WO2021230618A1 - 영상 코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents

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김승환
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    • H04N19/96—Tree coding, e.g. quad-tree coding

Definitions

  • This document relates to image coding technology, and more particularly, to an image coding method based on intra prediction in an image coding system and an apparatus therefor.
  • VR Virtual Reality
  • AR Artificial Realtiy
  • holograms broadcasting is increasing.
  • 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 task of this document is to provide an efficient image coding method and apparatus based on LFNST.
  • Another technical problem of the present document is to provide an image coding method and apparatus for appropriately performing LFNST according to a tree type.
  • an image decoding method performed by a decoding apparatus.
  • the method includes: receiving image information including residual information and an LFNST index from a bitstream; deriving a transform coefficient based on the residual information; deriving a flag variable related to whether LFNST is applied to a current block based on the LFNST index; and performing the LFNST based on the flag variable and the transform coefficient, wherein the flag variable may be derived for each color component of the current block.
  • the flag variable may include at least one of a first flag variable for the luma component, a second flag variable for the Cb component, and a third flag variable for the Cr component.
  • the first flag variable may be set to 1, and the second flag variable and the third flag variable may be set to 0. .
  • the first flag variable may be set to 1.
  • the second flag variable and the third flag variable may be set to 1.
  • the LFNS may be performed on the chroma component of the current block.
  • an image encoding method performed by an encoding apparatus includes deriving prediction samples for a current block; deriving residual samples for the current block based on the prediction sample; deriving a flag variable related to whether LFNST is applied to the current block; and performing the LFNST based on the flag variable and the residual samples, wherein the flag variable may be derived for each color component of the current block.
  • a digital storage medium storing encoded image information and/or image data including a bitstream generated according to an image encoding method performed by an encoding apparatus.
  • a digital storage medium in which image data including encoded image information and/or bitstream causing the decoding apparatus to perform the image decoding method is 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. 5 is a diagram for explaining RST according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 6 illustrates the configuration of a sample according to a chroma format according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of a video decoding apparatus according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 9 exemplarily shows a structural diagram of a content streaming system to which this document is applied.
  • 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 a pel may mean a minimum unit constituting one picture (or image). Also, 'sample' may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or may represent only a pixel/pixel value of a chroma component. Alternatively, 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.
  • an 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 a 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.
  • the 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 smartphone, 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 a variety of 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.
  • 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, and 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 an 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 about 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 vicinity 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 transformation 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 a 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 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) may be transmitted or stored in a network abstraction layer (NAL) unit unit in a bitstream form.
  • 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).
  • APS adaptation parameter set
  • PPS picture parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • VPS video parameter set
  • the video/image information may further include general constraint information.
  • 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 target 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 store the modified reconstructed picture in 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 from 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 processing unit 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 along 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 reproduction 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 the 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 about 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) for receiving a signal output from the encoding apparatus may be further configured as an internal/external element of the decoding apparatus 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 vicinity 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 may 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 information on the prediction 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 in the same or corresponding manner.
  • the predicted block includes prediction samples in the 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.
  • 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 adding the residual block and the predicted block, and reconstruct the reconstructed blocks. It is possible to generate a restored picture including the
  • 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 Then, by performing a quantization procedure on the transform coefficients, quantized transform coefficients are derived, and related residual information can 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.
  • 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 ( S410 ).
  • 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 a 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 first-order transform coefficients may be referred to as temporary transform coefficients from the standpoint of a transform unit.
  • transform coefficients can be generated by applying a transform from a spatial domain to a frequency domain to 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 Transforms to 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 a 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, what basis functions are applied is combined to determine 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. For example, if the MTS index is 0, it indicates that both trTypeHor and trTypeVer values are 0; if the MTS index is 1, it indicates that both trTypeHor and trTypeVer values are 1; indicates that it is 1, if the MTS index is 3, the trTypeHor value is 1 and the trTypeVer value is 2, and if the MTS index is 4, it may indicate that both trTypeHor and trTypeVer values are 2.
  • a table of transformation kernel sets according to MTS index information is as follows.
  • the transform unit may derive modified (second order) transform coefficients by performing a secondary transform based on the (primary) transform coefficients (S420).
  • 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 non-separable quadratic transform is a second-order transform of (primary) transform coefficients derived through the primary transform 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 to the vertical direction and the horizontal direction for the (first order) transform coefficients, and for example, the two-dimensional signals (transform coefficients) are moved 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.
  • the width (W) and the height (H) of the transform coefficient block are 4 or more and the width (W) or 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.
  • 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 four.
  • the transform set is four.
  • four transform sets may be configured for an 8 ⁇ 8 transform
  • 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 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, which will be described later, and represents a non-separable transform with respect to a low frequency component.
  • a 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 transmitted to a signaling device for signaling and an inverse quantization/inverse transform unit within the encoding device.
  • the (first order) transform coefficients that are the output of the first (separate) transform can 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 by 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 (S450), 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 (S460).
  • 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 on this.
  • the decoding apparatus may further include a second-order inverse transform determining unit (or an element determining whether the second-order inverse transform is applied) and a second-order inverse transform determining unit (or an element determining the second-order inverse transform).
  • 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 application 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 application 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 on this.
  • a reduced secondary transform in which the size of a transform matrix (kernel) is reduced can be applied in the concept of NSST in order to reduce the amount of computation and memory required for non-separated quadratic transform.
  • the RST since the RST is mainly performed in a low-frequency region including non-zero coefficients in the transform block, it may be referred to as a low-frequency non-separable transform (LFNST).
  • the conversion index may be referred to as an LFNST index.
  • LFNST may refer to a transformation performed on residual samples of a target block based on a reduced-size transform matrix.
  • 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 LFNST may be used to solve a computational complexity issue that occurs during transformation or non-separation transformation of a large block.
  • 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. 5 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 1 below.
  • the matrix T in the Reduced Transform block shown in FIG. 5A may mean the matrix T RxN of Equation 1.
  • transform coefficients for the target block may be derived.
  • the RST according to (a) of FIG. 5 is It can be expressed as a matrix operation as in Equation (2).
  • 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 to obtain 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 a derivation process of c i may be the same as in Equation 3 .
  • the size of the normal transform matrix is 64x64 (NxN), but the size of the simplified transform matrix is reduced to 16x64 (RxN).
  • Memory usage can be reduced by an 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 is in a transpose relationship with the simplified transformation matrix T RxN shown in Equation (1).
  • a matrix T t in the Transform block may mean an inverse RST matrix T RxN T (superscript T means transform).
  • T means transform
  • 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.
  • inverse RST when inverse RST is applied as a second-order inverse transform, when the inverse RST matrix T RxN T is multiplied by the transform coefficients for the target block, modified transform coefficients for the target block may be derived. Meanwhile, the inverse RST may be applied as the inverse linear transform, and in this case, when the inverse RST matrix T RxN T 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. 5 is below It can be expressed as a matrix operation as in Equation 4 of
  • Equation 4 c 1 to c 16 may represent transform coefficients for the target block. It can be derived r i represents the residual samples for modifying the transform coefficients in the current block or the current block of the operation result of Equation (4), and derivation of r i may be the same as the equation (5).
  • r 1 to r N representing 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 by using the simplified inverse transformation matrix.
  • a maximum of 16 x 48 transform kernel by selecting only 48 data, not a 16 x 64 transform kernel matrix, for 64 data constituting an 8 x 8 region 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 transformation 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 the 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 LFNST index may be signaled at the coding unit level as shown in Table 3 below, and the semantics of this syntax element are shown in Table 4.
  • ApplyLfnstFlag is a variable indicating whether or not LFNST is applied, and is referred to in the “8.7.3 Scaling process for transform coefficients” section of Table 5 and “8.7.4 Transformation process for scaled transform coefficients” section of Table 6.
  • Table 5 is a specification text illustrating an inverse quantization process of a quantized transform coefficient received from a bitstream
  • Table 6 is a specification text describing a transformation process of the inverse quantized transform coefficient.
  • sps_scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag is a syntax element defined in the sequence parameter set. If the value is 1, it indicates that the scaling list is not applied when LFNST is applied. Setting m[ x ][ y ] to 16 indicates that no scaling list is applied.
  • LFNST when a currently coded coding unit (CU) is coded in a single tree structure, LFNST may be applied only to the luma component.
  • a cIdx value of 0 indicates a luma component, and a cIdx value of 1 or 2 indicates a chroma component (Cb and Cr, respectively). If the lfnst_idx value is 0, it indicates that LFNST is not applied, and if the lfnst_idx value is greater than 0, it indicates that LFNST is applied.
  • the cIdx value is not defined in the coding unit syntax table as shown in Table 3, the cIdx value cannot be referred to when signaling lfnst_idx.
  • the same lfnst_idx value is applied to all components constituting the corresponding coding unit.
  • the cIdx value cannot be basically referenced.
  • the ApplyLfnstFlag value in order to perform the image coding process as described in Tables 5 and 6, the ApplyLfnstFlag value must also change according to the change in the cIdx value. For example, when the current coding unit is coded in a single tree structure and LFNST is applied (lfnst_idx > 0), the cIdx values change to 0, 1, and 2, and the ApplyLfnstFlag values must be set to 1, 0, and 0, respectively.
  • the ApplyLfnstFlag value may be 1 only for the chroma component. That is, only ApplyLfnstFlag[ 1 ] and ApplyLfnstFlag[ 2 ] values can be 1, and ApplyLfnstFlag[ 0 ] becomes 0.
  • whether the LFNST is applied or not may be controlled depending on whether it is a dual tree or a single tree, and the specification text shown in Table 8 may be applied instead of Table 7.
  • ApplyLfnstFlag[ 0 ] is a flag related only to the luma component, so only when it is not coded with a chroma split tree structure (that is, it is coded with a single tree or luma split tree structure). case) its value is set, and ApplyLfnstFlag[ 1 ] and ApplyLfnstFlag[ 2 ] are flags related only to the chroma component, so only if they are not coded with a luma split tree structure (i.e., if they are coded with a single tree or chroma split tree structure).
  • a value can be set.
  • a value of lfnst_idx (LFNST index) greater than 0 indicates that LFNST is applied.
  • LFNST index the same value is set in ApplyLfnstFlag[ cIdx ] regardless of color component. If the lfnst_idx value is greater than 0, it is set to 1, otherwise it is set to 0.
  • ApplyLfnstFlag[ 1 ] and ApplyLfnstFlag[ 2 ] for both chroma components are set to 0, and in the case of a chroma separation tree, ApplyLfnstFlag[ 0 ] for the luma component is set to 0. Since no image processing is applied to a color component independent of a component to be coded, it may be conceptually reasonable to set the corresponding ApplyLfnstFlag[ cIdx ] to 0.
  • sps_chroma_format_idc and sps_separate_colour_plane_flag included in the sequence parameter set (SPS) syntax table as shown in Table 10.
  • Semantics for sps_chroma_format_idc and sps_separate_colour_plane_flag presented in Table 10 are shown in Table 11, and the chroma format may be signaled based on at least one of sps_chroma_format_idc and sps_separate_colour_plane_flag as shown in Table 12.
  • the chroma format index is 1, that is, the color format is 4:2:0 sampling
  • the height and width of the two chroma arrays are half the height and width of the luma array, respectively
  • the chroma format index is 2, that is, the color format is 4 :2:2 sampling indicates that the height of the two chroma arrays is equal to the height of the luma array, and the width is half the width of the luma array.
  • the height and width of the chroma array are the same as the height and width of the luma array.
  • the ChromaArrayType variable is set to the sps_chroma_format_idc value when the sps_separate_colour_plane_flag value is 0, and is set to 0 when the sps_separate_colour_plane_flag value is 1.
  • LFNST when one coding unit (CU) is coded in a single tree structure, LFNST is configured to be applied only to the luma component.
  • the color format for the currently coded image is 4:4:4 format (that is, when the sps_chroma_format_idc value is 3)
  • LFNST is applied to the chroma components.
  • the color format is described based on the luma component (Y) and the chroma component (Cb, Cr) in Table 11, the above proposal can be equally applied to color channels applied to other color systems such as GBR or RGB.
  • Y luma component
  • Cb, Cr chroma component
  • the above proposal can be equally applied to color channels applied to other color systems such as GBR or RGB.
  • LFNST can be applied only to the green channel when configurable.
  • the same LFNST index may be applied to all color channels. Therefore, when an LFNST set to be applied is determined according to a criterion (eg, intra prediction mode, transform block size, etc.) for each color channel, one of the LFNST kernel candidates constituting the LFNST set with one LFNST index can be selected. have.
  • a criterion eg, intra prediction mode, transform block size, etc.
  • cIdx is an index indicating which color channel it is, and when the YUV color system is applied, a cIdx value of 0 indicates a luma component, and a cIdx value of 1 and 2 indicates a Cb and Cr component, respectively.
  • the ApplyLfnstFlag variable value can be 1 only when the cIdx value is 0, so only for the luma component (or cIdx having a value of 0 is indicated component) LFNST may be applied.
  • Table 4 may be expressed as the specification text of the method (A) and the method (B) as shown in Table 13.
  • Tables 4 and 13 If a coding unit inside an image composed of a 4:4:4 color format is coded in a single tree structure and configured so that LFNST can be applied to a chroma component, the specification text in Tables 4 and 13 is 14 can be changed.
  • the three methods presented in Table 4 and Table 13 correspond to (Method 1), (Method 2), and (Method 3) in Table 14, respectively).
  • ApplyLfnstFlag[ cIdx ] indicates whether LFNST is applied to the component indicated by cIdx (cIdx values can be 0, 1, or 2). More specifically, for the component indicated by the cIdx value, if the ApplyLfnstFlag[ cIdx ] value is 1, LFNST can be applied, and when the ApplyLfnstFlag[ cIdx ] value is 0, LFNST cannot be applied.
  • the ChromaArrayType value is 0, so Table 14 shows the existing specification text (e.g., It operates in the same way as Table 4 or Table 13).
  • ChromaArrayType value is 0 in the split color plane mode, in Table 14, treeType (treeType SINLGE_TREE, DUAL_TREE_LUMA, DUAL_TREE_CHROMA indicates that it is coded in a single tree, luma split tree, and chroma split tree structure, respectively)
  • the ApplyLfnstFlag or AppyLfnstFlag[ cIdx ] value is determined only by the value and whether the lfnst_idx value is greater than 0.
  • the desired action is also performed for the separate color plane mode through the specification text presented in Table 14.
  • the LFNST index is valid only for the corresponding color component, and the corresponding color component is designated as cIdx having a value of 0.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation of a video decoding apparatus according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 7 Each step disclosed in FIG. 7 is based on some of the contents described above in FIGS. 4 to 6 . Accordingly, detailed descriptions overlapping with those described above in FIGS. 3 to 6 will be omitted or simplified.
  • the decoding apparatus 300 may receive image information including residual information and an LFNST index from the bitstream (S710).
  • 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, Information on the minimum transform size to which the simplified transform is applied, information about the maximum transform size to which the simplified transform is applied, the simplified inverse transform size, and the transform index (LFNST index) indicating any one of the transform kernel matrices included in the transform set It may include at least one of information.
  • the LFNST index may be signaled at the coding unit level as syntax information, and various conditions as shown in Table 3 must be satisfied in order for the LFNST index to be signaled.
  • the syntax information for the LFNST index may be received as a binary 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. In this case, there may be three values of the syntax element of the conversion index.
  • 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 further receive information on the intra prediction mode for the current block and information on whether the 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 ( S720 ).
  • 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 300 may derive a flag variable related to whether LFNST is applied to the current block for each color component of the current block based on the LFNST index (S730).
  • the flag variable ApplyLfnstFlag may be set after reception of the LFNST index, and at this point, the color index (cIdx) for color components constituting the current block cannot be referenced.
  • the flag variable may be defined as a one-dimensional array (ApplyLfnstFlag[cIdx]) having a value corresponding to a color component. That is, the flag variable value may be derived separately for each color component for the current block.
  • the current block may be a coding unit.
  • the ApplyLfnstFlag value may be 1 only for the luma component. That is, only the ApplyLfnstFlag[ 0 ] value can be 1, and both ApplyLfnstFlag[ 1 ] and ApplyLfnstFlag[ 2 ] become 0.
  • the ApplyLfnstFlag value may be 1 only for the chroma component. That is, only ApplyLfnstFlag[ 1 ] and ApplyLfnstFlag[ 2 ] values can be 1, and ApplyLfnstFlag[ 0 ] becomes 0.
  • ApplyLfnstFlag[ 0 ] is a flag related only to the luma component, so its value is set only when it is not coded with a chroma split tree structure (that is, when it is coded with a single tree or luma split tree structure), Since ApplyLfnstFlag[ 1 ] and ApplyLfnstFlag[ 2 ] are flags related only to the chroma component, their values can be set only when they are not coded with a luma split tree structure (that is, when they are coded with a single tree or chroma split tree structure).
  • the decoding apparatus 300 may perform LFNST on the current block based on the flag variable and the transform coefficient, and through this, modified transform coefficients may be derived from the transform coefficient ( S740 ).
  • LFNST is a non-separated transform that applies the transform without separating the coefficients in a specific direction, unlike the first-order 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 a forward transform only to a low-frequency region rather than the entire block region.
  • 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 this matrix is irrelevant as long as it has a transforce relationship with the 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 300 may derive residual samples from the inverse quantized transform coefficient based on the inverse linear transform ( S750 ).
  • a conventional separation transform may be used, and the above-described MTS may be used.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of a video encoding apparatus according to an embodiment of the present document.
  • FIG. 8 Each step disclosed in FIG. 8 is based on some of the contents described above in FIGS. 4 to 6 . Accordingly, detailed descriptions overlapping with those described above in FIGS. 2, 5 and 6 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 ( S810 ).
  • the encoding apparatus 200 may derive residual samples for the current block based on the prediction samples ( S820 ).
  • the encoding apparatus 200 may derive transform coefficients by performing a primary transform ( S830 ).
  • 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 device may encode the MTS index related to the MTS matrix.
  • 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 200 may derive a flag variable related to whether LFNST is applied to the current block for each color component of the current block ( S840 ).
  • the encoding apparatus may derive the flag variable ApplyLfnstFlag without referring to the color index cIdx for the color component constituting the current block.
  • the flag variable may be defined as a one-dimensional array (ApplyLfnstFlag[cIdx]) having a value corresponding to a color component. That is, the flag variable value may be derived separately for each color component for the current block.
  • the current block may be a coding unit.
  • the ApplyLfnstFlag value can be 1 only for the luma component. That is, only the ApplyLfnstFlag[ 0 ] value can be 1, and both ApplyLfnstFlag[ 1 ] and ApplyLfnstFlag[ 2 ] become 0.
  • the ApplyLfnstFlag value may be 1 only for the chroma component. That is, only the values of ApplyLfnstFlag[ 1 ] and ApplyLfnstFlag[ 2 ] can be 1, and ApplyLfnstFlag[ 0 ] becomes 0.
  • ApplyLfnstFlag[ 0 ] is a flag related only to the luma component, so its value is set only when it is not coded with a chroma split tree structure (that is, when it is coded with a single tree or luma split tree structure), Since ApplyLfnstFlag[ 1 ] and ApplyLfnstFlag[ 2 ] are flags related only to chroma components, their values can be set only when they are not coded with a luma split tree structure (that is, when coded with a single tree or chroma split tree structure).
  • the encoding apparatus 200 may perform LFNST based on the flag variable and the transform coefficients (S850).
  • 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 apparatus may encode and output image information including the LFNST index and residual information generated based on the flag variable ( S860 ).
  • the encoding apparatus may derive quantized transform coefficients by performing quantization based on the modified transform coefficients for the current block, and may encode and output image information including the LFNST index.
  • the encoding apparatus may generate residual information including information on 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.
  • 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 method according to this document described above 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, a computer, a smart phone, a set-top box, a 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, over the top video (OTT) device, internet streaming service providing device, three-dimensional (3D) video device, videophone 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, over the top video (OTT) device, internet streaming service providing device, three-dimensional (3D) video device, videophone 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.
  • FIG. 9 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 generates a bitstream by compressing content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, a camcorder, etc. into digital data, and transmits it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as a smart phone, 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 mediator informing the user of what kind of service is available.
  • 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, in this case, the control server serves to control the command/response between each device 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 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

Abstract

본 문서에 따른 영상 디코딩 방법은 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 수신하는 단계와; 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 변환 계수를 도출하는 단계와; 상기 LFNST 인덱스를 기반으로 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와; 상기 플래그 변수 및 상기 변환 계수를 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출될 수 있다.

Description

영상 코딩 방법 및 그 장치
본 문서는 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 인트라 예측에 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 기반으로 하는 효율적인 영상 코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 또 다른 기술적 과제는 트리 타입에 따라 적절하게 LFNST을 수행하기 위한 영상 코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 수신하는 단계와; 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 변환 계수를 도출하는 단계와; 상기 LFNST 인덱스를 기반으로 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와; 상기 플래그 변수 및 상기 변환 계수를 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출될 수 있다.
상기 플래그 변수는 루마 성분에 대한 제1 플래그 변수, Cb 성분에 대한 제2 플래그 변수 및 Cr 성분에 대한 제3 플래그 변수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 0으로 설정될 수 있다.
상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 루마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로 설정될 수 있다.
상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 1으로 설정될 수 있다.
상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고, 상기 현재 블록의 컬러 포맷이 4:4:4인 것에 기초하여, 상기 현재 블록의 크로마 성분에 대하여 상기 LFNS가 수행될 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계; 상기 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 상기 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와; 상기 플래그 변수 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출될 수 있다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행된 영상 인코딩 방법에 따라 생성된 인코딩된 영상 정보 및/또는 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/또는 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 기반으로 하는 영상 코딩 방법 및 장치의 효율을 높일 수 있다.
본 문서에 따르면 트리 타입에 따라 적절하게 LFNST을 수행할 수 있는 영상 코딩 방법 및 장치를 제공할 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 문서의 일 실시예에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 문서의 일 실시예에 따른 RST를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 문서의 일 실시예에 따른 크로마 포맷에 따른 샘플의 구성을 나타낸 것이다.
도 7은 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 8은 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 본 문서가 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 나타낸다.
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 문서에 따른 다중 변환 기법을 개략적으로 나타낸다.
도 4를 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(S410). 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 PCTKR2021005877-appb-T000001
변환부는 상기 (1차) 변환 계수들을 기반으로 2차 변환을 수행하여 수정된(2차) 변환 계수들을 도출할 수 있다(S420). 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.
이때, 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.
일 예에 따라, 인트라 예측 모드에 따라 4개의 변환 세트들이 매핑(mapping)은 예를 들어 다음 표와 같이 나타내어질 수 있다
Figure PCTKR2021005877-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(S450), 상기 (1차) 변환 계수들에 대하여 1차 (역)변환을 수행하여 레지듀얼 블록(레지듀얼 샘플들)을 획득할 수 있다(S460). 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. 또한, 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.
본 명세서에서 LFNST는 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, LFNST은 크기가 큰 블록의 변환 또는 비분리 변환 시 발생하는 연산 복잡도(complexity) 이슈를 해소하기 위해 이용될 수 있다.
한편, 2차 역변환이 LFNST를 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 5는 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 1과 같이 정의될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2021005877-appb-I000001
도 5의 (a)에 도시된 Reduced Transform 블록 내의 매트릭스 T는 수학식 1의 매트릭스 TRxN를 의미할 수 있다. 도 5의 (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 5의 (a)에 따른 RST는 아래의 수학식 2와 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.
[수학식 2]
Figure PCTKR2021005877-appb-I000002
수학식 2에서 r1 내지 r64는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타낼 수 있고, 보다 구체적으로, 일차 변환을 적용하여 생성된 변환 계수일 수 있다. 수학식 2의 연산 결과 대상 블록에 대한 변환 계수들 ci가 도출될 수 있으며, ci의 도출 과정은 수학식 3과 같을 수 있다.
[수학식 3]]
Figure PCTKR2021005877-appb-I000003
수학식 3의 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 LFNST를 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 1에 도시된 간소화 변환 매트릭스 TRxN과 트랜스포즈(transpose) 관계에 있다.
도 5의 (b)에 도시된 Reduced Inv. Transform 블록 내의 매트릭스 Tt는 역 RST 매트릭스 TRxN T을 의미할 수 있다(위첨자 T는 트랜스포즈를 의미한다). 도 5의 (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 TRxN T가 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 5의 (b)에 따른 RST는 아래의 수학식 4와 같은 행렬 연산으로 표현될 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2021005877-appb-I000004
수학식 4서 c1 내지 c16은 대상 블록에 대한 변환 계수들을 나타낼 수 있다. 수학식 4의 연산 결과 대상 블록에 대한 수정된 변환 계수들 또는 대상 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 나타내는 ri가 도출될 수 있으며, ri의 도출 과정은 수학식 5와 같을 수 있다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2021005877-appb-I000005
수학식 5의 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, 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.
일 예에 따라, LFNST 인덱스는 아래 표 3과 같이 코딩 유닛 레벨에서 시그널링 될 수 있고, 이러한 신택스 요소에 대한 시멘틱스는 표 4와 같다.
Figure PCTKR2021005877-appb-T000003
Figure PCTKR2021005877-appb-I000006
Figure PCTKR2021005877-appb-T000004
표 4에서 ApplyLfnstFlag는 LFNST의 적용 여부를 나타내는 변수로서, 표 5의 “8.7.3 Scaling process for transform coefficients” 절과 표 6의 “8.7.4 Transformation process for scaled transform coefficients” 절에서 참조된다. 표 5는 비트스트림으로부터 수신된 양자화된 변환 계수의 역양자화 과정을 나타낸 스펙 텍스트이고, 표 6은 역양자화된 변환 계수에 대한 변환 과정을 설명하는 스펙 텍스트이다.
표 5에서 cIdx가 지정하는 컬러 성분에 대해 ApplyLfnstFlag 값이 1이고 sps_scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag 값이 1인 경우, 해당 컬러 성분에 대해 양자화/역양자화 시 스케일링 리스트(scaling list)를 적용하지 않는다.
여기서, sps_scaling_matrix_for_lfnst_disabled_flag는 시퀀스 파라미터 세트에서 정의된 신택스 요소로서, 그 값이 1이면 LFNST가 적용될 때 스케일링 리스트를 적용하지 않는다는 것을 가리킨다. m[ x ][ y ]이 16으로 설정되는 것은 스케일링 리스트를 적용하지 않는다는 것을 나타낸다.
표 6에서와 같이 ApplyLfnstFlag 값이 1이면 cIdx가 가리키는 성분에 대해 LFNST가 적용되며 0이면 해당 성분에 대해 LFNST가 적용되지 않는다. 또한 표 6에서 cIdx가 가리키는 성분에 대해 ApplyLfnstFlag 값이 1이면 LFNST 변환 계수가 존재할 수 있는 영역을 나타내는 nonZeroW 변수와 nonZeroH 변수 값이 설정된다. nonZeroW와 nonZeroH는 해당 변환 블록 내의 좌상단 영역에 대한 가로 길이와 세로 길이를 각각 나타낸다.
보다 구체적으로 현재 VVC 표준에서는 현재 코딩되는 코딩 유닛(CU)이 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우, 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용할 수 있다. 루마 분리 트리와 크로마 분리 트리인 경우, 즉 듀얼 트리 구조에서는 각각 루마 성분과 크로마 성분에 대해 LFNST를 적용할 수 있다. 따라서, 표 4에서와 같이 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우(SINGLE_TREE)에 대해서는 “lfnst_idx > 0 && cIdx = = 0” 조건을 만족하는 경우, 즉 루마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다.
cIdx 값이 0이면 루마 성분인 것을 나타내며, cIdx 값이 1 또는 2이면 크로마 성분(각각 Cb, Cr)인 것을 가리킨다. lfnst_idx 값이 0이면 LFNST가 적용되지 않는 것을 가리키고, lfnst_idx 값이 0보다 크면 LFNST가 적용되는 것을 가리킨다.
Figure PCTKR2021005877-appb-T000005
Figure PCTKR2021005877-appb-T000006
Figure PCTKR2021005877-appb-I000007
하지만, 표 3에서와 같이 코딩 유닛 신택스 테이블에서 cIdx 값이 정의되어 있지 않기 때문에, lfnst_idx를 시그널링할 때는 cIdx 값을 참조할 수 없다. 또한, 표 3 내의 lfnst_idx는 코딩 유닛마다 한 번씩 시그널링되므로 해당 코딩 유닛을 구성하는 모든 성분들에 대해 동일한 lfnst_idx 값이 적용된다.
따라서, 표 4에서 ApplyLfnstFlag 변수 값을 결정하는 시점에서는 기본적으로 cIdx 값을 참조할 수 없다. 하지만, 표 5과 표 6에서 기술된 내용 대로 영상 코딩 과정이 수행되기 위해서는 cIdx 값의 변화에 따라 ApplyLfnstFlag 값도 함께 변해야 한다. 예를 들어, 현재 코딩 유닛이 싱글 트리 구조로 코딩되고 LFNST가 적용되는 경우 (lfnst_idx > 0), cIdx 값이 0, 1, 2로 변하면서 ApplyLfnstFlag 값이 각각 1, 0, 0으로 설정되어야 한다.
하지만, 표 4에 따르면, ApplyLfnstFlag 변수 값을 결정하는 시점에서 cIdx 값 자체도 참조할 수 없을 뿐만 아니라, cIdx 값에 따라 ApplyLfnstFlag 값이 함께 변한지 않는다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 표 7과 같이, ApplyLfnstFlag를 컬러 성분마다 각 컬러 성분에 대응하는 값을 갖는 1차원 어레이(ApplyLfnstFlag[ cIdx ])로 정의한 후, ApplyLfnstFlag[ cIdx ]를 참조하는 방법이 제안될 수 있다.
Figure PCTKR2021005877-appb-T000007
Figure PCTKR2021005877-appb-I000008
표 7에서 코딩 유닛이 싱글 트리 또는 루마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우에는 (즉, 표 7에서 “treeType != DUAL_TREE_CHROMA” 조건에 해당하고, DUAL_TREE_CHROMA는 크로마 분리 트리를 지시함), 루마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다. 즉, ApplyLfnstFlag[ 0 ] 값만이 1이 될 수 있고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 모두 0이 된다.
만약, 코딩 유닛이 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우에는 (즉, 표 7에서 “treeType = = DUAL_TREE_CHROMA” 조건에 해당함) 크로마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다. 즉, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ] 값만이 1이 될 수 있고, ApplyLfnstFlag[ 0 ]은 0이 된다.
표 7에 나타난 바와 같이, 표 5과 표 6의 모든 ApplyLfnstFlag에 대한 참조가 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]로 변경된다.
또는, 다른 일 실시예에 따라, 듀얼 트리 또는 싱글 트리인지 여부에 따라 LFNST의 적용 여부를 제어할 수 있고, 표 7 대신에 표 8과 같은 스펙 텍스트를 적용할 수도 있다.
Figure PCTKR2021005877-appb-T000008
Figure PCTKR2021005877-appb-I000009
표 8에서와 같이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값을 설정하는데 있어, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 루마 성분에만 관계되는 플래그이므로 크로마 분리 트리 구조로 코딩되지 않는 경우에만 (즉, 싱글 트리나 루마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우) 그 값이 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 크로마 성분에만 관련된 플래그이므로 루마 분리 트리 구조로 코딩되는지 않는 경우에만 (즉, 싱글 트리나 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우) 그 값이 설정될 수 있다.
루마 분리 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 0 ]만을 참조하게 되며, 크로마 분리 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]만을 참조하게 되고, 싱글 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 0 ]와 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]를 모두 참조하게 되므로, 표 8과 같이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값을 설정하여도 표 7과 동일한 동작을 수행하게 된다.
또한, 현재 VVC 표준에서 싱글 트리일 때는 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용할 수 있기 때문에, 표 8에 의하여 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우에 대해서는 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]가 모두 0으로 설정된다.
또 다른 실시예에 따라, 듀얼 트리/싱글 트리 구조와 컬러 성분에 따라 LFNST의 적용 여부를 제어할 수 있고, 표 7 대신에 표 9과 같은 스펙 텍스트를 적용할 수 있다.
Figure PCTKR2021005877-appb-T000009
Figure PCTKR2021005877-appb-I000010
표 9를 표 7와 비교했을 때 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] (cIdx = 0, 1, 2)에 대한 정의 부분만 상이하고 나머지는 동일하다.
표 9를 참조하여, 코딩 유닛이 어떤 트리 구조로 코딩되었는지와 cIdx 값에 따라 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] (cIdx = 0, 1, 2) 값이 어떻게 결정되는지 정리하면 다음과 같다.
1. 루마 분리 트리일 때
ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0
2. 크로마 분리 트리일 때
ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0
3. 싱글 트리일 때
ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0
ㆍ ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = 0
lfnst_idx (LFNST index) 값이 0보다 큰 것은 LFNST가 적용되는 것을 가리킨다. 상기에서 정리한 바와 같이 표 9에서 분리 트리 구조인 경우 컬러 성분에 상관 없이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]에 모두 같은 값이 설정되며, lfnst_idx 값이 0보다 크면 1로 설정되고 그렇지 않으면 0으로 설정된다.
루마 분리 트리인 경우 크로마 성분(cIdx = 1, 2)에 대하여 동작되지 않으므로 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]에 어떤 값이 설정되는지는 전체 변환 과정에 아무런 영향도 미치지 않는다. 유사하게 크로마 분리 트리인 경우 루마 성분(cIdx = 0)에 대하여 동작되지 않으므로 ApplyLfnstFlag[ 0 ]에 어떤 값이 설정되는지는 전체 변환 과정에 아무런 영향을 미치지 않는다.
표 7를 참조하여, 코딩 유닛이 어떤 트리 구조로 코딩되었는지와 cIdx 값에 따라 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] (cIdx = 0, 1, 2) 값이 어떻게 결정되는지 정리하면 다음과 같다.
1. 루마 분리 트리일 때
ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0
ㆍ ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = 0
2. 크로마 분리 트리일 때
ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = 0
ㆍ ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0
3. 싱글 트리일 때
ㆍ ApplyLfnstFlag[ 0 ] = ( lfnst_idx > 0 ) ? 1 : 0
ㆍ ApplyLfnstFlag[ 1 ] = ApplyLfnstFlag[ 2 ] = 0
상기에서 정리된 바와 같이 표 7의 경우는, 코딩되는 성분과 무관한 컬러 성분에 대하여 해당 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값을 0으로 설정한다.
보다 구체적으로, 루마 분리 트리의 경우 두 크로마 성분에 대한 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 모두 0으로 설정되고, 크로마 분리 트리인 경우 루마 성분에 대한 ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 0으로 설정된다. 코딩되는 성분과 무관한 컬러 성분은 어떠한 영상 처리 과정도 적용되지 않으므로 해당 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]를 0으로 설정하는 것이 개념적으로 타당할 수 있다.
한편, 일 예에 따라 4:4:4 컬러 포맷 영상에 대해 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우, LFNST 적용하는 것이 제안될 수 있다.
현재 표준에서는 여러 컬러 포맷이 지원되고 있으며 표 10과 같이 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 신택스 테이블에 포함되는 sps_chroma_format_idc와 sps_separate_colour_plane_flag에 의해 현재 코딩되는 영상에 대한 컬러 포맷이 지정될 수 있다
Figure PCTKR2021005877-appb-T000010
표 10에서 제시된 sps_chroma_format_idc와 sps_separate_colour_plane_flag에 대한 시멘틱스는 표 11과 같으며, 크로마 포맷은 표 12와 같이 sps_chroma_format_idc 및 sps_separate_colour_plane_flag 중 적어도 하나를 기반으로 시그널링될 수 있다.
Figure PCTKR2021005877-appb-T000011
Figure PCTKR2021005877-appb-T000012
도 6은 표 12의 컬러 포맷에 따른 샘플의 구성을 나타낸 것이다.
크로마 포맷 인덱스가 1, 즉 컬러 포맷이 4:2:0 샘플링은 두 개의 크로마 어레이의 높이 및 폭이 각각 루마 어레이의 높이와 폭의 절반인 것을 나타내고, 크로마 포맷 인덱스가 2, 즉 컬러 포맷이 4:2:2 샘플링은 두 개의 크로마 어레이의 높이는 루마 어레이와 높이와 같고, 폭은 루마 어레이 폭의 절반인 것을 나타낸다.
크로마 포맷 인덱스가 3, 즉 컬러 포맷이 4:4:4 샘플링은 크로마 어레이의 높이 및 폭이 루마 어레이의 높이 및 폭과 같은 것을 의미한다.
표 11에서와 같이 ChromaArrayType 변수는 sps_separate_colour_plane_flag 값이 0일 때는 sps_chroma_format_idc 값으로 설정되고, sps_separate_colour_plane_flag 값이 1일 때는 0으로 설정된다.
현재 VVC 표준에서는 하나의 코딩 유닛(CU)이 싱글 트리 구조로 코딩될 때 루마 성분에 대해서만 LFNST가 적용되도록 구성되어 있다. 하지만, 현재 코딩되는 영상에 대한 컬러 포맷이 4:4:4 포맷일 때 (즉, sps_chroma_format_idc 값이 3일 때), 코딩 유닛이 싱글 트리 구조로 코딩되더라도 크로마 성분들에 대하여 LFNST를 적용하도록 구성할 수 있다.
표 11에는 루마 성분(Y)과 크로마 성분(Cb, Cr)을 기준으로 컬러 포맷이 설명되었지만, GBR이나 RGB와 같이 다른 컬러 시스템에 적용되는 컬러 채널들에 대해서도 상기 제안이 동일하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 싱글 트리 구조로 코딩될 때 루마 성분이 그린(green) 채널에 매핑되고 크로마 성분이 블루(blue) 채널과 레드(red) 채널에 매핑된다면, 현재 VVC 표준에서는 싱글 트리 구조로 코딩될 때 그린 채널에만 LFNST가 적용될 수 있지만, 현재 코딩되는 영상에 대한 컬러 포맷이 4:4:4인 경우에 대해 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우 그린 채널, 블루 채널, 레드 채널에 대해 모두 LFNST를 적용하도록 구성할 수 있다.
현재 LFNST 인덱스는 코딩 유닛마다 하나씩 전송되므로, 4:4:4 컬러 포맷인 경우 싱글 트리 구조로 코딩된다면, 모든 컬러 채널들에 대해 동일한 LFNST 인덱스가 적용될 수 있다. 따라서, 각 컬러 채널에 대해 정해진 기준(예: 인트라 예측 모드, 변환 블록 크기 등)에 따라 적용될 LFNST 세트가 정해지면, 하나의 LFNST 인덱스를 가지고 해당 LFNST 세트를 구성하는 LFNST 커널 후보들 중 하나를 선택할 수 있다.
현재 VVC 표준에서는 ApplyLfnstFlag 변수를 컬러 채널에 따라 재설정하여 싱글 트리일 때는 루마 성분에 대해서만 LFNST가 활성화(enable)되도록 구성되어 있다. 상술된 표 4는 현재 VVC 스펙 텍스트에서 LFNST 인덱스 값(lfnst_idx)에 의해 ApplyLfnstFlag 변수가 어떻게 설정되는지 나타내고 있다.
표 4에서 cIdx는 어떤 컬러 채널인지를 가리키는 인덱스이며, YUV 컬러 시스템이 적용되는 경우 cIdx 값이 0인 것은 루마 성분인 것을 나타내고 cIdx 값이 1과 2인 것은 각각 Cb와 Cr 성분인 것을 나타낸다. 표 4에서 현재 코딩 유닛이 싱글 트리 구조로 코딩될 때는 (treeType이 SINGLE_TREE일 때는) cIdx 값이 0일 경우에만 ApplyLfnstFlag 변수 값이 1이 될 수 있으므로, 루마 성분에 대해서만 (또는 0 값을 가지는 cIdx이 가리키는 성분) LFNST가 적용될 수 있다. 표 4은 표 13에서와 같이 (A) 방식과 (B) 방식의 스펙 텍스트로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2021005877-appb-T000013
만약 4:4:4 컬러 포맷으로 구성된 영상 내부의 한 코딩 유닛이 싱글 트리 구조로 코딩되고, 크로마 성분에 대해서도 LFNST를 적용할 수 있도록 구성한다고 했을 때, 표 4과 표 13에서의 스펙 텍스트는 표 14와 같이 변경될 수 있다. 표 4과 표 13를 통해 제시된 세 가지 방식은, 표 14에서 (1번 방식), (2번 방식), (3번 방식)에 각각 대응된다).
Figure PCTKR2021005877-appb-T000014
Figure PCTKR2021005877-appb-I000011
표 14에서 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]는 (cIdx 값으로는 0, 1, 2가 가능) cIdx가 가리키는 성분에 대한 LFNST 적용 여부를 가리킨다. 보다 구체적으로 cIdx 값이 가리키는 성분에 대해 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값이 1이면 LFNST를 적용할 수 있고 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값이 0이면 LFNST를 적용할 수 없다.
상술하였듯이, 분리 컬러 플레인(separate color plane) 모드이면 (표 10에서의 sps_separate_colour_plane_flag 값이 1이면) ChromaArrayType 값이 0이 므로, 표 14는 4:4:4 컬러 포맷이라 할지라도 기존 스펙 텍스트(예컨대, 표 4 또는 표 13)와 동일한 방식으로 동작하게 된다.
보다 상세하게, 분리 컬러 플레인 모드인 경우에는 ChromaArrayType 값이 0이기 때문에, 표 14에서는 treeType (treeType이 SINLGE_TREE, DUAL_TREE_LUMA, DUAL_TREE_CHROMA인 것은 각각 싱글 트리, 루마 분리 트리, 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 것을 나타낸다) 값과 lfnst_idx 값이 0보다 큰지 여부만으로 ApplyLfnstFlag 또는 AppyLfnstFlag[ cIdx ] 값이 결정된다.
따라서, 표 14에 제시된 스펙 텍스트를 통해 분리 컬러 플레인 모드에 대해서도 원하는 동작이 수행된다. 참고로 분리 컬러 플레인 모드에서는 각 컬러 성분이 독립적으로 코딩되므로 LFNST 인덱스는 해당 컬러 성분에 대해서만 유효하며, 해당 컬러 성분은 0 값을 가지는 cIdx로 지정된다.
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 7은 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 디코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 7에 개시된 각 단계는 도 4 내지 도 6에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 3 내지 도 6에서 전술된 내용과 중복되는 구체적인 내용은 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
일 실시예에 따른 디코딩 장치(300)는, 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 수신할 수 있다(S710).
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 인덱스(LFNST 인덱스)에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
LFNST 인덱스는 신택스 정보로 코딩 유닛 레벨에서 시그널링될 수 있고, LFNST 인덱스가 시그널링 되기 위하여 표 3과 같이 다양한 조건이 만족되어야 한다.
LFNST 인덱스에 대한 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.
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(S720).
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 장치(300)는 현재 블록에 LFNST가 적용되는 경우 LFNST 인덱스를 기반으로 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출할 수 있다(S730).
플래그 변수 ApplyLfnstFlag는 LFNST 인덱스의 수신 후 설정될 수 있고, 이 시점에서는 현재 블록을 구성하는 컬러 성분에 대한 컬러 인덱스(cIdx)를 참조할 수 없다. 따라서, 본 실시예에 따르면 플래그 변수를 컬러 성분에 대응하는 값을 갖는 1차원 어레이(ApplyLfnstFlag[ cIdx ])로 정의할 수 있다. 즉, 플래그 변수 값은 현재 블록에 대한 각 컬러 성분 별도 도출될 수 있다. 여기서, 현재 블록은 코딩 유닛일 수 있다.
일 예에 따라, 표 7과 같이, 코딩 유닛이 싱글 트리 또는 루마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우에는 (즉, 표 7에서 “treeType != DUAL_TREE_CHROMA” 조건에 해당하고, DUAL_TREE_CHROMA는 크로마 분리 트리를 지시함), 루마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다. 즉, ApplyLfnstFlag[ 0 ] 값만이 1이 될 수 있고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 모두 0이 된다.
만약, 코딩 유닛이 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우에는 (즉, 표 7에서 “treeType = = DUAL_TREE_CHROMA” 조건에 해당함) 크로마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다. 즉, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ] 값만이 1이 될 수 있고, ApplyLfnstFlag[ 0 ]은 0이 된다.
또는, 표 8과 같이, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 루마 성분에만 관계되는 플래그이므로 크로마 분리 트리 구조로 코딩되지 않는 경우에만 (즉, 싱글 트리나 루마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우) 그 값이 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 크로마 성분에만 관련된 플래그이므로 루마 분리 트리 구조로 코딩되는지 않는 경우에만 (즉, 싱글 트리나 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우) 그 값이 설정될 수 있다.
즉, 듀얼 트리 루마인 경우, ApplyLfnstFlag[ 0 ]만 설정되고 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 설정되지 않으며, 듀얼 트리 크로마인 경우 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]만 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 설정되지 않는다.
루마 분리 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 0 ]만을 참조하게 되며, 크로마 분리 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]만을 참조하게 되고, 싱글 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 0 ]와 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]를 모두 참조하게 되므로, 표 8과 같이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값을 설정하여도 표 7과 동일한 동작을 수행하게 된다.
한편, 싱글 트리일 때는 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용할 수 있기 때문에, 표 8에 의하여 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우에 대해서는 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]가 모두 0으로 설정된다.
또는 다른 방식에 따라 표 9와 같이, 분리 트리 구조인 경우 컬러 성분에 상관 없이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]에 모두 같은 값이 설정되며, lfnst_idx 값이 0보다 크면 1로 설정되고 그렇지 않으면 0으로 설정된다.
루마 분리 트리인 경우 크로마 성분(cIdx = 1, 2)에 대하여 동작되지 않으므로 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]에 어떤 값이 설정되는지는 전체 변환 과정에 아무런 영향도 미치지 않는다. 유사하게 크로마 분리 트리인 경우 루마 성분(cIdx = 0)에 대하여 동작되지 않으므로 ApplyLfnstFlag[ 0 ]에 어떤 값이 설정되는지는 전체 변환 과정에 아무런 영향을 미치지 않는다.
표 9의 경우에도, 싱글 트리인 경우, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 lfnst_idx 값이 0보다 크면 1로 설정되고 그렇지 않으면 0으로 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]은 0으로 설정된다.
디코딩 장치(300)는, 플래그 변수 및 변환 계수를 기반으로 현재 블록에 LFNST를 수행할 수 있고, 이를 통해 변환 계수로부터 수정된 변환 계수들이 도출될수 있다(S740).
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.
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.
디코딩 장치(300)는, 역 1차 변환을 기반으로 역양자화된 변환 계수로부터 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S750).
이때 역 1차 변환은 통상적인 분리 변환이 사용될 수 있고, 상술된 MTS가 사용될 수도 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 8은 본 문서의 일 실시예에 따른 비디오 인코딩 장치의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 8에 개시된 각 단계는 도 4 내지 도 6에서 전술된 내용들 중 일부를 기반으로 한 것이다. 따라서, 도 2, 도 5 및 도 6에서 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(S810).
인코딩 장치(200)는, 예측 샘플들에 기초하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S820).
인코딩 장치(200)는, 1차 변환을 수행하여 변환 계수들을 도출할 수 있다(S830).
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 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 장치(200)는, 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출할 수 있다(S840).
인코딩 장치는 현재 블록을 구성하는 컬러 성분에 대한 컬러 인덱스(cIdx)에 참조하지 않고 플래그 변수 ApplyLfnstFlag를 도출할 수 있다. 본 실시예에 따르면 플래그 변수를 컬러 성분에 대응하는 값을 갖는 1차원 어레이(ApplyLfnstFlag[ cIdx ])로 정의할 수 있다. 즉, 플래그 변수 값은 현재 블록에 대한 각 컬러 성분 별도 도출될 수 있다. 여기서, 현재 블록은 코딩 유닛일 수 있다.
일 예에 따라, 표 7과 같이, 코딩 유닛이 싱글 트리 또는 루마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우에는 (즉, 표 7에서 “treeType != DUAL_TREE_CHROMA” 조건에 해당하고, DUAL_TREE_CHROMA는 크로마 분리 트리를 지시함), 루마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다. 즉, ApplyLfnstFlag[ 0 ] 값만이 1이 될 수 있고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 모두 0이 된다.
만약, 코딩 유닛이 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우에는 (즉, 표 7에서 “treeType = = DUAL_TREE_CHROMA” 조건에 해당함) 크로마 성분에 대해서만 ApplyLfnstFlag 값이 1이 될 수 있다. 즉, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ] 값만이 1이 될 수 있고, ApplyLfnstFlag[ 0 ]은 0이 된다.
또는, 표 8과 같이, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 루마 성분에만 관계되는 플래그이므로 크로마 분리 트리 구조로 코딩되지 않는 경우에만 (즉, 싱글 트리나 루마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우) 그 값이 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 크로마 성분에만 관련된 플래그이므로 루마 분리 트리 구조로 코딩되는지 않는 경우에만 (즉, 싱글 트리나 크로마 분리 트리 구조로 코딩되는 경우) 그 값이 설정될 수 있다.
즉, 듀얼 트리 루마인 경우, ApplyLfnstFlag[ 0 ]만 설정되고 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]는 설정되지 않으며, 듀얼 트리 크로마인 경우 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]만 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 설정되지 않는다.
루마 분리 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 0 ]만을 참조하게 되며, 크로마 분리 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]만을 참조하게 되고, 싱글 트리인 경우에는 ApplyLfnstFlag[ 0 ]와 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]를 모두 참조하게 되므로, 표 8과 같이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ] 값을 설정하여도 표 7과 동일한 동작을 수행하게 된다.
한편, 싱글 트리일 때는 루마 성분에 대해서만 LFNST를 적용할 수 있기 때문에, 표 8에 의하여 싱글 트리 구조로 코딩되는 경우에 대해서는 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]가 모두 0으로 설정된다.
또는 다른 방식에 따라 표 9와 같이, 분리 트리 구조인 경우 컬러 성분에 상관 없이 ApplyLfnstFlag[ cIdx ]에 모두 같은 값이 설정되며, lfnst_idx 값이 0보다 크면 1로 설정되고 그렇지 않으면 0으로 설정된다.
루마 분리 트리인 경우 크로마 성분(cIdx = 1, 2)에 대하여 동작되지 않으므로 ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]에 어떤 값이 설정되는지는 전체 변환 과정에 아무런 영향도 미치지 않는다. 유사하게 크로마 분리 트리인 경우 루마 성분(cIdx = 0)에 대하여 동작되지 않으므로 ApplyLfnstFlag[ 0 ]에 어떤 값이 설정되는지는 전체 변환 과정에 아무런 영향을 미치지 않는다.
표 9의 경우에도, 싱글 트리인 경우, ApplyLfnstFlag[ 0 ]는 lfnst_idx 값이 0보다 크면 1로 설정되고 그렇지 않으면 0으로 설정되고, ApplyLfnstFlag[ 1 ]과 ApplyLfnstFlag[ 2 ]은 0으로 설정된다.
인코딩 장치(200)는, 플래그 변수 및 변환 계수들을 기반으로 LFNST 를 수행할 수 있다(S850).
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 플래그 변수를 기반으로 생성된 LFNST 인덱스 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩 하여 출력할 수 있다(S860).
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 수정된 변환 계수들을 기반으로 양자화를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하고, LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 인코딩하여 출력할 수 있다.
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 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.
도 9는 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.

Claims (13)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 수신하는 단계와;
    상기 레지듀얼 정보를 기반으로 변환 계수들을 도출하는 단계와;
    상기 LFNST 인덱스를 기반으로 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와;
    상기 플래그 변수 및 상기 변환 계수를 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플래그 변수는 루마 성분에 대한 제1 플래그 변수, Cb 성분에 대한 제2 플래그 변수 및 Cr 성분에 대한 제3 플래그 변수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 루마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 1으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고, 상기 현재 블록의 컬러 포맷이 4:4:4인 것에 기초하여,
    상기 현재 블록의 크로마 성분에 대하여 상기 LFNS가 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  7. 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;
    상기 레지듀얼 샘플들에 1차 변환을 수행하여 변환 계수들을 도출하는 단계;
    상기 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와;
    상기 플래그 변수 및 상기 변환 계수들을 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계와;
    상기 플래그 변수를 기반으로 생성된 LFNST 인덱스 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩 하여 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플래그 변수는 루마 성분에 대한 제1 플래그 변수, Cb 성분에 대한 제2 플래그 변수 및 Cr 성분에 대한 제3 플래그 변수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 0으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 대상 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 루마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 플래그 변수는 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 듀얼 트리 크로마이고 상기 LFNST 인덱스의 값이 0보다 큰 것에 기초하여, 상기 제2 플래그 변수 및 상기 제3 플래그 변수는 1으로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 트리 타입이 싱글 트리이고, 상기 현재 블록의 컬러 포맷이 4:4:4인 것에 기초하여,
    상기 현재 블록의 크로마 성분에 대하여 상기 LFNS가 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  13. 영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 지시 정보가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체로서, 상기 영상 디코딩 방법은,
    비트스트림으로부터 레지듀얼 정보 및 LFNST 인덱스를 포함하는 영상 정보를 수신하는 단계와;
    상기 레지듀얼 정보를 기반으로 변환 계수를 도출하는 단계와;
    상기 LFNST 인덱스를 기반으로 현재 블록에 LFNST가 적용되는지 여부와 관련된 플래그 변수를 도출하는 단계와;
    상기 플래그 변수 및 상기 변환 계수를 기반으로 상기 LFNST를 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 플래그 변수는 상기 현재 블록의 각 컬러 성분별로 도출되는 것을 특징으로 하는 디지털 저장 매체.
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