않아야 함 (표 16와 표 17에서 “transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 0 ] = = 0”에 해당)
4. 루마 성분에 대한 변환 블록의 너비와 높이가 모두 32 이하여야 함 (표 16와 표 17에서 “Max( cbWidth, cbHeight ) <= 32”에 해당)
5. ISP도 적용되지 않고 SBT(Subblock Transform)도 적용되지 않아야 함 (표 16와 표 17에서 “IntraSubPartitionsSplitType = = ISP_NO_SPLIT && cu_sbt_flag = = 0”에 해당)
6. 루마 성분에 대한 변환 블록에 대해 좌상단 16x16 영역 이외의 영역에서 0이 아닌 변환 계수가 존재하지 않아야 한다(표 16와 표 17에서 “MtsZeroOutSigCoeffFlag = = 1”에 해당).
MTS 인덱스가 0이 아닌 경우는 수평 방향과 수직 방향에서 DST-7 또는 DCT-8이 적용되고, DST-7 또는 DCT-8가 수평 방향과 수직 방향 모두에 적용되는 경우 0이 아닌 변환 계수가 존재할 수 있는 영역은 좌상단 16x16으로 제한된다. 따라서, 만약 좌상단 16x16 영역 바깥에 0이 아닌 변환 계수가 존재한다면, 수평 방향과 수직 방향 모두 DCT-2가 적용된 것이 확실하기 때문에 MTS 인덱스를 시그널링하지 않고 MTS 인덱스 값으로 0으로 유추할 수 있다.
7. 루마 성분에 대한 CBF 값이 1인 경우, 즉, 루마 성분에 대한 변환 블록에 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는 경우 (표 16와 표 17에서 “tu_cbf_luma[ x0 ][ y0 ]”에 해당)
8. 현재 코딩 유닛이 인터 예측이면서, 명시적으로 MTS가 적용되는 경우 (표 16 및 표 17에서 “( CuPredMode[ chType ][ x0 ][ y0 ] = = MODE_INTER && sps_explicit_mts_inter_enabled_flag )”에 해당), 현재 코딩 유닛이 인트라 예측이면서 명시적으로 MTS가 적용되는 경우 (표 16 및 표 17에서 “( CuPredMode[ chType ][ x0 ][ y0 ] = = MODE_INTRA && sps_explicit_mts_intra_enabled_flag )”에 해당)
이하의 도면은 본 명세서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 신호/메시지/필드의 명칭은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 명세서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.
도 15는 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 15에 개시된 각 단계는 도 5 내지 도 14에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 3, 도 5 내지 도 14에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드에 대한 정보, 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 수신할 수 있다(S1510).
보다 구체적으로, 디코딩 장치(300)는 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 디코딩할 수 있고, 현재 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 기반으로 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 대상 블록에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 슬라이스 헤더(slice header)에 포함될 수 있고, 간소화 변환(RST)이 적용되는지 여부에 대한 정보, 간소화 팩터에 관한 정보, 간소화 변환을 적용하는 최소 변환 사이즈에 대한 정보, 간소화 변환을 적용하는 최대 변환 사이즈에 대한 정보, 간소화 역변환 사이즈, 변환 세트에 포함된 변환 커널 매트릭스 중 어느 하나를 지시하는 변환 인덱스에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 디코딩 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드에 대한 정보 및 현재 블록에 ISP가 적용되는지 여부에 대한 정보를 더 수신할 수 있다. 디코딩 장치는 ISP 코딩 또는 ISP 모드를 적용할지 여부를 지시하는 플래그 정보를 수신 및 파싱함으로써 현재 블록이 소정 개수의 서브 파티션 변환 블록들로 분할되는지 여부를 도출할 수 있다. 여기서 현재 블록은 코딩 블록일 수 있다. 또한, 디코딩 장치는 현재 블록이 어떠한 방향으로 분할될지를 지시하는 플래그 정보를 통하여 분할되는 서브 파티션 블록의 크기 및 개수를 도출할 수 있다.
디코딩 장치(300)는, 현재 블록에 대한 레지듀얼 정보, 즉 양자화된 변환 계수들에 대하여 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1520).
도출된 변환 계수들은 4 x 4 블록 단위로 역방향 대각 스캔 순서에 따라 배열될 수 있고, 4 x 4 블록 내 변환 계수들 역시 역방향 대각 스캔 순서에 따라 배열될 수 있다. 즉, 역양자화가 수행된 변환 계수들은 VVC나 HEVC에서와 같은 비디오 코덱에서 적용되고 있는 역방향 스캔 순서를 따라 배치될 수 있다.
디코딩 장치는 LFNST 또는 MTS를 기반으로 변환 계수들로부터 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 LFNST 적용 후 MTS가 아닌 기존의 역 1차 변환을 기반으로 레지듀얼 샘플을 도출할 수 있다. 또는 디코딩 장치는 LFNST의 적용 없이 MTS 또는 기존의 역 1차 변환을 기반으로 레지듀얼 샘플을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 변환 계수에 LFNST를 적용하여 수정된 변환 계수들을 도출할 수 있으며, 일 예에 따라 디코딩 장치는 현재 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후, 현재 블록에 대한 변환 유닛 레벨에서 LFNST 인덱스를 파싱할 수 있다(S1530).
LFNST는 변환 대상이 되는 계수들을 수직 또는 수평 방향으로 분리하여 변환하는 1차 변환과 달리 계수들을 특정 방향으로 분리하지 않고 변환을 적용하는 비분리 변환이다. 이런 비분리 변환은 블록 전체 영역이 아닌 저주파 영역에만 순방향 변환을 적용하는 저주파 비분리 변환일 수 있다.
LFNST 인덱스 정보는 신택스 정보로 수신되고, 신택스 정보는 0과 1을 포함하는 이진화된 빈 스트링으로 수신될 수 있다.
본 실시예에 따른 LFNST 인덱스의 신택스 요소는 역 LFNST 또는 역 비분리 변환이 적용되는지 여부 및 변환 세트에 포함된 변환 커널 매트릭스 중 어느 하나를 지시할 수 있으며, 변환 세트가 두 개의 변환 커널 매트릭스을 포함하는 경우, 변환 인덱스의 신택스 요소의 값은 3가지일 수 있다.
즉, 일 실시예에 따라, LFNST 인덱스에 대한 신택스 요소 값은 대상 블록에 역 LFNST가 적용되지 않는 경우를 지시하는 0, 변환 커널 매트릭스 중 첫 번째 변환 커널 매트릭스를 지시하는 1, 변환 커널 매트릭스 중 두 번째 변환 커널 매트릭스를 지시하는 2 를 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 현재 블록에 대한 LFNST 인덱스의 파싱 여부를 결정하기 위하여 현재 블록의 트리 타입, ISP 적용 여부를 검토할 수 있고, 다양한 변수를 도출할 수 있다.
일 예에 따라, 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리 타입 또는 듀얼 트리 루마이면, LFNST 인덱스는 현재 블록의 루마 성분에 대한 변환 계수가 도출된 뒤 시그널링될 수 있다.
또한, 현재 블록에 ISP 모드가 적용되면, 디코딩 장치는 현재 블록의 마지막 파티션 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후 LFNST 인덱스를 파싱할 수 있다.
또는, 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이면, LFNST 인덱스는 현재 블록의 크로마 성분에 대한 변환 계수가 도출된 뒤 시그널링될 수 있다.
또한, 일 예에 따라, 디코딩 장치는 현재 블록의 DC 성분 이외의 위치에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제1 변수와 현재 블록의 좌상단 제1 영역을 제외한 제2 영역에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제2 변수에 기초하여 LFNST 인덱스를 파싱할 수 있다.
현재 블록의 DC 성분 이외의 위치에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제1 변수는 변수 LfnstDcOnly로 표현될 수 있고, 하나의 코딩 유닛 내의 적어도 하나의 변환 블록에 대해 DC 성분이 아닌 위치에 0이 아닌 계수가 존재하면 0이 되고, 하나의 코딩 유닛 내의 모든 변환 블록에 대해 DC 성분이 아닌 위치에 0이 아닌 계수가 존재하지 않으면 1이 된다. 본 문서에서 DC 성분은 2D 성분에 대한 위치 기준으로 (0, 0) 또는 좌상단 위치를 가리킨다.
하나의 코딩 유닛 내에서는 여러 개의 변환 블록이 존재할 수 있다. 예를 들어, 크로마 성분의 경우 Cb와 Cr에 대한 변환 블록이 존재하고, 싱글 트리 타입의 경우 루마, Cb 및 Cr에 대한 변환 블록이 존재할 수 있다. 일 예에 따라, 현재의 코딩 블록을 구성하는 변환 블록들 중 하나의 변환 블록에서라도 DC 성분 위치 이외에 0이 아닌 계수가 발견되면 변수 LnfstDcOnly 값은 0으로 설정될 수 있다.
한편, 만약 변환 블록에 0이 아닌 계수가 존재하지 않으면 해당 변환 블록에 대해서는 레지듀얼 코딩이 수행되지 않기 때문에, 해당 변환 블록에 의해 변수 LfnstDcOnly 값이 변경되지 않는다. 따라서, 변환 블록의 DC 성분이 아닌 위치에 0이 아닌 계수가 존재하지 않는다면, 변수 LfnstDcOnly 값이 변경되지 않고 이전 값을 유지한다. 변수 LfnstDcOnly 값은 처음에 1로 초기화되고 현재 코딩 유닛 내에 어떤 성분도 변수 LfnstDcOnly 값을 0으로 갱신하지 못하면 그대로 1 값을 유지하게 되며, 해당 코딩 유닛을 구성하는 변환 블록들 중 하나라도 변수 LfnstDcOnly 값을 0으로 갱신하게 되면 최종적으로 0으로 유지된다.
한편, 이러한 변수 LfnstDcOnly는 현재 블록의 컬러 성분에 대한 개별적인 변환 스킵 플래그 값에 기초하여 도출될 수 있다. 현재 블록에 대한 변환 스킵 플래그는 컬러 성분 별로 시그널링 될 수 있고, 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이면, 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cb 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cr 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 도출될 수 있다. 또는, 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 루마이면, 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 도출되고, 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이면, 크로마 Cb 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cr 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 도출될 수 있다.
일 예에 따라, 컬러 성분에 대한 변환 스킵 플래그 값이 0인 것에 기초하여, 변수 LfnstDcOnly는 DC 성분이 아닌 위치에 유효 계수가 존재하는 것을 나타낼 수 있다. 즉, 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이면, 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cb 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cr 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값이 하나라도 0인 것에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 0으로 도출될 수 있다. 또는, 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 루마이면, 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값이 0인 것에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 0으로 도출되고, 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이면, 크로마 Cb 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cr 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값이 하나라도 0인 것에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 0으로 도출될 수 있다.
변수 LfnstDcOnly는 현재 블록의 코딩 유닛 레벨 또는 변환 유닛 레벨에서 최초 1로 설정될 수 있고, 변환 스킵 플래그 값 및 변환 계수의 위치에 기초하여 레지듀얼 코딩 레벨에서 0으로 변경될 수 있다.
제2 변수는 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag로 표현될 수 있고, 현재 블록의 좌상단 제1 영역을 제외한 제2 영역에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타낸다. 제2 변수 값은 최초에 1로 설정되고, 제2 영역에 유효 계수가 존재하면, 그 값은 0으로 변경될 수 있다. 최초 설정된 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 값이 1로 유지되어야 LFNST 인덱스가 파싱될 수 있다.
일 예에 따라, 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag는 현재 블록의 코딩 유닛 레벨 또는 변환 유닛 레벨에서 최초 1로 설정될 수 있고, 변환 계수의 위치에 기초하여 레지듀얼 코딩 레벨에서 0으로 갱신될 수 있다.
한편, 상술된 바와 같이, 인트라 서브 파티션(ISP) 모드가 적용될 수 있는 루마 블록의 경우, 변수 LfnstDcOnly의 도출 없이 LFNST 인덱스를 파싱할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, ISP 모드가 적용되고, 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그, 즉 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 0 ] 값이 0인 경우, 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리 또는 루마에 대한 듀얼 트리일 때는 변수 LfnstDcOnly 값에 상관없이 LFNST 인덱스가 시그널링될 수 있다.
반면, ISP 모드가 적용되지 않는 크로마 성분의 경우, 크로마 Cb 성분에 대한 변환 스킵 플래그인 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 1 ]과 크로마 Cr 성분에 대한 변환 스킵 플래그인 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 2 ] 값에 따라 변수 LfnstDcOnly 값을 0으로 설정할 수 있다. 즉 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ cIdx ]에서 cIdx 값이 1일 때는 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 1 ] 값이 0일 때만 변수 LfnstDcOnly 값을 0으로 설정할 수 있고 cIdx 값이 2일 때는 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 2 ] 값이 0일 때만 변수 LfnstDcOnly 값을 0으로 설정할 수 있다. 변수 LfnstDcOnly 값이 0이면 디코딩 장치는 LFNST 인덱스를 파싱할 수 있고, 그렇지 않으면 LFNST 인덱스는 시그널링되지 않고 0 값으로 유추될 수 있다.
디코딩 장치는 제1 변수인 변수 LfnstDcOnly가 0으로 갱신되고 제2 변수인 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag가 1로 유지되는 것에 기초하여 LFNST 인덱스를 파싱할 수 있다.
이후, 디코딩 장치는 LFNST 인덱스 및 LFNST를 위한 LFNST 매트릭스를 기반으로 변환 계수로부터 수정된 변환 계수들을 도출할 수 있다(S1540).
디코딩 장치는 인트라 예측 모드 정보로부터 도출된 인트라 예측 모드에 기초하여 LFNST 매트릭스를 포함하는 LFNST 세트를 결정하고, LFNST 세트 및 LFNST 인덱스를 기반으로 복수의 LFNST 매트릭스 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
이 때, 현재 블록에서 분할된 서브 파티션 변환 블록에는 동일한 LFNST 세트 및 동일한 LFNST 인덱스가 적용될 수 있다. 즉, 서브 파티션 변환 블록에는 동일한 인트라 예측 모드가 적용되므로, 인트라 예측 모드를 기반으로 결정되는 LFNST 세트 역시 모든 서브 파티션 변환 블록에 동일하게 적용될 수 있다. 또한, LFNST 인덱스는 코딩 유닛 레벨에서 시그널링 되므로, 현재 블록에서 분할된 서브 파티션 변환 블록에는 동일한 LFNST 매트릭스가 적용될 수 있다.
한편, 상술된 바와 같이, 변환의 대상이 되는 변환 블록의 인트라 예측 모드에 따라 변환 세트가 결정될 수 있고, 역 LFNST는 LFNST 인덱스에 의하여 지시되는 변환 세트에 포함되어 있는 변환 커널 매트릭스, 즉 LFNST 행렬 중 어느 하나에 기초하여 수행될 수 있다. 역 LFNST에 적용되는 행렬은 역 LFNST 행렬 또는 LFNST 행렬로 명명될 수 있으며, 이러한 행렬은 순방향 LFNST에 사용되는 행렬과 트랜스포스 관계에 있으면 그 명칭은 무엇이든 무관하다.
일 예시에서, 역 LFNST 행렬은 열의 개수가 행의 개수보다 적은 비정방형 매트릭스일 수 있다.
일 예에 따라, 디코딩 장치는 수정된 변환 계수에 대한 1차 역변환을 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1550).
이때 역 1차 변환은 통상적인 분리 변환이 사용될 수 있고, 상술된 MTS가 사용될 수도 있다.
현재 블록에 상기 MTS가 적용되는 경우, 디코딩 장치는 MTS 매트릭스와 관련된 MTS 인덱스를 수신하여 파싱할 수 있고, MTS 인덱스 역시 변환 유닛 레벨에서 LFNST 인덱스의 시그널링 직후에 시그널링될 수 있다. 일 예에 따라, MTS 인덱스는 루마 성분에 대해서만 LFNST 인덱스의 시그널링 직후에 시그널링 될 수 있다.
MTS 인덱스는 현재 블록의 좌상단 제3 영역을 제외한 제4 영역에 상기 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제3 변수에 기초하여 시그널링될 수 있고, 제3 변수는 변환 유닛 레벨에서 초기화될 수 있다.
제3 변수는 MtsZeroOutSigCoeffFlag로 표현될 수 있고, 최초에 1로 설정되고, 이 값은 표 17의 레지듀얼 코딩에서 변경될 수 있다.
일 예에 따라, MTS 인덱스는 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측이고, LFNST 인덱스가 0일 때 시그널링 될 수 있다.
후속적으로 디코딩 장치(300)는, 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들 및 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성할 수 있다.
이하의 도면은 본 명세서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 신호/메시지/필드의 명칭은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 명세서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.
도 16은 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 16에 개시된 각 단계는 도 5 내지 도 14에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 2 및 도 5 내지 도 14에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
일 실시예에 따른 인코딩 장치(200)는, 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 도출할 수 있다(S1610).
인코딩 장치는 현재 블록에 ISP가 적용되는 경우 서브 파티션 변환 블록 별로 예측을 수행할 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록, 즉 코딩 블록에 ISP 코딩 또는 ISP 모드를 적용할지 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 현재 블록이 어떠한 방향으로 분할될지를 결정하고 분할되는 서브 블록의 크기 및 개수를 도출할 수 있다.
현재 블록에서 분할된 서브 파티션 변환 블록에는 동일한 인트라 예측 모드가 적용되고, 인코딩 장치는 서브 파티션 변환 블록 별로 예측 샘플을 도출할 수 있다. 즉, 인코딩 장치는 서브 파티션 변환 블록들의 분할 형태에 따라, 예를 들어, 수평(Horizontal) 또는 수직(Verticial), 왼쪽에서 오른쪽 또는 위쪽에서 아래쪽으로 순차적으로 인트라 예측을 수행한다. 가장 왼쪽 또는 가장 위쪽 서브 블록에 대해서는 통상적인 인트라 예측 방식과 같이 이미 코딩된 코딩 블록의 복원 픽셀을 참조하게 된다. 또한, 뒤이은 내부의 서브 파티션 변환 블록의 각 변에 대해 이전 서브 파티션 변환 블록과 인접하지 않은 경우에는 해당 변에 인접한 참조 픽셀들을 도출하기 위하여, 통상적인 인트라 예측 방식과 같이 이미 코딩된 인접한 코딩 블록의 복원 픽셀을 참조한다.
인코딩 장치(200)는, 예측 샘플들에 기초하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S1620).
인코딩 장치(200)는, 레지듀얼 샘플들에 LFNST 또는 MTS 중 적어도 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 변환 계수를 도출하고, 변환 계수를 소정의 스캐닝 순서에 따라 배열할 수 있다.
인코딩 장치는 레지듀얼 샘플에 대한 1차 변환 또는 2차 변환을 기반으로 현재 블록에 대한 변환 계수를 도출할 수 있다(S1630).
1차 변환은 MTS와 같이 복수의 변환 커널들을 통하여 수행될 수 있고, 이 경우, 인트라 예측 모드를 기반으로 변환 커널이 선택될 수 있다.
현재 블록에 MTS가 적용되는 경우, 인코딩 장치는 MTS 매트릭스와 관련된 MTS 인덱스를 인코딩 할 수 있고, MTS 인덱스가 변환 유닛 레벨에서 LFNST 인덱스의 시그널링 직후에 시그널링되도록 영상 정보를 구성할 수 있다. MTS 인덱스는 루마 성분에 대해서만 LFNST 인덱스의 시그널링 직후에 시그널링 될 수 있다.
MTS 인덱스는 현재 블록의 좌상단 제3 영역을 제외한 제4 영역에 상기 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제3 변수에 기초하여 시그널링될 수 있고, 제3 변수는 변환 유닛 레벨에서 초기화될 수 있다.
제3 변수는 MtsZeroOutSigCoeffFlag로 표현될 수 있고, 최초에 1로 설정되고, 이 값은 표 17의 레지듀얼 코딩에서 변경될 수 있다.
일 예에 따라, MTS 인덱스는 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측이고, LFNST 인덱스가 0일 때 시그널링 될 수 있다.
인코딩 장치(200)는 현재 블록에 대한 변환 계수들에 대하여 2차 변환, 또는 비분리 변환, 구체적으로 LFNST를 수행할지 여부를 결정하고, 변환 계수에 LFNST를 적용하여 수정된 변환 계수들을 도출할 수 있다.
LFNST는 변환 대상이 되는 계수들을 수직 또는 수평 방향으로 분리하여 변환하는 1차 변환과 달리 계수들을 특정 방향으로 분리하지 않고 변환을 적용하는 비분리 변환이다. 이러한 비분리 변환은 변환 대상이 되는 대상 블록 전체가 아닌 저주파 영역에만 변환을 적용하는 저주파 비분리 변환일 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 LFNST의 적용 여부를 결정하기 위하여 현재 블록의 트리 타입, ISP 적용 여부를 검토할 수 있고, 다양한 변수를 도출할 수 있다.
일 예에 따라, 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리 타입 또는 듀얼 트리 루마이면, LFNST 인덱스는 현재 블록의 루마 성분에 대한 변환 계수가 도출된 뒤 시그널링되도록 영상 정보가 구성될 수 있다.
또한, 현재 블록에 ISP 모드가 적용되면, 인코딩 장치는 현재 블록의 마지막 파티션 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후 LFNST 인덱스를 적용할 수 있다.
또는, 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이면, LFNST 인덱스는 현재 블록의 크로마 성분에 대한 변환 계수가 도출된 뒤 시그널링되도록 영상 정보가 구성될 수 있다.
또한, 일 예에 따라, 인코딩 장치는 현재 블록의 DC 성분 이외의 위치에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제1 변수와 현재 블록의 좌상단 제1 영역을 제외한 제2 영역에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제2 변수에 기초하여 LFNST 인덱스를 적용할 수 있다.
현재 블록의 DC 성분 이외의 위치에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제1 변수는 변수 LfnstDcOnly로 표현될 수 있고, 하나의 코딩 유닛 내의 적어도 하나의 변환 블록에 대해 DC 성분이 아닌 위치에 0이 아닌 계수가 존재하면 0이 되고, 하나의 코딩 유닛 내의 모든 변환 블록에 대해 DC 성분이 아닌 위치에 0이 아닌 계수가 존재하지 않으면 1이 된다. 본 문서에서 DC 성분은 2D 성분에 대한 위치 기준으로 (0, 0) 또는 좌상단 위치를 가리킨다.
하나의 코딩 유닛 내에서는 여러 개의 변환 블록이 존재할 수 있다. 예를 들어, 크로마 성분의 경우 Cb와 Cr에 대한 변환 블록이 존재하고, 싱글 트리 타입의 경우 루마, Cb 및 Cr에 대한 변환 블록이 존재할 수 있다. 일 예에 따라, 현재의 코딩 블록을 구성하는 변환 블록들 중 하나의 변환 블록에서라도 DC 성분 위치 이외에 0이 아닌 계수가 발견되면 변수 LnfstDcOnly 값은 0으로 설정될 수 있다.
한편, 만약 변환 블록에 0이 아닌 계수가 존재하지 않으면 해당 변환 블록에 대해서는 레지듀얼 코딩이 수행되지 않기 때문에, 해당 변환 블록에 의해 변수 LfnstDcOnly 값이 변경되지 않는다. 따라서, 변환 블록의 DC 성분이 아닌 위치에 0이 아닌 계수가 존재하지 않는다면, 변수 LfnstDcOnly 값이 변경되지 않고 이전 값을 유지한다. 변수 LfnstDcOnly 값은 처음에 1로 초기화되고 현재 코딩 유닛 내에 어떤 성분도 변수 LfnstDcOnly 값을 0으로 갱신하지 못하면 그대로 1 값을 유지하게 되며, 해당 코딩 유닛을 구성하는 변환 블록들 중 하나라도 변수 LfnstDcOnly 값을 0으로 갱신하게 되면 최종적으로 0으로 유지된다.
한편, 이러한 변수 LfnstDcOnly는 현재 블록의 컬러 성분에 대한 개별적인 변환 스킵 플래그 값에 기초하여 도출될 수 있다. 현재 블록에 대한 변환 스킵 플래그는 컬러 성분 별로 시그널링 될 수 있고, 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이면, 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cb 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cr 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 도출될 수 있다. 또는, 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 루마이면, 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 도출되고, 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이면, 크로마 Cb 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cr 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 도출될 수 있다.
일 예에 따라, 컬러 성분에 대한 변환 스킵 플래그 값이 0인 것에 기초하여, 변수 LfnstDcOnly는 DC 성분이 아닌 위치에 유효 계수가 존재하는 것을 나타낼 수 있다. 즉, 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이면, 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cb 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cr 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값이 하나라도 0인 것에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 0으로 도출될 수 있다. 또는, 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 루마이면, 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값이 0인 것에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 0으로 도출되고, 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이면, 크로마 Cb 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값, 크로마 Cr 성분에 대한 변환 스킵 플래그의 값이 하나라도 0인 것에 기초하여 변수 LfnstDcOnly가 0으로 도출될 수 있다.
변수 LfnstDcOnly는 현재 블록의 코딩 유닛 레벨 또는 변환 유닛 레벨에서 최초 1로 설정될 수 있고, 변환 스킵 플래그 값 및 변환 계수의 위치에 기초하여 레지듀얼 코딩 레벨에서 0으로 변경될 수 있다.
제2 변수는 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag로 표현될 수 있고, 현재 블록의 좌상단 제1 영역을 제외한 제2 영역에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타낸다. 제2 변수 값은 최초에 1로 설정되고, 제2 영역에 유효 계수가 존재하면, 그 값은 0으로 변경될 수 있다. 최초 설정된 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag 값이 1로 유지되어야 LFNST가 적용될 수 있다.
일 예에 따라, 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag는 현재 블록의 코딩 유닛 레벨 또는 변환 유닛 레벨에서 최초 1로 설정될 수 있고, 변환 계수의 위치에 기초하여 레지듀얼 코딩 레벨에서 0으로 갱신될 수 있다.
한편, 상술된 바와 같이, 인트라 서브 파티션(ISP) 모드가 적용될 수 있는 루마 블록의 경우, 변수 LfnstDcOnly의 도출 없이 LFNST 인덱스를 적용할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, ISP 모드가 적용되고, 루마 성분에 대한 변환 스킵 플래그, 즉 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 0 ] 값이 0인 경우, 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리 또는 루마에 대한 듀얼 트리일 때는 변수 LfnstDcOnly 값에 상관없이 LFNST가 적용될 수 있다.
반면, ISP 모드가 적용되지 않는 크로마 성분의 경우, 크로마 Cb 성분에 대한 변환 스킵 플래그인 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 1 ]과 크로마 Cr 성분에 대한 변환 스킵 플래그인 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 2 ] 값에 따라 변수 LfnstDcOnly 값을 0으로 설정할 수 있다. 즉 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ cIdx ]에서 cIdx 값이 1일 때는 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 1 ] 값이 0일 때만 변수 LfnstDcOnly 값을 0으로 설정할 수 있고 cIdx 값이 2일 때는 transform_skip_flag[ x0 ][ y0 ][ 2 ] 값이 0일 때만 변수 LfnstDcOnly 값을 0으로 설정할 수 있다. 변수 LfnstDcOnly 값이 0이면 LFNST가 적용될 수 있고, 그렇지 않으면 LFNST는 적용되지 않는다.
인코딩 장치는 제1 변수인 변수 LfnstDcOnly가 0으로 갱신되고 제2 변수인 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag가 1로 유지되는 것에 기초하여 LFNST를 적용할 수 있다.
인코딩 장치는 변환 계수에 복수의 LFNST 매트릭스를 적용하여 제1 변수 및 제2 변수를 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 각 LFNST 매트릭스 후보에 대해서는 LFNST 적용 후, 또는 LFNST를 적용하지 않는 경우에 대해서는 LFNST를 적용하지 않은 상태에서 변수를 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 복수의 LFNST 후보, 즉 LFNST 매트릭스를 적용하여 변수 LfnstDcOnly 값이 0이고 변수 LfnstZeroOutSigCoeffFlag가 1인 LFNST 매트릭스들끼리만 RD 값을 비교할 수 있다.
인코딩 장치는 가장 최적의 LFNST 매트릭스를 선택하고, 선택된 LFNST 매트릭스에 기초하여 수정된 변환 계수를 도출할 수 있다.
변환의 대상이 되는 변환 블록의 인트라 예측 모드에 따라 변환 세트가 결정될 수 있고, LFNST에 적용되는 행렬은 역방향 LFNST에 사용되는 행렬과 트랜스포스 관계에 있다.
일 예시에서, LFNST 행렬은 행의 개수가 열의 개수보다 적은 비정방형 매트릭스일 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록에 LFNST가 적용되는 경우, LFNST 매트릭스와 관련된 LFNST 인덱스가 디코딩 장치에서 현재 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후, 현재 블록에 대한 변환 유닛 레벨에서 시그널링 되도록 영상 정보를 구성할 수 있다(S1640).
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 수정된 변환 계수들을 기반으로 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하고, LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 인코딩하여 출력할 수 있다(S1650).
인코딩 장치는 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함하는 레지듀얼 정보를 생성할 수 있다. 레지듀얼 정보는 상술한 변환 관련 정보/신택스 요소를 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 레지듀얼 정보를 포함하는 영상/비디오 정보를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다.
보다 구체적으로, 인코딩 장치(200)는 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성하고, 생성된 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 인코딩할 수 있다.
본 실시예에 따른 LFNST 인덱스의 신택스 요소는 (역) LFNST가 적용되는지 여부 및 LFNST 세트에 포함된 LFNST 매트릭스 중 어느 하나를 지시할 수 있으며, LFNST 세트가 두 개의 변환 커널 매트릭스을 포함하는 경우, LFNST 인덱스의 신택스 요소의 값은 3가지일 수 있다.
일 예에 따라, 현재 블록에 대한 분할 트리 구조가 듀얼 트리 타입이면, 루마 블록 및 크로마 블록 각각에 대하여 LFNST 인덱스가 인코딩될 수 있다.
일 실시예에 따라, 변환 인덱스에 대한 신택스 요소 값은 현재 블록에 (역) LFNST가 적용되지 않는 경우를 지시하는 0, LFNST 매트릭스 중 첫 번째 LFNST 매트릭스를 지시하는 1, LFNST 매트릭스 중 두 번째 LFNST 매트릭스를 지시하는 2로 도출될 수 있다.
본 문서에서 양자화/역양자화 및/또는 변환/역변환 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. 상기 양자화/역양자화가 생략되는 경우, 상기 양자화된 변환 계수는 변환 계수라고 불릴 수 있다. 상기 변환/역변환이 생략되는 경우, 상기 변환 계수는 계수 또는 레지듀얼 계수 라고 불릴 수도 있고, 또는 표현의 통일성을 위하여 변환 계수라고 여전히 불릴 수도 있다.
또한, 본 문서에서 양자화된 변환 계수 및 변환 계수는 각각 변환 계수 및 스케일링된(scaled) 변환 계수라고 지칭될 수 있다. 이 경우 레지듀얼 정보는 변환 계수(들)에 관한 정보를 포함할 수 있고, 상기 변환 계수(들)에 관한 정보는 레지듀얼 코딩 신택스를 통하여 시그널링될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보(또는 상기 변환 계수(들)에 관한 정보)를 기반으로 변환 계수들이 도출될 수 있고, 상기 변환 계수들에 대한 역변환(스케일링)을 통하여 스케일링된 변환 계수들이 도출될 수 있다. 상기 스케일링된 변환 계수들에 대한 역변환(변환)을 기반으로 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다. 이는 본 문서의 다른 부분에서도 마찬가지로 적용/표현될 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 문서는 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 문서의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 문서에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 문서에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 문서에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 본 문서에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 문서가 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서가 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 문서에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 또한, 본 문서의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 문서의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독 가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
본 명세서에 기재된 청구항들은 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다.

Claims (15)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 레지듀얼 정보를 수신하는 단계와;
    상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 변환 계수를 도출하는 단계;
    LFNST 또는 MTS를 기반으로 상기 변환 계수들로부터 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계를 포함하고,
    상기 현재 블록에 상기 LFNST가 적용되는 경우, LFNST 매트릭스와 관련된 LFNST 인덱스를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후, 상기 현재 블록에 대한 변환 유닛 레벨에서 시그널링되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리 타입 또는 듀얼 트리 루마이면,
    상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 루마 성분에 대한 변환 계수가 도출된 뒤 시그널링되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 현재 블록에 ISP 모드가 적용되면,
    상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 마지막 파티션 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후 시그널링되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이면,
    상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 크로마 성분에 대한 변환 계수가 도출된 뒤 시그널링되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 DC 성분 이외의 위치에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제1 변수와 상기 현재 블록의 좌상단 제1 영역을 제외한 제2 영역에 상기 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제2 변수에 기초하여 시그널링되고,
    상기 제1 변수 및 상기 제2 변수는 상기 변환 유닛 레벨에서 초기화되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 상기 MTS가 적용되는 경우, MTS 매트릭스와 관련된 MTS 인덱스를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 MTS 인덱스는 상기 변환 유닛 레벨에서 상기 LFNST 인덱스의 시그널링 직후에 시그널링 되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 MTS 인덱스는 상기 현재 블록의 좌상단 제3 영역을 제외한 제4 영역에 상기 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제3 변수에 기초하여 시그널링되고,
    상기 제3 변수는 상기 변환 유닛 레벨에서 초기화되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  8. 영상 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
    LFNST 또는 MTS를 기반으로 상기 레지듀얼 샘플들로부터 상기 현재 블록에 대한 변환 계수를 도출하는 단계와;
    상기 현재 블록에 상기 LFNST가 적용되는 경우, LFNST 매트릭스와 관련된 LFNST 인덱스가 디코딩 장치에서 상기 현재 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후, 상기 현재 블록에 대한 변환 유닛 레벨에서 시그널링 되도록 영상 정보를 구성하는 단계와;
    상기 레지듀얼 샘플과 상기 영상 정보를 인코딩하여 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리 타입 또는 듀얼 트리 루마이면,
    상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 루마 성분에 대한 변환 계수가 도출된 뒤 시그널링되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 현재 블록에 ISP 모드가 적용되면,
    상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 마지막 파티션 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후 시그널링되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이면,
    상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 크로마 성분에 대한 변환 계수가 도출된 뒤 시그널링되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록의 DC 성분 이외의 위치에 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제1 변수와 상기 현재 블록의 좌상단 제1 영역을 제외한 제2 영역에 상기 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제2 변수에 기초하여 시그널링되고,
    상기 제1 변수 및 상기 제2 변수는 상기 변환 유닛 레벨에서 초기화 되고, 상기 현재 블록의 변환 계수에 기초하여 상기 변환 유닛 레벨에서 갱신되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 현재 블록에 상기 MTS가 적용되는 경우, MTS 매트릭스와 관련된 MTS 인덱스가 상기 변환 유닛 레벨에서 상기 LFNST 인덱스의 시그널링 직후에 시그널링 되도록 상기 영상 정보를 구성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 MTS 인덱스는 상기 현재 블록의 좌상단 제3 영역을 제외한 제4 영역에 상기 유효 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 제3 변수에 기초하여 시그널링되고,
    상기 제3 변수는 상기 변환 유닛 레벨에서 초기화 되고, 상기 현재 블록의 변환 계수에 기초하여 상기 변환 유닛 레벨에서 갱신되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  15. 영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 지시 정보가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체로서, 상기 영상 디코딩 방법은,
    비트스트림으로부터 레지듀얼 정보를 수신하는 단계와;
    상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 변환 계수를 도출하는 단계;
    LFNST 또는 MTS를 기반으로 상기 변환 계수들로부터 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 단계를 포함하고,
    상기 현재 블록에 상기 LFNST가 적용되는 경우, LFNST 매트릭스와 관련된 LFNST 인덱스를 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 LFNST 인덱스는 상기 현재 블록에 대한 변환 계수가 도출된 후, 상기 현재 블록에 대한 변환 유닛 레벨에서 시그널링되는 것을 특징으로 하는 디지털 저장 매체.
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