WO2023055167A1 - 인트라 예측 모드 도출 기반 인트라 예측 방법 및 장치 - Google Patents

인트라 예측 모드 도출 기반 인트라 예측 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023055167A1
WO2023055167A1 PCT/KR2022/014750 KR2022014750W WO2023055167A1 WO 2023055167 A1 WO2023055167 A1 WO 2023055167A1 KR 2022014750 W KR2022014750 W KR 2022014750W WO 2023055167 A1 WO2023055167 A1 WO 2023055167A1
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intra prediction
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김승환
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파루리시탈
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엘지전자 주식회사
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Definitions

  • This document relates to image coding technology, and more particularly, to an image coding method and apparatus for deriving an intra prediction mode in an image coding system.
  • VR Virtual Reality
  • AR Artificial Reality
  • broadcasting is on the rise.
  • a high-efficiency video/video compression technology is required to effectively compress, transmit, store, and reproduce high-resolution and high-quality video/video information having various characteristics as described above.
  • the technical problem of this document is to provide a method and apparatus for increasing image coding efficiency.
  • Another technical problem of this document is to provide a method and apparatus for performing intra prediction efficiently in image coding.
  • an image decoding method performed by a decoding device includes obtaining image information from a bitstream, determining whether at least one of a Template-based Inter Mode Derivation (TIMD) mode and a Decoder Side Intra Mode Derivation (DIMD) mode is applied to a current block, the Generating a predicted sample of the current block based on a TIMD mode or at least one of the DIMD modes, and generating a reconstructed sample of the current block based on the predicted sample of the current block, wherein the The TIMD mode is derived based on the template of the current block, and the DIMD mode is derived based on gradients of neighboring reference samples of the current block.
  • TIMD Template-based Inter Mode Derivation
  • DIMD Decoder Side Intra Mode Derivation
  • an encoding method performed by an encoding device includes determining whether at least one of a Template-based Inter Mode Derivation (TIMD) mode and a Decoder Side Intra Mode Derivation (DIMD) mode is applied to a current block, at least one of the TIMD mode and the DIMD modes Generating a prediction sample of the current block based on, generating prediction related information based on the prediction sample of the current block, and encoding image information including the prediction related information,
  • the TIMD mode is derived based on the template of the current block
  • the DIMD mode is derived based on gradients of neighboring reference samples of the current block.
  • a computer-readable digital storage medium stores a bitstream generated by a specific method, and the specific method applies at least one of Template-based Inter Mode Derivation (TIMD) mode and Decoder Side Intra Mode Derivation (DIMD) modes to the current block.
  • TIMD Template-based Inter Mode Derivation
  • DIMD Decoder Side Intra Mode Derivation
  • generating prediction samples of the current block based on at least one of the TIMD mode and the DIMD modes generating prediction-related information based on the prediction samples of the current block; and encoding image information including the prediction related information, wherein the TIMD mode is derived based on a template of the current block, and the DIMD mode is derived based on gradients of neighboring reference samples of the current block characterized by being
  • encoded information or encoded video/image information causing a decoding device to perform a video/image decoding method disclosed in at least one of the embodiments of this document is read by a computer.
  • a method and apparatus for transmitting a bitstream generated according to the video/image encoding method disclosed in at least one of the embodiments of this document are provided.
  • obtaining image information from a bitstream determining whether at least one of a Template-based Inter Mode Derivation (TIMD) mode or a Decoder Side Intra Mode Derivation (DIMD) mode is applied to a current block Step , generating a predicted sample of the current block based on at least one of the TIMD mode or the DIMD modes, and generating a reconstructed sample of the current block based on the predicted sample of the current block, , the TIMD mode is derived based on the template of the current block, and the DIMD mode is derived based on gradients of neighboring reference samples of the current block.
  • TIMD Template-based Inter Mode Derivation
  • DIMD Decoder Side Intra Mode Derivation
  • TIMD mode or the DIMD mode By using the TIMD mode or the DIMD mode, overhead generated in the process of signaling the intra prediction mode can be reduced and overall coding efficiency can be improved. In addition, prediction accuracy can be increased by generating the prediction sample based on the TIMD mode or the DIMD mode.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video/image coding system that can be applied to the embodiments of this document.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of a video/image encoding apparatus applicable to embodiments of the present document.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the configuration of a video/image decoding apparatus applicable to embodiments of the present document.
  • FIG. 5 illustrates an example of an image encoding method based on rough intra prediction to which embodiments of the present document are applicable.
  • FIG. 6 schematically shows an intra prediction unit in an encoding device.
  • FIG. 7 illustrates an example of an image decoding method based on rough intra prediction to which embodiments of the present document are applicable.
  • FIG. 8 schematically shows an intra prediction unit in a decoding device.
  • FIG. 9 exemplarily illustrates a schematic intra prediction procedure to which embodiments of the present document are applicable.
  • FIG 10 illustrates an example of intra prediction modes to which embodiments of the present document are applicable.
  • FIG. 11 shows a restored pixel template as an example.
  • FIG. 13 and 14 schematically illustrate an example of a video/image encoding method and related components according to an embodiment of this document.
  • 15 and 16 schematically illustrate an example of a video/image decoding method and related components according to an embodiment of this document.
  • FIG 17 shows an example of a content streaming system to which the embodiments disclosed in this document can be applied.
  • each component in the drawings described in this document is shown independently for convenience of description of different characteristic functions, and does not mean that each component is implemented as separate hardware or separate software.
  • two or more of the components may be combined to form one component, or one component may be divided into a plurality of components.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and/or separated are also included in the scope of rights of this document as long as they do not deviate from the essence of this document.
  • VVC Versatile Video Coding
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • EMC essential video coding
  • This document is about video/image coding.
  • the method/embodiment disclosed in this document is applicable to the VVC (versatile video coding) standard, EVC (essential video coding) standard, AV1 (AOMedia Video 1) standard, AVS2 (2nd generation of audio video coding standard) or next generation video/ It can be applied to a method disclosed in an image coding standard (ex. H.267 or H.268, etc.).
  • a video may mean a set of a series of images over time.
  • a picture generally means a unit representing one image in a specific time period, and a subpicture/slice/tile is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • a subpicture/slice/tile may include one or more coding tree units (CTUs).
  • CTUs coding tree units
  • One picture may be composed of one or more subpictures/slices/tiles.
  • One picture may be composed of one or more tile groups.
  • One tile group may include one or more tiles.
  • a brick may represent a rectangular area of CTU rows within a tile in a picture.
  • a tile may be partitioned into multiple bricks, and each brick may consist of one or more CTU rows within the tile.
  • a tile that is not partitioned into multiple bricks may also be referred to as a brick.
  • a brick scan can represent a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture, the CTUs can be ordered in a CTU raster scan within a brick, and the bricks in a tile can be sequentially ordered in a raster scan of the bricks in the tile. , and tiles in a picture can be successively aligned with a raster scan of the tiles of the picture.
  • a subpicture may represent a rectangular region of one or more slices within a picture. That is, a subpicture may include one or more slices that collectively cover a rectangular area of the picture.
  • a tile is a rectangular area of a specific tile column and CTUs within a specific tile column.
  • the tile column is a rectangular region of CTUs, and the rectangular region has the same height as the height of the picture, and the width may be specified by syntax elements in a picture parameter set.
  • the tile row is a rectangular region of CTUs, the rectangular region has a width specified by syntax elements in a picture parameter set, and a height may be equal to the height of the picture.
  • a tile scan may represent a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture, the CTUs may be ordered sequentially with a CTU raster scan within a tile, and tiles within a picture may be sequentially ordered with a raster scan of the tiles of the picture.
  • a slice may include an integer number of bricks of a picture, and the integer number of bricks may be included in one NAL unit.
  • a slice may consist of multiple complete tiles, or may be a contiguous sequence of complete bricks of one tile.
  • tile groups and slices can be used interchangeably.
  • tile group/tile group header can be called slice/slice header.
  • a pixel or pel may mean a minimum unit constituting one picture (or image). Also, 'sample' may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a pixel value, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or only a pixel/pixel value of a chroma component.
  • a unit may represent a basic unit of image processing.
  • a unit may include at least one of a specific region of a picture and information related to the region.
  • One unit may include one luma block and two chroma (eg cb, cr) blocks. Unit may be used interchangeably with terms such as block or area depending on the case.
  • an MxN block may include samples (or a sample array) or a set (or array) of transform coefficients consisting of M columns and N rows.
  • a or B may mean “only A”, “only B”, or “both A and B”.
  • a or B (A or B)" in the present specification may be interpreted as “A and/or B (A and/or B)”.
  • A, B or C as used herein means “only A”, “only B”, “only C”, or “any and all combinations of A, B and C ( any combination of A, B and C)”.
  • a slash (/) or a comma (comma) used in this specification may mean “and/or”.
  • A/B can mean “A and/or B”. Accordingly, “A/B” may mean “only A”, “only B”, or “both A and B”.
  • A, B, C may mean “A, B or C”.
  • At least one of A and B may mean “only A”, “only B”, or “both A and B”. Also, in this specification, the expression “at least one of A or B” or “at least one of A and/or B” means “at least one It can be interpreted the same as "A and B (at least one of A and B) of
  • At least one of A, B and C means “only A”, “only B”, “only C", or “A, B and C” It may mean “any combination of A, B and C”. Also, “at least one of A, B or C” or “at least one of A, B and/or C” means It can mean “at least one of A, B and C”.
  • parentheses used in this specification may mean “for example”. Specifically, when it is indicated as “prediction (intra prediction)”, “intra prediction” may be suggested as an example of “prediction”. In other words, “prediction” in this specification is not limited to “intra prediction”, and “intra prediction” may be suggested as an example of “prediction”. Also, even when indicated as “prediction (ie, intra prediction)”, “intra prediction” may be suggested as an example of “prediction”.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video/image coding system to which this document can be applied.
  • a video/image coding system may include a source device and a receiving device.
  • the source device may transmit encoded video/image information or data to a receiving device in a file or streaming form through a digital storage medium or network.
  • the source device may include a video source, an encoding device, and a transmission unit.
  • the receiving device may include a receiving unit, a decoding device, and a renderer.
  • the encoding device may be referred to as a video/image encoding device, and the decoding device may be referred to as a video/image decoding device.
  • a transmitter may be included in an encoding device.
  • a receiver may be included in a decoding device.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • a video source may acquire video/images through a process of capturing, synthesizing, or generating video/images.
  • a video source may include a video/image capture device and/or a video/image generation device.
  • a video/image capture device may include, for example, one or more cameras, a video/image archive containing previously captured video/images, and the like.
  • Video/image generating devices may include, for example, computers, tablets and smart phones, etc., and may (electronically) generate video/images.
  • a virtual video/image may be generated through a computer or the like, and in this case, a video/image capture process may be replaced by a process of generating related data.
  • An encoding device may encode an input video/image.
  • the encoding device may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and coding efficiency.
  • Encoded data (encoded video/video information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmission unit may transmit the encoded video/image information or data output in the form of a bit stream to the receiving unit of the receiving device in the form of a file or streaming through a digital storage medium or a network.
  • Digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • the transmission unit may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcasting/communication network.
  • the receiving unit may receive/extract the bitstream and transmit it to a decoding device.
  • the decoding device may decode video/images by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to operations of the encoding device.
  • the renderer may render the decoded video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • a video encoding device may include a video encoding device.
  • the encoding device 200 includes an image partitioner 210, a predictor 220, a residual processor 230, an entropy encoder 240, It may include an adder 250, a filter 260, and a memory 270.
  • the prediction unit 220 may include an inter prediction unit 221 and an intra prediction unit 222 .
  • the residual processing unit 230 may include a transformer 232 , a quantizer 233 , a dequantizer 234 , and an inverse transformer 235 .
  • the residual processing unit 230 may further include a subtractor 231 .
  • the adder 250 may be called a reconstructor or a reconstructed block generator.
  • the above-described image segmentation unit 210, prediction unit 220, residual processing unit 230, entropy encoding unit 240, adder 250, and filtering unit 260 may be one or more hardware components ( For example, it may be configured by an encoder chipset or processor). Also, the memory 270 may include a decoded picture buffer (DPB) and may be configured by a digital storage medium. The hardware component may further include a memory 270 as an internal/external component.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image divider 210 may divide an input image (or picture or frame) input to the encoding device 200 into one or more processing units.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit may be partitioned recursively from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU) according to a quad-tree binary-tree ternary-tree (QTBTTT) structure.
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • QTBTTT quad-tree binary-tree ternary-tree
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and/or a ternary structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and/or ternary structure may be applied later.
  • a binary tree structure may be applied first.
  • a coding procedure according to this document may be performed based on a final coding unit that is not further divided. In this case, based on the coding efficiency according to the image characteristics, the largest coding unit can be directly used as the final coding unit, or the coding unit is recursively divided into coding units of lower depth as needed to obtain an optimal A coding unit having a size of may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include procedures such as prediction, transformation, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the above-described final coding unit.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transform unit may be a unit for deriving transform coefficients and/or a unit for deriving a residual signal from transform coefficients.
  • an MxN block may represent a set of samples or transform coefficients consisting of M columns and N rows.
  • a sample may generally represent a pixel or a pixel value, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or only a pixel/pixel value of a chroma component.
  • a sample may be used as a term corresponding to one picture (or image) to a pixel or a pel.
  • the subtraction unit 231 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction samples, or prediction sample array) output from the prediction unit 220 from the input image signal (original block, original samples, or original sample array) to obtain a residual
  • a signal residual block, residual samples, or residual sample array
  • the prediction unit 220 may perform prediction on a block to be processed (hereinafter referred to as a current block) and generate a predicted block including predicted samples of the current block.
  • the predictor 220 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of current blocks or CUs.
  • the prediction unit may generate and transmit various information related to prediction, such as prediction mode information, to the entropy encoding unit 240 .
  • Prediction-related information may be encoded in the entropy encoding unit 240 and output in the form of a bitstream.
  • the intra predictor 222 may predict a current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart from each other according to a prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode.
  • the directional modes may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes according to the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used according to settings.
  • the intra predictor 222 may determine a prediction mode applied to the current block by using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter-prediction unit 221 may derive a predicted block for a current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on a reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation of motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • a neighboring block may include a spatial neighboring block present in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • a reference picture including the reference block and a reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be called a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block may be called a collocated picture (colPic).
  • the inter-prediction unit 221 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidate is used to derive the motion vector and/or reference picture index of the current block. can create Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of skip mode and merge mode, the inter prediction unit 221 may use motion information of neighboring blocks as motion information of the current block.
  • the residual signal may not be transmitted unlike the merge mode.
  • MVP motion vector prediction
  • the prediction unit 220 may generate a prediction signal based on various prediction methods described later.
  • the predictor may apply intra-prediction or inter-prediction to predict one block, as well as apply intra-prediction and inter-prediction at the same time. This may be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) for block prediction.
  • the intra block copy may be used for video/video coding of content such as a game, such as screen content coding (SCC), for example.
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction within the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived within the current picture. That is, IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the prediction signal generated through the inter predictor 221 and/or the intra predictor 222 may be used to generate a reconstructed signal or a residual signal.
  • the transform unit 232 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique may include Discrete Cosine Transform (DCT), Discrete Sine Transform (DST), Graph-Based Transform (GBT), or Conditionally Non-linear Transform (CNT).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Conditionally Non-linear Transform
  • GBT means a conversion obtained from the graph when relation information between pixels is expressed as a graph.
  • CNT means a transformation obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to square pixel blocks having the same size, or may be applied to non-square blocks of variable size.
  • the quantization unit 233 quantizes the transform coefficients and transmits them to the entropy encoding unit 240, and the entropy encoding unit 240 may encode the quantized signal (information on the quantized transform coefficients) and output it as a bitstream. there is. Information about the quantized transform coefficients may be referred to as residual information.
  • the quantization unit 233 may rearrange block-type quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and the quantized transform coefficients based on the one-dimensional vector form quantized transform coefficients. Information about transform coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 240 may perform various encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 240 may encode together or separately information necessary for video/image reconstruction (eg, values of syntax elements) in addition to quantized transform coefficients.
  • Encoded information eg, encoded video/video information
  • NAL network abstraction layer
  • the video/video information may further include information on various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/image information may further include general constraint information.
  • Signaled/transmitted information and/or syntax elements described later in this document may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream may be transmitted through a network or stored in a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and/or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • a transmission unit (not shown) for transmitting the signal output from the entropy encoding unit 240 and/or a storage unit (not shown) for storing may be configured as internal/external elements of the encoding device 200, or the transmission unit It may also be included in the entropy encoding unit 240.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 233 may be used to generate a prediction signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • the adder 250 may generate a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed samples, or reconstructed sample array) by adding the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the prediction unit 220.
  • a predicted block may be used as a reconstruction block.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, or may be used for inter prediction of the next picture after filtering as described below.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 260 may improve subjective/objective picture quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 260 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and store the modified reconstructed picture in the memory 270, specifically the DPB of the memory 270. can be stored in
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset (SAO), adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 260 may generate various types of filtering-related information and transmit them to the entropy encoding unit 290, as will be described later in the description of each filtering method. Filtering-related information may be encoded in the entropy encoding unit 290 and output in the form of a bit stream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 270 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 280 .
  • the encoding device can avoid prediction mismatch between the encoding device 200 and the decoding device, and can also improve encoding efficiency.
  • the DPB of the memory 270 may store the modified reconstructed picture to be used as a reference picture in the inter prediction unit 221 .
  • the memory 270 may store motion information of a block in a current picture from which motion information is derived (or encoded) and/or motion information of blocks in a previously reconstructed picture.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 221 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 270 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture and transfer them to the intra predictor 222 .
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the configuration of a video/image decoding device to which this document can be applied.
  • the decoding device 300 includes an entropy decoder 310, a residual processor 320, a predictor 330, an adder 340, and a filtering unit. (filter, 350) and memory (memoery, 360).
  • the prediction unit 330 may include an inter prediction unit 332 and an intra prediction unit 331 .
  • the residual processing unit 320 may include a dequantizer 321 and an inverse transformer 321 .
  • the above-described entropy decoding unit 310, residual processing unit 320, prediction unit 330, adder 340, and filtering unit 350 may be configured as one hardware component (for example, a decoder chipset or processor) according to an embodiment. ) can be configured by Also, the memory 360 may include a decoded picture buffer (DPB) and may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include a memory 360 as an internal/external component.
  • the decoding device 300 may restore an image corresponding to a process in which the video/image information is processed by the encoding device of FIG. 2 .
  • the decoding device 300 may derive units/blocks based on block division related information obtained from the bitstream.
  • the decoding device 300 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding device.
  • a processing unit of decoding may be a coding unit, for example, and a coding unit may be partitioned from a coding tree unit or a largest coding unit along a quad tree structure, a binary tree structure and/or a ternary tree structure.
  • One or more transform units may be derived from a coding unit.
  • the restored video signal decoded and output through the decoding device 300 may be reproduced through a playback device.
  • the decoding device 300 may receive a signal output from the encoding device of FIG. 2 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 310 .
  • the entropy decoding unit 310 may parse the bitstream to derive information (eg, video/image information) necessary for image restoration (or picture restoration).
  • the video/video information may further include information on various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/image information may further include general constraint information.
  • the decoding device may decode a picture further based on the information about the parameter set and/or the general restriction information.
  • Signaled/received information and/or syntax elements described later in this document may be obtained from the bitstream by being decoded through the decoding procedure.
  • the entropy decoding unit 310 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and values of syntax elements required for image reconstruction and quantized values of residual transform coefficients. can output them.
  • the CABAC entropy decoding method receives bins corresponding to each syntax element in a bitstream, and converts syntax element information to be decoded and decoding information of neighboring and decoding object blocks or symbol/bin information decoded in a previous step.
  • a symbol corresponding to the value of each syntax element can be generated by determining a context model, predicting the probability of occurrence of a bin according to the determined context model, and performing arithmetic decoding of the bin.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using information of the decoded symbol/bin for the context model of the next symbol/bin after determining the context model.
  • information about prediction is provided to the prediction unit 330, and information about the residual entropy-decoded by the entropy decoding unit 310, that is, quantized transform coefficients and Related parameter information may be input to the inverse quantization unit 321 .
  • the decoding device may be referred to as a video/video/picture decoding device, and the decoding device may be divided into an information decoder (video/video/picture information decoder) and a sample decoder (video/video/picture sample decoder).
  • the information decoder may include the entropy decoding unit 310, and the sample decoder includes the inverse quantization unit 321, an inverse transform unit 322, a prediction unit 330, an adder 340, a filtering unit ( 350) and at least one of the memory 360.
  • the inverse quantization unit 321 may inversely quantize the quantized transform coefficients and output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 321 may rearrange the quantized transform coefficients in a 2D block form. In this case, the rearrangement may be performed based on a coefficient scanning order performed by the encoding device.
  • the inverse quantization unit 321 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients using a quantization parameter (eg, quantization step size information) and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter eg, quantization step size information
  • a residual signal (residual block, residual sample array) is obtained by inverse transforming the transform coefficients.
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including predicted samples of the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the entropy decoding unit 310, and may determine a specific intra/inter prediction mode.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods described below.
  • the predictor may apply intra-prediction or inter-prediction to predict one block, as well as apply intra-prediction and inter-prediction at the same time. This may be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) for block prediction.
  • the intra block copy may be used for video/video coding of content such as a game, such as screen content coding (SCC), for example.
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction within the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived within the current picture. That is, IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the intra predictor 331 may predict a current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart from each other according to a prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra prediction unit 331 may determine a prediction mode applied to the current block by using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter prediction unit 332 may derive a predicted block for a current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on a reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation of motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • a neighboring block may include a spatial neighboring block present in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter predictor 332 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks and derive a motion vector and/or reference picture index of the current block based on the received candidate selection information. Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and the prediction information may include information indicating an inter prediction mode for the current block.
  • the adder 340 generates a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) by adding the obtained residual signal to the prediction signal (predicted block, predicted sample array) output from the prediction unit 330.
  • a predicted block may be used as a reconstruction block.
  • the adder 340 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, output after filtering as described later, or may be used for inter prediction of the next picture.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 350 may improve subjective/objective picture quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 350 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and store the modified reconstructed picture in the memory 60, specifically the DPB of the memory 360.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • a (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 360 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 332 .
  • the memory 360 may store motion information of a block in the current picture from which motion information is derived (or decoded) and/or motion information of blocks in a previously reconstructed picture.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 332 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 360 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture and transfer them to the intra prediction unit 331 .
  • the embodiments described in the prediction unit 330, the inverse quantization unit 321, the inverse transform unit 322, and the filtering unit 350 of the decoding apparatus 300 are each predictive units of the encoding apparatus 200 ( 220), the inverse quantization unit 234, the inverse transform unit 235, and the filtering unit 260 may be applied in the same or corresponding manner.
  • the predicted block includes prediction samples in the spatial domain (or pixel domain).
  • the predicted block is identically derived from an encoding device and a decoding device, and the encoding device decodes residual information (residual information) between the original block and the predicted block, rather than the original sample value itself of the original block.
  • Video coding efficiency can be increased by signaling to the device.
  • the decoding device may derive a residual block including residual samples based on the residual information, generate a reconstructed block including reconstructed samples by combining the residual block and the predicted block, and reconstruct the reconstructed blocks. It is possible to create a reconstruction picture that contains
  • the residual information may be generated through transformation and quantization procedures.
  • the encoding apparatus derives a residual block between the original block and the predicted block, and derives transform coefficients by performing a transform procedure on residual samples (residual sample array) included in the residual block. And, by performing a quantization procedure on the transform coefficients, quantized transform coefficients may be derived, and related residual information may be signaled to the decoding device (through a bitstream).
  • the residual information may include information such as value information of the quantized transform coefficients, location information, transform technique, transform kernel, and quantization parameter.
  • the decoding device may perform an inverse quantization/inverse transform procedure based on the residual information and derive residual samples (or residual blocks).
  • the decoding device may generate a reconstructed picture based on the predicted block and the residual block.
  • the encoding device may also derive a residual block by inverse quantizing/inverse transforming the quantized transform coefficients for reference for inter prediction of a later picture, and generate a reconstructed picture based on the residual block.
  • At least one of quantization/inverse quantization and/or transform/inverse transform may be omitted. If the quantization/inverse quantization is omitted, the quantized transform coefficient may be referred to as a transform coefficient. If the transform/inverse transform is omitted, the transform coefficients may be called coefficients or residual coefficients, or may still be called transform coefficients for unity of expression. In addition, whether to skip the transform/inverse transform may be signaled based on transform_skip_flag.
  • quantized transform coefficients and transform coefficients may be referred to as transform coefficients and scaled transform coefficients, respectively.
  • the residual information may include information on transform coefficient(s), and the information on the transform coefficient(s) may be signaled through residual coding syntax.
  • Transform coefficients may be derived based on the residual information (or information about the transform coefficient(s)), and scaled transform coefficients may be derived through inverse transform (scaling) of the transform coefficients.
  • Residual samples may be derived based on an inverse transform (transform) of the scaled transform coefficients. This may be applied/expressed in other parts of this document as well.
  • a prediction unit of the encoding device/decoding device may derive prediction samples by performing inter prediction on a block-by-block basis.
  • Inter prediction may indicate prediction derived in a manner dependent on data elements (e.g. sample values, motion information, etc.) of picture(s) other than the current picture (Inter prediction can be a prediction derived in a manner that is dependent on data elements (e.g., sample values or motion information) of picture(s) other than the current picture).
  • a predicted block (prediction sample array) for the current block is derived based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on a reference picture indicated by a reference picture index.
  • motion information of the current block may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation of motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block present in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • a reference picture including the reference block and a reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be called a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block may be called a collocated picture (colPic).
  • a motion information candidate list may be constructed based on neighboring blocks of the current block, and a flag indicating which candidate is selected (used) to derive the motion vector and/or reference picture index of the current block.
  • index information may be signaled.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of skip mode and merge mode, motion information of a current block may be the same as motion information of a selected neighboring block. In the case of the skip mode, the residual signal may not be transmitted unlike the merge mode.
  • a motion vector of a selected neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference may be signaled.
  • the motion vector of the current block can be derived using the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference.
  • the motion information may include L0 motion information and/or L1 motion information according to an inter prediction type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.).
  • a motion vector in the L0 direction may be referred to as an L0 motion vector or MVL0
  • a motion vector in the L1 direction may be referred to as an L1 motion vector or MVL1.
  • Prediction based on the L0 motion vector may be called L0 prediction
  • prediction based on the L1 motion vector may be called L1 prediction
  • prediction based on both the L0 motion vector and the L1 motion vector may be called Bi prediction.
  • the L0 motion vector may indicate a motion vector related to the reference picture list L0 (L0), and the L1 motion vector may indicate a motion vector related to the reference picture list L1 (L1).
  • the reference picture list L0 may include pictures prior to the current picture in output order as reference pictures, and the reference picture list L1 may include pictures subsequent to the current picture in output order.
  • the previous pictures may be referred to as forward (reference) pictures, and the subsequent pictures may be referred to as backward (reference) pictures.
  • the reference picture list L0 may further include as reference pictures pictures subsequent to the current picture in output order. In this case, the previous pictures in the reference picture list L0 may be indexed first, and the later pictures may be indexed next.
  • the reference picture list L1 may further include, as reference pictures, pictures previous to the current picture in output order.
  • the subsequent pictures in the reference picture list 1 may be indexed first, and the previous pictures may be indexed next.
  • the output order may correspond to a picture order count (POC) order.
  • POC picture order count
  • the coded video/image includes a video coding layer (VCL) that handles video/image decoding and itself, a subsystem that transmits and stores coded information, and between the VCL and the subsystem. It exists in the network and is divided into NAL (network abstraction layer) responsible for network adaptation function.
  • VCL video coding layer
  • NAL network abstraction layer
  • VCL data including compressed video data is generated, or Picture Parameter Set (PPS), Sequence Parameter Set (SPS), and Video Parameter Set (Video Parameter Set: A parameter set including information such as VPS) or a Supplemental Enhancement Information (SEI) message additionally necessary for a video decoding process may be generated.
  • PPS Picture Parameter Set
  • SPS Sequence Parameter Set
  • SEI Supplemental Enhancement Information
  • a NAL unit may be generated by adding header information (NAL unit header) to a raw byte sequence payload (RBSP) generated in VCL.
  • RBSP refers to slice data, parameter set, SEI message, etc. generated in the VCL.
  • the NAL unit header may include NAL unit type information specified according to RBSP data included in the corresponding NAL unit.
  • NAL units may be classified into VCL NAL units and non-VCL NAL units according to RBSPs generated in VCL.
  • a VCL NAL unit may refer to a NAL unit including information about an image (slice data)
  • a non-VCL NAL unit may refer to a NAL unit including information (parameter set or SEI message) necessary for decoding an image. can mean
  • VCL NAL unit and non-VCL NAL unit may be transmitted through a network by attaching header information according to the data standard of the subsystem.
  • the NAL unit may be transformed into a data format of a predetermined standard such as an H.266/VVC file format, a real-time transport protocol (RTP), or a transport stream (TS) and transmitted through various networks.
  • a predetermined standard such as an H.266/VVC file format, a real-time transport protocol (RTP), or a transport stream (TS)
  • the NAL unit type of the NAL unit may be specified according to the RBSP data structure included in the NAL unit, and information on such a NAL unit type may be stored in a NAL unit header and signaled.
  • the NAL unit may be largely classified into a VCL NAL unit type and a non-VCL NAL unit type according to whether or not the NAL unit includes information about an image (slice data).
  • VCL NAL unit types can be classified according to the nature and type of pictures included in the VCL NAL unit, and non-VCL NAL unit types can be classified according to the type of parameter set.
  • NAL unit type specified according to the type of parameter set included in the non-VCL NAL unit type.
  • NAL unit type for NAL unit including APS
  • NAL unit Type for NAL unit including VPS
  • NAL unit type for NAL unit including SPS
  • NAL unit type for NAL unit including PPS
  • NAL unit type for NAL unit including DCI
  • NAL unit type for NAL unit including PH
  • NAL unit types have syntax information for the NAL unit type, and the syntax information may be stored in a NAL unit header and signaled.
  • the syntax information may be nal_unit_type, and NAL unit types may be specified with a nal_unit_type value.
  • one picture may include a plurality of slices, and one slice may include a slice header and slice data.
  • one picture header may be further added to a plurality of slices (slice header and slice data set) in one picture.
  • the picture header (picture header syntax) may include information/parameters commonly applicable to the picture.
  • slices may be mixed or replaced with tile groups.
  • slice headers may be mixed or replaced with type group headers.
  • the slice header may include information/parameters commonly applicable to the slice.
  • the APS APS Syntax
  • PPS PPS Syntax
  • the SPS SPS Syntax
  • the VPS VPS syntax
  • the DCI DCI syntax
  • the DCI may include information/parameters commonly applicable to overall video.
  • the DCI may include information/parameters related to decoding capability.
  • high level syntax HLS may include at least one of the APS syntax, PPS syntax, SPS syntax, VPS syntax, DCI syntax, picture header syntax, and slice header syntax.
  • video/video information encoded from an encoding device to a decoding device and signaled in the form of a bitstream includes not only intra-picture partitioning related information, intra/inter prediction information, residual information, in-loop filtering information, and the like, but also Information included in a slice header, information included in the picture header, information included in the APS, information included in the PPS, information included in an SPS, information included in a VPS, and/or information included in a DCI can do. Also, the image/video information may further include NAL unit header information.
  • Intra prediction refers to prediction that generates prediction samples for a current block based on reference samples outside the current block in a picture including the current block (hereinafter referred to as the current picture).
  • reference samples outside the current block may refer to samples positioned around the current block.
  • the neighboring reference samples of the current block are samples adjacent to the left boundary of the current block and 2xnH neighboring to the bottom-left of the current block. samples, a total of 2xnW samples adjacent to the top boundary and top-right neighbors of the current block, including 1 sample adjacent to the top-left of the current block can do.
  • the neighboring reference samples of the current block may include a plurality of columns of upper neighboring samples and a plurality of rows of left neighboring samples.
  • the neighboring reference samples of the current block are a total of nH samples adjacent to the right boundary of the current block of size nWxnH, a total of nW samples adjacent to the bottom boundary of the current block, and the lower right side of the current block ( bottom-right) may include one neighboring sample.
  • the decoding device may configure neighboring reference samples to be used for prediction by substituting unavailable samples with available samples.
  • neighboring reference samples to be used for prediction may be configured through interpolation of available samples.
  • a prediction sample may be derived based on the average or interpolation of the neighboring reference samples of the current block, and (ii) prediction among the neighboring reference samples of the current block
  • a prediction sample may be derived based on a reference sample existing in a specific (prediction) direction with respect to the sample. Case (i) may be applied when the intra prediction mode is a non-directional mode or non-angular mode, and case (ii) may be applied when the intra prediction mode is a directional mode or an angular mode.
  • Prediction samples may be generated.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • chroma prediction samples may be generated based on luma samples using a linear model. This case can be called LM mode.
  • a temporary prediction sample of the current block is derived based on the filtered neighboring reference samples, and at least one reference sample derived according to the intra prediction mode among existing neighboring reference samples, that is, unfiltered neighboring reference samples, and
  • the prediction sample of the current block may be derived by performing a weighted sum of the temporary prediction samples.
  • the above case may be called position dependent intra prediction (PDPC).
  • a reference sample line with the highest prediction accuracy is selected among multiple reference sample lines adjacent to the current block, and a prediction sample is derived using a reference sample located in a prediction direction in the corresponding line, and at this time, the used reference sample line is decoded.
  • Intra prediction encoding may be performed by instructing (signaling) a device. The above case may be called multi-reference line (MRL) intra prediction or MRL-based intra prediction.
  • MRL multi-reference line
  • intra prediction may be performed based on the same intra prediction mode by dividing the current block into vertical or horizontal sub-partitions, but neighboring reference samples may be derived and used in units of sub-partitions. That is, in this case, the intra-prediction mode for the current block is equally applied to the sub-partitions, but intra-prediction performance can be improved in some cases by deriving and using neighboring reference samples in units of sub-partitions.
  • This prediction method may be called intra sub-partitions (ISP) or ISP-based intra prediction.
  • the aforementioned intra prediction methods may be referred to as an intra prediction type to be distinguished from an intra prediction mode.
  • the intra prediction type may be called various terms such as an intra prediction technique or an additional intra prediction mode.
  • the intra prediction type (or additional intra prediction mode, etc.) may include at least one of the aforementioned LIP, PDPC, MRL, and ISP.
  • a general intra prediction method excluding specific intra prediction types such as LIP, PDPC, MRL, and ISP may be referred to as a normal intra prediction type.
  • the normal intra prediction type may be generally applied when the specific intra prediction type as described above is not applied, and prediction may be performed based on the aforementioned intra prediction mode. Meanwhile, post-processing filtering may be performed on the derived prediction sample as needed.
  • MIP matrix based intra prediction
  • Affine linear weighted intra prediction Affine linear weighted intra prediction
  • MWIP Matrix weighted intra prediction
  • Prediction samples for the current block may be derived by further performing a horizontal/vertical interpolation procedure.
  • Intra prediction modes used for the MIP may be configured differently from intra prediction modes used in the aforementioned LIP, PDPC, MRL, and ISP intra prediction or normal intra prediction.
  • the intra prediction mode for MIP may be called "affine linear weighted intra prediction mode" or matrix-based intra prediction mode.
  • a matrix and an offset used in matrix vector multiplication may be set differently according to the intra prediction mode for the MIP.
  • the matrix may be referred to as an (affine) weight matrix
  • the offset may be referred to as an (affine) offset vector or an (affine) bias vector.
  • intra prediction mode for MIP may be called MIP intra prediction mode, linear weighted intra prediction mode, matrix weighted intra prediction mode, or matrix based intra prediction mode. A specific MIP method will be described later.
  • FIG. 5 shows an example of a video encoding method based on schematic intra prediction to which embodiments of this document are applicable
  • FIG. 6 schematically shows an intra prediction unit in an encoding device.
  • the intra prediction unit in the encoding apparatus of FIG. 6 may be applied to the same or corresponding to the intra prediction unit 222 of the above-described encoding apparatus 200 of FIG. 2 .
  • S500 may be performed by the intra prediction unit 222 of the encoding device, and S510 may be performed by the residual processing unit 230 of the encoding device. Specifically, S510 may be performed by the subtraction unit 231 of the encoding device.
  • prediction information may be derived by the intra prediction unit 222 and encoded by the entropy encoding unit 240.
  • residual information may be derived by the residual processing unit 230 and encoded by the entropy encoding unit 240.
  • the residual information is information about residual samples.
  • the residual information may include information about quantized transform coefficients of residual samples.
  • the residual samples may be derived as transform coefficients through a transform unit of the encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as quantized transform coefficients through a quantization unit.
  • Information about quantized transform coefficients may be encoded in the entropy encoding unit 240 through a residual coding procedure.
  • the encoding device performs intra prediction on the current block (S500).
  • the encoding device may derive an intra prediction mode/type for the current block, derive neighboring reference samples of the current block, and generate prediction samples within the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples.
  • intra prediction mode/type determination, neighboring reference samples derivation, and prediction samples generation procedures may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before another procedure.
  • the intra prediction unit 222 of the encoding device may include an intra prediction mode/type determination unit 222-1, a reference sample derivation unit 222-2, and a predicted sample derivation unit 222-3.
  • the intra prediction mode/type determination unit 222-1 determines the intra prediction mode/type for the current block
  • the reference sample derivation unit 222-2 derives neighboring reference samples of the current block
  • the prediction sample The derivation unit 222-3 may derive prediction samples of the current block.
  • the intra prediction unit 222 may further include a prediction sample filtering unit (not shown).
  • the encoding device may determine a mode/type applied to the current block among a plurality of intra prediction modes/types.
  • the encoding device may compare RD costs for intra prediction modes/types and determine an optimal intra prediction mode/type for the current block.
  • the encoding device may perform a prediction sample filtering procedure.
  • Prediction sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered through the prediction sample filtering procedure. In some cases, the prediction sample filtering procedure may be omitted.
  • the encoding device generates residual samples for the current block based on the (filtered) prediction samples (S510).
  • the encoding device may compare prediction samples from original samples of the current block based on phase and derive residual samples.
  • the encoding device may encode image information including intra prediction information (prediction information) and residual information about residual samples (S520). Prediction information may include intra prediction mode information and intra prediction type information. Residual information may include residual coding syntax. The encoding device may transform/quantize the residual samples to derive quantized transform coefficients. The residual information may include information about the quantized transform coefficients.
  • the encoding device may output encoded image information in the form of a bitstream.
  • the output bitstream may be delivered to a decoding device through a storage medium or network.
  • the encoding device may generate a reconstructed picture (including reconstructed samples and a reconstructed block).
  • the encoding apparatus may derive (modified) residual samples by inverse quantizing/inverse transforming the quantized transform coefficients again.
  • the reason for performing inverse quantization/inverse transformation after transforming/quantizing the residual samples in this way is to derive the same residual samples as the residual samples derived from the decoding apparatus as described above.
  • the encoding device may generate a reconstructed block including reconstructed samples for the current block based on prediction samples and (modified) residual samples.
  • a reconstructed picture for a current picture may be generated based on the reconstructed block.
  • an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIG. 7 shows an example of an image decoding method based on schematic intra prediction to which embodiments of the present document are applicable
  • FIG. 8 schematically shows an intra prediction unit in a decoding device.
  • the intra prediction unit in the decoding device of FIG. 8 may be applied to the same or corresponding to the above-described intra prediction unit 331 of the decoding device 300 of FIG. 2 .
  • the decoding device may perform an operation corresponding to the operation performed by the above-described encoding device.
  • S700 to S720 may be performed by the intra prediction unit 331 of the decoding device, and the prediction information of S700 and the residual information of S730 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 310 of the decoding device.
  • the residual processing unit 320 of the decoding device may derive residual samples for the current block based on the residual information.
  • the inverse quantization unit 321 of the residual processing unit 320 derives transform coefficients by performing inverse quantization based on the quantized transform coefficients derived based on the residual information
  • the inverse transform unit of the residual processing unit ( 322) may derive residual samples for the current block by performing an inverse transform on the transform coefficients.
  • S740 may be performed by the adder 340 or the restorer of the decoding device.
  • the decoding device may derive an intra prediction mode/type for the current block based on the received prediction information (intra prediction mode/type information) (S700).
  • the decoding device may derive neighboring reference samples of the current block (S710).
  • the decoding device generates prediction samples within the current block based on the intra prediction mode/type and neighboring reference samples (S720).
  • the decoding device may perform a prediction sample filtering procedure. Prediction sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered through the prediction sample filtering procedure. In some cases, the prediction sample filtering procedure may be omitted.
  • the decoding device generates residual samples for the current block based on the received residual information (S730).
  • the decoding device may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and residual samples, and derive a reconstructed block including the reconstructed samples (S740).
  • a reconstructed picture for a current picture may be generated based on the reconstructed block.
  • an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • the intra prediction unit 331 of the decoding device may include an intra prediction mode/type determination unit 331-1, a reference sample derivation unit 331-2, and a prediction sample derivation unit 231-3.
  • the intra prediction mode/type determination unit 331-1 determines the intra prediction mode/type of the current block based on the intra prediction mode/type information obtained from the entropy decoding unit 310, and the reference sample derivation unit 331 -2) may derive neighboring reference samples of the current block, and the prediction sample derivation unit 331-3 may derive prediction samples of the current block.
  • the intra prediction unit 331 may further include a prediction sample filter unit (not shown).
  • the intra prediction mode information may include, for example, flag information (ex. intra_luma_mpm_flag) indicating whether the most probable mode (MPM) or remaining mode is applied to the current block.
  • the prediction mode information may further include index information (ex. intra_luma_mpm_idx) indicating one of intra prediction mode candidates (MPM candidates).
  • Intra prediction mode candidates may be composed of an MPM candidate list or an MPM list.
  • the intra prediction mode information may further include remaining mode information (ex. intra_luma_mpm_remainder) indicating one of intra prediction modes other than intra prediction mode candidates (MPM candidates). there is.
  • the decoding device may determine the intra prediction mode of the current block based on the intra prediction mode information.
  • intra prediction type information may be implemented in various forms.
  • intra prediction type information may include intra prediction type index information indicating one of intra prediction types.
  • intra prediction type information includes reference sample line information (ex. intra_luma_ref_idx) indicating whether MRL is applied to the current block and whether the MRL is applied, which reference sample line is used, and whether ISP is applied to the current block.
  • ISP flag information indicating (ex. intra_subpartitions_mode_flag), ISP type information indicating the split type of subpartitions when ISP is applied (ex. intra_subpartitions_split_flag), flag information indicating whether PDCP is applied or not, or flag indicating whether LIP is applied At least one of the information may be included.
  • the intra prediction type information may include a MIP flag indicating whether MIP is applied to the current block.
  • the aforementioned intra prediction mode information and/or intra prediction type information may be encoded/decoded through the coding method described in this document.
  • the aforementioned intra prediction mode information and/or intra prediction type information may be encoded/decoded through entropy coding (eg CABAC, CAVLC) coding based on truncated (rice) binary code.
  • entropy coding eg CABAC, CAVLC
  • FIG. 9 exemplarily illustrates a schematic intra prediction procedure to which embodiments of the present document are applicable.
  • the intra prediction procedure may include determining an intra prediction mode/type, deriving neighboring reference samples, and performing intra prediction (generating prediction samples).
  • the intra prediction procedure may be performed in the encoding device and the decoding device as described above.
  • a coding device in this document may include an encoding device and/or a decoding device.
  • the encoding device may determine an intra prediction mode/type (S900).
  • the encoding device may determine an intra prediction mode/type applied to the current block among various intra prediction modes/types described above and generate prediction-related information.
  • the prediction related information may include intra prediction mode information indicating an intra prediction mode applied to the current block and/or intra prediction type information indicating an intra prediction type applied to the current block.
  • the decoding device may determine an intra prediction mode/type applied to the current block based on the prediction related information.
  • the intra prediction mode information may include at least one of MPM flag information, non-planner flag information, MPM index information, and/or remaining mode (MPM reminder) information.
  • the intra prediction type information includes reference sample line (MRL index) information (ex. intra_luma_ref_idx), ISP flag information (ex. intra_subpartitions_mode_flag), ISP type information (ex. intra_subpartitions_split_flag), and flag information indicating whether PDCP is applied or not. , may include flag information indicating whether LIP is applied and/or MIP flag information.
  • the intra prediction mode applied to the current block may be determined using the intra prediction modes of neighboring blocks.
  • the coding device may select one of MPM candidates in a most probable mode (MPM) list derived based on an intra prediction mode and/or additional candidate modes of a neighboring block (eg, a left and/or upper neighboring block) of a current block. may be selected based on the received MPM index, or one of the remaining intra prediction modes not included in the MPM candidates (and planner mode) may be selected based on MPM reminder information (remaining intra prediction mode information).
  • MPM list may or may not include a planner mode as a candidate.
  • the MPM list may have 6 candidates, and if the MPM list does not include the planner mode as a candidate, the mpm list may have 5 candidates.
  • a non-planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag) indicating whether the intra prediction mode of the current block is not a planar mode may be signaled.
  • the MPM flag may be signaled first, and the MPM index and non-planner flag may be signaled when the value of the MPM flag is 1.
  • the MPM index may be signaled when the value of the non-planner flag is 1.
  • the reason why the MPM list is configured not to include the planar mode as a candidate is that the planar mode is not MPM m, rather than that the planar mode is always considered as the MPM. This is to check whether it is a mode first.
  • whether the intra prediction mode applied to the current block is among MPM candidates (and planner mode) or remaining mode may be indicated based on an MPM flag (ex. intra_luma_mpm_flag).
  • a value of 1 of the MPM flag may indicate that the intra prediction mode for the current block is within MPM candidates (and planner mode), and a value of 0 of the MPM flag may indicate that the intra prediction mode for the current block is within MPM candidates (and planner mode). ) can indicate that it is not within.
  • the not planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag) value 0 may indicate that the intra prediction mode of the current block is the planar mode
  • the not planar flag value 1 may indicate that the intra prediction mode of the current block is not the planar mode.
  • the MPM index may be signaled in the form of an mpm_idx or intra_luma_mpm_idx element, and the remaining intra prediction mode information may be signaled in the form of a rem_intra_luma_pred_mode or intra_luma_mpm_remainder syntax element.
  • the remaining intra prediction mode information may indicate one of all intra prediction modes by indexing remaining intra prediction modes not included in the MPM candidates (and planner mode) in order of prediction mode number.
  • the intra prediction mode may be an intra prediction mode for a luma component (sample).
  • the intra prediction mode information includes at least one of the MPM flag (ex. intra_luma_mpm_flag), the not planar flag (ex.
  • intra_luma_not_planar_flag the MPM index
  • the MPM index can include various terms such as MPM candidate list and candModeList.
  • a separate mpm flag (ex. intra_mip_mpm_flag), mpm index (ex. intra_mip_mpm_idx), and remaining intra prediction mode information (ex. intra_mip_mpm_remainder) for MIP may be signaled, and the not planar flag may not be signaled.
  • the encoder can use the intra-prediction mode of the neighboring block to encode the intra-prediction mode of the current block.
  • a most probable modes (MPM) list for a current block of a coding device may be configured.
  • the MPM list may also be referred to as an MPM candidate list.
  • the MPM may mean a mode used to improve coding efficiency by considering the similarity between the current block and neighboring blocks during intra prediction mode coding.
  • the MPM list may include the planner mode or may exclude the planner mode. For example, when the MPM list includes a planner mode, the number of candidates in the MPM list may be 6. And, when the MPM list does not include the planner mode, the number of candidates in the MPM list may be five.
  • the encoding device may perform prediction based on various intra prediction modes, and may determine an optimal intra prediction mode based on rate-distortion optimization (RDO) based thereon.
  • the encoding apparatus may determine the optimal intra prediction mode using only the MPM candidates and planner mode configured in the MPM list, or may further use the remaining intra prediction modes as well as the MPM candidates and planner mode configured in the MPM list.
  • the optimal intra prediction mode may be determined. Specifically, for example, if the intra prediction type of the current block is a specific type (eg, LIP, MRL, or ISP) rather than a normal intra prediction type, the encoding device only selects the MPM candidates and the planner mode of the current block.
  • the optimal intra prediction mode may be determined by considering intra prediction mode candidates for .
  • the intra prediction mode for the current block may be determined only from among the MPM candidates and the planner mode, and in this case, the mpm flag may not be encoded/signaled.
  • the decoding device may estimate that the mpm flag is 1 without separately signaling the mpm flag.
  • the encoding device when the intra prediction mode of the current block is not a planner mode and is one of MPM candidates in the MPM list, the encoding device generates an mpm index (mpm idx) indicating one of the MPM candidates. If the intra prediction mode of the current block is not included in the MPM list, the MPM list indicating the same mode as the intra prediction mode of the current block among the remaining intra prediction modes not included in the MPM list (and planner mode) Generating mainder information (remaining intra prediction mode information).
  • the MPM reminder information may include, for example, an intra_luma_mpm_remainder syntax element.
  • the decoding device obtains intra prediction mode information from the bitstream.
  • the intra prediction mode information may include at least one of an MPM flag, a non-planner flag, an MPM index, and MPM reminder information (remaining intra prediction mode information).
  • the decoding device may construct an MPM list.
  • the MPM list is configured identically to the MPM list configured in the encoding device. That is, the MPM list may include intra prediction modes of neighboring blocks or may further include specific intra prediction modes according to a predetermined method.
  • the decoding device may determine the intra prediction mode of the current block based on the MPM list and the intra prediction mode information. For example, when the value of the MPM flag is 1, the decoding device derives a planar mode as an intra prediction mode of the current block (based on a not planar flag) or selects a candidate indicated by the MPM index from among MPM candidates in the MPM list. It can be derived as an intra prediction mode of the current block.
  • the MPM candidates may indicate only candidates included in the MPM list, or may include not only candidates included in the MPM list but also a planner mode that may be applied when the value of the MPM flag is 1.
  • the decoding device when the value of the MPM flag is 0, the decoding device indicates the remaining intra prediction mode information (which may be called mpm remainder information) among the remaining intra prediction modes not included in the MPM list and the planner mode.
  • An intra prediction mode may be derived as an intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction type of the current block is a specific type (eg, LIP, MRL, or ISP)
  • the decoding device may perform the planner mode or the MPM list without parsing/decoding/checking the MPM flag.
  • a candidate indicated by the MPM flag may be derived as an intra prediction mode of the current block.
  • the coding device derives neighboring reference samples of the current block (S910).
  • neighboring reference samples to be used for intra prediction of the current block may be derived.
  • the neighboring reference samples of the current block include a sample adjacent to the left boundary of the current block of size nWxnH, a total of 2xnH samples adjacent to the bottom-left, and a sample adjacent to the top boundary of the current block. and a total of 2 ⁇ nW samples neighboring the top-right and 1 sample neighboring the top-left of the current block.
  • the neighboring reference samples of the current block may include a plurality of rows of upper neighboring samples and a plurality of rows of left neighboring samples.
  • the neighboring reference samples of the current block include a total of nH samples adjacent to the right boundary of the current block, a total of nW samples adjacent to the bottom boundary of the current block, and the lower right side of the current block of size nWxnH. (bottom-right) may include one neighboring sample.
  • the neighboring reference samples may be located on lines 1 to 2 instead of line 0 adjacent to the current block on the left/upper side. In this case, the number of neighboring reference samples may be further increased. Meanwhile, when ISP is applied, the neighboring reference samples may be derived in units of sub-partitions.
  • the coding device derives prediction samples by performing intra prediction on the current block (S920).
  • the coding device may derive the prediction samples based on the intra prediction mode/type and the neighboring samples.
  • the coding device may derive a reference sample according to an intra prediction mode of the current block among neighboring reference samples of the current block, and may derive a prediction sample of the current block based on the reference sample.
  • an intra prediction mode applied to the current block may be determined using intra prediction modes of neighboring blocks.
  • the decoding device receives one of mpm candidates in a most probable mode (mpm) list derived based on an intra prediction mode of a neighboring block (eg, a left and/or an upper neighboring block) of a current block and additional candidate modes.
  • the selected mpm index may be selected, or one of the remaining intra prediction modes not included in the mpm candidates (and planner mode) may be selected based on the remaining intra prediction mode information.
  • the mpm list can be configured to include or not include planner modes as candidates.
  • the mpm list may have 6 candidates, and if the mpm list does not include the planner mode as a candidate, the mpm list may have 5 candidates.
  • a non-planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag) indicating whether the intra prediction mode of the current block is not a planar mode may be signaled.
  • the mpm flag may be signaled first, and the mpm index and non-planner flag may be signaled when the value of the mpm flag is 1. Also, the mpm index may be signaled when the value of the non-planner flag is 1.
  • the fact that the mpm list is configured not to include the planar mode as a candidate is not that the planar mode is not mpm, but that the planar mode is always considered as mpm, so a not planar flag is first signaled to determine whether the planar mode is the planar mode. to check first.
  • mpm flag (ex. intra_luma_mpm_flag)
  • a value of mpm flag 1 may indicate that the intra prediction mode for the current block is within mpm candidates (and planner mode)
  • a value of mpm flag 0 is that the intra prediction mode for the current block is within mpm candidates (and planner mode).
  • a not planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag) value of 0 may indicate that the intra prediction mode of the current block is the planar mode
  • a not planar flag value of 1 may indicate that the intra prediction mode of the current block is not the planar mode.
  • the mpm index may be signaled in the form of an mpm_idx or intra_luma_mpm_idx syntax element
  • the remaining intra prediction mode information may be signaled in the form of a rem_intra_luma_pred_mode or intra_luma_mpm_remainder syntax element.
  • the remaining intra prediction mode information may indicate one of all intra prediction modes by indexing remaining intra prediction modes not included in mpm candidates (and planner mode) in order of prediction mode numbers.
  • the intra prediction mode may be an intra prediction mode for a luma component (sample).
  • intra prediction mode information includes at least one of mpm flag (ex. intra_luma_mpm_flag), not planar flag (ex.
  • intra_luma_not_planar_flag intra_luma_not_planar_flag
  • mpm index ex. mpm_idx or intra_luma_mpm_idx
  • remaining intra prediction mode information rem_intra_luma_pred_mode or intra_luma_mpm_remainder.
  • the mpm list may be called various terms such as an mpm candidate list, a candidate mode list (candModeList), and a candidate intra prediction mode list.
  • FIG 10 illustrates an example of intra prediction modes to which embodiments of the present document are applicable.
  • an intra-prediction mode with horizontal directionality and an intra-prediction mode with vertical directionality can be distinguished.
  • H and V in FIG. 8 mean a horizontal direction and a vertical direction, respectively, and numbers from -32 to 32 represent displacements of 1/32 units on a sample grid position.
  • Intra prediction modes 2 to 33 have a horizontal direction
  • intra prediction modes 34 to 66 have a vertical direction.
  • the 18th intra prediction mode and the 50th intra prediction mode represent a horizontal intra prediction mode and a vertical intra prediction mode, respectively, and the second intra prediction mode is a downward-left diagonal intra prediction mode,
  • the 34th intra prediction mode may be referred to as an upper-left diagonal intra prediction mode, and the 66th intra prediction mode may be referred to as an upper-left diagonal intra prediction mode.
  • DIMD Decoder Side Intra Mode Derivation
  • DIMD modes include Decoder Side Intra Mode Derivation mode, Decoder Intra Mode Derivation mode, Decoder Side Intra Prediction Mode, and Decoder Intra Mode Prediction mode. (Decoder Intra Prediction Mode).
  • the DIMD mode may be referred to as a DIMD intra mode.
  • the DIMD mode may be referred to as a DIMD intra prediction mode or a DIMD prediction mode.
  • intra mode may be referred to as intra prediction mode in this document.
  • intra mode and intra prediction mode may be used interchangeably.
  • an intra prediction mode is signaled through a bitstream.
  • the amount of overhead of the intra prediction mode may vary depending on several factors (ie quantization parameters, video characteristics, etc.). Table 1 below shows overhead in intra prediction mode.
  • DIMD decoder side intra mode derivation
  • the DIMD mode is selected as the best mode in the encoder when the corresponding RD cost is the minimum among all other intra modes.
  • the decoder can check whether the DIMD mode is applied in each CU. For example, DIMD flag information may be signaled to indicate the DIMD mode. In addition, it may indicate whether the CU derives the DIMD intra mode by another method.
  • the decoder can derive DIMD intra mode.
  • the DIMD intra mode (or DIMD mode) may be derived during a reconstruction process using previously decoded neighboring pixels.
  • the DIMD mode may be derived using other techniques or other processes.
  • information on the intra mode that can be parsed from the bitstream may relate to the existing intra mode. That is, the intra prediction mode may be parsed through the existing intra prediction mode method.
  • the information on the intra mode may be at least one of an MPM flag, an MPM index, or remaining mode information.
  • FIG. 11 shows a restored pixel template as an example.
  • a DIMD mode for a current CU may be derived using a reconstructed pixel template.
  • the DIMD mode may be derived by calculating direction information between reconstructed pixels assuming that the angular direction of the template is highly correlated with the direction of the current block.
  • the amount of gradients can be used to measure the DIMD mode.
  • the amount of the gradient may be represented by a histogram.
  • the DIMD mode can be estimated based on intensity and orientation that can be calculated from adjacent reconstructed pixels of the current block.
  • the intensity may be indicated by G, and the direction may be indicated by O.
  • the intensity may mean amplitude.
  • the Sobel filter may also be called a Sobel operator, and is an efficient filter for edge detection.
  • Sobel filters there are two types of Sobel filters available: a Sobel filter for vertical direction and a Sobel filter for horizontal direction.
  • the Sobel filters use the window centered at the current pixel to compute the resulting amplitudes G x and G y , so that x (i.e., Mx) and It can be applied in the y (ie, My) direction.
  • the M x and the M y can be calculated through the following equation.
  • the amplitude and the direction can be calculated through the following equation.
  • the direction of the gradient may be converted into an intra-angular prediction mode.
  • the directional intra mode considered in ECM 1.-0 may be the 67 mode as in VVC.
  • two intra modes may be derived from neighboring reconstructed samples based on Hog (Histogram of Gradients).
  • the Hog analysis may generate two intra modes corresponding to the highest cumulative histogram amplitude and the second highest cumulative histogram amplitude.
  • the final prediction can be calculated by blending the prediction of the two intra modes and the planner mode. For example, a 1/3 weight may be assigned to the planar prediction, and the remaining 2/3 may be distributed to the first mode and the second mode in proportion to the Hog amplitude. In other words, a 2/3 weight may be distributed to the first intra mode corresponding to the highest cumulative histogram amplitude and the second mode corresponding to the second highest cumulative histogram amplitude in proportion to the Hog amplitude.
  • TDD template-based intra mode derivation
  • the TIMD mode may be called a template-based intra mode derivation mode, a template intra mode derivation mode, or the like.
  • the TIMD mode may be referred to as a TIMD intra mode.
  • the TIMD mode may be called a TIMD intra prediction mode or a TIMD prediction mode.
  • the intra mode of the current CU may be derived using neighboring pixels previously decoded by the decoder. For example, predictive samples for the neighboring template are derived based on neighboring reference samples of the neighboring template of the current block (or current CU), and the derived prediction samples of the neighboring template are compared with the reconstruction sample of the neighboring template.
  • the intra mode of the current block (or current CU) can be derived. Specifically, after deriving a sum of absolute transformed difference (SATD) between a prediction sample derived based on neighboring reference samples of a neighboring template and a reconstructed sample of the neighboring template, the mode having the minimum SATD is selected as the intra mode of the current block.
  • SATD sum of absolute transformed difference
  • prediction samples of a template may be derived based on peripheral reference samples located outside the template, that is, a reference of the template. After deriving the SATD between the prediction sample of the derived template and the reconstruction sample of the template already derived in the restoration process, a mode having the minimum SATD may be selected as an intra mode of the current block. Since the template is an area that has already been restored in decoding order, this method can be used.
  • the TIMD may be used in intra prediction.
  • TIMD is a decoder-side intra prediction mode derivation method that uses a template-based method in both the encoder and decoder. Similar to the above DIMD, the TIMD intra mode is not signaled to the decoder. At this time, the TIMD mode for the current CU may be derived using the reconstructed pixel template similarly to DIMD. To generate prediction samples of the template, reference samples of the template for each candidate mode may be generated. The corresponding cost may be calculated as a Sum of Absolute Transformed Differences (SATD) between prediction samples and reconstruction samples of the template. In this case, an intra prediction mode corresponding to the minimum cost among costs calculated by the SATD may be selected as the TIMD mode. In this case, the number of intra modes may be 67. Also, the number of intra modes can be extended to 131 prediction modes.
  • SSD Sum of Absolute Transformed Differences
  • a flag enabling or disabling the proposed method may be signaled in the SPS. For example, when the flag is true, a CU level flag indicating whether the proposed TIMD method is used may be signaled. At this time, a flag indicating whether the TIMD method is used may be referred to as a TIMD flag. For example, when the TIMD flag is enabled, other syntax elements related to a luma intra prediction mode including MRL and ISP related information may be skipped.
  • the basic structure of TIMD can be extended to incorporate a fusion mode.
  • the two modes having the smallest SATD cost may be fused together with a weight to be used as weighted intra prediction for the current CU.
  • the cost of the selected two modes is compared to a threshold value, and the cost factor 2 in the test can be applied as shown in the equation below.
  • the one mode may be mode 1.
  • weights for the modes can be calculated from the SATD cost through the following equation.
  • costMode 1 may be the SATD cost of mode 1
  • costMode 2 may be the SATD cost of mode 2.
  • an intra mode coding method of 6 MPM may be used in consideration of two usable neighboring intra modes.
  • the MPM list may be generated by considering three aspects.
  • a unified 6-MPM list may be used for intra blocks regardless of whether Multi Reference Line (MRL) and Intra sub-partitions (ISP) coding tools are applied.
  • the MPM list may be constructed based on the left neighboring block and the upper neighboring block. For example, when the mode of the left block is Left and the mode of the upper block is Above, the integrated MPM list is configured as follows. In other words, when the intra prediction mode of the left neighboring block is Left and the intra prediction mode of the upper neighboring block is Above, the unified MPM list can be configured as follows.
  • V may mean a vertical intra prediction mode
  • H may mean a horizontal intra prediction mode.
  • the corresponding intra mode is set to the planner mode by default.
  • the MPM list can be composed of ⁇ Planner, DC, V, H, V-4, V+4 ⁇ .
  • the mode with the larger mode number is set as Mode Max.
  • the MPM list may be composed of ⁇ Planner, Max, Max-1, Max+1, Max-2, Max+2 ⁇ .
  • the mode with the larger mode number is set as Mode Max.
  • Mode Min the mode with the smaller mode number is set as Mode Min.
  • Max - Min If the value of Max - Min is 1:
  • the MPM list can be composed of ⁇ Planner, Left, Above, Min-1, Max+1, Min-2 ⁇ .
  • Max - Min is greater than or equal to 62:
  • the MPM list can be composed of ⁇ Planner, Left, Above, Min+1, Max-1, Min+2 ⁇ .
  • the MPM list can be composed of ⁇ Planner, Left, Above, Min+1, Min-1, Max+1 ⁇ .
  • the MPM list can be composed of ⁇ Planner, Left, Above, Min-1, Min+1, Max-1 ⁇ .
  • the MPM list can be composed of ⁇ Planner, Left, Left-1, Left+1, Left-2, Left+2 ⁇ .
  • the first bin of the MPM index codeword may be coded in CABAC context.
  • a total of three contexts may be used depending on whether the current intra block is MRL enabled, ISP enabled, or a general intra block.
  • several techniques can be used to derive the intra mode. For example, there may be a Histogram of Gradients (Hog), a template based approach, and/or combinations of techniques for determining the intra mode of the current block.
  • Hog Histogram of Gradients
  • an increased number of modes may be considered.
  • an intra mode derived using 131 intra modes is determined.
  • a hybrid/combination of larger and smaller sets of intra modes may be used to determine the derived intra mode. For example, if the initial directional mode can be estimated from 67 intra modes, directional refinement may be performed to determine the final intra mode. In this case, a first pass and refinement approach based on block statistics and/or other informational parameters may be used.
  • an implicit rule can be used to determine whether blending/weighted averaging/fushion of potential derived intra modes can be applied. For example, this may be applied to potential intra modes derived using HoG Ehsms template matching, or may be applied to potential intra modes derived using any other techniques. Examples of some rules might be:
  • a cost function can be used to determine if blending/weighted prediction/fusion can be applied to a coding unit.
  • the number of available neighboring blocks can be used as a guide.
  • blending/weighted prediction/fusion may be applied if criteria (a and b) are met, or alternatively, may not be applied if criteria are met. That is, blending/weighted prediction/fusion may be applied when the criterion is met, and alternatively blending/weighted prediction/fusion may not be applied when the criterion is met.
  • non-planar intra-modes may result from Hog analysis of DIMD and/or other suitable techniques.
  • weights can be applied to the derived intra-mode cost and considered in full rate distortion optimization (RDO) or partial RDO.
  • the weights may be determined using different intra modes and respective RDO costs, or using any other suitable technique or combination of techniques.
  • the cost may be weighted by a factor.
  • the cost of DIMD intra modes (generated by HoG) may be given a factor less than 1, and thus DIMD intra modes may be more likely to be selected.
  • an intra mode by using single or multiple technologies individually or in tandem or through suitable combinations. For example, use of a plurality of technologies may be determined based on a user. At this time, it may be determined through SPS, PPS, Config file or other appropriate means. Also, for example, multiple techniques may be used with default settings or based on basic block statistics or through any other suitable means.
  • fusion/weighted prediction/blending using one or more fusion modes.
  • a fusion mode can be inferred or signaled.
  • Intra modes derived from HoG, template matching, and/or other technology/combination may be individually signaled using a unified signaling structure.
  • the syntax elements of the unified structure may be signaled using context coding model(s), fixed length coding, and/or other suitable means.
  • Hog or template(s) and/or other intra techniques may be used to insert or use derived modes and appropriate information related to the derived modes that may assist in determining the intra mode. .
  • MPM list(s) may be used or other list type structures may be used to determine potential candidates for derived intra mode generation.
  • the derived intra mode may be determined using a collection of possible intra modes, where another MPM or MPM-like list may be used or obtained through appropriate means. there is.
  • intra mode(s) derived from a template based intra mode into the MPM list(s).
  • These lists may be primary MPM lists, secondary MPM lists, and/or other suitable structures.
  • the TIMD mode or the DIMD mode by applying the TIMD mode or the DIMD mode to the current block, it is possible to reduce overhead occurring in the process of signaling the prediction intra prediction mode and improve overall coding efficiency.
  • accuracy of intra prediction may be increased by generating prediction samples by performing a weighted average or blending based on a prediction mode derived based on the TIMD mode and a prediction mode derived based on the DIMD mode.
  • the accuracy of intra prediction can be improved.
  • the probability that the intra prediction mode exists in the MPM list is increased, thereby efficiently performing intra prediction.
  • FIG. 13 and 14 schematically illustrate an example of a video/image encoding method and related components according to an embodiment of this document.
  • the method disclosed in FIG. 13 may be performed by the encoding device disclosed in FIG. 2 or FIG. 14 .
  • S1300 to S1320 of FIG. 13 may be performed by the prediction unit 220 of the encoding device of FIG. 13, and S1330 is performed by the entropy encoding unit 240 of the encoding device of FIG. 13 It can be.
  • residual samples or residual related information can be derived from the residual processing unit 230 of the encoding device in FIG. 13, and by the entropy encoding unit 240 of the encoding device.
  • a bitstream may be generated from residual information or prediction-related information.
  • the method disclosed in FIG. 13 may include the embodiments described above in this document.
  • the encoding apparatus determines whether at least one of a Template-based Inter Mode Derivation (TIMD) mode and a Decoder Side Intra Mode Derivation (DIMD) mode is applied to a current block (S1300). For example, the encoding apparatus may determine whether at least one of the TIMD mode and the DIMD modes is applied to the current block according to the above-described embodiment.
  • TIMD Template-based Inter Mode Derivation
  • DIMD Decoder Side Intra Mode Derivation
  • the encoding device generates prediction samples of the current block based on at least one of the TIMD mode and the DIMD modes (S1310). For example, the encoding device may generate a prediction sample of the current block based on at least one of the TIMD mode and the DIMD mode according to the above-described embodiment.
  • an intra prediction mode may be determined based on the application of the TIMD mode to the current block. Also, an intra prediction mode may be determined based on the application of the DIMD mode to the current block.
  • the TIMD mode may be derived based on the template of the current block, and the DIMD mode may be derived based on gradients of neighboring reference samples of the current block.
  • an intra prediction mode for the TIMD mode may be derived from at least one of intra modes of the current block, and the number of intra modes of the current block may be 131.
  • an intra prediction mode for the DIMD mode may be derived from at least one of intra modes of the current block, and the number of intra modes of the current block may be 131.
  • the prediction sample may be generated based on performing weighted average or blending based on the first prediction mode and the second prediction mode.
  • the first prediction mode may be derived based on the TIMD mode
  • the second prediction mode may be derived based on the DIMD mode.
  • a weight for the weighted average may be determined based on a rate distortion cost.
  • the prediction sample may be generated based on performing the weighted average or the blending further based on the third prediction mode.
  • the third prediction mode may be derived as a planner mode, and the second prediction mode may be different from the planner mode.
  • the second prediction mode derived based on the DIMD mode may not be a planner mode.
  • the encoding device may configure a most probable mode (MPM) list including candidate intra prediction modes.
  • MPM most probable mode
  • the MPM list including the candidate intra prediction mode may be configured, and in this case, the intra prediction mode may be determined based on the MPM list.
  • the MPM list may include a primary MPM list and a secondary MPM list.
  • an intra prediction mode derived based on the TIMD mode may be inserted into the MPM list.
  • an intra prediction mode derived from the DIMD mode may be inserted into the MPM list. That is, when the TIMD mode or the DIMD mode is applied to the current block, an intra prediction mode derived based on at least one of the TIMD mode and the DIMD mode may be included in the MPM list, and based on the MPM list An intra prediction mode for the current block may be determined.
  • the encoding device generates prediction-related information based on the predicted sample of the current block (S1320). For example, the encoding device may generate prediction-related information based on the prediction sample of the current block according to the above-described embodiment.
  • the encoding device encodes image information including prediction related information (S1330). For example, image information including prediction-related information may be encoded.
  • the image information may include a syntax element indicating a fusion mode or an intra-merge mode for the weighted average or blending.
  • the syntax element may be based on a context coded model or fixed length coding.
  • the image information may include a sequence parameter set (SPS) and a picture parameter set (PPS).
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • information on whether the TIMD mode is applied to the current block may be included in at least one of the SPS and the PPS, and similarly, information on whether the DIMD mode is applied to the current block may include the It may be included in at least one of the SPS or the PPS.
  • 15 and 16 schematically illustrate an example of a video/image decoding method and related components according to an embodiment of this document.
  • the method disclosed in FIG. 15 may be performed by the decoding device disclosed in FIG. 3 or FIG. 16 .
  • S1500 of FIG. 15 may be performed by the entropy decoding unit 310
  • S1510 to S1520 may be performed by the prediction unit 330 of the decoding device
  • S1530 of FIG. 15 may be performed by the entropy decoding unit 310. This may be performed by the adder 340 of the decoding device.
  • residual samples may be derived from the residual processing unit 320 of the decoding apparatus in FIG. 15 .
  • the method disclosed in FIG. 15 may include the embodiments described above in this document.
  • the decoding device obtains image information from a bitstream (S1500).
  • the decoding device may obtain image information from a bitstream according to the above-described embodiment.
  • the decoding device determines whether at least one of a Template-based Inter Mode Derivation (TIMD) mode and a Decoder Side Intra Mode Derivation (DIMD) mode is applied to the current block (S1510).
  • the decoding apparatus may determine whether at least one of the TIMD mode and the DIMD mode is applied to the current block according to the above-described embodiment.
  • the decoding device generates prediction samples of the current block based on at least one of the TIMD mode and the DIMD modes (S1520). For example, the decoding device may generate a prediction sample of the current block based on at least one of a TIMD mode and a DIMD mode according to the above-described embodiment.
  • an intra prediction mode may be determined based on the application of the TIMD to the current block. Also, an intra prediction mode may be determined based on the application of the DIMD to the current block.
  • the TIMD mode may be derived based on the template of the current block, and the DIMD mode may be derived based on gradients of neighboring reference samples of the current block.
  • an intra prediction mode for the TIMD mode may be derived from at least one of intra modes of the current block, and the number of intra modes of the current block may be 131.
  • an intra prediction mode for the DIMD mode may be derived from at least one of intra modes of the current block, and the number of intra modes of the current block may be 131.
  • the prediction sample may be generated based on performing weighted average or blending based on the first prediction mode and the second prediction mode.
  • the first prediction mode may be derived based on the TIMD mode
  • the second prediction mode may be derived based on the DIMD mode.
  • a weight for the weighted average may be determined based on a rate distortion cost.
  • the prediction sample may be generated based on performing the weighted average or the blending further based on the third prediction mode.
  • the third prediction mode may be derived as a planner mode, and the second prediction mode may be different from the planner mode.
  • the second prediction mode derived based on the DIMD mode may not be a planner mode.
  • the decoding device may configure a most probable mode (MPM) list including candidate intra prediction modes.
  • MPM most probable mode
  • the MPM list including the candidate intra prediction mode may be configured, and in this case, the intra prediction mode may be derived based on the MPM list.
  • the MPM list may include a primary MPM list and a secondary MPM list.
  • an intra prediction mode derived based on the TIMD mode may be inserted into the MPM list.
  • an intra prediction mode derived from the DIMD mode may be inserted into the MPM list. That is, when the TIMD mode or the DIMD mode is applied to the current block, an intra prediction mode derived based on at least one of the TIMD mode and the DIMD mode may be included in the MPM list, and based on the MPM list An intra prediction mode for the current block may be derived.
  • image information signaled through a bitstream may include a syntax element indicating a fusion mode or an intra-merge mode for the weighted average or blending.
  • the syntax element may be based on a context coded model or fixed length coding.
  • the image information may include a sequence parameter set (SPS) and a picture parameter set (PPS).
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • information on whether the TIMD mode is applied to the current block may be included in at least one of the SPS and the PPS, and similarly, information on whether the DIMD mode is applied to the current block may include the It may be included in at least one of the SPS or the PPS.
  • the decoding device generates reconstructed samples of the current block based on the predicted samples of the current block (S1530). For example, the decoding device may generate a reconstructed sample of the current block based on the prediction sample of the current block according to the above-described embodiment.
  • the decoding device may generate reconstructed samples of the current block based on the predicted samples and residual samples of the current block.
  • the residual sample may be derived based on residual related information, and the residual related information may be included in image information signaled through a bitstream and may be derived from the image information.
  • TIMD mode or the DIMD mode by applying the TIMD mode or the DIMD mode to the current block, overhead occurring in the process of signaling the intra prediction mode can be reduced and overall coding efficiency can be improved.
  • the number of intra modes used to derive a TIMD mode or a DIMD mode may be increased. For example, by increasing the number of intra modes used to derive the TIMD mode or the DIMD mode to 131, intra prediction accuracy may be increased.
  • intra prediction can be efficiently performed by including the TIMD modes or DIMD modes of the current block in the MPM list to increase the probability that the intra prediction mode exists in the MPM list.
  • the decoding device may receive information about the residual of the current block when residual samples of the current block exist.
  • the residual information may include transform coefficients of residual samples.
  • the decoding device may derive residual samples (or residual sample array) for the current block based on the residual information. Specifically, the decoding device may derive quantized transform coefficients based on residual information. Quantized transform coefficients may have a one-dimensional vector form based on a coefficient scanning order.
  • the decoding device may derive transform coefficients based on an inverse quantization procedure for the quantized transform coefficients.
  • the decoding device may derive residual samples based on transform coefficients.
  • the decoding device may generate reconstructed samples based on (intra) prediction samples and residual samples, and may derive a reconstructed block or a reconstructed picture based on the reconstructed samples. Specifically, the decoding device may generate reconstructed samples based on the sum of (intra) prediction samples and residual samples. As described above, the decoding device may then apply an in-loop filtering procedure such as deblocking filtering and/or SAO procedure to the reconstructed picture in order to improve subjective/objective picture quality, if necessary.
  • an in-loop filtering procedure such as deblocking filtering and/or SAO procedure
  • the decoding device may decode a bitstream or encoded information to obtain image information including all or some of the above information (or syntax elements).
  • the bitstream or encoded information may be stored in a computer-readable storage medium, and may cause the above-described decoding method to be performed.
  • the above-described method according to the embodiments of this document may be implemented in the form of software, and the encoding device and/or decoding device according to this document may be used to display images of, for example, a TV, computer, smartphone, set-top box, display device, etc. It can be included in the device that performs the processing.
  • a module can be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor, and may be coupled with the processor in a variety of well-known means.
  • a processor may include an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, and/or data processing devices.
  • Memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and/or other storage devices. That is, the embodiments described in this document may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip. For example, functional units shown in each drawing may be implemented and performed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip. In this case, information for implementation (eg, information on instructions) or an algorithm may be stored in a digital storage medium.
  • a decoding device and an encoding device to which the embodiment (s) of this document are applied are multimedia broadcasting transmitting and receiving devices, mobile communication terminals, home cinema video devices, digital cinema video devices, surveillance cameras, video conversation devices, video communication devices, and the like.
  • OTT over the top video
  • video devices may include game consoles, Blu-ray players, Internet-connected TVs, home theater systems, smart phones, tablet PCs, digital video recorders (DVRs), and the like.
  • the processing method to which the embodiment(s) of this document is applied may be produced in the form of a program executed by a computer and stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the embodiment(s) of this document may also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all types of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium includes, for example, Blu-ray Disc (BD), Universal Serial Bus (USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical A data storage device may be included.
  • the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (eg, transmission through the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • embodiment(s) of this document may be implemented as a computer program product using program codes, and the program code may be executed on a computer by the embodiment(s) of this document.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • FIG 17 shows an example of a content streaming system to which the embodiments disclosed in this document can be applied.
  • a content streaming system to which embodiments of this document are applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as smart phones, cameras, camcorders, etc. into digital data to generate a bitstream and transmits it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smart phones, cameras, and camcorders directly generate bitstreams
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generation method to which the embodiments of this document are applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in a process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server serves as a medium informing a user of what kind of service is available.
  • the web server transmits the request to the streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, and in this case, the control server serves to control commands/responses between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and/or encoding server. For example, when content is received from the encoding server, the content can be received in real time. In this case, in order to provide smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a certain period of time.
  • Examples of the user devices include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation devices, slate PCs, Tablet PC, ultrabook, wearable device (e.g., smartwatch, smart glass, HMD (head mounted display)), digital TV, desktop There may be computers, digital signage, and the like.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • navigation devices slate PCs
  • Tablet PC ultrabook
  • wearable device e.g., smartwatch, smart glass, HMD (head mounted display)
  • digital TV desktop There may be computers, digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server may be distributed and processed.

Landscapes

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

Abstract

본 명세서(present disclosure)의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의해 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 비트스트림으로부터 영상 정보를 획득하는 단계, 현재 블록에 TIMD (Template-based Inter Mode Derivation) 모드 또는 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계, 및 상기 현재 블록의 상기 예측 샘플을 기반으로 상기 현재 블록의 복원 샘플을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 TIMD 모드는 상기 현재 블록의 템플릿을 기반으로 도출되고, 상기 DIMD 모드는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 그라디언트를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.

Description

인트라 예측 모드 도출 기반 인트라 예측 방법 및 장치
본 문서는 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 인트라 예측 모드를 도출하는 영상 코딩 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 비디오/영상에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
본 문서의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 다른 기술적 과제는 영상 코딩에 있어서 효율적인 인트라 예측을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의해 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 비트스트림으로부터 영상 정보를 획득하는 단계, 현재 블록에 TIMD (Template-based Inter Mode Derivation) 모드 또는 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계, 및 상기 현재 블록의 상기 예측 샘플을 기반으로 상기 현재 블록의 복원 샘플을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 TIMD 모드는 상기 현재 블록의 템플릿을 기반으로 도출되고, 상기 DIMD 모드는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 그라디언트를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의해 수행되는 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록에 TIMD (Template-based Inter Mode Derivation) 모드 또는 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 상기 예측 샘플을 기반으로 예측 관련 정보를 생성하는 단계, 및 상기 예측 관련 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되, 상기 TIMD 모드는 상기 현재 블록의 템플릿을 기반으로 도출되고, 상기 DIMD 모드는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 그라디언트를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체를 제공한다. 상기 디지털 저장 매체는 특정 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하되, 상기 특정 방법은 현재 블록에 TIMD (Template-based Inter Mode Derivation) 모드 또는 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 상기 예측 샘플을 기반으로 예측 관련 정보를 생성하는 단계, 및 상기 예측 관련 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되, 상기 TIMD 모드는 상기 현재 블록의 템플릿을 기반으로 도출되고, 상기 DIMD 모드는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 그라디언트를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 본 문서의 실시예들 중 적어도 하나에 개시된 비디오/이미지 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 인코딩된 정보 또는 인코딩된 비디오/이미지 정보가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체를 제공한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 본 문서의 실시예들 중 적어도 하나에 개시된 비디오/이미지 인코딩 방법에 따라 생성된 비트스트림의 전송 방법 및 전송 장치를 제공한다.
본 문서에 따르면, 비트스트림으로부터 영상 정보를 획득하는 단계, 현재 블록에 TIMD (Template-based Inter Mode Derivation) 모드 또는 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계, 및 상기 현재 블록의 상기 예측 샘플을 기반으로 상기 현재 블록의 복원 샘플을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 TIMD 모드는 상기 현재 블록의 템플릿을 기반으로 도출되고, 상기 DIMD 모드는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 그라디언트를 기반으로 도출된다. 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드를 이용함으로써 인트라 예측 모드가 시그널링되는 과정에서 발생하는 오버헤드를 줄이고, 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 예측 샘플을 TIMD 모드 또는 DIMD 모드를 기반으로 생성함으로써, 예측 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 본 문서의 실시예들에 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 문서의 실시예들에 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 문서의 실시예들에 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 코딩된 비디오/영상에 대한 계층 구조를 예시적으로 나타낸다.
도 5는 본 문서의 실시예들이 적용 가능한 개략적인 인트라 예측에 기반한 영상 인코딩 방법의 일 예를 나타낸다.
도 6은 인코딩 장치 내 인트라 예측부를 개략적으로 나타낸다.
도 7은 본 문서의 실시예들이 적용 가능한 개략적인 인트라 예측에 기반한 영상 디코딩 방법의 일 예를 나타낸다.
도 8은 디코딩 장치 내 인트라 예측부를 개략적으로 나타낸다.
도 9는 본 문서의 실시예들이 적용 가능한 개략적인 인트라 예측의 절차를 예시적으로 나타낸다.
도 10은 본 문서의 실시예들이 적용 가능한 인트라 예측 모드들의 일 예를 나타낸다.
도 11은 복원된 픽셀 탬플릿(template)을 예시적으로 나타낸다.
도 12는 TIMD 모드에 대한 인트라 예측 모드를 도출하기 위해 사용되는 템플릿을 예시적으로 나타낸다.
도 13 및 14는 본 문서의 실시예에 따른 비디오/영상 인코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 15 및 16은 본 문서의 실시예에 따른 비디오/영상 디코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 17은 본 문서에서 개시된 실시예들이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
본 문서는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 문서를 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 문서의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 문서에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 문서의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 문서의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 문서의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략될 수 있다.
이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (Versatile Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.266), VVC 이후의 차세대 비디오/이미지 코딩 표준, 또는 그 이외의 비디오 코딩 관련 표준들(예를 들어, HEVC (High Efficiency Video Coding) 표준 (ITU-T Rec. H.265), EVC(essential video coding) 표준, AVS2 표준 등)과 관련될 수 있다.
이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준, EVC (essential video coding) 표준, AV1 (AOMedia Video 1) 표준, AVS2 (2nd generation of audio video coding standard) 또는 차세대 비디오/영상 코딩 표준(ex. H.267 or H.268 등)에 개시되는 방법에 적용될 수 있다.
이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
이 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 서브픽처(subpicture)/슬라이스(slice)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 서브픽처/슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 서브픽처/슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다. 브릭은 픽처 내 타일 이내의 CTU 행들의 사각 영역을 나타낼 수 있다. 타일은 다수의 브릭들로 파티셔닝될 수 있고, 각 브릭은 상기 타일 내 하나 이상의 CTU 행들로 구성될 수 있다. 다수의 브릭들로 파티셔닝되지 않은 타일은 또한 브릭으로 불릴 수 있다. 브릭 스캔은 픽처를 파티셔닝하는 CTU들의 특정한 순차적 오더링을 나타낼 수 있으며, 상기 CTU들은 브릭 내에서 CTU 래스터 스캔으로 정렬될 수 있고, 타일 내 브릭들은 상기 타일의 상기 브릭들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있고, 그리고 픽처 내 타일들은 상기 픽처의 상기 타일들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있다. 또한, 서브 픽처는 픽처 내 하나 이상의 슬라이스의 사각 영역을 나타낼 수 있다. 즉, 서브 픽처는 픽처의 직사각형 영역을 총괄적으로 커버하는 하나 이상의 슬라이스를 포함할 수 있다. 타일은 특정 타일 열 및 특정 타일 열 이내의 CTU들의 사각 영역이다. 상기 타일 열은 CTU들의 사각 영역이고, 상기 사각 영역은 상기 픽처의 높이와 동일한 높이를 갖고, 너비는 픽처 파라미터 세트 내의 신택스 요소들에 의하여 명시될 수 있다. 상기 타일 행은 CTU들의 사각 영역이고, 상기 사각 영역은 픽처 파라미터 세트 내의 신택스 요소들에 의하여 명시되는 너비를 갖고, 높이는 상기 픽처의 높이와 동일할 수 있다. 타일 스캔은 픽처를 파티셔닝하는 CTU들의 특정 순차적 오더링을 나타낼 수 있고, 상기 CTU들은 타일 내 CTU 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있고, 픽처 내 타일들은 상기 픽처의 상기 타일들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있다. 슬라이스는 픽처의 정수개의 브릭들을 포함할 수 있고, 상기 정수개의 브릭들은 하나의 NAL 유닛에 포함될 수 있다. 슬라이스는 다수의 완전한 타일들로 구성될 수 있고, 또는 하나의 타일의 완전한 브릭들의 연속적인 시퀀스일 수도 있다. 이 문서에서 타일 그룹과 슬라이스는 혼용될 수 있다. 예를 들어 본 문서에서 tile group/tile group header는 slice/slice header로 불릴 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 "A 또는 B(A or B)"는 "오직 A", "오직 B" 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 명세서에서 "A 또는 B(A or B)"는 "A 및/또는 B(A and/or B)"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 "A, B 또는 C(A, B or C)"는 "오직 A", "오직 B", "오직 C", 또는 "A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)"를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 슬래쉬(/)나 쉼표(comma)는 "및/또는(and/or)"을 의미할 수 있다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"를 의미할 수 있다. 이에 따라 "A/B"는 "오직 A", "오직 B", 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 예를 들어, "A, B, C"는 "A, B 또는 C"를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 "적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)"는, "오직 A", "오직 B" 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 "적어도 하나의 A 또는 B(at least one of A or B)"나 "적어도 하나의 A 및/또는 B(at least one of A and/or B)"라는 표현은 "적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)"와 동일하게 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 "적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)"는, "오직 A", "오직 B", "오직 C", 또는 "A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)"를 의미할 수 있다. 또한, "적어도 하나의 A, B 또는 C(at least one of A, B or C)"나 "적어도 하나의 A, B 및/또는 C(at least one of A, B and/or C)"는 "적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)"를 의미할 수 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 괄호는 "예를 들어(for example)"를 의미할 수 있다. 구체적으로, "예측(인트라 예측)"로 표시된 경우, "예측"의 일례로 "인트라 예측"이 제안된 것일 수 있다. 달리 표현하면 본 명세서의 "예측"은 "인트라 예측"으로 제한(limit)되지 않고, "인트라 예측"이 "예측"의 일례로 제안될 것일 수 있다. 또한, "예측(즉, 인트라 예측)"으로 표시된 경우에도, "예측"의 일례로 "인트라 예측"이 제안된 것일 수 있다.
본 명세서에서 하나의 도면 내에서 개별적으로 설명되는 기술적 특징은, 개별적으로 구현될 수도 있고, 동시에 구현될 수도 있다.
이하의 도면은 본 명세서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 신호/메시지/필드의 명칭은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 명세서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.
도 1은 본 문서를 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 소스 디바이스 및 수신 디바이스를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포맷을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 2는 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)를 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 문서에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
감산부(231)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플들 또는 원본 샘플 어레이)에서 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플들 또는 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들 또는 레지듀얼 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 예측부(220)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(220)는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(222)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(221)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인터 예측부(221) 및/또는 인트라 예측부(222)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 등을 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(233)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.
양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(250)는 복원된 레지듀얼 신호를 예측부(220)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플들 또는 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset, SAO), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(290)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(290)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(280)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(200)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270)의 DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 문서가 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memoery, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)를 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 요소의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(330)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼에 대한 정보, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(321)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 예측부(330), 가산부(340), 필터링부(350) 및 메모리(360) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인트라 예측부(331)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(331)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(332)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(332)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(330)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(60), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(332)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(332)에 전달할 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(331)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 디코딩 장치(300)의 예측부(330), 역양자화부(321), 역변환부(322) 및 필터링부(350) 등에서 설명된 실시예들은 각각 인코딩 장치(200)의 예측부(220), 역양자화부(234), 역변환부(235) 및 필터링부(260) 등에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
본 문서에서 양자화/역양자화 및/또는 변환/역변환 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. 상기 양자화/역양자화가 생략되는 경우, 상기 양자화된 변환 계수는 변환 계수라고 불릴 수 있다. 상기 변환/역변환이 생략되는 경우, 상기 변환 계수는 계수 또는 레지듀얼 계수 라고 불릴 수도 있고, 또는 표현의 통일성을 위하여 변환 계수라고 여전히 불릴 수도 있다. 또한, 상기 변환/역변환의 생략 여부는 transform_skip_flag를 기반으로 시그널링될 수 있다.
본 문서에서 양자화된 변환 계수 및 변환 계수는 각각 변환 계수 및 스케일링된(scaled) 변환 계수라고 지칭될 수 있다. 이 경우 레지듀얼 정보는 변환 계수(들)에 관한 정보를 포함할 수 있고, 상기 변환 계수(들)에 관한 정보는 레지듀얼 코딩 신택스를 통하여 시그널링될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보(또는 상기 변환 계수(들)에 관한 정보)를 기반으로 변환 계수들이 도출될 수 있고, 상기 변환 계수들에 대한 역변환(스케일링)을 통하여 스케일링된 변환 계수들이 도출될 수 있다. 상기 스케일링된 변환 계수들에 대한 역변환(변환)을 기반으로 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다. 이는 본 문서의 다른 부분에서도 마찬가지로 적용/표현될 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(e.g. 샘플값들, 또는 움직임 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 나타낼 수 있다(Inter prediction can be a prediction derived in a manner that is dependent on data elements (e.g., sample values or motion information) of picture(s) other than the current picture). 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측이 적용되는 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등)에 따라 L0 움직임 정보 및/또는 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다. L0 방향의 움직임 벡터는 L0 움직임 벡터 또는 MVL0라고 불릴 수 있고, L1 방향의 움직임 벡터는 L1 움직임 벡터 또는 MVL1이라고 불릴 수 있다. L0 움직임 벡터에 기반한 예측은 L0 예측이라고 불릴 수 있고, L1 움직임 벡터에 기반한 예측을 L1 예측이라고 불릴 수 있고, 상기 L0 움직임 벡터 및 상기 L1 움직임 벡터 둘 다에 기반한 예측을 쌍(Bi) 예측이라고 불릴 수 있다. 여기서 L0 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L0 (L0)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있고, L1 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L1 (L1)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. 참조 픽처 리스트 L0는 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 포함할 수 있고, 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 포함할 수 있다. 상기 이전 픽처들은 순방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있고, 상기 이후 픽처들은 역방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L0은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트 L0 내에서 상기 이전 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이후 픽처들은 그 다음에 인덱싱될 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트1 내에서 상기 이후 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이전 픽처들은 그 다음에 인덱싱 될 수 있다. 여기서 출력 순서는 POC(picture order count) 순서(order)에 대응될 수 있다.
도 4는 코딩된 비디오/영상에 대한 계층 구조를 예시적으로 나타낸다.
도 4를 참조하면, 코딩된 비디오/영상는 비디오/영상의 디코딩 처리 및 그 자체를 다루는 VCL(video coding layer, 비디오 코딩 계층), 부호화된 정보를 전송하고 저장하는 하위 시스템, 그리고 VCL과 하위 시스템 사이에 존재하며 네트워크 적응 기능을 담당하는 NAL(network abstraction layer, 네트워크 추상 계층)로 구분되어 있다.
VCL에서는 압축된 영상 데이터(슬라이스 데이터)를 포함하는 VCL 데이터를 생성하거나, 혹은 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set: PPS), 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set: SPS), 비디오 파라미터 세트(Video Parameter Set: VPS) 등의 정보를 포함하는 파라미터 세트 또는 영상의 디코딩 과정에 부가적으로 필요한 SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지를 생성할 수 있다.
NAL에서는 VCL에서 생성된 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)에 헤더 정보(NAL 유닛 헤더)를 부가하여 NAL 유닛을 생성할 수 있다. 이때, RBSP는 VCL에서 생성된 슬라이스 데이터, 파라미터 세트, SEI 메시지 등을 말한다. NAL 유닛 헤더에는 해당 NAL 유닛에 포함되는 RBSP 데이터에 따라 특정되는 NAL 유닛 타입 정보를 포함할 수 있다.
상기 도면에서 도시된 바와 같이, NAL 유닛은 VCL에서 생성된 RBSP의 따라 VCL NAL 유닛과 Non-VCL NAL 유닛으로 구분될 수 있다. VCL NAL 유닛은 영상에 대한 정보(슬라이스 데이터)를 포함하고 있는 NAL 유닛을 의미할 수 있고, Non-VCL NAL 유닛은 영상을 디코딩하기 위하여 필요한 정보(파라미터 세트 또는 SEI 메시지)를 포함하고 있는 NAL 유닛을 의미할 수 있다.
상술한 VCL NAL 유닛, Non-VCL NAL 유닛은 하위 시스템의 데이터 규격에 따라 헤더 정보를 붙여서 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 예컨대, NAL 유닛은 H.266/VVC 파일 포맷, RTP(Real-time Transport Protocol), TS(Transport Stream) 등과 같은 소정 규격의 데이터 형태로 변형되어 다양한 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
상술한 바와 같이, NAL 유닛은 해당 NAL 유닛에 포함되는 RBSP 데이터 구조(structure)에 따라 NAL 유닛 타입이 특정될 수 있으며, 이러한 NAL 유닛 타입에 대한 정보는 NAL 유닛 헤더에 저장되어 시그널링될 수 있다.
예를 들어, NAL 유닛이 영상에 대한 정보(슬라이스 데이터)를 포함하는지 여부에 따라 크게 VCL NAL 유닛 타입과 Non-VCL NAL 유닛 타입으로 분류될 수 있다. VCL NAL 유닛 타입은 VCL NAL 유닛이 포함하는 픽처의 성질 및 종류 등에 따라 분류될 수 있으며, Non-VCL NAL 유닛 타입은 파라미터 세트의 종류 등에 따라 분류될 수 있다.
아래는 Non-VCL NAL 유닛 타입이 포함하는 파라미터 세트의 종류 등에 따라 특정된 NAL 유닛 타입의 일예이다.
- APS (Adaptation Parameter Set) NAL unit: APS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- VPS(Video Parameter Set) NAL unit: VPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- SPS(Sequence Parameter Set) NAL unit: SPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- PPS(Picture Parameter Set) NAL unit: PPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- DCI(Decoding Capability Information) NAL unit: DCI를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- PH(Picture header) NAL unit: PH를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
상술한 NAL 유닛 타입들은 NAL 유닛 타입을 위한 신택스 정보를 가지며, 상기 신택스 정보는 NAL 유닛 헤더에 저장되어 시그널링될 수 있다. 예컨대, 상기 신택스 정보는 nal_unit_type일 수 있으며, NAL 유닛 타입들은 nal_unit_type 값으로 특정될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 하나의 픽처는 복수의 슬라이스를 포함할 수 있으며, 하나의 슬라이스는 슬라이스 헤더 및 슬라이스 데이터를 포함할 수 있다. 이 경우, 하나의 픽처 내 복수의 슬라이스(슬라이스 헤더 및 슬라이스 데이터 집합)에 대하여 하나의 픽처 헤더가 더 부가될 수 있다. 상기 픽처 헤더(픽처 헤더 신택스)는 상기 픽처에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 본 문서에서 슬라이스는 타일 그룹으로 혼용 또는 대체될 수 있다. 또한, 본 문서에서 슬라이스 헤더는 타입 그룹 헤더로 혼용 또는 대체될 수 있다.
상기 슬라이스 헤더(슬라이스 헤더 신택스, 슬라이스 헤더 정보)는 상기 슬라이스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 APS(APS 신택스) 또는 PPS(PPS 신택스)는 하나 이상의 슬라이스 또는 픽처에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 SPS(SPS 신택스)는 하나 이상의 시퀀스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 VPS(VPS 신택스)는 다중 레이어에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 DCI(DCI 신택스)는 비디오 전반에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 DCI는 디코딩 능력(decoding capability)dp 관련된 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 본 문서에서 상위 레벨 신택스(High level syntax, HLS)라 함은 상기 APS 신택스, PPS 신택스, SPS 신택스, VPS 신택스, DCI 신택스, 픽처 헤더 신택스, 슬라이스 헤더 신택스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 문서에서 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 인코딩되어 비트스트림 형태로 시그널링되는 영상/비디오 정보는 픽처 내 파티셔닝 관련 정보, 인트라/인터 예측 정보, 레지듀얼 정보, 인루프 필터링 정보 등을 포함할 뿐 아니라, 상기 슬라이스 헤더에 포함된 정보, 상기 픽처 헤더에 포함된 정보, 상기 APS에 포함된 정보, 상기 PPS에 포함된 정보, SPS에 포함된 정보, VPS에 포함된 정보 및/또는 DCI에 포함된 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 영상/비디오 정보는 NAL 유닛 헤더의 정보를 더 포함할 수 있다.
한편, 인트라 예측이 수행되는 경우, 샘플 간의 상관 관계가 이용될 수 있고 원본 블록과 예측 블록 간의 차이, 즉, 레지듀얼(residual)이 획득될 수 있다. 상기 레지듀얼에는 상술한 변환 및 양자화가 적용될 수 있는바, 이를 통하여 공간적 리던던시(spatial redundancy)가 제거될 수 있다. 이하에서는 인트라 예측이 사용되는 인코딩 방법 및 디코딩 방법에 관하여 구체적으로 설명한다.
인트라 예측은 현재 블록을 포함하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 현재 블록 외부의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 말한다. 여기서, 현재 블록 외부의 참조 샘플들은 현재 블록의 주변에 위치하는 샘플들을 말할 수 있다. 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변(neighboring) 참조 샘플들이 도출될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기(너비x높이)가 nWxnH 크기일 때, 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnW 개의 샘플들, 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들, 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다.
다만, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치는 이용 가능하지 않은 샘플들을 이용 가능한 샘플들로 대체(substitution)하여, 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
주변 참조 샘플들이 도출된 경우, (i) 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 인트라 예측 모드가 비방향성 모드 또는 비각도 모드일 때에 적용될 수 있고, (ii)의 경우는 인트라 예측 모드가 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드일 때에 적용될 수 있다.
또한, 주변 참조 샘플들 중 현재 블록의 예측 샘플을 기준으로 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향에 위치하는 제1 주변 샘플과 상기 예측 방향의 반대 방향에 위치하는 제2 주변 샘플과의 보간을 통하여 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다. 또한, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수도 있다. 이 경우는 LM 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수도 있다. 상술한 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다.
또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하고 이 때, 사용된 참조 샘플 라인을 디코딩 장치에 지시(시그널링)하는 방법으로 인트라 예측 부호화를 수행할 수 있다. 상술한 경우는 multi-reference line (MRL) intra prediction 또는 MRL 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다.
또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 나누어 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하되, 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플들을 도출하여 이용할 수 있다. 즉, 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다.
상술한 인트라 예측 방법들은 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 인트라 예측 타입은 인트라 예측 기법 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LIP, PDPC, MRL, ISP 등의 특정 인트라 예측 타입을 제외한 일반 인트라 예측 방법은 노멀 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 노멀 인트라 예측 타입은 상기와 같은 특정 인트라 예측 타입이 적용되지 않는 경우 일반적으로 적용될 수 있으며, 상술한 인트라 예측 모드를 기반으로 예측이 수행될 수 있다. 한편, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링이 수행될 수도 있다.
한편, 상술한 인트라 예측 타입들 외에도 인트라 예측에 대한 하나의 방법으로 매트릭스 기반 인트라 예측(Matrix based intra prediction, 이하, MIP)이 사용될 수 있다. MIP는 어파인 선형 가중 인트라 예측 (Affine linear weighted intra predictio, ALWIP) 또는 매트릭스 가중 인트라 예측 (Matrix weighted intra prediction, MWIP)으로 지칭될 수있다.
MIP가 현재 블록에 대하여 적용되는 경우, i) 에버러징(averaging) 절차가 수행된 주변 참조 샘플들을 이용하여 ii) 메트릭스 벡터 멀티플리케이션(matrix-vector-multiplication) 절차를 수행하고, iii) 필요에 따라 수평/수직 보간(interpolation) 절차를 더 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 상기 MIP를 위하여 사용되는 인트라 예측 모드들은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP 인트라 예측 이나, 노멀 인트라 예측에서 사용되는 인트라 예측 모드들과 다르게 구성될 수 있다.
MIP를 위한 인트라 예측 모드는 "affine linear weighted intra prediction mode" 또는 매트릭스 기반 인트라 예측 모드라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 상기 MIP를 위한 인트라 예측 모드에 따라 메트릭스 벡터 멀티플리케이션에서 사용되는 메트릭스 및 오프셋이 다르게 설정될 수 있다. 여기서 메트릭스는 (어파인) 가중치 메트릭스라고 불릴 수 있고, 오프셋은 (어파인) 오프셋 벡터 또는 (어파인) 바이어스(bias) 벡터라고 불릴 수 있다. 본 문서에서 MIP를 위한 인트라 예측 모드는 MIP 인트라 예측 모드, linear weighted intra prediction mode 또는 matrix weighted intra prediction mode 또는 matrix based intra prediction mode라고 불릴 수 있다. 구체적인 MIP 방법에 대하여는 후술한다.
이하의 도면은 본 문서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 용어나 명칭(예컨대, 신택스의 명칭 등)은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 문서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.
도 5는 본 문서의 실시예들이 적용 가능한 개략적인 인트라 예측에 기반한 영상 인코딩 방법의 일 예를 나타내고, 도 6은 인코딩 장치 내 인트라 예측부를 개략적으로 나타낸다. 도 6의 인코딩 장치 내 인트라 예측부는 상술한 도 2의 인코딩 장치(200)의 인트라 예측부(222)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, S500은 인코딩 장치의 인트라 예측부(222)에 의하여 수행될 수 있고, S510은 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부(230)에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 S510은 인코딩 장치의 감산부(231)에 의하여 수행될 수 있다. S520에서 예측 정보는 인트라 예측부(222)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 인코딩될 수 있다. S520에서 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부(230)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 인코딩될 수 있다. 레지듀얼 정보는 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 레지듀얼 정보는 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이 레지듀얼 샘플들은 인코딩 장치의 변환부를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 변환 계수들은 양자화부를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩될 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다(S500). 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출하고, 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있고, 인트라 예측 모드/타입 및 주변 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성한다. 여기서 인트라 예측 모드/타입 결정, 주변 참조 샘플들 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다.
예를 들어, 인코딩 장치의 인트라 예측부(222)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(222-1), 참조 샘플 도출부(222-2), 예측 샘플 도출부(222-3)를 포함할 수 있으며, 인트라 예측 모드/타입 결정부(222-1)에서 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부(222-2)에서 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출하고, 예측 샘플 도출부(222-3)에서 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(222)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다. 인코딩 장치는 복수의 인트라 예측 모드/타입들 중 현재 블록에 대하여 적용되는 모드/타입을 결정할 수 있다. 인코딩 장치는 인트라 예측 모드/타입들에 대한 RD cost를 비교하고 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 인코딩 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수도 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
인코딩 장치는 (필터링된) 예측 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S510). 인코딩 장치는 현재 블록의 원본 샘플들에서 예측 샘플들을 위상 기반으로 비교하고, 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 인트라 예측에 관한 정보 (예측 정보) 및 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S520). 예측 정보는 인트라 예측 모드 정보, 인트라 예측 타입 정보를 포함할 수 있다. 레지듀얼 정보는 레지듀얼 코딩 신택스를 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
인코딩 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장매체 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수 있다.
상술한 바와 같이, 인코딩 장치는 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이를 위하여 인코딩 장치는 양자화된 변환 계수들을 다시 역양자화/역변환 처리하여 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 이와 같이 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화 후 다시 역양자화/역변환을 수행하는 이유는 상술한 바와 같이 디코딩 장치에서 도출되는 레지듀얼 샘플들과 동일한 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위함이다. 인코딩 장치는 예측 샘플들과 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 7은 본 문서의 실시예들이 적용 가능한 개략적인 인트라 예측에 기반한 영상 디코딩 방법의 일 예를 나타내고, 도 8은 디코딩 장치 내 인트라 예측부를 개략적으로 나타낸다. 도 8의 디코딩 장치 내 인트라 예측부는 상술한 도 2의 디코딩 장치(300)의 인트라 예측부(331)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 디코딩 장치는 상술한 인코딩 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. S700 내지 S720은 디코딩 장치의 인트라 예측부(331)에 의하여 수행될 수 있고, S700의 예측 정보 및 S730의 레지듀얼 정보는 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 디코딩 장치의 레지듀얼 처리부(320)는 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 구체적으로 레지듀얼 처리부(320)의 역양자화부(321)는 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 레지듀얼 처리부의 역변환부(322)는 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. S740은 디코딩 장치의 가산부(340) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
디코딩 장치는 수신된 예측 정보 (인트라 예측 모드/타입 정보)를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출할 수 있다(S700). 디코딩 장치는 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S710). 디코딩 장치는 인트라 예측 모드/타입 및 주변 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성한다(S720). 이 경우 디코딩 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
디코딩 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S730). 디코딩 장치는 예측 샘플들 및 레지듀얼 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 도출할 수 있다(S740). 상기 복원 블록을 기반으로 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
여기서, 디코딩 장치의 인트라 예측부(331)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(331-1), 참조 샘플 도출부(331-2), 예측 샘플 도출부(231-3)를 포함할 수 있으며, 인트라 예측 모드/타입 결정부(331-1)는 엔트로피 디코딩부(310)에서 획득된 인트라 예측 모드/타입 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부(331-2)는 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출하고, 예측 샘플 도출부(331-3)는 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 상술한 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(331)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 예를 들어 MPM(most probable mode)가 현재 블록에 적용되는지 아니면 리메이닝 모드(remaining mode)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(ex. intra_luma_mpm_flag)를 포함할 수 있다. 이때 MPM이 현재 블록에 적용되는 경우, 예측 모드 정보는 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들) 중 하나를 가리키는 인덱스 정보(ex. intra_luma_mpm_idx)를 더 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)은 MPM 후보 리스트 또는 MPM 리스트로 구성될 수 있다. 또한, MPM이 현재 블록에 적용되지 않는 경우, 인트라 예측 모드 정보는 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 가리키는 리메이닝 모드 정보(ex. intra_luma_mpm_remainder)를 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
또한, 인트라 예측 타입 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 인트라 예측 타입 정보는 인트라 예측 타입들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 타입 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 인트라 예측 타입 정보는 MRL이 현재 블록에 적용되는지와 MRL이 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), ISP가 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들의 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDCP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 인트라 예측 타입 정보는 현재 블록에 MIP가 적용되는지 여부를 나타내는 MIP 플래그를 포함할 수 있다.
상술한 인트라 예측 모드 정보 및/또는 인트라 예측 타입 정보는 본 문서에서 설명한 코딩 방법을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다. 예를 들어, 상술한 인트라 예측 모드 정보 및/또는 인트라 예측 타입 정보는 truncated (rice) binary code를 기반으로 엔트로피 코딩(ex. CABAC, CAVLC) 코딩을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다.
도 9는 본 문서의 실시예들이 적용 가능한 개략적인 인트라 예측의 절차를 예시적으로 나타낸다.
도 9를 참조하면, 상술한 바와 같이 인트라 예측 절차는 인트라 예측 모드/타입 결정 단계, 주변 참조 샘플들 도출 단계, 인트라 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계를 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 절차는 상술한 바와 같이 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 수행될 수 있다. 본 문서에서 코딩 장치라 함은 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치를 포함할 수 있다.
인코딩 장치는 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다(S900).
인코딩 장치는 상술한 다양한 인트라 예측 모드/타입들 중 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있고, 예측 관련 정보를 생성할 수 있다. 상기 예측 관련 정보는 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드를 나타내는 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 타입을 나타내는 인트라 예측 타입 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 예측 관련 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 상술한 바와 같이 MPM 플래그 정보, 비 플래너 플래그 정보, MPM 인덱스 정보 및/또는 리메이닝 모드(MPM 리메인더) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 타입 정보는 상술한 바와 같이 참조 샘플 라인 (MRL 인덱스) 정보(ex. intra_luma_ref_idx), ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDCP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보, LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 및/또는 MIP 플래그 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 인트라 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 코딩 장치는 현재 블록의 주변 블록(ex. 좌측 및/또는 상측 주변 블록)의 인트라 예측 모드 및/또는 추가적인 후보 모드들을 기반으로 도출된 MPM(most probable mode) 리스트 내 MPM 후보들 중 하나를 수신된 MPM 인덱스를 기반으로 선택할 수 있으며, 또는 상기 MPM 후보들(및 플래너 모드)에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 MPM 리메인더 정보 (리메이닝 인트라 예측 모드 정보)를 기반으로 선택할 수 있다. 상기 MPM 리스트는 플래너 모드를 후보로 포함하거나 포함하지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 mpm 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하는 경우 상기 MPM 리스트는 6개의 후보를 가질 수 있고, 상기 MPM 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하지 않는 경우 상기 mpm 리스트는 5개의 후보를 가질 수 있다. 상기 MPM 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하지 않는 경우 현재 블록의 인트라 예측 모드가 플래너 모드가 아닌지 나타내는 비 플래너 플래그(ex. intra_luma_not_planar_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, MPM 플래그가 먼저 시그널링되고, MPM 인덱스 및 비 플래너 플래그는 MPM 플래그의 값이 1인 경우 시그널링될 수 있다. 또한, 상기 MPM 인덱스는 상기 비 플래너 플래그의 값이 1인 경우 시그널링될 수 있다. 여기서, 상기 MPM 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하지 않도록 구성되는 것은, 상기 플래너 모드가 MPM m이 아니라는 것이라기보다는, MPM으로 항상 플래너 모드가 고려되기에 먼저 플래그(not planar flag)를 시그널링하여 플래너 모드인지 여부를 먼저 확인하기 위함이다.
예를 들어, 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 MPM 후보들(및 플래너 모드) 중에 있는지, 아니면 리메이닝 모드 중에 있는지는 MPM 플래그 (ex. intra_luma_mpm_flag)를 기반으로 지시될 수 있다. MPM 플래그의 값 1은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 MPM 후보들(및 플래너 모드) 내에 있음을 나타낼 수 있으며, MPM 플래그의 값 0은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 MPM 후보들(및 플래너 모드) 내에 없음을 나타낼 수 있다. 상기 not planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag) 값 0은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 플래너 모드임을 나타낼 수 있고, 상기 not planar flag 값 1은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 플래너 모드가 아님을 나타낼 수 있다. 상기 MPM 인덱스는 mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx 요소의 형태로 시그널링될 수 있고, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder 신택스 요소의 형태로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 전체 인트라 예측 모드들 중 상기 MPM 후보들(및 플래너 모드)에 포함되지 않는 나머지 인트라 예측 모드들을 예측 모드 번호 순으로 인덱싱하여 그 중 하나를 가리킬 수 있다. 상기 인트라 예측 모드는 루마 성분(샘플)에 대한 인트라 예측 모드일 수 있다. 이하, 인트라 예측 모드 정보는 상기 MPM 플래그 (ex. intra_luma_mpm_flag), 상기 not planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag) 상기 MPM 인덱스 (ex. mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx) 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보 (rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서에서 MPM 리스트는 MPM 후보 리스트, candModeList 등 다양한 용어로 불릴 수 있다.
MIP가 현재 블록에 적용되는 경우, MIP를 위한 별도의 mpm flag(ex. intra_mip_mpm_flag), mpm 인덱스(ex. intra_mip_mpm_idx), 리메이닝 인트라 예측 모드 정보(ex. intra_mip_mpm_remainder)가 시그널링될 수 있으며, 상기 not planar flag는 시그널링되지 않을 수 있다.
다시 말해, 일반적으로 영상에 대한 블록 분할이 되면, 코딩하려는 현재 블록과 주변(neighboring) 블록은 비슷한 영상 특성을 갖게 된다. 따라서, 현재 블록과 주변 블록은 서로 동일하거나 비슷한 인트라 예측 모드를 가질 확률이 높다. 따라서, 인코더는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 인코딩하기 위해 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용할 수 있다.
코딩 장치 현재 블록에 대한 MPM(most probable modes) 리스트를 구성할 수 있다. 상기 MPM 리스트는 MPM 후보 리스트라고 나타낼 수도 있다. 여기서, MPM이라 함은 인트라 예측 모드 코딩시 현재 블록과 주변 블록의 유사성을 고려하여 코딩 효율을 향상시키기 위해 이용되는 모드를 의미할 수 있다. 상술한 바와 같이 MPM 리스트는 플래너 모드를 포함하여 구성될 수 있고, 또는 플래너 모드를 제외하여 구성될 수 있다. 예를 들어, MPM 리스트가 플래너 모드를 포함하는 경우 MPM 리스트의 후보들의 개수는 6개일 수 있다. 그리고, MPM 리스트가 플래너 모드를 포함하지 않는 경우, MPM 리스트의 후보들의 개수는 5개일 수 있다.
인코딩 장치는 다양한 인트라 예측 모드들을 기반으로 예측을 수행할 수 있고, 이에 기반한 RDO (rate-distortion optimization)을 기반으로 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 인코딩 장치는 이 경우 상기 MPM 리스트에 구성된 MPM 후보들 및 플래너 모드만을 이용하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수도 있고, 또는 상기 MPM 리스트에 구성된 MPM 후보들 및 플래너 모드뿐 아니라 나머지 인트라 예측 모드들을 더 이용하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수도 있다. 구체적으로 예를 들어, 만약 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입이 노멀 인트라 예측 타입이 아닌 특정 타입 (예를 들어 LIP, MRL, 또는 ISP)인 경우에는 인코딩 장치는 상기 MPM 후보들 및 플래너 모드만을 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드 후보들로 고려하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 즉, 이 경우에는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드는 상기 MPM 후보들 및 플래너 모드 중에서만 결정될 수 있으며, 이 경우에는 상기 mpm flag를 인코딩/시그널링하지 않을 수 있다. 디코딩 장치는 이 경우에는 mpm flag를 별도로 시그널링 받지 않고도 mpm flag가 1인 것으로 추정할 수 있다.
한편, 일반적으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 플래너 모드가 아니고 상기 MPM 리스트 내에 있는 MPM 후보들 중 하나인 경우, 인코딩 장치는 상기 MPM 후보들 중 하나를 가리키는 mpm 인덱스(mpm idx)를 생성한다. 만약, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 상기 MPM 리스트 내에도 없는 경우에는 상기 MPM 리스트(및 플래너 모드)에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중에서 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드와 같은 모드를 가리키는 MPM 리메인더 정보 (리메이닝 인트라 예측 모드 정보)를 생성한다. 상기 MPM 리메인더 정보는 예를 들어 intra_luma_mpm_remainder 신택스 요소를 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 획득한다. 상기 인트라 예측 모드 정보는 상술한 바와 같이 MPM 플래그, 비 플래너 플래그, MPM 인덱스, MPM 리메인더 정보(리메이닝 인트라 예측 모드 정보) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 상기 MPM 리스트는 상기 인코딩 장치에서 구성된 MPM 리스트와 동일하게 구성된다. 즉, 상기 MPM 리스트는 주변 블록의 인트라 예측 모드를 포함할 수도 있고, 미리 정해진 방법에 따라 특정 인트라 예측 모드들을 더 포함할 수도 있다.
디코딩 장치는 상기 MPM 리스트 및 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 일 예로, 상기 MPM 플래그의 값이 1인 경우, 디코딩 장치는 플래너 모드를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출하거나(not planar flag 기반) 상기 MPM 리스트 내의 MPM 후보들 중에서 상기 MPM 인덱스가 가리키는 후보를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다. 여기서, MPM 후보들이라 함은 상기 MPM 리스트에 포함되는 후보들만을 나타낼 수도 있고, 또는 상기 MPM 리스트에 포함되는 후보들뿐 아니라 상기 MPM 플래그의 값이 1인 경우에 적용될 수 있는 플래너 모드 또한 포함될 수 있다.
다른 예로, 상기 MPM 플래그의 값이 0인 경우, 디코딩 장치는 상기 MPM 리스트 및 플래너 모드에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중에서 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보(mpm remainder 정보라 불릴 수 있다)가 가리키는 인트라 예측 모드를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다. 한편, 또 다른 예로, 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입이 특정 타입(ex. LIP, MRL 또는 ISP 등)인 경우, 디코딩 장치는 상기 MPM 플래그의 파싱/디코딩/확인 없이도, 상기 플래너 모드 또는 상기 MPM 리스트 내에서 상기 MPM 플래그가 가리키는 후보를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수도 있다.
코딩 장치는 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출한다(S910). 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다.
한편, MRL이 적용되는 경우(즉, MRL 인덱스의 값이 0보다 큰 경우), 상기 주변 참조 샘플들은 좌측/상측에서 현재 블록에 인접한 0번 라인이 아닌, 1번 내지 2번 라인에 위치할 수 있으며, 이 경우 주변 참조 샘플들의 개수는 더 늘어날 수 있다. 한편, ISP가 적용되는 경우, 상기 주변 참조 샘플들을 서브파티션 단위로 도출될 수 있다.
코딩 장치는 현재 블록에 인트라 예측을 수행하여 예측 샘플들 도출한다(S920). 코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 샘플들을 기반으로 상기 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 코딩 장치는 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 참조 샘플을 도출할 수 있고, 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수 있다.
한편, 인트라 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 현재 블록의 주변 블록(ex. 좌측 및/또는 상측 주변 블록)의 인트라 예측 모드 및 추가적인 후보 모드들을 기반으로 도출된 mpm(most probable mode) 리스트 내 mpm 후보들 중 하나를 수신된 mpm 인덱스를 기반으로 선택할 수 있으며, 또는 상기 mpm 후보들(및 플래너 모드)에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 리메이닝 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 선택할 수 있다. mpm 리스트는 플래너 모드를 후보로 포함하거나 포함하지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, mpm 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하는 경우 mpm 리스트는 6개의 후보를 가질 수 있고, mpm 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하지 않는 경우 mpm 리스트는 5개의 후보를 가질 수 있다. mpm 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하지 않는 경우 현재 블록의 인트라 예측 모드가 플래너 모드가 아닌지 나타내는 비 플래너 플래그(ex. intra_luma_not_planar_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, mpm 플래그가 먼저 시그널링되고, mpm 인덱스 및 비 플래너 플래그는 mpm 플래그의 값이 1인 경우 시그널링될 수 있다. 또한, mpm 인덱스는 비 플래너 플래그의 값이 1인 경우 시그널링될 수 있다. 여기서, mpm 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하지 않도록 구성되는 것은, 플래너 모드가 mpm이 아니라는 것이라기보다는, mpm으로 항상 플래너 모드가 고려되기에 먼저 플래그(not planar flag)를 시그널링하여 플래너 모드인지 여부를 먼저 확인하기 위함이다.
예를 들어, 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 mpm 후보들(및 플래너 모드) 중에 있는지, 아니면 리메이닝 모드 중에 있는지는 mpm flag (ex. intra_luma_mpm_flag)를 기반으로 지시될 수 있다. mpm flag의 값 1은 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 mpm 후보들(및 플래너 모드) 내에 있음을 나타낼 수 있으며, mpm flag의 값 0은 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 mpm 후보들(및 플래너 모드) 내에 없음을 나타낼 수 있다. not planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag) 값 0은 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 플래너 모드임을 나타낼 수 있고, not planar flag 값 1은 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 플래너 모드가 아님을 나타낼 수 있다. mpm 인덱스는 mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx 신택스 요소의 형태로 시그널링될 수 있고, 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder 신택스 요소의 형태로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 전체 인트라 예측 모드들 중 mpm 후보들(및 플래너 모드)에 포함되지 않는 나머지 인트라 예측 모드들을 예측 모드 번호 순으로 인덱싱하여 그 중 하나를 가리킬 수 있다. 인트라 예측 모드는 루마 성분(샘플)에 대한 인트라 예측 모드일 수 있다. 이하, 인트라 예측 모드 정보는 mpm flag (ex. intra_luma_mpm_flag), not planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag), mpm 인덱스 (ex. mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx), 리메이닝 인트라 예측 모드 정보 (rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서에서 mpm 리스트는 mpm 후보 리스트, 후보 모드 리스트(candModeList), 후보 인트라 예측 모드 리스트 등 다양한 용어로 불릴 수 있다.
도 10은 본 문서의 실시예들이 적용 가능한 인트라 예측 모드들의 일 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 좌상향 대각 예측 방향을 갖는 34번 인트라 예측 모드를 중심으로 수평 방향성(horizontal directionality)을 갖는 인트라 예측 모드와 수직 방향성(vertical directionality)을 갖는 인트라 예측 모드를 구분할 수 있다. 도 8의 H와 V는 각각 수평 방향성과 수직 방향성을 의미하며, -32 ~ 32의 숫자는 샘플 그리드 포지션(sample grid position) 상에서 1/32 단위의 변위를 나타낸다. 2번 내지 33번 인트라 예측 모드는 수평 방향성, 34번 내지 66번 인트라 예측 모드는 수직 방향성을 갖는다. 18번 인트라 예측 모드와 50번 인트라 예측 모드는 각각 수평 인트라 예측 모드(horizontal intra prediction mode), 수직 인트라 예측 모드(vertical intra prediction mode)를 나타내며, 2번 인트라 예측 모드는 좌하향 대각 인트라 예측 모드, 34번 인트라 예측 모드는 좌상향 대각 인트라 예측 모드, 66번 인트라 예측 모드는 우상향 대각 인트라 예측 모드라고 불릴 수 있다.
이하에서는 인트라 예측의 한 방법인 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation, DIMD) 모드에 대하여 살펴본다.
예를 들어, DIMD 모드는 디코더 사이드 인트라 모드 도출(Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드, 디코더 인트라 모드 도출(Decoder Intra Mode Derivation) 모드, 디코더 사이트 인트라 예측 모드(Decoder Side Intra Prediction Mode), 디코더 인트라 모드 예측(Decoder Intra Prediction Mode) 등으로 불릴 수 있다.
또한, 예를 들어, DIMD 모드(DIMD mode)는 DIMD 인트라 모드(DIMD intra mode)로 불릴 수 있다. 또한, DIMD 모드는 DIMD 인트라 예측 모드(DIMD intra prediction mode) 또는 DIMD 예측 모드(DIMD prediction mode)로 불릴 수 있다.
또한, 예를 들어, 본 문서에서 인트라 모드는 인트라 예측 모드로 불릴 수 있다. 또한, 인트라 모드와 인트라 예측 모드는 혼용해서 사용될 수 있다.
한편, HEVC 및 VVC와 같은 기존의 비디오 코덱에서 인트라 예측 모드는 비트스트림을 통해 시그널링 된다. 인트라 예측 모드의 오버헤드의 양은 여러 요인(즉, 양자화 파라미터, 비디오 특성 등)에 따라 다를 수 있다. 아래의 표 1은 인트라 예측 모드에서의 오버헤드를 나타낸다.
Figure PCTKR2022014750-appb-img-000001
상기 표 1을 참조하면, 인트라 예측 모드를 코딩하기 위해 평균적으로 약 8.15%의 비트가 사용된다. 비록 이는 VVC 참조 소프트웨어 VTM 버전 10에서 도출된 통계를 나타내지만, 이러한 경향은 비디오 표준에 상관없이 관찰될 수 있다는 점을 고려해야 한다. 또한, 이러한 경향은 인트라 모드 시그널링의 오버헤드가 무시할 수 없다는 점을 시사한다.
한편, 상술한 기존의 인트라 예측 모드 시그널링과 달리 본 문서에서는 디코더 사이드 인트라 모드 도출(Decoder Side Intra Mode Derivation, DIMD) 방법이 소개된다. 여기서 DIMD는 루마 인트라 예측 모드 (intra prediction mode, IPM)가 비트스트림을 통해 전송되지 않는 인트라 코딩 툴을 의미한다. 그 대신에, 인코더 및 디코더 모두에서 이전에 인코딩/디코딩된 픽셀을 이용하여 상기 루마 인트라 예측 모드가 도출된다. 상기 DIMD는 기존 인트라 예측 모드들 중 하나를 가리키는 새로운 인트라 예측 모드를 소개한다.
예를 들어, DIMD 모드는 해당(corresponding) RD 비용(cost)이 다른 모든 인트라 모드들 중에서 최소인 경우 인코더에서 최상의 모드로 선택된다. 디코더에서는 각 CU에서 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 체크할 수 있다. 예를 들어, DIMD 플래그 정보는 DIMD 모드를 나타내기 위해 시그널링될 수 있다. 또한, 상기 CU가 다른 방법으로 상기 DIMD 인트라 모드를 도출하는지를 나타낼 수 있다.
CU가 DIMD 모드로 코딩되는 경우, 디코더는 DIMD 인트라 모드를 도출할 수 있다. 일 예로, DIMD 인트라 모드(또는 DIMD 모드)는 이전에 디코딩된 주변 픽셀들을 이용하여 복원 과정(reconstruction process) 동안에 도출될 수 있다. 또한, 다른 기술 또는 다른 과정을 사용하여 DIMD 모드가 도출될 수 있다.
디코더에서 DIMD 모드가 선택되지 않는 경우, 비트스트림에서 파싱될 수 있는 인트라 모드에 대한 정보들은 기존 인트라 모드에 관한 것일 수 있다. 즉, 기존 인트라 예측 모드 방법을 통해 인트라 예측 모드가 파싱될 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 모드에 대한 정보들은 MPM 플래그, MPM 인덱스 또는 리메이닝 모드 정보들 중 적어도 하나일 수 있다.
도 11은 복원된 픽셀 탬플릿(template)을 예시적으로 나타낸다.
도 11을 참조하면, 복원된 픽셀 탬플릿을 사용하여 현재 CU에 대한 DIMD 모드를 도출할 수 있다. 예를 들어, DIMD 모드는 탬플릿의 각도 방향(angular direction)이 현재 블록의 방향과 높은 상관관계(highly correlated)가 있다고 가정하여 복원된 픽셀들 사이에서 방향성 정보를 계산함으로써 도출될 수 있다.
예를 들어, 그라디언트(gradients)의 양은 DIMD 모드를 추정(measure)하는데 사용될 수 있다. 이때, 그라디언트의 양은 히트토그램(histogram)으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 복원된 픽셀들로부터 계산될 수 있는 강도(intensity) 및 방향(orientation)을 기반으로 DIMD 모드를 추정할 수 있다. 이때, 강도는 G로 표시될 수 있고, 방향은 O로 표시될 수 있다. 이때, 상기 강도는 진폭(amplitude)을 의미할 수 있다.
한편, 소벨 필터는 소벨 연산자(sobel operator)라고도 불릴 수 있으며, 가장자리를 디텍팅하는데 효율적인 필터이다. 소벨 필터를 사용하는 경우 수직 방향용 소벨 필터와 수평 방향용 소벨 필터의 두 가지 유형의 소벨 필터를 사용할 수 있다.
예를 들어, 템플릿의 각 픽셀에 대해 소벨 필터(Sobel filters)는 결과 진폭(resulting amplitudes)인 Gx 및 Gy를 산출하기 위하여 현재 픽셀의 중심에 있는 창을 사용하여 x(즉, Mx) 및 y(즉, My)방향으로 적용될 수 있다.
상기 Mx 및 상기 My는 아래의 수학식을 통해 계산할 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2022014750-appb-img-000002
또한, 상기 진폭 및 상기 방향은 아래의 수학식을 통해 계산할 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2022014750-appb-img-000003
상기 그라디언트의 방향은 인트라-각도 예측 모드(intra-angular prediction mode)로 변환될 수 있다. 예를 들어, ECM 1.-0에서 고려되는 방향성 인트라 모드는 VVC에서와 마찬가지로 67 모드일 수 있다. DIMD 모드가 적용되는 경우, 2개의 인트라 모드들이 Hog(Histogram of Gradients)를 기반으로 주변 복원 샘플들로부터 도출될 수 있다. 상기 Hog 분석은 가장 높은 누적 히스토그램 진폭 및 두번째로 높은 누적 히스토그램 진폭에 대응하는 2개의 인트라 모드들을 생성할 수 있다. 최종 예측은 상기 2개의 인트라 모드들 및 플래너 모드의 예측을 블렌딩함으로써 계산될 수 있다. 예를 들어, 플래너 예측에는 1/3 가중치가 할당되고, 나머지 2/3는 Hog 진폭에 비례하여 첫번째 모드 및 두번째 모드에 분배될 수 있다. 다시 말하면, 가장 높은 누적 히스토그램 진폭에 대응하는 첫번째 인트라 모드 및 두번째로 높은 누적 히스토그램 진폭에 대응하는 두번째 모드에 2/3 가중치가 Hog 진폭에 비례하여 분배될 수 있다.
이하에서는 인트라 예측의 한 방법인 TIMD (Template-based Intra Mode Derivation, TIMD) 모드에 대하여 살펴본다.
예를 들어, TIMD 모드는 템플릿 기반 인트라 모드 도출(Template-based Intra Mode Derivation) 모드, 템플릿 인트라 모드 도출(Template Intra Mode Derivation) 모드 등으로 불릴 수 있다.
또한, 예를 들어, TIMD 모드(TIMD mode)는 TIMD 인트라 모드(TIMD intra mode)로 불릴 수 있다. 또한, TIMD 모드는 TIMD 인트라 예측 모드(TIMD intra prediction mode) 또는 TIMD 예측 모드(TIMD prediction mode)로 불릴 수 있다.
도 12는 는 TIMD 모드에 대한 인트라 예측 모드를 도출하기 위해 사용되는 템플릿을 예시적으로 나타낸다
TIMD 모드가 사용되는 경우 디코더에서 이전에 디코딩된 주변 픽셀들을 이용하여 현재 CU의 인트라 모드를 도출할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(또는 현재 CU)의 주변 템플릿의 주변 참조 샘플들 기반으로 주변 템플릿에 대한 예측 샘플들을 도출하고, 도출된 주변 템플릿에 대한 예측 샘플들과 상기 주변 템플릿의 복원 샘플릿을 비교하여, 현재 블록(또는 현재 CU)의 인트라 모드를 도출할 수 있다. 구체적으로, 주변 템플릿의 주변 참조 샘플들 기반으로 도출된 예측 샘플과 상기 주변 템플릿의 복원 샘플의 SATD(Sum of Absolute Transformed Difference)를 도출한 후, 최소 SATD를 갖는 모드를 현재 블록의 인트라 모드로 선택할 수 있다.
예를 들어, 도 12를 참조하면, 템플릿(Template)의 외각에 위치하는 주변 참조 샘플들 즉, Reference of the template을 기반으로 템플릿(Template)의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 도출된 템플릿(Template)의 예측 샘플과 복원 과정에서 이미 도출된 템플릿(Template)의 복원 샘플 사이의 SATD를 도출한 후, 최소 SATD를 갖는 모드를 현재 블록의 인트라 모드로 선택할 수 있다. 템플릿은 디코딩 순서 상 이미 복원이 완료된 영역이므로 이와 같은 방법을 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 상기 TIMD가 사용될 수 있다. TIMD는 인코더 및 디코더 모두에서 템플릿 기반 방법을 사용하는 디코더 측 인트라 예측 모드 도출 방법이다. 상술한 DIMD와 유사하게, TIMD 인트라 모드는 디코더에 시그널링되지 않는다. 이때, DIMD와 유사하게 복원된 픽셀 탬플릿을 사용하여 현재 CU에 대한 TIMD 모드를 도출할 수 있다. 템플릿의 예측 샘플들을 생성하기 위해, 각 후보 모드에 대한 템플릿의 참조 샘플들이 생성될 수 있다. 해당 비용은 템플릿의 예측 샘플 및 복원 샘플들 사이의 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)로 계산될 수 있다. 이때, SATD로 계산된 비용 중 최소 비용에 해당하는 인트라 예측 모드가 TIMD 모드로 선택될 수 잇다. 이때, 인트라 모드들의 개수는 67개일 수 있다. 또한, 인트라 모드들의 개수는 131개의 예측 모드로 확장될 수 있다.
또한, 제안하는 방법을 인에이블(enable)하거나 디스에이블(disable)하는 플래그가 SPS에서 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 플래그가 참인 경우, 제안하는 TIMD 방법이 사용되는지 여부를 가리키는 CU 레벨의 플래그가 시그널링될 수 있다. 이때 상기 TIMD 방법이 사용되는지 여부를 가리키는 플래그는 TIMD 플래그로 불릴 수 있다. 예를 들어, 상기 TIMD 플래그가 인에이블되는 경우, MRL 및 ISP 관련 정보를 포함하는 루마 인트라 예측 모드와 관련된 나머지 신택스 요소들은 스킵될 수 있다.
한편, TIMD의 기본 구조는 퓨전(fushion) 모드를 통합하도록 확장될 수 있다. 이때, SATD 비용이 가장 작은 2개의 모드들은 현재 CU에 대한 가중 인트라 예측으로 사용할 가중치와 함께 퓨전되는데 사용될 수 있다. 선택된 2개의 모드들의 비용은 임계값과 비교되고, 테스트에서 비용 계수 2가 아래의 수학식과 같이 적용될 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2022014750-appb-img-000004
예를 들어, 상기 수학식 3이 참인 경우, 퓨전이 적용되고, 그렇지 않은 경우 하나의 모드만 사용된다. 이때 상기 하나의 모드는 모드 1일 수 있다.
또한, 모드들에 대한 가중치는 SATD 비용으로부터 아래의 수학식을 통해 계산할 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2022014750-appb-img-000005
여기서, costMode 1은 모드 1의 SATD 비용일 수 있고, costMode 2는 모드 2의 SATD 비용일 수 있다.
한편, MPM(Most Probable Mode) 리스트 생성의 복잡성을 낮게 유지하기 위해 2개의 사용가능한 주변 인트라 모드들을 고려하여 6 MPM의 인트라 모드 코딩 방법이 사용될 수 있다. 이때, 3가지 측면을 고려하여 MPM 리스트를 생성할 수 있다.
- 디폴트 인트라 모드들(Default intra modes)
- 주변 인트라 모드들(Neighbouring intra modes)
- 도출된 인트라 모드들(Derived intra modes)
예를 들어, MRL(Multi Reference Line) 및 ISP(Intra sub-partitions) 코딩 툴들의 적용되는지 여부와 관계없이 통합 6-MPM(unified 6-MPM) 리스트가 인트라 블록들에 사용될 수 있다. 또한, MPM 리스트는 좌측 주변 블록 및 상측 주변 블록을 기반으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 좌측 블록의 모드는 Left, 상측 블록의 모드는 Above라고 할때, 상기 통합 MPM 리스트는 다음과 같이 구성된다. 다시 말하면, 좌측 주변 블록의 인트라 예측 모드를 Left, 상측 주변 블록의 인트라 예측 모드를 Above라고 할 때, 상기 통합 MPM 리스트는 다음과 같이 구성될 수 있다. 여기서, V는 수직 인트라 예측 모드를 의미하고 H는 수평 인트라 예측 모드를 의미할 수 있다.
- 주변 블록이 가용하지 않은 경우, 해당 인트라 모드는 기본적으로 플래너 모드로 설정된다.
- Left 및 Above 모두 비방향성 모드인 경우:
- MPM 리스트는 {플래너, DC, V, H, V-4, V+4}로 구성될 수 있다.
- Left 및 Above 중 하나가 방향성 모드이고, 다른 하나가 비방향성 모드인 경우:
- Left 및 Above 중에서 모드 번호가 더 큰 모드를 모드 Max라고 설정한다.
- 이때, MPM 리스트는 {플래너, Max, Max-1, Max+1, Max-2, Max+2}로 구성될 수 있다.
- Left 및 Above 모두 방향성 모드이고, 서로 다른 방향성 모드인 경우:
- Left 및 Above 중에서 모드 번호가 더 큰 모드를 모드 Max라고 설정한다.
- Left 및 Above 중에서 모드 번호가 더 작은 모드를 모드 Min이라고 설정한다.
- 만약 Max - Min의 값이 1인 경우:
- MPM 리스트는 {플래너, Left, Above, Min-1, Max+1, Min-2}로 구성될 수 있다.
- 그렇지 않고, Max - Min의 값이 62보다 크거나 같은 경우:
- MPM 리스트는 {플래너, Left, Above, Min+1, Max-1, Min+2}로 구성될 수 있다.
- 그렇지 않고, Max - Min의 값이 2인 경우:
- MPM 리스트는 {플래너, Left, Above, Min+1, Min-1, Max+1}로 구성될 수 있다.
- 그렇지 않은 경우:
- MPM 리스트는 {플래너, Left, Above, Min-1, Min+1, Max-1}로 구성될 수 있다.
- Left 및 Above 모두 방향성 모드이고, 서로 같은 방향성 모드인 경우:
- MPM 리스트는 {플래너, Left, Left-1, Left+1, Left-2, Left+2}로 구성될 수 있다.
또한, MPM 인덱스 코드워드(codeword)의 첫 번째 빈은 CABAC 컨텍스트 코딩될 수 있다. 현재 인트라 블록이 MRL이 가능한지(enabled), ISP가 가능한지(enabled) 또는 일반 인트라 블록인지 여부에 따라 총 3개의 컨텍스트가 사용될 수 있다.
한편, 인트라 모드 도출에 의한 인트라 코딩 구조의 성능을 향상시키기 위해, 아래에서 논의되는 다음과 같은 측면을 고려할 수 있다. 각 실시예 항목들은 개별적으로 또는 조합하여 적용할 수 있다.
일 실시예로, 여러가지 기술을 사용하여 인트라 모드를 도출할 수 있다. 예를 들어, 그라디언트의 히스토그램(Histogram of Gradients, Hog), 템플릿(template) 기반 접근 및/또는 현재 블록의 인트라 모드를 결정하는 기술들의 조합들이 있을 수 있다.
일 실시예로, 여러 잠재적(potential) 도출 인트라 모드들을 계산하는 것이 가능할 수 있다. VVC에서 고려되는 인트라 모드들의 수는 67이다. 이대, 인트라 모드 도출을 위해 고려되는 인트라 모드들의 수에 대하여 다른 옵션들을 고려하는 것이 가능할 수 있다.
일 예로, 증가된 모드 수를 고려할 수 있다. 예를 들어, 131개의 인트라 모드들을 사용하여 도출된 인트라 모드를 결정하는 경우가 있을 수 있다.
대안적으로, 도출된 인트라 모드를 결정하기 위해 인트라 모드들의 더 크고 작은 세트들의 하이브리드/조합을 사용하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 초기 방향성 모드가 67개의 인트라 모드들로부터 추정될 수 있는 경우, 최종 인트라 모드를 결정하기 위해 방향 정제(directional refinement)가 수행될 수 있다. 이때, 블록 통계 및/또는 다른 정보 파라미터들을 기반으로 첫 번째 패스(first pass) 및 정제 절차(refinement approach)를 사용할 수 있다.
일 실시예로, 잠재적 도출 인트라 모드들의 블렌딩(blending)/가중 평균(weighted averaging)/퓨전(fushion)이 적용될 수 있는지 여부를 결정하기 위해 암시적인 규칙을 사용할 수 있다. 예를 들어, 이는 HoG Ehsms 템플릿 매칭을 사용하여 도출된 잠재적 인트라 모드들에 적용될 수 있고, 또는 임의의 다른 기술들을 사용하여 도출된 잠재적 인트라 모드들에 적용될 수도 있다. 몇 가지 규칙의 예는 다음과 같을 수 있다.
a. 블렌딩/가중 예측/퓨전이 코딩 유닛에 적용될 수 있는지 결정하기 위해 비용 함수가 사용될 수 있다.
b. 사용 가능한 이웃 블록들의 수를 가이드로 사용할 수 있다.
c. 블록 통계와 같은 다은 매트릭스(metrics)를 사용할 수 있다.
d. 유사하게, 모든 규칙들의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 기준(a 및 b)이 충족되는 경우, 블렌딩/가중 예측/퓨전이 적용될 수 있고, 대안적으로, 기준이 충족되면 적용하지 않을 수도 있다. 즉, 기준이 충족되는 경우 블렌딩/가중 예측/퓨전이 적용될 수 있고, 대안적으로 기준이 충족되는 경우 블렌딩/가중 예측/퓨전이 적용되지 않을 수 있다.
e. 템플릿 기반 인트라 모드 도출 접근 방식에서, 블렌딩/가중 예측의 퓨전 모드가 하나 이상의 논 플래너 인트라 모드들 및 플래너 모드와 결합하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 논 플래너 인트라 모드는 DIMD의 Hog 분석 및/또는 다른 적절한 기술에서 비롯될 수 있다.
일 실시예로, 도출된 인트라 모드가 더 중요한지 덜 중요한지 또는 도출된 인트라 모드에 더 영향을 주거나 덜 영향을 주기 위해 비용 함수(cost function)에 가중 인자(weighting factor)를 할당하는 것이 가능할 수 있다.
a. 예를 들어, 가중치는 도출된 인트라 모드 비용에 적용되어, 전체 비율 왜곡 최적화(rate distortion optimization, RDO) 또는 부분(partial) RDO에서 고려될 수 있다.
b. 예를 들어, 가중치는 다른 인트라 모드들 및 각각의 RDO 비용을 사용하거나 임의의 다른 적절한 기술 또는 기술들의 조합을 사용하여 결정될 수 있다.
c. 예를 들어, 템플릿 기반 접근 방식에서, MPM 리스트 내 각각의 인트라 모드의 비용을 확인하는 경우, 상기 비용은 팩터(factor)에 의해 가중될 수 있다. 예를 들어, DIMD 인트라 모드들(HoG에 의해 생성)의 비용에는 1보다 작은 팩터가 주어질 수 있고, 이에 따라 DIMD 인트라 모드들이 선택될 가능성이 더 높을 수 있다.
일 실시예로, 단일(single) 또는 다수의(multiple) 기술들을 개벌적으로 또는 나란히(in tandem) 또는 적절한 조합을 통하여 사용함으로써 인트라 모드를 도출하는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 복수의 기술들의 사용은 사용자(user) 기반으로 결정될 수 있다. 이때, SPS, PPS, Config 파일을 통해 또는 기타 적절한 수단을 통해 결정될 수 있다. 또한, 예를 들어, 복수의 기술들은 디폴트 설정으로 사용될 수 있거나 기본 블록 통계를 기반으로 또는 임의의 다른 적절한 수단을 통해 사용될 수 있다.
a. 예를 들어, 하나 이상의 퓨전 모드를 사용하여 퓨전/가중 예측/블렌딩을 수행하는 것이 가능할 수 있다.
b. 또한, 예를 들어, 퓨전 모드가 추론되거나(inferred) 시그널링될 수 있다.
일 실시예로, 다수의 도출된 인트라 모드 기술의 시그널링을 병합하는 것이 가능할 수 있다.
a. HoG, 템플릿 매칭 및/또는 다른 기술/기술의 조합에서 도출된 인트라 모드들은 통합된(unified) 시그널링 구조를 사용하여 개별적으로 시그널링될 수 있다.
b. 통합된 구조의 신택스 요소들는 컨텍스트 코딩 모델(들), 고정 길이 코딩(fixed length coding) 및/또는 다른 적절한 수단을 사용하여 시그널링될 수 있다.
일 실시예로, Hog 또는 템플릿(들) 및/또는 다른 인트라 기술들을 사용하여 인트라 모드를 결정하는 데 도움이 될 수 있는 도출된 모드들 및 도출된 모드들과 관련된 적절한 정보를 삽입하거나 사용할 수 있다.
일 실시예로, 도출된 인트라 모드 생성에 대한 잠재적 후보자들을 결정하기 위해 다른 MPM 리스트(들)를 사용하거나 다른 리스트 타입의 구조들을 사용할 수 있다.
a. 예를 들어, 템플릿 기반 인트라 모드 도출 구조가 사용되는 경우, 다른 MPM 또는 MPM 유사 리스트가 사용되거나 적절한 수단을 통해 획득할 수 있는 가능한 인트라 모드들의 모음(collection)을 사용하여 도출된 인트라 모드를 결정할 수 있다.
일 실시예로, 템플릿 기반 인트라 모드로부터 도출된 인트라 모드(들)를 MPM 리스트(들)에 삽입하는 것이 가능할 수 있다.
a. 이러한 리스트들은 프라이머리(primary) MPM 리스트, 세컨더리(secondary) MPM 리스트 및/또는 다른 적절한 구조일 수 있다.
상술한 내용에 따르면, 현재 블록에 대한 TIMD 모드 또는 DIMD 모드를 적용함으로써 예측 인트라 예측 모드가 시그널링되는 과정에서 발생하는 오버헤드를 줄이고, 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, TIMD 모드를 기반으로 도출된 예측 모드와 DIMD 모드를 기반으로 도출된 예측 모드에 기반한 가중 평균 또는 블렌딩을 수애하여 예측 샘플을 생성함으로써 인트라 예측의 정확도를 높일 수 있다. 또한, TIMD 모드 또는 DIMD 모드를 도출하기 위해 이용하는 인트라 모드의 수를 131개로 증가시킴으로써, 인트라 예측의 정확도를 높일 수 있다. 또한, 현재 블록에 TIMD 모드들 또는 DIMD 모드를 기반으로 도출되는 인트라 예측 모드를 MPM 리스트에 포함시킴으로써 인트라 예측 모드가 상기 MPM 리스트 내에 존재할 확률을 증가시킴으로써, 효율적으로 인트라 예측을 수행할 수 있다.
도 13 및 14는 본 문서의 실시예에 따른 비디오/영상 인코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 13에서 개시된 방법은 도 2 또는 도 14에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 13의 S1300 내지 S1320은 도 13의 상기 인코딩 장치의 예측부(220)에 의하여 수행될 수 있고, S1330은 도 13의 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 도 13에서 도시하지 않았으나, 도 13에서 상기 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부(230)에서 레지듀얼 샘플들 또는 레지듀얼 관련 정보를 도출할 수 있고, 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 레지듀얼 정보 또는 예측 관련 정보로부터 비트스트림이 생성될 수 있다. 도 13에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 13을 참조하면, 인코딩 장치는 현재 블록에 TIMD (Template-based Inter Mode Derivation) 모드 또는 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정한다(S1300). 예를 들어, 상기 인코딩 장치는 상술한 실시예에 따라서 현재 블록에 TIMD 모드 또는 DIMD 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정할 수 있다.
인코딩 장치는 TIMD 모드 또는 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 현재 블록의 예측 샘플을 생성한다(S1310). 예를 들어, 상기 인코딩 장치는 상술한 실시예에 따라서 TIMD 모드 또는 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 현재 블록의 예측 샘플을 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록에 상기 TIMD 모드가 적용되는 것을 기반으로 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 또한, 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는 것을 기반으로 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 TIMD 모드는 상기 현재 블록의 템플릿을 기반으로 도출될 수 있고, 상기 DIMD 모드는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 그라디언트를 기반으로 도출될 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 TIMD 모드에 대한 인트라 예측 모드는 상기 현재 블록의 인트라 모드들 중 적어도 하나로 도출될 수 있고, 상기 현재 블록의 상기 인트라 모드들의 개수는 131개일 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 DIMD 모드에 대한 인트라 예측 모드는 상기 현재 블록의 인트라 모드들 중 적어도 하나로 도출될 수 있고, 상기 현재 블록의 상기 인트라 모드들의 개수는 131개일 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 예측 샘플은 제1 예측 모드 및 제2 예측 모드에 기반한 가중 평균 또는 블렌딩을 수행하는 것을 기반으로 생성될 수 있다. 이때, 상기 제1 예측 모드는 상기 TIMD 모드를 기반으로 도출될 수 있고, 상기 제2 예측 모드는 상기 DIMD 모드를 기반으로 도출되는 될 수 있다. 또한, 상기 가중 평균을 위한 가중치는 율 왜곡 비용(rate distortion cost) 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 예측 샘플은 제3 예측 모드에 더 기반한 상기 가중 평균 또는 상기 블렌딩을 수행하는 것을 기반으로 생성될 수 있다. 이때, 상기 제3 예측 모드는 플래너 모드로 도출될 수 있고, 상기 제2 예측 모드는 상기 플래너 모드와 다를 수 있다. 다시 말하면, 상기 DIMD 모드를 기반으로 도출되는 상기 제2 예측 모드는 플래너 모드가 아닐 수 있다.
또한, 인코딩 장치는 후보 인트라 예측 모드를 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 후보 인트라 예측 모드를 포함하는 상기 MPM 리스트가 구성될 수 있고, 이때, 상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트를 기반으로 결정될 수 있다. 이때, 상기 MPM 리스트는 프라이머리 MPM 리스트 및 세컨더리 MPM 리스트를 포함할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 현재 블록에 상기 TIMD 모드가 적용되는 것을 기반으로, 상기 TIMD 모드를 기반으로 도출되는 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트에 삽입될 수 있다. 또한, 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는 것을 기반으로, 상기 DIMD 모드로 도출되는 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트에 삽입될 수 있다. 즉, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드가 현재 블록에 적용되는 경우, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드 중 적어도 하나를 기반으로 도출된 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트에 포함될 수 있고, 상기 MPM 리스트를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 결정될 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록의 예측 샘플을 기반으로 예측 관련 정보를 생성한다(S1320). 예를 들어, 상기 인코딩 장치는 상술한 실시예에 따라서 현재 블록의 예측 샘플을 기반으로 예측 관련 정보를 생성할 수 있다.
인코딩 장치는 예측 관련 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩한다 (S1330). 예를 들어, 예측 관련 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다.
예를 들어, 상기 영상 정보는 상기 가중 평균 또는 상기 블렌딩을 위한 퓨전 모드 또는 인트라 머지 모드를 나타내는 신택스 요소를 포함할 수 있다. 이때, 상기 신택스 요소는 컨텍스트 코디드 모델 또는 고정 길이 코딩에 기반할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 영상 정보는 SPS(sequence parameter set) 및 PPS(picture parameter set)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 TIMD 모드가 상기 현재 블록에 적용되는지 여부에 대한 정보는 상기 SPS 또는 상기 PPS 중 적어도 하나에 포함될 수 있고, 이와 유사하게, 상기 DIMD 모드가 상기 현재 블록에 적용되는지 여부에 대한 정보는 상기 SPS 또는 상기 PPS 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
도 15 및 16은 본 문서의 실시예에 따른 비디오/영상 디코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 15에서 개시된 방법은 도 3 또는 도 16에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 15의 S1500은 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 수행될 수 있고, S1510 내지 S1520은 상기 디코딩 장치의 예측부(330)에 의하여 수행될 수 있고, 도 15의 S1530은 상기 디코딩 장치의 가산부(340)에서 수행될 수 있다. 또한, 도 15에서 도시하지 않았으나, 도 15에서 상기 디코딩 장치의 레지듀얼 처리부(320)에서 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 도 15에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 15를 참조하면, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 영상 정보를 획득한다(S1500). 예를 들어, 상기 디코딩 장치틑 상술한 실시예에 따라서 비트스트림으로부터 영상 정보를 획득할 수 있다.
디코딩 장치는 현재 블록에 TIMD (Template-based Inter Mode Derivation) 모드 또는 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정한다(S1510). 예를 들어, 상기 디코딩 장치틑 상술한 실시예에 따라서 현재 블록에 TIMD 모드 또는 DIMD 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정할 수 있다.
디코딩 장치는 TIMD 모드 또는 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성한다(S1520). 예를 들어, 상기 디코딩 장치틑 상술한 실시예에 따라서 TIMD 모드 또는 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록에 상기 TIMD가 적용되는 것을 기반으로 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 또한, 상기 현재 블록에 상기 DIMD가 적용되는 것을 기반으로 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 TIMD 모드는 상기 현재 블록의 템플릿을 기반으로 도출될 수 있고, 상기 DIMD 모드는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 그라디언트를 기반으로 도출될 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 TIMD 모드에 대한 인트라 예측 모드는 상기 현재 블록의 인트라 모드들 중 적어도 하나로 도출될 수 있고, 상기 현재 블록의 상기 인트라 모드들의 개수는 131개일 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 DIMD 모드에 대한 인트라 예측 모드는 상기 현재 블록의 인트라 모드들 중 적어도 하나로 도출될 수 있고, 상기 현재 블록의 상기 인트라 모드들의 개수는 131개일 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 예측 샘플은 제1 예측 모드 및 제2 예측 모드에 기반한 가중 평균 또는 블렌딩을 수행하는 것을 기반으로 생성될 수 있다. 이때, 상기 제1 예측 모드는 상기 TIMD 모드를 기반으로 도출될 수 있고, 상기 제2 예측 모드는 상기 DIMD 모드를 기반으로 도출되는 될 수 있다. 또한, 상기 가중 평균을 위한 가중치는 율 왜곡 비용(rate distortion cost) 기반으로 결정될 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 예측 샘플은 제3 예측 모드에 더 기반한 상기 가중 평균 또는 상기 블렌딩을 수행하는 것을 기반으로 생성될 수 있다. 이때, 상기 제3 예측 모드는 플래너 모드로 도출될 수 있고, 상기 제2 예측 모드는 상기 플래너 모드와 다를 수 있다. 다시 말하면, 상기 DIMD 모드를 기반으로 도출되는 상기 제2 예측 모드는 플래너 모드가 아닐 수 있다.
또한, 디코딩 장치는 후보 인트라 예측 모드를 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 후보 인트라 예측 모드를 포함하는 상기 MPM 리스트가 구성될 수 있고, 이때, 상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트를 기반으로 도출될 수 있다. 이때, 상기 MPM 리스트는 프라이머리 MPM 리스트 및 세컨더리 MPM 리스트를 포함할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 현재 블록에 상기 TIMD 모드가 적용되는 것을 기반으로, 상기 TIMD 모드를 기반으로 도출되는 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트에 삽입될 수 있다. 또한, 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는 것을 기반으로, 상기 DIMD 모드로 도출되는 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트에 삽입될 수 있다. 즉, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드가 현재 블록에 적용되는 경우, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드 중 적어도 하나를 기반으로 도출된 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트에 포함될 수 있고, 상기 MPM 리스트를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 도출될 수 있다.
한편, 비트스트림을 통하여 시그널링된 영상 정보는 상기 가중 평균 또는 상기 블렌딩을 위한 퓨전 모드 또는 인트라 머지 모드를 나타내는 신택스 요소를 포함할 수 있다. 이때, 상기 신택스 요소는 컨텍스트 코디드 모델 또는 고정 길이 코딩에 기반할 수 있다.
또한, 예를 들어, 상기 영상 정보는 SPS(sequence parameter set) 및 PPS(picture parameter set)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 TIMD 모드가 상기 현재 블록에 적용되는지 여부에 대한 정보는 상기 SPS 또는 상기 PPS 중 적어도 하나에 포함될 수 있고, 이와 유사하게, 상기 DIMD 모드가 상기 현재 블록에 적용되는지 여부에 대한 정보는 상기 SPS 또는 상기 PPS 중 적어도 하나에 포함될 수 있다.
디코딩 장치는 현재 블록의 예측 샘플을 기반으로 현재 블록의 복원 샘플을 생성한다(S1530). 예를 들어, 상기 디코딩 장치는 상술한 실시예에 따라서 현재 블록의 예측 샘플을 기반으로 현재 블록의 복원 샘플을 생성할 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치는 현재 블록의 예측 샘플 및 레지듀얼 샘플을 기반으로 현재 블록의 복원 샘플을 생성할 수 있다. 이때, 상기 레지듀얼 샘플은 레지듀얼 관련 정보를 기반으로 도출될 수 있고, 상기 레지듀얼 관련 정보는 비트스트림을 통하여 시그널링된 영상 정보에 포함될 수 있고, 상기 영상 정보로부터 도출될 수 있다.
상술한 본 문서에 따르면, 현재 블록에 대한 TIMD 모드 또는 DIMD 모드를 적용함으로써 예측 인트라 예측 모드가 시그널링되는 과정에서 발생하는 오버헤드를 줄이고, 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 문서의 다른 실시예에 따르면, TIMD 모드를 기반으로 도출되는 제1 예측 모드 및 DIMD 모드를 기반으로 도출되는 제2 예측 모드의 가중 평균 또는 블렌딩을 수행하는 것을 기반으로 예측 샘플을 생성함으로써, 인트라 예측의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 문서의 다른 실시예에 따르면, TIMD 모드 또는 DIMD 모드를 도출하기 위해 사용되는 인트라 모드의 수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드를 도출하기 위해 사용되는 인트라 모드의 수를 131개로 증가시킴으로써, 인트라 예측의 정확도를 높일 수 있다.
또한, 본 문서의 다른 실시예에 따르면, 현재 블록에 TIMD 모드들 또는 DIMD 모드를 MPM 리스트에 포함시킴으로써 인트라 예측 모드가 상기 MPM 리스트 내에 존재할 확률을 증가시킴으로써, 효율적으로 인트라 예측을 수행할 수 있다.
디코딩 장치는 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플이 존재하는 경우, 현재 블록에 대한 레지듀얼에 관한 정보를 수신할 수 있다. 레지듀얼에 관한 정보는 레지듀얼 샘플들에 관한 변환 계수를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 샘플 어레이)을 도출할 수 있다. 구체적으로, 디코딩 장치는 레지듀얼 정보를 기반으로 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 양자화된 변환 계수들은 계수 스캔 순서를 기반으로 1차원 벡터 형태를 가질 수 있다. 디코딩 장치는 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화 절차를 기반으로 변환 계수들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 변환 계수들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 (인트라) 예측 샘플들과 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성할 수 있고, 상기 복원 샘플들을 기반으로 복원 블록 또는 복원 픽처를 도출할 수 있다. 구체적으로 디코딩 장치는 (인트라) 예측 샘플들과 레지듀얼 샘플들 간의 합을 기반으로 복원 샘플들을 생성할 수 있다. 이후 디코딩 장치는 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 디블록킹 필터링 및/또는 SAO 절차와 같은 인루프 필터링 절차를 상기 복원 픽처에 적용할 수 있음은 상술한 바와 같다.
예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림 또는 인코딩된 정보를 디코딩하여 상술한 정보들(또는 신택스 요소들) 모두 또는 일부를 포함하는 영상 정보를 획득할 수 있다. 또한, 상기 비트스트림 또는 인코딩된 정보는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 저장될 수 있으며, 상술한 디코딩 방법이 수행되도록 야기할 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 해당 실시예는 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 문서의 실시예들의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 문서의 실시예들에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 문서에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 문서에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 본 문서에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 이 경우 구현을 위한 정보(ex. information on instructions) 또는 알고리즘이 디지털 저장 매체에 저장될 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)가 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, VR(virtual reality) 장치, AR(argumente reality) 장치, 화상 전화 비디오 장치, 운송 수단 단말 (ex. 차량(자율주행차량 포함) 단말, 비행기 단말, 선박 단말 등) 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recorder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)가 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 문서의 실시예(들)에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 문서의 실시예(들)에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
도 17은 본 문서에서 개시된 실시예들이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
도 17을 참조하면, 본 문서의 실시예들이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 문서의 실시예들이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 명세서에 기재된 청구항들은 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다.

Claims (20)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 영상 정보를 획득하는 단계;
    현재 블록에 TIMD (Template-based Inter Mode Derivation) 모드 또는 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 상기 예측 샘플을 기반으로 상기 현재 블록의 복원 샘플을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 TIMD 모드는 상기 현재 블록의 템플릿을 기반으로 도출되고,
    상기 DIMD 모드는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 그라디언트를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 예측 샘플은 제1 예측 모드 및 제2 예측 모드에 기반한 가중 평균 또는 블렌딩을 수행하는 것을 기반으로 생성되고,
    상기 제1 예측 모드는 상기 TIMD 모드를 기반으로 도출되고,
    상기 제2 예측 모드는 상기 DIMD 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 가중 평균을 위한 가중치는 율 왜곡 비용(rate distortion cost) 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 예측 샘플은 제3 예측 모드에 더 기반한 상기 가중 평균 또는 상기 블렌딩을 수행하는 것을 기반으로 생성되고,
    상기 제3 예측 모드는 플래너 모드로 도출되고,
    상기 제2 예측 모드는 상기 플래너(planar) 모드와 다른 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 영상 정보는 상기 가중 평균 또는 상기 블렌딩을 위한 퓨전 모드 또는 인트라 머지 모드를 나타내는 신택스 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 신택스 요소는 컨텍스트 코디드 모델 또는 고정 길이 코딩에 기반한 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 영상 정보는 SPS(sequence parameter set) 및 PPS(picture parameter set)을 포함하고,
    상기 TIMD 모드가 상기 현재 블록에 적용되는지 여부에 대한 정보는 상기 SPS 또는 상기 PPS 중 적어도 하나에 포함되고,
    상기 DIMD 모드가 상기 현재 블록에 적용되는지 여부에 대한 정보는 상기 SPS 또는 상기 PPS 중 적어도 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 TIMD 모드에 대한 인트라 예측 모드는 상기 현재 블록의 인트라 모드들 중 적어도 하나로 도출되고,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 모드들의 개수는 131개인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 DIMD 모드에 대한 인트라 예측 모드는 상기 현재 블록의 인트라 모드들 중 적어도 하나로 도출되고,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 모드들의 개수는 131개인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  10. 제1항에 있어서, 후보 인트라 예측 모드를 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트를 기반으로 도출되고,
    상기 MPM 리스트는 프라이머리 MPM 리스트 및 세컨더리 MPM 리스트를 포함하고,
    상기 현재 블록에 상기 TIMD 모드가 적용되는 것을 기반으로, 상기 TIMD 모드를 기반으로 도출되는 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트에 삽입되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  11. 제1항에 있어서, 후보 인트라 예측 모드를 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트를 기반으로 도출되고,
    상기 MPM 리스트는 프라이머리 MPM 리스트 및 세컨더리 MPM 리스트를 포함하고,
    상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는 것을 기반으로, 상기 DIMD 모드를 기반으로 도출되는 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트에 삽입되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  12. 인코딩 장치에 의해 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    현재 블록에 TIMD (Template-based Inter Mode Derivation) 모드 또는 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계;
    상기 현재 블록의 상기 예측 샘플을 기반으로 예측 관련 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 예측 관련 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되,
    상기 TIMD 모드는 상기 현재 블록의 템플릿을 기반으로 도출되고,
    상기 DIMD 모드는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 그라디언트를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 예측 샘플은 제1 예측 모드 및 제2 예측 모드에 기반한 가중 평균 또는 블렌딩을 수행하는 것을 기반으로 생성되고,
    상기 제1 예측 모드는 상기 TIMD 모드를 기반으로 도출되고,
    상기 제2 예측 모드는 상기 DIMD 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 가중 평균을 위한 가중치는 율 왜곡 비용(rate distortion cost) 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 예측 샘플은 제3 예측 모드에 더 기반한 상기 가중 평균 또는 상기 블렌딩을 수행하는 것을 기반으로 생성되고,
    상기 제3 예측 모드는 플래너 모드로 도출되고,
    상기 제2 예측 모드는 상기 플래너(planar) 모드와 다른 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 영상 정보는 상기 가중 평균 또는 상기 블렌딩을 위한 퓨전 모드 또는 인트라 머지 모드를 나타내는 신택스 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  17. 제12항에 있어서, 상기 TIMD 모드에 대한 인트라 예측 모드는 상기 현재 블록의 인트라 모드들 중 적어도 하나로 도출되고,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 모드들의 개수는 131개인 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  18. 제12항에 있어서, 후보 인트라 예측 모드를 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트를 기반으로 도출되고,
    상기 MPM 리스트는 프라이머리 MPM 리스트 및 세컨더리 MPM 리스트를 포함하고,
    상기 현재 블록에 상기 TIMD 모드가 적용되는 것을 기반으로, 상기 TIMD 모드를 기반으로 도출되는 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트에 삽입되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  19. 제12항의 영상 인코딩 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  20. 영상에 대한 데이터의 전송 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 영상에 대한 비트스트림을 획득하되, 상기 비트스트림은 현재 블록에 TIMD (Template-based Inter Mode Derivation) 모드 또는 DIMD (Decoder Side Intra Mode Derivation) 모드들 중 적어도 하나가 적용되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 TIMD 모드 또는 상기 DIMD 모드들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 상기 예측 샘플을 기반으로 예측 관련 정보를 생성하는 단계, 및 상기 예측 관련 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 기반으로 생성되는 단계;
    상기 비트스트림을 포함하는 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 TIMD 모드는 상기 현재 블록의 템플릿을 기반으로 도출되고,
    상기 DIMD 모드는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들의 그라디언트를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는 전송 방법.
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