WO2022211374A1 - 매핑 기반 비디오 코딩방법 및 장치 - Google Patents

매핑 기반 비디오 코딩방법 및 장치 Download PDF

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    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding

Definitions

  • the present disclosure relates to a mapping-based video coding method and apparatus.
  • video data Since video data has a large amount of data compared to audio data or still image data, it requires a lot of hardware resources including memory to store or transmit itself without compression processing.
  • an encoder when storing or transmitting video data, an encoder is used to compress and store or transmit the video data, and a decoder receives, decompresses, and reproduces the compressed video data.
  • a video compression technique there are H.264/AVC, High Efficiency Video Coding (HEVC), and the like, and Versatile Video Coding (VVC), which improves encoding efficiency by about 30% or more compared to HEVC.
  • the present disclosure provides video coding for generating a prediction block of a current block with reference to a mapped image when an image encoding apparatus transmits mapping data related to image mapping and an image decoding apparatus decodes a current block based on the mapping data It is an object to provide a method and apparatus.
  • entropy of decoding the residual block and mapping data of the current block decryption unit after decoding a prediction mode of intra prediction of a current block from a bitstream or decoding a reference picture index and a motion vector of inter prediction, entropy of decoding the residual block and mapping data of the current block decryption unit; a mapping unit that maps the reference picture from an original range to a mapping range using the mapping data with respect to a reference picture selected based on the reference picture index from reference images; a prediction unit generating a prediction block of the current block by performing the intra prediction by applying the prediction mode to previous reconstruction blocks or performing the inter prediction by applying the motion vector to the mapped reference picture; an adder for generating a reconstructed block included in a reconstructed image by adding the prediction block and the residual block; an inverse mapping unit configured to inversely map the reconstructed image from the mapping range to the original range using inverse mapping data corresponding to the mapping data; a loop filter unit performing loop filtering on the demapped reconstructed image, wherein
  • an image decoding method performed by a computing device, after decoding a prediction mode of intra prediction of a current block from a bitstream or decoding a reference picture index and a motion vector of inter prediction, decoding the residual block and mapping data of the current block; selecting a reference picture from reference images stored in a memory using the reference picture index and mapping the reference picture from an original range to a mapping range using the mapping data; generating the prediction block of the current block by performing the intra prediction by applying the prediction mode to previous reconstruction blocks or performing the inter prediction by applying the motion vector to the mapped reference picture; generating a reconstructed block included in a reconstructed image by adding the prediction block and the residual block; inverse mapping the reconstructed image from the mapping range to the original range using inverse mapping data corresponding to the mapping data; applying loop filtering to the demapped reconstructed image; and storing the filtered reconstructed image in the memory while being included in the reference images.
  • mapping data of the current block after obtaining a prediction mode of intra prediction of a current block from an upper step or obtaining a reference picture index and a motion vector of inter prediction, obtaining mapping data of the current block; mapping the current block from an original range to a mapping range using the mapping data; selecting a reference picture from reference images stored in a memory using the reference picture index and mapping the reference picture from an original range to a mapping range using the mapping data; generating the prediction block of the current block by performing the intra prediction by applying the prediction mode to previous reconstruction blocks or performing the inter prediction by applying the motion vector to the mapped reference picture; A residual block is generated by subtracting the prediction block from the current block, a bitstream is generated by encoding the residual block, a reconstructed residual block is generated from the residual block, and the reconstructed residual block and the prediction block are added.
  • the image encoding apparatus transmits mapping data related to image mapping and the image decoding apparatus decodes the current block based on the mapping data, referring to the mapped image,
  • the image decoding apparatus decodes the current block based on the mapping data, referring to the mapped image
  • FIG. 1 is an exemplary block diagram of an image encoding apparatus that can implement techniques of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method of dividing a block using a QTBTTT structure.
  • 3A and 3B are diagrams illustrating a plurality of intra prediction modes including wide-angle intra prediction modes.
  • FIG. 4 is an exemplary diagram of a neighboring block of the current block.
  • FIG. 5 is an exemplary block diagram of an image decoding apparatus capable of implementing the techniques of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a block diagram conceptually illustrating a mapping-based image encoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram illustrating a mapping relationship according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is another view of the present disclosure. It is an exemplary diagram illustrating a mapping relationship according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a block diagram conceptually illustrating a mapping-based image decoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a mapping-based image encoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a mapping-based image decoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is an exemplary block diagram of an image encoding apparatus that can implement techniques of the present disclosure.
  • an image encoding apparatus and sub-components of the apparatus will be described with reference to FIG. 1 .
  • the image encoding apparatus includes a picture division unit 110 , a prediction unit 120 , a subtractor 130 , a transform unit 140 , a quantization unit 145 , a reordering unit 150 , an entropy encoding unit 155 , and an inverse quantization unit. 160 , an inverse transform unit 165 , an adder 170 , a loop filter unit 180 , and a memory 190 may be included.
  • Each component of the image encoding apparatus may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • the function of each component may be implemented as software and the microprocessor may be implemented to execute the function of software corresponding to each component.
  • One image is composed of one or more sequences including a plurality of pictures.
  • Each picture is divided into a plurality of regions, and encoding is performed for each region.
  • one picture is divided into one or more tiles and/or slices.
  • one or more tiles may be defined as a tile group.
  • Each tile or/slice is divided into one or more Coding Tree Units (CTUs).
  • CTUs Coding Tree Units
  • each CTU is divided into one or more CUs (Coding Units) by a tree structure.
  • Information applied to each CU is encoded as a syntax of the CU, and information commonly applied to CUs included in one CTU is encoded as a syntax of the CTU.
  • information commonly applied to all blocks in one slice is encoded as a syntax of a slice header
  • information applied to all blocks constituting one or more pictures is a picture parameter set (PPS) or a picture. encoded in the header.
  • PPS picture parameter set
  • information commonly referenced by a plurality of pictures is encoded in a sequence parameter set (SPS).
  • SPS sequence parameter set
  • VPS video parameter set
  • information commonly applied to one tile or tile group may be encoded as a syntax of a tile or tile group header. Syntaxes included in the SPS, PPS, slice header, tile, or tile group header may be referred to as high-level syntax.
  • the picture divider 110 determines the size of a coding tree unit (CTU).
  • CTU size Information on the size of the CTU (CTU size) is encoded as a syntax of the SPS or PPS and transmitted to the video decoding apparatus.
  • the picture divider 110 divides each picture constituting an image into a plurality of coding tree units (CTUs) having a predetermined size, and then repeatedly divides the CTUs using a tree structure. (recursively) divide.
  • a leaf node in the tree structure becomes a coding unit (CU), which is a basic unit of encoding.
  • CU coding unit
  • a quadtree in which a parent node (or parent node) is divided into four child nodes (or child nodes) of the same size, or a binary tree (BinaryTree) in which a parent node is divided into two child nodes , BT), or a ternary tree (TT) in which a parent node is divided into three child nodes in a 1:2:1 ratio, or a structure in which two or more of these QT structures, BT structures, and TT structures are mixed have.
  • a QuadTree plus BinaryTree (QTBT) structure may be used, or a QuadTree plus BinaryTree TernaryTree (QTBTTT) structure may be used.
  • BTTT may be collectively referred to as a Multiple-Type Tree (MTT).
  • MTT Multiple-Type Tree
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method of dividing a block using a QTBTTT structure.
  • the CTU may be first divided into a QT structure.
  • the quadtree splitting may be repeated until the size of a splitting block reaches the minimum block size (MinQTSize) of a leaf node allowed in QT.
  • a first flag (QT_split_flag) indicating whether each node of the QT structure is split into four nodes of a lower layer is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the image decoding apparatus. If the leaf node of the QT is not larger than the maximum block size (MaxBTSize) of the root node allowed in the BT, it may be further divided into any one or more of the BT structure or the TT structure.
  • MaxBTSize maximum block size
  • a plurality of division directions may exist in the BT structure and/or the TT structure. For example, there may be two directions in which the block of the corresponding node is divided horizontally and vertically.
  • a second flag indicating whether or not nodes are split
  • a flag indicating additional splitting direction vertical or horizontal
  • split and/or split type Boary or Ternary
  • a CU split flag (split_cu_flag) indicating whether the node is split is encoded it might be
  • the CU split flag (split_cu_flag) value indicates that it is not split
  • the block of the corresponding node becomes a leaf node in the split tree structure and becomes a coding unit (CU), which is a basic unit of coding.
  • the CU split flag (split_cu_flag) value indicates to be split, the image encoding apparatus starts encoding from the first flag in the above-described manner.
  • split_flag split flag indicating whether each node of the BT structure is split into blocks of a lower layer
  • split type information indicating a split type are encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the image decoding apparatus.
  • split_flag split flag
  • the asymmetric form may include a form in which the block of the corresponding node is divided into two rectangular blocks having a size ratio of 1:3, or a form in which the block of the corresponding node is divided in a diagonal direction.
  • a CU may have various sizes depending on the QTBT or QTBTTT split from the CTU.
  • a block corresponding to a CU to be encoded or decoded ie, a leaf node of QTBTTT
  • a 'current block' a block corresponding to a CU to be encoded or decoded
  • the shape of the current block may be not only a square but also a rectangle.
  • the prediction unit 120 generates a prediction block by predicting the current block.
  • the prediction unit 120 includes an intra prediction unit 122 and an inter prediction unit 124 .
  • each of the current blocks in a picture may be predictively coded.
  • the prediction of the current block is performed using an intra prediction technique (using data from the picture containing the current block) or inter prediction technique (using data from a picture coded before the picture containing the current block). can be performed.
  • Inter prediction includes both uni-prediction and bi-prediction.
  • the intra prediction unit 122 predicts pixels in the current block by using pixels (reference pixels) located around the current block in the current picture including the current block.
  • a plurality of intra prediction modes exist according to a prediction direction.
  • the plurality of intra prediction modes may include two non-directional modes including a planar mode and a DC mode and 65 directional modes. According to each prediction mode, the neighboring pixels to be used and the calculation expression are defined differently.
  • directional modes (Nos. 67 to 80 and No. -1 to No. -14 intra prediction modes) shown by dotted arrows in FIG. 3B may be additionally used. These may be referred to as “wide angle intra-prediction modes”. Arrows in FIG. 3B indicate corresponding reference samples used for prediction, not prediction directions. The prediction direction is opposite to the direction indicated by the arrow.
  • the wide-angle intra prediction modes are modes in which a specific directional mode is predicted in the opposite direction without additional bit transmission when the current block is rectangular. In this case, among the wide-angle intra prediction modes, some wide-angle intra prediction modes available for the current block may be determined by the ratio of the width to the height of the rectangular current block.
  • the wide-angle intra prediction modes having an angle smaller than 45 degrees are available when the current block has a rectangular shape with a height smaller than the width, and a wide angle having an angle greater than -135 degrees.
  • the intra prediction modes are available when the current block has a rectangular shape with a width greater than a height.
  • the intra prediction unit 122 may determine an intra prediction mode to be used for encoding the current block.
  • the intra prediction unit 122 may encode the current block using several intra prediction modes and select an appropriate intra prediction mode to use from the tested modes. For example, the intra prediction unit 122 calculates bit rate distortion values using rate-distortion analysis for several tested intra prediction modes, and has the best bit rate distortion characteristics among the tested modes. An intra prediction mode may be selected.
  • the intra prediction unit 122 selects one intra prediction mode from among a plurality of intra prediction modes, and predicts the current block by using a neighboring pixel (reference pixel) determined according to the selected intra prediction mode and an arithmetic expression.
  • Information on the selected intra prediction mode is encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the image decoding apparatus.
  • the inter prediction unit 124 generates a prediction block for the current block by using a motion compensation process.
  • the inter prediction unit 124 searches for a block most similar to the current block in the coded and decoded reference picture before the current picture, and generates a prediction block for the current block using the searched block. Then, a motion vector (MV) corresponding to displacement between the current block in the current picture and the prediction block in the reference picture is generated.
  • MV motion vector
  • motion estimation is performed for a luma component, and a motion vector calculated based on the luma component is used for both the luma component and the chroma component.
  • Motion information including information on a reference picture and information on a motion vector used to predict the current block is encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the image decoding apparatus.
  • the inter prediction unit 124 may perform interpolation on a reference picture or reference block in order to increase prediction accuracy. That is, subsamples between two consecutive integer samples are interpolated by applying filter coefficients to a plurality of consecutive integer samples including the two integer samples.
  • the motion vector may be expressed up to the precision of the decimal unit rather than the precision of the integer sample unit.
  • the precision or resolution of the motion vector may be set differently for each unit of a target region to be encoded, for example, a slice, a tile, a CTU, or a CU.
  • AMVR adaptive motion vector resolution
  • information on the motion vector resolution to be applied to each target region should be signaled for each target region.
  • the target region is a CU
  • information on motion vector resolution applied to each CU is signaled.
  • the information on the motion vector resolution may be information indicating the precision of a differential motion vector, which will be described later.
  • the inter prediction unit 124 may perform inter prediction using bi-prediction.
  • bidirectional prediction two reference pictures and two motion vectors indicating the position of a block most similar to the current block in each reference picture are used.
  • the inter prediction unit 124 selects a first reference picture and a second reference picture from the reference picture list 0 (RefPicList0) and the reference picture list 1 (RefPicList1), respectively, and searches for a block similar to the current block in each reference picture. A first reference block and a second reference block are generated. Then, the prediction block for the current block is generated by averaging or weighting the first reference block and the second reference block.
  • motion information including information on two reference pictures and information on two motion vectors used to predict the current block is transmitted to the encoder 150 .
  • the reference picture list 0 is composed of pictures before the current picture in display order among the restored pictures
  • the reference picture list 1 is composed of pictures after the current picture in the display order among the restored pictures. have.
  • the present invention is not limited thereto, and in display order, the restored pictures after the current picture may be further included in the reference picture list 0, and conversely, the restored pictures before the current picture are additionally added to the reference picture list 1. may be included.
  • the motion information of the current block may be transmitted to the image decoding apparatus by encoding information for identifying the neighboring block. This method is called 'merge mode'.
  • the inter prediction unit 124 selects a predetermined number of merge candidate blocks (hereinafter, referred to as 'merge candidates') from neighboring blocks of the current block.
  • the left block (A0), the lower left block (A1), the upper block (B0), and the upper right block (B1) adjacent to the current block in the current picture. ), and all or part of the upper left block (A2) may be used.
  • a block located in a reference picture (which may be the same as or different from the reference picture used to predict the current block) other than the current picture in which the current block is located may be used as a merge candidate.
  • a block co-located with the current block in the reference picture or blocks adjacent to the co-located block may be further used as merge candidates. If the number of merge candidates selected by the above-described method is smaller than the preset number, a 0 vector is added to the merge candidates.
  • the inter prediction unit 124 constructs a merge list including a predetermined number of merge candidates by using these neighboring blocks.
  • a merge candidate to be used as motion information of the current block is selected from among the merge candidates included in the merge list, and merge index information for identifying the selected candidate is generated.
  • the generated merge index information is encoded by the encoder 150 and transmitted to the image decoding apparatus.
  • the merge skip mode is a special case of the merge mode. After performing quantization, when all transform coefficients for entropy encoding are close to zero, only neighboring block selection information is transmitted without transmission of a residual signal. By using the merge skip mode, it is possible to achieve relatively high encoding efficiency in an image with little motion, a still image, or a screen content image.
  • merge mode and the merge skip mode are collectively referred to as a merge/skip mode.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the inter prediction unit 124 derives motion vector prediction candidates for the motion vector of the current block using neighboring blocks of the current block.
  • neighboring blocks used to derive prediction motion vector candidates the left block (A0), the lower left block (A1), the upper block (B0), and the upper right block (A0) adjacent to the current block in the current picture shown in FIG. B1), and all or part of the upper left block (A2) may be used.
  • a block located in a reference picture (which may be the same as or different from the reference picture used to predict the current block) other than the current picture in which the current block is located is used as a neighboring block used to derive prediction motion vector candidates.
  • a block co-located with the current block in the reference picture or blocks adjacent to the co-located block may be used. If the number of motion vector candidates is smaller than the preset number by the method described above, 0 vectors are added to the motion vector candidates.
  • the inter prediction unit 124 derives prediction motion vector candidates by using the motion vectors of the neighboring blocks, and determines a predicted motion vector with respect to the motion vector of the current block by using the prediction motion vector candidates. Then, a differential motion vector is calculated by subtracting the predicted motion vector from the motion vector of the current block.
  • the prediction motion vector may be obtained by applying a predefined function (eg, a median value, an average value operation, etc.) to the prediction motion vector candidates.
  • a predefined function eg, a median value, an average value operation, etc.
  • the image decoding apparatus also knows the predefined function.
  • the neighboring block used to derive the prediction motion vector candidate is a block that has already been encoded and decoded
  • the video decoding apparatus already knows the motion vector of the neighboring block. Therefore, the image encoding apparatus does not need to encode information for identifying the prediction motion vector candidate. Accordingly, in this case, information on a differential motion vector and information on a reference picture used to predict the current block are encoded.
  • the prediction motion vector may be determined by selecting any one of the prediction motion vector candidates.
  • information for identifying the selected prediction motion vector candidate is additionally encoded together with information on the differential motion vector and information on the reference picture used to predict the current block.
  • the subtractor 130 generates a residual block by subtracting the prediction block generated by the intra prediction unit 122 or the inter prediction unit 124 from the current block.
  • the transform unit 140 transforms the residual signal in the residual block having pixel values in the spatial domain into transform coefficients in the frequency domain.
  • the transform unit 140 may transform the residual signals in the residual block by using the entire size of the residual block as a transform unit, or divide the residual block into a plurality of sub-blocks and use the sub-blocks as transform units to perform transformation. You may.
  • the residual signals may be transformed by dividing the sub-block into two sub-blocks, which are a transform region and a non-transform region, and use only the transform region sub-block as a transform unit.
  • the transform region subblock may be one of two rectangular blocks having a size ratio of 1:1 based on the horizontal axis (or vertical axis).
  • the flag (cu_sbt_flag) indicating that only the subblock is transformed, the vertical/horizontal information (cu_sbt_horizontal_flag), and/or the position information (cu_sbt_pos_flag) are encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the video decoding apparatus.
  • the size of the transform region subblock may have a size ratio of 1:3 based on the horizontal axis (or vertical axis). Signaled to the decoding device.
  • the transform unit 140 may separately transform the residual block in a horizontal direction and a vertical direction.
  • various types of transformation functions or transformation matrices may be used.
  • a pair of transform functions for horizontal transformation and vertical transformation may be defined as a multiple transform set (MTS).
  • the transform unit 140 may select one transform function pair having the best transform efficiency among MTSs and transform the residual blocks in horizontal and vertical directions, respectively.
  • Information (mts_idx) on the transform function pair selected from among MTS is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the image decoding apparatus.
  • the quantization unit 145 quantizes the transform coefficients output from the transform unit 140 using a quantization parameter, and outputs the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 155 .
  • the quantization unit 145 may directly quantize a related residual block for a certain block or frame without transformation.
  • the quantization unit 145 may apply different quantization coefficients (scaling values) according to positions of the transform coefficients in the transform block.
  • a quantization matrix applied to two-dimensionally arranged quantized transform coefficients may be encoded and signaled to an image decoding apparatus.
  • the rearrangement unit 150 may rearrange the coefficient values on the quantized residual values.
  • the reordering unit 150 may change a two-dimensional coefficient array into a one-dimensional coefficient sequence by using coefficient scanning. For example, the reordering unit 150 may output a one-dimensional coefficient sequence by scanning from DC coefficients to coefficients in a high frequency region using a zig-zag scan or a diagonal scan. .
  • a vertical scan for scanning a two-dimensional coefficient array in a column direction and a horizontal scan for scanning a two-dimensional block shape coefficient in a row direction may be used instead of the zig-zag scan according to the size of the transform unit and the intra prediction mode. That is, a scanning method to be used among a zig-zag scan, a diagonal scan, a vertical scan, and a horizontal scan may be determined according to the size of the transform unit and the intra prediction mode.
  • the entropy encoding unit 155 uses various encoding methods such as Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code (CABAC) and Exponential Golomb to convert the one-dimensional quantized transform coefficients output from the reordering unit 150 .
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code
  • Exponential Golomb Exponential Golomb
  • the entropy encoder 155 encodes information such as a CTU size, a CU split flag, a QT split flag, an MTT split type, an MTT split direction, etc. related to block splitting, so that the video decoding apparatus divides the block in the same way as the video encoding apparatus. to be able to divide. Also, the entropy encoding unit 155 encodes information on a prediction type indicating whether the current block is encoded by intra prediction or inter prediction, and intra prediction information (ie, intra prediction) according to the prediction type.
  • Mode information or inter prediction information (information on an encoding mode (merge mode or AMVP mode) of motion information, a merge index in the case of a merge mode, and a reference picture index and information on a differential motion vector in the case of an AMVP mode) is encoded.
  • the entropy encoder 155 encodes information related to quantization, that is, information about a quantization parameter and information about a quantization matrix.
  • the inverse quantization unit 160 inverse quantizes the quantized transform coefficients output from the quantization unit 145 to generate transform coefficients.
  • the inverse transform unit 165 restores the residual block by transforming the transform coefficients output from the inverse quantization unit 160 from the frequency domain to the spatial domain.
  • the addition unit 170 restores the current block by adding the reconstructed residual block to the prediction block generated by the prediction unit 120 . Pixels in the reconstructed current block are used as reference pixels when intra-predicting the next block.
  • the loop filter unit 180 reconstructs pixels to reduce blocking artifacts, ringing artifacts, blurring artifacts, etc. generated due to block-based prediction and transformation/quantization. filter on them.
  • the filter unit 180 may include all or a part of a deblocking filter 182, a sample adaptive offset (SAO) filter 184, and an adaptive loop filter (ALF) 186 as an in-loop filter. .
  • SAO sample adaptive offset
  • ALF adaptive loop filter
  • the deblocking filter 182 filters the boundary between the reconstructed blocks in order to remove a blocking artifact caused by block-by-block encoding/decoding, and the SAO filter 184 and alf 186 deblocking filtering Additional filtering is performed on the captured image.
  • the SAO filter 184 and the alf 186 are filters used to compensate for the difference between the reconstructed pixel and the original pixel caused by lossy coding.
  • the SAO filter 184 improves encoding efficiency as well as subjective image quality by applying an offset in units of CTUs.
  • the ALF 186 performs block-by-block filtering, and compensates for distortion by applying different filters by classifying the edge of the corresponding block and the degree of change.
  • Information on filter coefficients to be used for ALF may be encoded and signaled to an image decoding apparatus.
  • the restored block filtered through the deblocking filter 182 , the SAO filter 184 , and the ALF 186 is stored in the memory 190 .
  • the reconstructed picture may be used as a reference picture for inter prediction of blocks in a picture to be encoded later.
  • FIG. 5 is an exemplary block diagram of an image decoding apparatus capable of implementing the techniques of the present disclosure.
  • an image decoding apparatus and sub-components of the apparatus will be described with reference to FIG. 5 .
  • the image decoding apparatus includes an entropy decoding unit 510, a reordering unit 515, an inverse quantization unit 520, an inverse transform unit 530, a prediction unit 540, an adder 550, a loop filter unit 560, and a memory ( 570) may be included.
  • each component of the image decoding apparatus may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • the function of each component may be implemented as software and the microprocessor may be implemented to execute the function of software corresponding to each component.
  • the entropy decoding unit 510 decodes the bitstream generated by the image encoding apparatus and extracts information related to block division to determine a current block to be decoded, and prediction information and residual signal required to reconstruct the current block. extract information, etc.
  • the entropy decoder 510 extracts information on the CTU size from a sequence parameter set (SPS) or a picture parameter set (PPS) to determine the size of the CTU, and divides the picture into CTUs of the determined size. Then, the CTU is determined as the uppermost layer of the tree structure, that is, the root node, and the CTU is divided using the tree structure by extracting division information on the CTU.
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • a first flag (QT_split_flag) related to QT splitting is first extracted and each node is split into four nodes of a lower layer.
  • the second flag (MTT_split_flag) related to the split of MTT and the split direction (vertical / horizontal) and / or split type (binary / ternary) information are extracted and the corresponding leaf node is set to MTT split into structures. Accordingly, each node below the leaf node of the QT is recursively divided into a BT or TT structure.
  • a CU split flag (split_cu_flag) indicating whether a CU is split is extracted first, and when the block is split, a first flag (QT_split_flag) is extracted.
  • each node may have zero or more repeated MTT splits after zero or more repeated QT splits. For example, in the CTU, MTT division may occur immediately, or conversely, only multiple QT divisions may occur.
  • a first flag (QT_split_flag) related to QT splitting is extracted and each node is split into four nodes of a lower layer. And, for a node corresponding to a leaf node of QT, a split flag (split_flag) indicating whether to further split into BT and split direction information are extracted.
  • the entropy decoding unit 510 determines a current block to be decoded by using the tree structure division, information on a prediction type indicating whether the current block is intra-predicted or inter-predicted is extracted.
  • the prediction type information indicates intra prediction
  • the entropy decoder 510 extracts a syntax element for intra prediction information (intra prediction mode) of the current block.
  • the prediction type information indicates inter prediction
  • the entropy decoding unit 510 extracts a syntax element for the inter prediction information, that is, information indicating a motion vector and a reference picture referenced by the motion vector.
  • the entropy decoding unit 510 extracts quantization-related information and information on quantized transform coefficients of the current block as information on the residual signal.
  • the reordering unit 515 re-orders the sequence of one-dimensional quantized transform coefficients entropy-decoded by the entropy decoding unit 510 in a reverse order of the coefficient scanning order performed by the image encoding apparatus into a two-dimensional coefficient array (that is, block) can be changed.
  • the inverse quantization unit 520 inversely quantizes the quantized transform coefficients and inversely quantizes the quantized transform coefficients using the quantization parameter.
  • the inverse quantizer 520 may apply different quantization coefficients (scaling values) to the two-dimensionally arranged quantized transform coefficients.
  • the inverse quantizer 520 may perform inverse quantization by applying a matrix of quantization coefficients (scaling values) from the image encoding apparatus to a two-dimensional array of quantized transform coefficients.
  • the inverse transform unit 530 inversely transforms the inverse quantized transform coefficients from the frequency domain to the spatial domain to reconstruct residual signals to generate a residual block for the current block.
  • the inverse transform unit 530 when the inverse transform unit 530 inversely transforms only a partial region (subblock) of the transform block, a flag (cu_sbt_flag) indicating that only the subblock of the transform block has been transformed, and vertical/horizontal information (cu_sbt_horizontal_flag) of the subblock ) and/or subblock position information (cu_sbt_pos_flag), and by inversely transforming the transform coefficients of the corresponding subblock from the frequency domain to the spatial domain, the residual signals are restored. By filling in , the final residual block for the current block is created.
  • the inverse transform unit 530 determines a transform function or a transform matrix to be applied in the horizontal and vertical directions, respectively, using the MTS information (mts_idx) signaled from the image encoding apparatus, and uses the determined transform function. Inverse transform is performed on transform coefficients in the transform block in the horizontal and vertical directions.
  • the predictor 540 may include an intra predictor 542 and an inter predictor 544 .
  • the intra prediction unit 542 is activated when the prediction type of the current block is intra prediction
  • the inter prediction unit 544 is activated when the prediction type of the current block is inter prediction.
  • the intra prediction unit 542 determines the intra prediction mode of the current block from among the plurality of intra prediction modes from the syntax elements for the intra prediction mode extracted from the entropy decoding unit 510, and references the vicinity of the current block according to the intra prediction mode. Predict the current block using pixels.
  • the inter prediction unit 544 determines a motion vector of the current block and a reference picture referenced by the motion vector by using the syntax element for the inter prediction mode extracted from the entropy decoding unit 510, and divides the motion vector and the reference picture. is used to predict the current block.
  • the adder 550 reconstructs the current block by adding the residual block output from the inverse transform unit and the prediction block output from the inter prediction unit or the intra prediction unit. Pixels in the reconstructed current block are used as reference pixels when intra-predicting a block to be decoded later.
  • the loop filter unit 560 may include a deblocking filter 562 , an SAO filter 564 , and an ALF 566 as an in-loop filter.
  • the deblocking filter 562 deblocks and filters the boundary between the reconstructed blocks in order to remove a blocking artifact caused by block-by-block decoding.
  • the SAO filter 564 and the ALF 566 perform additional filtering on the reconstructed block after deblocking filtering in order to compensate for the difference between the reconstructed pixel and the original pixel caused by lossy coding.
  • the filter coefficients of the ALF are determined using information about the filter coefficients decoded from the non-stream.
  • the restored block filtered through the deblocking filter 562 , the SAO filter 564 , and the ALF 566 is stored in the memory 570 .
  • the reconstructed picture is used as a reference picture for inter prediction of blocks in a picture to be encoded later.
  • This embodiment relates to encoding and decoding of an image (video) as described above.
  • the image encoding apparatus transmits mapping data related to image mapping and the image decoding apparatus decodes the current block based on the mapping data, video coding for generating a prediction block of the current block with reference to the mapped image Methods and apparatus are provided.
  • CU may be used as a meaning of a unit for performing encoding or may be used as a meaning for a unit for performing decoding.
  • FIG. 6 is a block diagram conceptually illustrating a mapping-based image encoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image encoding apparatus performs adaptive mapping on luma and chroma samples, and uses the mapped luma and chroma samples to perform encoding.
  • the video encoding apparatus may include a first mapping unit 602 , a second mapping unit 604 , and an inverse mapping unit 606 .
  • a first mapping unit 602 a mapping unit 602 , a second mapping unit 604 , and an inverse mapping unit 606 .
  • the first mapping unit 602 maps sample values of an original range to sample values of a mapping range using a mapping relationship with respect to a current block in the current image.
  • the original range indicates a range in which sample values of the original image are included, and the mapping range corresponds to the original range and is generated by a mapping relationship.
  • the mapped current block may be transmitted to the prediction unit 120 and used for intra/inter prediction, or may be transmitted to the subtractor 130 and used to generate a residual block.
  • the second mapping unit 604 maps reference samples to sample values of a mapping range with respect to a reference picture by using a mapping relationship. Since each picture may be encoded using a different mapping relationship for each picture, a mapping relationship used for encoding a reference picture may be used during mapping. Accordingly, the mapping relationship applied to the reference picture may be different from the mapping relationship applied to the current block.
  • the mapped reference picture is transmitted to the inter prediction unit 124 .
  • the inter prediction unit 124 searches for a prediction block of a current block in a reference picture using a motion prediction and compensation process. As described above, the motion vector corresponds to the displacement between the current block and the prediction block.
  • Sample values of the mapping range generated by the first mapping unit 602 and the second mapping unit 604 are, as illustrated in FIG. 6 , the transform unit 140, the quantization unit 145, and the entropy encoding unit ( 155), the inverse quantization unit 160 , the inverse transform unit 165 , and the prediction unit 120 .
  • the inverse mapping unit 606 inversely maps the restored sample values to the sample values in the original range by using the inverse mapping relation of the first mapping relation with respect to the restored block generated by the adder 170 .
  • sample values of the original range generated by the inverse mapping unit 606 are used in the loop filter unit 180 and the memory 190 as illustrated in FIG. 6 .
  • mapping relation and inverse mapping relation used in the image encoding apparatus may be transmitted from the image encoding apparatus to the image decoding apparatus for decoding the current block.
  • a sample value of the original range may be used interchangeably with the original sample value, and a sample value of the mapping range may be used interchangeably with the mapping sample value.
  • the section of the original range may be used interchangeably with the original section, and the section of the mapping range may be used interchangeably with the mapping section.
  • the number of original sections may be simply expressed as the number of sections.
  • mapping relationships used by the video encoding apparatus and the video decoding apparatus are described using Tables 1 to 3.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram illustrating a mapping relationship according to an embodiment of the present disclosure.
  • the apparatus for encoding an image may determine a mapping relationship between an original sample and a mapping sample with respect to the current image, as in the example of FIG. 7 , and transmit the determined mapping relationship to the apparatus for decoding an image. Meanwhile, when the mapping relationship is a predetermined relationship according to a promise between the image encoding apparatus and the image decoding apparatus, transmission of the mapping relationship may be omitted. Also, although the mapping relationship is adaptively changed, when the image decoding apparatus can determine the mapping relationship without additional information according to a decoding condition, transmission of the mapping relationship may be omitted.
  • the apparatus for encoding an image may transmit the mapping relationship in various steps, such as a CU, CTU, tile, slice, picture, picture unit, subpicture, subpicture unit, and sequence. Accordingly, the current image may be one of these various stages.
  • the apparatus for encoding an image may variously determine information of a mapping relationship (hereinafter, mapping data or mapping_data) to be transmitted according to these steps and a method of transmission according to embodiments.
  • the mapping data may include all or part of a minimum value, a maximum value, the number of intervals, and a size of each interval with respect to original samples that are the mapping object.
  • the mapping data may include all or part of a minimum value, a maximum value, the number of intervals, and a size of each interval for the mapping samples.
  • the size of each section dividing between the maximum sample value and the minimum sample value of the original range may or may not be the same.
  • the number of sections dividing the mapping range may be the same as the number of sections of the original range, but the size of each section dividing the mapping range may or may not be the same.
  • the image encoding apparatus may divide between the maximum value and the minimum value of the original range into n sections, and define a mapping relationship between the original sample and the mapping sample for each section.
  • the apparatus for encoding an image transmits the mapping data including the minimum value of the original sample, the number of sections, the size of each section, and the value of the mapping section corresponding to each original section, thereby resolving the defined mapping relationship and the inverse mapping relationship to the image decoding apparatus can be passed to
  • the image encoding apparatus may transmit the mapping data mapping_data to the image decoding apparatus by using the syntax illustrated in Table 1 .
  • ue(v) and se(v) represent syntax elements in the form of an unsigned integer and a signed integer to which the exponential Golomb encoding method is applied, respectively.
  • the syntax element min_value represents the smallest value among the values of original samples.
  • min_value may mean a direct pixel value or an index.
  • the image encoding apparatus may divide the original range into A preset pieces, and transmit the index of the section corresponding to (or including the minimum value) corresponding to the minimum value.
  • the actual pixel value may be calculated using the index of the section and the size of the section.
  • min_value may be a difference value of prediction.
  • the image encoding apparatus may predict the minimum value of the pre-decoded image before the current image as the minimum value of the current image, calculate a difference between the predicted minimum value and the minimum value of the current image, and transmit the calculated difference value.
  • the image decoding apparatus may determine the min_value by predicting the minimum value of the pre-decoded image as the minimum value of the current image, and then adding the predicted minimum value and the difference value in the same manner as the image encoding apparatus.
  • the transmission of the difference value can be applied to both the case of transmitting the pixel value and the case of transmitting the index.
  • the previously decoded image used for prediction may be determined in various division units according to a transmission unit of mapping_data or a reference method.
  • the minimum prediction value may be a pixel value or an index corresponding to the minimum value of a picture, a subpicture, or a slice immediately decoded in decoding time order.
  • a pixel value or an index corresponding to the minimum value of the first image of a group of pictures (GOP) including the current image may be the predicted minimum value.
  • the image encoding apparatus calculates and transmits the predicted difference value while setting the minimum prediction value to 0, or calculates the pixel value or index corresponding to the minimum value without a prediction process. can be transmitted
  • the image encoding apparatus may use previously transmitted mapping_data for prediction.
  • the image encoding apparatus may predict the minimum value using the minimum value determined by the previously transmitted mapping_data, calculate a difference value between the predicted minimum value and the minimum value of the current image, and transmit the difference value as min_value as described above.
  • the image decoding apparatus may determine the minimum value of mapping_data of the current image by using the previously determined minimum value and the received predicted difference value.
  • min_value when the predicted difference value is transmitted, min_value may have a sign. According to an embodiment, after separating the sign and the absolute value of the difference value, each may be transmitted as a separate syntax element.
  • min_value when min_value is determined to be a preset value according to a contract between the image encoding apparatus and the image decoding apparatus, transmission of the min_value may be omitted.
  • the minimum value of the mapping samples may be set to 0, as illustrated in FIG. 7 .
  • a preset value agreed between the image encoding apparatus and the image decoding apparatus may be used as the minimum value of the mapping samples.
  • the syntax element num_interval is the original split between the minimum and maximum values of the original range. Represents the number n of sections.
  • num_interval may be a difference value of prediction.
  • the image encoding apparatus predicts the number of sections of the pre-decoded image before the current image as the number of sections of the current image, calculates a difference value between the number of prediction sections and the number of sections of the current image, and uses the calculated difference value can be transmitted
  • the image decoding apparatus may determine the num_interval by predicting the number of sections of the pre-decoded image as the number of sections of the current image, and then adding the predicted minimum value and the difference value in the same way as the image encoding apparatus.
  • the previously decoded image used for prediction may be determined in various division units according to a transmission unit of mapping_data or a reference method.
  • the predicted value of the number of sections may be the number of sections of a picture, subpicture, or slice that have been decoded immediately in decoding time order according to the transmission unit of mapping_data.
  • the number of sections of the first image in the GOP including the current image may be the predicted value.
  • the image encoding apparatus may transmit the predicted difference value after calculating the predicted difference value while setting the prediction value to 0, or may transmit the number of sections without a prediction process.
  • the image encoding apparatus may use previously transmitted mapping_data for prediction.
  • the video encoding apparatus generates a predicted value using the number of sections determined by the previously transmitted mapping_data, calculates a difference value between the predicted value and the number of sections of the current image, and as described above, transmits the difference value as num_interval have.
  • the image decoding apparatus may determine the number of sections of mapping_data of the current image by using the previously determined number of sections and the received prediction difference value.
  • num_interval when transmitting the predicted difference value, num_interval may have a sign. According to an embodiment, after separating the sign and the absolute value of the difference value, each may be transmitted as a separate syntax element.
  • transmission of num_interval when the value of num_interval is fixed to a preset value according to an agreement between the image encoding apparatus and the image decoding apparatus, transmission of num_interval may be omitted.
  • transmission of num_interval when min_value and max_value are fixed to a maximum value and a minimum value according to the bit depth of an image and the sizes of each section are the same, transmission of num_interval may be omitted.
  • the syntax element delta_value indicates the size of each section of the original range.
  • the size of each section may be set in units of pixel values. When the size of each section is different, delta_value must be transmitted as much as the number of sections. On the other hand, when the size of each section is the same, as shown in Table 2, the same size value can be transmitted only once, which will be described later.
  • delta_value may be a difference value between the size of the i-th section and the size of the (i-1)-th section. Meanwhile, when a difference value is transmitted, delta_value may have a sign. According to an embodiment, after separating the sign and the absolute value of the difference value, each may be transmitted as a separate syntax element.
  • mapping_delta_value indicates the size of a mapping section corresponding to each section of the original range.
  • the size of each mapping section may be set in units of pixel values.
  • mapping_delta_value may be a difference value between the size of the i-th section and the size of the (i-1)-th section. Meanwhile, when transmitting a difference value, mapping_delta_value may have a sign. According to an embodiment, after separating the sign and the absolute value of the difference value, each may be transmitted as a separate syntax element.
  • mapping_delta_value may be a predicted difference value generated from a predicted value of the size of the mapping section.
  • the image decoding apparatus may consider the size of the corresponding original section as a predicted value, generate a difference value, and then transmit the difference value. For example, it is assumed that the size of the section for delta_value0 is 10, the size of the section for delta_value1 is 12, and the size of the mapping section corresponding to the corresponding section is 15.
  • the video encoding apparatus may calculate a difference value delta_value1 to be 2 and a difference value mapping_delta_value1 to be 3, and then transmit them. Meanwhile, the image decoding apparatus may determine the size of the mapping_delta_value1 section as (delta_value0 + delta_value1 + mapping_delta_value1).
  • the apparatus for encoding an image may calculate a mapping sample value corresponding to an original sample value by using a linear relationship for each section as a mapping relationship.
  • the linear relationship for each section may be defined as a starting point of each section and a slope between each mapping section and the original section (hereinafter, 'section slope').
  • the starting point may be calculated based on min_value, the size of each original section, and the size of each mapping section.
  • the section slope may be calculated based on the size of the original section and the size of the corresponding mapping section.
  • case1 and case2 as illustrated in Table 1 and a description thereof are only examples.
  • the video encoding apparatus may mix and apply case1 and case2.
  • the image encoding apparatus may transmit the mapping data mapping_data to the image decoding apparatus using the syntax illustrated in Table 2 .
  • syntax element delta_value indicates the size of the same section.
  • delta_value may be a difference value.
  • the image encoding apparatus may use previously transmitted mapping_data to calculate a difference value of delta_value.
  • the video encoding apparatus predicts the size of each section of the current image using the size of each section determined by the previously transmitted mapping_data, and calculates the difference between the predicted size of each section and the size of each section of the current image.
  • the difference value may be transmitted as delta_value.
  • the image decoding apparatus may determine the size of each section with respect to mapping_data of the current image by using the previously determined size of each section and the received difference value.
  • delta_value when a difference value is transmitted, delta_value may have a sign. According to an embodiment, after separating the sign and the absolute value of the difference value, each may be transmitted as a separate syntax element.
  • FIG. 8 is another view of the present disclosure. It is an exemplary diagram illustrating a mapping relationship according to an embodiment.
  • an empty interval indicates an original interval in which a mapping sample value corresponding to an original sample value does not exist.
  • the image encoding apparatus may transmit the mapping data mapping_data to the image decoding apparatus by using the syntax illustrated in Table 3 .
  • u(1) represents a syntax element in the form of a 1-bit unsigned integer.
  • mapping_flag indicates whether there is a mapping section corresponding to each original section.
  • mapping_flag 1
  • the video encoding apparatus transmits mapping_delta_value. Accordingly, when there is an empty section, the number of original sections and the number of mapping sections may not be the same.
  • the apparatus for encoding an image may set an empty section in consideration of the presence or absence of an actual pixel value and a quantization error according to a quantization parameter.
  • the prediction unit 120 may use both intra prediction and inter prediction with respect to the current block, which is a prediction unit.
  • the prediction signal according to the intra prediction and the prediction signal according to the inter prediction may be combined into a final prediction signal based on filtering (eg, weighted sum).
  • the prediction unit 120 may apply at least one of intra prediction and inter prediction to each subblock.
  • the image encoding apparatus may use a strong filter or a weak filter according to filtering strength.
  • the image encoding apparatus may use the mapping relationship in the step of determining the presence or absence of deblocking filtering and the strength of the filtering.
  • the filtered pixel values are included in the same section, that is, the same delta_value section, it means that the pixel values are mapped by the same gradient and inversely mapped.
  • a strong filter may be used.
  • the section slope is less than 1, that is, when the delta_value section of the original range is mapped to the mapping_delta_value section of a narrower range, it is considered that an error due to mapping has occurred in addition to the quantization error, and a strong filter can be used. .
  • the image encoding apparatus may parallel-process a plurality of vertical boundaries when performing vertical filtering. Also, when performing horizontal filtering, a plurality of horizontal boundaries may be processed in parallel.
  • the image encoding apparatus may determine the presence or absence of the offset correction or the strength of the offset correction by using the mapping relationship. For example, when the slope of the mapping section including the offset correction target samples is less than 1, the offset correction may not be performed.
  • a value generated by multiplying a correction value by a weight determined according to a slope of a section including samples to be offset correction is determined as a final correction value, and offset correction may be performed using the result.
  • the section slope is greater than 1, a value generated by multiplying the correction value by a weight determined according to the section slope including the offset correction target samples is determined as a final correction value, and offset correction can be performed using this.
  • the section slope is less than 1, a value generated by multiplying the correction value by a weight determined according to the section slope including the offset correction target samples is determined as a final correction value, and offset correction can be performed using this.
  • FIG. 9 is a block diagram conceptually illustrating a mapping-based image decoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image decoding apparatus performs adaptive mapping on luma and chroma samples, and decodes the current block using the mapped luma and chroma samples.
  • the image decoding apparatus may include a mapping unit 902 and an inverse mapping unit 904 .
  • mapping unit 902 and an inverse mapping unit 904 .
  • the mapping unit 902 maps reference samples to sample values of a mapping range with respect to the reference picture by using the mapping relationship of the reference picture. For example, when each picture is encoded by the video encoding apparatus using a different mapping relationship for each picture and the corresponding mapping relationship is transmitted, the video decoding apparatus may use the mapping relationship used when decoding the reference picture during mapping. have.
  • the mapped reference picture is transferred to the inter prediction unit 544 .
  • the inter prediction unit 544 generates a prediction block of the current block in the reference picture by using the motion vector. Meanwhile, the sample values of the mapping range transmitted from the image encoding apparatus are used by the entropy decoder 510 , the inverse quantizer 520 , the inverse transform unit 530 , and the intra predictor 542 .
  • the inverse mapping unit 904 inversely maps the restored sample values to the sample values in the original range by using the inverse mapping relationship with respect to the restored block generated by the adder 550 .
  • the mapping relationship corresponding to the inverse mapping relationship used by the inverse mapping unit 904 may be different from the mapping relationship of the reference picture used by the mapping unit 902. .
  • the sample values of the original range generated by the inverse mapping unit 904 are used in the loop filter unit 560 and the memory 570 , as illustrated in FIG. 9 .
  • mapping relationship information ie, mapping data mapping data.
  • the image decoding apparatus may decode the current block using mapping_data as illustrated in Tables 1 to 3. Since mapping_data illustrated in Tables 1 to 3 has already been described, further detailed description will be omitted.
  • the reference picture may have a separate mapping_data.
  • the image decoding apparatus may manage mapping_data of the reference picture together with at least one data of an index of the reference picture or a picture of count (POC).
  • the image encoding apparatus may transmit one or more mapping_data in the form of a list, and the image decoding apparatus may manage the mapping_data of the reference picture by using an index of the corresponding list.
  • the prediction unit 540 may use both intra prediction and inter prediction with respect to the current block, which is a prediction unit.
  • the prediction signal according to the intra prediction and the prediction signal according to the inter prediction may be combined into a final prediction signal based on filtering (eg, weighted sum).
  • the prediction unit 540 may apply at least one of intra prediction and inter prediction to each subblock.
  • the image encoding apparatus may use a strong filter or a weak filter according to the filtering strength.
  • the image encoding apparatus may use the mapping relationship in the step of determining the presence or absence of deblocking filtering and the strength of the filtering.
  • a strong filter when pixel values of a boundary subjected to deblocking filtering are included in different delta_value sections, a strong filter may be used.
  • the section slope is less than 1, that is, when the delta_value section of the original range is mapped to the mapping_delta_value section of a narrower range, it is considered that an error due to mapping has occurred in addition to the quantization error, and a strong filter can be used. .
  • the image decoding apparatus may parallel-process a plurality of vertical boundaries when performing vertical filtering. Also, when performing horizontal filtering, a plurality of horizontal boundaries may be processed in parallel.
  • the image decoding apparatus may determine the presence or absence of the offset correction or the strength of the offset correction by using the mapping relationship. For example, when the slope of the mapping section including the offset correction target samples is less than 1, the offset correction may not be performed.
  • a value generated by multiplying a correction value by a weight determined according to a slope of a section including samples to be offset correction is determined as a final correction value, and offset correction may be performed using the result.
  • the section slope is greater than 1, a value generated by multiplying the correction value by a weight determined according to the section slope including the offset correction target samples is determined as a final correction value, and offset correction can be performed using this.
  • the section slope is less than 1, a value generated by multiplying the correction value by a weight determined according to the section slope including the offset correction target samples is determined as a final correction value, and offset correction can be performed using this.
  • mapping_data may be transmitted from the image encoding apparatus to the image decoding apparatus for each component. Also, when the present embodiments are applied to only one of the luma component and the chroma component, mapping_data of the corresponding component may be transmitted from the image encoding apparatus to the image decoding apparatus.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a mapping-based image encoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image encoding apparatus obtains the prediction mode of the intra prediction of the current block from a higher step or obtains the reference picture index and the motion vector of the inter prediction, and then obtains the mapping data of the current block ( S1000 ).
  • the image encoding apparatus may obtain a prediction mode of intra prediction from a higher stage, or obtain a reference picture index and motion vector of inter prediction.
  • the mapping data constitutes all or part of the minimum value of the original range, the number of sections in which the original range is divided, the size of each section, and the size of each mapping section corresponding to each section for the current image including the current block. elements can be included.
  • mapping data may include all or part of the above-described components in the form of a difference value.
  • the image encoding apparatus maps the current block from the original range to the mapping range using the mapping data (S1002).
  • the image encoding apparatus selects a reference picture by using a reference picture index from reference images stored in a memory, and maps the reference picture from the original range to the mapping range by using the mapping data ( S1004 ).
  • mapping data used for the current block may be different from the mapping data used for the reference picture.
  • the image encoding apparatus generates a prediction block of the current block by performing intra prediction by applying a prediction mode to previous reconstructed blocks or performing inter prediction by applying a motion vector to a mapped reference picture (S1006).
  • the image encoding apparatus generates a residual block by subtracting the prediction block from the current block, and generates a bitstream by encoding the residual block (S1008).
  • the image encoding apparatus may apply all or part of transform, quantization, and entropy encoding to the residual block.
  • the image encoding apparatus generates a reconstructed residual block from the residual block, and generates a reconstructed block included in the reconstructed image by adding the reconstructed residual block and the prediction block ( S1010 ).
  • the image encoding apparatus may apply all or part of transform, quantization, inverse quantization, and inverse transform to the residual block.
  • the image encoding apparatus inversely maps the reconstructed image from the mapping range to the original range by using inverse mapping data corresponding to the mapping data (S1012).
  • the image encoding apparatus applies loop filtering to the demapped reconstructed image (S1014).
  • the image encoding apparatus stores the filtered reconstructed image in the memory while being included in the reference images (S1016).
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a mapping-based image decoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image decoding apparatus decodes the prediction mode of the intra prediction of the current block from the bitstream or decodes the reference picture index and the motion vector of the inter prediction, and then decodes the residual block and the mapping data of the current block ( S1100 ).
  • the mapping data constitutes all or part of the minimum value of the original range, the number of sections in which the original range is divided, the size of each section, and the size of each mapping section corresponding to each section for the current image including the current block. elements can be included.
  • mapping data may include all or part of the above-described components in the form of a difference value.
  • the image decoding apparatus selects a reference picture by using a reference picture index from reference images stored in a memory, and maps the reference picture from the original range to the mapping range by using the mapping data ( S1102 ).
  • the image decoding apparatus generates a prediction block of the current block by performing intra prediction by applying a prediction mode to previous reconstructed blocks or performing inter prediction by applying a motion vector to a mapped reference picture (S1104).
  • the image decoding apparatus generates a reconstructed block included in the reconstructed image by adding the prediction block and the residual block (S1106).
  • the image decoding apparatus inversely maps the reconstructed image from the mapping range to the original range by using inverse mapping data corresponding to the mapping data (S1108).
  • mapping data used for the reconstructed image of the current image may be different from the mapping data used for the reference picture.
  • the image decoding apparatus applies loop filtering to the demapped reconstructed image (S1110).
  • the image decoding apparatus stores the filtered reconstructed image in the memory while being included in the reference images (S1112).
  • non-transitory recording medium includes, for example, any type of recording device in which data is stored in a form readable by a computer system.
  • the non-transitory recording medium includes a storage medium such as an erasable programmable read only memory (EPROM), a flash drive, an optical drive, a magnetic hard drive, and a solid state drive (SSD).
  • EPROM erasable programmable read only memory
  • SSD solid state drive

Landscapes

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  • Multimedia (AREA)
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  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

매핑 기반 비디오 코딩방법 및 장치에 관한 개시로서, 본 실시예는, 영상 부호화 장치가 영상의 매핑과 관련된 매핑 데이터를 전송하고 영상 복호화 장치가 매핑 데이터를 기반으로 현재블록을 복호화함에 있어서, 매핑된 영상을 참조하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공한다.

Description

매핑 기반 비디오 코딩방법 및 장치
본 개시는 매핑 기반 비디오 코딩방법 및 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
비디오 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다.
따라서, 통상적으로 비디오 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 비디오 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 비디오 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 비디오 압축 기술로는 H.264/AVC, HEVC(High Efficiency Video Coding) 등을 비롯하여, HEVC에 비해 약 30% 이상의 부호화 효율을 향상시킨 VVC(Versatile Video Coding)가 존재한다.
그러나, 영상의 크기 및 해상도, 프레임률이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다. 특히, 비디오를 구성하는 샘플 값들의 분포가 다양한 경우, 예측 오차의 절대값이 증가하여 부호화 성능이 저하될 수 있다. 또한, 참조 샘플들과 부호화 샘플들 간의 분포가 상이할 경우, 예측의 성능도 저하될 수 있다. 따라서, 화질 개선 및 부호화 효율 측면에서 샘플 값들의 다양한 분포에 대처하는 방법이 고려될 필요가 있다.
본 개시는, 영상 부호화 장치가 영상의 매핑과 관련된 매핑 데이터를 전송하고 영상 복호화 장치가 매핑 데이터를 기반으로 현재블록을 복호화함에 있어서, 매핑된 영상을 참조하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, 비트스트림으로부터 현재블록의 인트라 예측의 예측모드를 복호화하거나, 인터 예측의 참조픽처 인덱스와 움직임벡터를 복호화한 후, 상기 현재블록의 잔차블록 및 매핑 데이터를 복호화하는 엔트로피 복호화부; 참조 영상들로부터 상기 참조픽처 인덱스에 기초하여 선택된 참조픽처에 대해, 상기 매핑 데이터를 이용하여 상기 참조픽처를 원본 범위로부터 매핑 범위로 매핑하는 매핑부; 이전 복원블록들에 상기 예측모드를 적용하여 상기 인트라 예측을 수행하거나, 상기 매핑된 참조픽처에 상기 움직임벡터를 적용하여 상기 인터 예측을 수행함으로써, 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 예측부; 상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여, 복원 영상에 포함되는 복원블록을 생성하는 가산기; 상기 매핑 데이터에 대응하는 역매핑 데이터를 이용하여 상기 복원 영상을 상기 매핑 범위로부터 상기 원본 범위로 역매핑하는 역매핑부; 상기 역매핑된 복원 영상에 루프 필터링을 수행하는 루프 필터부, 여기서, 상기 루프 필터링은 디블록킹 필터 및 오프셋 필터를 포함함; 및 상기 필터링된 복원 영상을 상기 참조 영상들에 포함시킨 채로 저장하는 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치를 제공한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치가 수행하는, 영상 복호화 방법에 있어서, 비트스트림으로부터 현재블록의 인트라 예측의 예측모드를 복호화하거나, 인터 예측의 참조픽처 인덱스와 움직임벡터를 복호화한 후, 상기 현재블록의 잔차블록 및 매핑 데이터를 복호화하는 단계; 메모리에 저장된 참조 영상들로부터 상기 참조픽처 인덱스를 이용하여 참조픽처를 선택하고, 상기 매핑 데이터를 이용하여 상기 참조픽처를 원본 범위에서 매핑 범위로 매핑하는 단계; 이전 복원블록들에 상기 예측모드를 적용하여 상기 인트라 예측을 수행하거나, 상기 매핑된 참조픽처에 상기 움직임벡터를 적용하여 상기 인터 예측을 수행함으로써, 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 단계; 상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여, 복원 영상에 포함되는 복원블록을 생성하는 단계; 상기 매핑 데이터에 대응하는 역매핑 데이터를 이용하여 상기 복원 영상을 상기 매핑 범위에서 상기 원본 범위로 역매핑하는 단계; 상기 역매핑된 복원 영상에 루프 필터링을 적용하는 단계; 및 상기 필터링된 복원 영상을 상기 참조 영상들에 포함시킨 채로 상기 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법을 제공한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 컴퓨팅 장치가 수행하는, 영상 부호화 방법에 있어서, 상위 단계로부터 현재블록의 인트라 예측의 예측모드를 획득하거나, 인터 예측의 참조픽처 인덱스와 움직임벡터를 획득한 후, 상기 현재블록의 매핑 데이터를 획득하는 단계; 상기 현재블록에 대해, 상기 매핑 데이터를 이용하여 원본 범위에서 매핑 범위로 매핑하는 단계; 메모리에 저장된 참조 영상들로부터 상기 참조픽처 인덱스를 이용하여 참조픽처를 선택하고, 상기 매핑 데이터를 이용하여 상기 참조픽처를 원본 범위에서 매핑 범위로 매핑하는 단계; 이전 복원블록들에 상기 예측모드를 적용하여 상기 인트라 예측을 수행하거나, 상기 매핑된 참조픽처에 상기 움직임벡터를 적용하여 상기 인터 예측을 수행함으로써, 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 단계; 상기 현재블록으로부터 상기 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성하고, 상기 잔차블록을 부호화하여 비트스트림을 생성하고, 상기 잔차블록으로부터 복원 잔차블록을 생성하며, 상기 복원 잔차블록과 상기 예측블록을 가산하여 복원 영상에 포함되는 복원블록을 생성하는 단계; 상기 매핑 데이터에 대응하는 역매핑 데이터를 이용하여 상기 복원 영상을 상기 매핑 범위에서 상기 원본 범위로 역매핑하는 단계; 상기 역매핑된 복원 영상에 루프 필터링을 적용하는 단계; 및 상기 필터링된 복원 영상을 상기 참조 영상들에 포함시킨 채로 상기 메모리에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치가 영상의 매핑과 관련된 매핑 데이터를 전송하고 영상 복호화 장치가 매핑 데이터를 기반으로 현재블록을 복호화함에 있어서, 매핑된 영상을 참조하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공함으로써, 화질을 개선하고 부호화 효율을 향상시키는 것이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 현재블록의 주변블록에 대한 예시도이다.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 매핑 기반 영상 부호화 장치를 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 매핑 관계를 나타내는 예시도이다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 매핑 관계를 나타내는 예시도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 매핑 기반 영상 복호화 장치를 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른, 매핑 기반 영상 부호화 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, 매핑 기반 영상 복호화 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1의 도시를 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 부호화 장치는 픽처 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 루프 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
하나의 영상(비디오)은 복수의 픽처들을 포함하는 하나 이상의 시퀀스로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 또는/및 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 수 있다. 각 타일 또는/슬라이스는 하나 이상의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 그리고 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 슬라이스 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 슬라이스 헤더의 신택스로서 부호화되며, 하나 이상의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처가 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 그리고, 하나 이상의 SPS가 공통으로 참조하는 정보들은 비디오 파라미터 셋(VPS, Video Parameter Set)에 부호화된다. 또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다. SPS, PPS, 슬라이스 헤더, 타일 또는 타일 그룹 헤더에 포함되는 신택스들은 상위수준(high level) 신택스로 칭할 수 있다.
픽처 분할부(110)는 CTU(Coding Tree Unit)의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
픽처 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU(Coding Tree Unit)들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다.
트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 지칭될 수 있다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2의 도시와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.
트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.
CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '현재블록'이라 칭한다. QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다.
예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다.
일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.
인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3a에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.
직사각형 모양의 현재블록에 대한 효율적인 방향성 예측을 위해, 도 3b에 점선 화살표로 도시된 방향성 모드들(67 ~ 80번, -1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 "광각 인트라 예측모드들(wide angle intra-prediction modes)"로 지칭될 수 있다. 도 3b에서 화살표들은 예측에 사용되는 대응하는 참조샘플들을 가리키는 것이며, 예측 방향을 나타내는 것이 아니다. 예측 방향은 화살표가 가리키는 방향과 반대이다. 광각 인트라 예측모드들은 현재블록이 직사각형일 때 추가적인 비트 전송 없이 특정 방향성 모드를 반대방향으로 예측을 수행하는 모드이다. 이때 광각 인트라 예측모드들 중에서, 직사각형의 현재블록의 너비와 높이의 비율에 의해, 현재블록에 이용 가능한 일부 광각 인트라 예측모드들이 결정될 수 있다. 예컨대, 45도보다 작은 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(67 ~ 80번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 작은 직사각형 형태일 때 이용 가능하고, -135도보다 큰 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(-1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 너비가 높이보다 큰 직사각형 형태일 때 이용 가능하다.
인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측모드들에 대한 비트율 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 비트율 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 비트율 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다.
인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)는 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(Motion Vector: MV)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 움직임벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
인터 예측부(124)는, 예측의 정확성을 높이기 위해, 참조픽처 또는 참조 블록에 대한 보간을 수행할 수도 있다. 즉, 연속한 두 정수 샘플 사이의 서브 샘플들은 그 두 정수 샘플을 포함한 연속된 복수의 정수 샘플들에 필터 계수들을 적용하여 보간된다. 보간된 참조픽처에 대해서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하는 과정을 수행하면, 움직임벡터는 정수 샘플 단위의 정밀도(precision)가 아닌 소수 단위의 정밀도까지 표현될 수 있다. 움직임벡터의 정밀도 또는 해상도(resolution)는 부호화하고자 하는 대상 영역, 예컨대, 슬라이스, 타일, CTU, CU 등의 단위마다 다르게 설정될 수 있다. 이와 같은 적응적 움직임벡터 해상도(Adaptive Motion Vector Resolution: AMVR)가 적용되는 경우 각 대상 영역에 적용할 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 대상 영역마다 시그널링되어야 한다. 예컨대, 대상 영역이 CU인 경우, 각 CU마다 적용된 움직임벡터 해상도에 대한 정보가 시그널링된다. 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 후술할 차분 움직임벡터의 정밀도를 나타내는 정보일 수 있다.
한편, 인터 예측부(124)는 양방향 예측(bi-prediction)을 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 양방향 예측의 경우, 두 개의 참조픽처와 각 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록 위치를 나타내는 두 개의 움직임벡터가 이용된다. 인터 예측부(124)는 참조픽처 리스트 0(RefPicList0) 및 참조픽처 리스트 1(RefPicList1)로부터 각각 제1 참조픽처 및 제2 참조픽처를 선택하고, 각 참조픽처 내에서 현재블록과 유사한 블록을 탐색하여 제1 참조블록과 제2 참조블록을 생성한다. 그리고, 제1 참조블록과 제2 참조블록을 평균 또는 가중 평균하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고 현재블록을 예측하기 위해 사용한 두 개의 참조픽처에 대한 정보 및 두 개의 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보를 부호화부(150)로 전달한다. 여기서, 참조픽처 리스트 0은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이전의 픽처들로 구성되고, 참조픽처 리스트 1은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이후의 픽처들로 구성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 순서 상으로 현재 픽처 이후의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 0에 추가로 더 포함될 수 있고, 역으로 현재 픽처 이전의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 1에 추가로 더 포함될 수도 있다.
움직임 정보를 부호화하는 데에 소요되는 비트량을 최소화하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다.
예컨대, 현재블록의 참조픽처와 움직임벡터가 주변블록의 참조픽처 및 움직임벡터와 동일한 경우에는 그 주변블록을 식별할 수 있는 정보를 부호화함으로써, 현재블록의 움직임 정보를 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다. 이러한 방법을 '머지 모드(merge mode)'라 한다.
머지 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들로부터 기 결정된 개수의 머지 후보블록(이하, '머지 후보'라 함)들을 선택한다.
머지 후보를 유도하기 위한 주변블록으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(A2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 머지 후보로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 머지 후보로서 추가로 더 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 선정된 머지 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 머지 후보에 추가한다.
인터 예측부(124)는 이러한 주변블록들을 이용하여 기 결정된 개수의 머지 후보를 포함하는 머지 리스트를 구성한다. 머지 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 현재블록의 움직임정보로서 사용할 머지 후보를 선택하고 선택된 후보를 식별하기 위한 머지 인덱스 정보를 생성한다. 생성된 머지 인덱스 정보는 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
머지 스킵(merge skip) 모드는 머지 모드의 특별한 경우로서, 양자화를 수행한 후, 엔트로피 부호화를 위한 변환 계수가 모두 영(zero)에 가까울 때, 잔차신호의 전송 없이 주변블록 선택 정보만을 전송한다. 머지 스킵 모드를 이용함으로써, 움직임이 적은 영상, 정지 영상, 스크린 콘텐츠 영상 등에서 상대적으로 높은 부호화 효율을 달성할 수 있다.
이하, 머지 모드와 머지 스킵 모드를 통칭하여, 머지/스킵 모드로 나타낸다.
움직임 정보를 부호화하기 위한 또 다른 방법은 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드이다.
AMVP 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터 후보들을 유도한다. 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로는, 도 4에 도시된 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(A2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(collocated block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 움직임벡터 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 움직임벡터 후보에 추가한다.
인터 예측부(124)는 이 주변블록들의 움직임벡터를 이용하여 예측 움직임벡터 후보들을 유도하고, 예측 움직임벡터 후보들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터를 결정한다. 그리고, 현재블록의 움직임벡터로부터 예측 움직임벡터를 감산하여 차분 움직임벡터를 산출한다.
예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들에 기 정의된 함수(예컨대, 중앙값, 평균값 연산 등)를 적용하여 구할 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치도 기 정의된 함수를 알고 있다. 또한, 예측 움직임벡터 후보를 유도하기 위해 사용하는 주변블록은 이미 부호화 및 복호화가 완료된 블록이므로 영상 복호화 장치도 그 주변블록의 움직임벡터도 이미 알고 있다. 그러므로 영상 부호화 장치는 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보를 부호화할 필요가 없다. 따라서, 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보와 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보가 부호화된다.
한편, 예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들 중 어느 하나를 선택하는 방식으로 결정될 수도 있다. 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보 및 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보와 함께, 선택된 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보가 추가로 부호화된다.
감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.
변환부(140)는 공간 영역의 픽셀 값들을 가지는 잔차블록 내의 잔차신호를 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(140)는 잔차블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차블록 내의 잔차신호들을 변환할 수 있으며, 또는 잔차블록을 복수 개의 서브블록으로 분할하고 그 서브블록을 변환 단위로 사용하여 변환을 할 수도 있다. 또는, 변환 영역 및 비변환 영역인 두 개의 서브블록으로 구분하여, 변환 영역 서브블록만 변환 단위로 사용하여 잔차신호들을 변환할 수 있다. 여기서, 변환 영역 서브블록은 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:1의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록 중 하나일 수 있다. 이런 경우, 서브블록 만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 또한, 변환 영역 서브블록의 크기는 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:3의 크기 비율을 가질 수 있으며, 이런 경우 해당 분할을 구분하는 플래그(cu_sbt_quad_flag)가 추가적으로 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
한편, 변환부(140)는 잔차블록에 대해 가로 방향과 세로 방향으로 개별적으로 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위해, 다양한 타입의 변환 함수 또는 변환 행렬이 사용될 수 있다. 예컨대, 가로 방향 변환과 세로 방향 변환을 위한 변환 함수의 쌍을 MTS(Multiple Transform Set)로 정의할 수 있다. 변환부(140)는 MTS 중 변환 효율이 가장 좋은 하나의 변환 함수 쌍을 선택하고 가로 및 세로 방향으로 각각 잔차블록을 변환할 수 있다. MTS 중에서 선택된 변환 함수 쌍에 대한 정보(mts_idx)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화 파라미터를 이용하여 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화부(145)는, 어떤 블록 혹은 프레임에 대해, 변환 없이, 관련된 잔차 블록을 곧바로 양자화할 수도 있다. 양자화부(145)는 변환블록 내의 변환 계수들의 위치에 따라 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 2차원으로 배열된 양자화된 변환 계수들에 적용되는 양자화 행렬은 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(150)는 계수 스캐닝(coefficient scanning)을 이용하여 2차원의 계수 어레이를 1차원의 계수 시퀀스로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150)에서는 지그-재그 스캔(zig-zag scan) 또는 대각선 스캔(diagonal scan)을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원의 계수 시퀀스를 출력할 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 계수 어레이를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔, 대각선 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중에서 사용될 스캔 방법이 결정될 수도 있다.
엔트로피 부호화부(155)는, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code), 지수 골롬(Exponential Golomb) 등의 다양한 부호화 방식을 사용하여, 재정렬부(150)로부터 출력된 1차원의 양자화된 변환 계수들의 시퀀스를 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다.
또한, 엔트로피 부호화부(155)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 타입, MTT 분할 방향 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(움직임 정보의 부호화 모드(머지 모드 또는 AMVP 모드), 머지 모드의 경우 머지 인덱스, AMVP 모드의 경우 참조픽처 인덱스 및 차분 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 양자화와 관련된 정보, 즉, 양자화 파라미터에 대한 정보 및 양자화 행렬에 대한 정보를 부호화한다.
역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.
가산부(170)는 복원된 잔차블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀로서 사용된다.
루프(loop) 필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 필터부(180)는 인루프(in-loop) 필터로서 디블록킹 필터(182), SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184) 및 ALF(Adaptive Loop Filter, 186)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터(182)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184) 및 alf(186)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184) 및 alf(186)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다. SAO 필터(184)는 CTU 단위로 오프셋을 적용함으로써 주관적 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킨다. 이에 비하여 ALF(186)는 블록 단위의 필터링을 수행하는데, 해당 블록의 에지 및 변화량의 정도를 구분하여 상이한 필터를 적용하여 왜곡을 보상한다. ALF에 사용될 필터 계수들에 대한 정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
디블록킹 필터(182), SAO 필터(184) 및 ALF(186)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용될 수 있다.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(510), 재정렬부(515), 역양자화부(520), 역변환부(530), 예측부(540), 가산기(550), 루프 필터부(560) 및 메모리(570)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
엔트로피 복호화부(510)는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.
엔트로피 복호화부(510)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다.
예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(MTT_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이에 따라 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.
또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출할 수도 있다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다.
다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.
한편, 엔트로피 복호화부(510)는 트리 구조의 분할을 이용하여 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측모드)에 대한 신택스 요소를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 인터 예측정보에 대한 신택스 요소, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.
또한, 엔트로피 복호화부(510)는 양자화 관련된 정보, 및 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.
재정렬부(515)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(510)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.
역양자화부(520)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고, 양자화 파라미터를 이용하여 양자화된 변환계수들을 역양자화한다. 역양자화부(520)는 2차원으로 배열된 양자화된 변환계수들에 대해 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 역양자화부(520)는 영상 부호화 장치로부터 양자화 계수(스케일링 값)들의 행렬을 양자화된 변환계수들의 2차원 어레이에 적용하여 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(530)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 잔차블록을 생성한다.
또한, 역변환부(530)는 변환블록의 일부 영역(서브블록)만 역변환하는 경우, 변환블록의 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 서브블록의 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 서브블록의 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)를 추출하여, 해당 서브블록의 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환함으로써 잔차신호들을 복원하고, 역변환되지 않은 영역에 대해서는 잔차신호로 “0”값을 채움으로써 현재블록에 대한 최종 잔차블록을 생성한다.
또한, MTS가 적용된 경우, 역변환부(530)는 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 MTS 정보(mts_idx)를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 적용할 변환 함수 또는 변환 행렬을 결정하고, 결정된 변환 함수를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 변환블록 내의 변환계수들에 대해 역변환을 수행한다.
예측부(540)는 인트라 예측부(542) 및 인터 예측부(544)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(542)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(544)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.
인트라 예측부(542)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 요소로부터 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다.
인터 예측부(544)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인터 예측모드에 대한 신택스 요소를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.
가산기(550)는 역변환부로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부 또는 인트라 예측부로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀로서 활용된다.
루프 필터부(560)는 인루프 필터로서 디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(562)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(564) 및 ALF(566)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. ALF의 필터 계수는 비스트림으로부터 복호한 필터 계수에 대한 정보를 이용하여 결정된다.
디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(570)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용된다.
본 실시예는 이상에서 설명한 바와 같은 영상(비디오)의 부호화 및 복호화에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 영상 부호화 장치가 영상의 매핑과 관련된 매핑 데이터를 전송하고 영상 복호화 장치가 매핑 데이터를 기반으로 현재블록을 복호화함에 있어서, 매핑된 영상을 참조하여 현재블록의 예측블록을 생성하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공한다.
이하, CU는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 매핑 기반 영상 부호화 장치를 개념적으로 나타내는 블록도이다.
본 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 루마 및 크로마 샘플들에 대해 적응적 매핑을 수행하고, 매핑된 루마 및 크로마 샘플들을 이용하여 현재블록의 부호화를 수행한다. 도 1에 예시된 실현예에 포함된 구성요소들에 추가하여, 영상 부호화 장치는 제1 매핑부(602), 제2 매핑부(604) 및 역매핑부(606)를 포함할 수 있다. 이하, 매핑 기반 부호화와 관련되거나 기능이 추가된 구성요소들을 중심으로 기술한다.
제1 매핑부(602)는 현재 영상 내 현재블록에 대해, 매핑 관계를 이용하여 원본 범위의 샘플값들을 매핑 범위의 샘플값들로 매핑한다. 여기서, 원본 범위는 원본 영상의 샘플값들이 포함되는 범위를 나타내고, 매핑 범위는 원본 범위에 대응하고, 매핑 관계에 의해 생성된다. 매핑된 현재블록은, 도 6에 예시된 바와 같이, 예측부(120)로 전달되어 인트라/인터 예측에 이용되거나, 감산기(130)로 전달되어 잔차블록의 생성에 이용될 수 있다.
제2 매핑부(604)는 매핑 관계를 이용하여 참조픽처에 대해 참조 샘플들을 매핑 범위의 샘플값들로 매핑한다. 픽처별로 상이한 매핑 관계를 이용하여 각 픽처가 부호화될 수 있으므로, 매핑 시, 참조픽처의 부호화 시에 사용된 매핑 관계가 이용될 수 있다. 따라서, 참조픽처에 적용되는 매핑 관계는 현재블록에 적용되는 매핑 관계와 상이할 수 있다.
매핑된 참조픽처는 인터 예측부(124)로 전달된다. 인터 예측부(124)는, 움직임 예측 및 보상 과정을 이용하여, 참조픽처 내에서 현재블록의 예측블록을 검색한다. 전술한 바와 같이, 움직임벡터는 현재블록과 예측블록 간의 변위에 해당한다.
제1 매핑부(602) 및 제2 매핑부(604)에 의해 생성된 매핑 범위의 샘플값들은, 도 6에 예시된 바와 같이, 변환부(140), 양자화부(145), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165) 및 예측부(120)에서 사용된다.
역매핑부(606)는 가산부(170)에 의해 생성된 복원블록에 대해, 전술한 제1 매핑 관계의 역매핑 관계를 이용하여 복원 샘플값들을 원본 범위의 샘플값들로 역매핑한다.
역매핑부(606)에 의해 생성된 원본 범위의 샘플값들은, 도 6에 예시된 바와 같이, 루프 필터부(180) 및 메모리(190)에서 사용된다.
한편, 영상 부호화 장치에서 사용된 매핑 관계 및 역매핑 관계는, 현재블록의 복호화를 위해 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 전달될 수 있다.
이하의 설명에서, 원본 범위의 샘플값은 원본 샘플값과 호환적으로 이용되고, 매핑 범위의 샘플값은 매핑 샘플값과 호환적으로 이용될 수 있다. 또한, 원본 범위의 구간은 원본 구간과 호환적으로 이용되고, 매핑 범위의 구간은 매핑 구간과 호환적으로 이용될 수 있다. 이하, 원본 구간들의 개수가 단순히 구간들의 개수로 표현될 수 있다.
이하, 표 1 내지 표 3을 이용하여, 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에 의해 이용되는 매핑 관계를 기술한다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 매핑 관계를 나타내는 예시도이다.
영상 부호화 장치는, 도 7의 예시와 같은, 현재 영상에 대해 원본 샘플과 매핑 샘플 간의 매핑 관계를 결정하고, 결정된 매핑 관계를 영상 복호화 장치로 전송할 수 있다. 한편, 매핑 관계가 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간의 약속에 따른 기설정된 관계인 경우, 매핑 관계의 전송이 생략될 수 있다. 또한, 매핑 관계가 적응적으로 변경되지만, 영상 복호화 장치가 복호화 조건에 따라 추가적인 정보 없이 매핑 관계를 결정할 수 있는 경우, 매핑 관계의 전송이 생략될 수 있다.
영상 부호화 장치는 CU, CTU, 타일, 슬라이스, 픽처, 픽처유닛, 서브픽처, 서브픽처 유닛, 시퀀스 등 다양한 단계들에서 매핑 관계를 전송할 수 있다. 따라서, 현재 영상은 이러한 다양한 단계들 중의 하나일 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 이러한 단계들에 따라 전송하는 매핑 관계의 정보(이하, 매핑 데이터 또는 mapping_data) 및 전송하는 방법을, 실시예에 따라 다양하게 결정할 수 있다. 매핑 데이터는 매핑의 대상인 원본 샘플들에 대해, 최소값, 최대값, 구간들(intervals)의 개수 및 각 구간의 크기의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 추가적으로, 매핑 데이터는 매핑 샘플들에 대해, 최소값, 최대값, 구간들의 개수, 및 각 구간의 크기의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 이때, 원본 범위의 최대 샘플값과 최소 샘플값 간을 분할하는 각 구간의 크기는 동일하거나 동일하지 않을 수 있다. 또한, 매핑 범위를 분할하는 구간들의 개수는 원본 범위의 구간들의 개수와 동일할 수 있으나, 매핑 범위를 분할하는 각 구간의 크기는 동일하거나 동일하지 않을 수 있다.
영상 부호화 장치는, 도 7의 예시와 같이, 원본 범위의 최대값과 최소값 간을 n 개의 구간들로 분할하고, 각 구간별로 원본 샘플과 매핑 샘플 간의 매핑 관계를 정의할 수 있다. 영상 부호화 장치는 원본 샘플의 최소값, 구간들의 개수, 각 구간의 크기, 및 각 원본 구간에 대응하는 매핑 구간의 값을 포함하는 매핑 데이터를 전송함으로써, 정의된 매핑 관계 및 역매핑 관계를 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다.
영상 부호화 장치는, 표 1에 예시된 바와 같은 신택스를 이용하여, 매핑 데이터 mapping_data를 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다.
Figure PCTKR2022004170-appb-img-000001
여기서, ue(v)와 se(v)는 각각 지수 골롬 부호화 방식이 적용되는 무부호 정수(unsigned integer) 및 부호 정수(signed integer) 형태의 신택스 요소(element)를 나타낸다.
표 1의 case 1에서, 신택스 요소 min_value는 원본 샘플들의 값 중 가장 작은 값을 나타낸다. 실시예에 따라, min_value는 직접적인 픽셀값을 의미하거나, 인덱스를 의미할 수도 있다. 인덱스를 의미하는 경우, 영상 부호화 장치는 원본 범위를 기설정된 A 개로 분할하고, 최소값에 해당하는(또는 최소값을 포함하는) 구간의 인덱스를 전송할 수 있다. 이때, 구간의 인덱스와 구간의 크기를 이용하여 실제 픽셀값이 계산될 수 있다.
다른 실시예로서, 표 1의 case 2와 같이, min_value는 예측의 차분값일 수 있다. 영상 부호화 장치는 현재 영상 전에 기복호화된 영상의 최소값을 현재 영상의 최소값으로 예측한 후, 예측 최소값과 현재 영상의 최소값 간의 차분값을 산정하고, 산정된 차분값을 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치는, 영상 부호화 장치와 동일하게 기복호화된 영상의 최소값을 현재 영상의 최소값으로 예측한 후, 예측 최소값과 차분값을 가산하여 min_value를 결정할 수 있다. 차분값의 전송은 픽셀값을 전송하는 경우, 및 인덱스를 전송하는 경우에 모두 적용될 수 있다. 이때, 예측에 사용되는 기복호화 영상은 mapping_data의 전송단위 또는 참조방법에 따라 다양한 분할 단위에서 결정될 수 있다.
한편, mapping_data의 전송단위에 따라, 예측 최소값은 복호화 시간순으로 바로 이전에 복호화된 픽처, 서브픽처, 또는 슬라이스의 최소값에 해당하는 픽셀값 또는 인덱스일 수 있다. 또는, 현재 영상이 포함된 GOP(Group of Pictures)의 첫 번째 영상의 최소값에 해당하는 픽셀값 또는 인덱스가 예측 최소값이 될 수 있다. GOP의 첫 번째 영상이 IDR(Instantaneous Decoding Refresh)인 경우, 영상 부호화 장치는 예측 최소값을 0으로 설정한 채로, 예측 차분값을 산정한 후 전송하거나, 예측 과정 없이 최소값에 해당하는 픽셀값 또는 인덱스를 전송할 수 있다.
다른 실시예로서, 하나의 부호화 시퀀스에 대해 mapping_data를 한 차례 이상 전송하는 경우, 영상 부호화 장치는 이전에 전송된 mapping_data를 예측에 사용할 수 있다. 영상 부호화 장치는 이전에 전송된 mapping_data에 의해 결정된 최소값을 이용하여 최소값을 예측하고, 예측된 최소값과 현재 영상의 최소값 간의 차분값을 산정하고, 전술한 바와 같이, min_value로서 차분값을 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치는 이전에 결정된 최소값과 전송받은 예측 차분값을 이용하여 현재 영상의 mapping_data의 최소값을 결정할 수 있다.
한편, 예측 차분값을 전송하는 경우, min_value는 부호를 가질 수 있다. 실시예에 따라 차분값의 부호와 절대값을 분리한 후, 각각이 별도의 신택스 요소로서 전송될 수 있다.
다른 실시예로서, min_value가 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간의 약속에 의해 기설정된 값으로 결정되는 경우, min_value의 전송이 생략될 수 있다.
한편, 매핑 샘플들의 최소값은, 도 7에 예시된 바와 같이, 0으로 설정될 수 있다. 또는, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 약속된 기설정값이 매핑 샘플들의 최소값으로 이용될 수 있다.
신택스 요소 num_interval은 원본 범위의 최소값과 최대값 간을 분할한 원본 구간들의 개수 n을 나타낸다.
또한, 표 1의 case 2와 같이, num_interval은 예측의 차분값일 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재 영상 전에 기복호화된 영상의 구간들의 개수를 현재 영상의 구간들의 개수로 예측한 후, 예측 구간들의 개수와 현재 영상의 구간들의 개수 간의 차분값을 산정하고, 산정된 차분값을 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치는, 영상 부호화 장치와 동일하게 기복호화된 영상의 구간들의 개수를 현재 영상의 구간들의 개수로 예측한 후, 예측 최소값과 차분값을 가산하여 num_interval를 결정할 수 있다. 이때, 예측에 사용되는 기복호화 영상은 mapping_data의 전송단위 또는 참조방법에 따라 다양한 분할 단위에서 결정될 수 있다.
한편, 구간들의 개수의 예측값은 mapping_data의 전송단위에 따라 복호화 시간순으로 바로 이전에 복호화 된 픽처, 서브픽처, 또는 슬라이스의 구간들의 개수가 될 수 있다. 또는, 현재 영상이 포함된 GOP에서 첫 번째 영상의 구간들의 개수가 예측값이 될 수 있다. GOP의 첫 번째 영상이 IDR인 경우, 영상 부호화 장치는 예측값을 0으로 설정한 채로, 예측 차분값을 산정한 후 전송하거나, 예측 과정 없이 구간들의 개수를 전송할 수 있다.
다른 실시예로서, 하나의 부호화 시퀀스에 대해 mapping_data를 한 차례 이상 전송하는 경우, 영상 부호화 장치는 이전에 전송된 mapping_data를 예측에 사용할 수 있다. 영상 부호화 장치는 이전에 전송된 mapping_data에 의해 결정된 구간들의 개수를 이용하여 예측값을 생성하고, 예측값과 현재 영상의 구간들의 개수 간의 차분값을 산정하고, 전술한 바와 같이, num_interval로서 차분값을 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치는 이전에 결정된 구간들의 개수와 전송받은 예측 차분값을 이용하여 현재 영상의 mapping_data의 구간들의 개수를 결정할 수 있다.
한편, 예측 차분값을 전송하는 경우, num_interval은 부호를 가질 수 있다. 실시예에 따라 차분값의 부호와 절대값을 분리한 후, 각각이 별도의 신택스 요소로서 전송될 수 있다.
다른 실시예로서, num_interval의 값이 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간의 약속에 따라 기설정된 값으로 고정된 경우, num_interval의 전송은 생략될 수 있다. 또한, 도 7의 예시에서 min_value와 max_value이 영상의 비트심도에 따른 최대값과 최소값으로 고정되고 각 구간의 크기가 동일한 경우, num_interval의 전송은 생략될 수 있다.
신택스 요소 delta_value는 원본 범위의 각 구간의 크기를 나타낸다. 각 구간의 크기는 픽셀값 단위로 설정될 수 있다. 각 구간의 크기가 상이한 경우, 구간들의 개수만큼 delta_value가 전송되어야 한다. 반면, 각 구간의 크기가 동일한 경우, 표 2에 나타낸 바와 같이, 동일한 크기 값이 한번만 전송될 수 있는데, 이에 대해서는 추후 기술한다.
다른 실시예로서, 표 1의 case 2와 같이, delta_value는 i 번째 구간의 크기와 (i-1) 번째 구간의 크기 간의 차분값일 수 있다. 한편, 차분값을 전송하는 경우, delta_value는 부호를 가질 수 있다. 실시예에 따라 차분값의 부호와 절대값을 분리한 후, 각각이 별도의 신택스 요소로서 전송될 수 있다.
신택스 요소 mapping_delta_value는 원본 범위의 구간 각각에 대응하는 매핑 구간의 크기를 나타낸다. 각 매핑 구간의 크기는 픽셀값 단위로 설정될 수 있다.
다른 실시예로서, 표 1의 case 2와 같이, mapping_delta_value는 i 번째 구간의 크기와 (i-1) 번째 구간의 크기 간의 차분값일 수 있다. 한편, 차분값을 전송하는 경우, mapping_delta_value는 부호를 가질 수 있다. 실시예에 따라 차분값의 부호와 절대값을 분리한 후, 각각이 별도의 신택스 요소로서 전송될 수 있다.
또다른 실시예로서, mapping_delta_value는 매핑 구간의 크기의 예측값으로부터 생성된 예측 차분값일 수 있다. 영상 복호화 장치는 i 번째 매핑 구간의 크기를 예측하기 위해 대응하는 원본 구간의 크기를 예측값으로 간주하여 차분값을 생성한 후, 차분값을 전송할 수 있다. 예를 들어, delta_value0에 대한 구간의 크기가 10이고, delta_value1에 대한 구간의 크기가 12이며, 해당 구간에 대응하는 매핑 구간의 크기가 15라고 가정하자. 표 1의 case 2에 의해 delta_value가 표현된 경우, 영상 부호화 장치는 차분값 delta_value1은 2이고, 차분값 mapping_delta_value1은 3으로 산정한 후, 이들을 전송할 수 있다. 한편, 영상 복호화 장치는 mapping_delta_value1 구간의 크기를 (delta_value0 + delta_value1 + mapping_delta_value1)로 결정할 수 있다.
영상 부호화 장치는, 도 7에 예시된 바와 같이, 매핑 관계로서 구간별 선형 관계를 이용하여 원본 샘플값에 대응하는 매핑 샘플값을 산정할 수 있다. 구간별 선형 관계는 각 구간의 시작점 및 각 매핑 구간과 원본 구간 간의 기울기(이하, '구간 기울기')로 정의될 수 있다. 이때, 시작점은 min_value, 각 원본 구간의 크기 및 각 매핑 구간의 크기에 기초하여 산정될 수 있다. 또한, 구간 기울기는 원본 구간의 크기, 및 대응하는 매핑 구간의 크기에 기초하여 산정될 수 있다.
한편, 표 1에 예시된 바와 같은 case1과 case2의 구분과 그에 대한 설명은 예시일 뿐이다. 예컨대, min_value에 case1을 적용하고, num_interval에 case2를 적용하는 방식과 같이, 영상 부호화 장치는 case1과 case2를 혼합하여 적용할 수 있다.
다른 실시예로서, 전술한 바와 같이 각 구간의 크기가 동일한 경우, 영상 부호화 장치는, 표 2에 예시된 바와 같은 신택스를 이용하여, 매핑 데이터 mapping_data를 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다.
Figure PCTKR2022004170-appb-img-000002
여기서, 신택스 요소 delta_value는 동일한 구간의 크기를 나타낸다.
다른 실시예로서, delta_value는 차분값일 수 있다. 예컨대, 하나의 부호화 시퀀스에 대해 mapping_data를 한 차례 이상 전송하는 경우, 영상 부호화 장치는 이전에 전송된 mapping_data를 delta_value의 차분값 산정에 이용할 수 있다. 영상 부호화 장치는 이전에 전송된 mapping_data에 의해 결정된 각 구간의 크기를 이용하여 현재 영상의 각 구간의 크기를 예측하고, 예측한 각 구간의 크기와 현재 영상의 각 구간의 크기 간의 차분값을 산정하여, delta_value로서 차분값을 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치는 이전에 결정된 각 구간의 크기와 전송받은 차분값을 이용하여 현재 영상의 mapping_data에 대해 각 구간의 크기를 결정할 수 있다.
한편, 차분값을 전송하는 경우, delta_value는 부호를 가질 수 있다. 실시예에 따라 차분값의 부호와 절대값을 분리한 후, 각각이 별도의 신택스 요소로서 전송될 수 있다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 매핑 관계를 나타내는 예시도이다.
도 8의 예시에서, 빈 구간(empty interval)은, 원본 샘플값에 대응하는 매핑 샘플값이 존재하지 않는 원본 구간을 나타낸다.
또다른 실시예로서, 이러한 빈 구간이 존재하는 경우, 영상 부호화 장치는, 표 3에 예시된 바와 같은 신택스를 이용하여, 매핑 데이터 mapping_data를 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다.
Figure PCTKR2022004170-appb-img-000003
여기서, u(1)은 1 비트 무부호 정수 형태의 신택스 요소를 나타낸다.
신택스 요소 mapping_flag는 원본 구간 각각에 대응하는 매핑 구간의 존재 유무를 나타낸다. 영상 부호화 장치는 mapping_flag가 1인 경우, mapping_delta_value를 전송한다. 따라서, 빈 구간이 존재하는 경우, 원본 구간들의 개수와 매핑 구간들의 개수는 동일하지 않을 수 있다. 본 실시예에서, 영상 부호화 장치는, 도 8에 예시된 바와 같이, 실제 픽셀값의 존재유무 및 양자화 파라미터에 따른 양자화 오차를 고려하여 빈 구간을 설정할 수 있다.
예측부(120)는, 예측 단위인 현재블록에 대해, 인트라 예측과 인터 예측을 함께 사용할 수 있다. 이때, 인트라 예측에 따른 예측신호와 인터 예측에 따른 예측신호는 필터링(예컨대, 가중합)에 기초하여 최종 예측신호로 결합될 수 있다. 또다른 실시예로서, 현재블록이 서브블록들로 분할되는 경우, 예측부(120)는, 각 서브블록에 인트라 예측과 인터 예측 중 적어도 하나의 예측방법을 적용할 수 있다.
전술한 바와 같이 디블록킹 필터(182)를 적용하는 경우, 영상 부호화 장치는 필터링 강도에 따라 강한 필터(strong filter) 또는 약한 필터(weak filter)를 이용할 수 있다. 영상 부호화 장치는 디블록킹 필터링의 유무 및 필터링의 강도를 결정하는 단계에서 매핑 관계를 이용할 수 있다.
필터링되는 픽셀값들이 동일 구간, 즉 동일 delta_value 구간에 포함되는 경우, 픽셀값들이 동일한 기울기에 의해 매핑되고 역매핑되는 것을 의미한다. 일 실시예로서, 디블록킹 필터링되는 경계의 픽셀값들이 상이한 delta_value 구간들에 포함되는 경우, 강한 필터가 이용될 수 있다. 다른 실시예로서, 구간 기울기가 1보다 작은 경우, 즉 원본 범위의 delta_value 구간이 더 좁은 범위의 mapping_delta_value 구간으로 매핑된 경우, 양자화 오차 외에 매핑에 의한 오차가 발생한 것으로 간주하여 강한 필터가 이용될 수 있다.
한편, 디블록킹 필터를 적용함에 있어서, 영상 부호화 장치는 수직 방향 필터링 수행 시, 다수의 수직 방향 경계들을 병렬 처리할 수 있다. 또한, 수평 방향 필터링 수행 시, 다수의 수평 방향 경계들이 병렬 처리될 수 있다.
전술한 바와 같이 SAO 필터(184)를 적용하는 경우, 영상 부호화 장치는 매핑 관계를 이용하여 오프셋 보정의 유무 또는 오프셋 보정의 강도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 오프셋 보정 대상 샘플들이 포함된 매핑 구간의 기울기가 1보다 작은 경우 오프셋 보정이 수행되지 않을 수 있다.
다른 실시예로서, 오프셋 보정 대상 샘플들이 포함된 구간 기울기에 따라 결정된 가중치를 보정값에 곱하여 생성된 값을 최종 보정값으로 결정하고, 이를 이용하여 오프셋 보정이 수행될 수 있다. 또는, 구간 기울기가 1보다 큰 경우, 오프셋 보정 대상 샘플들이 포함된 구간 기울기에 따라 결정된 가중치를 보정값에 곱하여 생성된 값을 최종 보정값으로 결정하고, 이를 이용하여 오프셋 보정이 수행될 수 있다. 또는, 구간 기울기가 1보다 작은 경우, 오프셋 보정 대상 샘플들이 포함된 구간 기울기에 따라 결정된 가중치를 보정값에 곱하여 생성된 값을 최종 보정값으로 결정하고, 이를 이용하여 오프셋 보정이 수행될 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 매핑 기반 영상 복호화 장치를 개념적으로 나타내는 블록도이다.
본 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 루마 및 크로마 샘플들에 대해 적응적 매핑을 수행하고, 매핑된 루마 및 크로마 샘플들을 이용하여 현재블록의 복호화를 수행한다. 도 5에 예시된 실현예에 포함된 구성요소들에 추가하여, 영상 복호화 장치는 매핑부(902) 및 역매핑부(904)를 포함할 수 있다. 이하, 매핑 기반 복호화와 관련되거나 기능이 추가된 구성요소들을 중심으로 기술한다.
매핑부(902)는 참조픽처의 매핑 관계를 이용하여 참조픽처에 대해 참조 샘플들을 매핑 범위의 샘플값들로 매핑한다. 예컨대, 픽처별로 상이한 매핑 관계를 이용하여 각 픽처가 영상 부호화 장치에 의해 부호화되고, 해당되는 매핑 관계가 전송된 경우, 매핑 시, 영상 복호화 장치는 참조픽처의 복호화 시에 사용된 매핑 관계를 이용할 수 있다.
매핑된 참조픽처는 인터 예측부(544)로 전달된다. 인터 예측부(544)는, 움직임벡터를 이용하여, 참조픽처 내에서 현재블록의 예측블록을 생성한다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 전달된 매핑 범위의 샘플값들이, 엔트로피 복호화부(510), 역양자화부(520), 역변환부(530) 및 인트라 예측부(542)에서 사용된다.
역매핑부(904)는 가산부(550)에 의해 생성된 복원블록에 대해, 역매핑 관계를 이용하여 복원 샘플값들을 원본 범위의 샘플값들로 역매핑한다. 전술한 바와 같이 픽처별로 상이한 매핑 관계를 이용하는 경우, 역매핑부(904)에서 이용하는, 역매핑 관계에 대응하는 매핑 관계는, 매핑부(902)에서 이용하는, 참조픽처의 매핑 관계와 상이할 수 있다.
역매핑부(904)에 의해 생성된 원본 범위의 샘플값들은, 도 9에 예시된 바와 같이, 루프 필터부(560) 및 메모리(570)에서 사용된다.
한편, 전술한 매핑 관계 및 역매핑 관계는, 매핑 관계의 정보, 즉 매핑 데이터 mapping data로서 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 전송될 수 있다. 따라서, 영상 복호화 장치는 표 1 내지 표 3에 예시된 바와 같은 mapping_data를 이용하여 현재블록을 복호화할 수 있다. 표 1 내지 표 3에 예시된 mapping_data는 이미 기술되었으므로, 더 이상의 자세한 설명을 생략한다.
전술한 바와 같이, 영상 복호화 장치가 수행하는 참조픽처 선정 단계에서 참조픽처가 별도의 mapping_data를 가질 수 있다. 이를 위해, 영상 복호화 장치는 참조픽처의 인덱스 또는 POC(Picture of Count) 중 적어도 하나 이상의 데이터와 함께 참조픽처의 mapping_data를 관리할 수 있다. 다른 실시예로서, 영상 부호화 장치가 하나 이상의 mapping_data를 리스트 형태로 전송하고, 영상 복호화 장치는 해당 리스트의 인덱스를 이용하여 참조픽처의 mapping_data를 관리할 수 있다.
한편, 예측부(540)는, 예측 단위인 현재블록에 대해, 인트라 예측과 인터 예측을 함께 사용할 수 있다. 이때, 인트라 예측에 따른 예측신호와 인터 예측에 따른 예측신호는 필터링(예컨대, 가중합)에 기초하여 최종 예측신호로 결합될 수 있다. 또다른 실시예로서, 현재블록이 서브블록들로 분할되는 경우, 예측부(540)는, 각 서브블록에 인트라 예측과 인터 예측 중 적어도 하나의 예측방법을 적용할 수 있다.
전술한 바와 같이 디블록킹 필터(562)를 적용하는 경우, 영상 부호화 장치는 필터링 강도에 따라 강한 필터 또는 약한 필터를 이용할 수 있다. 영상 부호화 장치는 디블록킹 필터링의 유무 및 필터링의 강도를 결정하는 단계에서 매핑 관계를 이용할 수 있다.
일 실시예로서, 디블록킹 필터링되는 경계의 픽셀값들이 상이한 delta_value 구간들에 포함되는 경우, 강한 필터가 이용될 수 있다. 다른 실시예로서, 구간 기울기가 1보다 작은 경우, 즉 원본 범위의 delta_value 구간이 더 좁은 범위의 mapping_delta_value 구간으로 매핑된 경우, 양자화 오차 외에 매핑에 의한 오차가 발생한 것으로 간주하여 강한 필터가 이용될 수 있다.
한편, 디블록킹 필터(562)를 적용함에 있어서, 영상 복호화 장치는 수직 방향 필터링 수행 시, 다수의 수직 방향 경계들을 병렬 처리할 수 있다. 또한, 수평 방향 필터링 수행 시, 다수의 수평 방향 경계들이 병렬 처리될 수 있다.
전술한 바와 같이 SAO 필터(564)를 적용하는 경우, 영상 복호화 장치는 매핑 관계를 이용하여 오프셋 보정의 유무 또는 오프셋 보정의 강도를 결정할 수 있다. 예를 들어, 오프셋 보정 대상 샘플들이 포함된 매핑 구간의 기울기가 1보다 작은 경우 오프셋 보정이 수행되지 않을 수 있다.
다른 실시예로서, 오프셋 보정 대상 샘플들이 포함된 구간 기울기에 따라 결정된 가중치를 보정값에 곱하여 생성된 값을 최종 보정값으로 결정하고, 이를 이용하여 오프셋 보정이 수행될 수 있다. 또는, 구간 기울기가 1보다 큰 경우, 오프셋 보정 대상 샘플들이 포함된 구간 기울기에 따라 결정된 가중치를 보정값에 곱하여 생성된 값을 최종 보정값으로 결정하고, 이를 이용하여 오프셋 보정이 수행될 수 있다. 또는, 구간 기울기가 1보다 작은 경우, 오프셋 보정 대상 샘플들이 포함된 구간 기울기에 따라 결정된 가중치를 보정값에 곱하여 생성된 값을 최종 보정값으로 결정하고, 이를 이용하여 오프셋 보정이 수행될 수 있다.
한편, 도 6 및 도 9에 예시된 실현예들은 루마 성분과 크로마 성분에 동일하게 적용될 수 있다. 이때, mapping_data는 성분별로 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 전송될 수 있다. 또한, 루마 성분 또는 크로마 성분 중 하나에만 본 실현예들이 적용되는 경우, 해당 성분의 mapping_data가 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 전송될 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른, 매핑 기반 영상 부호화 방법을 나타내는 순서도이다.
영상 부호화 장치는 상위 단계로부터 현재블록의 인트라 예측의 예측모드를 획득하거나, 인터 예측의 참조픽처 인덱스와 움직임벡터를 획득한 후, 현재블록의 매핑 데이터를 획득한다(S1000).
비트율 왜곡 최적화 수행 측면에서, 영상 부호화 장치는 상위 단계로부터 인트라 예측의 예측모드를 획득하거나, 인터 예측의 참조픽처 인덱스와 움직임벡터를 획득할 수 있다.
매핑 데이터는, 현재블록을 포함하는 현재 영상에 대해, 원본 범위의 최소값, 원본 범위를 분할한 구간들의 개수, 각 구간의 크기, 및 각 구간에 대응하는 각 매핑 구간의 크기의 전부 또는 일부를 구성요소들로 포함할 수 있다.
다른 실시예로서, 매핑 데이터는 전술한 구성요소들의 전부 또는 일부를 차분값의 형태로 포함할 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재블록에 대해, 매핑 데이터를 이용하여 원본 범위에서 매핑 범위로 매핑한다(S1002).
영상 부호화 장치는 메모리에 저장된 참조 영상들로부터 참조픽처 인덱스를 이용하여 참조픽처를 선택하고, 매핑 데이터를 이용하여 참조픽처를 원본 범위에서 매핑 범위로 매핑한다(S1004).
한편, 픽처별로 상이한 매핑 관계를 이용하는 경우, 현재블록에 이용되는 매핑 데이터는 참조픽처에 이용되는 매핑 데이터와 상이할 수 있다.
영상 부호화 장치는 이전 복원블록들에 예측모드를 적용하여 인트라 예측을 수행하거나, 매핑된 참조픽처에 움직임벡터를 적용하여 인터 예측을 수행함으로써, 현재블록의 예측블록을 생성한다(S1006).
영상 부호화 장치는 현재블록으로부터 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성하고, 잔차블록을 부호화하여 비트스트림을 생성한다(S1008). 비트스트림을 생성하기 위해, 영상 부호화 장치는 잔차블록에 변환, 양자화 및 엔트로피 부호화의 전부 또는 일부를 적용할 수 있다.
영상 부호화 장치는 잔차블록으로부터 복원 잔차블록을 생성하고, 복원 잔차블록과 예측블록을 가산하여 복원 영상에 포함되는 복원블록을 생성한다(S1010). 복원블록을 생성하기 위해, 영상 부호화 장치는 잔차블록에 변환, 양자화, 역양자화 및 역변환의 전부 또는 일부를 적용할 수 있다.
영상 부호화 장치는 매핑 데이터에 대응하는 역매핑 데이터를 이용하여 복원 영상을 매핑 범위에서 원본 범위로 역매핑한다(S1012).
영상 부호화 장치는 역매핑된 복원 영상에 루프 필터링을 적용한다(S1014).
영상 부호화 장치는 필터링된 복원 영상을 참조 영상들에 포함시킨 채로 메모리에 저장한다(S1016).
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, 매핑 기반 영상 복호화 방법을 나타내는 순서도이다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재블록의 인트라 예측의 예측모드를 복호화하거나, 인터 예측의 참조픽처 인덱스와 움직임벡터를 복호화한 후, 현재블록의 잔차블록 및 매핑 데이터를 복호화한다(S1100).
매핑 데이터는, 현재블록을 포함하는 현재 영상에 대해, 원본 범위의 최소값, 원본 범위를 분할한 구간들의 개수, 각 구간의 크기, 및 각 구간에 대응하는 각 매핑 구간의 크기의 전부 또는 일부를 구성요소들로 포함할 수 있다.
다른 실시예로서, 매핑 데이터는 전술한 구성요소들의 전부 또는 일부를 차분값의 형태로 포함할 수 있다.
영상 복호화 장치는 메모리에 저장된 참조 영상들로부터 참조픽처 인덱스를 이용하여 참조픽처를 선택하고, 매핑 데이터를 이용하여 참조픽처를 원본 범위에서 매핑 범위로 매핑한다(S1102).
영상 복호화 장치는 이전 복원블록들에 예측모드를 적용하여 인트라 예측을 수행하거나, 매핑된 참조픽처에 움직임벡터를 적용하여 인터 예측을 수행함으로써, 현재블록의 예측블록을 생성한다(S1104).
영상 복호화 장치는 예측블록과 잔차블록을 가산하여, 복원 영상에 포함되는 복원블록을 생성한다(S1106).
영상 복호화 장치는 매핑 데이터에 대응하는 역매핑 데이터를 이용하여 복원 영상을 매핑 범위에서 원본 범위로 역매핑한다(S1108).
한편, 픽처별로 상이한 매핑 데이터를 이용하는 경우, 현재 영상의 복원 영상에 이용되는 매핑 데이터는 참조픽처에 이용되는 매핑 데이터와 상이할 수 있다.
영상 복호화 장치는 역매핑된 복원 영상에 루프 필터링을 적용한다(S1110).
영상 복호화 장치는 필터링된 복원 영상을 참조 영상들에 포함시킨 채로 메모리에 저장한다(S1112).
본 명세서의 흐름도/타이밍도에서는 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 개시의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 개시의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 흐름도/타이밍도에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 흐름도/타이밍도는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
이상의 설명에서 예시적인 실시예들은 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 하나 이상의 예시들에서 설명된 기능들 혹은 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능적 컴포넌트들은 그들의 구현 독립성을 특히 더 강조하기 위해 "...부(unit)" 로 라벨링되었음을 이해해야 한다.
한편, 본 실시예에서 설명된 다양한 기능들 혹은 방법들은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 명령어들로 구현될 수도 있다. 비일시적 기록매체는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독가능한 형태로 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예를 들어, 비일시적 기록매체는 EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
(부호의 설명)
120: 예측부
542: 인트라 예측부
544: 인터 예측부
602: 제1 매핑부
604: 제2 매핑부
606: 역매핑부
902: 매핑부
904: 역매핑부
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본 특허출원은 2021년 3월 31일 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2021-0041882 호, 2022년 3월 23일 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2022-0036240 호에 대해 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (20)

  1. 비트스트림으로부터 현재블록의 인트라 예측의 예측모드를 복호화하거나, 인터 예측의 참조픽처 인덱스와 움직임벡터를 복호화한 후, 상기 현재블록의 잔차블록 및 매핑 데이터를 복호화하는 엔트로피 복호화부;
    참조 영상들로부터 상기 참조픽처 인덱스에 기초하여 선택된 참조픽처에 대해, 상기 매핑 데이터를 이용하여 상기 참조픽처를 원본 범위로부터 매핑 범위로 매핑하는 매핑부;
    이전 복원블록들에 상기 예측모드를 적용하여 상기 인트라 예측을 수행하거나, 상기 매핑된 참조픽처에 상기 움직임벡터를 적용하여 상기 인터 예측을 수행함으로써, 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 예측부;
    상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여, 복원 영상에 포함되는 복원블록을 생성하는 가산기;
    상기 매핑 데이터에 대응하는 역매핑 데이터를 이용하여 상기 복원 영상을 상기 매핑 범위로부터 상기 원본 범위로 역매핑하는 역매핑부;
    상기 역매핑된 복원 영상에 루프 필터링을 수행하는 루프 필터부, 여기서, 상기 루프 필터링은 디블록킹 필터 및 오프셋 필터를 포함함; 및
    상기 필터링된 복원 영상을 상기 참조 영상들에 포함시킨 채로 저장하는 메모리
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매핑 데이터는,
    상기 현재블록을 포함하는 현재 영상에 대해, 상기 원본 범위의 최소값, 상기 원본 범위를 분할한 구간들의 개수, 각 구간의 크기, 및 상기 각 구간에 대응하는 각 매핑 구간의 크기의 전부 또는 일부를 구성요소들로 포함하되, 상기 구성요소들의 전부 또는 일부는 차분값인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 매핑 데이터가 상기 최소값의 차분값을 포함하는 경우, 상기 현재 영상의 최소값은,
    기복호화된 영상의 최소값을 상기 현재 영상의 예측 최소값으로 생성한 후, 상기 예측 최소값과 상기 최소값의 차분값을 가산하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 예측 최소값은,
    상기 매핑 데이터의 전송단위에 따라, 복호화 시간순으로 바로 이전에 복호화된 픽처, 서브픽처, 또는 슬라이스의 최소값, 또는 상기 현재 영상이 포함된 GOP에서 첫 번째 영상의 최소값인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 매핑 데이터가 상기 최소값의 차분값을 포함하는 경우, 상기 현재 영상의 최소값은,
    하나의 부호화 시퀀스에 대해 상기 매핑 데이터가 한 차례 이상 전송되는 경우, 이전에 전송된 매핑 데이터에 의해 결정된 최소값을 상기 현재 영상의 예측 최소값으로 생성한 후, 상기 예측 최소값과 상기 최소값의 차분값을 가산하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  6. 제2항에 있서서,
    상기 매핑 데이터가 상기 구간들의 개수의 차분값을 포함하는 경우, 상기 구간들의 개수는,
    기복호화된 영상의 구간들의 개수를 상기 현재 영상의 예측 구간들의 개수로 생성한 후, 상기 예측 구간들의 개수와 상기 구간들의 개수의 차분값을 가산하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 매핑 데이터가 상기 각 구간의 크기가 차분값을 포함하는 경우, 상기 각 구간의 크기는,
    현재 구간의 크기와 이전 구간의 크기 간의 차분값인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 매핑 데이터가 상기 각 매핑 구간의 크기가 차분값을 포함하는 경우, 상기 각 매핑 구간의 크기는,
    현재 매핑 구간의 크기와 이전 매핑 구간의 크기 간의 차분값인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 매핑 데이터가 상기 각 매핑 구간의 크기의 차분값을 포함하는 경우, 상기 각 매핑 구간의 크기는,
    상기 원본 범위 내에서 대응하는 구간의 크기를 상기 현재 영상의 예측 매핑 구간의 크기로 생성한 후, 상기 예측 매핑 구간의 크기와 상기 각 매핑 구간의 크기의 차분값을 가산하여 결정하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 매핑 데이터는,
    상기 각 구간의 크기가 동일한 경우, 상기 각 구간의 크기로서 하나의 값을 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 매핑 데이터는,
    상기 각 구간에 대해, 플래그를 이용하여 원본 샘플값에 대응하는 매핑 샘플값이 존재하지 않는 구간인 빈 구간의 존재 여부를 구별하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    픽처별로 상이한 매핑 데이터를 이용하는 경우, 상기 역매핑부에서 이용하는 매핑 데이터는 상기 매핑부에 이용하는 매핑 데이터와 상이한 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 디블록킹 필터는,
    상기 매핑 데이터를 이용하여 디블록킹 필터링의 유무 및 상기 디블록킹 필터링의 종류를 결정하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 오프셋 필터는,
    상기 매핑 데이터를 이용하여 오프셋 보정의 유무 또는 상기 오프셋 보정의 강도를 결정하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  15. 컴퓨팅 장치가 수행하는, 영상 복호화 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 현재블록의 인트라 예측의 예측모드를 복호화하거나, 인터 예측의 참조픽처 인덱스와 움직임벡터를 복호화한 후, 상기 현재블록의 잔차블록 및 매핑 데이터를 복호화하는 단계;
    메모리에 저장된 참조 영상들로부터 상기 참조픽처 인덱스를 이용하여 참조픽처를 선택하고, 상기 매핑 데이터를 이용하여 상기 참조픽처를 원본 범위에서 매핑 범위로 매핑하는 단계;
    이전 복원블록들에 상기 예측모드를 적용하여 상기 인트라 예측을 수행하거나, 상기 매핑된 참조픽처에 상기 움직임벡터를 적용하여 상기 인터 예측을 수행함으로써, 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 단계;
    상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여, 복원 영상에 포함되는 복원블록을 생성하는 단계;
    상기 매핑 데이터에 대응하는 역매핑 데이터를 이용하여 상기 복원 영상을 상기 매핑 범위에서 상기 원본 범위로 역매핑하는 단계;
    상기 역매핑된 복원 영상에 루프 필터링을 적용하는 단계; 및
    상기 필터링된 복원 영상을 상기 참조 영상들에 포함시킨 채로 상기 메모리에 저장하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 매핑 데이터는,
    상기 현재블록을 포함하는 현재 영상에 대해, 상기 원본 범위의 최소값, 상기 원본 범위를 분할한 구간들의 개수, 각 구간의 크기, 및 상기 각 구간에 대응하는 각 매핑 구간의 크기의 전부 또는 일부를 구성요소들로 포함하되, 상기 구성요소들의 전부 또는 일부는 차분값인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    픽처별로 상이한 매핑 데이터를 이용하는 경우, 상기 역매핑하는 단계에서 이용하는 매핑 데이터는 상기 매핑하는 단계에서 이용하는 매핑 데이터와 상이한 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  18. 컴퓨팅 장치가 수행하는, 영상 부호화 방법에 있어서,
    상위 단계로부터 현재블록의 인트라 예측의 예측모드를 획득하거나, 인터 예측의 참조픽처 인덱스와 움직임벡터를 획득한 후, 상기 현재블록의 매핑 데이터를 획득하는 단계;
    상기 현재블록에 대해, 상기 매핑 데이터를 이용하여 원본 범위에서 매핑 범위로 매핑하는 단계;
    메모리에 저장된 참조 영상들로부터 상기 참조픽처 인덱스를 이용하여 참조픽처를 선택하고, 상기 매핑 데이터를 이용하여 상기 참조픽처를 원본 범위에서 매핑 범위로 매핑하는 단계;
    이전 복원블록들에 상기 예측모드를 적용하여 상기 인트라 예측을 수행하거나, 상기 매핑된 참조픽처에 상기 움직임벡터를 적용하여 상기 인터 예측을 수행함으로써, 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 단계;
    상기 현재블록으로부터 상기 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성하고, 상기 잔차블록을 부호화하여 비트스트림을 생성하고, 상기 잔차블록으로부터 복원 잔차블록을 생성하며, 상기 복원 잔차블록과 상기 예측블록을 가산하여 복원 영상에 포함되는 복원블록을 생성하는 단계;
    상기 매핑 데이터에 대응하는 역매핑 데이터를 이용하여 상기 복원 영상을 상기 매핑 범위에서 상기 원본 범위로 역매핑하는 단계;
    상기 역매핑된 복원 영상에 루프 필터링을 적용하는 단계; 및
    상기 필터링된 복원 영상을 상기 참조 영상들에 포함시킨 채로 상기 메모리에 저장하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 매핑 데이터는,
    상기 현재블록을 포함하는 현재 영상에 대해, 상기 원본 범위의 최소값, 상기 원본 범위를 분할한 구간들의 개수, 각 구간의 크기, 및 상기 각 구간에 대응하는 각 매핑 구간의 크기의 전부 또는 일부를 구성요소들로 포함하되, 상기 구성요소들의 전부 또는 일부는 차분값인 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    픽처별로 상이한 매핑 데이터를 이용하는 경우, 상기 현재블록에 이용되는 매핑 데이터는 상기 참조픽처에 이용되는 매핑 데이터와 상이한 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
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