WO2023068731A1 - 영상 디코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents

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WO2023068731A1
WO2023068731A1 PCT/KR2022/015825 KR2022015825W WO2023068731A1 WO 2023068731 A1 WO2023068731 A1 WO 2023068731A1 KR 2022015825 W KR2022015825 W KR 2022015825W WO 2023068731 A1 WO2023068731 A1 WO 2023068731A1
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current block
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residual
scan order
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유선미
최정아
최장원
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엘지전자 주식회사
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    • H04N19/593—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving spatial prediction techniques

Definitions

  • This document relates to image coding technology, and more particularly, to an image decoding method and apparatus for coding image information by predicting sign information of residual coefficients in an image coding system.
  • VR Virtual Reality
  • AR Artificial Reality
  • broadcasting is on the rise.
  • a high-efficiency 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 video/image coding efficiency.
  • Another technical problem of this document is to provide a method and apparatus for performing sine prediction for a current block.
  • Another technical problem of the present document is to provide a method and apparatus for coding residual information of a current block to which sine prediction is applied.
  • an image decoding method performed by a decoding device includes selecting specific residual coefficients for sine prediction in a scan order from among residual coefficients of a current block, predicting signs of the specific residual coefficients, and based on the predicted signs, the current block. Deriving residual samples of a block and generating a reconstructed picture based on the residual samples, wherein the scan order is derived based on an intra prediction mode applied to the current block.
  • a decoding device for performing image decoding.
  • the decoding device includes a memory and at least one processor connected to the memory, wherein the at least one processor selects specific residual coefficients for sine prediction in a scan order among residual coefficients of a current block, and selects specific residual coefficients for sine prediction from residual coefficients of a current block. predict signs for dual coefficients, derive residual samples of the current block based on the predicted signs, and generate a reconstructed picture based on the residual samples, wherein the scan order is configured to: It is characterized in that it is derived based on the intra prediction mode applied to.
  • a video encoding method performed by an encoding device includes selecting specific residual coefficients for sine prediction in a scan order among residual coefficients of a current block, predicting signs for the specific residual coefficients, and a syntax element for the predicted signs. And encoding residual information of a current block including, wherein a target syntax element among the syntax elements indicates whether a predicted sign for the target syntax element is correct, and the scan order is applied to the current block It is characterized in that it is derived based on the intra prediction mode.
  • an image encoding device includes a memory and at least one processor connected to the memory, wherein the at least one processor selects specific residual coefficients for sine prediction in a scan order among residual coefficients of a current block, and selects specific residual coefficients for sine prediction from residual coefficients of a current block. Predict signs for dual coefficients, and encode residual information of a current block including syntax elements for the predicted signs, wherein a target syntax element among the syntax elements predicts the target syntax element. indicates whether the sine obtained is correct, and the scan order is derived based on an intra prediction mode applied to the current block.
  • a digital storage medium may store a bitstream including residual information encoded by the video encoding method according to this document.
  • a data transmission method for an image includes obtaining a bitstream of image information including residual information including syntax elements for predicted signs of specific residual coefficients of a current block, and the image including the residual information. Transmitting the data comprising the bitstream of information, wherein a target syntax element of the syntax elements indicates whether a predicted sign for the target syntax element is correct, and the specific residual coefficients indicate the current It is characterized in that a scan order is selected among residual coefficients of a block, and the scan order is derived based on an intra prediction mode applied to the current block.
  • an apparatus for transmitting data for an image includes at least one processor that obtains a bitstream of image information including residual information including syntax elements for predicted signs of specific residual coefficients of a current block and the image including the residual information.
  • a transmission unit for transmitting the data including the bitstream of information, wherein a target syntax element among the syntax elements indicates whether a predicted sign of the target syntax element is correct, and the specific residual coefficients are the current It is characterized in that a scan order is selected among residual coefficients of a block, and the scan order is derived based on an intra prediction mode applied to the current block.
  • coefficients to be sine predicted can be determined based on the intra prediction mode applied to the current block, and sine prediction can be performed on coefficients having a large influence by considering the characteristics of an image to which the intra prediction mode is applied. Through this, it is possible to reduce the amount of bits for the sign of residual information and improve coding accuracy.
  • coefficients to be sine predicted can be determined in consideration of the intra prediction mode applied to the current block and the discontinuity with neighboring samples, and sine prediction can be performed for coefficients having a large effect in consideration of the characteristics of an image, , Through this, it is possible to reduce the amount of bits for the sign of residual information and improve coding accuracy.
  • coding efficiency for residual information can be improved by adjusting context coded bins related to syntax elements that are context-coded in the current block in which sine prediction is performed.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video/image coding system to which embodiments of this document can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video/image encoding apparatus to which embodiments of the present document may be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video/image decoding device to which embodiments of the present document may be applied.
  • FIG. 4 shows an example of an intra prediction-based video encoding method.
  • FIG 5 shows an example of an intra prediction-based video decoding method.
  • 6 illustratively shows intra-directional modes of 65 prediction directions.
  • FIG. 8 schematically shows a video encoding method by an encoding device according to this document.
  • FIG. 9 schematically shows an encoding device that performs a video encoding method according to this document.
  • FIG. 10 schematically shows an image decoding method by a decoding device according to this document.
  • FIG. 11 schematically shows a decoding device that performs an image decoding method according to this document.
  • FIG. 12 illustratively shows a structure diagram of a content streaming system to which embodiments of the present document are 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.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video/image coding system to which embodiments of this document can be applied.
  • a video/image coding system may include a first device (source device) and a second device (receive 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.
  • 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 in this document may be interpreted as “A and/or B”.
  • A, B or C in this document 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 comma (comma) used in this document 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”.
  • 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 document 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 document 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”.
  • 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 encoding device 200 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the inter prediction unit 221 or the intra prediction unit 222 from the input video signal (original block, original sample array) to obtain a residual A signal (residual signal, residual block, residual sample array) may be generated, and the generated residual signal is transmitted to the conversion unit 232 .
  • a unit for subtracting a prediction signal (prediction block, prediction sample array) from an input video signal (original block, original sample array) in the encoder 200 may be called a subtraction unit 231 .
  • the prediction unit may perform prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of current blocks or CUs. As will be described later in the description of each prediction mode, 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 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 be based on an intra block copy (IBC) prediction mode or a palette mode for block prediction.
  • IBC intra block copy
  • the IBC prediction mode or the palette mode may be used for video/video coding of content such as a game, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction within the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived within the current picture. That is, IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • Palette mode can be viewed as an example of intra coding or intra prediction. When the palette mode is applied, a sample value within a picture may be signaled based on information
  • a prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a restored signal or a residual signal.
  • the transform unit 232 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transform technique uses at least one of a Discrete Cosine Transform (DCT), a Discrete Sine Transform (DST), a Karhunen-Loeve Transform (KLT), a Graph-Based Transform (GBT), or a Conditionally Non-linear Transform (CNT).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Karhunen-Loeve Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Conditionally Non-linear Transform
  • GBT means a 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
  • 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.
  • information and/or syntax elements transmitted/signaled from an encoding device to a decoding device may be included in video/image information.
  • the video/image information 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 adds the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter predictor 221 or the intra predictor 222 to obtain a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) can be created
  • a predicted block may be used as a reconstruction block.
  • the adder 250 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, 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, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 260 may generate various filtering-related information and transmit them to the entropy encoding unit 240, as will be described later in the description of each filtering method. Filtering-related information may be encoded in the entropy encoding unit 240 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 221 .
  • the encoding device can avoid prediction mismatch between the encoding device 200 and the decoding device 300 when inter prediction is applied, 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 a configuration of a video/image decoding device to which embodiments of the present document may 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 (memory, 360).
  • the prediction unit 330 may include an intra prediction unit 331 and an inter prediction unit 332 .
  • 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 transform coefficients related to residuals. 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.
  • prediction-related information is provided to the prediction unit (inter prediction unit 332 and intra prediction unit 331), and entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 310.
  • Dual values that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the residual processing unit 320 .
  • the residual processor 320 may derive a residual signal (residual block, residual samples, residual sample array). Also, among information decoded by the entropy decoding unit 310 , information about filtering may be provided to the filtering unit 350 . Meanwhile, a receiving unit (not shown) receiving a signal output from the encoding device may be further configured as an internal/external element of the decoding device 300, or the receiving unit may be a component of the entropy decoding unit 310.
  • the decoding 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, an adder 340, a filtering unit 350, and a memory 360. ), at least one of an inter prediction unit 332 and an intra prediction unit 331.
  • 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
  • the inverse transform unit 322 inversely transforms the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including 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 320 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 be based on an intra block copy (IBC) prediction mode or a palette mode for block prediction.
  • IBC intra block copy
  • the IBC prediction mode or the palette mode may be used for video/video coding of content such as a game, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction within the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived within the current picture. That is, IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • Palette mode can be viewed as an example of intra coding or intra prediction. When the palette mode is applied, information on a palette table and a palette index may be included in the video
  • 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 restores the obtained residual signal by adding it to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit (including the inter prediction unit 332 and/or the intra prediction unit 331). Signals (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) can be generated. When there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, 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 360, 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 260 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 filtering unit 260, the inter prediction unit 221 and the intra prediction unit 222 of the encoding device 200 are the filtering unit 350 and the inter prediction of the decoding device 300, respectively.
  • the same or corresponding to the unit 332 and the intra predictor 331 may be applied.
  • prediction is performed to increase compression efficiency.
  • a predicted block including prediction samples for the current block which is a block to be coded.
  • correlation between samples may be used and a difference between an original block and a prediction block, that is, a residual may be obtained.
  • the above-described transform and quantization may be applied to the residual, through which spatial redundancy may be removed. Specifically, an encoding method and a decoding method using intra prediction may be described later.
  • the encoding apparatus may derive an intra prediction mode for the current block (S400) and derive neighboring reference samples of the current block (S410).
  • the encoding device may determine the best intra prediction mode in which the bit rate and distortion are optimized for the current block.
  • the encoding device may generate prediction samples within the current block based on the intra prediction mode and the neighboring reference samples (S420).
  • the encoding device may perform a prediction sample filtering procedure (S430). Prediction sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered by the prediction sample filtering procedure. In some cases, procedure S430 may be omitted.
  • the encoding device may generate residual samples for the current block based on the (filtered) prediction sample (S440).
  • the encoding device may encode image information including prediction mode information indicating the intra prediction mode and residual information about the residual samples (S450). Encoded image information may be output in the form of a bit stream. The output bitstream may be delivered to a decoding device through a storage medium or network.
  • a decoding device may perform an operation corresponding to an operation performed by the encoding device. For example, the decoding device may derive an intra prediction mode for the current block based on the received prediction mode information (S500). The decoding device may derive neighboring reference samples of the current block (S510). The decoding device may generate prediction samples within the current block based on the intra prediction mode and the neighboring reference samples (S520). In this case, the decoding device may perform a predicted sample filtering procedure (S530). Prediction sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered by the prediction sample filtering procedure. In some cases, the S530 procedure may be omitted.
  • S530 predicted sample filtering procedure
  • the decoding device may generate residual samples for the current block based on the received residual information (S540).
  • the decoding device may generate reconstructed samples for the current block based on the (filtered) prediction samples and the residual samples, and generate a reconstructed picture based on them (S550).
  • the encoding device/decoding device may derive an intra prediction mode for the current block, and based on the intra prediction mode, the prediction sample of the current block can be derived. That is, the encoding device/decoding device may derive the predicted sample of the current block by applying a directional mode or a non-directional mode based on neighboring reference samples of the current block.
  • the intra prediction mode includes two non-directional (or non-angular) intra prediction modes and 65 directional (or angular) intra prediction modes.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planar intra prediction mode number 0 and a DC intra prediction mode number 1, and the directional intra prediction modes may include 65 intra prediction modes numbered 2 to 66. .
  • intra prediction mode 67 may be further used, and the intra prediction mode 67 may indicate a linear model (LM) mode.
  • LM linear model
  • 6 illustratively shows intra-directional modes of 65 prediction directions.
  • an intra-prediction mode with horizontal directionality and an intra-prediction mode with vertical directionality can be distinguished.
  • H and V in FIG. 6 mean horizontal and vertical directions, 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.
  • the encoding device and the decoding device may perform sign prediction on residual coefficients.
  • the encoding device and the decoding device may predict signs of a limited number of residual coefficients per block.
  • the block may be a CU or TU
  • the residual coefficient may be referred to as a transform coefficient.
  • the encoding device and the decoding device may calculate costs for 2 n sign combination hypotheses, and select the smallest cost among the sign combination hypotheses.
  • a combination of signs hypothesis can be predicted with the n signs.
  • the encoding device and the decoding device use a border-cost measure for each of the 2 n sign combination hypotheses to determine 2 n sign combination hypotheses. It is possible to perform border reconstruction 2 n times corresponding to .
  • the costs can be examined to determine sine prediction values, and the encoding device uses two additional CABAC contexts for each predicted sine to indicate whether the prediction for that sine is correct.
  • a syntax element may be transmitted.
  • the syntax element may also be called a sign residual.
  • the decoding device may parse syntax elements of the predicted signs, and after performing sign prediction, determine correct signs by determining whether the predicted signs are correct based on the syntax elements. Meanwhile, for example, only signs of luma coefficients may be predicted, and sine prediction may be performed only on a block in which both a left neighboring block and an upper neighboring block exist.
  • the sine prediction may be performed as follows.
  • the encoding device may first inverse quantize the residual coefficients in the current block and select n residual coefficients from which a sine is to be predicted. For example, the encoding apparatus may select n residual coefficients in the raster scan order of the residual coefficients. For example, the residual coefficients may be scanned in a raster scan order, and a residual coefficient having an inverse quantization value equal to or greater than a defined threshold value in selecting a coefficient for which a sine is to be predicted is greater than or equal to the threshold value. A residual coefficient having a low value may be preferentially selected. Using the values of the selected n residual coefficients, 2 n simplified border reconstructions may be performed as described below. One restoration may be performed per specific combination of signs of the n residual coefficients.
  • the leftmost pixels and topmost pixels of the block may be recreated with the inverse transform added to the block prediction.
  • the first inverse transform (vertical inverse transform) is complete, but the second inverse transform (horizontal inverse transform) may be faster as it only needs to produce the leftmost pixel and topmost pixel outputs.
  • An additional flag called “topLeft” may be added to the inverse transform functions to allow for this.
  • the number of inverse transform operations performed can be reduced by using a 'templates' system.
  • the template may be defined as an inversely transformed block obtained by assuming that the coefficient is 1 at the coordinates of the coefficient whose sine is to be predicted and inversely transforming it.
  • An operation using the template may be performed as follows.
  • Inverse transformation can be performed by setting one of the coefficients for which the sine is predicted to be 1 and setting the other coefficients to 0. That is, with respect to the sign of the n predicted coefficients, the k-th prediction coefficient (k is 0 to n-1) is set to 1 and the remaining coefficients are set to 0 to set as a template.
  • the block when all n templates are added can be defined as the first sign combination hypothesis.
  • a sine combination hypothesis in which only one sine is negative can be constructed using the first sine combination hypothesis and each template.
  • other sign combination hypotheses can be constructed using already constructed sign combination hypotheses and templates.
  • save/restore and template application when three signs are predicted may be as shown in the tables below. That is, templates and sign combination hypotheses when three signs are predicted may be as shown in the tables below.
  • a sign combination hypothesis may be constructed using the Gray code method. That is, the k-th sine combination hypothesis may be composed of a k-1 sine combination hypothesis and one of n templates (where k is 1 to n-1).
  • the first combination of signs hypothesis (when all signs are positive) can be constructed as the sum of all templates as described above. For example, save/restore and template application in the case where four signs are predicted may be as shown in the tables below. That is, templates and sign combination hypotheses when four signs are predicted may be as shown in the tables below.
  • Approximations disclosed in the above tables may be used only in the sine prediction process, not in the final reconstruction process. That is, the approximate values may be reconstruction values generated for a sine prediction process, not a reconstruction sample generation process of the current block.
  • the cost of the sine combination hypothesis can be calculated as:
  • a sine prediction value can be derived by minimizing the cost.
  • Figure 7 discloses the previously reconstructed neighboring pixels for cost calculation and the leftmost pixels and topmost pixels of the current block.
  • the neighboring pixels may include left neighboring pixels p-2,y and p-1,y and upper neighboring pixels px,-2 and px,-2.
  • y when the width and height of the current block are W and H, y may be 0 to H-1 and x may be 0 to W-1.
  • w may indicate the width of the current block
  • h may indicate the height of the current block
  • px,-1 is the upper neighboring pixel of the (x,-1) position
  • px,-2 is the (x,-2) position
  • p-1,y is the left neighboring pixel of (-1,y) position
  • p-2,y is the left neighboring pixel of (-2,y) position
  • px,0 is the top of the current block
  • the hypothesized reconstruction pixel at the position (x,0) of the current block, p0,y may represent the hypothesis reconstruction pixel at the position (0,y) located at the left end of the current block.
  • a pixel may be called a sample.
  • the encoding device can search for the lowest-cost sine combination hypothesis that matches the true values of already transmitted signs. Meanwhile, for example, the sine residual may not be initially transmitted and the sine combination hypothesis having the lowest cost may simply be searched.
  • the predicted value of the current sign may be obtained from the searched sign combination hypothesis. That is, for example, values of the n number of signs may be predicted by using a sign combination hypothesis having the lowest cost among sign combination hypotheses.
  • the sine residual may be transmitted as "0" if the prediction corresponds to the true value of the sign, otherwise it may be transmitted as "1". That is, if the value of the predicted sign is correct, a syntax element for the sign having a value of 0 may be transmitted, and if the value of the predicted sign is not correct, a syntax element for the sign having a value of 1 may be transmitted. .
  • the syntax element may be called a sine residual.
  • one of two CABAC contexts may be used to signal a specific sine prediction residual. That is, a specific sine prediction residual can be coded based on one of the CABAC contexts.
  • the CABAC contexts may be referred to as context models.
  • the CABAC context to use may be determined according to whether the associated inverse quantization residual coefficient is lower or higher than a threshold value.
  • sine prediction residuals for residual coefficients of higher value than the threshold value via a CABAC context initialized to expect a higher probability of correct prediction (i.e., a higher probability of expecting a zero residual). can be transmitted Current context initializations may be around 58% (below threshold) and 74% (above threshold).
  • Sine prediction of residual coefficients may be applied only partially in the TU domain.
  • residual coefficients of an upper-left CG may be sine predicted.
  • it may be applied only to an area promised between an encoder and a decoder, and the size of the area may be a 32x32 area at the top left of the TU.
  • Signs Unpredicted signs may be signaled per CG. Sign predicted signs may be signaled after other residual information of the current TU is signaled.
  • the decoding device may parse coefficients, sines and sin residuals as part of the parsing process.
  • the sine residuals can be parsed at the end of the TU, then the decoding device can know the absolute values of all coefficients. Accordingly, the decoding device can determine which sine is predicted, and can determine a context model to be used for parsing the sine prediction residual based on the inverse quantized coefficient value for each predicted sine.
  • the knowledge of whether a prediction is "correct” or “incorrect” may simply be stored as part of the CU data of the block being parsed.
  • the actual sine of the residual coefficient may not be known at this point.
  • the decoding device may perform an operation similar to that of the encoding device. That is, the decoding device may perform the above-described sine combination hypothesis generation and cost calculation operations for sine prediction.
  • the decoding apparatus may perform boundary reconstruction 2 n times to determine costs of sign combination hypotheses. Then, the actual sine to be applied to the residual coefficient having the predicted sine may be determined by an exclusive-or operation of the following values.
  • the sine prediction converts the corresponding coefficient (ie, the coefficient whose sine is hidden) into “hidden” in the process of sine prediction. It can be done by treating it as “not available” and using only other coefficients.
  • sine prediction When sine prediction is applied as described above, unlike the existing sine flags, syntax elements related to sine are context-coded to reduce the amount of bits of information to indicate the sine of a block and improve coding efficiency. That is, in the conventional image coding system, when coding a sine, the probability of occurrence is 50:50 and there is no trend between sine flags, so bypass coding is performed. However, when sine prediction is performed, sine prediction is accurate. Since the syntax element of whether or not it is the same as the prediction may have a trend, context coding may be performed, thereby obtaining coding efficiency. However, coding complexity may slightly increase due to an operation process for sine prediction. Accordingly, the present specification proposes embodiments for improving sine prediction.
  • Existing sine prediction may be applied to a coefficient group (CG) located last in a scan order within a TU. That is, sine prediction may be performed on the upper-left CG in the TU including the DC component.
  • M inverse quantized coefficients in a raster scan order may be subject to sine prediction.
  • M may be defined as the number of coefficients that can be generated in the current CG from 1, or the value of M may be arbitrarily set to 8. That is, in the existing sine prediction, sine values of up to the first 8 coefficients can be designated as targets of sine prediction in a raster scan order as described above.
  • sine values of up to M coefficients greater than or equal to a specific threshold may be designated as targets of sine prediction in a raster scan order.
  • target coefficients of sine prediction are determined, up to 2 M sine combinations can be generated, and as described above, an operation of designating a template and calculating a cost using the repeated template can be performed.
  • This combination of signs may be referred to as a combination of signs hypothesis.
  • the cost may represent a degree of discontinuity with reconstructed neighboring samples.
  • sine prediction may be applied to M inverse quantized coefficients simply in a raster scan order. Accordingly, in this embodiment, for more effective sine prediction, when the intra prediction mode is applied to the current block, a method for selecting coefficients for which sine prediction is performed is proposed based on the intra prediction mode of the current block.
  • coefficients to which sine prediction is applied may be selected in a vertical scan order instead of a raster scan order.
  • coefficients to which sine prediction is applied are selected in a vertical scan order rather than a raster scan order.
  • the horizontal intra prediction mode may represent the 18th intra prediction mode.
  • an intra prediction mode similar to the horizontal intra prediction mode may include a horizontal intra prediction mode and intra prediction modes within a specific offset (HOR_IDX ⁇ offset). That is, an intra prediction mode similar to the horizontal intra prediction mode may be an intra prediction mode of HOR_IDX - offset or an intra prediction mode of HOR_IDX + offset.
  • coefficients to which sine prediction is applied may be selected in a horizontal scan order instead of a raster scan order.
  • coefficients to which sine prediction is applied are selected in a horizontal scan order rather than a raster scan order.
  • the vertical intra prediction mode may indicate intra prediction mode number 50.
  • the intra prediction mode similar to the vertical intra prediction mode may include the vertical intra prediction mode and intra prediction modes within a specific offset (VER_IDX ⁇ offset). That is, the intra prediction mode similar to the vertical intra prediction mode may be an intra prediction mode of VER_IDX - offset or an intra prediction mode of VER_IDX + offset.
  • Subsequent procedures may be performed in the same manner as in the existing sign prediction method.
  • an embodiment may be proposed in which coefficients are scanned in a raster scan order, but M coefficients having the highest cost are selected by calculating L1 energies for the coefficients.
  • the encoding device/decoding device may select M residual coefficients having a high cost among residual coefficients in a raster scan order as residual coefficients for sine prediction.
  • the cost can be calculated as in the following equation.
  • C_(i,j) is the coefficient value at position (i, j)
  • T_(i,j) (k) is the template corresponding to position (i, j)
  • N is the upper or left border pixel of the current block.
  • the current block may be a CU or TU.
  • sine prediction can be performed by selecting coefficients that greatly affect the boundary values of TUs.
  • an embodiment may be proposed in which coefficients are scanned in a scan order derived based on the intra prediction mode of the current block, and M coefficients having the highest cost are selected by calculating L1 energies for the coefficients.
  • the intra prediction mode of the current block is a vertical intra prediction mode or an intra prediction mode similar to the vertical intra prediction mode
  • the encoding device/decoding device may derive the horizontal scan order as the scan order of the current block.
  • M residual coefficients having a high cost may be selected as residual coefficients for sine prediction.
  • the encoder/decoder may derive the vertical scan order as the scan order of the current block, , M residual coefficients having a high cost among the residual coefficients in the vertical scan order may be selected as residual coefficients for sine prediction.
  • the cost may be calculated as in Equation 2 above.
  • this embodiment proposes a method of including a syntax element for a context-coded sine when the sine prediction is applied to the limit on the number of context coded bins for the current block. That is, for example, in counting the number of context coded bins in order to limit the number of context coded bins of the current block to a specific number, an embodiment including a syntax element for the sign may be proposed. For example, in the existing VVC standard, only the number of pixels in a TU per TU x 1.75 context coded bins are allowed. In this embodiment, the context coded bin limit within the TU is applied to the sine prediction, so that the existing throughput can be preserved while maintaining the coding efficiency at a certain level.
  • a method of separately controlling the number of context coded bins used for sine prediction may be proposed.
  • sine prediction can be performed only on a top-left CG in a TU, and therefore, the effect on throughput may not be large.
  • sine prediction may not be performed in the TU because there is no usable context coded bin in the upper left CG that performs sine prediction. Therefore, this embodiment is proposed in which a certain number of context coded bins are allocated for the sine prediction to ensure that the sine prediction is performed. For example, a specific number of context coded bins may be allocated as context bins for sine prediction of the current block.
  • M context coded bins may be guaranteed for a case where sine prediction is performed for M sines, or the number of context coded bins derived in proportion to the size of the current block may be guaranteed, or The number of context coded bins derived based on the slice QP may be guaranteed, or the variable number of context coded bins derived based on the last coefficient position, that is, the last significant coefficient position. may be guaranteed, or the number of context coded bins for separate sine prediction derived from a combination of the conditions presented above may be guaranteed.
  • a specific number of context coded bins may be allocated as context bins for sine prediction of the current block, and the specific number may be derived based on the number of sines for which sine prediction is performed, or the The specific number may be derived based on the size of the current block, or the specific number may be derived based on slice QP, or the specific number may be derived based on the last significant coefficient position of the current block. Alternatively, the specific number may be derived based on a combination of the above conditions.
  • FIG. 8 schematically shows a video encoding method by an encoding device according to this document.
  • the method disclosed in FIG. 8 may be performed by the encoding device disclosed in FIG. 2 .
  • S1400 to S1430 of FIG. 8 may be performed by the prediction unit of the encoding device
  • S1440 may be performed by the entropy encoding unit of the encoding device.
  • a process of deriving a residual sample for the current block based on the original sample and the prediction sample for the current block may be performed by a subtraction unit of the encoding device, and the residual sample
  • the process of generating residual information for the current block based on may be performed by a residual processing unit of the encoding device, and the process of encoding image information including the residual information is entropy encoding of the encoding device. It can be done by department.
  • the encoding apparatus selects specific residual coefficients for sine prediction in a scan order among the residual coefficients of the current block (S800).
  • the encoding device may select specific residual coefficients for sine prediction in a scan order among residual coefficients of the current block.
  • the encoding device may perform sine prediction on the current block.
  • the encoding device may select specific residual coefficients for the sine prediction in a scan order.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the scan order.
  • the costs of the residual coefficients of the current block may be calculated in the scan order, and M residual coefficients may be selected as the specific residual coefficient in order of the costs being higher.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the encoding apparatus scans the residual coefficients of the current block in the scan order, calculates costs of the residual coefficients, and selects M residual coefficients as specific residual coefficients for the sine prediction in order of highest cost.
  • M may be a predetermined value.
  • a syntax element indicating the number of sine-predicted residual coefficients of the current block may be generated.
  • the syntax element indicating the number of residual coefficients to be sine predicted is a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), a picture header, a slice header, and a CU syntax (coding unit syntax) , or may be signaled in TU syntax (transform unit syntax).
  • Image information may include the syntax element.
  • the scan order may be a raster scan order.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the raster scan order.
  • costs of the residual coefficients of the current block may be calculated in the raster scan order, and M residual coefficients may be selected as the specific residual coefficient in order of higher costs.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the scan order may be derived based on an intra prediction mode applied to the current block.
  • the encoding device may determine whether to perform inter prediction or intra prediction on the current block, and may determine a specific inter prediction mode or specific intra prediction mode based on the RD cost. According to the determined mode, the encoding device may derive prediction samples for the current block.
  • the scan order may be derived as a vertical scan order.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the vertical scan order.
  • costs of the residual coefficients of the current block may be calculated in the vertical scan order, and M residual coefficients may be selected as the specific residual coefficient in order of higher costs.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the scan order may be derived as a horizontal scan order.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the horizontal scan order.
  • costs of the residual coefficients of the current block may be calculated in the horizontal scan order, and M residual coefficients may be selected as the specific residual coefficient in order of higher costs.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the scan order may be derived as a vertical scan order.
  • the specific horizontal directional intra prediction modes may be an HOR_IDX-offset number intra prediction mode or a HOR_IDX+offset number intra prediction mode.
  • the HOR_IDX intra prediction mode may be a horizontal intra prediction mode.
  • the horizontal intra prediction mode may be the 18th intra prediction mode.
  • the offset may be a preset value. Alternatively, the offset may be a value derived based on a syntax element representing the offset.
  • the specific horizontal directional intra prediction modes may be intra prediction modes similar to the aforementioned horizontal intra prediction modes.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the vertical scan order.
  • costs of the residual coefficients of the current block may be calculated with the vertical scan order, and M residual coefficients in order of increasing costs may be calculated.
  • Coefficients may be selected as the specific residual coefficient.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the scan order may be derived as a horizontal scan order.
  • the specific vertical intra prediction modes may be a VER_IDX-offset intra prediction mode or a VER_IDX+offset intra prediction mode.
  • the VER_IDX intra prediction mode may be a vertical intra prediction mode.
  • the vertical intra prediction mode may be the 50th intra prediction mode.
  • the offset may be a preset value. Alternatively, the offset may be a value derived based on a syntax element representing the offset.
  • the specific vertical directional intra prediction modes may be intra prediction modes similar to the aforementioned vertical intra prediction modes.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the horizontal scan order.
  • costs of the residual coefficients of the current block may be calculated with the horizontal scan order, and M residual coefficients in order of increasing costs may be calculated.
  • Coefficients may be selected as the specific residual coefficient.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the encoding apparatus may derive residual samples of the current block through subtraction of prediction samples and original samples of the current block in the current picture, and based on the residual samples, the output of the current block Residual coefficients can be derived.
  • the encoding device predicts signs of the specific residual coefficients (S810).
  • the encoding device may predict signs of the specific residual coefficients.
  • the encoding apparatus may predict signs of the specific residual coefficients by performing the above-described sine prediction process.
  • the encoding device may calculate costs for sine combination hypotheses of the specific residual coefficients, and a sine combination hypothesis having the smallest cost among the sign combination hypotheses is selected as the specific residual coefficient. can be predicted by their signs.
  • the encoding device may derive hypothesis reconstruction samples of the current block for the sine combination hypothesis by performing partial inverse transformation and border reconstruction on the sine combination hypothesis, and the current A cost for the sine combination hypothesis can be calculated based on the left and upper neighboring samples of the block and the hypothesis reconstruction samples. The cost may be derived based on Equation 1 above.
  • a sign combination hypothesis may be called a sign combination candidate.
  • the encoding device encodes residual information of the current block including syntax elements for the predicted signs (S820).
  • the encoding device may encode residual information of the current block including syntax elements for the predicted signs.
  • the syntax elements for the predicted signs may indicate whether the predicted signs are correct. That is, for example, a target syntax element among the syntax elements may indicate whether a predicted sign of the target syntax element is correct.
  • a syntax element for a predicted sine of a specific residual coefficient of the current block may indicate the above-described sine residual.
  • context-coded bins of the current block including context-coded bins of the syntax elements for the predicted signs may be limited to a specific number.
  • context coded bins of the syntax elements for the predicted signs may be separately adjusted.
  • the context coded bins of the residual information of the current block excluding the syntax elements may be limited to a first specific number, and the context coded bins of the syntax elements may be limited to a second specific number.
  • Image information may include the residual information.
  • the encoding device may generate and encode prediction mode information for the current block.
  • the prediction mode information may indicate an intra prediction mode applied to the current block.
  • the encoding device may encode residual information for the residual samples.
  • the residual information may include syntax elements for predicted signs of specific residual coefficients of the current block.
  • the residual information may include a syntax element indicating the number of sine-predicted residual coefficients of the current block.
  • the image information may include prediction mode information and/or residual information of the current block.
  • the encoding device may encode image information and output it in the form of a bitstream.
  • the bitstream including the image information may be transmitted to a decoding device through a network or 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.
  • FIG. 9 schematically shows an encoding device that performs a video encoding method according to this document.
  • the method disclosed in FIG. 8 may be performed by the encoding device disclosed in FIG. 9 .
  • the residual processing unit of the encoding apparatus of FIG. 9 may perform S800 to S810, and the entropy encoding unit of the encoding apparatus may perform S820.
  • a process of generating reconstructed samples and a reconstructed picture based on the residual samples and prediction samples may be performed by an adder of the encoding device.
  • FIG. 10 schematically shows an image decoding method by a decoding device according to this document.
  • the method disclosed in FIG. 10 may be performed by the decoding device disclosed in FIG. 3 .
  • S1000 to S2430 of FIG. 10 may be performed by the prediction unit of the decoding device.
  • a process of obtaining image information including intra prediction mode information and residual information for the current block through a bitstream may be performed by an entropy decoding unit of the decoding device.
  • the process of deriving the residual sample for the current block based on the residual information may be performed by an inverse transform unit of the decoding device, and generating a reconstructed picture based on the prediction sample and the residual sample
  • the process may be performed by an adder of the decoding device.
  • the decoding apparatus selects specific residual coefficients for sine prediction in a scan order among the residual coefficients of the current block (S1000).
  • the decoding device may select specific residual coefficients for sine prediction in a scan order among residual coefficients of the current block.
  • the decoding device may perform sine prediction on the current block.
  • the decoding device may select specific residual coefficients for the sine prediction in a scan order.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the scan order.
  • the costs of the residual coefficients of the current block may be calculated in the scan order, and M residual coefficients may be selected as the specific residual coefficient in order of the costs being higher.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the decoding apparatus scans the residual coefficients of the current block in the scan order, calculates costs of the residual coefficients, and selects M residual coefficients as specific residual coefficients for the sine prediction in order of highest cost.
  • M may be a preset value.
  • a syntax element indicating the number of sine-predicted residual coefficients of the current block may be obtained, and the M may be derived based on the syntax element.
  • the syntax element indicating the number of residual coefficients to be sine predicted is a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), a picture header, a slice header, and a CU syntax (coding unit syntax) , or may be signaled in TU syntax (transform unit syntax).
  • Image information may include the syntax element.
  • the scan order may be a raster scan order.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the raster scan order.
  • costs of the residual coefficients of the current block may be calculated in the raster scan order, and M residual coefficients may be selected as the specific residual coefficient in order of higher costs.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the scan order may be derived based on an intra prediction mode applied to the current block.
  • Prediction mode information for the current block may be obtained, and the intra prediction mode for the current block may be derived based on the prediction mode information.
  • Image information may include the prediction mode information.
  • the scan order may be derived as a vertical scan order.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the vertical scan order.
  • costs of the residual coefficients of the current block may be calculated in the vertical scan order, and M residual coefficients may be selected as the specific residual coefficient in order of higher costs.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the scan order may be derived as a horizontal scan order.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the horizontal scan order.
  • costs of the residual coefficients of the current block may be calculated in the horizontal scan order, and M residual coefficients may be selected as the specific residual coefficient in order of higher costs.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the scan order may be derived as a vertical scan order.
  • the specific horizontal directional intra prediction modes may be an HOR_IDX-offset number intra prediction mode or a HOR_IDX+offset number intra prediction mode.
  • the HOR_IDX intra prediction mode may be a horizontal intra prediction mode.
  • the horizontal intra prediction mode may be the 18th intra prediction mode.
  • the offset may be a preset value. Alternatively, the offset may be a value derived based on a syntax element representing the offset.
  • the specific horizontal directional intra prediction modes may be intra prediction modes similar to the aforementioned horizontal intra prediction modes.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the vertical scan order.
  • costs of the residual coefficients of the current block may be calculated with the vertical scan order, and M residual coefficients in order of increasing costs may be calculated.
  • Coefficients may be selected as the specific residual coefficient.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the scan order may be derived as a horizontal scan order.
  • the specific vertical intra prediction modes may be a VER_IDX-offset intra prediction mode or a VER_IDX+offset intra prediction mode.
  • the VER_IDX intra prediction mode may be a vertical intra prediction mode.
  • the vertical intra prediction mode may be the 50th intra prediction mode.
  • the offset may be a preset value. Alternatively, the offset may be a value derived based on a syntax element representing the offset.
  • the specific vertical directional intra prediction modes may be intra prediction modes similar to the aforementioned vertical intra prediction modes.
  • the specific residual coefficients may be M residual coefficients of the horizontal scan order.
  • costs of the residual coefficients of the current block may be calculated with the horizontal scan order, and M residual coefficients in order of increasing costs may be calculated.
  • Coefficients may be selected as the specific residual coefficient.
  • the cost of the residual coefficient of the current block can be derived based on Equation 2 above.
  • the decoding device predicts signs of the specific residual coefficients (S1010).
  • the decoding device may predict signs of the specific residual coefficients.
  • the decoding device may predict signs of the specific residual coefficients by performing the above-described sine prediction process.
  • the decoding device may calculate costs for sine combination hypotheses of the specific residual coefficients, and a sine combination hypothesis having the smallest cost among the sign combination hypotheses is selected as the specific residual coefficient. can be predicted by their signs.
  • the decoding apparatus may derive hypothesis reconstruction samples of the current block for the sine combination hypothesis by performing partial inverse transformation and border reconstruction on the sine combination hypothesis, and the current A cost for the sine combination hypothesis can be calculated based on the left and upper neighboring samples of the block and the hypothesis reconstruction samples. The cost may be derived based on Equation 1 above. Meanwhile, a sign combination hypothesis may be called a sign combination candidate.
  • the decoding device derives residual samples of the current block based on the predicted signs (S1020).
  • the decoding device may derive residual samples of the current block based on the predicted signs.
  • the decoding device may determine whether the predicted signs are correct based on syntax elements of the predicted signs, and derive signs of the specific residual coefficient based on a result of the determination.
  • the decoding device may obtain residual information of the current block, and the residual information may include syntax elements for the predicted signs.
  • the syntax elements for the predicted signs may indicate whether the predicted signs are correct. That is, for example, a target syntax element among the syntax elements may indicate whether a predicted sign of the target syntax element is correct. For example, if the target syntax element indicates that the predicted sign of the target syntax element is correct, the decoding device may determine that the predicted sign is correct, and set the predicted sign to a specific value for the predicted sign. It can be derived as the sine of the residual coefficient.
  • the decoding device may determine that the predicted sign is not correct, and the sign opposite to the predicted sign. can be derived as the sine of a specific residual coefficient for the predicted sine. That is, for example, if the target syntax element indicates that the predicted sine for the target syntax element is not correct, if the predicted sine is positive, then the sine of a particular residual coefficient for the predicted sine is negative. (negative), and if the predicted sine is a negative number, the sine of a specific residual coefficient for the predicted sine may be derived as a positive number.
  • a syntax element for a predicted sine of a specific residual coefficient of the current block may indicate the above-described sine residual.
  • context-coded bins of the current block including context-coded bins of the syntax elements for the predicted signs may be limited to a specific number.
  • context coded bins of the syntax elements for the predicted signs may be separately adjusted.
  • the context coded bins of the residual information of the current block excluding the syntax elements may be limited to a first specific number, and the context coded bins of the syntax elements may be limited to a second specific number. .
  • the decoding device may derive absolute values of the specific residual coefficients based on the residual information of the current block, and determine the derived sines and the absolute values of the specific residual coefficients. Based on this, residual samples for the specific residual coefficients may be derived.
  • the decoding device generates a reconstructed picture based on the residual samples (S1030). For example, the decoding device may generate a reconstructed picture based on the residual samples.
  • the decoding device may derive prediction samples by performing an inter prediction mode or an intra prediction mode for the current block based on prediction mode information obtained through a bitstream, and the prediction samples and the The reconstructed picture may be generated by adding residual samples.
  • the decoding device may derive an intra prediction mode for the current block based on prediction mode information, derive prediction samples of the current block based on the intra prediction mode, and determine the prediction samples Reconstructed samples and a reconstructed picture may be generated through the addition of and the residual samples.
  • in-loop filtering procedures such as deblocking filtering, SAO, and/or ALF procedures may be applied to the reconstructed samples to improve subjective/objective picture quality as needed.
  • the decoding device may obtain image information of the current block through a bitstream.
  • the image information may include prediction mode information and/or residual information of the current block.
  • the residual information may include syntax elements for predicted signs of specific residual coefficients of the current block.
  • the residual information may include a syntax element indicating the number of sine-predicted residual coefficients of the current block.
  • FIG. 11 schematically shows a decoding device that performs an image decoding method according to this document.
  • the method disclosed in FIG. 10 may be performed by the decoding device disclosed in FIG. 11 .
  • the residual processing unit of the decoding device of FIG. 11 may perform S1000 to S1020 of FIG. 10
  • the addition unit of the decoding device of FIG. 11 may perform S1030 of FIG. 10 .
  • coefficients to be sine predicted can be determined based on the intra prediction mode applied to the current block, and sine prediction can be performed on coefficients having a large influence in consideration of the characteristics of an image to which the intra prediction mode is applied, , Through this, it is possible to reduce the amount of bits for the sign of residual information and improve coding accuracy.
  • coefficients to be sine predicted can be determined in consideration of the intra prediction mode applied to the current block and the discontinuity with neighboring samples, and sine prediction can be performed for coefficients having a large effect in consideration of the characteristics of an image. Through this, it is possible to reduce the amount of bits for the sign of residual information and improve coding accuracy.
  • coding efficiency for residual information can be improved by adjusting context coded bins related to syntax elements that are context-coded in the current block in which sine prediction is performed.
  • processors described in this document may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • functional units shown in each drawing may be implemented and performed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • information for implementation eg, information on instructions
  • an algorithm may be stored in a digital storage medium.
  • a decoding device and an encoding device to which the embodiments of this document are applied are real-time communication devices such as multimedia broadcasting transmitting and receiving devices, mobile communication terminals, home cinema video devices, digital cinema video devices, monitoring cameras, video conversation devices, and video communication.
  • mobile streaming device storage medium, camcorder, video-on-demand (VoD) service providing device, OTT video (Over the top video) device, Internet streaming service providing device, 3D video device, video phone video device, means of transportation It may be included in terminals (eg, vehicle terminals, airplane terminals, ship terminals, etc.) and medical video devices, and may be used to process video signals or data signals.
  • 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 embodiments of this document are 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 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.
  • the embodiments of this document may be implemented as a computer program product using program codes, and the program codes may be executed on a computer by the embodiments of this document.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • FIG. 12 illustratively shows a structure diagram of a content streaming system to which embodiments of the present document are applied.
  • a content streaming system to which the 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
  • slate PCs slate PCs
  • Tablet PC ultrabook
  • wearable device e.g., smartwatch, smart glass, HMD (head mounted display)
  • digital TV desktop
  • desktop 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 문서(present disclosure)에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법은 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택하는 단계, 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측하는 단계, 상기 예측된 사인들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.

Description

영상 디코딩 방법 및 그 장치
본 문서는 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 레지듀얼 계수의 사인 정보를 예측하여 영상 정보를 코딩하는 영상 디코딩 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 비디오/영상과 같은 고해상도, 고품질의 비디오/영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 비디오/영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 비디오/영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 비디오/영상 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 비디오/영상의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 문서의 기술적 과제는 비디오/영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 다른 기술적 과제는 현재 블록에 대한 사인 예측을 수행하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 다른 기술적 과제는 사인 예측이 적용된 현재 블록의 레지듀얼 정보를 코딩하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택하는 단계, 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측하는 단계, 상기 예측된 사인들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하고, 상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 다른 일 실시예에 따르면, 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는 메모리 및 상기 메모리와 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 적어도 하나의 프로세서는 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택하고, 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측하고, 상기 예측된 사인들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하고, 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하도록 구성되고, 상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택하는 단계, 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측하는 단계, 상기 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함하는 현재 블록의 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계를 포함하고, 상기 신텍스 엘리먼트들 중 대상 신텍스 엘리먼트는 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확한지 여부를 나타내고, 상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 영상 인코딩 장치를 제공한다. 상기 인코딩 장치는 메모리 및 상기 메모리와 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 적어도 하나의 프로세서는 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택하고, 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측하고, 상기 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함하는 현재 블록의 레지듀얼 정보를 인코딩하도록 구성되고, 상기 신텍스 엘리먼트들 중 대상 신텍스 엘리먼트는 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확한지 여부를 나타내고, 상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 디지털 저장 매체를 제공한다. 상기 디지털 저장 매체는 본 문서에 따른 영상 인코딩 방법에 의해 인코딩된 레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 영상에 대한 데이터 전송 방법을 제공한다. 상기 데이터 전송 방법은 현재 블록의 특정 레지듀얼 계수들의 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함하는 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보의 비트스트림을 획득하는 단계, 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 상기 영상 정보의 상기 비트스트림을 포함하는 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 신텍스 엘리먼트들 중 대상 신텍스 엘리먼트는 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확한지 여부를 나타내고, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 선택되고, 상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 영상에 대한 데이터 전송에 대한 장치를 제공한다. 상기 장치는 현재 블록의 특정 레지듀얼 계수들의 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함하는 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보의 비트스트림을 획득하는 적어도 하나의 프로세서 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 상기 영상 정보의 상기 비트스트림을 포함하는 상기 데이터를 전송하는 전송부를 포함하고, 상기 신텍스 엘리먼트들 중 대상 신텍스 엘리먼트는 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확한지 여부를 나타내고, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 선택되고, 상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서에 따르면 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 사인 예측되는 계수들을 결정할 수 있고, 인트라 예측 모드가 적용된 영상의 특성을 고려하여 영향이 큰 계수들에 대한 사인 예측을 수행할 수 있고, 이를 통하여 레지듀얼 정보의 사인을 위한 비트량을 줄이고 코딩 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 문서에 따르면 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드 및 주변 샘플들과의 불연속성을 고려하여 사인 예측되는 계수들을 결정할 수 있고, 영상의 특성을 고려하여 영향이 큰 계수들에 대한 사인 예측을 수행할 수 있고, 이를 통하여 레지듀얼 정보의 사인을 위한 비트량을 줄이고 코딩 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 문서에 따르면 사인 예측이 수행된 현재 블록에 컨텍스트 코딩되는 신텍스 엘리먼트와 관련한 컨텍스트 코디드 빈을 조절하여 레지듀얼 정보에 대한 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 인트라 예측 기반 영상 인코딩 방법의 일 예를 나타낸다.
도 5는 인트라 예측 기반 영상 디코딩 방법의 일 예를 나타낸다.
도 6은 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 7은 사인 조합 가설의 코스트를 도출하기 위한 주변 샘플들을 예시적으로 나타낸다.
도 8은 본 문서에 따른 인코딩 장치에 의한 영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 9는 본 문서에 따른 영상 인코딩 방법을 수행하는 인코딩 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 10은 본 문서에 따른 디코딩 장치에 의한 영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 11은 본 문서에 따른 영상 디코딩 방법을 수행하는 디코딩 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 12는 본 문서의 실시예들이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 나타낸다.
본 문서는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 문서의 실시예들을 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 문서에서 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 명문서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 문서 상에 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 사용할 수 있고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 제1 장치(소스 디바이스) 및 제2 장치(수신 디바이스)를 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 포멧을 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.
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 행(row)들의 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 문서에서 "A 또는 B(A or B)"는 "오직 A", "오직 B" 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서에서 "A 또는 B(A or B)"는 "A 및/또는 B(A and/or B)"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 본 문서에서 "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 문서에서 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 문서에서 "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 문서에서 "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 문서에서 "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)"을 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 문서에서 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 문서의 "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 문서에서 하나의 도면 내에서 개별적으로 설명되는 기술적 특징은, 개별적으로 구현될 수도 있고, 동시에 구현될 수도 있다.
이하의 도면은 본 문서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 신호/메시지/필드의 명칭은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 문서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.
도 2는 본 문서의 실시예들이 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)은 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)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 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.
인코딩 장치(200)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(200) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(231)라고 불릴 수 있다. 예측부는 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. 예측부는 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) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 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. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보를 기반으로 픽처 내 샘플 값을 시그널링할 수 있다.
상기 예측부 (인터 예측부(221) 및/또는 상기 인트라 예측부(222) 포함)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), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)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 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 전달/시그널링되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 비디오/영상 정보에 포함될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 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 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 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. 가산부(250)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
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)은 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), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(221)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(200)와 디코딩 장치(300)에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270) 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 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memory, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인트라 예측부(331) 및 인터 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 레지듀얼 처리부(320)로 입력될 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들, 레지듀얼 샘플 어레이)를 도출할 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), 가산부(340), 필터링부(350), 메모리(360), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331) 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 계수들을 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.
예측부(320)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) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 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. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보가 상기 비디오/영상 정보에 포함되어 시그널링될 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(인터 예측부(332) 및/또는 인트라 예측부(331) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(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(360), 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(260)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 문서에서, 인코딩 장치(200)의 필터링부(260), 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치(300)의 필터링부(350), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
한편, 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. 예를 들어, 상술한 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. 구체적으로, 인트라 예측이 사용되는 인코딩 방법 및 디코딩 방법은 후술하는 바와 같을 수 있다.
도 4는 인트라 예측 기반 영상 인코딩 방법의 일 예를 나타낸다. 도 4를 참조하면 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출하고(S400), 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S410). 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대하여 비트율 및 디스토션이 최적화되는 최상의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S420). 이 경우 인코딩 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다(S430). 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 S430 절차는 생략될 수 있다.
인코딩 장치는 (필터링된) 예측 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S440). 인코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드를 나타내는 예측 모드 정보 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S450). 인코딩된 영상 정보는 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장매체 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수 있다.
도 5는 인트라 예측 기반 영상 디코딩 방법의 일 예를 나타낸다. 도 5를 참조하면 디코딩 장치는 상기 인코딩 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다(S500). 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S510). 디코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S520). 이 경우 디코딩 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다(S530). 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 S530 절차는 생략될 수 있다.
디코딩 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S540). 디코딩 장치는 상기 (필터링된) 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S550).
한편, 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 상술한 내용과 같이 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있고, 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수 있다. 즉, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플을 기반으로 방향성 모드 또는 비방향성 모드를 적용하여 상기 현재 블록의 상기 예측 샘플을 도출할 수 있다.
참고로, 예를 들어, 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성(non-directional, 또는 비각도성(non-angular)) 인트라 예측 모드들과 65개의 방향성(directional, 또는 각도성(angular)) 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 0번인 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 1번인 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번의 65개의 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 본 문서는 인트라 예측 모드들의 수가 다른 경우에도 적용될 수 있다. 한편, 경우에 따라 67번 인트라 예측 모드가 더 사용될 수 있으며, 상기 67번 인트라 예측 모드는 LM(linear model) 모드를 나타낼 수 있다.
도 6은 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 6을 참조하면, 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 6의 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.
또한, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 레지듀얼 계수들에 대한 사인 예측(sign prediction)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 블록 당 제한된 개수의 레지듀얼 계수들에 대한 사인들(signs)을 예측할 수 있다. 여기서, 상기 블록은 CU 또는 TU일 수 있고, 상기 레지듀얼 계수는 변환 계수라고 불릴 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록에서 n개의 사인들이 예측되는 경우, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 2n 개의 사인 조합 가설(sign combination hypothesis)들에 대한 코스트들을 계산할 수 있고, 사인 조합 가설들 중 가장 작은 코스트를 갖는 사인 조합 가설을 상기 n개의 사인들로 예측할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에서 n개의 사인들이 예측되는 경우, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 2n 개의 사인 조합 가설들 각각에 대한 경계 비용 측정(border-cost measure)을 사용하여 2n 개의 사인 조합 가설들에 대응하는 2n번의 경계 복원(border reconstruction)을 수행할 수 있다. 상기 코스트들은 사인 예측 값들을 결정하기 위해 검사될 수 있고(examined), 인코딩 장치는 두 개의 추가 CABAC 컨텍스트(additional CABAC contexts)를 사용하여 해당 사인에 대한 예측이 정확한지 여부를 나타내는 각 예측된 사인에 대한 신텍스 엘리먼트를 전송할 수 있다. 상기 신텍스 엘리먼트는 사인 레지듀얼(sign residual)이라고 불릴 수도 있다. 디코딩 장치는 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 파싱할 수 있고, 사인 예측을 수행한 이후 예측된 사인들이 상기 신텍스 엘리먼트들을 기반으로 정확한지 판단하여 올바른 사인들을 결정할 수 있다. 한편, 예를 들어, 루마 계수들에 대한 사인들만 예측될 수 있고, 좌측 주변 블록 및 상측 주변 블록이 모두 존재하는 블록에 대해서만 사인 예측이 수행될 수 있다.
구체적으로, 상기 사인 예측은 다음과 같이 수행될 수 있다.
인코딩 장치는 처음에 현재 블록 내 레지듀얼 계수들을 역양자화할 수 있고, 사인이 예측될 n개의 레지듀얼 계수들을 선택할 수 있다. 일 예로, 인코딩 장치는 레지듀얼 계수들을 래스터 스캔 오더 순으로 n개의 레지듀얼 계수들을 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 레지듀얼 계수들은 래스터 스캔 오더(raster scan order)로 스캔될 수 있고, 사인이 예측될 계수를 선택함에 있어서 정의된 임계값 이상의 역양자화 값을 갖는 레지듀얼 계수가 상기 임계값보다 낮은 값을 갖는 레지듀얼 계수보다 우선적으로 선택될 수 있다. 상기 선택된 n개의 레지듀얼 계수들의 값들을 사용하여 2n개의 단순화된 경계 복원(border reconstructions)이 아래의 설명과 같이 수행될 수 있다. 상기 n개의 레지듀얼 계수들에 대한 사인들의 특정 조합 당 하나의 복원이 수행될 수 있다. 예를 들어, 특정 복원에 대하여, 블록의 가장 왼쪽 픽셀들 및 가장 위쪽 픽셀들만 블록 예측에 추가된 역변환으로 다시 생성될 수 있다. 첫 번째 역변환(수직 역변환)은 완료되었지만, 두 번째 역변환(수평 역변환)은 맨 왼쪽 픽셀 및 맨 위쪽 픽셀 출력(output)만 생성하면 되므로 더 빠를 수 있다. 이를 허용하기 위해 역변환 기능(to inverse transform functions)에 "topLeft"라는 추가 플래그가 추가될 수 있다. 또한, 예를 들어, 수행되는 역변환 동작의 수는 '템플릿(templates)' 시스템을 사용하여 줄일 수 있다. 템플릿은 사인이 예측될 계수의 좌표에서, 계수를 1로 가정하고 역변환 하였을 때의 역변환된 블록으로 정의할 수 있다. 상기 템플릿을 이용한 동작은 아래와 같이 수행될 수 있다.
1. 사인이 예측될 계수 중 하나를 1로 두고, 나머지 계수는 0으로 두어 역변환을 수행할 수 있다. 즉, n개의 예측할 계수의 사인에 대하여 k번째 (k는 0 내지 n-1)의 예측 계수는 1로 두고, 나머지 계수는 0으로 두어 템플릿으로 설정할 수 있다. 모든 n개의 템플릿을 더했을 때의 블록을 첫 번째 사인 조합 가설 (sign combination hypothesis)로 정의할 수 있다.
2. 1개의 사인만 음수를 나타내는 사인 조합 가설은 첫 번째 사인 조합 가설과 각 템플릿을 이용하여 구성할 수 있다. 또한, 다른 사인 조합 가설들도 이미 구성된 사인 조합 가설과 템플릿을 이용하여 구성할 수 있다.
예를 들어, 3개의 사인들이 예측되는 경우의 저장/복원 및 템플릿 적용은 아래의 표들과 같을 수 있다. 즉, 3개의 사인들이 예측되는 경우의 템플릿들과 사인 조합 가설들은 아래의 표들과 같을 수 있다.
Figure PCTKR2022015825-appb-img-000001
Figure PCTKR2022015825-appb-img-000002
또는, 그레이 코드 (Gray code) 방법을 이용하여 사인 조합 가설을 구성할 수 있다. 즉, k 번째의 사인 조합 가설은 k-1번째의 사인 조합 가설 및 n개의 템플릿 중 하나로 구성될 수 있다 (이 때, k는 1 내지 n-1). 첫 번째 사인 조합 가설 (모든 사인이 양수인 경우)는 앞서 기술한 것과 같이 모든 템플릿의 합으로 구성할 수 있다. 예를 들어, 4개의 사인들이 예측되는 경우의 저장/복원 및 템플릿 적용은 아래의 표들과 같을 수 있다. 즉, 4개의 사인들이 예측되는 경우의 템플릿들과 사인 조합 가설들은 아래의 표들과 같을 수 있다.
Figure PCTKR2022015825-appb-img-000003
상술한 표들에 개시된 근사값들(approximations)은 최종 복원 과정이 아닌 사인 예측 과정에만 사용될 수 있다. 즉, 상기 근사값들은 현재 블록의 복원 샘플 생성 과정이 아닌 사인 예측 과정을 위하여 생성되는 복원 값들일 수 있다.
사인 조합 가설의 코스트는 아래와 같이 계산될 수 있다.
블록 경계에서 이미지 연속성의 개념에 해당하는 각 사인 조합 가설과 관련된 코스트가 있을 수 있다. 즉, 사인 조합 가설의 코스트는 상기 사인 조합 가설에 대한 블록 경계에서 이미지 연속성의 개념에 해당할 수 있다. 상기 코스트를 최소화함으로써 사인 예측 값이 도출될 수 있다.
도 7은 사인 조합 가설의 코스트를 도출하기 위한 주변 샘플들을 예시적으로 나타낸다.
도 7은 코스트 계산을 위한 이전에 복원된 주변 픽셀들과 현재 블록의 가장 왼쪽 픽셀들 및 가장 위쪽 픽셀들을 개시한다. 상기 주변 픽셀들은 좌측 주변 픽셀들 p-2,y 및 p-1,y 과, 상측 주변 픽셀들 px,-2 및 px,-2 를 포함할 수 있다. 여기서, 현재 블록의 폭 및 높이가 W, H 인 경우, y 는 0 내지 H-1 이고 x 는 0 내지 W-1 일 수 있다.
도 7을 참조하면, 복원된 현재 블록의 좌측 사인 조합 가설의 각각의 p-1,y 에 대하여, 좌측 사인 조합 가설의 해당 픽셀의 두 개의 주변 픽셀들을 사용하는 간단한 선형 예측이 예측값 pred0,y = (2p-1,y - p-2,y)를 얻기 위하여 수행될 수 있다. 상기 예측과 복원된 픽셀 p0,y 간의 절대 차이가 사인 조합 가설 코스트에 추가될 수 있다. 또한, 복원된 현재 블록의 상측 사인 조합 가설의 각각의 px,-1 에 대하여, 상측 사인 조합 가설의 해당 픽셀의 두 개의 주변 픽셀들을 사용하는 간단한 선형 예측이 예측값 predx,0 = (2px,-1 - px,-2)를 얻기 위하여 수행될 수 있고, 상기 예측과 복원된 픽셀 px,0 간의 절대 차이가 사인 조합 가설 코스트에 추가될 수 있다. 즉, 예를 들어, 상기 코스트는 다음의 수학식과 같이 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2022015825-appb-img-000004
여기서, w 는 현재 블록의 폭, h 는 현재 블록의 높이를 나타낼 수 있고, px,-1 은 (x,-1) 위치의 상측 주변 픽셀, px,-2 은 (x,-2) 위치의 상측 주변 픽셀, p-1,y 은 (-1,y) 위치의 좌측 주변 픽셀, p-2,y 은 (-2,y) 위치의 좌측 주변 픽셀, px,0 은 현재 블록의 상단에 위치하는 (x,0) 위치의 가설 복원 픽셀, p0,y 은 현재 블록의 좌단에 위치하는 (0,y) 위치의 가설 복원 픽셀을 나타낼 수 있다. 픽셀은 샘플이라고 불릴 수 있다.
예측될 각 사인에 대하여, 인코딩 장치는 이미 전송된 사인들의 실제 값들(true values)과 일치하는 코스트가 가장 낮은 사인 조합 가설을 검색할 수 있다. 한편, 예를 들어, 초기에는 사인 레지듀얼이 전송되지 않을 수 있고 단순히 최저 코스트를 갖는 사인 조합 가설이 검색될 수 있다. 현재 사인의 예측 값은 상기 검색된 사인 조합 가설에서 가져올 수 있다. 즉, 예를 들어, 사인 조합 가설들 중 코스트가 가장 낮은 사인 조합 가설로 상기 n개의 사인들의 값들이 예측될 수 있다.
예측이 부호의 참 값에 해당하면 사인 레지듀얼이 "0"으로 전송될 수 있고, 그렇지 않은 경우 "1"로 전송될 수 있다. 즉, 예측된 사인의 값이 정확하면 값이 0 인 상기 사인에 대한 신텍스 엘리먼트가 전송될 수 있고, 예측된 사인의 값이 정확하지 않으면 값이 1 인 상기 사인에 대한 신텍스 엘리먼트가 전송될 수 있다. 상기 신텍스 엘리먼트는 사인 레지듀얼이라고 불릴 수도 있다.
또한, 예를 들어, 두 개의 CABAC 컨텍스트들(CABAC contexts) 중 하나가 특정 사인 예측 레지듀얼을 시그널링하는데 사용될 수 있다. 즉, CABAC 컨텍스트들 중 하나를 기반으로 특정 사인 예측 레지듀얼이 코딩될 수 있다. 여기서, 상기 CABAC 컨텍스트들은 컨텍스트 모델들이라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 사용할 CABAC 컨텍스트는 연관된 역양자화 레지듀얼 계수가 임계값보다 낮거나 높은지 여부에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 임계값보다 더 높은 값의 레지듀얼 계수에 대한 사인 예측 레지듀얼들은 정확한 예측의 더 높은 확률(즉, 제로 레지듀얼을 기대하는 더 높은 확률)을 기대하도록 초기화된 CABAC 컨텍스트를 통해 전송될 수 있다. 현재 컨텍스트 초기화(context initializations)는 약 58%(임계값 미만) 및 74%(임계값 이상)일 수 있다.
레지듀얼 계수의 사인 예측은 TU의 영역에서 일부만 적용될 수 있다. 예를 들어, 좌상측 CG(coefficient group)의 레지듀얼 계수가 사인 예측될 수 있다. 또는, 예를 들어, 인코더와 디코더 간 약속된 영역에서만 적용될 수 있으며, 그 영역의 크기는 TU의 좌상측 32x32 영역일 수 있다. 사인 예측되지 않는 사인들은 CG별로 시그널링될 수 있다. 사인 예측되는 사인들은 현재 TU의 다른 레지듀얼 정보가 시그널링 된 후에 시그널링될 수 있다.
디코딩 장치는 파싱 프로세스의 일부로 계수들, 사인들 및 사인 레지듀얼들을 파싱할 수 있다. 사인 레지듀얼들은 TU의 끝에서 파싱될 수 있고, 그 때 디코딩 장치는 모든 계수들의 절대값들을 알고 있을 수 있다. 따라서 디코딩 장치는 어떤 사인이 예측되는지를 결정할 수 있고, 각각의 예측된 사인에 대해 역양자화된 계수 값을 기반으로 사인 예측 레지듀얼을 파싱하는데 사용할 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다.
또한, "정확한(correct)" 또는 "잘못된(incorrect)" 예측인지에 대한 지식은 단순히 파싱되는 블록의 CU 데이터의 일부로 저장될 수 있다. 레지듀얼 계수의 실제 사인은 이 시점에서 알 수 없을 수 있다.
복원 과정에서, 디코딩 장치는 인코딩 장치와 유사한 동작을 수행할 수 있다. 즉, 디코딩 장치는 상술한 사인 예측을 위한 사인 조합 가설 생성 및 코스트 계산 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, TU에서 예측되는 n개의 사인들에 대하여, 디코딩 장치는 2n번의 경계 복원을 수행하여 사인 조합 가설들의 코스트들을 결정할 수 있다. 이후, 예측된 사인을 가지는 레지듀얼 계수에 적용할 실제 사인은 아래 값들의 배타적 논리합 연산(exclusive-or operation)에 의해 결정될 수 있다.
1. 사인의 예측값(The predicted value of the sign).
2. 비트스트림 파싱으로 CU에 저장된 "정확(correct)" 또는 "부정확" 데이터.
한편, 기존의 사인 데이터 하이딩 메커니즘(sign data hiding mechanism)을 사용하여 계수의 사인이 "숨겨진(hidden)" 각 TU에서는, 사인 예측이 해당 계수(즉, 사인이 숨겨진 계수)를 사인 예측 과정에서 "가용하지 않음(not available)"으로 처리하고 다른 계수만 사용하여 수행될 수 있다.
상술한 내용과 같이 사인 예측이 적용되면, 기존의 사인 플래그와 달리 사인과 관련한 신텍스 엘리먼트를 컨텍스트 코딩하여 블록의 사인을 나타내기 위한 정보의 비트량을 줄일 수 있고 코딩 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 기존의 영상 코딩 시스템에서는, 사인을 코딩할 때에 발생 확률이 50:50이고 사인 플래그 간의 추세가 없기 때문에 바이패스 코딩(bypass coding)이 수행되었으나, 사인 예측이 수행되는 경우, 사인 예측이 정확할수록 예측과 동일한지 여부에 대한 신텍스 엘리먼트가 추세를 가질 수 있으므로, 컨텍스트 코딩(context coding)이 수행될 수 있고 이로 인해 코딩 효율을 얻을 수 있다. 다만, 사인 예측을 위한 연산 과정으로 코딩 복잡도가 다소 증가할 수 있다. 이에, 본 명세서는 사인 예측을 개선하는 실시예들을 제안한다.
기존의 사인 예측은 TU 내의 스캔 순서상 마지막에 위치한 CG(coefficient group)에 대하여 적용될 수 있다. 즉, DC 성분을 포함하는 TU 내에서의 좌상측 CG 에 대해 사인 예측이 수행될 수 있다. 또한, 기존의 사인 예측에서는, 래스터 스캔 오더(Raster scan order)로 M개의 역양자화된 계수들이 사인 예측의 대상이 될 수 있다. 여기서, 상기 M은 1부터 현재 CG에서 발생 가능한 계수의 수로 정의될 수 있고, 또는, M의 값은 8으로 임의적으로 설정될 수 있다. 즉, 기존의 사인 예측에서는 상술한 내용과 같이 래스터 스캔 오더로 처음 8개까지의 계수들에 대한 사인 값들이 사인 예측의 대상으로 지정될 수 있다. 또는, 기존의 사인 예측에서는 상술한 내용과 같이 래스터 스캔 오더로 M개까지의 특정 임계값 이상인 계수들에 대한 사인 값들이 사인 예측의 대상으로 지정될 수 있다. 사인 예측의 대상 계수들이 결정되고 나면, 최대 2M개의 사인 조합이 발생될 수 있으며, 상술한 내용과 같이 템플릿을 지정하고 반복되는 템플릿을 활용하여 코스트를 계산하는 동작이 수행될 수 있다. 상기 사인 조합은 사인 조합 가설이라고 불릴 수도 있다. 또한, 상기 코스트는 복원 된 주변 샘플들과의 불연속 정도(discontinuity)를 나타낼 수 있다.
따라서, 사인 예측의 정확도를 높이려면 복원 후에 주변 샘플과의 불연속에 영향을 많이 끼치는 계수(coefficient) 성분의 사인을 예측하는 것이 유리할 수 있다. 하지만, 기존에는 단순히 래스터 스캔 오더(Raster scan order)로 M개의 역양자화된 계수들에 대하여 사인 예측이 적용될 수 있다. 이에, 본 실시예에서는 보다 효과적인 사인 예측을 위하여, 현재 블록에 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 사인 예측이 수행되는 계수를 선택하는 방법을 제안한다.
예를 들어, 본 실시예에 따르면, 현재 블록에 수평 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 래스터 스캔 오더가 아닌 수직 스캔 오더(vertical scan order)로 사인 예측이 적용되는 계수가 선택될 수 있다. 또는, 예를 들어, 현재 블록에 수평 인트라 예측 모드 또는 수평 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 래스터 스캔 오더가 아닌 수직 스캔 오더(vertical scan order)로 사인 예측이 적용되는 계수가 선택될 수 있다. 상기 수평 인트라 예측 모드는 18번 인트라 예측 모드를 나타낼 수 있다. 또한, 수평 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드는 수평 인트라 예측 모드와 특정 오프셋 내 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다(HOR_IDX ± offset). 즉, 수평 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드는 HOR_IDX - offset번 인트라 예측 모드 내지 HOR_IDX + offset번 인트라 예측 모드일 수 있다.
또한, 예를 들어, 본 실시예에 따르면, 현재 블록에 수직 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 래스터 스캔 오더가 아닌 수평 스캔 오더(horizontal scan order)로 사인 예측이 적용되는 계수가 선택될 수 있다. 또는, 예를 들어, 현재 블록에 수직 인트라 예측 모드 또는 수직 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드가 적용되는 경우, 래스터 스캔 오더가 아닌 수평 스캔 오더(horizontal scan order)로 사인 예측이 적용되는 계수가 선택될 수 있다. 상기 수직 인트라 예측 모드는 50번 인트라 예측 모드를 나타낼 수 있다. 또한, 수직 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드는 수직 인트라 예측 모드와 특정 오프셋 내 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다(VER_IDX ± offset). 즉, 수직 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드는 VER_IDX - offset번 인트라 예측 모드 내지 VER_IDX + offset번 인트라 예측 모드일 수 있다.
이후 절차는 기존의 사인 예측 방법과 동일하게 진행될 수 있다.
또한, 본 명세서는 사인 예측에 대해 다음과 같은 실시예를 제안한다.
예를 들어, 래스터 스캔 오더로 계수들을 스캔하되, 계수들에 대한 L1 에너지를 계산하여 가장 높은 코스트를 갖는 M개의 계수들을 선택하는 실시예가 제안될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 래스터 스캔 오더로 레지듀얼 계수들 중 코스트가 높은 M개의 레지듀얼 계수들을 사인 예측을 위한 레지듀얼 계수들로 선택할 수 있다. 상기 코스트는 다음의 수학식과 같이 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2022015825-appb-img-000005
여기서, C_(i,j)는 (i, j)위치의 계수값, T_(i,j) (k)는 (i, j) 위치에 해당하는 템플릿, N은 현재 블록의 상측 또는 좌측 경계 픽셀의 개수로 정의될 수 있다. 여기서, 상기 현재 블록은 CU 또는 TU 일 수 있다.
상기 실시예를 통하여, 보다 효과적인 사인 예측을 위해 TU의 경계값에 영향을 많이 미치는 계수를 선별하여 사인 예측이 수행될 수 있다.
또한, 본 명세서는 사인 예측에 대해 다음과 같은 실시예를 제안한다.
예를 들어, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 오더로 계수들을 스캔하되, 계수들에 대한 L1 에너지를 계산하여 가장 높은 코스트를 갖는 M개의 계수들을 선택하는 실시예가 제안될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수직 인트라 예측 모드 또는 수직 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드인 경우, 수평 스캔 오더를 현재 블록의 스캔 오더로 도출할 수 있고, 상기 수평 스캔 오더로 레지듀얼 계수들 중 코스트가 높은 M개의 레지듀얼 계수들을 사인 예측을 위한 레지듀얼 계수들로 선택할 수 있다. 또는, 예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수평 인트라 예측 모드 또는 수평 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드인 경우, 수직 스캔 오더를 현재 블록의 스캔 오더로 도출할 수 있고, 상기 수직 스캔 오더로 레지듀얼 계수들 중 코스트가 높은 M개의 레지듀얼 계수들을 사인 예측을 위한 레지듀얼 계수들로 선택할 수 있다. 상기 코스트는 상술한 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.
또한, 본 명세서는 사인 예측에 대해 다음과 같은 실시예를 제안한다.
신텍스 엘리먼트를 컨텍스트 코딩하면 높은 코딩 효율을 얻을 수 있지만, 처리량에 한계가 있을 수 있다. 따라서, 기존의 HEVC 또는 VVC 표준과 같은 영상 코딩 표준에서는, 엔트로피 코딩(entropy coding)에서 컨텍스트 코디드 빈의 수를 일정 임계값(threshold)만큼으로만 제한하고, 할당된 모든 컨텍스트 코디드 빈이 소진된 경우에는 이후 코딩되는 신텍스 엘리먼트에 대한 빈(bin)을 바이패스 코딩(bypass coding)으로 코딩하도록 개시하고 있다. 따라서, 사인 예측이 적용되면 사인에 대한 신텍스 엘리먼트도 컨텍스트 코딩되므로, 본 실시예는 처리량의 보존을 위해 사인 예측에 대해서도 컨텍스트 코디드 빈 제한을 적용하는 방법을 제안한다.
예를 들어, 본 실시예는 현재 블록에 대해 컨텍스트 코디드 빈 개수 제한에 상기 사인 예측이 적용된 경우에 컨텍스트 코딩되는 사인에 대한 신텍스 엘리먼트를 포함하는 방안을 제안한다. 즉, 예를 들어, 현재 블록의 컨텍스트 코디드 빈 개수를 특정 개수로 제한하기 위하여 컨텍스트 코디드 빈 개수를 카운팅함에 있어서 상기 사인에 대한 신텍스 엘리먼트를 포함하여 카운팅하는 실시예가 제안될 수 있다. 예를 들어, 기존의 VVC 표준에서는 1개의 TU당 TU 내 픽셀 수 x 1.75개의 컨텍스트 코디드 빈만이 허용되었다. 본 실시예는 사인 예측도 TU 내 컨텍스트 코디드 빈 제한이 적용되도록 함으로써, 코딩 효율을 일정 수준으로 유지하면서도 기존의 처리량이 보존되도록 할 수 있다.
또한, 다른 실시예로, 사인 예측으로 사용되는 컨텍스트 코디드 빈의 수를 별도로 제어하는 방안이 제안될 수 있다. 예를 들어, 사인 예측은 TU 내의 좌상측(top-left) CG 에만 수행될 수 있고, 따라서, 처리량(throughput)에 미치는 영향은 크지 않을 수도 있다. 그러나 만일 TU 내에 논제로 계수(non-zero coefficient)가 많이 발생하는 경우, 사인 예측을 수행하는 좌상측 CG 에서는 활용할 수 있는 컨텍스트 코디드 빈이 없어서 사인 예측이 상기 TU 에서 수행되지 못할 수도 있다. 따라서, 사인 예측의 수행을 보장하기 위하여 일정 개수의 컨텍스트 코디드 빈을 상기 사인 예측을 위하여 할당하는 본 실시예가 제안된다. 예를 들어, 특정 개수의 컨텍스트 코디드 빈이 현재 블록의 사인 예측을 위한 컨텍스트 빈으로 할당될 수 있다. 일 예로, M개의 사인들에 대한 사인 예측이 수행되는 경우를 위해 M개의 컨텍스트 코디드 빈이 보장될 수 있고, 또는 현재 블록의 사이즈에 비례하여 도출되는 컨텍스트 코디드 빈 개수가 보장될 수 있고, 또는 슬라이스 QP(slice QP)를 기반으로 도출되는 컨텍스트 코디드 빈 개수가 보장될 수 있고, 또는 마지막 계수 포지션(Last coefficient position), 즉, 마지막 유효 계수 위치를 기반으로 도출되는 가변적인 컨텍스트 코디드 빈 개수가 보장될 수 있고, 또는 앞서 제시한 조건의 조합으로 도출되는 별도의 사인 예측을 위한 컨텍스트 코디드 빈 개수가 보장될 수 있다. 다시 말해, 예를 들어, 특정 개수의 컨텍스트 코디드 빈이 현재 블록의 사인 예측을 위한 컨텍스트 빈으로 할당될 수 있고, 상기 특정 개수는 사인 예측이 수행되는 사인의 개수를 기반으로 도출될 있고, 또는 상기 특정 개수는 현재 블록의 사이즈를 기반으로 도출될 수 있고, 또는 상기 특정 개수는 슬라이스 QP(slice QP)를 기반으로 도출될 수 있고, 또는 상기 특정 개수는 현재 블록의 마지막 유효 계수 포지션을 기반으로 도출될 수 있고, 또는 상기 특정 개수는 상술한 조건들의 조합을 기반으로 도출될 수 있다.
도 8은 본 문서에 따른 인코딩 장치에 의한 영상 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 8에서 개시된 방법은 도 2에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 8의 S1400 내지 S1430은 상기 인코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있고, S1440은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 상기 현재 블록에 대한 원본 샘플과 예측 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플을 도출하는 과정은 상기 인코딩 장치의 감산부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 정보를 생성하는 과정은 상기 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 과정은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부에 의하여 수행될 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택한다(S800). 인코딩 장치는 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택할 수 있다.
예를 들어, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 사인 예측을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 스캔 오더로 상기 사인 예측을 위한 특정 레지듀얼 계수들을 선택할 수 있다.
예를 들어, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다. 인코딩 장치는 상기 스캔 오더로 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수들을 스캔하되, 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들을 계산하여 코스트가 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들을 상기 사인 예측을 위한 특정 레지듀얼 계수들로 선택할 수 있다. 한편, 예를 들어, 상기 M 은 기설정된 값일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 현재 블록의 사인 예측되는 레지듀얼 계수의 개수를 나타내는 신텍스 엘리먼트가 생성될 수 있다. 상기 사인 예측되는 레지듀얼 계수의 개수를 나타내는 상기 신텍스 엘리먼트는 SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), 픽처 헤더(picture header), 슬라이스 헤더(slice header), CU 신텍스(coding unit syntax), 또는 TU 신텍스(transform unit syntax)로 시그널링될 수 있다. 영상 정보는 상기 신텍스 엘리먼트를 포함할 수 있다.
또한, 일 예로, 상기 스캔 오더는 래스터 스캔 오더(raster scan order)일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 래스터 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 래스터 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다.
또는, 일 예로, 상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 현재 블록에 인터 예측을 수행할지 또는 인트라 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있고, 구체적인 인터 예측 모드 또는 구체적인 인트라 예측 모드를 RD 코스트 기반으로 결정할 수 있다. 결정된 모드에 따라 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 수평 인트라 예측 모드인 경우, 상기 스캔 오더는 수직 스캔 오더(vertical scan order)로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 수직 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 수직 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다.
또는, 예를 들어, 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 수직 인트라 예측 모드인 경우, 상기 스캔 오더는 수평 스캔 오더(horizontal scan order)로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 수평 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 수평 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다.
또는, 예를 들어, 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 특정 수평 방향성 인트라 예측 모드들 중 하나인 경우, 상기 스캔 오더는 수직 스캔 오더(vertical scan order)로 도출될 수 있다. 상기 특정 수평 방향성 인트라 예측 모드들은 HOR_IDX-offset번 인트라 예측 모드 내지 HOR_IDX+offset번 인트라 예측 모드일 수 있다. 여기서, HOR_IDX번 인트라 예측 모드는 수평 인트라 예측 모드일 수 있다. 예를 들어, 상기 수평 인트라 예측 모드는 18번 인트라 예측 모드일 수 있다. 상기 offset 은 기설정된 값일 수 있다. 또는, 상기 offset 은 상기 offset 을 나타내는 신텍스 엘리먼트를 기반으로 도출되는 값일 수 있다. 상기 특정 수평 방향성 인트라 예측 모드들은 상술한 수평 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드일 수 있다. 예를 들어, 상기 스캔 오더가 상기 수직 스캔 오더로 도출된 경우, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 수직 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 스캔 오더가 상기 수직 스캔 오더로 도출된 경우, 상기 수직 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다.
또는, 예를 들어, 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 특정 수직 방향성 인트라 예측 모드들 중 하나인 경우, 상기 스캔 오더는 수평 스캔 오더(horizontal scan order)로 도출될 수 있다. 상기 특정 수직 방향성 인트라 예측 모드들은 VER_IDX-offset번 인트라 예측 모드 내지 VER_IDX+offset번 인트라 예측 모드일 수 있다. 여기서, VER_IDX번 인트라 예측 모드는 수직 인트라 예측 모드일 수 있다. 예를 들어, 상기 수직 인트라 예측 모드는 50번 인트라 예측 모드일 수 있다. 상기 offset 은 기설정된 값일 수 있다. 또는, 상기 offset 은 상기 offset 을 나타내는 신텍스 엘리먼트를 기반으로 도출되는 값일 수 있다. 상기 특정 수직 방향성 인트라 예측 모드들은 상술한 수직 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드일 수 있다. 예를 들어, 상기 스캔 오더가 상기 수평 스캔 오더로 도출된 경우, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 수평 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 스캔 오더가 상기 수평 스캔 오더로 도출된 경우, 상기 수평 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다.
한편, 예를 들어, 인코딩 장치는 현재 픽처 내 현재 블록에 대한 원본 샘플들과 예측 샘플들의 감산을 통하여 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수들을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측한다(S810). 인코딩 장치는 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측할 수 있다.
예를 들어, 인코딩 장치는 상술한 사인 예측 과정을 수행하여 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 특정 레지듀얼 계수들의 사인 조합 가설들(sign combination hypothesis)에 대한 코스트들을 계산할 수 있고, 상기 사인 조합 가설들 중 가장 작은 코스트를 갖는 사인 조합 가설을 상기 특정 레지듀얼 계수들의 사인들로 예측할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 사인 조합 가설에 대한 부분 역변환(partial inverse transformation) 및 경계 복원(border reconstruction)을 수행하여 상기 사인 조합 가설에 대한 상기 현재 블록의 가설 복원 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 현재 블록의 좌측 주변 샘플들 및 상측 주변 샘플들과 상기 가설 복원 샘플들을 기반으로 상기 사인 조합 가설에 대한 코스트를 계산할 수 있다. 상기 코스트는 상술한 수학식 1을 기반으로 도출될 수 있다. 한편, 사인 조합 가설은 사인 조합 후보로 불릴 수도 있다.
인코딩 장치는 상기 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함하는 상기 현재 블록의 레지듀얼 정보를 인코딩한다(S820). 인코딩 장치는 상기 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함하는 현재 블록의 레지듀얼 정보를 인코딩할 수 있다. 예를 들어, 상기 예측된 사인들에 대한 상기 신텍스 엘리먼트들은 상기 예측된 사인들이 정확한지 여부를 나타낼 수 있다. 즉, 예를 들어, 상기 신텍스 엘리먼트들 중 대상 신텍스 엘리먼트는 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확한지 여부를 나타낼 수 있다. 상기 현재 블록의 특정 레지듀얼 계수의 예측된 사인에 대한 신텍스 엘리먼트는 상술한 사인 레지듀얼을 나타낼 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 예측된 사인들에 대한 상기 신텍스 엘리먼트들의 컨텍스트 코디드 빈들(context-coded bins)을 포함하는 상기 현재 블록의 컨텍스트 코디드 빈들은 특정 개수로 제한될 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 예측된 사인들에 대한 상기 신텍스 엘리먼트들의 컨텍스트 코디드 빈들은 별도로 조절될 수도 있다. 예를 들어, 상기 신텍스 엘리먼트들을 제외한 상기 현재 블록의 레지듀얼 정보의 컨텍스트 코디드 빈들은 제1 특정 개수로 제한될 수 있고, 상기 신텍스 엘리먼트들의 컨텍스트 코디드 빈들은 제2 특정 개수로 제한될 수 있다. 영상 정보는 상기 레지듀얼 정보를 포함할 수 있다.
한편, 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 예측 모드 정보를 생성 및 인코딩할 수 있다. 예를 들어, 상기 예측 모드 정보는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 나타낼 수 있다.
또한, 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 레지듀얼 정보를 인코딩할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 현재 블록의 특정 레지듀얼 계수들의 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 레지듀얼 정보는 상기 현재 블록의 사인 예측되는 레지듀얼 계수의 개수를 나타내는 신텍스 엘리먼트를 포함할 수 있다.
상기 영상 정보는 상기 현재 블록의 예측 모드 정보 및/또는 레지듀얼 정보를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들어, 인코딩 장치는 영상 정보를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다.
한편, 상기 영상 정보를 포함하는 비트스트림은 네트워크 또는 (디지털) 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 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.
도 9는 본 문서에 따른 영상 인코딩 방법을 수행하는 인코딩 장치를 개략적으로 나타낸다. 도 8에서 개시된 방법은 도 9에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 9의 상기 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부는 S800 내지 S810을 수행할 수 있고, 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부는 S820을 수행할 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 상기 레지듀얼 샘플들과 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들 및 복원 픽처를 생성하는 과정은 상기 인코딩 장치의 가산부에 의하여 수행될 수 있다.
도 10은 본 문서에 따른 디코딩 장치에 의한 영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 10에서 개시된 방법은 도 3에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 10의 S1000 내지 S2430은 상기 디코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 비록 도시되지는 않았으나 비트스트림을 통하여 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드 정보 및 레지듀얼에 관한 정보를 포함하는 영상 정보를 획득하는 과정은 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플을 도출하는 과정은 상기 디코딩 장치의 역변환부에 의하여 수행될 수 있고, 상기 예측 샘플과 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 과정은 상기 디코딩 장치의 가산부에 의하여 수행될 수 있다.
디코딩 장치는 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택한다(S1000). 디코딩 장치는 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택할 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 사인 예측을 수행할 수 있다. 디코딩 장치는 스캔 오더로 상기 사인 예측을 위한 특정 레지듀얼 계수들을 선택할 수 있다.
예를 들어, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다. 디코딩 장치는 상기 스캔 오더로 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수들을 스캔하되, 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들을 계산하여 코스트가 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들을 상기 사인 예측을 위한 특정 레지듀얼 계수들로 선택할 수 있다. 한편, 예를 들어, 상기 M 은 기설정된 값일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 현재 블록의 사인 예측되는 레지듀얼 계수의 개수를 나타내는 신텍스 엘리먼트가 획득될 수 있고, 상기 신텍스 엘리먼트를 기반으로 상기 M이 도출될 수 있다. 상기 사인 예측되는 레지듀얼 계수의 개수를 나타내는 상기 신텍스 엘리먼트는 SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), 픽처 헤더(picture header), 슬라이스 헤더(slice header), CU 신텍스(coding unit syntax), 또는 TU 신텍스(transform unit syntax)로 시그널링될 수 있다. 영상 정보는 상기 신텍스 엘리먼트를 포함할 수 있다.
또한, 일 예로, 상기 스캔 오더는 래스터 스캔 오더(raster scan order)일 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 래스터 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 래스터 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다.
또는, 일 예로, 상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출될 수 있다. 상기 현재 블록에 대한 예측 모드 정보가 획득될 수 있고, 상기 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드가 도출될 수 있다. 영상 정보는 상기 예측 모드 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 수평 인트라 예측 모드인 경우, 상기 스캔 오더는 수직 스캔 오더(vertical scan order)로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 수직 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 수직 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다.
또는, 예를 들어, 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 수직 인트라 예측 모드인 경우, 상기 스캔 오더는 수평 스캔 오더(horizontal scan order)로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 수평 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 수평 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다.
또는, 예를 들어, 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 특정 수평 방향성 인트라 예측 모드들 중 하나인 경우, 상기 스캔 오더는 수직 스캔 오더(vertical scan order)로 도출될 수 있다. 상기 특정 수평 방향성 인트라 예측 모드들은 HOR_IDX-offset번 인트라 예측 모드 내지 HOR_IDX+offset번 인트라 예측 모드일 수 있다. 여기서, HOR_IDX번 인트라 예측 모드는 수평 인트라 예측 모드일 수 있다. 예를 들어, 상기 수평 인트라 예측 모드는 18번 인트라 예측 모드일 수 있다. 상기 offset 은 기설정된 값일 수 있다. 또는, 상기 offset 은 상기 offset 을 나타내는 신텍스 엘리먼트를 기반으로 도출되는 값일 수 있다. 상기 특정 수평 방향성 인트라 예측 모드들은 상술한 수평 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드일 수 있다. 예를 들어, 상기 스캔 오더가 상기 수직 스캔 오더로 도출된 경우, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 수직 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 스캔 오더가 상기 수직 스캔 오더로 도출된 경우, 상기 수직 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다.
또는, 예를 들어, 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 특정 수직 방향성 인트라 예측 모드들 중 하나인 경우, 상기 스캔 오더는 수평 스캔 오더(horizontal scan order)로 도출될 수 있다. 상기 특정 수직 방향성 인트라 예측 모드들은 VER_IDX-offset번 인트라 예측 모드 내지 VER_IDX+offset번 인트라 예측 모드일 수 있다. 여기서, VER_IDX번 인트라 예측 모드는 수직 인트라 예측 모드일 수 있다. 예를 들어, 상기 수직 인트라 예측 모드는 50번 인트라 예측 모드일 수 있다. 상기 offset 은 기설정된 값일 수 있다. 또는, 상기 offset 은 상기 offset 을 나타내는 신텍스 엘리먼트를 기반으로 도출되는 값일 수 있다. 상기 특정 수직 방향성 인트라 예측 모드들은 상술한 수직 인트라 예측 모드와 유사한 인트라 예측 모드일 수 있다. 예를 들어, 상기 스캔 오더가 상기 수평 스캔 오더로 도출된 경우, 상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 수평 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들일 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 스캔 오더가 상기 수평 스캔 오더로 도출된 경우, 상기 수평 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산될 수 있고, 상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 상술한 수학식 2 를 기반으로 도출될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측한다(S1010). 디코딩 장치는 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측할 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치는 상술한 사인 예측 과정을 수행하여 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 특정 레지듀얼 계수들의 사인 조합 가설들(sign combination hypothesis)에 대한 코스트들을 계산할 수 있고, 상기 사인 조합 가설들 중 가장 작은 코스트를 갖는 사인 조합 가설을 상기 특정 레지듀얼 계수들의 사인들로 예측할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 사인 조합 가설에 대한 부분 역변환(partial inverse transformation) 및 경계 복원(border reconstruction)을 수행하여 상기 사인 조합 가설에 대한 상기 현재 블록의 가설 복원 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 현재 블록의 좌측 주변 샘플들 및 상측 주변 샘플들과 상기 가설 복원 샘플들을 기반으로 상기 사인 조합 가설에 대한 코스트를 계산할 수 있다. 상기 코스트는 상술한 수학식 1을 기반으로 도출될 수 있다. 한편, 사인 조합 가설은 사인 조합 후보로 불릴 수도 있다.
디코딩 장치는 상기 예측된 사인들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출한다(S1020). 디코딩 장치는 상기 예측된 사인들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치는 상기 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 기반으로 상기 예측된 사인들이 정확한지 판단할 수 있고, 상기 판단의 결과를 기반으로 상기 특정 레지듀얼 계수의 사인들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 레지듀얼 정보를 획득할 수 있고, 상기 레지듀얼 정보는 상기 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 예측된 사인들에 대한 상기 신텍스 엘리먼트들은 상기 예측된 사인들이 정확한지 여부를 나타낼 수 있다. 즉, 예를 들어, 상기 신텍스 엘리먼트들 중 대상 신텍스 엘리먼트는 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확한지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 대상 신텍스 엘리먼트가 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확하다고 나타내는 경우, 디코딩 장치는 상기 예측된 사인이 정확하다고 판단할 수 있고, 상기 예측된 사인을 상기 예측된 사인에 대한 특정 레지듀얼 계수의 사인으로 도출할 수 있다. 또는, 예를 들어, 대상 신텍스 엘리먼트가 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확하지 않다고 나타내는 경우, 디코딩 장치는 상기 예측된 사인이 정확하지 않다고 판단할 수 있고, 상기 예측된 사인에 반대되는 사인을 상기 예측된 사인에 대한 특정 레지듀얼 계수의 사인으로 도출할 수 있다. 즉, 예를 들어, 대상 신텍스 엘리먼트가 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확하지 않다고 나타내는 경우, 상기 예측된 사인이 양수(positive)이면 상기 예측된 사인에 대한 특정 레지듀얼 계수의 사인은 음수(negative)로 도출될 수 있고, 상기 예측된 사인이 음수이면 상기 예측된 사인에 대한 특정 레지듀얼 계수의 사인은 양수로 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 특정 레지듀얼 계수의 예측된 사인에 대한 신텍스 엘리먼트는 상술한 사인 레지듀얼을 나타낼 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 예측된 사인들에 대한 상기 신텍스 엘리먼트들의 컨텍스트 코디드 빈들(context-coded bins)을 포함하는 상기 현재 블록의 컨텍스트 코디드 빈들은 특정 개수로 제한될 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 예측된 사인들에 대한 상기 신텍스 엘리먼트들의 컨텍스트 코디드 빈들은 별도로 조절될 수도 있다. 예를 들어, 상기 신텍스 엘리먼트들을 제외한 상기 현재 블록의 레지듀얼 정보의 컨텍스트 코디드 빈들은 제1 특정 개수로 제한될 수 있고, 상기 신텍스 엘리먼트들의 컨텍스트 코디드 빈들은 제2 특정 개수로 제한될 수 있다.
이후, 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 특정 레지듀얼 계수들의 절대값들을 도출할 수 있고, 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 도출된 사인들 및 상기 절대값들을 기반으로 상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성한다(S1030). 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
한편, 예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 획득된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드를 수행하여 예측 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 예측 샘플들과 상기 레지듀얼 샘플들의 가산을 통하여 상기 복원 픽처를 생성할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있고, 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있고, 상기 예측 샘플들과 상기 레지듀얼 샘플들의 가산을 통하여 복원 샘플들 및 복원 픽처를 생성할 수 있다. 이후 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 디블록킹 필터링, SAO 및/또는 ALF 절차와 같은 인루프 필터링 절차가 상기 복원 샘플들에 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
한편, 예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 현재 블록의 영상 정보를 획득할 수 있다. 상기 영상 정보는 상기 현재 블록의 예측 모드 정보 및/또는 레지듀얼 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 현재 블록의 특정 레지듀얼 계수들의 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 레지듀얼 정보는 상기 현재 블록의 사인 예측되는 레지듀얼 계수의 개수를 나타내는 신텍스 엘리먼트를 포함할 수 있다.
도 11은 본 문서에 따른 영상 디코딩 방법을 수행하는 디코딩 장치를 개략적으로 나타낸다. 도 10에서 개시된 방법은 도 11에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 11의 상기 디코딩 장치의 레지듀얼 처리부는 도 10의 S1000 내지 S1020을 수행할 수 있고, 도 11의 상기 디코딩 장치의 가산부는 도 10의 S1030을 수행할 수 있다.
상술한 본 문서에 따르면 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 사인 예측되는 계수들을 결정할 수 있고, 인트라 예측 모드가 적용된 영상의 특성을 고려하여 영향이 큰 계수들에 대한 사인 예측을 수행할 수 있고, 이를 통하여 레지듀얼 정보의 사인을 위한 비트량을 줄이고 코딩 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 문서에 따르면 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드 및 주변 샘플들과의 불연속성을 고려하여 사인 예측되는 계수들을 결정할 수 있고, 영상의 특성을 고려하여 영향이 큰 계수들에 대한 사인 예측을 수행할 수 있고, 이를 통하여 레지듀얼 정보의 사인을 위한 비트량을 줄이고 코딩 정확도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 문서에 따르면 사인 예측이 수행된 현재 블록에 컨텍스트 코딩되는 신텍스 엘리먼트와 관련한 컨텍스트 코디드 빈을 조절하여 레지듀얼 정보에 대한 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 문서는 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 문서의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
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 실시예들이 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 운송 수단 단말 (ex. 차량 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 Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예들이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 문서에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 문서의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
도 12는 본 문서의 실시예들이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 예시적으로 나타낸다.
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 (16)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택하는 단계;
    상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측하는 단계;
    상기 예측된 사인들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 수평 인트라 예측 모드임을 기반으로 상기 스캔 오더는 수직 스캔 오더로 도출되고,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 수직 인트라 예측 모드임을 기반으로 상기 스캔 오더는 수평 스캔 오더로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 특정 수평 방향성 인트라 예측 모드들 중 하나임을 기반으로 상기 스캔 오더는 수직 스캔 오더로 도출되되, 상기 특정 수평 방향성 인트라 예측 모드들은 HOR_IDX-offset번 인트라 예측 모드 내지 HOR_IDX+offset번 인트라 예측 모드이고, HOR_IDX번 인트라 예측 모드는 수평 인트라 예측 모드이고,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 특정 수직 인트라 예측 모드들 중 하나임을 기반으로 상기 스캔 오더는 수평 스캔 오더로 도출되되, 상기 특정 수직 방향성 인트라 예측 모드들은 VER_IDX-offset번 인트라 예측 모드 내지 VER_IDX+offset번 인트라 예측 모드이고, VER_IDX번 인트라 예측 모드는 수직 인트라 예측 모드인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스캔 오더로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 계수들의 코스트들이 계산되고,
    상기 코스트들이 높은 순서로 M개의 레지듀얼 계수들이 상기 특정 레지듀얼 계수로 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 수평 인트라 예측 모드임을 기반으로 상기 스캔 오더는 수직 스캔 오더로 도출되고,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 수직 인트라 예측 모드임을 기반으로 상기 스캔 오더는 수평 스캔 오더로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 현재 블록의 레지듀얼 계수의 코스트는 다음의 수학식을 기반으로 도출되고,
    Figure PCTKR2022015825-appb-img-000006
    여기서, cost는 상기 레지듀얼 계수의 상기 코스트를 나타내고, Ci,j는 (i, j) 위치의 레지듀얼 계수의 값, Ti,j는 (i, j) 위치에 해당하는 템플릿, N은 현재 블록의 경계 픽셀(border pixel)의 수를 나타내는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 예측된 사인들을 기반으로 상기 현재 블록의 상기 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계는,
    상기 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 기반으로 상기 예측된 사인들이 정확한지 판단하는 단계;
    상기 판단의 결과를 기반으로 상기 특정 레지듀얼 계수의 사인들을 도출하는 단계를 포함하고,
    상기 신텍스 엘리먼트들 중 대상 신텍스 엘리먼트는 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확한지 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 신텍스 엘리먼트들의 컨텍스트 코디드 빈들(context-coded bins)을 포함하는 상기 현재 블록의 컨텍스트 코디드 빈들은 특정 개수로 제한되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 신텍스 엘리먼트들을 제외한 상기 현재 블록의 레지듀얼 정보의 컨텍스트 코디드 빈들은 제1 특정 개수로 제한되고,
    상기 신텍스 엘리먼트들의 컨텍스트 코디드 빈들은 제2 특정 개수로 제한되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  11. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 사인 예측에 대한 특정 레지듀얼 계수들을 선택하는 단계;
    상기 특정 레지듀얼 계수들에 대한 사인들을 예측하는 단계;
    상기 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함하는 상기 현재 블록의 레지듀얼 정보를 인코딩하는 단계를 포함하고,
    상기 신텍스 엘리먼트들 중 대상 신텍스 엘리먼트는 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확한지 여부를 나타내고,
    상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 스캔 오더의 M개의 레지듀얼 계수들인 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 수평 인트라 예측 모드임을 기반으로 상기 스캔 오더는 수직 스캔 오더로 도출되고,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 수직 인트라 예측 모드임을 기반으로 상기 스캔 오더는 수평 스캔 오더로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 특정 수평 방향성 인트라 예측 모드들 중 하나임을 기반으로 상기 스캔 오더는 수직 스캔 오더로 도출되되, 상기 특정 수평 방향성 인트라 예측 모드들은 HOR-HOR_OFFSET번 인트라 예측 모드 내지 HOR+HOR_OFFSET번 인트라 예측 모드이고, HOR번 인트라 예측 모드는 수평 인트라 예측 모드이고,
    상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드가 특정 수직 인트라 예측 모드들 중 하나임을 기반으로 상기 스캔 오더는 수평 스캔 오더로 도출되되, 상기 특정 수직 방향성 인트라 예측 모드들은 VER - VER_OFFSET번 인트라 예측 모드 내지 VER + VER_OFFSET번 인트라 예측 모드이고, VER번 인트라 예측 모드는 수평 인트라 예측 모드인 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  15. 디지털 저장 매체로서, 청구항 제11항에 기재된 영상 인코딩 방법에 의해 인코딩된 레지듀얼 정보를 포함하는 비트스트림이 저장된, 디지털 저장 매체.
  16. 영상에 대한 데이터의 전송 방법에 있어서,
    현재 블록의 특정 레지듀얼 계수들의 예측된 사인들에 대한 신텍스 엘리먼트들을 포함하는 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보의 비트스트림을 획득하는 단계; 및
    상기 레지듀얼 정보를 포함하는 상기 영상 정보의 상기 비트스트림을 포함하는 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 신텍스 엘리먼트들 중 대상 신텍스 엘리먼트는 상기 대상 신텍스 엘리먼트에 대한 예측된 사인이 정확한지 여부를 나타내고,
    상기 특정 레지듀얼 계수들은 상기 현재 블록의 레지듀얼 계수들 중 스캔 오더로 선택되고,
    상기 스캔 오더는 상기 현재 블록에 적용된 인트라 예측 모드를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는 전송 방법.
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